JP2000038647A - 銅合金の加工方法 - Google Patents
銅合金の加工方法Info
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Abstract
ない耐熱銅合金材製造のための銅合金の加工方法を提供
する。 【解決手段】 Feを1.5〜3.0重量%含有し、残
部銅から成る銅合金を加熱溶解し、これを鋳造して鋳塊
を作り、次の手順で加工することによって所定厚さの銅
合金材を製造する。まず、鋳塊を800℃以上の温度に
加熱して熱間圧延し、その後、冷間圧延を行って第1の
圧延材を作る。次に、この第1の圧延材を900℃以上
の温度で3分以上加熱する熱処理を行い、毎分50℃以
上の冷却速度で500℃まで冷却した後、さらに、冷却
を続け、冷間圧延を行う。続いてこれにより得られた第
2の圧延材を600〜650℃に加熱し、この温度で3
0分〜6時間保持する第1の焼鈍を行い、さらに、40
0〜525℃の温度で第2の焼鈍を行った後、減面率5
0〜85%の冷間圧延によって最終圧延を行う。以上の
手順を踏むことにより、たとえば、リードフレームにお
ける歪み除去のための加熱処理が原因となって発生して
いたビッカース硬度の低下現象を防止することができ
る。
Description
に関し、特に、加熱によって機械的特性が損なわれるこ
とのない銅合金材製造のための加工方法に関する。
子コネクター等に使用される銅合金として、たとえば、
特公平3−44141号公報に記載されているようなF
eを1.5〜3.0重量%含有した銅合金が知られてい
る。
特性と導電性とによって特徴づけられ、主にLSIのよ
うな半導体素子を搭載するためのリードフレーム、ある
いは種々のコネクタ端子などとして使用されている。
素子の高集積化に伴って益々の多ピン化と薄肉化とが要
求されているが、これに対処するためには、機械的特性
と導電性だけでなく、耐熱性の面でも優れた特質を備え
ていることが必要となる。
フレーム構造を要求することになるが、たとえば、スタ
ンピングによってリード等の細密部分を形成する場合、
スタンピング完了後には殆どのケースにおいて歪み除去
処理が行われ、このためには、リードフレームを400
℃程度の高温に加熱する必要がある。
Fe系銅合金によると、このような熱処理に耐えられる
特性を具備していないことから、歪み除去処理を原因と
した特性低下を余儀なくされていた。特性の低下は機械
的特性の低下となって現れ、具体的には、リードフレー
ムの細密さの精度をバックアップするビッカース硬度、
若しくは引張強度の低下となって現れる。
械的特性が損なわれることのない耐熱銅合金材製造のた
めの銅合金の加工方法を提供することにある。
達成するため、Feを1.5〜3.0重量%含有し、残
部がCuから成る銅合金を圧延加工する銅合金の加工方
法において、前記銅合金の鋳塊を800℃以上の温度に
加熱して熱間圧延し、熱間圧延された圧延材を冷間圧延
することにより第1の圧延材に加工し、前記第1の圧延
材を900℃以上の温度で3分以上熱処理し、熱処理さ
れた前記第1の圧延材を毎分50℃以上の冷却速度で5
00℃まで冷却し、室温等の所定温度まで冷却された前
記第1の圧延材を冷間圧延することにより第2の圧延材
に加工し、前記第2の圧延材を600〜650℃の温度
で30分〜6時間加熱して第1の焼鈍を行い、前記第1
の焼鈍をされた前記第2の圧延材を400〜525℃の
温度に加熱して第2の焼鈍を行い、前記第2の焼鈍をさ
れた前記第2の圧延材を減面率50〜85%の冷間圧延
により圧延することを特徴とする銅合金の加工方法を提
供するものである。
3.0重量%に限定する理由は、1.5重量%未満で
は、Feの析出量が不足し、実用上充分な機械的強度と
耐熱性とが得られなくなるためであり、逆に、3.0重
量%を超過すると導電性の低下が大きくなるとともに、
未溶解鉄や粗大な鉄晶出物が偏在する惧れがあることに
よる。
は併用の形で加えることは可能であり、その添加量は、
Pの場合が0.015〜0.15重量%、Znの場合が
0.01〜0.20重量%に設定される。Pは鋳造時の
脱酸のため、Znは脱酸と脱ガスを目的として添加され
るもので、上記の範囲における上限値と下限値は、下限
値がこれらの効果を確保するため、上限値が実用的導電
性を維持するための限界値となる。
o、Ni、Snのうちの1種以上を添加することは可能
であり、その量は、多くの場合、0.001〜0.20
重量%に設定される。
造されるが、鋳造された銅合金内には、鋳造後の冷却の
過程においてFeが析出することになる。この析出した
Feは、熱間加工性に悪影響を与える性質を有している
ことから、圧延前にCu中に再固溶させる必要がある。
うための条件として、熱間圧延における鋳塊の温度を8
