JP2534917B2 - 高強度高導電性銅基合金 - Google Patents
高強度高導電性銅基合金Info
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- JP2534917B2 JP2534917B2 JP1319333A JP31933389A JP2534917B2 JP 2534917 B2 JP2534917 B2 JP 2534917B2 JP 1319333 A JP1319333 A JP 1319333A JP 31933389 A JP31933389 A JP 31933389A JP 2534917 B2 JP2534917 B2 JP 2534917B2
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- strength
- conductivity
- copper
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- base alloy
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Description
【発明の詳細な説明】 （イ）技術分野 本発明は、リードフレーム等に代表される電気・電子
部品用材料などとして好適な高強度高導電性銅基合金に
関するものである。
部品用材料などとして好適な高強度高導電性銅基合金に
関するものである。
（ロ）従来技術 近時、エレクトロニクス産業の発展に伴ない、リード
フレーム等の電気・電子部品材料もその使用量が増大す
ると共に、特性面では高信頼性が要求され、コスト面で
もより低廉化が要求されている。
フレーム等の電気・電子部品材料もその使用量が増大す
ると共に、特性面では高信頼性が要求され、コスト面で
もより低廉化が要求されている。
ここで、リードフレームとは「ICのリードを製造工程
の途中及び製造後に支える単一な枠構造」のことであ
り、要求される特性としては、 （１）熱および電気伝導性の良いこと： リードフレームの主な働きの一つとして、Siチップの
劣化を防ぐため、チップに生じた熱を放散させることが
挙げられるが、その効果を上げるため熱伝導性の良いこ
と、しかもリード部分での発熱を小さくするために電気
伝導性の良いことが要求される。ここで、一般に熱伝導
性と電気伝導性の間には比例関係が認められているの
で、評価としては導電率の大きさを測定することで代表
できる。
の途中及び製造後に支える単一な枠構造」のことであ
り、要求される特性としては、 （１）熱および電気伝導性の良いこと： リードフレームの主な働きの一つとして、Siチップの
劣化を防ぐため、チップに生じた熱を放散させることが
挙げられるが、その効果を上げるため熱伝導性の良いこ
と、しかもリード部分での発熱を小さくするために電気
伝導性の良いことが要求される。ここで、一般に熱伝導
性と電気伝導性の間には比例関係が認められているの
で、評価としては導電率の大きさを測定することで代表
できる。
（２）強度が高いこと： リードフレームはICのリードを製造工程ならびに製造
後に支えるので、このために充分な強度が要求される。
その評価基準としては引張り強度と耐力が大きいこと、
及びスティフネス（腰の強さ）が充分であること等が挙
げられる。
後に支えるので、このために充分な強度が要求される。
その評価基準としては引張り強度と耐力が大きいこと、
及びスティフネス（腰の強さ）が充分であること等が挙
げられる。
（３）充分な耐熱性を有すること： リードフレームは製造工程中あるいは製造後にある程
度の加熱を受けることが予想される。従って、このよう
な熱的負担による強度劣化を起こさないように充分な耐
熱性が必要である。しかし、実際には耐熱温度が高過ぎ
ると、素材製造時に焼鈍温度が高くなる等、コスト的に
不利になることが予想される。従って、実用的には350
℃で数分間程度の加熱で軟化しなければ充分である。
度の加熱を受けることが予想される。従って、このよう
な熱的負担による強度劣化を起こさないように充分な耐
熱性が必要である。しかし、実際には耐熱温度が高過ぎ
ると、素材製造時に焼鈍温度が高くなる等、コスト的に
不利になることが予想される。従って、実用的には350
℃で数分間程度の加熱で軟化しなければ充分である。
（４）曲げ加工性が良好であること： リードフレームではリード部に曲げの施されるものが
ほとんであるので、曲げ加工性が良好であることが要求
される。その評価としては、Ｖ・Ｗ曲げ，繰返し曲げ試
験等が挙げられる。
ほとんであるので、曲げ加工性が良好であることが要求
される。その評価としては、Ｖ・Ｗ曲げ，繰返し曲げ試
験等が挙げられる。
（５）メッキ密着性及び耐候性が良好であること： リードフレームではインナーリードにAg・Auメッキ
