JPS616251A

JPS616251A - 打抜性の良好なるＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系封着合金

Info

Publication number: JPS616251A
Application number: JP12588884A
Authority: JP
Inventors: Akio Hashimoto; 彰夫橋本; Masakazu Umeda; 梅田　正和
Original assignee: Sumitomo Special Metals Co Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1984-06-19
Filing date: 1984-06-19
Publication date: 1986-01-11
Also published as: JPS6411097B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業分野この発明は、リードフレーム等に使用するＦｅ−Ｎ１−
Ｃｏ系封着合金に係り、打抜性、切断加工性にすぐれた
Ｆｅ　−Ｎｉ　−Ｃｏ系封着合金に関する。

背景技術一般に、２５〜３５ｗｔ％Ｎｉ　　１３〜２０ｗｔ％Ｃ
ｏ　−Ｆ＊金合金、ガラス、セラミックスの熱膨張特性
と近似していることから、薄板や細線に加工したのち、
所要形状に打抜きあるいはエツチング加工されて、ＩＣ
や表示素子等のリードフレーム、また、ＩＣ。

トランジスタ、リードスイッチのリード等に多用されて
おり、製造に際しては、連続して大苗に生産されている
。

上記のリードフレームやリードなどは非常に微細なパタ
ーンで極めて＾い寸法精度が要求されているため、高速
プレスによる打抜加工では、従来のＦｅ−Ｎｉ　　Ｃｏ
系封着合金は打抜加工性が悪く、成形金型の摩耗が激し
く、プレス金型の修正や研摩等の頻度がシロしく、生産
能率の低下によって製品コストの高騰をもたらづ問題が
あった。

発明の［１的この発明は、プレス打抜性や切断加工性を改善したＦｅ
　−Ｎｉ−Ｃｏ系封着合金を目的としている。

発明の構成と効果この発明は、Ｆｅ　　ＮＬ　　Ｃｏ系封着合金の打抜性
や切断加工性の改善を目的に合金組成等を種々検討した
結果、合金の成分組成を特定し、かつ組織内に均一に分
散するＭｎ、ＳＬ及び／Ｖ　、Ｚｒ　、Ｃａ　、ｌ’ｂ
　、Ｒ・［の窒化物、炭化物、酸化物、硫化部等の非金
属介在物の大ぎさを特定することにより、Ｆａ　−Ｎｉ
−ω系封特合金の打抜性、切断加工性が著しく向上する
ことを知見したものである。

ｔなわち、この発明は、Ｎｉ２５〜３５ｗｔ％、Ｃｏ１３〜２０ｗｔ％、Ｓｉ　
　０．０３〜０．５０　ｗｔ％、Ｃ０１０５ｗｔ％以下
、Ｍｎ　　０．０５〜１．００　ｗｔ％、Ｓ　００００
３〜０．０２！ｉｗｔ％、但し、Ｍｎ　／Ｓ≧１０゜０　１００ｐ１００ｐｐ　下、Ｎ　　５０＋１１１１１
１１４下、を含有し、あるいはさらに、Ａ１．Ｚｒ、Ｃ
ａ、ＭＣ１．Ｒ・Ｅ（７）うち少なくとも１種ヲ０．０
００５〜０．１０　ｗｔ％を含有し、残部は「ｅ及び不可避的不純物からなり、Ｓｉ、Ｍｌｌ
及びＡＮ、Ｚｒ　、Ｃａ　、Ｍｇ、［Ｅの酸化物、窒化
物、炭化物、硫化物等の３虜以下の微細非金属介在物が
、組織内に均一に分散５ることを特徴とする打抜性の良
好なる「ｅ　−Ｎｉ　−Ｃｏ系封着合金である。

一般に、Ｆｅ　　ＮＬ　　Ｃｏ系封着合金を、第３図の
ようなダイス（力、ポンチ（８）により打抜、切断した
場合の切断面状況は、第１図に示す如く、被打抜材の平
面部（１）より連続したダレ而（２）、剪断面（３）、
破断面（４）、そしてカエリ面（５）とからなっており
、この場合のポンチの移動距離であるポンチストローク
は）と切断に要する力である剪断抵抗（Ｒ）との関係は
、第２図のごとき曲線となることが知られている。

第２図において、最大剪断抵抗が小さく、かつ破断まで
のポンチストロークが小さいほど、切断に要するエネル
ギーが小さく、金型に加わる負荷が小さくなり、金型寿
命が長くなるが、この最大剪断抵抗は、被打抜材の引張
強さ、硬度等の機械的強度により決定され、また、切断
までのポンチストロークと、（剪断面厚み／板厚）はほ
ぼ正比例する。

また、（剪断面厚み／板厚）は、材料の機械的強度のみ
ならず、微量含有元素や析出物、介在物量などの材料の
内質に大きく左右されると考えられ、この発明の如く、
組成を限定しかつ非金属介在物の大きさを特定すること
により、（剪断面厚み／板厚）を小さくでき、切断まで
のポンチストロークが小さくなり、金型寿命を延長でき
る。