00℃以上に設定するものであり、これが800℃未満
になると、Feの再固溶が不足して析出Feが多く生ず
るようになり、結果として、圧延材に割れが発生するよ
うになる。なお、最高加熱温度としては1050℃に設
定することが望ましい。
工するための冷間圧延は、減面率を90%以下に設定し
て行うことが望ましく、また、次の熱処理(溶体化処
理)における熱交換速度を速める意味からは、2mm以
下の板厚まで圧延することが望ましい。
るほど好ましく、その最低温度は900℃に設定され
る。また、Cu中へFeを固溶させ、それにより良好な
耐熱性、即ち、リードフレーム等における歪み除去処理
への耐久性を確保するためには、1.4重量%以上の固
溶量が必要であり、この固溶量を確保するための加熱下
限値として900℃の温度を設定するものである。
℃の加熱下で、1.4重量%以上の固溶量を確保するた
めには、最低3分の時間が必要であり、これが満たされ
ない場合には、実用的な耐熱性が得られなくなる。
散速度とそれに基づくFeの析出速度に対処するため、
500℃までは少なくとも毎分50℃の冷却速度が必要
であり、冷却速度がこれよりも遅くなると、実用に適し
た耐熱性が得られなくなる。
ることが確認されており、従って、それ以降の冷却速度
は、たとえば、毎分10℃程度の遅い速度であってもさ
しつかえはなく、室温等、次に行う冷間圧延のために適
した所定の温度まで冷却される。
の焼鈍における析出をスムース化するために、減面率を
50%以上に設定して行うことが望ましい。
定する理由は、この範囲の上下限のいずれを外れるとき
も、実用的な耐熱性が得られないことによる。また、焼
鈍時間についても同様であり、30分〜6時間以外に焼
鈍時間を設定すると、耐熱性が劣るようになる。
を補うために行われるもので、たとえば、導電率の目標
を60%IACS以上に設定した場合、第1の焼鈍後の
導電率は目標の60%にも満たないものとなり、従っ
て、この第2の焼鈍は導電率確保のために重要な要素と
なる。第2の焼鈍は第1の焼鈍に引き続いて行ってもよ
く、あるいは一旦室温等に冷却した後に行ってもよい。
525℃であり、これを上廻ると実用的な耐熱性が得ら
れなくなる。焼鈍の下限温度は400℃に設定する必要
があり、これ以下になると長時間を要することから非効
率的となる。焼鈍時間としては、1〜8時間の範囲が望
ましい。
を、50〜85%の範囲内に設定する理由は、50%未
満ではビッカース硬度が155HV に遠く及ばないレベ
ルにしかならず、従って、硬度不足となり、逆に、85
%以上になると耐熱性が不足することによる。
上、歪み除去等を目的とした低温焼鈍を行うことはさし
つかえない。
法の実施の形態について説明する。なお、本実施形態に
おいては、引張強度54Kgf/cm2 以上、ビッカー
ス硬度155HV 以上、導電率65%IACS以上にぞ
れぞれ目標を設定し、さらに、500℃で5分間加熱さ
れたときのビッカース硬度の残率目標を90%以上に設
定した。
Cuから成る銅合金の溶湯を鋳型に鋳造することによ
り、厚さ50mm、幅80mm、長さ150mmの直方
体の鋳塊を製造した。次に、得られた鋳塊の表と裏をそ
れぞれ2mmづつ面削し、950℃の温度で2時間保持
した後、熱間圧延を行い、厚さ10mmの圧延材とし、
さらに、この圧延材の表面と裏面をそれぞれ1mmづつ
面削した。
て2mmの厚さまで圧延し、これにより得られた第1の
圧延材を電気炉の中に入れ、1000℃で30分の熱処
理(溶体化処理)を施した後、これを500℃までの冷
却速度が毎分50℃以上となるように水量調整した水冷
プールの中に落下させ、冷却した。
表面と裏面を研磨した後、冷間圧延を行い、厚さ0.5
mmの第2の圧延材とし、引き続き、これを窒素ガス雰
囲気の電気炉に入れ、625℃で2時間加熱することに
より第1の焼鈍を行った。
速度で冷却し、温度が500℃に到達した時点で、第2
の圧延材を窒素ガス雰囲気の電気炉に入れ、500℃の
温度で4時間加熱することにより第2の焼鈍を行った。
冷却速度で室温まで冷却し、次いで、これを冷間圧延に
より圧延して、厚さ0.15mm(減面率70%)の圧
延材とした。
特性試験を行った結果、引張強度55Kgf/cm2 、
ビッカース硬度160HV 、導電率68%IACSであ
り、いずれの特性も目標を達成した。
理を想定して、この圧延材を500℃で5分間加熱した
後、そのビッカース硬度を測定したところ、147HV
(残率92%)を示し、残率目標をクリアした。
設定値から外れる850℃に設定した以外、他のすべて
の工程を実施例と同一に設定し、実施例と同一組成の銅
合金を使用することによって、0.15mm厚さの最終
圧延材を製造した。
ったところ、引張強度55Kgf/cm2 、ビッカース
硬度161HV 、および導電率66%IACSの結果が
