JP2016180130A - Cu−Ni−Si系銅合金板材およびその製造方法並びにリードフレーム - Google Patents

Cu−Ni−Si系銅合金板材およびその製造方法並びにリードフレーム Download PDF

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Abstract

【課題】高強度および良好な導電性を維持しながら、リードフレーム等の精密部品に加工した際に優れた部品形状が安定して得られる性能(すなわち寸法精度に優れる加工性)を具備した銅合金板材を提供する。【解決手段】質量%で、Ni:1.0〜4.5%、Si:0.1〜1.2%、Mg:0〜0.3%、Cr:0〜0.2%、Co:0〜2.0%、P:0〜0.1%、B:0〜0.05%、Mn:0〜0.2%、Sn:0〜0.5%、Ti:0〜0.5%、Zr:0〜0.2%、Al:0〜0.2%、Fe:0〜0.3%、Zn:0〜1.0%、残部Cuおよび不可避的不純物からなる組成を有し、圧延直角方向の板幅W0が400mmであり、圧延方向の0.2%耐力が800MPa以上、導電率が35%IACS以上、かつ最大クロスボウqMAXが100μm以下である銅合金板材。【選択図】なし

Description

本発明は、高い強度、良好な導電性、および平坦性の高い板形状を有する、電気・電子部品に適したCu−Ni−Si系銅合金板材、およびその製造方法に関する。また、その銅合金板材を用いたリードフレームに関する。
電気・電子部品を構成する通電部品に用いる素材(板材)には、基本的特性として「強度」および「導電性」に優れることが要求される。さらに、リードフレーム等の精密部品に加工する素材には、当該部品に加工したときに良好な形状(すなわち高い寸法精度)が得られる性質を具備していることが要求される。
ところが、一般に、銅合金板材において高強度化を図ろうとすると、板形状を良好に保つことが難しくなる。最近では半導体パッケージの小型・薄型化が進み、リードフレームの外周リード部分(アウターリード)を取り除いたQFN(Quad Flat Non−Leaded Package)と呼ばれるパッケージが多用されるようになり、しかも多ピン化のニーズが高まっている。QFNタイプの多ピン化に対応するためには、従来にも増して高強度化と寸法精度の向上を高レベルで実現しうる、板形状を良好に保つ素材が要求される。
強度と導電性の特性バランスに優れた銅合金として、Cu−Ni−Si系銅合金(いわゆるコルソン合金)や、それにCoを添加したCu−Ni−Si−Co系銅合金がある。これらの合金系では比較的高い導電率(35〜50%IACS)を維持しながら0.2%耐力800MPa以上の高強度に調整することができる。特許文献1〜7には、高強度Cu−Ni−Si−(Co)系銅合金の強度や曲げ加工性の改善に関する種々の技術が開示されている。
しかしながら発明者らの検討によれば、これらの文献に開示の技術によれば、強度、導電性、曲げ加工性の改善効果は認められるが、板形状を良好に保つという点に関してはまでは解決に至っていない。実際に、多ピン化が進むQFNパッケージのリードフレームをはじめとする精密形状の高強度通電部品に適用するには、寸法精度の面で満足できるレベルに達していない。
特開2005−307223号公報 特開2007−100145号公報 特開2007−231364号公報 特開2012−126934号公報 特開2012−211355号公報 特開2010−7174号公報 特開2011−38126号公報
本発明は、Cu−Ni−Si系銅合金において、高強度および良好な導電性を維持しながら、リードフレーム等の精密部品に加工した際に優れた部品形状が安定して得られる性能(すなわち寸法精度に優れる加工性)を具備した銅合金板材を提供しようというものである。
