JP3356992B2 - Fe-Ni-based lead frame material excellent in punching workability, Fe-Ni-based press-punched product, and method of punching Fe-Ni-based material - Google Patents

Fe-Ni-based lead frame material excellent in punching workability, Fe-Ni-based press-punched product, and method of punching Fe-Ni-based material

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JP3356992B2 JP18730398A JP18730398A JP3356992B2 JP 3356992 B2 JP3356992 B2 JP 3356992B2 JP 18730398 A JP18730398 A JP 18730398A JP 18730398 A JP18730398 A JP 18730398A JP 3356992 B2 JP3356992 B2 JP 3356992B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、良好な打抜き特性
を有するFe−Ni系リードフレーム用材料に係り、打
抜き時の剪断特性を改善するよう非金属介在物の大きさ
制御することにより、良好な打抜き特性を得る技術に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a Fe-Ni-based lead frame material having good punching characteristics, and by controlling the size of nonmetallic inclusions to improve the shearing characteristics at the time of punching. It relates to a technique for obtaining excellent punching characteristics.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、フラットパッケージに代表される
ようにリードフレームの多ピン化が進んでおり、微細化
加工における要求水準がますます高まっている。一般
に、リードフレーム用材料には、リードパターンが打抜
き加工で形成される打抜き用途と、リードパターンが塩
化第二鉄溶液によるエッチングで形成されるエッチング
用途に分けられ、後者のほうがより微細なリードパター
ンの形成に向いている。一般的に、リードフレーム用材
料に要求される特性としては、打抜き特性に優れるこ
と、プレス加工時における加工性に優れること、良
好なはんだ性、メッキ性を有し半導体素子とのボンディ
ング時に支障がないこと、加工後の強度が高く変形し
にくいこと、電気伝導性が高く、実作動温度である2
00℃以下での熱膨張係数が低いことなどがあげられ
る。打抜きリードフレームを用いたIC半導体パッケー
ジの製造工程は、大まかには以下のように分けることが
できる。
2. Description of the Related Art In recent years, the number of pins in a lead frame has been increasing, as represented by a flat package, and the required level of miniaturization has been increasing. In general, lead frame materials are divided into punching applications in which the lead pattern is formed by punching and etching applications in which the lead pattern is formed by etching with a ferric chloride solution. Suitable for forming. In general, the characteristics required for lead frame materials include excellent punching characteristics, excellent workability in press working, good solderability, plating properties, and problems when bonding with semiconductor elements. No deformation, high strength after processing, low deformation, high electrical conductivity, and the actual operating temperature 2
Low thermal expansion coefficient at 00 ° C. or lower. The manufacturing process of an IC semiconductor package using a punched lead frame can be roughly divided as follows.

【0003】(1)素材(リードフレーム材)の打抜き
加工 (2)リードフレームを樹脂モールドにマウントするマ
ウント工程 (3)リードフレームと半導体素子を導線で接続するた
めのボンディング工程
(1) Punching of a material (lead frame material) (2) Mounting step of mounting a lead frame on a resin mold (3) Bonding step of connecting a lead frame and a semiconductor element with a conductive wire

【0004】ここで、工程1では打抜き性が、工程2で
はプレス成形性が要求され、工程3ではメッキ性、はん
だ性がそれぞれ要求される。加工後の強度が必要なのは
ボンディング時に反りや曲がりなどの変形が起きにくい
ことが必要なためと、取り扱い時の変形による不良発生
で歩留まり低下を防ぐためである。また電気伝導性は、
リードに流れる電流による発熱を左右し、半導体素子の
動作の安定性に影響する。リードフレーム用材料には、
加熱による組立工程中の熱膨脹差による歪みに起因する
半導体素子の特性変動や、モールドレジンとの密着性の
劣化を防止するために、半導体素子またはモールドレジ
ンとの熱膨張係数が近いことが必要とされている。その
ような要求を満たす従来より代表的な金属材料として、
Fe−42Ni合金、Fe−45Ni合金、Fe−50
Ni合金等の材料が用いられている。
Here, the punching property is required in the step 1, the press formability is required in the step 2, and the plating property and the solderability are required in the step 3 respectively. The strength after the processing is required because it is necessary that deformation such as warpage or bending is less likely to occur at the time of bonding, and that the yield is prevented from lowering due to occurrence of defects due to deformation during handling. The electrical conductivity is
It affects the heat generated by the current flowing through the leads and affects the stability of the operation of the semiconductor element. Lead frame materials include
It is necessary that the thermal expansion coefficient of the semiconductor element or the mold resin be close to that of the semiconductor element or the mold resin in order to prevent the characteristic fluctuation of the semiconductor element due to the distortion caused by the difference in thermal expansion during the assembly process due to heating and the deterioration of the adhesion with the mold resin. Have been. As a typical metal material that meets such demands,
Fe-42Ni alloy, Fe-45Ni alloy, Fe-50
A material such as a Ni alloy is used.

