JP3506289B2 - 電子部品用Ｆｅ−Ｎｉ系合金薄板およびその製造方法 - Google Patents
電子部品用Ｆｅ−Ｎｉ系合金薄板およびその製造方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リードフレーム等
の電子部品材料として使用するのに適したＦｅ−Ｎｉ系
合金の製造方法に関するものである。
の電子部品材料として使用するのに適したＦｅ−Ｎｉ系
合金の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】低熱膨張特性を持ち、加工性、耐食性に
優れているＦｅ−Ｎｉ系合金は、電子部品用材料として
広く使用されている。例えば集積回路用素子のリードフ
レーム用材料してはＦｅ−４２Ｎｉ、Ｆｅ−５０Ｎｉ、
Ｆｅ−２９Ｎｉ−１７Ｃｏ（コバール）等のＦｅ−Ｎｉ
系合金が使用されている。また特に低熱膨張特性を利用
する材料としてはＦｅ−３６Ｎｉ（インバー）、Ｆｅ−
３１Ｎｉ−５Ｃｏ（スーパーインバー）等が知られてい
る。
優れているＦｅ−Ｎｉ系合金は、電子部品用材料として
広く使用されている。例えば集積回路用素子のリードフ
レーム用材料してはＦｅ−４２Ｎｉ、Ｆｅ−５０Ｎｉ、
Ｆｅ−２９Ｎｉ−１７Ｃｏ（コバール）等のＦｅ−Ｎｉ
系合金が使用されている。また特に低熱膨張特性を利用
する材料としてはＦｅ−３６Ｎｉ（インバー）、Ｆｅ−
３１Ｎｉ−５Ｃｏ（スーパーインバー）等が知られてい
る。
【０００３】上述したようなＦｅ−Ｎｉ系材料を電子部
品用途に適用する場合においては、材料には、例えばプ
レス打抜き加工やフォトエッチング加工のような、微細
な加工が施される。そして、リードフレームを代表とす
る電子部品材料においては、半導体装置の高集積化に伴
う薄板化および微細加工化がいっそう求められている。
このような薄板で微細加工を行ったＦｅ−Ｎｉ系電子部
品材料では、強度不足が原因で組み立て、搬送、実装な
どの際に反り、曲がりなどが起こり易く、また使用中の
衝撃で座屈するなど種々問題がある。そのためＦｅ−Ｎ
ｉ系電子部品材料に対して、強度の向上が強く求められ
ている。
品用途に適用する場合においては、材料には、例えばプ
レス打抜き加工やフォトエッチング加工のような、微細
な加工が施される。そして、リードフレームを代表とす
る電子部品材料においては、半導体装置の高集積化に伴
う薄板化および微細加工化がいっそう求められている。
このような薄板で微細加工を行ったＦｅ−Ｎｉ系電子部
品材料では、強度不足が原因で組み立て、搬送、実装な
どの際に反り、曲がりなどが起こり易く、また使用中の
衝撃で座屈するなど種々問題がある。そのためＦｅ−Ｎ
ｉ系電子部品材料に対して、強度の向上が強く求められ
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような要求に対し
て、Ｆｅ−Ｎｉ系合金の強度の改良について多くの提案
がなされている。例えば、合金元素を添加して強度を高
める方法としては、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｒを含有させて強化
する試み（特開昭５５−１３１１５５号）がある。しか
しこれは主要元素の他に酸化し易い強化元素を含有する
ため、表面酸化が起こり易くハンダ性、メッキ性をやや
劣化させる傾向がある。また、固溶強化の効果が著しい
Ｂｅを少量添加することによる高強度化の提案（特開平
２−１５９３４８号）がある。しかしＢｅは他の強化元
素に比較して著しく高価であるため少量でもコストの上
昇がある。また表面酸化によりハンダ性、メッキ性もや
や劣化する。
て、Ｆｅ−Ｎｉ系合金の強度の改良について多くの提案
がなされている。例えば、合金元素を添加して強度を高
める方法としては、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｒを含有させて強化
する試み（特開昭５５−１３１１５５号）がある。しか
しこれは主要元素の他に酸化し易い強化元素を含有する
