JP2962139B2 - メッキ性および導電性に優れた銅合金およびこの銅合金からなる薄板または条 - Google Patents
メッキ性および導電性に優れた銅合金およびこの銅合金からなる薄板または条Info
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Description
半導体装置用リードフレームを製造するに用いられるメ
ッキ性および導電性に優れた銅合金および銅合金薄板ま
たは条に関するものである。
リードフレームは、銅合金薄板または条をプレス加工、
打抜き加工、曲げ加工などの金属加工を施したのちメッ
キすることにより作製される。
〜3.5重量%、Mn:0.01〜0.15重量%を含
有し、残りがCuおよび不可避不純物からなる組成を有
することを特徴とする銅合金(特公昭45−10620
号公報参照)、Fe:1.5〜3.5重量%、Sn:
0.02〜0.15重量%を含有し、残りがCuおよび
不可避不純物からなる組成を有することを特徴とする銅
合金(特公昭45−10621号公報参照)、Fe:
1.5〜3.5重量%、Al:0.01〜0.10重量
%を含有し、残りがCuおよび不可避不純物からなる組
成を有することを特徴とする銅合金(特公昭45−10
622号公報参照)、Fe:1.5〜3.5重量%、
P:0.01〜0.15重量%を含有し、さらに必要に
応じてZn:0.03〜2.0重量%を含有し、残りが
Cuおよび不可避不純物からなる組成を有することを特
徴とする銅合金(特公昭45−10623号公報参
照)、Fe:2〜2.4重量%、P:0.001〜0.
1重量%、Zn:0.01〜1.0重量%、Mg:0.
001〜0.1重量%を含有し、残りがCuおよび不可
避不純物からなる組成を有することを特徴とする銅合金
(特公昭64−449号公報参照)などが知られてい
る。
るように溶解して銅合金溶湯を調製し、連続鋳造法また
は半連続鋳造法により鋳塊を作製し、この鋳塊を熱間圧
延して熱延板とし、ついで水冷した後、面削し、冷間圧
延ー時効処理ー表面研磨を繰り返した後、最終圧延し、
歪み取り焼鈍と酸洗を施すことにより銅合金薄板または
条となり、この銅合金薄板または条を前述のようにプレ
ス加工、打抜き加工、曲げ加工などの金属加工を施した
のち、メッキすることによりICやLSIなどの半導体
装置用リードフレームに成形される。
いずれもFeを1.5〜3.5重量%含有せしめること
により優れた強度および導電性を付与したものである
が、このFe:1.5〜3.5重量%の範囲内でもFe
の含有量を高くすると、前記鋳塊に鉄系の晶出物や析出
物が発生し、この鉄系の晶出物や析出物を含む鋳塊を圧
延して銅合金薄板または条にすると、鉄系の晶出物や析
出物が銅合金薄板または条に表面欠陥として現れ、表面
欠陥のある銅合金薄板または条を用いて作製した半導体
装置用リードフレームにメッキのふくれを生じせしめ、
ボンディング不良をもたらし、さらにFeの含有量が高
いことにより導電性を低下せしめるので好ましくない。
合金鋳塊を製造し、このFe含有量の低い銅合金鋳塊を
熱間圧延および冷間圧延して銅合金薄板または条を製造
しているが、Fe含有量の低い銅合金鋳塊には結晶粒が
粗大化して粒界割れが発生することが多く、この粒界割
れの発生した銅合金鋳塊を熱間圧延すると、熱間圧延時
にエッヂ部に割れが生じ、エッヂ割れを除去する必要か
らその分の歩留まりが低下する。また、銅合金鋳塊を圧
延して得られた銅合金薄板または条のエッヂ部に割れを
除去してもなお前記銅合金鋳塊の粒界割れに基ずく内部
欠陥を内臓することがあり、かかる内部欠陥のある銅合
金薄板または条をユーザーがプレス打抜き加工したのち
曲げ加工して半導体装置用リードフレームの足などを作
製すると足が折損することがあり、さらに焼鈍の段階で
も割れが発生することがあり、導電製品の歩留まりの低
下をもたらすところから、ユーザーに多大の迷惑を掛け
ることがあった。そのため、従来はMgやSnなどを添
加してこれを防ぐ方法も提案されていたが、導電性を維
持するにはMgやSnなどを添加は好ましくなかった。
かかる観点から、銅合金に含まれるFe含有量を低くし
ても鋳塊に粒界割れが発生することがなく、さらに熱間
圧延中にエッヂ部に割れが発生することがなく、また得
られた薄板または条が従来の銅合金薄板または条とほぼ
同じ導電性を有しかつメッキ性の優れた銅合金薄板また
は条を得るべく研究を行った結果、(a) Fe:1.