が、アウターリードに半田メッキが施される場合が多い
ので、良好なメッキ密着性、更にその耐候性が必要であ
る。
が、アウターリードに半田メッキが施される場合が多い
ので、良好なメッキ密着性、更にその耐候性が必要であ
る。
リードフレームには以上のような諸特性が要求される
のである。
のである。
しかしながら、従来は上記のような諸特性を同時に兼
備しかつ安価な材料は得られなかった。
備しかつ安価な材料は得られなかった。
（ハ）発明の開示 本発明は、リードフレーム等の電気・電子部品用材料
に要求される上記のような諸特性を兼備した銅基合金、
更に詳しくは強度及び電気伝導性に優れ、かつ耐熱性と
曲げ加工性等に優れた電気・電子部品用材料として好適
な銅基合金を提供するものである。
に要求される上記のような諸特性を兼備した銅基合金、
更に詳しくは強度及び電気伝導性に優れ、かつ耐熱性と
曲げ加工性等に優れた電気・電子部品用材料として好適
な銅基合金を提供するものである。
即ち、本発明はCo:0.01〜0.5wt％,P:0.01〜0.15wt
％，残部がCu及び不可避的不純物からなる銅基合金であ
って、Co/P＝3.3以上で、かつ導電率が90％IACS以上で
あることを特徴とする高強度高導電性銅基合金に関する
ものである。
％，残部がCu及び不可避的不純物からなる銅基合金であ
って、Co/P＝3.3以上で、かつ導電率が90％IACS以上で
あることを特徴とする高強度高導電性銅基合金に関する
ものである。
本発明に係る銅基合金は、Co及びＰの適量の添加によ
ってCo−Ｐ系の金属間化合物をCuマトリックス中に均一
微細に析出させることにより、リードフレーム等の電気
・電子部品用材料などに好適な上記諸特性を発現せしめ
た析出型銅基合金を提供することに基本的な特徴があ
る。
ってCo−Ｐ系の金属間化合物をCuマトリックス中に均一
微細に析出させることにより、リードフレーム等の電気
・電子部品用材料などに好適な上記諸特性を発現せしめ
た析出型銅基合金を提供することに基本的な特徴があ
る。
次に、本発明に係る銅基合金の成分組成範囲を上記の
通りに限定した理由について説明する。
通りに限定した理由について説明する。
Ｉ）Coについて： Coは銅マトリックス中に固溶して強度と弾性を向上さ
せ、更にＰと化合物を形成して分散析出することによ
り、熱伝導性及び電気伝導性を向上させると共に、強度
及び弾性を更に向上させ、また耐熱性の向上にも寄与す
る元素である。
せ、更にＰと化合物を形成して分散析出することによ
り、熱伝導性及び電気伝導性を向上させると共に、強度
及び弾性を更に向上させ、また耐熱性の向上にも寄与す
る元素である。
しかし、Co含有量が0.01wt％未満では上記のような効
果が充分に得られず、一方0.5wt％を越えるとＰとの共
存下でも熱伝導性と電気伝導性の劣化が著しく、また製
造時の焼鈍温度が高くなるなど経済的にも不利となる。
従って、Co含有量は0.01〜0.5wt％の範囲とする。
果が充分に得られず、一方0.5wt％を越えるとＰとの共
存下でも熱伝導性と電気伝導性の劣化が著しく、また製
造時の焼鈍温度が高くなるなど経済的にも不利となる。
従って、Co含有量は0.01〜0.5wt％の範囲とする。
II）Ｐについて： Ｐは溶湯の脱酸剤として働くと共に、Coと化合物を形
成し分散析出することにより、熱伝導性及び電気伝導性
を向上させ、強度及び弾性をも向上させる。
成し分散析出することにより、熱伝導性及び電気伝導性
を向上させ、強度及び弾性をも向上させる。
しかし、Ｐ含有量が0.01wt％未満では上記のような効
果が充分得られず、一方0.3wt％を越えるとCoの共存下
でも熱及び電気伝導性の劣化が著しく、また熱間加工性
にも悪影響を及ぼす。従って、Ｐ含有量は0.01〜0.3wt
％の範囲とする。
果が充分得られず、一方0.3wt％を越えるとCoの共存下
でも熱及び電気伝導性の劣化が著しく、また熱間加工性
にも悪影響を及ぼす。従って、Ｐ含有量は0.01〜0.3wt
％の範囲とする。
以下、本発明銅基合金を実施例により詳細に説明す
る。
る。
（ニ）実施例 実施例１ 第１表に化学成分値（重量％）を示す銅基合金No.1〜
No.10を高周波溶解炉を用いて溶製し、20mm×50mm×200
mmの鋳塊に鋳造した。ただし、溶解鋳造時の雰囲気はAr
ガスシールとし、鋳造後直ちに水冷した。
No.10を高周波溶解炉を用いて溶製し、20mm×50mm×200
mmの鋳塊に鋳造した。ただし、溶解鋳造時の雰囲気はAr
ガスシールとし、鋳造後直ちに水冷した。
各鋳塊を面削後、850℃の熱間圧延によって厚さ10mm
まで圧延し、熱間圧延後に水急冷及び酸洗を行なった。
まで圧延し、熱間圧延後に水急冷及び酸洗を行なった。
上記のようにして得られた熱延材を厚さ6mmまで冷間
圧延し、850℃の温度で60分間の熱処理を行い、熱処理