ため、表面酸化が起こり易くハンダ性、メッキ性をやや
劣化させる傾向がある。また、固溶強化の効果が著しい
Ｂｅを少量添加することによる高強度化の提案（特開平
２−１５９３４８号）がある。しかしＢｅは他の強化元
素に比較して著しく高価であるため少量でもコストの上
昇がある。また表面酸化によりハンダ性、メッキ性もや
や劣化する。
【０００５】合金元素を添加する以外の強化機構を用い
るものとしては本出願人が先に提案した、Ｆｅ−Ｎｉ−
Ｃｏの２相組織強化によるもの（特開平３−１６６３４
０号）がある。しかし２相組織の制御には高度な製造技
術が必要である。また最終冷間圧延前の焼鈍による結晶
粒の制御と所定の加工度で最終冷間圧延を行う高強度化
の提案（特開昭５９−３３８５７、特開平４−１６０１
１２号）がある。この方法は加工硬化を利用するもので
あるため添加元素を必要とせず、製造が容易であるとい
う利点がある。しかし、これらの方法においても上述し
たさらなる高強度化を十分に満足するものとは言えな
い。
るものとしては本出願人が先に提案した、Ｆｅ−Ｎｉ−
Ｃｏの２相組織強化によるもの（特開平３−１６６３４
０号）がある。しかし２相組織の制御には高度な製造技
術が必要である。また最終冷間圧延前の焼鈍による結晶
粒の制御と所定の加工度で最終冷間圧延を行う高強度化
の提案（特開昭５９−３３８５７、特開平４−１６０１
１２号）がある。この方法は加工硬化を利用するもので
あるため添加元素を必要とせず、製造が容易であるとい
う利点がある。しかし、これらの方法においても上述し
たさらなる高強度化を十分に満足するものとは言えな
い。
【０００６】本発明は以上の点に鑑み、Ｆｅ−Ｎｉ系電
子部品用材料においてハンダ性、メッキ性を害すること
なく、またコストを大きく上げることなく、十分な高強
度を得るための製造方法を提供することを目的とする。
子部品用材料においてハンダ性、メッキ性を害すること
なく、またコストを大きく上げることなく、十分な高強
度を得るための製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者は、Ｆｅ−Ｎｉ
系合金の圧延工程の強度への影響について詳細な調査を
行った。そして特定の条件において圧延率を高くしてい
くと、一次加工硬化の後に急激に硬さが高くなり、強度
が高まる二次加工硬化領域が存在することを突き止め、
この領域の圧延率を適用すれば、ハンダ性、メッキ性を
害することなく、またコストを大きく上げることなく、
さらに強度の異方性も少なくできることを見出し本発明
に到達した。
系合金の圧延工程の強度への影響について詳細な調査を
行った。そして特定の条件において圧延率を高くしてい
くと、一次加工硬化の後に急激に硬さが高くなり、強度
が高まる二次加工硬化領域が存在することを突き止め、
この領域の圧延率を適用すれば、ハンダ性、メッキ性を
害することなく、またコストを大きく上げることなく、
さらに強度の異方性も少なくできることを見出し本発明
に到達した。
【０００８】すなわち、本発明材料の製造方法は、重量
％にて、Ｎｉ２８〜５５％、あるいはさらにＣｏを１２
％以下含み、残部実質的にＦｅである合金を、熱間圧延
を施した後に、あるいは熱間圧延後少なくとも１回以上
の冷間圧延と焼鈍を施した後に、圧延率に対して急激に
硬さが上昇する二次加工硬化領域に対応する圧延率でビ
ッカース硬さＨＶ≧２２０＋０．５［Ｎｉ］（％）＋
０．７［Ｃｏ］（％）、Ｃｏを含有しない場合は〔Ｃ
ｏ〕＝０として計算する、となるように最終冷間圧延を
施すものである。
％にて、Ｎｉ２８〜５５％、あるいはさらにＣｏを１２
％以下含み、残部実質的にＦｅである合金を、熱間圧延
を施した後に、あるいは熱間圧延後少なくとも１回以上
の冷間圧延と焼鈍を施した後に、圧延率に対して急激に
硬さが上昇する二次加工硬化領域に対応する圧延率でビ
ッカース硬さＨＶ≧２２０＋０．５［Ｎｉ］（％）＋
０．７［Ｃｏ］（％）、Ｃｏを含有しない場合は〔Ｃ
ｏ〕＝０として計算する、となるように最終冷間圧延を
施すものである。
