JP2001279348A

JP2001279348A - 電子・電気部品用銅合金およびその板条材、異形断面条材ならびにその板条材または異形断面条材より形成されるリードフレーム

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Publication number: JP2001279348A
Application number: JP2000096944A
Authority: JP
Inventors: Riichi Tsuno; 理一津野; Toshihiko Mikuni; 敏彦三国
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2000-03-31
Filing date: 2000-03-31
Publication date: 2001-10-10
Anticipated expiration: 2020-03-31
Also published as: JP4392104B2

Abstract

(57)【要約】【課題】高導電率で耐熱性に優れ、かつ、製作したリー
ドフレームを用いることで、トランジスター組立工程に
おける生産性および歩留りの低下を防止することができ
る安価な電子・電気部品用銅合金、その板条材および異
形断面条材これを用いて製作したリードフレーム提供す
ることを課題とする。【解決手段】Ｆｅ、ＮｉおよびＣｏより選択した１種以
上を合計で０．００４〜０．０７質量％と、Ｐを０．０
０５〜０．０５質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避
不純物よりなることを特徴とする電子・電気部品用銅合
金とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トランジスターの
リードフレームや、コネクタその他、電気接点部品など
の電子・電気部品用に好適に用いることができる電子・
電気部品用銅合金およびその板条材、異形断面条材なら
びにその板条材または異形断面条材より形成されるリー
ドフレームに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、銅または銅合金は、導電率、熱伝
導率、加工性、めっき・はんだ付け性などに優れるた
め、電子・電気部品用素材として大量に用いられてい
る。電子・電気部品の内、ＵＬＳＩ、ＬＳＩなどの集積
回路用のリードフレーム材としては、Ｃｕ-Ｎｉ-Ｓｉ
系、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ−Ｓｎ系、Ｃｕ−Ｆｅ−Ｐ−Ｓｎ
系、Ｃｕ−Ｆｅ系、Ｃｕ−Ｃｒ−Ｓｎ系など高強度で３
０〜７０質量％ＩＡＣＳ程度の導電率を有する銅合金が
多用されている。

【０００３】一方、トランジスター、ミニトランジスタ
ーおよびパワートランジスターなどのディスクリート半
導体用あるいはパワーＩＣ用のリードフレーム材として
は、Ｃｕ−Ｆｅ−Ｐ系（Ｃ１９２１０など）、リン脱酸
銅（Ｃ１２２０など）、無酸素銅（Ｃ１０２０など）、
Ｃｕ−Ｚｒ系などの純銅系あるいは低合金銅合金が用い
られている。これは、用途において高強度であることよ
りもむしろ電気および熱の伝導率が高いことが重要視さ
れるためである。

【０００４】これらの電子・電気用銅合金からなる部品
としてのリードフレームは、通常平板条材より加工され
るが、作動電流が大きく、発熱量の大きいトランジスタ
ーを搭載するリードフレームでは異形断面条材より製作
されている。そして、リードフレームを製作する場合の
異形断面条材は、厚肉のヒートシンク部と、このヒート
シンク部より相対的に薄肉のリード部を有する形状のも
のを用いている。

【０００５】これらの板条材あるいは異形断面条材より
形成されたリードフレームでは使用される銅合金の内、
Ｃｕ−Ｆｅ−Ｐ系およびＣｕ−Ｚｒ系合金は耐熱性や強
度が重視される製品に、また、無酸素銅は高導電率・高
熱放散性が要求される製品に用いられる傾向が大きく、
特に、リン脱酸銅は低価格であることから前記の用途に
広く用いられている。

【０００６】ところで、リードフレームなどを備えるト
ランジスターの主要組立工程は、リードフレームへのト
ランジスター素子の搭載（ダイボンディング）、トラン
ジスター素子の電極とリード部とのワイヤボンディン
グ、樹脂モールディングなどで構成され、これらの工程
が連続的に行われている。

【０００７】前記主要組立工程中、ダイボンディングに
はＡｕ−Ｓｉ共晶接合法、はんだ付け法などが用いられ
るため、略２５０〜４５０℃に加熱された炉中にてシリ
コン素子がリードフレームに接合される最も高温の実装
工程となる。そして、リードフレームの前記雰囲気での
滞在時間は通常１０〜１２０秒程度であるが、工程切替
え、連続実装ラインの故障などによりライン停止が必要
になると、前記炉中での滞在時間が１２０秒を越え、最
大５分間程度になってしまうことがある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記のような
ライン停止が起こった場合など、リードフレームが不要
に長期間炉中で滞在するため、従来使用されている電子
・電気部品用銅合金であるリン脱酸銅を素材とするリー
ドフレームにおいては加熱時間の増加と共に軟化が進行
し、その後の工程でのリード変形、また、トランジスタ
ーの基板実装時におけるリードの曲がり等が発生し、実
装工程の生産性低下あるいは製品歩留りの低下を発生さ
せてしまうことがあった。

