JP2002088426A - 微細な鋳造組織を有する銅合金およびこれにより成る電気電子用部品 - Google Patents
微細な鋳造組織を有する銅合金およびこれにより成る電気電子用部品Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電気電子用部品に使用されているＣｕ−Ｆｅ
合金の熱圧延時の粒界割れを、銅合金の鋳造組織を微細
化することにより防止する。 【解決手段】 Ｆｅ：１．５〜２．５重量％、Ｐ：０．
００１〜０．１重量％、Ｚｎ：０．０１〜１．０重量
％、更にＶ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｍｏのうち１種若しくは２種
の元素を合計で１０〜２００ｐｐｍ含有し、残部がＣｕ
と不可避的不純物から成る銅合金を鋳造し、従来のＣｕ
−Ｆｅ合金より格段に微細な鋳造構造を得た。導電率、
強度、伸びは従来合金とほぼ同等であり、熱間圧延時の
粒界割れは大幅に減少した。本発明の合金より生成され
た薄条は表面欠陥がなく、各種の精密・微細な加工に対
応できることから、半導体装置用リードフレームをはじ
め、各種の電気電子用部品に応用することができる。
合金の熱圧延時の粒界割れを、銅合金の鋳造組織を微細
化することにより防止する。 【解決手段】 Ｆｅ：１．５〜２．５重量％、Ｐ：０．
００１〜０．１重量％、Ｚｎ：０．０１〜１．０重量
％、更にＶ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｍｏのうち１種若しくは２種
の元素を合計で１０〜２００ｐｐｍ含有し、残部がＣｕ
と不可避的不純物から成る銅合金を鋳造し、従来のＣｕ
−Ｆｅ合金より格段に微細な鋳造構造を得た。導電率、
強度、伸びは従来合金とほぼ同等であり、熱間圧延時の
粒界割れは大幅に減少した。本発明の合金より生成され
た薄条は表面欠陥がなく、各種の精密・微細な加工に対
応できることから、半導体装置用リードフレームをはじ
め、各種の電気電子用部品に応用することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は微細な鋳造組織を有
する銅合金、およびこれより成る電気電子用部品に関す
るものである。
する銅合金、およびこれより成る電気電子用部品に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、Ｆｅ：１．５〜３．０重量％
（以下すべて重量％）、Ｐ：０．００１〜０．１％、Ｚ
ｎ：０．０１〜１．０％を含有し、残部がＣｕと不可避
不純物からなる銅合金は、高強度・高導電率を兼備した
銅合金として、半導体装置用リードフレームやコネクタ
ー等の電気電子用部品に使用されてきた。この銅合金
は、通常前記成分組成となるように溶解して銅合金溶湯
を調整し、連続鋳造または半連続鋳造により鋳塊を作製
する。得られた鋳塊を８００〜１０５０℃の高温にて熱
間圧延して熱延板とし、ついで水冷した後面削し、冷間
圧延・時効処理・表面研磨を繰り返した後、最終圧延
し、歪み取り焼鈍を施すことにより銅合金条を製造す
る。この銅合金条にプレス加工、エッチング加工等を施
した後、めっきすることによりＩＣやＬＳＩ等の半導体
装置用リードフレームやコネクター等の電気電子部品に
加工する。
（以下すべて重量％）、Ｐ：０．００１〜０．１％、Ｚ
ｎ：０．０１〜１．０％を含有し、残部がＣｕと不可避
不純物からなる銅合金は、高強度・高導電率を兼備した
銅合金として、半導体装置用リードフレームやコネクタ
ー等の電気電子用部品に使用されてきた。この銅合金
は、通常前記成分組成となるように溶解して銅合金溶湯
を調整し、連続鋳造または半連続鋳造により鋳塊を作製
する。得られた鋳塊を８００〜１０５０℃の高温にて熱
間圧延して熱延板とし、ついで水冷した後面削し、冷間
圧延・時効処理・表面研磨を繰り返した後、最終圧延
し、歪み取り焼鈍を施すことにより銅合金条を製造す
る。この銅合金条にプレス加工、エッチング加工等を施
した後、めっきすることによりＩＣやＬＳＩ等の半導体
装置用リードフレームやコネクター等の電気電子部品に