【０００９】本発明において、最終冷間圧延とは、その
後に再結晶温度以上を適用する焼鈍を施さない冷間圧延
を示すものである。したがって、再結晶温度以下の焼鈍
である歪取り焼鈍は、本発明の最終冷間圧延の後におこ
なっても差し支えないものである。さらに本発明におい
ては、最終冷間圧延前にビッカース硬さＨＶ≧１２５＋
０．５［Ｎｉ］（％）＋０．７［Ｃｏ］（％）、Ｃｏを
含有しない場合は〔Ｃｏ〕＝０として計算する、に調整
することにより、上述した二次加工硬化領域を容易に達
成することができ好ましいものとなる。
後に再結晶温度以上を適用する焼鈍を施さない冷間圧延
を示すものである。したがって、再結晶温度以下の焼鈍
である歪取り焼鈍は、本発明の最終冷間圧延の後におこ
なっても差し支えないものである。さらに本発明におい
ては、最終冷間圧延前にビッカース硬さＨＶ≧１２５＋
０．５［Ｎｉ］（％）＋０．７［Ｃｏ］（％）、Ｃｏを
含有しない場合は〔Ｃｏ〕＝０として計算する、に調整
することにより、上述した二次加工硬化領域を容易に達
成することができ好ましいものとなる。
【００１０】上述した本発明の製造方法により得られる
本発明の電子部品用Ｆｅ−Ｎｉ系合金薄板は、Ｎｉ２８
〜５５％、あるいはさらにＣｏを１２％以下含み残部実
質的にＦｅである組成を有し、組織は圧延により結晶粒
が展伸された組織であり、硬さがビッカース硬さでＨＶ
≧２２０＋０．５［Ｎｉ］（％）＋０．７［Ｃｏ］
（％）を満足するものである。
本発明の電子部品用Ｆｅ−Ｎｉ系合金薄板は、Ｎｉ２８
〜５５％、あるいはさらにＣｏを１２％以下含み残部実
質的にＦｅである組成を有し、組織は圧延により結晶粒
が展伸された組織であり、硬さがビッカース硬さでＨＶ
≧２２０＋０．５［Ｎｉ］（％）＋０．７［Ｃｏ］
（％）を満足するものである。
【００１１】また、本発明の電子部品用Ｆｅ−Ｎｉ系合
金薄板は、二次加工硬化領域の適用により、水素雰囲気
中において９００℃で１５分間加熱したときに、Ｘ線回
折による結晶面の相対Ｘ線強度において（２００）面の
強度が８０％以上となる特性を有するものがよい。
金薄板は、二次加工硬化領域の適用により、水素雰囲気
中において９００℃で１５分間加熱したときに、Ｘ線回
折による結晶面の相対Ｘ線強度において（２００）面の
強度が８０％以上となる特性を有するものがよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の最大の特徴とするところ
は、最終冷間圧延を一次加工硬化に引き続いて加工硬化
する二次加工硬化領域で行うことで高強度化を行うこと
ある。本発明においては、この二次加工硬化領域での圧
延率を適用することにより、従来問題であった冷間加工
による歪の付与によって生ずる圧延方向と圧延直角方向
との強度の差、すなわち強度異方性を低減し、かつ薄板
の強度を飛躍的に高めることを可能にしたものである。
本発明で利用する二次加工硬化領域において強度異方性
が大きくならないのは、二次加工硬化領域以下の圧延率
では冷間圧延方向の影響で分布が偏っていた転位密度
が、二次加工硬化領域では圧延方向と圧延直角方向のい
ずれもが飽和するためと考えられる。さらに、この領域
では、硬さが急激に高まり、材料強度を著しく高めるこ
とが可能であり、強度の確保と異方性の低減という従来
にない二つの利点を得ることが可能である。
は、最終冷間圧延を一次加工硬化に引き続いて加工硬化
する二次加工硬化領域で行うことで高強度化を行うこと
ある。本発明においては、この二次加工硬化領域での圧
延率を適用することにより、従来問題であった冷間加工
による歪の付与によって生ずる圧延方向と圧延直角方向
との強度の差、すなわち強度異方性を低減し、かつ薄板
の強度を飛躍的に高めることを可能にしたものである。
本発明で利用する二次加工硬化領域において強度異方性
が大きくならないのは、二次加工硬化領域以下の圧延率
では冷間圧延方向の影響で分布が偏っていた転位密度
が、二次加工硬化領域では圧延方向と圧延直角方向のい
ずれもが飽和するためと考えられる。さらに、この領域