【0005】熱伝導の点では、銅合金がFe−Ni合金
に比べてより有利であるが、最近では半導体素子の安定
性向上、放熱性の改善、リードの形状改善(薄肉化)に
よる実効比抵抗の減少などの個々の改善がなされている
ため、Fe−Ni合金の熱伝導特性は技術的なネックに
はなっていない。一方、打抜き性については、この工程
において品質のばらつきが製品の歩留まりに大きく影響
し、また、今後の高精細化、多ピン化の動向と併せて重
要な工程と考えられることから、従来から壮んに検討さ
れている。これまでの打抜き性改善の試みとしては、例
えば特開昭61−44156に見られるように、圧延方
向平行断面の介在物の大きさを5μm以下とし、A系、
B系介在物の総数を1mmあたり20個以上としたも
のや、特開昭60−255953に見られるように、粒
径3μm以下の微細非金属介在物を組織内に均一分散さ
せたものがある。さらに、特開平9−87808、24
9943に見られるように、圧延および板圧方向に平行
な断面積1mmあたりの10μm以上の大きさのA系
介在物またはB系介在物を10〜1000個、5μm以
下のC系介在物を100〜50000個に制限し、エッ
チング後の硫化物系介在物痕の個数を1000〜200
0個としているなど、打抜き性改善に介在物を積極的に
利用している例が多く見られる。また特開昭63−24
010に見られるように炉外精練温度を1700℃以下
で行うことにより、打抜き性に対して有害な10μmを
越える大きさのMgO−Alなどのスピネル系酸
化物の介在物の生成を抑制する技術も提案されている。
これらのことから打抜き性に対して介在物の制御がいか
に重要かが判る。
[0005] In terms of heat conduction, copper alloys are more advantageous than Fe-Ni alloys. However, recently, the effective ratio due to the improvement of the stability of semiconductor elements, the improvement of heat dissipation, and the improvement of the shape of leads (thinning) has been improved. Due to individual improvements such as reduced resistance, the thermal conductivity of Fe-Ni alloys is not a technical bottleneck. On the other hand, regarding the punching property, the quality variation in this process greatly affects the yield of products, and it is considered to be an important process along with the trend of higher definition and more pins in the future. Are being considered. As an attempt to improve the punching performance so far, as disclosed in, for example, JP-A-61-44156, the size of inclusions having a cross section parallel to the rolling direction is set to 5 μm or less,
B-type inclusions having a total number of 20 or more per 1 mm 2 or those in which fine non-metallic inclusions having a particle size of 3 μm or less are uniformly dispersed in the structure as shown in JP-A-60-255953. is there. Further, JP-A-9-87808, 24
As shown in 9943, 10 to 1000 A- or B-based inclusions having a size of 10 μm or more per 1 mm 2 in cross-sectional area parallel to the rolling and sheet pressure directions were used. The number is limited to 100 to 50,000, and the number of sulfide inclusion traces after etching is set to 1000 to 200.
In many cases, inclusions are positively used to improve punchability, such as zero. Also, JP-A-63-24
By performing the refining temperature outside the furnace at 1700 ° C. or lower as shown in FIG. 010, the formation of inclusions of spinel-based oxides such as MgO—Al 2 O 3 having a size exceeding 10 μm, which is harmful to punching properties, can be prevented. Suppression techniques have also been proposed.
These facts show how important inclusion control is to punching performance.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】リードフレーム材で
は、プレス打抜きの際に生じるバリやカスにより製品の
性能を劣化させるだけでなく、金型に疵を付けたり残留
応力により反りや曲がりが生じてハンドリングに不具合
が起こる。このため、半導体の製造工程において安定し
た製造に支障を来したり歩留りの低下をもたらし、重大
なトラブルの原因となることもある。また最近ではリー
ドの高精細化に伴い、金型のクリアランスが小さく設定
されるため、プレス時の抜きカス発生や金型寿命の低下
するとともに、剪断面と破断面との境界が乱され、部分
的に大きなバリが発生する。このため、最近では益々打
抜き性の良い材料が求められるようになって来ている
が、そのような要求を満たすためには、前述したような
介在物の制御のみでは不十分であった。
In a lead frame material, not only does the performance of the product deteriorate due to burrs and scum generated at the time of press punching, but also the mold is damaged or warped or bent due to residual stress. Trouble occurs in handling. For this reason, in a semiconductor manufacturing process, it may hinder stable manufacturing or lower the yield, which may cause a serious trouble. In recent years, as the fineness of the leads has increased, the clearance of the mold has been set to a small value.This has resulted in the generation of scraps during pressing and the shortening of the mold life, and the boundary between the shear surface and the fracture surface has been disturbed. Large burrs are generated. For this reason, recently, materials having good punching properties have been increasingly demanded, but in order to satisfy such demands, control of the above-described inclusions alone was not sufficient.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者は、Fe−Ni
系リードフレーム用材料の打抜き性に介在物が及ぼす影
響について検討した結果、ポンチとダイスのクリアラン
スを介在物が円滑に通過できるか否かで、破面の形態つ
まり剪断面と破断面の境界の直線性が大きく左右される
ことを見出した。
Means for Solving the Problems The present inventor has proposed Fe-Ni
As a result of examining the effect of inclusions on the punchability of lead frame materials, the form of the fracture surface, that is, the boundary between It has been found that the linearity is greatly affected.