発明者らの研究によれば、Cu−Ni−Si系銅合金において板材製品の平坦性を高めるためには、(i)時効処理後に行う仕上冷間圧延のワークロールを太径のものとし、その最終パスでの圧下率を制限すること、(ii)テンションレベラーで形状矯正する際、過大な加工が付与されないように伸び率を厳密にコントロールすること、(iii)最終的な低温焼鈍で板に付与される張力を一定範囲に厳しくコントロールするとともに、冷却速度が過大とならないように最大冷却速度を厳しく管理すること、が極めて有効であることを見出した。本発明はこのような知見に基づいて完成したものである。
すなわち本発明では、質量%で、Ni:1.0〜4.5%、Si:0.1〜1.2%、Mg:0〜0.3%、Cr:0〜0.2%、Co:0〜2.0%、P:0〜0.1%、B:0〜0.05%、Mn:0〜0.2%、Sn:0〜0.5%、Ti:0〜0.5%、Zr:0〜0.2%、Al:0〜0.2%、Fe:0〜0.3%、Zn:0〜1.0%、残部Cuおよび不可避的不純物からなる組成を有し、圧延直角方向の板幅W0が400mm以上であり、圧延方向の0.2%耐力が800MPa以上、導電率が35%IACS以上、かつ下記(A)に定義する最大クロスボウqMAXが100μm以下である銅合金板材が提供される。
(A)当該銅合金板材から圧延方向長さが50mm、圧延直角方向長さが板幅W0(mm)である長方形の切り板Pを採取し、その切り板Pをさらに圧延直角方向50mmピッチで裁断し、その際、圧延直角方向長さが50mmに満たない小片が切り板Pの圧延直角方向端部に発生したときはその小片を除き、n個(nは板幅W0/50の整数部分)の50mm角の正方形サンプルを用意する。各正方形サンプル毎に、日本伸銅協会技術規格JCBA T320:2003に規定の三次元測定装置による測定方法(ただし、w=50mmとする)に従い、水平盤上に置いたときのクロスボウqを、両面(両側の板面)について圧延直角方向に測定し、各面のqの絶対値|q|の最大値を当該正方形サンプルのクロスボウqi(iは1〜n)とする。n個の正方形サンプルのクロスボウq1〜qnのうちの最大値を最大クロスボウqMAXとする。
上記(A)の規定を要件とする銅合金板材は、圧延直角方向の板幅が400mm以上であるものが対象となる。このような板材製品は、そのままプレス打抜き工程に供される場合もあるし、さらにスリットされて狭幅の条材としたのち部品加工に供される場合もある。
圧延方向の0.2%耐力は、長手方向が圧延方向に平行な引張試験片を用いてJIS Z2241:2011に従って測定したオフセット方による0.2%耐力である。
上記銅合金板材において、さらに下記(B)に定義するI−unitが2.0以下であることがより好ましい
(B)当該銅合金板材から圧延方向長さが400mmであり、圧延直角方向長さが板幅W0(mm)である長方形の切り板Qを採取し、水平盤上に置く。切り板Qを鉛直方向に見た投影表面(以下、単に「投影表面」という)の中に圧延方向長さ400mm、圧延直角方向長さW0の長方形領域Xを定め、その長方形領域Xをさらに圧延直角方向10mmピッチで短冊状領域に分割し、その際、圧延直角方向長さが10mmに満たない狭幅の短冊状領域が長方形領域Xの圧延直角方向端部に発生したときはその狭幅の短冊状領域を除き、隣接するn箇所(nは板幅W0/10の整数部分)の短冊状領域(長さ400mm、幅10mm)を設定する。各短冊状領域毎に、幅中央部の表面高さを圧延方向長さ400mmにわたって測定し、最大高さhMAXと最小高さhMINの差hMAX−hMINの値を波高さhとし、下記(1)式により求まる伸び差率eを当該短冊状領域の伸び差率ei(iは1〜n)とする。n箇所の短冊状領域の伸び差率e1〜enのうちの最大値をI−unitとする。