加工する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の鋼合金で
は、Ｆｅ濃度が２．５％よりも高いと鋳造時に粗大なＦ
ｅの晶出物が生成し、これが製品に残存すると曲げ割れ
の起点となったり、めっき不良を起こしたりすることが
知られている。従って、通常これ以下のＦｅ濃度とする
が、Ｆｅ濃度を下げていくと鋳造組織が粗大化し、熱間
圧延時に粒界割れを起こし易いという問題があった。こ
の原因の一つとして、鋳造時に結晶粒界にＦｅとＰなど
の化合物が析出しやすく、これらが熱間加工性を悪くさ
せることが考えられている。そこで、このような熱間圧
延時の粒界割れ防止上、鋳造組織微細化による熱間加工
性向上策を講じてきた。しかし、鋳造速度および冷却条
件等の鋳造条件の改善のみでは、十分に鋳造組織を微細
化することができなかった。
は、Ｆｅ濃度が２．５％よりも高いと鋳造時に粗大なＦ
ｅの晶出物が生成し、これが製品に残存すると曲げ割れ
の起点となったり、めっき不良を起こしたりすることが
知られている。従って、通常これ以下のＦｅ濃度とする
が、Ｆｅ濃度を下げていくと鋳造組織が粗大化し、熱間
圧延時に粒界割れを起こし易いという問題があった。こ
の原因の一つとして、鋳造時に結晶粒界にＦｅとＰなど
の化合物が析出しやすく、これらが熱間加工性を悪くさ
せることが考えられている。そこで、このような熱間圧
延時の粒界割れ防止上、鋳造組織微細化による熱間加工
性向上策を講じてきた。しかし、鋳造速度および冷却条
件等の鋳造条件の改善のみでは、十分に鋳造組織を微細
化することができなかった。
【０００４】本発明は、微細な鋳造組織を有し、かつ導
電率、強度、伸びなどの特性がＦｅ：１．５〜２．５
％、Ｐ：０．００１〜０．１％、Ｚｎ：０．０１〜１．
０％、を含有し、残部がＣｕと不可避不純物からなる従
来銅合金よりも微細な鋳造組織を有する銅合金を得るこ
とを目的とする。更に本発明の目的は、前記銅合金によ
り構成され、また前記銅合金により構成された部分を含
む電気電子用部品を提供することにある。
電率、強度、伸びなどの特性がＦｅ：１．５〜２．５
％、Ｐ：０．００１〜０．１％、Ｚｎ：０．０１〜１．
０％、を含有し、残部がＣｕと不可避不純物からなる従
来銅合金よりも微細な鋳造組織を有する銅合金を得るこ
とを目的とする。更に本発明の目的は、前記銅合金によ
り構成され、また前記銅合金により構成された部分を含
む電気電子用部品を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、以上の事情に
基づいてなされたものであり、Ｆｅ：１．５〜２．５
％、Ｐ：０．００１〜０．１％、Ｚｎ：０．０１〜１．
０％、残部がＣｕと不可避不純物からなる従来銅合金に
おいて、Ｖ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｍｏのうち１種若しくは２種
の元素を合計で１０〜２００ｐｐｍ添加することによっ
て、微細な鋳造組織を得ることに要旨が存在する。
基づいてなされたものであり、Ｆｅ：１．５〜２．５
％、Ｐ：０．００１〜０．１％、Ｚｎ：０．０１〜１．
０％、残部がＣｕと不可避不純物からなる従来銅合金に
おいて、Ｖ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｍｏのうち１種若しくは２種
の元素を合計で１０〜２００ｐｐｍ添加することによっ
て、微細な鋳造組織を得ることに要旨が存在する。
【０００６】以下に本発明の鋳造組織が微細な電気電子
部品用銅合金の詳細について説明する。本発明は従来の
Ｃｕ−Ｆｅ合金にＶ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｍｏのうち1種若し
くは２種の元素を添加し、導電率、強度、伸びなどの
特性が従来銅合金と同等の値を維持したまま鋳造組織を
微細化しようとするものであり、各々の添加元素の選定
理由および作用は以下のとおりである。
部品用銅合金の詳細について説明する。本発明は従来の
