JP3044384B2 - 高強度高導電性銅基合金およびその製造法 - Google Patents
高強度高導電性銅基合金およびその製造法Info
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Description
部品用材料などとして好適な高強度高導電性銅基合金と
その製造法に関するものである。
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
は一層の低廉価が要求されている。
程の途中およ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
導性が良いこと。
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、その効率を上げるために熱伝導性の良い
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
される。
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、引張強度と耐力が大きい
こと、ならびにスティフネス(腰の強さ)が充分である
こと等が挙げられる。
度の加熱を受けることが予想される。従って、このよう
な熱的負荷による強度分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す
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。
ほとんどであるので、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曲げや繰返し曲げ
試験等が挙げられる。
と。
が、また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と更にその半田耐候性が
必要である。
のである。
備した、しかも安価な材料は得られなかった。
に要求される前記のような諸特性を兼備した銅基合金、
詳しくは強度と熱及び電気伝導性に優れ、しかも耐熱性
および曲げ加工性等に優れた銅基合金を提供するもので
ある。
5wt%、P:0.03〜0.3wt%、残部がCuおよび不可避不純物
からなる銅合金であって、該合金中にCo-P系,Ni-P系又
はCo-Ni-P系化合物を均一微細に分散析出させてなるこ
とを特徴とする高強度高導電性銅基合金である。
%、P:0.03〜0.3wt%、Cr:0.005〜0.2wt%、残部がCuお
よび不可避不純物からなる銅合金であって、該合金中に
Co-P系,Ni-P系又はCo-Ni-P系化合物を均一に微細に分数
析出させてなることを特徴とする高強度高銅電性銅基合
金である。
5wt%、P:0.03〜0.3wt%、あるいは更にCr:=0.005〜0.
2wt%を含み、残部がCuおよび不可避不純物からなる銅
合金の素材板を880〜930℃の温度で溶体化処理した後、
最終板厚までの板厚減少率を少なくとも50%以上とし、
かつ上記溶体化処理後、最終板厚までの冷間圧延の途中
において400〜600℃の温度で5〜720分間の時効処理を
少なくとも2回行うことによりCo-P系,Ni-P系又はCo-Ni
-P系化合物を均一微細に分散析出させることを特徴とす
る高強度高導電性銅基合金の製造法である。
9333号記載のCu-Co-P系の高強度高導電性銅基合金に上
記範囲のNiを添加し、溶体化および時効処理を施すこと
により時効硬化させ、更に強度の向上を図ったもので、
上記のCu-Co-P系合金より引張強度が著しく向上し、リ
ードフレーム等の電気・電子部品用材料としてより好適
な上記諸特性を発現せしめた銅基合金を提供し得たこと
に基本的な特徴がある。
願に係る特願平2-72519号記載のCu-Co-P-Cr系の銅基合
金の特性向上にも寄与する。
通りに限定した理由について説明する。
せ、さらにPと化合物を形成して分散析出することによ
り、熱伝導性および電気伝導性を向上させ、しかも更に
強度・弾性を向上させる。また、耐熱性の向上にも寄与
する元素である。
果が充分に得られず、一方0.5wt%を越えるとPとの共
存下でも熱伝導性や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等、経済的にも不利となる。
ましくは、Co含有量は0.1〜0.3wt%の範囲が良い。
向上効果が著しいが、その合有量が0.01wt%未満、ある
いは0.5wt%を越えると、時効後の硬化の割合が小さく
なり、強度,熱伝導性および電気伝導性の向上に充分寄
与しない。
た更に好ましくは、Ni含有量は0.1〜0.2wt%の範囲が良
い。
化合物を形成して分散析出することにより、熱伝導性お