では、硬さが急激に高まり、材料強度を著しく高めるこ
とが可能であり、強度の確保と異方性の低減という従来
にない二つの利点を得ることが可能である。
【００１３】具体的に二次加工硬化領域の一例を図１に
示しておく。図１はＦｅ−４２Ｎｉの冷間圧延率と硬さ
の関係を示すものである。図１においては、冷間圧延前
の硬さを予めビッカース硬度で１５２と高く設定したも
のである。図１に示すように、圧延率を高くすると、大
きく３つの領域に分けることができる。すなわち、低圧
延率領域においては圧延率にほぼ比例して硬さが高くな
っている（領域Ｉ）。そして圧延率が高くなると、圧延
率を高めても硬さがあまり高くならない鈍化領域となる
（領域II）。そして、さらに圧延率を高くすると、硬さ
が著しく高まる二次加工硬化領域となる（領域III）。
示しておく。図１はＦｅ−４２Ｎｉの冷間圧延率と硬さ
の関係を示すものである。図１においては、冷間圧延前
の硬さを予めビッカース硬度で１５２と高く設定したも
のである。図１に示すように、圧延率を高くすると、大
きく３つの領域に分けることができる。すなわち、低圧
延率領域においては圧延率にほぼ比例して硬さが高くな
っている（領域Ｉ）。そして圧延率が高くなると、圧延
率を高めても硬さがあまり高くならない鈍化領域となる
（領域II）。そして、さらに圧延率を高くすると、硬さ
が著しく高まる二次加工硬化領域となる（領域III）。
【００１４】本発明で利用するのは、上述した領域III
に対応する二次加工硬化領域である。二次加工硬化領域
は、図１に示す如き圧延率と硬さの関係を示す加工硬化
曲線を作成した場合に、硬さの増加率が低下から上昇に
転じる点すなわちその材料の加工硬化曲線の変曲点以上
として特定できるものである。ただし、図１は加工硬化
曲線の一例を示すもので材質と冷間開始時の材料の硬さ
(HV)によって曲線の形状は異なる。したがって、二次加
工硬化が始まる最終冷間圧延率は図１では約80%である
が、その値は一定でなく、上下に変化し得るものであ
る。たとえば、冷間圧延前の硬さがビッカース程度で１
７４の場合、図２のａのような曲線になり、二次加工硬
化の開始の最終冷間圧延率は７０％となる。また、冷間
圧延前の硬さがビッカース硬度で１３１の場合は図２の
ｂのような曲線になり、二次加工硬化の開始の最終冷間
圧延率は８３％となる。望ましくは変曲点より５％以上
高い圧延率を利用する。そして、二次加工硬化領域で圧
延した材料は加熱再結晶させると（２００）面の相対Ｘ
線強度が８０％以上、望ましい圧延率の材料は９０％以
上と著しく高くなるという特徴を持つ。
に対応する二次加工硬化領域である。二次加工硬化領域
は、図１に示す如き圧延率と硬さの関係を示す加工硬化
曲線を作成した場合に、硬さの増加率が低下から上昇に
転じる点すなわちその材料の加工硬化曲線の変曲点以上
として特定できるものである。ただし、図１は加工硬化
曲線の一例を示すもので材質と冷間開始時の材料の硬さ
(HV)によって曲線の形状は異なる。したがって、二次加
工硬化が始まる最終冷間圧延率は図１では約80%である
が、その値は一定でなく、上下に変化し得るものであ
る。たとえば、冷間圧延前の硬さがビッカース程度で１
７４の場合、図２のａのような曲線になり、二次加工硬
化の開始の最終冷間圧延率は７０％となる。また、冷間
圧延前の硬さがビッカース硬度で１３１の場合は図２の
ｂのような曲線になり、二次加工硬化の開始の最終冷間
圧延率は８３％となる。望ましくは変曲点より５％以上
高い圧延率を利用する。そして、二次加工硬化領域で圧
延した材料は加熱再結晶させると（２００）面の相対Ｘ
線強度が８０％以上、望ましい圧延率の材料は９０％以
上と著しく高くなるという特徴を持つ。
【００１５】このような領域IIIでの圧延によってもな
お材料に残された強度異方性は、再結晶温度以下の適当
な条件で歪取り焼鈍を施すことによって、強度を大きく
低下させることなくさらに低減させることができる。
お材料に残された強度異方性は、再結晶温度以下の適当
な条件で歪取り焼鈍を施すことによって、強度を大きく
