JP2684259B2 - クラッド材とその製造方法 - Google Patents

クラッド材とその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、電子材料として使用
され基板表面にストライプ状にAg等の金属または合金
条を圧接したクラッド材に係り、被着箔条の圧接予定面
に非接触式清浄方法を施すことにより、大気中の圧接圧
延後の被着箔条の厚みを例えば0.3μm〜0.1mm
の広範囲に設定でき、種々の用途の電子材料を容易に提
供できるクラッド材とその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】貴金属をストライプ状に被履した金属ま
たは合金クラッド条は、電子材料として接点、コネクタ
ー、リードフレーム等に用いられる。また、接点、コネ
クターでは、通常基板となる金属にはばね性の高い材
料、すなわちリン青銅、ベリリウム銅、黄銅、及びステ
ンレス系の材料が用いられ、電気的接触が必要な部分に
AgまたはAg合金等が被着されている。
【0003】一方リードフレームにおいても、リードフ
レームを接続するワイヤーとしてAuが使用される場
合、リードフレームのワイヤーボンディング部にはAu
またはAgが被着されている。
【0004】その他、接点材料として、Fe−Cu合金
にNi−Cu合金をクラッドした構成が使用されてい
る。また、出願人はリードフレーム材料としてCu合金
に高純度のCuをクラッドした構成を提案(特願平2−
86380号)した。
【0005】Agをストライプ状に被履した金属または
合金クラッド条は、従来は電気めっき法により製造され
ている。一方、ロールによる圧接方法は、製造能率、コ
スト、精度の点で有利であるが、圧接前に素材の接着予
定面をワイヤーブラシ等で研摩する必要がある。しか
し、貴金属箔等は研摩時損傷するため研摩による表面清
浄化ができず、特に、Agはその表面に硫化物、酸化物
を形成しやすく、大気中で保管されていたAg箔の表面
には通常硫化物や酸化物が形成されており、そのままの
状態では圧接を行っても、接合界面では該硫化物や酸化
物が接合を疎外して十分な接合強度が得られない従っ
て、Ag箔を冷間圧接で接合する場合、例えば出願人が
先に提案した特開昭62−263880号の実施例1、
特開昭63−141734号の実施例1に示す如く、A
g箔が汚染されていないことが不可欠であり、Ag箔の
作製後直ちに圧接するか、またはAg箔の作製後、一旦
Ar雰囲気中に保管して、同雰囲気中あるいは雰囲気中
から取り出した直後に圧接する必要があった。このため
従来は、Al箔のような研摩が不要な箔条に限って冷間
圧接が行われており、それ以外では冷間圧接による方法
は実施されていなかった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】Agをストライプ状に
被履した金属または合金クラッド条は、電気めっき法に
より製造されているが、めっき法では不要な部分をマス
キングテープで履う必要があり、また、テープは使い捨
てのため余分な副資材を必要とするばかりでなく、貼り
付け位置合わせを精度良く行なうことが難しく、従って
被着部分の位置精度が悪いという問題がある。さらに、
基板材料がめっき液と化学反応を起こすような場合、中
間層を別にめっきする必要があるため、加工コストが高
価になる。
【0007】従来からロールによる圧接方法を採用して
安定して被着されるAg箔条の厚さは0.3mm程度が
限度であった。これ以上薄くすると清浄化のブラッシン
グ時に破れてしまい事実上圧接することはできなかっ
た。従来方法にて圧接した場合、最終製品のAgの厚さ
は0.1mm程度であった。また、圧延を何回も繰り返
すことが考えられるが極めて非効率的であり、工業的に
は実用化され難い。
【0008】Ag材の場合、市販品として0.185m
mの帯材がある。この材料をブラッシングにて研摩して
圧接する際には相当の注意を払うことが必要となる。特
にねじれによる最終製品における寸法精度への影響、破
れによるAg材供給の停止等量産品を安定して提供する
ことが困難であった。特に、0.1mm以下になると殆
どブラッシングによる清浄化は不可能となる。そこで、
前述のAg箔の作製後直ちに圧接することが考えられる
が、工業的生産ではAg箔の作製と圧接を連続的に行う