e=(π/2×h/L)2 …(1)
ただし、Lは基準長さ400mm
上記合金元素のうち、Mg、Cr、Co、P、B、Mn、Sn、Ti、Zr、Al、Fe、Znは任意添加元素である。板面(圧延面)について圧延方向に対し直角方向に測定した切断法による平均結晶粒径は例えば3〜50μmである。板厚は例えば0.05〜0.5mmの範囲とすることができるが、QFNタイプの多ピン化リードフレーム用途としては板厚0.08〜0.2mmのものが多用される傾向にある。本発明の銅合金板材はそのようなニーズに対応しうるものである。
また、上記銅合金板材の製造方法として、上記化学組成を有する時効処理後の中間製品板材に、ロール径60mm以上のワークロールにより、最終パスの圧下率を15%以下として、トータル圧延率20%以上の冷間圧延を施す工程(仕上冷間圧延工程)、
前記仕上冷間圧延工程後の板材に、テンションレベラーにより伸び率0.1〜1.5%の変形を生じさせる通板条件で連続繰り返し曲げ加工を施す工程(形状矯正工程)、
前記形状矯正工程後の板材に、25〜100N/mm2の張力を付与しながら250〜550℃に加熱した後、最大冷却速度100℃/sec以下で常温まで冷却する工程(低温焼鈍工程)、
を有する銅合金板材の製造方法が提供される。
なお、ある板厚t0(mm)からある板厚t1(mm)までの圧延率は、下記(2)式により求まる。
圧延率(%)=(t0−t1)/t0×100 …(2)
ある圧延パスにおける1パスでの圧延率を本明細書では特に「圧下率」と呼んでいる。
また本発明では、上記の銅合金板材を材料に用いたリードフレームが提供される。
本発明によれば、Cu−Ni−Si系銅合金の板材において、精密部品に加工した際の寸法精度に優れ、高強度および良好な導電性を具備するものが実現できた。この板材は、QFNパッケージ用の多ピン化されたリードフレームなど、高い寸法精度が要求される通電部品に好適である。
《合金組成》
本発明では、Cu−Ni−Si系銅合金を採用する。以下、合金成分に関する「%」は、特に断らない限り「質量%」を意味する。
Niは、Ni−Si系析出物を形成する。添加元素としてCoを含有する場合はNi−Co−Si系析出物を形成する。これらの析出物は銅合金板材の強度と導電性を向上させる。Ni−Si系析出物はNi2Siを主体とする化合物、Ni−Co−Si系析出物は(Ni,Co)2Siを主体とする化合物であると考えられる。これらの化合物を本明細書では「第二相」と言うことがある。強度向上に有効な微細な析出物粒子を十分に分散させるためには、Ni含有量を1.0%以上とする必要があり、1.5%以上とすることがより好ましい。一方、Niが過剰であると粗大な析出物が生成しやすく、熱間圧延時に割れやすい。Ni含有量は4.5%以下に制限される。4.0%未満に管理してもよい。
Siは、Ni−Si系析出物を生成する。添加元素としてCoを含有する場合はNi−Co−Si系析出物を形成する。強度向上に有効な微細な析出物粒子を十分に分散させるためには、Si含有量を0.1%以上とする必要があり、0.4%以上とすることがより好ましい。一方、Siが過剰であると粗大な析出物が生成しやすく、熱間圧延時に割れやすい。Si含有量は1.2%以下に制限される。1.0%未満に管理してもよい。
Coは、Ni−Co−Si系の析出物を形成して、銅合金板材の強度と導電性を向上させるので、必要に応じて添加することができる。強度向上に有効な微細な析出物を十分に分散させるためには、Co含有量を0.1%以上とすることがより効果的である。ただし、Co含有量が多くなると粗大な析出物が生成しやすいので、Coを添加する場合は2.0%以下の範囲で行う。1.5%未満に管理してもよい。