後に水急冷及び酸洗を行なった。
圧延し、850℃の温度で60分間の熱処理を行い、熱処理
後に水急冷及び酸洗を行なった。
次に、この熱処理材を厚さ0.6mmまで冷間圧延し、550
℃の温度で60分間の焼鈍を行ない、焼鈍後に水急冷と酸
洗を行った。
℃の温度で60分間の焼鈍を行ない、焼鈍後に水急冷と酸
洗を行った。
更に、この熱処理材を厚さ0.3mmまで冷間圧延し、350
℃の温度で30分間の焼鈍を行ない、焼鈍後水急冷と酸洗
を行なった。
℃の温度で30分間の焼鈍を行ない、焼鈍後水急冷と酸洗
を行なった。
このようにして得られた試験材を用いて所定の試験片
を作製し、硬度，引張り強度，導電率及び曲げ加工性を
試験した。その結果を第１表に示す。
を作製し、硬度，引張り強度，導電率及び曲げ加工性を
試験した。その結果を第１表に示す。
なお、測定法としては、硬度，引張強度及び導電率の
測定をそれぞれJIS−Ｚ−2244,JIS−Ｚ−2241及びJIS−
Ｈ−0505に従って行なった。
測定をそれぞれJIS−Ｚ−2244,JIS−Ｚ−2241及びJIS−
Ｈ−0505に従って行なった。
曲げ加工性は90゜Ｗ曲げ試験（CES−Ｍ−0002−6,R＝
0.1mm,圧延方向及びその垂直方向）を行ない、中央部の
山表面が良好なものには○印，シワの発生したものには
△印，割れが発生したものは×印として評価した。
0.1mm,圧延方向及びその垂直方向）を行ない、中央部の
山表面が良好なものには○印，シワの発生したものには
△印，割れが発生したものは×印として評価した。
第１表に示す結果から、本発明に係るNo.1〜No.4の銅
基合金は硬度，引張強度及び導電率のバランスに優れ、
かつ曲げ加工性も良好である。従って、リードフレーム
等の電気・電子部品用材料として好適な優れた特性を有
する銅基合金である。
基合金は硬度，引張強度及び導電率のバランスに優れ、
かつ曲げ加工性も良好である。従って、リードフレーム
等の電気・電子部品用材料として好適な優れた特性を有
する銅基合金である。
これに対し、Coをほとんど含まない比較合金No.7では
導電率は高いものの、硬度及び強度が充分でなく、また
Ｐをほとんど含まない比較合金No.8及びCoの含有量が本
発明の成分組成範囲より多い比較合金No.9では硬度及び
強度は高いものの、導電率が低く、いずれもリードフレ
ーム等の電気・電子部品用材料として充分な特性を有し
ているとはいえなかった。また、比較合金No.9では曲げ
加工性の劣化も生じていた。
導電率は高いものの、硬度及び強度が充分でなく、また
Ｐをほとんど含まない比較合金No.8及びCoの含有量が本
発明の成分組成範囲より多い比較合金No.9では硬度及び
強度は高いものの、導電率が低く、いずれもリードフレ
ーム等の電気・電子部品用材料として充分な特性を有し
ているとはいえなかった。また、比較合金No.9では曲げ
加工性の劣化も生じていた。
また、Ｐの含有量が本発明の成分組成範囲より多い比
較合金No.10では、熱間圧延中に割れが生じ、それ以降
の測定試験は行なえなかった。
較合金No.10では、熱間圧延中に割れが生じ、それ以降
の測定試験は行なえなかった。
実施例２ 実施例１の第１表中に示す本発明合金No.6と市販の黄
銅１種（C2600EH）について、硬度，引張り強度，導電
率，耐熱特性，曲げ加工性，半田耐候性及びメッキ密着
性を試験した。その結果を第２表に示す。
銅１種（C2600EH）について、硬度，引張り強度，導電
率，耐熱特性，曲げ加工性，半田耐候性及びメッキ密着
性を試験した。その結果を第２表に示す。
硬度，引張強度，導電率，曲げ加工性の試験は実施例
１と同様の方法である。
１と同様の方法である。
また、半田耐候性試験は試験片に溶融半田メッキ（Sn
−40％Pb,ディップ,260℃×５秒，弱活性ロジンフラッ
クスを使用）を行ない、150℃にて1000時間保持した
後、該試験片に90゜Ｗ曲げを施し、曲げ部を観察して、
メッキが密着しているものは○印、剥離したものは×印
として評価した。
−40％Pb,ディップ,260℃×５秒，弱活性ロジンフラッ
クスを使用）を行ない、150℃にて1000時間保持した
後、該試験片に90゜Ｗ曲げを施し、曲げ部を観察して、
メッキが密着しているものは○印、剥離したものは×印
として評価した。
また、メッキ密着性試験は試験片に３μｍ厚のAgメッ
キを施し、500℃で10分間保持した後、目視により表面
に膨れの発生しているものを×印、発生していないもの
を○印として判定した。
キを施し、500℃で10分間保持した後、目視により表面
に膨れの発生しているものを×印、発生していないもの
を○印として判定した。
耐熱性試験は試料の硬度が初期硬度の80％になるとき
の温度（30分間保持）とした。
の温度（30分間保持）とした。
第２表に示す結果から、本発明の銅基合金は従来の代
