JPS63307232A - 銅合金 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体素子のリードフレーム材や電子機器の
コネクタ材などに用いられる銅合金に関する。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする問題点〕従来
、半導体素子のリードフレーム材としては、４２Ａ１　
ｔｏｙ　（Ｆｅ−４２％（重量％。以下、単に％と称す
。）Ｎｉ合金）等の鉄系合金やＣＤＡ１９４（Ｃｕ−２
，４％Ｆ　ｅ　−０，１２％Ｚｎ−Ｐ合金）、りん青銅
等の銅合金が使用されているが、近年半導体集積回路の
高集積化や小型化さらＧこ番ま低価格化の要求から、高
強度、高導電性を有し且つ安価であるリードフレーム用
合金が求められている。

しかし、上述の如き現用のリードフレーム用合金は、例
えばＣＤＡ１９４は導電性が高いものの強度が低く、４
２Ａ１１ｏｙやりん青銅は強度が高いものの導電性が低
く且つ価格も高いといったように、高強度、高導電性、
低価格という条件を完全に満たしているものはない。

又、ＣＯを２〜４％程度、ＳｔをＣＯの約２５％含有さ
せたＣｕ−Ｃｏ、Ｓｉ型のコルソン合金は、高導電性、
高強度を示す合金として周知であるが、高価なＣｏを比
較的多量に用いることから、リードフレーム材として工
業的に利用するには価格的に難点があった。

本発明は、上記問題点に鑑み、高強度、高導電性を有し
且つ安価である銅合金を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕本発明による
銅合金は、周知のＣＬＩ−ＣＯ２Ｓｉ合金にＭｇだけ或
はＭｇ並びにＳｎ及び／又はＺｎを添加することにより
Ｃｏ含有量が低くても高強度が得られ而も高導電性のま
まであるようにしたものである。

即ち、本発明による第１の銅合金は、Ｃｏ　０．４〜１
．６％、ＳｉＯ，１〜０．５％、Ｍｇ０．０１〜０．５
％、残部Ｃｕ及び不可避不純物から成り、８１７００重
量比０．２〜０．３であることを特徴としている。又、
第２の銅合金は、Ｃｏ　０．４〜１．６％、ＳｉＯ，１
〜０．５％、Ｍｇ０．０１〜０．５％、Ｓｎ１％以下及
び／又はＺｎ１％以下、残部Ｃｕ及び不可避不純物から
成り、Ｓ　ｉ　／　Ｃｏ重量比０．２〜０．３であるこ
とを特徴としている。

次に、本発明銅合金における各成分の添加理由とその組
成範囲の限定理由を説明する。

ＱｏはＳｉと共にＣＯ□Ｓｉという化合物析出物を形成
することによって合金の強度・耐熱性を向上させるが、
ＣＯの含有量を０．４〜１．６％と限定した理由は、Ｃ
ｏ含有量が０．４％未満では析出する化合物の量が不十
分でＳｔ、Ｍｇ、Ｓｎ、Ｚｎを添加しても期待する強度
、耐熱性が得られず、逆にＣｏ含有量が１．６％を超え
ると強度の上昇が飽和する傾向を示し、而もＣｏ含有量
の増加により合金価格が上昇してしまうからである。又
、Ｓｉの含有量を０．１〜０．５％とした理由は、Ｓｉ
含有量が０．１％未満ではＳｉ含有による特性の向上が
得られず、逆にＳｉ含有量が０．５％を超えても特性の
向上が飽和し、而も導電性が低下するがらである。又、
Ｍｇは固溶型の元素であって、合金に固溶させることに
よって合金の導電性をあまり下げずに強度を上昇させる
ことができるが、Ｍｇの含有量を０．０１〜０．５％と
した理由は、Ｍｇ含有量が０．０１％未満では期待され
る強度が得られず、逆に０．５％を超えると合金の鋳造
性、熱間加工性が低下するからである。又１、′第２の
銅合金におけるＳｎ、ＺｎはＭｇと同様に固溶型の元素
であって、第１の銅合金に含有させることにより第１の
銅合金の強度を更に上昇させることができるが、Ｓｎの
含有量を１％以下とした理由は、Ｓｎ含有量が１％を超
えると合金の強度は高くなるが導電性の低下が大きくな
るからであり、Ｚｎの含有量を１％以下としたのはＺｎ
含有量が１％を超えると合金の半田付は性が低下するか
らである。又、Ｓ　ｉ　／　Ｃｏ重量比を０．２〜０．
３とした理由は、先に述べたＣｏ２Ｓｉという化合物析
出物のＳｔとＣＯの重量比が１　：　４．２　（＃０．
２４）であり、この比から大きく外れてＣｏとＳｉを添
加すると、化合物形成にあずからない過剰のＣＯもしく
はＳｌが合金中に固溶して導電性の大きな低下をもたら
すからである。