その他の元素として、必要に応じてMg、Cr、P、B、Mn、Sn、Ti、Zr、Al、Fe、Zn等を含有させることができる。これらの元素の含有量範囲は、Mg:0〜0.3%、Cr:0〜0.2%、P:0〜0.1%、B:0〜0.05%、Mn:0〜0.2%、Sn:0〜0.5%、Ti:0〜0.5%、Zr:0〜0.2%、Al:0〜0.2%、Fe:0〜0.3%、Zn:0〜1.0%とすることが好ましい。
Cr、P、B、Mn、Ti、Zr、Alは合金強度を更に高め、かつ応力緩和を小さくする作用を有する。Sn、Mgは耐応力緩和性の向上に有効である。Znは銅合金板材のはんだ付け性および鋳造性を改善する。Fe、Cr、Zr、Ti、Mnは不可避的不純物として存在するS、Pbなどと高融点化合物を形成しやすく、また、B、P、Zr、Tiは鋳造組織の微細化効果を有し、熱間加工性の改善に寄与しうる。
Mg、Cr、P、B、Mn、Sn、Ti、Zr、Al、Fe、Znの1種または2種以上を含有させる場合は、それらの合計含有量を0.01%以上とすることがより効果的である。ただし、多量に含有させると、熱間または冷間加工性に悪影響を与え、かつコスト的にも不利となる。これら任意添加元素の総量は1.0%以下とすることがより望ましい。
《特性》
〔板材の形状〕
Cu−Ni−Si系銅合金板材の形状、すなわち平坦性は、それを加工して得られる精密通電部品の形状(寸法精度)に大きく影響する。種々検討の結果、板材を実際に小片に切断したときに顕在化する圧延直角方向の湾曲(反り)が非常に小さいことが、部品の寸法精度を安定して向上させるために極めて重要である。具体的には前記(A)に定義する最大クロスボウqMAXが100μm以下であるCu−Ni−Si系銅合金板材は、圧延直角方向の板幅(400mm以上)のどの部分に由来する部品においても、精密通電部品としての寸法精度を安定して高く保つことができる加工性を具備している。最大クロスボウqMAXが50μm以下であることがより好ましい。さらに前記(B)に定義するI−unitが2.0以下であることが好ましく、1.0以下であることが一層好ましい。
〔平均結晶粒径〕
平均結晶粒径は基本的に小さいほど強度の向上に有利であるが、平均結晶粒径が小さすぎると析出物が分散せず強度が低下しやすい。種々検討の結果、最終的な板材製品において、板面(圧延面)について圧延方向に対し直角方向に測定した切断法による平均結晶粒径が3〜50μmであることがより望ましく、3〜30μmであることが一層好ましい。また、平均結晶粒径は5μm以上に制御してもよい。
〔強度・導電性〕
Cu−Ni−Si系銅合金板材をリードフレーム等の通電部品の素材に用いるためには、圧延平行方向(LD)の0.2%耐力が800MPa以上の強度レベルが望まれる。一方、通電部品の薄肉化のためには、導電性が良好であることも重要な要件となる。具体的には、導電率35%IACS以上であることが望ましく、40%IACS以上であることがより好ましい。
《製造方法》
以上説明した銅合金板材は、例えば以下のような製造工程により作ることができる。
「溶解・鋳造→熱間圧延→冷間圧延→溶体化処理→時効処理→仕上冷間圧延→形状矯正→低温焼鈍」
本発明では平坦性に優れた板材製品を得るために、特に「仕上冷間圧延」、「形状矯正」、「低温焼鈍」の最終3工程における作り込みが重要である。時効処理までの工程には特にこだわる必要はなく、一般的なCu−Ni−Si系銅合金の製造条件を採用すればよい。
なお、上記工程中には記載していないが、熱間圧延後には必要に応じて面削が行われ、各熱処理後には必要に応じて酸洗、研磨、あるいは更に脱脂が行われる。また、必要に応じて工程中に熱処理および冷間圧延を加えることができる。以下、各工程について説明する。
〔溶解・鋳造〕