【0008】本発明は上記知見に基づいてなされたもの
で、Niを30〜50重量%含有したFe−Ni系リー
ドフレーム用材料において、材料に含まれる介在物の大
きさを、材料の板厚をtとしたときに0.07t以下に
したことを特徴としている。また、本発明のFe−Ni
系材料の打抜き方法は、Niを30〜50重量%含有し
たFe−Ni系合金材料をポンチとダイスを用いて打ち
抜く方法において、材料に含まれる介在物の大きさを、
ポンチとダイスのクリアランスよりも小さくしたことを
特徴としている。なお、Fe−Ni系材料として典型的
なものはリードフレーム材である。
[0008] The present invention has been made based on the above findings, and in a Fe-Ni-based lead frame material containing 30 to 50% by weight of Ni, the size of inclusions contained in the material is determined by the thickness of the material. Is set to 0.07t or less when t is set to t. Further, the Fe-Ni of the present invention
In the method of punching a Fe-Ni alloy material containing 30 to 50% by weight of Ni using a punch and a die, the size of the inclusions contained in the material is determined by:
The feature is that it is smaller than the clearance between the punch and the die. Note that a typical Fe—Ni-based material is a lead frame material.

【0009】一般に、リードフレームをプレスで打ち抜
く際のクリアランスは、板厚をtとしたときに最大で
0.07tに設定される。上記リードフレーム用材料で
は、介在物の大きさを0.07t以下としているので、
介在物は概ねクリアランスを通過することができ、剪断
面と破断面との境界の直線性が得られる。なお、クリア
ランスは最小で0.03tに設定されることもあるた
め、介在物の大きさを0.03t以下とすれば、剪断面
と破断面との境界の直線性を確実に得ることができる。
In general, the clearance when punching a lead frame by a press is set to a maximum of 0.07 t when the thickness is t. In the above lead frame material, since the size of the inclusions is set to 0.07 t or less,
The inclusions can generally pass through the clearance, and the linearity of the boundary between the shear surface and the fracture surface is obtained. In addition, since the clearance may be set to a minimum of 0.03 t, if the size of the inclusion is 0.03 t or less, the linearity of the boundary between the shear surface and the fracture surface can be reliably obtained. .

【0010】プレスの剪断抵抗は、材料を圧延方向と平
行な面で剪断した場合よりも圧延方向と直交する面で剪
断した場合の方が大きい。これは、介在物が圧延方向に
延長されているため、圧延方向と平行な面では、打抜き
面に介在物が存在する頻度が多からである。このような
剪断荷重の異方性は、残留応力の問題を来すため極力抑
制しなければならない。そこで、本発明者は、介在物の
うちでも快削性に寄与することで知られているMnSに
ついて定量的に解析した結果、粒径0.2〜3μmのM
nSを1000〜60000個/mmの割合で分散さ
せることにより、どの面でも均一に破断が生じることを
見出した。よって、本発明のFe−Ni系リードフレー
ム用材料は、Niを30〜50重量%含有したFe−N
i系リードフレーム用材料において、材料に含まれる介
在物の大きさを、材料の板厚をtとしたときに0.07
t以下とし、かつ、粒径0.2〜3μmのMnSを10
00〜60000個/mmの割合で分散させたことを
特徴としている。なお、MnSの粒径は、2μm以下が
望ましく、1μm以下であればさらに好適である。ま
た、MnSは、2000個/mm以上の割合で分散さ
せることが好ましく、5000個/mm以上であれば
より好ましく、10000個/mm以上であればさら
に好適である。また、MnSは、50000個/mm
以下が好ましく、40000個/mm以下であればよ
り好ましく、30000個/mm以下であればさらに
好適である
[0010] The shear resistance of the press is greater when the material is sheared in a plane perpendicular to the rolling direction than in a plane parallel to the rolling direction. This is because the inclusions extend in the rolling direction, and therefore, the frequency of inclusions on the punched surface is high in a plane parallel to the rolling direction. Such anisotropy of the shear load has to be suppressed as much as possible to cause a problem of residual stress. Then, the present inventor quantitatively analyzed MnS, which is known to contribute to free-cutting ability among inclusions, and found that MnS having a particle size of 0.2 to 3 μm.
By dispersing nS at a rate of 1000 to 60,000 particles / mm 2 , it was found that breakage occurs uniformly on any surface. Therefore, the Fe—Ni-based lead frame material of the present invention is a Fe—N alloy containing 30 to 50% by weight of Ni.
In the i-type lead frame material, the size of the inclusions contained in the material is 0.07 when the thickness of the material is t.
t and MnS having a particle size of 0.2 to 3 μm
It is characterized by being dispersed at a rate of 00 to 60,000 particles / mm 2 . The particle size of MnS is preferably 2 μm or less, and more preferably 1 μm or less. Further, MnS is preferably dispersed at a rate of 2000 / mm 2 or more, more preferably 5000 / mm 2 or more, and even more preferably 10,000 / mm 2 or more. In addition, MnS was 50,000 / mm 2
The following is preferable, and it is more preferable that it is 40,000 pieces / mm 2 or less, and it is further preferable that it is 30,000 pieces / mm 2 or less.