よび電気伝導性を向上させつつ強度・弾性を向上させ
る。
果が充分に得られず、一方0.3wt%を越えるとCc及び又
はNiとの共存でも熱伝導性およ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。
くは、P含有量は0.05〜0.15wt%の範囲が良い。
合金の強度,弾性,熱伝導性および電気伝導性を向上さ
せる効果がある。
効果が充分に得られず、一方0.2wt%を越えると粗大なC
r粒子の析出により合金のメッキ信頼性等の特性の劣化
を招くと同時に添加量の割には強度,弾性の向上効果が
小さく、経済的にも不利となる。
好ましくは、Cr含有量は0.01〜0.05wt%の範囲が良い。
ッキ信頼性を始めとして、本発明に係る銅基合金の諸特
性を劣化させる慮れがあるので、好ましくはO2含有量は
30ppm以下とする。
金は、Co-P系,Ni-P系,Co-Ni-P系化合物等を均一微細に
分散析出させることにより、近時の電気・電子部品とし
ての要求を満足させる諸特性を具備したリードフレーム
用材料とすることができるのである。このような諸特性
は、特に熱処理条件を適切にコントロールした製造法に
よって有効に発現させることができるのである。
0.3wt%、あるいは更にCr:0.005〜0.2wt%を含み、残部
がCuおよび不可避不純物からなる鋳片を溶解鋳造する。
は鋳片を800℃以上に加熱し、熱間圧延圧下率を60%以
上、好ましくは90%以上とするのが良い。この処理によ
って鋳造組織を完全につぶすことができ、しかも鋳塊に
生じている偏析の影響をなくすことができる。熱間圧延
処理後は、その冷却過程中に析出が起こらないように水
急冷するのが好ましい。
研削あるいは酸洗を行った後、冷間圧延と焼鈍とを繰返
して板厚減少処理を行なう。最終板厚をt(mm)とする
と、2t(mm)以上の厚さで溶体化処理を行なうのであ
る。
溶せず、引続き行なわれる冷間圧延と時効処理により得
られる材料特性が低下するので、850℃以上の温度とす
る。好ましくは、Co,Ni,Pを再固溶させるために要する
時間や結晶粒粗大化の観点から、880〜930℃の温度とす
るのが良い。
処理を行なうか、あるいは冷間圧延後に時効処理を行な
う。
系,Co-Ni-P系化合物を析出させるに要する時間が長過
ぎ、600℃を超える温度では析出物が粗大化して特性の
低下が著しいので、時効処理温度は400〜600℃とする。
はなくて特性の向上が望めず、一方720分間を越えると
微細に析出した析出物の成長と経済的な面から好ましく
ない。従って、時効処理時間としては5〜720分間とす
る。
ある。1回では冷間圧延と時効処理の組合せにおいて強
度と導電率のバランスが悪く、2回以上の時効処理を冷
間圧延と組合せることによって、加工硬化と微細析出物
による分散強化を達成することができるので、特性がよ
り一層向上する。
は、少なくとも50%以上とし、50%未満では加工による
内部ひずみ調整が不充分であり、その後の時効処理によ
って析出する析出物を均一に微細化することが困難とな
る。
て、低温焼鈍処理を行なってもよい。低温焼鈍処理によ
って、強度はわずかに低下するが、伸びが回復し、加工
性および弾性が向上する。低温焼鈍処理条件としては、
温度200〜300℃で時間5〜180分間が好ましいのであ
る。
No.6(本発明合金)とNo.7〜No.14(比較合金)をそれ
ぞれ高周波真空溶解炉を用いて溶製し、20mm×40mm×15
0mmの鋳塊に鋳造した。各鋳塊を面削後、850℃の熱間圧
延によって厚さ7.5mmまで圧延し、熱間圧延後水急冷お
よび酸洗を行なった。
分間熱処理し、その後に水急冷する溶体化処理を行な
い、その後酸洗を行なった。
下率60%)し、550℃の温度で60分間の時効処理(1回
目)を行ない、その後に水急冷し酸洗を行なった。
450℃の温度で60分間の時効処理(2回目)を行ない、
その後に水急冷および酸洗を行った。更に、この時効処
理材を厚さ0.25mmまで冷間圧延し、250℃の温度で30分
間の焼鈍を行ない、焼鈍後に水急冷および酸洗を行なっ
た。
試験片を作成し、硬度,引張強度,導電率および曲げ加
工性を測定した。その結果を第1表に併せて示す。
Z-2244,JIS-Z-2241およびJIS-H-0505によって行なっ
た。
2mm、圧延方向とその垂直方向)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。
基合金は、硬度,引張強度および導電率のバランスに優
れ、しかも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非常に優
れた特性を有する銅基合金である。
引張強度を始め、特性全般において本発明銅基合金より
劣る。
は導電率は高いものの硬度および強度が充分でなく、P