ことは困難であり、またAr保管雰囲気中から取り出し
直ちに圧接するにも、保管、取扱い等が煩雑となり、生
産性のよい方法とは言い難い。しかし、電子部品用の高
品位の合金箔クラッド条を得るためには、圧接前にAg
箔などの被着材料箔の表面清浄化処理が必要となる。
【0009】電気めっき法ではAgの厚さは最大5μm
程度である。従って、電気めっき法による最大厚さ5μ
mとロール圧接方法による最小厚さ0.1mmとの間の
厚さを有するAgクラッド材は得ることができなかっ
た。
【0010】一方、接点、コネクター等の用途において
は、Ag被着部に流れる電流容量に応じて、またリード
フレーム等の用途においてはAg被着部にボンディング
されるワイヤーの太さにより必然的に最も効率的なAg
厚さ(量)が選定されるが、上記の製造方法による制限
から必ずしも適正の厚さとすることができなかった。
【0011】Agと同様に圧接前に清浄化処理を必要と
する材料、例えば表面に酸化物を形成しやすいCu、N
i及びこれらの合金を被着材料とする用途においては、
いずれも上述の問題点を有している。
【0012】この発明は、電子材料として使用され基板
表面にストライプ状にAg等の金属または合金条を圧接
したクラッド材の上述の問題点を解消し、大気中での取
扱い並びに圧接圧延法により、被着箔条の厚みを例えば
0.3μm〜0.1mmの広範囲に自由に設定でき、種
々の用途の電子材料を容易に効率よく得ることができる
クラッド材とその製造方法の提供を目的としている。
【0013】
【課題を解決するための手段】この発明は、Ag、C
u、Niまたはこれらの合金からなる少なくとも1種の
被着材料箔の非接触式清浄化処理された面と、基板材料
の清浄化処理された面とで圧接一体化され、前記箔厚み
が0.1mm以下であることを特徴とするクラッド材で
ある。
【0014】また、この発明は、厚さ0.2mm以下の
Ag、Cu、Niまたはこれらの合金からなる少なくと
も1種の被着材料箔の圧接予定面に非接触式清浄方法を
施し、基板材料の前記箔との圧接予定面に清浄化処理を
施した後、両者を圧接圧延して圧接された前記箔厚みを
0.1mm以下となしたことを特徴とするクラッド材の
製造方法である。
【0015】
【作用】この発明は、被着材料として、純AgまたはA
g合金(Ag−Cu、Ag−Cd等)の厚さ0.2mm
以下の箔の圧接予定面にYAGレーザー等を照射して、
非接触式清浄化処理した後、基板材料として、Fe−N
i合金、Fe−Ni−Co合金、Fe−Ni−Cr合
金、純Cu、Cr合金等を軟化焼鈍後ワイヤーブラシ等
で清浄化処理を施し、箔の清浄化面を圧接界面側とし
て、圧接することを特徴とする。
【0016】大気に晒されているAg箔は表面に硫化物
を形成し易く、硫化物はポーラスなため成長が速く、ま
た水分等を吸着しているため、Al箔のように表面処理
なしで圧接することは不可能である。そこで、Ag箔側
にレーザー照射等の非接触式清浄化処理を施し、基板側
は従来のワイヤーブラシを用いた清浄化処理を行なった
後、相互の清浄化面を突き合わせて冷間圧接するもの
で、被着材料箔への非接触式清浄化処理により、大気中
での取扱い並びに圧接圧延に際して、厚さ0.2mm以
下の被着材料箔を用いることができ、圧接後のAg箔厚
みを0.3μm〜0.1mmの広範囲に自由に設定でき
る冷間圧接が可能となった。また、被着材料への非接触
式清浄化処理は、AgだけでなくCu、Ni及びこれら
の合金においても同様の作用効果を奏する。
【0017】この発明は冷間圧接にて被着材料箔を直接
基板に圧接でき、材料を機械的なガイドリングにより供
給するため、被着材料箔の位置決め精度が良い。また、
被着材料箔には圧延された材料を用いるため、クラッド
厚さの幅方向、長手方向のばらつきが少ない。また、圧
接法で製造するため、めっき液の処理やテープ等の間接
資材が不要であり、工程が簡素化され、製造効率がよ
い。
【0018】この発明において、基板の圧接予定面もし
くは必要に応じて設けられる基板の溝部に施す清浄化処
理には、ワイヤーブラシによる研摩、バフ研摩のほか、
レーザー照射、電子ビーム照射、イオンスパッタリング
などを採用することができる。ワイヤーブラシの好まし
い適用条件は、0.1〜0.5mm径の炭素鋼線の回転
ブラシを用い、材料表面を研磨して所謂梨地状に仕上