【０００９】本発明は前記の問題点を解決するためにな
され、高導電率で耐熱性に優れ、かつ、製作したリード
フレームを用いるこことで、トランジスター組立工程に
おける生産性および歩留りの低下を防止することができ
る電子・電気部品用銅合金、その板条材、異形断面条材
およびリードフレームを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するためつぎのように構成した。すなわち、第１の態
様は、Ｆｅ、ＮｉおよびＣｏより選択した１種以上を合
計で０．００４〜０．０７質量％と、Ｐを０．００５〜
０．０５質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物
よりなることを特徴とする電子・電気部品用銅合金とし
た。

【００１１】また、本発明の第２の態様は、第１の態様
において、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、ＰおよびＣｕの含有量の
合計が９９．９質量％以上である電子・電気部品用銅合
金とした。

【００１２】さらに、本発明の第３の態様は、第１また
は第２の態様の電子・電気部品用銅合金より製作した電
子・電気部品用銅合金板条材とした。そして、本発明の
第４の態様は、第３の態様の電子・電気部品用銅合金板
条材を４００℃に加熱したホットプレート上に載置して
３分間保持後、前記ホットプレートから前記電子・電気
部品用銅合金板条材を除去して室温まで冷却する熱処理
を行ったとき、前記電子・電気部品用銅合金板条材の熱
処理前の硬さをＨ０、熱処理後の硬さをＨ１としたとき
Ｈ１≧０．９Ｈ０である構成とした。

【００１３】さらに、本発明の第５の態様は第３の態様
の電子・電気部品用銅合金板条材において、圧延方向に
対して直角な断面が、相対的に厚肉部と薄肉部を有する
ように圧延方向に連続して形成した電子・電気部品用銅
合金異形断面条材とした。

【００１４】また、本発明の第６の態様は、第５の態様
の電子・電気部品用銅合金異形断面条材を、４００℃に
加熱したホットプレート上に載置して３分間保持後、前
記ホットプレートより除去して室温まで冷却する熱処理
を行ったとき、前記電子・電気部品用銅合金異形断面条
材の熱処理前における厚肉部の硬さをＨａ０、薄肉部の
硬さをＨｂ０、熱処理後における厚肉部の硬さをＨａ
１、薄肉部のＨｂ１としたとき、Ｈａ１≧０．９Ｈａ０
で、かつＨｂ１≧０．９Ｈｂ０であるように構成した。

【００１５】さらに、本発明の第７の態様は、第３また
は第４の態様の電子・電気部品用銅合金板条材を用いて
形成したリードフレームであり、また、本発明の第８の
態様は、第５または第６の態様の電子・電気部品用銅合
異形断面条材を用いて形成したリードフレームである。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる電子・電気
部品用銅合金およびその板条材、異形断面条材ならびに
リードフレームの実施の形態を、適宜図面を参照して説
明する。

【００１７】電子・電気部品用銅合金は、リードフレー
ムや、コネクタなどの電気接点部品としての素材に使用
され、Ｆｅ、ＮｉおよびＣｏより選択した１種以上を合
計で０．００４〜０．０７質量％と、Ｐを０．００５〜
０．０５質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物
より構成されている。そして、電子・電気部品用銅合金
の成分であるＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、ＰおよびＣｕの含有量
の合計が９９．９質量％以上であることが好ましい構成
である。

【００１８】［組成の限定理由］電子・電気部品用銅合
金は、材料特性の面では特に、耐熱性、導電率および熱
伝導率が高いことが必要であり、広汎に用いられるため
にはなるべく安い価格で提供することが必要となる。こ
のような必要性より、通常のリン脱酸銅と同じ製造設備
を用いて製造できることを要件として、添加元素の種類
と含有量について検討を加えて、電子・電気部品用銅合
金を構成した。

【００１９】そして、前記構成の電子・電気部品用銅合
金から板条材、異形断面条材およびリードフレームを安
価に提供するには、合金の溶解鋳造工程において特殊な
設備を必要とする真空溶解、雰囲気溶解等を行うこと
や、また、加工熱処理工程において製造途中に何度も焼
鈍を行うことは望ましくない。そのため、特殊な溶解設
備を用いず、かつ熱延後の冷延工程において仕上げ圧延
までの最低限の焼鈍で製造できることを考慮して組成を
決定した。