低下させることなくさらに低減させることができる。
【００１６】また最終冷間圧延の前においては、硬さが
できるだけ高いことが望ましい。本発明者はさらに最終
冷間圧延前の硬さが高い程、低い圧延率で二次加工硬化
領域に入ることを見出した。すなわちさらなる高強度を
得ることができる。
できるだけ高いことが望ましい。本発明者はさらに最終
冷間圧延前の硬さが高い程、低い圧延率で二次加工硬化
領域に入ることを見出した。すなわちさらなる高強度を
得ることができる。
【００１７】そして上述した方法により、硬さはビッカ
ース硬さでＨＶ≧２２０＋０．５［Ｎｉ］（％）＋０．
７［Ｃｏ］（％）、Ｃｏを含有しない場合は〔Ｃｏ〕＝
０として計算する、という従来にない高い硬さのＦｅ−
Ｎｉ系合金薄板を得ることができる。本発明中の［Ｎ
ｉ］（％）、［Ｃｏ］（％）はそれぞれＮｉ、Ｃｏの重
量百分率の値を示す。本発明において、硬さを規定した
のは硬さが強度にほほ比例するためであり、最も精度良
く材料を同定できるためである。上述した硬さを表す関
係式におけるＮｉ、Ｃｏの係数は、それぞれの元素を添
加したとき得られる硬さから０．５、０．７と決定し
た。
ース硬さでＨＶ≧２２０＋０．５［Ｎｉ］（％）＋０．
７［Ｃｏ］（％）、Ｃｏを含有しない場合は〔Ｃｏ〕＝
０として計算する、という従来にない高い硬さのＦｅ−
Ｎｉ系合金薄板を得ることができる。本発明中の［Ｎ
ｉ］（％）、［Ｃｏ］（％）はそれぞれＮｉ、Ｃｏの重
量百分率の値を示す。本発明において、硬さを規定した
のは硬さが強度にほほ比例するためであり、最も精度良
く材料を同定できるためである。上述した硬さを表す関
係式におけるＮｉ、Ｃｏの係数は、それぞれの元素を添
加したとき得られる硬さから０．５、０．７と決定し
た。
【００１８】次に本発明の組成の限定理由を述べる。Ｎ
ｉ含有量は、その材料を用いて製造される電子部品の熱
膨張係数を調整するものであり、その３６％付近で熱膨
張係数を極小化する。Ｎｉは２８％より少ないか５５％
より多いと熱膨張が大きくなり過ぎ、Ｆｅ−Ｎｉ合金の
特徴の一つである低熱膨張のメリットがなくなる。但し
熱膨張特性の点においてはＮｉは一部Ｃｏで置換が可能
である。このためＮｉ含有量は２８〜５５％に限定す
る。
ｉ含有量は、その材料を用いて製造される電子部品の熱
膨張係数を調整するものであり、その３６％付近で熱膨
張係数を極小化する。Ｎｉは２８％より少ないか５５％
より多いと熱膨張が大きくなり過ぎ、Ｆｅ−Ｎｉ合金の
特徴の一つである低熱膨張のメリットがなくなる。但し
熱膨張特性の点においてはＮｉは一部Ｃｏで置換が可能
である。このためＮｉ含有量は２８〜５５％に限定す
る。
【００１９】Ｃｏは前述のように熱膨張の点でＮｉとの
置換が可能である。Ｃｏは他の元素のようにハンダ性、
メッキ性を害することはなく、Ｆｅ−Ｎｉ合金に固溶し
て焼鈍時の硬さを上昇させる効果があり、これによって
最終冷間圧延後の硬さも上昇させる。すなわちＣｏを添
加することによって、前記の二次硬化領域の圧延率で最
終冷間圧延を施す効果がさらに顕著となる。しかし１２
％以上の添加では更なる効果は見られない。このためＣ
ｏ含有量は１２％以下に限定する。
置換が可能である。Ｃｏは他の元素のようにハンダ性、
メッキ性を害することはなく、Ｆｅ−Ｎｉ合金に固溶し
て焼鈍時の硬さを上昇させる効果があり、これによって
最終冷間圧延後の硬さも上昇させる。すなわちＣｏを添
加することによって、前記の二次硬化領域の圧延率で最
終冷間圧延を施す効果がさらに顕著となる。しかし１２
％以上の添加では更なる効果は見られない。このためＣ
ｏ含有量は１２％以下に限定する。
【００２０】以下に示す元素は、不純物もしくは添加物
としてＦｅ−Ｎｉ系合金薄板中に含有する元素として規
定することが望ましい。Ｃは０．０２％を超えると素材
のエッチング性を著しく劣化させ、さらに炭化物の過剰
析出によりハンダ性、メッキ性を悪くするため、０．０
２％以下とすることが望ましい。Ｍｎは脱酸剤および加
工性向上の目的で添加されるが、１．０％を超えると熱