げ、仕上がり表面粗度が1.5〜10μmの場合であ
る。
【0019】この発明において、被着材料箔の非接触式
清浄化処理には、実施例に示すレーザー照射のほか、電
子ビーム照射、イオンスパッタリングなどを採用するこ
とができる。レーザー照射の雰囲気は、レーザースクラ
イバーのように温度上昇を伴わない場合は大気中でもよ
く、温度上昇を伴う場合は不活性ガス雰囲気、還元性雰
囲気などの非酸化性雰囲気が望ましい。YAGレーザー
の好ましい適用条件は、出力100W、Q−SW発振周
波数10kHzを用いて、Ar雰囲気中で照射する。な
お、レーザービームは材料を長手方向に移動させなが
ら、ガルバニックミラーを用いて板幅方向に走査し、被
着材料の圧接予定面に未走査部分が残らないように全面
に照射する。ガルバニックミラーの走査周波数および材
料の移動速度は材料幅、レーザービーム径等に応じて適
宜選定するとよい。
【0020】この発明において、被着材料箔にはAg、
Cu、Niまたはこれらの合金を用途等に応じて適宜選
定されるが、基板に圧接するパターン等に応じて、同種
あるいは異材質の複数箔条を用いることができる。圧接
前の被着材料箔の厚みは、0.2mm以下が好ましく、
厚みの下限については通常工業的に製造できる基板側の
溝深さが10μm(0.01mm)程度であり、薄すぎ
ると取扱いが困難になるため厚みの下限は0.01mm
程度である。これより薄い材料が得られればそれを使用
してもよい。
【0021】基板材料は電子材料としての用途に応じて
適宜選定されるが、リードフレーム用としては、Fe−
Ni合金、Fe−Ni−Co合金、Fe−Cr合金、及
びFeさらに銅系リードフレーム材料として、Cu−F
e合金、Cu−Fe−Sn−P合金を用い、接点、コネ
クター用としては、Cu、Cu合金、Fe−Ni−Cr
合金、ステンレス鋼、黄銅、洋白を用いる。さらに装飾
品用として用いる場合は、Cu、洋白、Ni、Ni−C
u合金、黄銅、青銅等を用いることができる。
【0022】基板材料に施す軟化焼鈍は、基板材料が予
め軟化状態にあるものについて施こす必要はなく、また
基板材料によって焼鈍条件が異なるので、材料用途に応
じて温度や時間を選定する。
【0023】この発明により得られるクラッド材は、圧
接後の被着材料箔厚みを0.3μm〜0.1mmの広範
囲に自由に設定でき、ストライプの場合、被着材料箔が
基板材料にインレイ状に被着しその厚さが0.1mm以
下である。例えば、圧接前の被着材料箔厚さが0.1m
mであった場合でも圧接されれば0.1mm未満とな
る。
【0024】
【実施例】実施例1 図1に示す如く、板厚0.01mm、板幅10mmの純
Ag箔1コイルを巻戻し、Ar雰囲気室2内で純Ag箔
1表面にYAGレーザーを照射して非接触式清浄化処理
し、また板厚0.7mm、板幅30mmのCu板3コイ
ルを巻戻し、ワイヤーブラシ4で表面を清浄化した後、
前記Ag箔1を清浄化面を突き合わせて冷間圧接し、ク
ラッド板厚みを0.3mmとした後、500℃×3分の
拡散焼鈍を施し、図2のAに示す如き被着材料箔が基板
材料に1条インレイ状に被着しその厚さが3μmのAg
クラッドCu板を得た。
【0025】実施例2 図1に示す如く、板厚0.01mm、板幅10mmの純
Ag箔1コイルを2条巻戻し、Ar雰囲気室2内で純A
g箔1表面にYAGレーザーを照射して非接触式清浄化
処理し、また板厚0.7mm、板幅60mmのCu板3
コイルを巻戻し、ワイヤーブラシ4で表面を清浄化した
後、前記2条のAg箔1を清浄化面を突き合わせて冷間
圧接し、クラッド板厚みを0.3mmとした後、、50
0℃×3分の拡散焼鈍を施し、図2のBに示す如き被着
材料箔が基板材料に2条インレイ状に被着しその厚さが
3μmのAgクラッドCu板を得た。
【0026】実施例3 板厚0.03mm、板幅10mmの純Ag箔表面にYA
GレーザーをAr雰囲気中で照射し、板厚1.0mm、
板幅35mmのFe−42%Ni合金板を焼鈍後ワイヤ
ーブラッシングし、前記Ag箔のレーザー処理面を基板
側にして冷間圧接し、板厚0.25mmとした後拡散焼
鈍を施し、図2のAに示す如きAgクラッドFe−42
%Ni合金板を得た。得られたAg厚みが7μmである
AgクラッドFe−42%Ni合金板を用いて、図3に
示すごとく、突き合わせ先端部表面または裏面側にAg
箔1が被着されたリードフレームに打ち抜き成型した。