次に、本発明による銅合金の製造方法について説明する
。

まず、本発明の合金組成になるように溶解鋳造して鋳塊
を得る。この際、溶解は通常の大気溶解もしくは真空溶
解を採用すればよい。又、脱酸剤としでは、Ｓｉ、Ｍｇ
、Ｍｎなどを使用すれば良い。

このようにして得られた鋳塊は、必要に応じて熱間加工
を加えた後、適当な冷間加工と熱処理を組合わせて行う
ことにより、所望の形状、特性を持った製品にまで加工
される。

〔実施例〕

通常のピース状電気銅を高周波溶解炉で大気溶解し、目
的値に応じたＣ　Ｏ、Ｓ　ｉ、　Ｍｇ　＋　　Ｓ　ｎ及
びＺｎを夫々銅との中間合金（Ｃｏ１０％、５ｉ１５％
、Ｍｇ５０％）及び粒状の金属錫、金属亜鉛の状態で加
えた後、鋳型に通常の鋳造法で鋳込んで鋳塊を得た。試
料の組成は下記表の通りであった。これらの鋳塊を９５
０℃で加熱した後熱間圧延により１２ｍｍ厚の板とした
。次に、板を片面１１ずつ固剤してｌＱｍｍ厚とした後
、０．２５　ｍ厚まで冷間圧延した。これをＣｏ含有量
が０．６％を超える合金の場合には５００°Ｃで１時間
、又Ｃｏ含有量が０．６％以下の場合には４５０℃で１
時間焼鈍して試料とした。

このようにして作製された試料の評価として強度は引張
り試験によって求め、導電性は導電率（％ＩＡＣ３）を
測定し、加工性は引張り試験における破断伸びによって
評価した。又、耐熱性は、試料をアルゴン雰囲気中で一
時間加熱した後引張試験を行い、強度の低下が２０％を
示す温度を軟化点として評価した。又、半田付は性は、
前処理としてスコッチブライトによる研磨及び酸洗を行
った後ロジン系フラックスを用いて５ｎ−４０％ｐｂ半
田浴に浸漬した試料について、その表面が均一に濡れて
いるかどうかを観察することにより評価した。又、メッ
キ密着性は半田付は性試験と同様の前処理を行った後３
μｍのＡｇメッキを施した試料について、４５０　’ｃ
、５分間の加熱を行ってふくれの有無を観察することに
より評価した。

これらの結果を、同様な工程で作製し評価した比較例と
共に下記表に示した。

上記表に示した如く、例えば実施例隘２と比較例１１ｈ
ｌｏ或は実施例隘１と比較例隘９を比較すれば、本発明
による銅合金はＣｏ含有量が同じでありながら、従来の
Ｃｕ−Ｃｏ、Ｓｔ型金合金比べ非常に高い強度を示し、
而も導電率はほぼ同程度であることが明らかである。従
って、同程度の強度を得るためにはＣｏ含有量が少なく
て済むので、価格が非常に安くなる。又、本発明による
銅合金は、４２Ａｌｌｏｙやりん青銅などの従来の高強
度型合金に比べてほぼ同程度の強度と極めて高い導電率
を示し、而も優れた耐熱性、半田付は性。

メッキ密着性、加工性を兼ね備えていることが明らかで
ある。

〔発明の効果〕

上述の如く、本発明による銅合金は、従来の高強度、高
導電性を示す合金であるコルソン合金に比べＣｏ含有量
が少ないにもかかわらずほぼ同程度の強度と導電率を有
している。即ち高強度、高導電性を有し且つ安価である
という実用上極めて重要な利点を有しており、工業的価
値は大である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｃｏ０．４〜１．６重量％、Ｓｉ０．１〜０．５
   重量％、Ｍｇ０．０１〜０．５重量％、残部Ｃｕ及び不
   可避不純物から成り、Ｓｉ／Ｃｏ重量比０．２〜０．３
   である銅合金。
2. （２）Ｃｏ０．４〜１．６重量％、Ｓｉ０．１〜０．５
   重量％、Ｍｇ０．０１〜０．５重量％、Ｓｎ１重量％以
   下及び／又はＺｎ１重量％以下、残部Ｃｕ及び不可避不
   純物から成り、Ｓｉ／Ｃｏ重量比０．２〜０．３である
   銅合金。