膨張係数を増大させ、またハンダ性、メッキ性を劣化さ
せるので１．０％以下が望ましい。Ｓｉは脱酸剤として
添加され、材料中に残存しない方が望ましいが、０．５
％までは熱膨張係数の極端な上昇や、ハンダ性、メッキ
性の極端な劣化は生じないので許容できる。また、耐食
性、強度、あるいは酸化被膜の付着特性の向上等の目的
でＣｒ，Ｃｕ，Ｔｉ，Ｖなどの元素の添加を行なっても
良い。しかし、これらの元素はエッチング性、メッキ
性、ハンダ付け性等を劣化する元素であるため、添加す
る場合であっても、総量で１０％以下とすることが望ま
しい。
としてＦｅ−Ｎｉ系合金薄板中に含有する元素として規
定することが望ましい。Ｃは０．０２％を超えると素材
のエッチング性を著しく劣化させ、さらに炭化物の過剰
析出によりハンダ性、メッキ性を悪くするため、０．０
２％以下とすることが望ましい。Ｍｎは脱酸剤および加
工性向上の目的で添加されるが、１．０％を超えると熱
膨張係数を増大させ、またハンダ性、メッキ性を劣化さ
せるので１．０％以下が望ましい。Ｓｉは脱酸剤として
添加され、材料中に残存しない方が望ましいが、０．５
％までは熱膨張係数の極端な上昇や、ハンダ性、メッキ
性の極端な劣化は生じないので許容できる。また、耐食
性、強度、あるいは酸化被膜の付着特性の向上等の目的
でＣｒ，Ｃｕ，Ｔｉ，Ｖなどの元素の添加を行なっても
良い。しかし、これらの元素はエッチング性、メッキ
性、ハンダ付け性等を劣化する元素であるため、添加す
る場合であっても、総量で１０％以下とすることが望ま
しい。
【００２１】なお、本発明の材料は、上述した極めて高
い硬さだけではなく、その材料を再結晶化熱処理した時
の再結晶集合組織によっても特定することが可能であ
る。実際の電子部品材料としては、使用する場合は、こ
のような再結晶化熱処理は行わないのであるが、本発明
の材料かどうかを判別する上では有効である。すなわ
ち、二次加工硬化領域で圧延された材料においては、こ
れを再結晶化熱処理を行うと、（２００）面が従来にな
いほと強く集合した再結晶集合組織となる。なお、再結
晶化熱処理の条件が異なると、（２００）面の集合度も
異なってくるくるため、本発明においては、９００℃で
１５分間加熱した時にＸ線回折による結晶面の相対Ｘ線
強度において（２００）面の強度が８０％以上と規定し
た。好ましくは９０％以上である。なお、本発明におい
て相対Ｘ線強度とは、Ｘ線回折によって（１１１）、
（２００）、（２２０）、（３１１）各面の回折Ｘ線強
度が得られ、その総和に対する各面の比によって定義さ
れる。
い硬さだけではなく、その材料を再結晶化熱処理した時
の再結晶集合組織によっても特定することが可能であ
る。実際の電子部品材料としては、使用する場合は、こ
のような再結晶化熱処理は行わないのであるが、本発明
の材料かどうかを判別する上では有効である。すなわ
ち、二次加工硬化領域で圧延された材料においては、こ
れを再結晶化熱処理を行うと、（２００）面が従来にな
いほと強く集合した再結晶集合組織となる。なお、再結
晶化熱処理の条件が異なると、（２００）面の集合度も
異なってくるくるため、本発明においては、９００℃で
１５分間加熱した時にＸ線回折による結晶面の相対Ｘ線
強度において（２００）面の強度が８０％以上と規定し
た。好ましくは９０％以上である。なお、本発明におい
て相対Ｘ線強度とは、Ｘ線回折によって（１１１）、
（２００）、（２２０）、（３１１）各面の回折Ｘ線強
度が得られ、その総和に対する各面の比によって定義さ
れる。
【００２２】
【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。Ｆｅ
−Ｎｉ系合金として表１に示すＦｅ−４２Ｎｉ合金、Ｆ
ｅ−３６Ｎｉ合金、Ｆｅ−５０Ｎｉ合金、Ｆｅ−３１Ｎ
ｉ−５Ｃｏ合金、Ｆｅ−３４Ｎｉ−１０Ｃｏ合金、Ｆｅ
−３８Ｎｉ−５Ｃｏ合金を真空高周波誘導炉にて溶解、
鋳造した後、鍛造、熱間圧延を厚さ３ｍｍまで行い、表
面のスケール除去により厚さ２．５ｍｍとした。