また、比較のためAgをめっきによりストライプ状に5
μm厚み被着したFe−42%Ni合金板をリードフレ
ームに打ち抜き、Ag面のはんだ濡れ性を調べたとこ
ろ、この発明によるクラッド材のAgは従来のめっきに
よるものと同等以上のはんだ濡れ性を示した。
【0027】実施例4 板厚0.04mm、板幅10mmの純Ag箔表面にYA
GレーザーをAr雰囲気中で照射し、板厚1.0mm、
板幅35mmのFe−42%Ni合金板を焼鈍後ワイヤ
ーブラッシングし、前記Ag箔のレーザー処理面を基板
側にして冷間圧接し、板厚0.25mmとした後拡散焼
鈍を施し、Ag厚さが10μmのAgクラッドFe−4
2%Ni合金板を得た。
【0028】実施例5 板厚0.03mm、板幅10mmのNi−70%Cu合
金箔表面にYAGレーザーをAr雰囲気中で照射し、板
厚1.0mm、板幅35mmのFe−42%Ni合金板
を焼鈍後ワイヤーブラッシングし、前記箔のレーザー処
理面を基板側にして冷間圧接し、板厚を0.3mmとし
た後拡散焼鈍を施し、Ni−Cu合金厚さが7μmのN
i−Cu合金クラッドFe−42%Ni合金板を得た。
【0029】実施例6 板厚0.02mm、板幅10mmの純Cu箔表面にYA
GレーザーをAr雰囲気中で照射し、板厚1.0mm、
板幅35mmのCu−2%Fe合金板をワイヤーブラッ
シングし、前記箔のレーザー処理面を基板側にして冷間
圧接し、板厚を0.25mmとした後拡散焼鈍を施し、
純Cu厚さが5μmの純CuクラッドCu−2%Fe合
金板を得た。
【0030】
【発明の効果】この発明は、Ag箔などの被着材料箔側
をレーザー照射等の非接触式清浄化処理を施し、基板側
はワイヤーブラシ等の清浄化処理を行なった後、清浄化
面を突き合わせて冷間圧接するもので、被着材料への非
接触式清浄化処理により、大気中での取扱い並びに圧接
圧延が可能で、かつ厚さ0.2mm以下の被着材料箔を
用いることができ、実施例に示す如く、圧接後のAg箔
厚みを0.3μm〜0.1mmの広範囲に自由に設定で
きる冷間圧接が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の製造方法を示す説明図である。
【図2】この発明によるクラッド板の斜視説明図であ
る。
【図3】リードフレームの一例を示す斜視説明図であ
る。
【符号の説明】
1 Ag箔 2 Ar雰囲気室 3 Cu板 4 ワイヤーブラシ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B23K 20/04 B23K 20/04 H B32B 15/01 B32B 15/01 (56)参考文献 特開 昭62−212084(JP,A) 特開 平2−103815(JP,A) 特開 昭50−15767(JP,A) 特開 昭61−289986(JP,A) 特開 昭63−183787(JP,A) 特開 昭57−100887(JP,A)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Ag、Cu、Niまたはこれらの合金か
    らなる少なくとも1種の被着材料箔の非接触式清浄化処
    理された面と、基板材料の清浄化処理された面とで圧接
    一体化され、前記箔厚みが0.1mm以下であることを
    特徴とするクラッド材。
  2. 【請求項2】 厚さ0.2mm以下のAg、Cu、Ni
    またはこれらの合金からなる少なくとも1種の被着材料
    箔の圧接予定面に非接触式清浄方法を施し、基板材料の
    前記箔との圧接予定面に清浄化処理を施した後、両者を
    圧接圧延して圧接された前記箔厚みを0.1mm以下と
    なしたことを特徴とするクラッド材の製造方法。
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WO2005097396A1 (ja) * 2004-04-08 2005-10-20 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 接合方法及びその装置
CN100389005C (zh) * 2005-09-21 2008-05-21 浙江大学 一种Cu/Ag双金属复合板制备方法

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