【００２０】電子・電気部品用銅合金は、Ｆｅ、Ｎｉお
よびＣｏより選択した１種以上を合計で０．００４〜
０．０７質量％を含有させている。これらの元素が、い
ずれも銅に含有させると微量でもその耐熱性を向上させ
る効果が大きく、また、同時に強度、降伏応力も向上さ
せる。なお、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏは、単独で用いても良
く、２種類以上を組み合わせても同様の効果が得られ
る。

【００２１】図１に、Ｐの含有量が０．０３８質量％、
Ｆｅ、ＮｉおよびＣｏの合計含有量が０．００３〜０．
０４１質量％であるＣｕ−（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ）−Ｐ合
金（Ｃｕ、Ｆｅ、Ｎｉ、ＣｏおよびＰの含有量合計は９
９．９７質量％以上）から製作した異形断面条材をホッ
トプレート上で３分間加熱後、薄肉部における硬さ（Ｈ
ｖ、荷重４.９ｋＮ）の変化を示す。

【００２２】各試料において、加熱温度の上昇に伴って
硬さの低下量（軟化）が大きくなっていくが、Ｆｅ、Ｎ
ｉ、Ｃｏの合計含有量が０．００３質量％の試料におい
ては、４００℃以上の加熱によって急激に軟化する。一
方、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏの合計含有量が０．００４質量％
を越えると４００℃以上での軟化が小さくなり、耐熱性
が大幅に改善される。特に、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏの合計含
有量が０．０１質量％を越えると耐熱性の向上効果が一
層大きくなり、４３０℃×３分間加熱後も初期硬さの８
７質量％以上の硬さを保持させることが可能となる。

【００２３】前記のように、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏの元素よ
り選択した１種以上の合計含有量が０．００４質量％未
満であると、耐熱性を向上させる効果が得られない。ま
た、これらの元素より選択した１種以上の合計含有量が
０．０７質量％を越えると導電率の低下が大きくなる。
従って、Ｆｅ、ＮｉおよびＣｏより選択した１種以上を
合計で０．００４〜０．０７質量％の範囲で含有させる
ことが必要である。なお、これらの元素は銅母相中に固
溶あるいはその一部がリンとの化合物の形で析出して耐
熱性の向上に寄与する。

【００２４】一方、電子・電気部品用銅合金は、Ｐを
０．００５〜０．０５質量％の範囲で含有した理由とし
て、Ｐが前記成分範囲において、銅溶湯の脱酸を行い、
溶湯に添加されるＦｅ、ＮｉおよびＣｏの酸化滅失を防
止するために必要な元素であり、真空溶解、雰囲気溶解
など特殊な設備や方法によらず溶解鋳造作業を可能にす
るためである。

【００２５】Ｐの含有量が０．００５質量％未満である
と溶湯の脱酸が十分でなく、溶湯中の酸素量が多くな
り、Ｆｅ、ＮｉおよびＣｏの安定的な添加ができなくな
る。また、鋳塊中の酸化銅や添加元素の酸化物が多くな
り、合金の展延性低下、製造中における水素脆化（水素
分圧の多い雰囲気で加熱すると合金中の酸素と合金に侵
入した水素が化合して水蒸気となり、膨れが発生する）
などが起き易くなる。また、Ｐの含有量が０．０５質量
％を越えると導電率の低下が大きくなる。したがって、
Ｐの含有量を０．００５〜０．０５質量％の範囲に規定
する。

【００２６】なお、本発明の銅合金においては、基本的
に、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｐの組成を前記範囲とすること
で目標とする耐熱性を安定して達成できるが、耐熱性、
導電率および熱伝導率などの特性は微量でも、他の不純
物元素の影響を受け易いため、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｐお
よびＣｕの含有量を合計で９９．９質量％以上とするこ
とが望ましい。

【００２７】本発明の銅合金の伝導率および熱伝導率の
低下を最小限に抑えて、耐熱性を更に向上させるため
に、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｐを前記範囲で含んだ上に、Ｓ
ｎ０．０１５質量％以下、好ましくは０．００１〜０．
０１５質量％またはＺｎ０．０１質量％以下、好ましく
は０．００１〜０．０１質量％の範囲で、あるいはＳｎ
とＺｎとを合計（ただし、各元素の上限は前記範囲であ
る）で０．０２質量％以下、好ましくは０．００１〜
０．０２質量％含有させることができる。ＳｎまたはＺ
ｎあるいはＳｎ、Ｚｎ合計の含有量が０．００１質量％
以上でこれらの元素を添加した顕著な耐熱性の向上効果
がみられる。また、Ｓｎの含有量が０．０１５質量％を
超えると製造工程において板条の表面にＳｎの酸化物が
形成されやすくなる。Ｚｎの含有量が０．０１質量％を
超えると、本発明の電子・電気部品用銅合金の特性に悪
影響を与える。そして、Ｓｎ、Ｚｎ合計の含有量が０．
０２質量％を超えると伝導率および熱伝導率が低下して
しまう。