得られ、また、この圧延材を500℃で5分間加熱した
後、ビッカース硬度を測定したところ、測定値は98H
V であり、残率61%であった。
れるが、このような差は、第1の焼鈍における加熱温度
を本発明が規定する600〜650℃以外の温度に設定
したとき、あるいは最終の冷間圧延における減面率を9
0%に設定したときにも同様に現れる。
初の160HV レベルが、500℃で5分間加熱した後
には130HV レベル(残率約80%)にまで低下する
ことが確認されており、さらに、導電性の面において
も、第2の焼鈍を省略するときには、60%IACSの
導電率確保が不可能になることが確認されている。
金の加工方法によれば、Cu−Fe系銅合金を加工する
にあたって、特定の温度での熱間圧延と、特定の温度で
特定の時間行う溶体化のための熱処理と、熱処理後、特
定の冷却速度のもとで行う冷却処理と、第1段階から第
3段階までの冷間圧延と、2度に亙って行う焼鈍処理と
を組み合わせることによって、リードフレーム等におけ
る歪み除去の加熱に耐えられる耐熱性銅合金材の加工方
法を提供するものであり、従って、たとえば、LSIな
どの半導体素子の高集積化に対処するうえにおいて、本
発明がリードフレームの分野にもたらす効果は大であ
る。
Claims (2)
- 【請求項1】Feを1.5〜3.0重量%含有し、残部
がCuから成る銅合金を圧延加工する銅合金の加工方法
において、 前記銅合金の鋳塊を800℃以上の温度に加熱して熱間
圧延し、 熱間圧延された圧延材を冷間圧延することにより第1の
圧延材に加工し、 前記第1の圧延材を900℃以上の温度で3分以上熱処
理し、 熱処理された前記第1の圧延材を毎分50℃以上の冷却
速度で500℃まで冷却し、 室温等の所定温度まで冷却された前記第1の圧延材を冷
間圧延することにより第2の圧延材に加工し、 前記第2の圧延材を600〜650℃の温度で30分〜
6時間加熱して第1の焼鈍を行い、 前記第1の焼鈍をされた前記第2の圧延材を400〜5
25℃の温度に加熱して第2の焼鈍を行い、 前記第2の焼鈍をされた前記第2の圧延材を減面率50
〜85%の冷間圧延により圧延することを特徴とする銅
合金の加工方法。 - 【請求項2】前記銅合金は、0.015〜0.15重量
%のPと0.01〜0.2重量%のZnのうちの少なく
とも一方を含有することを特徴とする請求項第1項記載
の銅合金の加工方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20597098A JP3835004B2 (ja) | 1998-07-22 | 1998-07-22 | 銅合金の加工方法 |
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Publications (2)
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JP3835004B2 JP3835004B2 (ja) | 2006-10-18 |
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ID=16515739
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20597098A Expired - Lifetime JP3835004B2 (ja) | 1998-07-22 | 1998-07-22 | 銅合金の加工方法 |
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003025078A (ja) * | 2001-07-10 | 2003-01-28 | Dowa Mining Co Ltd | 銅、銅基合金およびその製造方法 |
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JP2011174142A (ja) * | 2010-02-25 | 2011-09-08 | Dowa Metaltech Kk | 銅合金板材および銅合金板材の製造方法 |
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CN114346600A (zh) * | 2021-12-24 | 2022-04-15 | 安徽鑫科铜业有限公司 | 一种高端制造业用引线框架铜带生产工艺 |
-
1998
- 1998-07-22 JP JP20597098A patent/JP3835004B2/ja not_active Expired - Lifetime
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