【0011】次に、本発明の好適な成分組成について説
明する。本発明のFe−Ni系リードフレーム用合金の
好ましい成分組成は、重量%で、C:0.003〜0.
02%、Si:0.05〜1.0%、Mn:0.1〜
1.5%、Ni:30〜50%、S:0.0005〜
0.02%、N:0.001〜0.02%、残部:Fe
および不可避的不純物からなる。以下、上記限定の根拠
を説明する。なお、以下の説明で「%」は「重量%」を
意味する。
Next, a preferred component composition of the present invention will be described. The preferred composition of the Fe—Ni-based lead frame alloy of the present invention is C: 0.003 to 0.1% by weight.
02%, Si: 0.05 to 1.0%, Mn: 0.1 to
1.5%, Ni: 30-50%, S: 0.0005-
0.02%, N: 0.001 to 0.02%, balance: Fe
And unavoidable impurities. Hereinafter, the grounds of the above limitation will be described. In the following description, “%” means “% by weight”.

【0012】C:Cは、固溶強化および加工硬化による
材質強化に寄与する元素であるため、0.003%以上
の添加を必要とする。一方、C含有量が多すぎると、電
気抵抗の増大を招いて導電性を悪くするとともに、炭化
物が多く析出して熱間加工性、靭性(繰返し曲げ性等)
および打抜き性を劣化させ、さらに、Fe−Ni系合金
本来の低熱膨張特性をも損なうことになる。そのため、
Cの含有量は0.003〜0.02%に規定した。
C: Since C is an element that contributes to solid solution strengthening and material strengthening by work hardening, it needs to be added in an amount of 0.003% or more. On the other hand, if the C content is too large, the electrical resistance is increased and the conductivity is deteriorated. In addition, a large amount of carbide is precipitated and hot workability and toughness (repeated bending property, etc.) are obtained.
In addition, the punching property is deteriorated, and the low thermal expansion characteristic inherent in the Fe—Ni alloy is impaired. for that reason,
The content of C was regulated to 0.003 to 0.02%.

【0013】Si:Siは、脱酸剤として添加される
が、その含有量が多すぎるとCと同様に低熱膨張特性を
損ない、打抜き性を低下させる。一方、Siの酸化物は
組織中に不均一核生成により発生するMnS等の硫化物
の析出起点となるため、適当な量の添加が望ましい。こ
のような観点から、Siの含有量は0.05〜1.0%
とした。
Si: Si is added as a deoxidizing agent, but if its content is too large, low thermal expansion characteristics are impaired similarly to C, and the punching properties are reduced. On the other hand, an oxide of Si becomes a starting point of precipitation of sulfides such as MnS generated by heterogeneous nucleation in the structure, and therefore, it is desirable to add an appropriate amount thereof. From such a viewpoint, the content of Si is 0.05 to 1.0%.
And