−Ｎｉ系合金として表１に示すＦｅ−４２Ｎｉ合金、Ｆ
ｅ−３６Ｎｉ合金、Ｆｅ−５０Ｎｉ合金、Ｆｅ−３１Ｎ
ｉ−５Ｃｏ合金、Ｆｅ−３４Ｎｉ−１０Ｃｏ合金、Ｆｅ
−３８Ｎｉ−５Ｃｏ合金を真空高周波誘導炉にて溶解、
鋳造した後、鍛造、熱間圧延を厚さ３ｍｍまで行い、表
面のスケール除去により厚さ２．５ｍｍとした。
【００２３】
【表１】
【００２４】熱間圧延後、中間行程を経ないで直接最終
冷間圧延を適用してＦｅ−Ｎｉ系合金薄板を得る場合
は、この２．５ｍｍの素材に表２に示す圧延率で最終冷
間圧延を施した。本発明の試料１、１５、３１、比較例
の試料１９がこれに該当する。また熱間圧延後、冷間圧
延を施し、次いで焼鈍してから最終圧延を行ないＦｅ−
Ｎｉ系合金薄板を得る場合はこの熱間圧延により得られ
た素材に、冷間圧延を１．５ｍｍ以下の厚さになるまで
施し、次に中間焼鈍を表に示す硬さになるように施した
後、表２に示すような圧延率で最終冷間圧延を施した。
冷間圧延を適用してＦｅ−Ｎｉ系合金薄板を得る場合
は、この２．５ｍｍの素材に表２に示す圧延率で最終冷
間圧延を施した。本発明の試料１、１５、３１、比較例
の試料１９がこれに該当する。また熱間圧延後、冷間圧
延を施し、次いで焼鈍してから最終圧延を行ないＦｅ−
Ｎｉ系合金薄板を得る場合はこの熱間圧延により得られ
た素材に、冷間圧延を１．５ｍｍ以下の厚さになるまで
施し、次に中間焼鈍を表に示す硬さになるように施した
後、表２に示すような圧延率で最終冷間圧延を施した。
【００２５】
【表２】
【００２６】表２に、上述した最終冷間圧延の圧延率、
図１と同様に評価した最終冷間圧延の領域、最終冷間圧
延前のビッカース硬さに加えて、最終冷間圧延で得られ
た最終ビッカース硬さ、ハンダ性、メッキ性、引張強
さ、異方性を測定した。前述したように、本発明の試料
は二次加工硬化領域（領域III）のものである。
図１と同様に評価した最終冷間圧延の領域、最終冷間圧
延前のビッカース硬さに加えて、最終冷間圧延で得られ
た最終ビッカース硬さ、ハンダ性、メッキ性、引張強
さ、異方性を測定した。前述したように、本発明の試料
は二次加工硬化領域（領域III）のものである。
【００２７】ハンダ性はフラックス処理後、２３５℃×
５秒ハンダ浴中に浸漬し、ハンダ濡れ面積が１００％の
ものを○で評価した。メッキ性は脱脂、酸化処理後、厚
さ０．５μｍのＮｉストライクメッキを施し、その上に
厚さ３μｍのＡｇを施した後、４５０℃で３分間大気中
で加熱し、メッキ膨れおよび９０度曲げて剥がれの無い
ものを○で評価した。機械的特性は、ＪＩＳＺ２２４１
に示される金属材料引張方法によって測定した。試験片
は各試料から圧延方向と圧延直角方向でＪＩＳＺ２２０
１に示される１３Ｂ号試験片を採取し、これをテンシロ
ン試験機を用いて、０．２％耐力は歪増加率１％／ｍｉ
ｎで引っ張り、オフセット法によって求め、その後歪増
加率２０％／ｍｉｎで引張強さを求めた。表２中の引張
強さは圧延方向の値である。また、異方性は圧延直角方
向の０．２％耐力を“Ｔ”とし、それに対する圧延方向
の０．２％耐力を“Ｌ”とした時の１００×（Ｌ−Ｔ）
／Ｌ（％）の値である。また、得られた試料を評価する
ために９００℃で１５分間加熱する再結晶化熱処理を施
した後の（２００）面の相対Ｘ線強度に示す。
５秒ハンダ浴中に浸漬し、ハンダ濡れ面積が１００％の
ものを○で評価した。メッキ性は脱脂、酸化処理後、厚
さ０．５μｍのＮｉストライクメッキを施し、その上に
厚さ３μｍのＡｇを施した後、４５０℃で３分間大気中
で加熱し、メッキ膨れおよび９０度曲げて剥がれの無い
ものを○で評価した。機械的特性は、ＪＩＳＺ２２４１
に示される金属材料引張方法によって測定した。試験片
は各試料から圧延方向と圧延直角方向でＪＩＳＺ２２０
１に示される１３Ｂ号試験片を採取し、これをテンシロ
ン試験機を用いて、０．２％耐力は歪増加率１％／ｍｉ
ｎで引っ張り、オフセット法によって求め、その後歪増
加率２０％／ｍｉｎで引張強さを求めた。表２中の引張
強さは圧延方向の値である。また、異方性は圧延直角方