【００２８】なお、各成分を前記範囲として、それらの
Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｐ、Ｓｎ、ＺｎおよびＣｕの合計の
含有量を９９．９質量％以上とすることが望ましい。こ
れは前記理由と同様に、耐熱性、導電率および熱伝導率
などの特性は微量でも、他の不純物元素の影響を受け易
いためである。

【００２９】（不純物元素）本発明の銅合金の組成にお
いて、不可避不純物とし、Ｈ、Ｏ、Ｌｉ、Ｂｅ、Ｂ、
Ｃ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、
Ｃｒ、Ｍｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｓｅ、Ｓｒ、Ｙ、Ｚ
ｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｔ
ｅ、Ｐｔ、Ａｕ等の元素が存在し、これらの元素の含有
量が合計で０．０１質量％未満であれば、本発明の電子
・電気部品用銅合金の特性に悪影響を与えることはな
い。

【００３０】これらの元素の内、特にＨ（水素）は１．
５質量ｐｐｍ（以下単にｐｐｍ）以下、望ましくは１．
０ｐｐｍ以下であることが好ましく、Ｏ（酸素）は４０
ｐｐｍ以下、望ましくは３０ｐｐｍ以下であることが好
ましい。前記範囲を超えると、水素は製造工程中に板材
の膨れ、めっき膜の膨れ、酸素は還元雰囲気での焼鈍中
の膨れ、展延性の低下、めっき性の低下などを招き易い
からである。

【００３１】［製造工程］以下に本発明の電子・電気部
品用銅合金板条材、異形断面条材およびリードフレーム
の製造法につき説明する。（溶解鋳造）電子・電気部品用銅合金の溶解鋳造には真
空炉など特別な設備を必要とせず、通常の溶解炉や鋳造
設備によって可能である。電子・電気部品用銅合金は、
溶解した銅にＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏなどの高融点の金属を添
加するが、添加量が微量であるため、使用する溶解炉に
特に制限はなく、例えば、シャフト炉、溝型誘導路、コ
アレス炉、燃焼溶解炉などを使用することができる。

【００３２】溶解原料としては、銅には電気銅、リン脱
酸銅などの地金およびこれらのスクラップ材、Ｆｅ、Ｎ
ｉ、Ｃｏにはこれらの純金属または銅との中間合金、Ｐ
にはＣｕ−８〜１５質量％Ｐなどの中間合金を用いると
良い。銅を１１００〜１２００℃程度に溶解し、前記の
原料を添加し、合金溶湯温度１１００〜１２００℃で鋳
造すると良い。

【００３３】溶解鋳造工程においては、溶湯表面を木炭
で被覆することによって、溶湯の酸化を防止することが
できる。また、水素の侵入防止には溶解原料、木炭、炉
材、鋳型、鋳造樋、溶解鋳造作業に用いる治具など溶湯
が接触するものを十分乾燥しておくことが望ましい。

【００３４】鋳造は、生産性の点から連続鋳造または半
連続鋳造が望ましいが、ダービル鋳造、金型鋳造などバ
ッチ式の方法によっても良い。このような工程により製
造された電子・電気部品用銅合金は、中高温脆性の程度
が小さいので、鋳塊寸法に特に制限はないが、断面の厚
さが最大５００ｍｍ程度、幅２０００ｍｍまでは問題な
く可能である。鋳塊長さは熱延加熱炉の容量で決定され
る。

【００３５】鋳造後、冷延と焼鈍のみによって板条材ま
たは異形断面条材を製造するためには厚さ１０〜３０ｍ
ｍ、幅３００〜８００mm程度の薄板スラブを横形連続鋳
造法で製造することが望ましい。

【００３６】（加工熱処理）本発明における電子・電気
部品用銅合金は、７００〜１０５０℃で問題なく熱間圧
延が可能である。均質化のために鋳塊が所定温度到達後
３０分以上保持し、熱間圧延を開始することが望まし
い。熱間圧延終了後の板厚はその後の冷間圧延工程能力
などに合わせて決定すれば良く、通常１０〜３０ｍｍ程
度である。本発明の電子・電気部品用銅合金は、析出硬
化型ではないため、熱間圧延終了後の溶体化は特に行う
必要はない。

【００３７】熱間圧延終了後の板は酸化スケールが付着
しているためフライスにより皮むきを行い、冷間圧延を
行う。本発明の電子・電気部品用銅合金は、冷延中の加
工硬化が大きくないため、焼鈍を行うことなく９９％程
度までの冷間加工が可能である。したがって、通常は熱
間圧延終了後、最終板厚近傍の厚さまで中間焼鈍するこ
となく圧延し、その板厚にて焼鈍を行い、仕上げ圧延を
行う。焼鈍条件と仕上げ圧延の加工率は目的とする強度
に合わせて適宜決定すれば良い。