【0014】Mn:MnもSiと同様に脱酸成分の一つ
であるが、熱間加工性に有害なSと結合してMnSを形
成することから、熱間加工性の改善に有効である。ま
た、Siと同様に、Mn酸化物は組織中に不均一核生成
により発生するMnS等の硫化物の析出起点となるた
め、適当な量の添加が望ましい。一方、Mnの添加量が
多すぎると熱膨張係数が高くなり、半導体素子との熱膨
張係数との差が大きくなって基盤材として不適当にな
る。以上の観点からMnの含有量は0.1〜1.5%と
した。
Mn: Mn is one of the deoxidizing components like Si, but it is effective for improving hot workability because it combines with S which is harmful to hot workability to form MnS. . Further, like Si, the Mn oxide becomes a starting point of precipitation of sulfides such as MnS generated by heterogeneous nucleation in the structure, and therefore, it is desirable to add an appropriate amount thereof. On the other hand, if the added amount of Mn is too large, the coefficient of thermal expansion becomes high, and the difference from the coefficient of thermal expansion with the semiconductor element becomes large, making it unsuitable as a base material. From the above viewpoint, the content of Mn is set to 0.1 to 1.5%.

【0015】S:Sは、熱間加工性に対して有害な成分
であるが、打抜き性に対して有用なMnS等の硫化物を
生成するのに必要な成分であるため、適量の添加が必要
である。このような観点から、Sの含有量は0.000
5〜0.02%とした。 N:Nも熱間加工性に対して有害な成分であるが、Cと
同様に、固溶強化および加工硬化による材質強化に寄与
する元素であるため、適量の添加が必要である。このよ
うな観点から、Nの含有量は0.001〜0.02%と
した。
S: S is a component harmful to hot workability, but is a component necessary for producing sulfides such as MnS useful for punching properties. is necessary. From such a viewpoint, the content of S is 0.000.
5 to 0.02%. N: N is also a harmful component to hot workability, but like C, it is an element that contributes to solid solution strengthening and material strengthening by work hardening, so an appropriate amount of addition is required. From such a viewpoint, the content of N is set to 0.001 to 0.02%.

【0016】Ni:Niは、30%未満であると焼鈍状
態でもマルテンサイトが形成され、磁気特性、熱膨張特
性、強度、その他の物理的特性が損なわれるので、30
%以上の添加が必要である。しかしながら、Niは50
%を超えて含有すると、電気抵抗や飽和磁束密度が減少
し、熱膨張係数が増大するので好ましくなく、その上、
コスト的にも不利になるので、上限を50%とした。
Ni: If Ni is less than 30%, martensite is formed even in an annealed state, and magnetic properties, thermal expansion properties, strength, and other physical properties are impaired.
% Or more is required. However, Ni is 50
%, The electric resistance and the saturation magnetic flux density decrease, and the coefficient of thermal expansion increases, which is not preferable.
Since the cost is disadvantageous, the upper limit is set to 50%.

【0017】また、Ti、Zr、MgおよびCaのうち
少なくとも1種以上を総量で0.0001〜0.01重
量%含有することが望ましい。これらはいずれも凝固時
にMnSが析出する核サイトとなる酸化物を形成する元
素であり、MnSの形態を球状にし、微細に分散させる
ために必要な元素である。これら元素の総量は、0.0
001重量%未満では上記した効果が期待できず、ま
た、0.01重量%を上回ると、熱膨張係数が大きくな
るとともにメッキ性を阻害する。
It is desirable that at least one of Ti, Zr, Mg and Ca is contained in a total amount of 0.0001 to 0.01% by weight. All of these are elements that form an oxide that becomes a nucleus site where MnS precipitates during solidification, and are necessary to make the form of MnS spherical and finely disperse it. The total amount of these elements is 0.0
If the amount is less than 001% by weight, the above effects cannot be expected. If the amount exceeds 0.01% by weight, the thermal expansion coefficient increases and the plating property is impaired.

【0018】次に、本発明者は、打ち抜いた破面におけ
る剪断面と破断面との境界の直線性(以下、破断面の均
一性と称する)について検討した。破断面の均一性は、
材料の打抜き加工性を上記のように向上させることで得
られるものであるが、残留応力による経時変形の可能性
を示す指標ともなる。そこで、本発明者は、破断面の均
一性を以下の方法で定量的に解析した。
Next, the inventor examined the linearity of the boundary between the shear surface and the fracture surface in the punched fracture surface (hereinafter, referred to as the fracture surface uniformity). The uniformity of the fracture surface
Although it is obtained by improving the punching workability of the material as described above, it also serves as an index indicating the possibility of temporal deformation due to residual stress. Therefore, the present inventors quantitatively analyzed the uniformity of the fracture surface by the following method.

【0019】まず、プレスで打ち抜いた破面を光学顕微
鏡で観察し、5μm間隔で破断面高さを50点測定して
破断面高さhの平均値sを求めた。そして、hおよ
びsを式1に代入して標準偏差を算出した。
Firstly, by observing the fracture surface was punched by a press with an optical microscope, and the fracture surface height 5μm intervals measured 50 points the average value s of the fracture surface height h n. The standard deviations were calculated by substituting h n and s in Equation 1.