連続鋳造、半連続鋳造等により鋳片を製造すればよい。Siなどの酸化を防止するために、不活性ガス雰囲気または真空溶解炉で行うのがよい。
〔熱間圧延〕
熱間圧延は通常の手法に従えばよい。熱間圧延前の鋳片加熱は例えば900〜1000℃で1〜5hとすることができる。トータルの熱間圧延率は例えば70〜97%とすればよい。最終パスの圧延温度は700℃以上とすることが好ましい。熱間圧延終了後には、水冷などにより急冷することが好ましい。
〔冷間圧延〕
溶体化処理前の冷間圧延により、板厚の減少および歪エネルギー(転位)の導入を図る。その歪エネルギーは、溶体化処理での第二相の溶体化に有効に作用する。必要に応じて、中間焼鈍を挟んだ複数回の冷間圧延を行うことができる。溶体化処理前の冷間圧延率(中間焼鈍を挟んで冷間圧延を行う場合は最後の中間焼鈍後の冷間圧延率)は、例えば70%以上とすることが効果的である。ミルパワー等による設備的な許容範囲において、通常99%以下の圧延率範囲で行えばよい。
〔溶体化処理〕
溶体化処理を行い、第二相を十分に固溶させる。溶体化処理条件は、加熱保持温度を850〜1020℃の範囲に設定すればよい。850〜980℃の範囲がより好ましい。上記温度範囲に保持する時間は10sec〜10minの範囲で設定すればよい。溶体化処理後の板材において、上述の方法により求まる平均結晶粒径が3〜50μm、より好ましくは3〜30μmとなるように、加熱温度および加熱時間を調整することが望ましい。平均結晶粒径は5μm以上に制御してもよい。再固溶、再結晶化を確実に行い、かつ平均結晶粒径を上記範囲に調整するための最適な溶体化条件は組成や溶体化処理前の製造条件によって変動するが、予め予備実験により組成や冷間圧延率に応じた最適な溶体化処理ヒートパターン条件を把握しておくことにより、適正条件範囲に設定することが容易となる。なお、530℃から300℃までの平均冷却速度は100℃/sec以上とすることが望ましい。
〔時効処理〕
次いで時効処理を行い、強度に寄与する微細な析出物粒子を析出させる。合金組成に応じて時効で硬さがピークになる温度、時間を予め調整して条件を決めるのが好ましい。具体的には、時効温度は400〜550℃とすることが好ましく、425〜475℃とすることがより好ましい。時効処理時間は、3〜12hの範囲で良好な結果が得られる。時効処理中の表面酸化を極力抑制する場合には、水素、窒素またはアルゴン雰囲気を使うことができる。
〔仕上冷間圧延〕
仕上冷間圧延は強度レベル(特に0.2%耐力)の向上に有効である。仕上冷間圧延率(トータル圧延率)は20%以上とすることが効果的であり25%以上とすることがより効果的である。仕上冷間圧延率が高くなると低温焼鈍時に強度が低下しやすいので70%以下の圧延率とすることが好ましく、65%以下の範囲に管理してもよい。最終的な板厚としては、例えば0.05〜0.50mm程度の範囲で設定することができる。
通常、冷間圧延での圧下率を増大させるためには径の小さいワークロールを使用することが有利である。しかし、本発明では板形状の平坦性を向上させるための一環として、圧下中に、ワークロールのベンディングを軽減することが重要である。種々検討の結果、仕上冷間圧延において直径60mm以上の大径ワークロールを使用することが極めて有効であることがわかった。それより小径のワークロールではロールベンディングの影響が板形状の平坦性を阻害しやすい。ワークロール径が過大であると板厚が薄くなるに従って圧下率を十分に確保するために必要なミルパワーが増大し、所定の板厚に仕上げるうえで不利となる。冷間圧延機のミルパワーおよび目標板厚に応じて使用する大径ワークロール設定上限を定めることができる。例えば、トータル圧延率を20%以上として上記板厚範囲の板材を得る場合、直径100mm以下のワークロールを使用することが好ましく、85mm以下のものを使用することがより効率的である。