5〜2.3重量%の低Fe含有銅合金に、C:10〜1
00ppmを添加すると、Feの含有量が低くても粒界
割れのない銅合金鋳塊がえられ、この粒界割れのない銅
合金鋳塊を通常の熱間圧延、水冷、面削、冷間圧延、時
効処理、表面研磨、最終圧延し、歪み取り焼鈍などの処
理を施して得られた銅合金薄板または条は、熱間圧延時
にエッヂ部に割れが発生することはなく、また表面欠陥
がなく、したがってメッキ性に優れる、(b) 前記銅
合金鋳塊および銅合金薄板または条には、さらにPが
0.015〜0.045重量%含有しても良い、などの
知見を得たのである。
れたものであって、(1) Fe:1.5〜2.3重量
%、C:10〜100ppmを含有し、残りがCuおよ
び不可避不純物からなる組成を有するメッキ性および導
電性に優れた銅合金および銅合金薄板または条、(2)
Fe:1.5〜2.3重量%、C:10〜100pp
mを含有し、さらに、P:0.015〜0.045重量
%を含有し、残りがCuおよび不可避不純物からなる組
成を有する銅合金および銅合金薄板または条、に特徴を
有するものである。
し、得られた溶湯を取鍋に注入する溶湯流に所定の成分
組成となるようにFe−C母合金またはFe−C−P母
合金を添加し成分調整して得られる。得られた銅合金溶
湯は鋳造して鋳塊を製造し、この鋳塊を熱間圧延し、以
下、水冷、面削、冷間圧延、時効処理、表面研磨、最終
圧延し、歪み取り焼鈍などを施して銅合金薄板または条
とするのである。
性ガス中で温度:900〜1000℃で行うことが好ま
しく、時効処理は温度:450〜650℃で1〜2時間
施すことが好ましい。
記のごとく限定した理由について説明する。 (a) Fe Feは、Cuに固溶してメッキ性および硬さを向上させ
る作用があるが、1.5重量%未満ではその効果が十分
でなく、一方、2.3重量%を越えて含有すると、表面
欠陥の発生に基ずくメッキ性が著しく低下し、さらに導
電率の低下および加工性の悪化をもたらすので好ましく
ない。したがって、Feの含有量は、1.5〜2.3重
量%に定めた。一層好ましい範囲は、1.8〜2.1重
量%である。
有の銅合金鋳塊を製造すると、結晶粒が粗大化して粒界
割れが発生し、この粒界割れの発生した銅合金鋳塊を熱
間圧延すると、熱間圧延時にエッヂ部に割れが発生し、
銅合金薄板または条の歩留まりが低下するので好ましく
ないが、Cを添加すると前記粒界割れの発生が阻止され
る。しかし、Cの含有量が10ppm未満ではその効果
が十分でなく、一方、100ppmを越えて含有する
と、固溶限度を越えて銅合金結晶粒界に析出し、粒界割
れを発生させて表面欠陥を生じせしめるので好ましくな
い。したがって、C含有量は、10ppm〜100pp
mに定めた。一層好ましい範囲は、10〜30ppmで
ある。
作用があるが、0.015重量%未満ではその効果が十
分でなく、一方、0.045重量%を越えて含有しても
メッキ性の著しい向上は見られず、かえって導電率の低
下および加工性の悪化をもたらすので好ましくない。し
たがって、Pの含有量は、0.015〜0.045重量
%に定めた。一層好ましい範囲は、0.02〜0.04
重量%である。
遮断し、通常の溶解炉を用いて溶解し、得られた溶湯を
取鍋に注入した。取鍋に注入する際に、溶湯流にFe−
C母合金を添加して成分調整し、得られた銅合金溶湯を
作製した。この銅合金溶湯を鋳型に鋳造して鋳塊を製造
し、表1に示される成分組成に調製された厚さ:180
mm、幅:450mm、長さ:2400mmの寸法を有
するCu合金鋳塊を製造した。これらCu合金鋳塊を厚
さ方向に切断し、切断面を研磨し腐食してカラーチェッ
クしたのち、目視で組織を観察し、粒界割れの有無を調
べ、その結果を表1および表2に示した。
て厚さ:10mmの熱延板とし、この熱延板を水冷した