【数2】 (Equation 2)

【0020】本発明者の検討によれば、破断面高さの標
準偏差が15以下であると、打抜き後の材料の変形は殆
ど生じないことが判明した。よって、本発明は、このよ
うな知見に基づいてなされたもので、Niを30〜50
重量%含有したFe−Ni系プレス打抜き品であって、
打ち抜いた破面を光学顕微鏡で観察して5μm間隔で破
断面幅を50点測定して得た標準偏差が15以下である
ことを特徴としている。この標準偏差は、10以下であ
ることが好ましく、5以下であればさらに好適である。
なお、プレス打抜き品として典型的なものはリードフレ
ームである。
According to the study of the present inventor, it has been found that if the standard deviation of the fracture surface height is 15 or less, deformation of the material after punching hardly occurs. Therefore, the present invention has been made on the basis of such findings, and has a Ni content of 30 to 50.
Weight percent Fe-Ni press stamped product,
The standard deviation obtained by observing the punched fracture surface with an optical microscope and measuring 50 points of the fracture surface width at intervals of 5 μm is 15 or less. This standard deviation is preferably 10 or less, and more preferably 5 or less.
Note that a typical stamped product is a lead frame.

【0021】[0021]

【実施例】以下、具体的な実施例により本発明をより詳
細に説明する。Fe−42%Niを主成分とするFe−
Ni系合金を、真空溶解炉にて鋼塊に溶製した。その
際、酸化物系介在物とMnSの形態および大きさ並びに
個数を変化させるために、溶製条件、造塊条件及び脱酸
剤の添加時期、添加量を適宜選定した。その後、各鋼塊
に対して鍛造を行い、通常の熱間圧延、冷間圧延及び焼
鈍を行って板厚0.15mmの冷延板を得た。各冷延板
表面をSPEED法にて腐食してSEM写真(7000倍、
17μm×11μm、10視野の平均)により観察し、
酸化物系介在物の大きさ、MnSの個数を測定し、測定
結果を各冷延板の成分組成とともに表1に示した。な
お、酸化物系介在物の大きさは、最大10個の平均をと
った。なお、図3は、SEM写真の例であり、(a)で
は7個のMnSが、(b)では2個のMnSが確認され
ている。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples. Fe-Fe-42%
The Ni-based alloy was melted into a steel ingot in a vacuum melting furnace. At that time, in order to change the form, size, and number of oxide-based inclusions and MnS, melting conditions, agglomeration conditions, and the timing and amount of addition of the deoxidizing agent were appropriately selected. Thereafter, forging was performed on each steel ingot, and normal hot rolling, cold rolling, and annealing were performed to obtain a cold-rolled sheet having a sheet thickness of 0.15 mm. The surface of each cold rolled sheet is corroded by SPEED method and SEM photograph (7000x,
17 μm × 11 μm, average of 10 visual fields)
The size of the oxide-based inclusions and the number of MnS were measured, and the measurement results are shown in Table 1 together with the component composition of each cold-rolled sheet. The size of the oxide-based inclusions was an average of at most 10 inclusions. FIG. 3 is an example of an SEM photograph, in which (a) shows seven MnS and (b) shows two MnS.

【0022】[0022]

【表1】 [Table 1]

【0023】各冷延板について以下の方法で打抜き試験
を行った。まず、10トンプレスを230spmの条件
で使用し、クリアランスを4.5μmとして冷延板を1
2mm角の正方形に打ち抜いた。その際の破面を光学顕
微鏡で観察し、破断面比率と破断面の均一性を求めた。
破断面比率(%)は、破面に対して5μm間隔で破断面
高さhを50点測定し、その平均値sを板厚で除算し
て算出した。また、破断面の均一性は、破断面高さh
とその平均値sを前記数1に代入して標準偏差を算出
し、その値で評価した。
Each of the cold rolled sheets was subjected to a punching test by the following method. First, a 10-ton press was used under the condition of 230 spm, the clearance was 4.5 μm, and the cold-rolled sheet was 1
A 2 mm square was punched out. The fracture surface at that time was observed with an optical microscope, and the fracture surface ratio and the uniformity of the fracture surface were determined.
Fracture surface ratio (%) of the fracture surface height h n at 5μm intervals measured 50 points against fracture surface was calculated by dividing the average value s in thickness. Also, the uniformity of the fracture surface, fracture surface height h n
And its average value s was substituted into the above equation 1 to calculate a standard deviation, and the value was evaluated based on the calculated standard deviation.