また、板形状の平坦性を向上させるために、仕上冷間圧延の最終パスにおける圧下率を15%以下とすることが極めて有効である。10%以下とすることがより好ましい。ただし、最終パスでの圧下率が低すぎると生産性の低下に繋がるので、2%以上の圧下率を確保することが望ましい。
〔形状矯正〕
仕上冷間圧延を終えた板材に対して、最終的な低温焼鈍を施す前に、テンションレベラーによる形状矯正を施しておく。テンションレベラーは圧延方向に張力を付与しながら板材を複数の形状矯正ロールによって曲げ伸ばす装置である。本発明では板形状の平坦性を改善するために、テンションレベラーに通板することにより板材に付与される変形を厳しく制限する。具体的には、テンションレベラーにより伸び率0.1〜1.5%の変形を生じさせる通板条件で連続繰り返し曲げ加工を施す。伸び率が0.1%未満だと形状矯正効果が不十分となり所望の平坦性を達成することが難しい。逆に伸び率が1.5%を超える場合は形状矯正によって生じた塑性変形の影響により所望の平坦性が得られない。伸び率1.2%以下の範囲で形状矯正を行うことがより好ましい。
〔低温焼鈍〕
仕上冷間圧延後には、通常、板条材の残留応力の低減や曲げ加工性の向上、空孔やすべり面上の転位の低減による耐応力緩和性向上を目的として低温焼鈍が施される。本発明では、形状矯正効果を得るためにもこの低温焼鈍を利用する。平坦性の極めて高い板材を得るために、最終的な熱処理である低温焼鈍の条件を厳しく制限する必要がある。
第1に、低温焼鈍の加熱温度を250〜550℃とする。250℃より低温では形状矯正効果が十分に得られない。300℃以上とすることがより好ましい。550℃より高温になると材料が軟化し所定の高強度を十分に確保することが難しくなる。上記温度での保持時間は5〜600secの範囲で設定すればよい。
第2に、上記温度での加熱中に板材に付与される張力を25〜100N/mm2の範囲にコントロールする。連続ラインにおいては、張力の方向は圧延方向となる。張力が低くなりすぎると特に高強度材では形状矯正効果が不足し、高い平坦性を安定して実現することが難しくなる。張力は25N/mm2以上とすることが好ましく、30N/mm2以上とすることがより好ましい。張力が100N/mm2を上回る場合には、昇温時および降温時に張力に対して板面直角方向(圧延直角方向)のひずみ量分布が不均一となりやすく、高い平坦性を得ることが難しい。当該張力は80N/mm2以下とすることがより好ましい。
第3に、最大冷却速度100℃/sec以下で常温まで冷却する。すなわち、上記加熱後に100℃/secを超える冷却速度とならないように常温(5〜35℃)まで降温させる。最大冷却速度が100℃/secを超えると、冷却時の通板方向に対して板面直角方向(圧延直角方向)の温度分布が不均一になり、十分な平坦性が得られない。加熱後の冷却は例えば空冷とすることができる。
表1に示す組成の銅合金を溶製し、縦型半連続鋳造機を用いて鋳造した。得られた鋳片を1000℃で3h加熱したのち抽出して、厚さ10mmまで熱間圧延した後、水冷した。トータルの熱間圧延率は90〜95%である。熱間圧延後、表層の酸化層を機械研磨により除去(面削)した。次いで、圧延率90〜99%で冷間圧延を行った。その後、表2に示す条件で溶体化処理、時効処理、仕上冷間圧延、テンションレベラーによる形状矯正、および低温焼鈍を行い、スリッターでスリット加工して板厚0.15mm、圧延直角方向の板幅W0が510mmの板材製品(供試材)を得た。