組成の限定理由Ｎ１は、硬質ガラスやアルミナ系セラミック等との強固
な付着接合が要求される水系合金の基本成分であり、ら
の含有量を考慮して適宜選定されるが、２５ｗｔ％未満
では、熱膨張係数が小さくなりすぎ、３５ｗｔ％を越え
ると熱膨張係数が大きくなりすぎ、いずれもガラス、セ
ラミックスの熱膨張係数との偏差が大きくなるので好ま
しくなく、２５ｗｔ％〜３５ｗｔ％に限定する。

ＣＯは、硬質ガラスやアルミナ系セラミック等との強固
な付着接合が要求される水系合金の基本成分であり、Ｎ
Ｌの含有量を考慮して適宜選定されるが、１３ｗｔ％未
満では、熱膨張係数が小さくなりすぎ、２０ｗｔ％を越
えると熱膨張係数が大きくなりすぎ、いずれもガラス、
セラミックスの熱膨張係数との偏差が大きくなるので好
ましくなく、１３ｗｔ％〜２０ｗｔ％に限定する。

Ｓｌは、鋳塊中の気泡発生を防止する脱酸元素であり、
またガラス封着時に重要な表面酸化被膜の密着性を改善
する効果があるが、０．０３　ｗｔ％未満ではその効果
がなく、また、０．５０　ｗｔ％を越えると材質的に硬
化して冷間加工性が劣化するため好ましくなく、０．０
３　ｗｔ％〜０．５０　ｗｔ％％に限定する。

Ｃ（よ、ガラスあるいはセラミックスとの密着時の加熱
過程において、表面からガスとして発生して到着界面に
内包され、封着強庭を低下させるので、０．０５ｗｔ％
以下に限定する。

Ｍｎは、熱間加工性を改善する効果があるが、０．０５
　ｗｔ％未満ではイの効果がなく、１．００　ｗｔ％を
越えると熱膨張係数が大きくなりすぎ、ガラス。

しラミックスとの封着性を阻害するため、０．０５ｗｔ
％〜１．００　ｗｔ％に限定する。

Ｓは、合金内の１と結合して微細な硫化物を生成し、こ
れが組織内に均一に分散してプレス加工性を改善づるが
、０．００３ｗｔ％未満では改善効果が少なく、０．０
２５ｗｔ％を越えると、巨人な一硫化物を生成し易くな
り、薄板等に加工する際に表面剥離１割れ等の欠陥が発
生し易くなるため、０．００３Ｗ【％〜０．０２５ｗｔ
％に限定する。

ＭｎとＳの含有比、Ｍｉ／Ｓは、組織内に１と含有しな
いＳが残存して熱間加工性を低下し、かつ割れ疵等の欠
陥が発生し易くなるのを防止するために限定する必要が
あり、Ｉｉｎ／Ｓ≧１０とする必要がある。しかし、そ
の上限は３００が好ましく、好ましいｌｌｎ／Ｓ範囲と
しては、３５〜２００が望ましい。

０、Ｎは、ブレス打扱竹の観点から、Ｓｉ　、Ｎｎ。

Ｍ　、Ｚｒ　、Ｃａ　、ｒ　、Ｒ・Ｅ　（希土類元素）
の酸化物。

窒化物として、組織内に微小介在物が均一に分散分布し
ていることが望ましく、かつ、熱間加Ｔｖ１及び冷間前
■性改善の観点より、Ｏは１１００ｐｐ以下、Ｎは５０
ｐｐｍ以下にする必要がある。

Ａｌ、Ｚｒ、Ｃａ、Ｍ（１．Ｒ−「（希土類元素）は、
Ｎｊ　、ＦａよりもＳ、０．Ｃ，Ｎとの親和力が強いた
め、酸化物、炭化物、窒化物、硫化物を生成し、プレス
加工性を改善する効果があるため、上記元素のうち少な
くとも１種を添加するが、ｏ、ｏｏｏｓ　ｗｔ％未満で
は上記効果がなく、０．１０ｗｔ％を越えると熱間加工
性、冷間加工性を劣化さゼるので好ましくなく、０．０
００５　ｗｔ％〜０．１０ｗｔ％の含有とする。

また、上記のＲ・［（希土類元素）は、少なくとも１［
ｉの希土類元素であればよく、コストの面から１．Ｃ４
及びミツシュメタルが好ましい。

Ｆｅは、水系合金の基本組成をなすもので、上記の各種
元素を含有した残余の範囲とする。

Ｓｉ　、Ｍｎ　、ＡＩ　、Ｚｒ　、Ｃａ　、Ｆ’ａ　、
Ｒ・Ｅの酸化物、炭化物、窒化物、硫化物等の非金属介
在物の組織内での大ぎさを限定した理由は、非金属介在
物の大きさが３摩を越えると、打抜加■、切断加工時の
力エリが多くなり、薄板の曲げ加工、絞り加工時に亀裂
１割れ発生の起点となるためであり、上記非金属介在物
の大ぎさは３摩以下で、かつ組織内に均一に分散、含有
されていることが重要である。