表的なリードフレーム等の電気・電子部品用材料である
黄銅に比較し、電気伝導性ならびに耐熱性が格段に向上
していることが分る。従って、本発明の銅基合金が従来
の黄銅等に比べてリードフレームに代表される電気・電
子部品用材料として極めて優れていることが明らかであ
る。
表的なリードフレーム等の電気・電子部品用材料である
黄銅に比較し、電気伝導性ならびに耐熱性が格段に向上
していることが分る。従って、本発明の銅基合金が従来
の黄銅等に比べてリードフレームに代表される電気・電
子部品用材料として極めて優れていることが明らかであ
る。
（ホ）発明の効果 以上の実施例から明らかなように、本発明に係る銅基
合金は高強度，高電気伝導性，高熱伝導性を有し、しか
も加工性，半田耐候性及び耐熱性に優れており、各種用
途に適用できることは勿論であり、特にリードフレーム
等に代表される電気・電子部品用材料として好適な高強
度高導電性銅基合金である。
合金は高強度，高電気伝導性，高熱伝導性を有し、しか
も加工性，半田耐候性及び耐熱性に優れており、各種用
途に適用できることは勿論であり、特にリードフレーム
等に代表される電気・電子部品用材料として好適な高強
度高導電性銅基合金である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−44553（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−140339（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−113152（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−140343（ＪＰ，Ａ) 古河電工時報、70〔７〕（1980）黒 柳、Ｐ．103−113
Claims (1)
- 【請求項１】Co:0.01〜0.5wt％,P:0.01〜0.15wt％，残
部がCu及び不可避的不純物からなる銅基合金であって、
Co/P＝3.3以上で、かつ導電率が90％IACS以上であるこ
とを特徴とする高強度高導電性銅基合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1319333A JP2534917B2 (ja) | 1989-12-08 | 1989-12-08 | 高強度高導電性銅基合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1319333A JP2534917B2 (ja) | 1989-12-08 | 1989-12-08 | 高強度高導電性銅基合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03180437A JPH03180437A (ja) | 1991-08-06 |
| JP2534917B2 true JP2534917B2 (ja) | 1996-09-18 |
Family
ID=18109009
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1319333A Expired - Lifetime JP2534917B2 (ja) | 1989-12-08 | 1989-12-08 | 高強度高導電性銅基合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2534917B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3303778B2 (ja) * | 1998-06-16 | 2002-07-22 | 三菱マテリアル株式会社 | ０．２％耐力および疲労強度の優れた熱交換器用継目無銅合金管 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5544553A (en) * | 1978-09-25 | 1980-03-28 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Copper alloy for wiring connection |
-
1989
- 1989-12-08 JP JP1319333A patent/JP2534917B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 古河電工時報、７０〔７〕（１９８０）黒柳、Ｐ．１０３−１１３ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03180437A (ja) | 1991-08-06 |
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