【００３８】なお、焼鈍は連続焼鈍炉により行なって
も、あるいはバッチ式の焼鈍炉で行なっても良い。ま
た、仕上げ圧延後、テンションレベラーまたはスキンパ
ス圧延による歪矯正、連続焼鈍炉またはバッチ炉を用い
た短時間焼鈍による内部歪の低減・延性の回復、あるい
はテンションアニーリング処理による歪矯正などを行な
っても本発明の電子・電気部品用銅合金における耐熱性
や導電率が損なわれるものではない。

【００３９】最終形状を異形断面条材とするには、適当
な厚さの板条材を加工素材として用い、圧延法、鍛造
法、切削法あるいはこれらの組合せにより目的とする形
状の異形断面条材を製造することができる。この場合
も、焼鈍および仕上げ塑性加工条件は目的とする異形断
面条材の形状および機械的特性に合わせて決定すること
ができる。さらに、目的とする異形断面条材とした後、
前記のテンションレベラーまたはスキンパス圧延による
歪矯正、連続焼鈍炉またはバッチ炉を用いた短時間焼鈍
による内部歪の低減・延性の回復、あるいはテンション
アニーリング処理による歪矯正などを行なっても本発明
の電子・電気部品用銅合金における耐熱性や導電率が損
なわれるものではない。

【００４０】なお、Ｓｉチップのダイボンディング、金
またはアルミ線のワイヤボンディング、めっきなど問題
なく行なうためには、板条材及び異形断面条材の平均表
面粗さＲａが０．３μｍ以下であることが望ましく、前
記表面粗さを達成できるように圧延ロールの表面粗さを
コントロールすると良い。

【００４１】このようにして製造される板条材及び異形
断面条材は、加工熱処理条件を適当に選択することで、
硬さ（Ｈｖ）８５〜１４０、引張り強さ２５０〜４５０
ｋＮ／ｍｍ²（圧延方向に平行方向）、伸び３〜３５質
量％（圧延方向に平行方向）、導電率７０〜８５質量％
ＩＡＣＳで、かつ従来のリン脱酸銅より耐熱性に優れる
特性を持たせることができる。

【００４２】なお、製造された板条材は、熱処理前の硬
さをＨ０とし、熱処理後の硬さをＨ１としたときＨ１≧
０．９Ｈ０の範囲となるように構成されると都合が良
い。板条材は、熱処理後の硬さＨ１が、Ｈ１≧０．９Ｈ
０より小さくなると、半導体の実装工程において、長時
間高温で保たれた場合の軟化が大きくなり、リード部の
曲がり、反りが大きくなることがある。

【００４３】また、板状材の熱処理後の硬さＨ１は、そ
の上限としてはＨＶ＝１３０、下限値はＨＶ＝８０とし
ている。上限値が１３０を超えた場合、本発明のＣｕ−
（Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏ）−Ｐ系合金においては、リード部
の延性が低下してしまい、半導体を基板に組込む工程、
組込み後の基板のハンドリングなどにおいてリード部に
割れが発生しやすくなってしまう。また、下限値が８０
未満になると、リード部の強度が低いため、実装した半
導体のハンドリング時や、半導体を基板に組込む工程に
おいてリード部に曲がりが発生しやすく、目的とする半
導体機器が製作できなくなる。したがって、熱処理前後
の固さをＨ１≧０．９Ｈ０の範囲となるようにすること
で、半導体の実装工程および半導体の基板への組込み工
程において歩留りや生産性が低下することがなく都合が
良い。

【００４４】更に、図２に示すように、異形断面条材１
０においては、その厚肉部１１の硬さをＨａ０とし、薄
肉部１２の硬さをＨｂ０としたとき、Ｈｂ０／Ｈａ０の
値が０．８〜１．１５に調整されていると内部に残留す
る応力が小さく、その後のスタンピング加工、ダイボン
ディング、ワイヤボンディング工程において問題の発生
が少なくなる。

【００４５】なお、異形断面条材１０は、熱処理前にお
ける厚肉部１１の硬さをＨａ０とし、薄肉部１２の硬さ
をＨｂ０とし、熱処理後における厚肉部１１の硬さをＨ
ａ１とし、薄肉部１２の硬さをＨｂ１としたとき、Ｈａ
１≧０．９Ｈａ０で、かつ、Ｈｂ１≧０．９Ｈｂ０の範
囲となるように構成されている