また、この発明において、合金組成内の非金属介在物の
大きさを３摩以下に且つ均一に分散分布させるためには
、溶製条件、造塊条件及び脱酸剤の添加時期、添加層を
適宜選定する必要がある。

また、この発明合金の好ましい組成範囲は、Ｎｉ２５〜
３５ｗｔ％、Ｃ０１３〜２０ｗｔ％、３ｉ　　０．１０
〜０．３０　ｗｔ％、（：、　　０．０３　ｗｔ％以下
、Ｍｎ　　０．３５〜０．８５　ｗｔ％、Ｓ　０．００
３〜０．０１５ｗｔ％、但し、Ｍｎ　／５＝３５〜２０
０１Ｑ　　１００ｐｐ１１１以下、Ｎ　　５０ｐｐｍ以下、
を含有し、あるいはさらに、Ａｌ、Ｚｒ、Ｃａ、Ｍ（１
．［Ｅのうち少なくとも１種を０．０００５〜０．０５
ｗｔ％を含有し、残部はＦｅ及び不可避的不純物からなる範囲で、３摩以
下の微細な非金属介在物が、６０ｐｐｍ以上均一に分散
することが好ましい。

実施例第１表に示すような、本発明範囲ならびに本発明範囲外
の各種組成範囲のＦｅ　−ＮＬ　−Ｃｏ系月肴合金を、
同一条件で製造して、厚み０．２５ｍｍの薄板に仕上げ
た。この薄板より幅８１１１Ｎｉ×長さ５０ｍｍの試料
を採取し、第３図のごとき、圧縮試験機を用いて、ダイ
（力に載置した試料（６）を、幅７ｍｍＸ長さ１０　ｍ
ｍ寸法のポンチ（８）によるプレス打ち抜きを行＜ｉい
、該試験機の可動アームの移動距離により、ポンチスト
ローク（９）を測定し、剪断抵抗（Ｒ）はロードセルに
より測定した。

これより第２図と同様の剪断抵抗（Ｒ）とポンチストロ
ーク（１）の関係図を求め、切断までのボンデストロー
クを実測した。

また、打抜後の試料の切断断面を光学顕微鏡にＪ、り観
察し、剪断面厚み及び板厚を測定して（剪断面厚み／板
厚）を算出した。

各種合金の介在物量は、定電位電解法によって金属のみ
溶解し、溶解液中の酸化物、炭化物、窒化物、硫化物等
の非金属介在物残渣を、ミクロフィルターで、３．０左
以下のものと、　　３．０）Ｂを越えるものとに分離抽
出して測定した。

上記の各測定結果を、試料の機械的強度及び熱膨張特性
と共に第１表に示す。

第１表から明らかなように、この発明によるＦａ−Ｎｊ
　−Ｃｏ系封着合金は、切断までのポンチストローク及
び（剪断面厚み／板厚）が、比較例の従来合金よりはる
かに小さく、所要の熱膨張特性および機械的強度を損う
ことなく、打抜、切断加工性が改善されたことが明白で
、金型寿命の延長に多大の効果を有することが分る。

【図面の簡単な説明】

第１図はＦｅ−ＮＬ　　Ｃｏ系封着合金の切断断面を示
す斜視図であり、第２図はポンチストローク（愛）と剪
断抵抗（Ｒ）との関係を示づグラフである。第３図は実施例における圧縮試験装置の説明図である。１・・・平面部、２・・・ダレ面、３・・・剪断面、４
・・・破断面、５・・・カエリ面６・・・試料、７・・
・ダイ、８・・・ポンチ。出願人　　住友特殊金属株式会社第１図第２図第３図

Claims

【特許請求の範囲】１　Ｎｉ２５〜３５ｗｔ％、Ｃｏ１３〜２０ｗｔ％、Ｓ
ｉ０．０３〜０．５０ｗｔ％、Ｃ０．０５ｗｔ％以下、
Ｍｎ０．０５〜１．００ｗｔ％、Ｓ０．００３〜０．０
２５ｗｔ％、但し、Ｍｎ／Ｓ≧１０、Ｏ１００ｐｐｍ以
下、Ｎ５０ｐｐｍ以下、を含有し、残部はＦｅ及び不可
避的不純物からなり、３μｍ以下の微細非金属介在物が
、組織内に均一に分散することを特徴とする打抜性の良
好なるＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系封着合金。２　Ｎｉ２５〜３５ｗｔ％、Ｃｏ１３〜２０ｗｔ％、Ｓ
ｉ０．０３〜０．５０ｗｔ％、Ｃ０．０５ｗｔ％以下、
Ｍｎ０．０５〜１．００ｗｔ％、Ｓ０．００３〜０．０
２５ｗｔ％、但し、Ｍｎ／Ｓ≧１０、Ａｌ、Ｚｒ、Ｃａ
、Ｍｇ、Ｒ・Ｅのうち少なくとも１種を０．０００５〜
０．１０ｗｔ％、Ｏ１００ｐｐｍ以下、Ｎ５０ｐｐｍ以
下、を含有し、３μｍ以下の微細非金属介在物が、組織
内に均一に分散することを特徴とする打抜性の良好なる
Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系封着合金。