Ｃｕ−Ｆｅ合金にＶ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｍｏのうち1種若し
くは２種の元素を添加し、導電率、強度、伸びなどの
特性が従来銅合金と同等の値を維持したまま鋳造組織を
微細化しようとするものであり、各々の添加元素の選定
理由および作用は以下のとおりである。
【０００７】Ｆｅ：１．５〜２．５％ Ｆｅは主にＣｕ中に析出することによって、強度と耐熱
性を向上させる作用がある。１．５％未満ではその効果
を得るには十分でなく、一方、２．５％を超えて含有す
ると、鋳造時に粗大なＦｅの晶出物が生成し、これが製
品に残存すると曲げ割れの起点となったり、めっき不良
を起こしたりする。従って、Ｆｅの含有量は１．５〜
２．５％に定めた。一層好ましい範囲は、２．０から
２．３％である。
性を向上させる作用がある。１．５％未満ではその効果
を得るには十分でなく、一方、２．５％を超えて含有す
ると、鋳造時に粗大なＦｅの晶出物が生成し、これが製
品に残存すると曲げ割れの起点となったり、めっき不良
を起こしたりする。従って、Ｆｅの含有量は１．５〜
２．５％に定めた。一層好ましい範囲は、２．０から
２．３％である。
【０００８】Ｐ：０．００１〜０．１％ Ｐは溶解鋳造中に溶湯に混入する酸素を説酸する作用が
ある。０．００１％未満ではその効果を得るには十分で
なく、一方０．１％を超えて含有すると、脱酸効果に飽
和傾向がみられ、鋳造時にＦｅとの化合物となって結晶
粒界などに析出しやすく、芯割れや隙間圧延時の粒界割
れの原因になり悪影響を及ぼす。従って、Ｐの含有量は
０．００１〜０．１％に定めた。一層好ましい範囲は、
０．０１〜０．０５％である。
ある。０．００１％未満ではその効果を得るには十分で
なく、一方０．１％を超えて含有すると、脱酸効果に飽
和傾向がみられ、鋳造時にＦｅとの化合物となって結晶
粒界などに析出しやすく、芯割れや隙間圧延時の粒界割
れの原因になり悪影響を及ぼす。従って、Ｐの含有量は
０．００１〜０．１％に定めた。一層好ましい範囲は、
０．０１〜０．０５％である。
【０００９】Ｚｎ：０．０１〜１．０％ Ｚｎは半田濡れ性を向上させるとともに、脱酸、脱ガス
作用やＣｕのマイグレーションの抑制作用がある。０．
０１％未満ではその効果を得るには十分でなく、一方、
１．０％を超えて含有すると、導電率の低下をもたら
す。従って、Ｚｎの含有量は０．０１〜１．０％に定め
た。一層好ましい範囲は、０．０５から０．１５％であ
る。
作用やＣｕのマイグレーションの抑制作用がある。０．
０１％未満ではその効果を得るには十分でなく、一方、
１．０％を超えて含有すると、導電率の低下をもたら
す。従って、Ｚｎの含有量は０．０１〜１．０％に定め
た。一層好ましい範囲は、０．０５から０．１５％であ
る。
【００１０】Ｖ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｍｏ：１０〜２００ｐｐ
ｍ Ｖ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｍｏは鋳造組織を著しく微細化させる
作用がある。１０ｐｐｍ未満ではその効果を得るには十
分でなく、一方、２００ｐｐｍを超えて含有すると、組
織の微細化効果に飽和傾向がみられるだけでなく、鋳肌
荒れ、導電率の低下などをもたらす。従って、Ｖ、Ｃ
ｒ、Ｎｂ、Ｍｏの含有量は１０〜２００ｐｐｍに定め
た。一層好ましい範囲は５０〜１００ｐｐｍである。
ｍ Ｖ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｍｏは鋳造組織を著しく微細化させる
作用がある。１０ｐｐｍ未満ではその効果を得るには十
分でなく、一方、２００ｐｐｍを超えて含有すると、組
織の微細化効果に飽和傾向がみられるだけでなく、鋳肌
荒れ、導電率の低下などをもたらす。従って、Ｖ、Ｃ
ｒ、Ｎｂ、Ｍｏの含有量は１０〜２００ｐｐｍに定め
た。一層好ましい範囲は５０〜１００ｐｐｍである。
【００１１】
【発明の実施の形態】高周波溶解炉を用いて、大気中ア
ルミナ坩堝で木炭被覆下のもと無酸素銅を溶解し、第１
表に示す組成が得られるよう所定の合金元素を添加し、