【００４６】このように、異形断面条材１０の肉厚部１
１および肉薄部１２の硬さを熱処理前後で下限値として
Ｈａ１≧０．９Ｈａ０、Ｈｂ１≧０．９Ｈｂ０とするこ
とにより、半導体の実装工程のライン停止などによる長
時間の高温保持によっても、肉厚部および薄肉部の軟化
が小さいため、肉厚部における反り、リード部の曲がり
や反りが発生しない。

【００４７】また、上限値として、Ｈａ１およびＨｂ１
をそれぞれＨＶ＝１３０とし、下限値をＨＶ＝８０とし
ている。上限値が１３０を超えた場合、本発明のＣｕ−
（Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏ）−Ｐ系合金においては、リード部
の延性が低下してしまい、半導体を基板に組込む工程、
組込み後の基板のハンドリングなどにおいてリード部が
折れやすくなってしまう。また、下限値が８０未満にな
ると、リード部の強度が低いため、実装した半導体のハ
ンドリング時や、半導体を基板に組込む工程においてリ
ード部に曲がりが発生しやすく、目的とする半導体機器
が製作できなくなる。したがって、Ｈａ１≧０．９Ｈａ
０、Ｈｂ１≧０．９Ｈｂ０とすることで、リード部の延
性低下がなく、十分な強度を保持できるため、実装した
半導体のハンドリング時や半導体を基板に組込む工程に
おいて、リード部の割れ、リード部の曲がりが発生せ
ず、半導体の実装工程および半導体の基板への組込み工
程において歩留りや生産性を良好に保つことができる。

【００４８】（リードフレームの製造）前記の板条材ま
たは異形断面条材に、通常は金型によるスタンピング加
工を行なってリードフレームを製作する。本発明の銅合
金板条材および異形断面条材は、リン脱酸銅、無酸素銅
と比べて同等以上の内抜き加工性を有し、リードの平面
性やばりの発生などに関しても良好である。

【００４９】［実施例］以下に本発明の実施例を比較例
と共に詳細に説明する。なお、本発明は、これらの実施
例に限定されるものではない。

【００５０】（第１実施例）純度９９．９６質量％の電
気銅、リン脱酸銅スクラップを配合したものを銅原料、
Ｃｕ−１０質量％Ｆｅ、Ｃｕ−１０質量％Ｎｉ、Ｃｕ−
１０質量％ＣｏをそれぞれＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏの原料、Ｃ
ｕ−１５質量％Ｐをリン原料とし、木炭被覆下のコアレ
ス溶解炉で所定の割合に配合した前記原料を溶解した。
溶解順序は銅溶解後、リンで脱酸し、その後Ｆｅ、Ｎ
ｉ、Ｃｏを添加した。このようにして製作した溶湯を半
連続鋳造し、厚さ１５０ｍｍ、幅５００ｍｍ、長さ４０
００ｍｍのスラブを造塊した。造塊したスラブに、以下
の加工熱処理を行なって厚さ０．２５ｍｍの薄板を製作
した。この薄板より析試料を採取し、ＪＩＳに規定の方
法などにより、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｐ、Ｈ、Ｏの
含有量を分析した。分析結果を表１に示す。

【００５１】

【表１】

【００５２】次に、これらのスラブを８５０℃で１時間
加熱後、直ちに熱間圧延して厚さ１５ｍｍのホットコイ
ルを製作した。このホットコイルを０．３８ｍｍまで冷
間圧延した。前記冷延材を脱脂後、７２５℃の還元雰囲
気に保った連続焼鈍炉に所定の速度で通板し、軟質材コ
イルとした。このコイルを０．２５ｍｍまで冷間圧延
し、耐熱性を測定した。

【００５３】耐熱性は、以下の要領で各試料について５
個ずつ測定し、その平均値より算出した。（１）前記コイルより３０ｍｍ×３０ｍｍの試験片を切
出し、切断面のばり取りを行った後、加熱前の硬さＨ０
（Ｈｖ、測定荷重４．９ｋＮ）を測定する。

【００５４】（２）１５〜２５℃、相対湿度４０〜８５
質量％の室内にホットプレートを設置し、その表面温度
を４００℃とし、所定温度到達後前記試験片を載置して
３分間保持する。（３）３分間経過後、試験片を除去し、表面の酸化膜を
除去後、加熱後の硬さＨ１を測定してＨ１／Ｈ０を求め
る。