【0024】次に、図1に示すように、幅10mm、長
さ120mmの冷延板に対して12mm角のポンチを使
用し、圧延方向(R.D.)と平行な方向(P方向)と
直交する方向(R方向)での打抜き試験を行った。その
際、プレスの打抜き速度を0.5mm/分に設定し、ポ
ンチが冷延板に接触してから切断に至るまでのポンチス
トローク値を実測した。P方向でのポンチストローク値
(P)と、R方向でのポンチストローク値(R)を下記
式に代入して異方性(%)を算出し、その結果を表1に
併記した。
Next, as shown in FIG. 1, a 12 mm square punch is used for a cold rolled sheet having a width of 10 mm and a length of 120 mm, and a direction (P direction) parallel to the rolling direction (RD). A punching test was performed in a direction (R direction) orthogonal to the above. At that time, the punching speed of the press was set to 0.5 mm / min, and the punch stroke value from when the punch came into contact with the cold rolled sheet until when the punch was cut was measured. The anisotropy (%) was calculated by substituting the punch stroke value (P) in the P direction and the punch stroke value (R) in the R direction into the following equation, and the results are also shown in Table 1.

【数2】(R−P)/P×100## EQU2 ## (RP) / P × 100

【0025】表1から判るように、酸化物系介在物の大
きさがクリアランス(4.5μm)以下である本発明例
では、破断面の均一性を示す標準偏差がいずれも小さ
く、図2(d)に示すような破面を呈した。これに対し
て、酸化物介在物の大きさが4.5μmを超える比較例
ではいずれも標準偏差が大きく、図2(a)〜(c)に
示す破面を呈した。また、本発明例では、いずれも粒径
0.2〜1μm程度のMnSを1000〜60000個
/mmの割合で分散させているため、比較例と較べて
剪断抵抗の異方性がかなり小さくなっている。
As can be seen from Table 1, in the examples of the present invention in which the size of the oxide-based inclusions is not more than the clearance (4.5 μm), the standard deviation indicating the uniformity of the fracture surface is small, and FIG. The fracture surface as shown in d) was exhibited. On the other hand, in the comparative examples in which the size of the oxide inclusions exceeded 4.5 μm, the standard deviation was large in each case, and the fracture surfaces shown in FIGS. 2A to 2C were exhibited. Further, in each of the examples of the present invention, since MnS having a particle size of about 0.2 to 1 μm is dispersed at a rate of 1000 to 60,000 particles / mm 2 , the anisotropy of the shear resistance is considerably smaller than that of the comparative example. Has become.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、破断面の
均一性を向上させることができるので、リードフレーム
材の打抜き工程でのバリ発生による材料不具合や、ハン
ドリングによる不具合がなくなるとともに、金型の寿命
を大幅に向上することが期待でき、近年のICパッケー
ジ用リードフレーム材の高精細化、高信頼性化および生
産効率の向上に対して優れた部品を供給することが可能
となる。
As described above, according to the present invention, the uniformity of the fractured surface can be improved, so that there is no material defect due to the generation of burrs in the punching process of the lead frame material and the defect due to handling. It can be expected that the life of the mold will be greatly improved, and it will be possible to supply parts that are excellent in improving the definition, reliability and production efficiency of lead frame materials for IC packages in recent years. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 剪断抵抗の異方性を調べる打抜き試験を説明
するための平面図である。
FIG. 1 is a plan view for explaining a punching test for examining anisotropy of shear resistance.

【図2】 各冷延板の打抜き面を示す図である。FIG. 2 is a view showing a punched surface of each cold rolled sheet.

【図3】 SPEED法にて腐食した冷延板表面のSEM写
真である。
FIG. 3 is a SEM photograph of a cold rolled sheet surface corroded by a SPEED method.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒田 康英 神奈川県川崎市川崎区小島町4番2号 日本冶金工業株式会社 研究開発本部 技術研究所内 (72)発明者 轟 秀和 神奈川県川崎市川崎区小島町4番2号 日本冶金工業株式会社 研究開発本部 技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭60−255953(JP,A) 特開 平9−249943(JP,A) 特開 昭61−44156(JP,A) 特開 平7−34200(JP,A) 特開 平7−179998(JP,A) 特開2000−17400(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C22C 38/00 - 38/60 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Yasuhide Kuroda 4-2 Kojimacho, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Nippon Yakin Kogyo Co., Ltd. R & D Headquarters R & D Headquarters (72) Inventor Hidekazu Todoroki Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa No.4-2, Kojimacho Nippon Yakin Kogyo Co., Ltd. Research and Development Division Technology Research Laboratory (56) References JP-A-60-255953 (JP, A) JP-A-9-249943 (JP, A) JP-A-61-44156 (JP, A) JP-A-7-34200 (JP, A) JP-A-7-179998 (JP, A) JP-A-2000-17400 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , (DB name) C22C 38/00-38/60