のち、上下表面を面削して厚さ:9mmとし、この面削
した熱延板を一次冷間圧延して厚さ:2mmの冷延板と
し、続いてこの冷延板に温度:600℃、1時間保持の
一次時効処理を施したのち、ロールバフ研磨を施して表
面の酸化膜および汚れを除去した状態で二次冷間圧延
し、その厚さを0.8mmとし、さらに圧下率:75%
の最終冷間圧延して厚さ:0.2mmの薄板または条と
し、続いて酸洗いすることによって本発明銅合金条1〜
15、比較銅合金条1〜3および従来銅合金条1〜2を
作製した。
合金条1〜3および従来銅合金条1〜2について、熱間
圧延途中のエッジ割れの有無、仕上げ銅合金条の表面欠
陥の有無を目視で観察し、さらにエッジ部の割れを除去
して作製した条にAgメッキを施し、このAgメッキを
施した条にSEMI G20−84で規定される450
±10℃に20分加熱することにより加熱膨れテストを
行い、その表面を検鏡し、Agメッキの膨れの有無を調
べ、その結果を表1および表2に示した。
明銅合金条1〜15を製造するためのCを含む鋳塊は、
いずれも内部に粒界割れが生ずることがなく健全な鋳塊
が得られ、熱間圧延中に割れが発生することがなく、さ
らに圧延して得られた本発明銅合金条1〜15はいずれ
も表面欠陥が発生しないところからメッキ膨れがなく、
したがってメッキ性がよいことがわかる。これに対し
て、C含有量が10ppmより少ない比較銅合金条1お
よび従来銅合金条1は鋳塊内部に粒界割れが生じさらに
熱間圧延中に割れが発生することが分かる。さらに比較
銅合金条2〜3および従来銅合金条2を製造するための
鋳塊には粒界割れがなくさらにこの鋳塊を熱間圧延する
途中でエッジ割れが生ずることはないが、得られた比較
銅合金条2〜3および従来銅合金条2には表面欠陥が発
生し、それによりメッキ膨れが発生し、したがってメッ
キ性が悪いことが分かる。
合金薄板または条を歩留まり良く製造することができ、
従来銅合金とほぼ同じ導電性を有するにもかかわらず、
耐曲げ折損性がすぐれるところから、ICやLSIなど
の半導体装置用リードフレームを従来よりも不良品発生
率が少なく歩留まり良く製造することができ、工業上優
れた効果をもたらすものである。
Claims (4)
- 【請求項1】 Fe:1.5〜2.3重量%、C:10
〜100ppmを含有し、残りがCuおよび不可避不純
物からなる組成を有することを特徴とするメッキ性およ
び導電性に優れた銅合金。 - 【請求項2】 請求項1記載の組成を有する銅合金から
なることを特徴とするメッキ性および導電性に優れた銅
合金薄板または条。 - 【請求項3】 Fe:1.5〜2.3重量%、C:10
〜100ppmを含有し、さらに、 P:0.015〜0.045重量%、を含有し、残りが
Cuおよび不可避不純物からなる組成を有することを特
徴とするメッキ性および導電性に優れた銅合金。 - 【請求項4】 請求項3記載の組成を有する銅合金から
なることを特徴とするメッキ性および導電性に優れた銅
合金薄板または条。
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---|---|---|---|
JP5807294A JP2962139B2 (ja) | 1994-03-03 | 1994-03-03 | メッキ性および導電性に優れた銅合金およびこの銅合金からなる薄板または条 |
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-
1994
- 1994-03-03 JP JP5807294A patent/JP2962139B2/ja not_active Expired - Lifetime
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