【００５５】また、導電率の測定はＪＩＳＨ０５０５に
準拠して実施した。このようにして求めた結果を表２に
示す。

【００５６】

【表２】

【００５７】本発明の実施例の試料１〜４においては、
いずれも良好な耐熱性を有する。一方、比較例の試料５
においては、Ｆｅ、ＮｉおよびＣｏの総含有量が本発明
の下限値を下回るため、耐熱性が低下している。比較例
の試料６においては、Ｐ含有量が少なく、酸素の含有量
が多くなったため、還元性雰囲気の連続焼鈍において水
蒸気による膨れが発生したため製品化が困難と思われ、
その後の冷間圧延を中止した。比較例の試料７において
は、水素含有量が多く（溶解鋳造時の原料が湿っていた
ため）、連続焼鈍において水素による膨れが発生したた
め、やはりその後の冷間圧延を中止した。比較例の試料
８においては、Ｆｅ、ＮｉおよびＣｏの総含有量が本発
明の上限値を上回るため、耐熱性は高いが、導電率が低
下してしまい、リードフレームとして必要な使用時の発
熱や熱放散性等の点で要求を満たせないものと思われ
る。

【００５８】（試料３−１、ＳｎおよびＺｎの添加例
（本発明）表１に示さず）前記と同様にして、Ｆｅ０．
０１２質量％、Ｎｉ０．０１７質量％、Ｃｏ０．００６
質量％、Ｐ０．０３８質量％さらにＳｎ０．０１１質量
％、Ｚｎ０．００５質量％を含有し、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃ
ｏ、Ｐ、Ｓｎ、ＺｎおよびＣｕを合計で９９．９２質量
％含有する厚さ０．２５ｍｍのコイルを製作した。な
お、ＨとＯの含有量は、それぞれ０．６ｐｐｍ、１５ｐ
ｐｍであった。

【００５９】このコイルより試料を採取したところ、加
熱前の硬さ（Ｈ０）、加熱後の硬さ（Ｈ１）および伝導
率を測定した。その結果、Ｈ０＝１１７、Ｈ１＝１１
４、Ｈ１／Ｈ０＝０．９７、伝導率＝８１％ＩＡＣＳで
あった。Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｐの含有量がほぼ等しい試
料３と同じ伝導率を確保しながら、Ｓｎ，Ｚｎを添加し
た場合、耐熱性が更に向上していることが分かる。

【００６０】（第２実施例）第１実施例と同様な手順
で、厚さ１５０ｍｍ、幅５００ｍｍ、長さ４０００ｍｍ
のスラブを造塊し、厚さ１５ｍｍのホットコイルを製作
した。このホットコイルを２．６ｍｍに冷間圧延し、７
５０℃で還元雰囲気に保った連続焼鈍炉に所定の速度で
通板し、軟質材コイルとした。前記熱処理を行ったコイ
ルを厚さ２．０ｍｍに冷間圧延し、さらに幅５０ｍｍに
幅切りを行い異形断面条材加工用の素条材とした。

【００６１】前記素条材を用いて、異形断面中間条材
（ピルガー圧延および凹部を形成した圧延ロールとフラ
ットロールによる圧延）を製作し、この中間材に連続焼
鈍（炉温７００℃、加熱帯長さ：２０ｍ、通板速度１０
〜１５ｍ／ｓ）を行った後、凹部を形成した圧延ロール
とフラットロールで仕上げ圧延を行なって異形断面条材
を製作した（図２参照、厚肉部肉厚Ｔ₂＝１．２５ｍ
ｍ、薄肉部肉厚Ｔ₁＝０．４０ｍｍ、厚肉部幅Ｄ₁＝２９
ｍｍ、薄肉部幅Ｄ₂＝２３ｍｍ、全幅７５ｍｍ、厚肉部
の立上り角度α＝１５°）。

【００６２】このように製作した異形断面条材より長手
方向に５０ｍｍ長さの試験片を切断し、切断部のばりを
除去後、第１実施例と同様の方法によって耐熱性を測定
した。なお、本発明の試料１１については、異形断面条
材作成後、長手方向に０．３質量％の伸びを発生させる
引張り応力を加える歪矯正処理を行った本発明の試料１
１−２も製作した。歪矯正を行なっていない本発明の試
料は１１−１とした（いずれも本発明の実施例）。異形
断面条材におけるＣｕ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｐ、Ｈ、Ｏ
の含有量の分析結果を表３に、耐熱性の測定結果を表４
に示す。

【００６３】

【表３】

【００６４】

【表４】

【００６５】本発明の実施例の試料９、１０、１１−
１、および１１−２においては、ホットプレート加熱に
よる硬さの低下が小さく、厚肉部及び薄肉部とも加熱後
硬さが加熱前の硬さの９０質量％以上と良好な耐熱性を
有する。一方、比較例の試料１２においては、Ｆｅ、Ｎ
ｉ、及びＣｏの総含有量が本発明の下限値より小さいた
め、ホットプレート加熱後の軟化が大きく、厚肉部及び
薄肉部とも加熱後硬さが加熱前の硬さの９０％未満と耐
熱性が低下している。また、比較例の試料１３において
は、耐熱性は良好であるものの、導電率が低下してしま
い、パワートランジスター用リードフレームに要求され
る放熱性に対する要求を満足できない。