なお、低温焼鈍はカテナリー炉を連続通板したのち、空冷する方法で行った。加熱時間は10〜90secである。冷却中の板表面の温度を通板方向の種々の位置で測定することにより、横軸に時間、縦軸に温度をとった冷却温度曲線を求めた。1つの供試材においては通板中の板の全長にわたって同じ条件で冷却しているので、この冷却曲線の最大勾配を当該供試材の最大冷却速度として採用した。供試材毎の冷却速度は冷却雰囲気、ファン回転数をコントロールすること、また冷却温度を多段階で下げることによって変化させた。また、低温焼鈍中の張力は、炉内を通板中の材料のカテナリー曲線(炉内通板方向両端部および中央部の板の高さ位置、並びに炉内長)から算出した。
〔導電率〕
JIS H0505に従って各供試材の導電率を測定した。
〔圧延方向の0.2%耐力〕
各供試材から圧延方向(LD)の引張試験片(JIS 5号)を採取し、試験数n=3でJIS Z2241に準拠した引張試験行い、0.2%耐力を測定した。n=3の平均値を当該供試材の成績値とした。
〔I−unit〕
各供試材から圧延方向長さが400mm、圧延直角方向長さが板幅W0(mm)である長方形の切り板Qを採取し、上述(B)に定義されるI−unitを求めた。
〔最大クロスボウqMAX
各供試材について上述(A)に定義される最大クロスボウqMAXを求めた。
〔平均結晶粒径〕
各供試材の板面(圧延面)を研磨しエッチングした表面の光学顕微鏡観察によりJIS H0501の切断法で圧延面に対し平行方向、かつ圧延方向に対し直角方向の既知長さの線分によって完全に切られる結晶粒数を数えることにより平均結晶粒径を求めた。ただし、測定対象の結晶粒の総数を100個以上とする。双晶境界は結晶粒界とみなさない。平均結晶粒径を測定するための光学顕微鏡観察においては、観察領域を300μm×300μmの矩形領域とした。
これらの結果を表2に示す。
表2からわかるように、本発明例の銅合金板材はいずれもLDの0.2%耐力が800MPa以上の高強度を有するとともに、最大クロスボウqMAXが100μm以下、I−unitが2.0以下の極めて平坦性の高い板形状を呈していた。導電性も良好であった。これらの板材は、QFNタイプの多ピン化リードフレームをはじめとする高い寸法精度が要求される精密通電部品の素材として極めて有用である。
これに対し、比較例No.31は仕上冷間圧延でのトータル圧延率が低過ぎたので強度レベルが低かった。No.32は低温焼鈍の加熱温度が高すぎたので強度が低下した。No.33はテンションレベラーによる形状矯正を行わなかったので板材の平坦性が悪かった。No.34は仕上冷間圧延の最終パスでの圧下率が過大であったので板材の平坦性が悪かった。No.35は仕上冷間圧延に使用したワークロールの径が過小であったので板材の平坦性が悪かった。No.36はNi含有量が過大であり、またNo.38はSi含有量が過大であるため、これらは導電性に劣った。No.37はNi含有量が過小であり、またNo.39はSi含有量が過小であるため、これらは強度が低かった。No.40形状矯正での伸び率が過小であり、No.41は形状矯正での伸び率が過大であるため、これらはいずれも板材の平坦性が悪かった。No.42は低温焼鈍での加熱時の張力が過小であり、No.43は低温焼鈍での加熱時の張力が過大であるため、これらはいずれも板材の平坦性が悪かった。No.44は低温焼鈍での最大冷却速度が過大であったので板材の平坦性が悪かった。No.45は低温焼鈍の加熱温度が低すぎたので板材の平坦性が悪かった。

Claims (5)

  1. 質量%で、Ni:1.0〜4.5%、Si:0.1〜1.2%、Mg:0〜0.3%、Cr:0〜0.2%、Co:0〜2.0%、P:0〜0.1%、B:0〜0.05%、Mn:0〜0.2%、Sn:0〜0.5%、Ti:0〜0.5%、Zr:0〜0.2%、Al:0〜0.2%、Fe:0〜0.3%、Zn:0〜1.0%、残部Cuおよび不可避的不純物からなる組成を有し、圧延直角方向の板幅W0が400mm以上であり、圧延方向の0.2%耐力が800MPa以上、導電率が35%IACS以上、かつ下記(A)に定義する最大クロスボウqMAXが100μm以下である銅合金板材。