をほとんど含まない比較合金No.13とNiの含有量が前記
した所定範囲より高い比較合金No.14では、硬度および
強度は比較的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は充分な特性
を有しているとはいえない。
銅1種(C2600EH)について、硬度,引張強度,導電
率,耐熱性,曲げ加工性,半田耐侯性およびメッキ密着
性を試験測定した。その結果を第2表に示す。
実施例1と同様の測定法である。
%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。
を施し、500℃にて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は×印、発生していないもの
は○印として判定した。
なるときの温度(30分間保持)とした。
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。
て、リードフレーム等の電気・電子部品用材料として極
めて優れていることは明らかである。
基合金は高強度,高弾性,高電気伝導性,高熱伝導性を
有し、しかも加工性,半田耐候性および耐熱性にも優れ
ており、各種用途に適用できることは勿論であるが、特
にリードフレーム等の電気・電子部品用材料として好適
な高強度高導電性銅基合金を提供することができるので
ある。
Claims (3)
- 【請求項1】Co:0.1〜0.5wt% Ni:0.01〜0.5wt% P:0.03〜0.3wt% 残部がCu及び不可避不純物からなる銅合金であって、該
合金中にCo-P系,Ni-P系又はCo-Ni-P系化合物を均一微細
に分散析出させてなることを特徴とする高強度高導電性
銅基合金。 - 【請求項2】Co:0.1〜0.5wt% Ni:0.01〜0.5wt% P:0.03〜0.3wt% Cr:0.005〜0.2wt% 残部がCuおよび不可避不純物からなる銅合金であって、
該合金中にCo-P系,Ni-P系又はCo-Ni-P系化合物を均一微
細に分散析出させてなることを特徴とする高強度高導電
性銅基合金。 - 【請求項3】Co:0.1〜0.5wt% Ni:0.01〜0.5wt% P:0.03〜0.3wt% あるいは更にCr:0.005〜0.2wt%を含み、残部がCuおよ
び不可避不純物からなる銅合金の素材板を880〜930℃の
温度で溶体化処理した後、最終板厚までの板厚減少率を
少なくとも50%以上とし、かつ上記溶体下処理後、最終
板厚までの冷間圧延の途中において400〜600℃の温度で
5〜720分間の時効処理を少なくとも2回行なうことに
よりCo-P系,Ni-P系又はCo-Ni-P系化合物を均一微細に分
散析出させることを特徴とする高強度高導電性銅基合金
の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2218457A JP3044384B2 (ja) | 1990-08-20 | 1990-08-20 | 高強度高導電性銅基合金およびその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2218457A JP3044384B2 (ja) | 1990-08-20 | 1990-08-20 | 高強度高導電性銅基合金およびその製造法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04103736A JPH04103736A (ja) | 1992-04-06 |
JP3044384B2 true JP3044384B2 (ja) | 2000-05-22 |
Family
ID=16720207
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2218457A Expired - Lifetime JP3044384B2 (ja) | 1990-08-20 | 1990-08-20 | 高強度高導電性銅基合金およびその製造法 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP3044384B2 (ja) |
-
1990
- 1990-08-20 JP JP2218457A patent/JP3044384B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
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JPH04103736A (ja) | 1992-04-06 |
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