【００６６】

【発明の効果】本発明の電子・電気商品用銅合金および
その板条材、異形断面条材ならびにリードフレームは、
以下のような優れた効果を有する（１）電子・電気商品用銅合金およびその板条材、異形
断面条材ならびにリードフレームは、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ
を合計で０．００４〜０．０７質量％と、Ｐを０．００
５〜０．０５質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避不
純物とする構成としているため、伝導率を維持した状態
で、かつ耐熱性に優れる。また、前記条件の含有範囲
で、かつ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｐ、Ｃｕの含有量の合計
が、９９．９質量％以上となるように構成しているた
め、目標とする耐熱性を安定して達成することが可能と
なる。

【００６７】（２）前記構成の電子・電気商品用銅合金
板条材または異形断面条材あるいはリードフレームは、
熱処理前後の硬さを所定の範囲に特定することで、材質
の硬さ、圧延方向に平行の引張り強さ、圧延方向に平行
方向の伸び、および、伝導率を維持しながら、従来のリ
ン脱酸銅より耐熱性に優れた特性をもたせることができ
る。

【００６８】（３）前記構成の電子・電気商品用銅合金
の板条材および異形断面条材によりリードフレームを製
作すると、従来のリン脱酸銅と同等の導電率、熱伝導率
を保持しながら、耐熱性を更に向上させることが可能と
なるため、半導体実装プロセスの加熱時におけるライン
停止などのトラブルによってもリードフレームの軟化が
発生せず、または発生する軟化量が小さい。したがっ
て、リードフレームの実装工程においてリードフレーム
の変形（曲がり、反り、平坦度の低下）が発生し難く、
その結果として半導体生産性及び半導体の歩留りが向上
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子・電気商品用銅合金の硬さと加熱
温度の関係を示すグラフ図である。

【図２】本発明の電子・電気商品用銅合金から形成した
異形断面条材を示す斜視図である。

【符号の説明】

１０異形断面条材１１厚肉部１２薄肉部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｆｅ、ＮｉおよびＣｏより選択した１種
以上を合計で０．００４〜０．０７質量％と、Ｐを０．
００５〜０．０５質量％含有し、残部がＣｕおよび不可
避不純物よりなることを特徴とする電子・電気部品用銅
合金。
【請求項２】Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、ＰおよびＣｕの含有
量の合計が９９．９質量％以上であることを特徴とする
請求項１に記載の電子・電気部品用銅合金。
【請求項３】請求項１または請求項２に記載の電子・
電気部品用銅合金より製作した電子・電気部品用銅合金
板条材。
【請求項４】前記電子・電気部品用銅合金板条材を４
００℃に加熱したホットプレート上に載置して３分間保
持後、前記ホットプレートより前記電子・電気部品用銅
合金板条材を除去して室温まで冷却する熱処理を行った
とき、前記電子・電気部品用銅合金板条材の熱処理前の
硬さをＨ０、熱処理後の硬さをＨ１としたときＨ１≧
０．９Ｈ０であることを特徴とする請求項３に記載の電
子・電気部品用銅合金板条材。
【請求項５】請求項３に記載の電子・電気部品用銅合
金板条材において、圧延方向に対して直角な断面が、相
対的に厚肉部と薄肉部を有するように圧延方向に連続し
て形成したことを特徴とする電子・電気部品用銅合金異
形断面条材。
【請求項６】前記電子・電気部品用銅合金異形断面条
材を４００℃に加熱したホットプレート上に載置して３
分間保持後、前記ホットプレートより前記電子・電気部
品用銅合金異形断面条材を除去して室温まで冷却する熱
処理を行ったとき、前記電子・電気部品用銅合金異形断
面条材の熱処理前における厚肉部の硬さをＨａ０とし、
薄肉部の硬さをＨｂ０とし、熱処理後における厚肉部の
硬さをＨａ１とし、薄肉部の硬さをＨｂ１としたとき、
Ｈａ１≧０．９Ｈａ０で、かつ、Ｈｂ１≧０．９Ｈｂ０
であることを特徴とする請求項５に記載の電子・電気部
品用銅合金異形断面条材。
【請求項７】請求項３または請求項４に記載の電子・
電気部品用銅合金板条材を用いて形成したことを特徴と
するリードフレーム。
【請求項８】請求項５または請求項６に記載の電子・
電気部品用銅合金異形断面条材を用いて形成した相対的
に厚肉部および薄肉部を有することを特徴とするリード
フレーム。