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 重量%で、C:0.003〜0.02
%、Si:0.05〜1.0%、Mn:0.1〜1.5
%、Ni:30〜50%、S:0.0005〜0.02
%、N:0.001〜0.02%、Ti、Zr、Mgお
よびCaのうち少なくとも1種以上を総量で0.000
1〜0.01重量%含有し、残部:FeからなるFe−
Ni系リードフレーム用材料において、材料に含まれる
介在物の大きさを、材料の板厚をtとしたときに0.0
7t以下とし、かつ、粒径0.2〜1μmのMnSを1
000〜60000個/mm の割合で分散させたこと
を特徴とする打抜き加工性に優れるリードフレーム用材
料。
C: 0.003 to 0.02 by weight%
%, Si: 0.05 to 1.0%, Mn: 0.1 to 1.5
%, Ni: 30 to 50%, S: 0.0005 to 0.02
%, N: 0.001 to 0.02%, Ti, Zr, Mg,
And at least one of Ca and 0.000 in total.
1-0.01% by weight, balance: Fe-
In the Ni-based lead frame material, the size of the inclusions included in the material is 0.0 when the thickness of the material is t.
7t or less and MnS having a particle size of 0.2 to 1 μm
A lead frame material excellent in punching workability, characterized by being dispersed at a rate of 000 to 60,000 pieces / mm 2 .
【請求項2】 重量%で、C:0.003〜0.02
%、Si:0.05〜1.0%、Mn:0.1〜1.5
%、Ni:30〜50%、S:0.0005〜0.02
%、N:0.001〜0.02%、Ti、Zr、Mgお
よびCaのうち少なくとも1種以上を総量で0.000
1〜0.01重量%含有し、残部:FeからなるFe−
Ni系プレス打抜き品において、材料に含まれる介在物
の大きさを、材料の板厚をtとしたときに0.07t以
下とし、かつ、粒径0.2〜1μmのMnSを1000
〜60000個/mmの割合で分散させ、打ち抜いた
破面を光学顕微鏡で観察し、5μm間隔で破断面高さを
50点測定して、破断面高さh の平均値sを求め、h
およびsを式1に代入して算出される標準偏差が15
以下であることを特徴とするFe−Ni系プレス打抜き
。 【数1】
2. C: 0.003 to 0.02 by weight%
%, Si: 0.05 to 1.0%, Mn: 0.1 to 1.5
%, Ni: 30 to 50%, S: 0.0005 to 0.02
%, N: 0.001 to 0.02%, Ti, Zr, Mg,
And at least one of Ca and 0.000 in total.
1-0.01% by weight, balance: Fe-
In a Ni-based stamped product, the size of inclusions contained in the material is set to 0.07 t or less when the thickness of the material is t, and MnS having a particle size of 0.2 to 1 μm is 1000
6060,000 pieces / mm 2 dispersed and punched
Observe the fracture surface with an optical microscope and measure the fracture surface height at 5 μm intervals.
It measured 50 points, an average value s of the fracture surface height h n, h
The standard deviation calculated by substituting n and s into Equation 1 is 15
Fe-Ni based press punching characterized by the following:
Goods . (Equation 1)
【請求項3】 重量%で、C:0.003〜0.02
%、Si:0.05〜1.0%、Mn:0.1〜1.5
%、Ni:30〜50%、S:0.0005〜0.02
%、N:0.001〜0.02%、Ti、Zr、Mgお
よびCaのうち少なくとも1種以上を総量で0.000
1〜0.01重量%含有し、残部:Feからなり、か
つ、材料に含まれる介在物の大きさを材料の板厚をtと
したときに0.07t以下とし、かつ、粒径0.2〜1
μmのMnSを1000〜60000個/mm の割合
で分散させたFe−Ni系リードフレーム用材料の打抜
き方法で あって、材料に含まれる介在物の大きさをポン
チとダイスのクリアランスよりも小さくすることを特徴
とするFe−Ni系材料の打抜き方法
3. C: 0.003 to 0.02 by weight%
%, Si: 0.05 to 1.0%, Mn: 0.1 to 1.5
%, Ni: 30 to 50%, S: 0.0005 to 0.02
%, N: 0.001 to 0.02%, at least one of Ti, Zr, Mg and Ca in a total amount of 0.000 %
1 to 0.01% by weight , balance: Fe
The size of the inclusions contained in the material is represented by t
0.07t or less, and a particle size of 0.2 to 1
The rate of 1000 to 60000 MnS of μm / mm 2
Of Fe-Ni-based lead frame material dispersed by
A come method, Pont the size of the inclusions contained in the material
The feature is to make it smaller than the clearance between the die and the die
Punching method of Fe-Ni-based material .
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