    (A)当該銅合金板材から圧延方向長さが50mm、圧延直角方向長さが板幅W0(mm)である長方形の切り板Pを採取し、その切り板Pをさらに圧延直角方向50mmピッチで裁断し、その際、圧延直角方向長さが50mmに満たない小片が切り板Pの圧延直角方向端部に発生したときはその小片を除き、n個(nは板幅W0/50の整数部分)の50mm角の正方形サンプルを用意する。各正方形サンプル毎に、日本伸銅協会技術規格JCBA T320:2003に規定の三次元測定装置による測定方法(ただし、w=50mmとする)に従い、水平盤上に置いたときのクロスボウqを、両面(両側の板面)について圧延直角方向に測定し、各面のqの絶対値|q|の最大値を当該正方形サンプルのクロスボウqi(iは1〜n)とする。n個の正方形サンプルのクロスボウq1〜qnのうちの最大値を最大クロスボウqMAXとする。
  2. さらに下記(B)に定義するI−unitが2.0以下である請求項1に記載の銅合金板材。
    (B)当該銅合金板材から圧延方向長さが400mmであり、圧延直角方向長さが板幅W0(mm)である長方形の切り板Qを採取し、水平盤上に置く。切り板Qを鉛直方向に見た投影表面(以下、単に「投影表面」という)の中に圧延方向長さ400mm、圧延直角方向長さW0の長方形領域Xを定め、その長方形領域Xをさらに圧延直角方向10mmピッチで短冊状領域に分割し、その際、圧延直角方向長さが10mmに満たない狭幅の短冊状領域が長方形領域Xの圧延直角方向端部に発生したときはその狭幅の短冊状領域を除き、隣接するn箇所(nは板幅W0/10の整数部分)の短冊状領域(長さ400mm、幅10mm)を設定する。各短冊状領域毎に、幅中央部の表面高さを圧延方向長さ400mmにわたって測定し、最大高さhMAXと最小高さhMINの差hMAX−hMINの値を波高さhとし、下記(1)式により求まる伸び差率eを当該短冊状領域の伸び差率ei(iは1〜n)とする。n箇所の短冊状領域の伸び差率e1〜enのうちの最大値をI−unitとする。
    e=(π/2×h/L)2 …(1)
    ただし、Lは基準長さ400mm
  3. 板面(圧延面)について圧延方向に対し直角方向に測定した切断法による平均結晶粒径が3〜50μmである請求項1または2に記載の銅合金板材。
  4. 質量%で、Ni:1.0〜4.5%、Si:0.1〜1.2%、Mg:0〜0.3%、Cr:0〜0.2%、Co:0〜2.0%、P:0〜0.1%、B:0〜0.05%、Mn:0〜0.2%、Sn:0〜0.5%、Ti:0〜0.5%、Zr:0〜0.2%、Al:0〜0.2%、Fe:0〜0.3%、Zn:0〜1.0%、残部Cuおよび不可避的不純物からなる組成を有する時効処理後の中間製品板材に、ロール径60mm以上のワークロールにより、最終パスの圧下率を15%以下として、トータル圧延率20%以上の冷間圧延を施す工程(仕上冷間圧延工程)、
    前記仕上冷間圧延工程後の板材に、テンションレベラーにより伸び率0.1〜1.5%の変形を生じさせる通板条件で連続繰り返し曲げ加工を施す工程(形状矯正工程)、
    前記形状矯正工程後の板材に、25〜100N/mm2の張力を付与しながら250〜550℃に加熱した後、最大冷却速度100℃/sec以下で常温まで冷却する工程(低温焼鈍工程)、
    を有する銅合金板材の製造方法。
  5. 請求項1〜3のいずれか1項に記載の銅合金板材を材料に用いたリードフレーム。
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