銅合金溶湯を調整した後、１２００℃の温度において断
面寸法１０ｍｍ×７０ｍｍの鋳塊を連続鋳造した。Ｎ
ｏ．２〜７が本発明合金、Ｎｏ．８〜１１が比較合金に
相当する。このようにして得られた各合金鋳塊を溶体化
処理と２回の時効を挟んで冷間圧延し、最終圧延加工度
を７５％として板厚０．２ｍｍの銅合金薄帯を作製し
た。
ルミナ坩堝で木炭被覆下のもと無酸素銅を溶解し、第１
表に示す組成が得られるよう所定の合金元素を添加し、
銅合金溶湯を調整した後、１２００℃の温度において断
面寸法１０ｍｍ×７０ｍｍの鋳塊を連続鋳造した。Ｎ
ｏ．２〜７が本発明合金、Ｎｏ．８〜１１が比較合金に
相当する。このようにして得られた各合金鋳塊を溶体化
処理と２回の時効を挟んで冷間圧延し、最終圧延加工度
を７５％として板厚０．２ｍｍの銅合金薄帯を作製し
た。
【００１２】鋳塊横断面の平均結晶粒径と、最終圧延後
の導電率および引張強さを第１表に示す。従来銅合金で
あるＮｏ．１では平均結晶粒径が４１２μｍであるのに
対し、本発明合金であるＮｏ．２〜７では７０〜９０μ
ｍであり、組織が著しく微細化していることがわかる。
導電率は若干低く、引張強さはＣｒ添加でやや高いもの
のそれ以外は大きな差はみられない。比較合金であるＮ
ｏ．８〜１１では添加元素の含有量が２００ｐｐｍ以上
であり、微細化効果に飽和傾向がみられる一方で導電率
や引張強さの低下がみられる。よって、Ｖ、Ｃｒ、Ｎ
ｂ、Ｍｏ、含有量は組織の微細化効果と導電率や引張強
さ等のバランスを考え、１０〜２００ｐｐｍとした。望
ましい含有量としては、５０〜１００ｐｐｍが推奨され
る。
の導電率および引張強さを第１表に示す。従来銅合金で
あるＮｏ．１では平均結晶粒径が４１２μｍであるのに
対し、本発明合金であるＮｏ．２〜７では７０〜９０μ
ｍであり、組織が著しく微細化していることがわかる。
導電率は若干低く、引張強さはＣｒ添加でやや高いもの
のそれ以外は大きな差はみられない。比較合金であるＮ
ｏ．８〜１１では添加元素の含有量が２００ｐｐｍ以上
であり、微細化効果に飽和傾向がみられる一方で導電率
や引張強さの低下がみられる。よって、Ｖ、Ｃｒ、Ｎ
ｂ、Ｍｏ、含有量は組織の微細化効果と導電率や引張強
さ等のバランスを考え、１０〜２００ｐｐｍとした。望
ましい含有量としては、５０〜１００ｐｐｍが推奨され
る。
【００１３】
【表１】
【００１４】以上説明した通り、本発明の微細な鋳造組
織を有する銅合金によれば、熱間圧延時の粒界割れの発
生が著しく減少するばかりでなく、これを薄条に形成し
た場合の表面欠陥も無くなる。従ってこの薄条は、微細
・精密なプレス加工、打抜き加工、曲げ加工、メッキ等
に対応することができる。特にＩＣ、ＬＳＩの容量が膨
大となると共にこれらの端子数も増加し、端子形状も微
細化しつつある現在、リードフレームの構造も微細化・
精密化し、特にそのピッチの挟小化が進みつつある。本
発明の銅合金は今後のリードフレームへの適用に極めて
有利である。上記のリードフレームの機能の高度化に伴
って、これに併用されるコネクターの端子数も増加する
と共に、各端子が小型化し、その機械的精度に加え、強
度が重視されつつある。本発明の銅合金により形成され
た薄条は、今後のコネクターの部品として極めて有望で
ある。
織を有する銅合金によれば、熱間圧延時の粒界割れの発
生が著しく減少するばかりでなく、これを薄条に形成し
た場合の表面欠陥も無くなる。従ってこの薄条は、微細
・精密なプレス加工、打抜き加工、曲げ加工、メッキ等
に対応することができる。特にＩＣ、ＬＳＩの容量が膨
大となると共にこれらの端子数も増加し、端子形状も微
細化しつつある現在、リードフレームの構造も微細化・
精密化し、特にそのピッチの挟小化が進みつつある。本
発明の銅合金は今後のリードフレームへの適用に極めて
有利である。上記のリードフレームの機能の高度化に伴
って、これに併用されるコネクターの端子数も増加する
と共に、各端子が小型化し、その機械的精度に加え、強
度が重視されつつある。本発明の銅合金により形成され
た薄条は、今後のコネクターの部品として極めて有望で
ある。
【発明の効果】以上説明した通り、本発明合金は従来の
Ｃｕ−Ｆｅ合金より鋳造組織が微細であり、かつ導電
率、強度、伸びなどの特性がこれとほぼ同等である。従
って、本発明により電気電子部品用銅合金としての特性
を損なうことなく、鋳造組織の微細化をはかることがで
きる。従来のＣｕ−Ｆｅ合金は、熱間圧延時に粒界割れ
を起こし易いという問題があったが、本発明によってこ
れを大幅に低減することができ、製造歩留まりを大幅に
向上させることができる。また、本発明合金より生成さ
れた薄条は表面欠陥がなく、各種の精密・微細な加工に
対応できることから、各種の電気電子用部品に好適に応
用することができる。
Ｃｕ−Ｆｅ合金より鋳造組織が微細であり、かつ導電
率、強度、伸びなどの特性がこれとほぼ同等である。従
って、本発明により電気電子部品用銅合金としての特性
を損なうことなく、鋳造組織の微細化をはかることがで
きる。従来のＣｕ−Ｆｅ合金は、熱間圧延時に粒界割れ
を起こし易いという問題があったが、本発明によってこ
れを大幅に低減することができ、製造歩留まりを大幅に
向上させることができる。また、本発明合金より生成さ
れた薄条は表面欠陥がなく、各種の精密・微細な加工に
対応できることから、各種の電気電子用部品に好適に応
用することができる。
Claims (4)
- 【請求項１】 Ｆｅ：１．５〜２．５重量％、Ｐ：０．
００１〜０．１重量％、Ｚｎ：０．０１〜１．０重量
％、更にＶ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｍｏのうち１種若しくは２種
の元素を合計で１０〜２００ｐｐｍ含有し、残部がＣｕ
と不可避不純物から成ることを特徴とする微細な鋳造組
織を有する銅合金。 - 【請求項２】 Ｆｅ：１．５〜２．５重量％、Ｐ：０．
００１〜０．１重量％、Ｚｎ：０．０１〜１．０重量
％、更にＶ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｍｏのうち１種若しくは２種
の元素を合計で１０〜２００ｐｐｍ含有し、残部がＣｕ
と不可避不純物から成る微細な鋳造組織を有する銅合金
により構成されたことを特徴とする電気電子用部品。 - 【請求項３】 前記電気電子用部品は半導体装置用リー
ドフレームであることを特徴とする請求項２に記載の電
気電子用部品。 - 【請求項４】 前記電気電子用部品はコネクターである
ことを特徴とする請求項２に記載の電気電子用部品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000277605A JP2002088426A (ja) | 2000-09-13 | 2000-09-13 | 微細な鋳造組織を有する銅合金およびこれにより成る電気電子用部品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000277605A JP2002088426A (ja) | 2000-09-13 | 2000-09-13 | 微細な鋳造組織を有する銅合金およびこれにより成る電気電子用部品 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002088426A true JP2002088426A (ja) | 2002-03-27 |
Family
ID=18762907
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000277605A Pending JP2002088426A (ja) | 2000-09-13 | 2000-09-13 | 微細な鋳造組織を有する銅合金およびこれにより成る電気電子用部品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002088426A (ja) |
-
2000
- 2000-09-13 JP JP2000277605A patent/JP2002088426A/ja active Pending
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