向の０．２％耐力を“Ｔ”とし、それに対する圧延方向
の０．２％耐力を“Ｌ”とした時の１００×（Ｌ−Ｔ）
／Ｌ（％）の値である。また、得られた試料を評価する
ために９００℃で１５分間加熱する再結晶化熱処理を施
した後の（２００）面の相対Ｘ線強度に示す。
【００２８】表中のいかなる組成においても、最終冷間
圧延率を二次加工硬化領域(領域III）で施した本発明の
試料はいずれも最終の硬さ、引張強さが領域Ｉ、IIで施
した材料に比較して高く、優れた強度を示す。また表１
および表２に示す試料（３、４、５）、（１０、１１、
１２）等の同一組成の合金グループ内での最終冷間圧延
率が同じものを比較すると、最終冷間圧延率が同じであ
っても最終冷間圧延前の硬さが高いものほど最終の硬
さ、引張強さが高くなり、より優れた強度を示すことが
わかる。全体的にＮｉを多く含むものほど高い強度が得
られ、またＣｏの添加によっても高い強度が得られるこ
とがわかる。本発明の試料の中でもより好ましい製造条
件を用いた２、２６、３１は、この組成では従来得られ
なかった高強度を達成している。最終冷間圧延を領域II
Iで最終冷間圧延を施した本発明の試料の強度異方性
は、領域Ｉで施した材料よりは大きいものの、領域IIで
施した材料と比較すると同等以下であり、二次加工硬化
領域で強度異方性が低減することがわかる。
圧延率を二次加工硬化領域(領域III）で施した本発明の
試料はいずれも最終の硬さ、引張強さが領域Ｉ、IIで施
した材料に比較して高く、優れた強度を示す。また表１
および表２に示す試料（３、４、５）、（１０、１１、
１２）等の同一組成の合金グループ内での最終冷間圧延
率が同じものを比較すると、最終冷間圧延率が同じであ
っても最終冷間圧延前の硬さが高いものほど最終の硬
さ、引張強さが高くなり、より優れた強度を示すことが
わかる。全体的にＮｉを多く含むものほど高い強度が得
られ、またＣｏの添加によっても高い強度が得られるこ
とがわかる。本発明の試料の中でもより好ましい製造条
件を用いた２、２６、３１は、この組成では従来得られ
なかった高強度を達成している。最終冷間圧延を領域II
Iで最終冷間圧延を施した本発明の試料の強度異方性
は、領域Ｉで施した材料よりは大きいものの、領域IIで
施した材料と比較すると同等以下であり、二次加工硬化
領域で強度異方性が低減することがわかる。
【００２９】また、表１に示す試料は電子部品材料とし
て不可欠なハンダ性、メッキ性は、いずれも良好であ
る。また本発明の試料は９００℃で１５分間加熱後の
（２００）面の相対Ｘ線強度がいずれも８０％以上と高
く、比較材料はいずれも８０％より低い。加熱後の相対
Ｘ線強度によって本発明材料の特定が可能であることが
わかる。（２００）面の相対Ｘ線強度が９０％以上の本
発明の試料はより高い強度を有していることがわかる。
て不可欠なハンダ性、メッキ性は、いずれも良好であ
る。また本発明の試料は９００℃で１５分間加熱後の
（２００）面の相対Ｘ線強度がいずれも８０％以上と高
く、比較材料はいずれも８０％より低い。加熱後の相対
Ｘ線強度によって本発明材料の特定が可能であることが
わかる。（２００）面の相対Ｘ線強度が９０％以上の本
発明の試料はより高い強度を有していることがわかる。
【００３０】
【発明の効果】以上に述べたように本発明は、二次加工
硬化領域を適用することにより、エッチング性やハンダ
性を劣化する添加元素に依存することなく、極めて高い
強度を有すると共に、材料の異方性を抑制することが可
能である。したがって、本発明のＦｅ−Ｎｉ系合金薄板
は、リードフレーム等の電子部品材料の薄板化に対応す
ることが可能であり、工業上の効果は極めて大きい。
硬化領域を適用することにより、エッチング性やハンダ
性を劣化する添加元素に依存することなく、極めて高い
強度を有すると共に、材料の異方性を抑制することが可
能である。したがって、本発明のＦｅ−Ｎｉ系合金薄板
は、リードフレーム等の電子部品材料の薄板化に対応す
ることが可能であり、工業上の効果は極めて大きい。
【図１】Ｆｅ−４２Ｎｉ合金の最終冷間圧延率と硬さの
関係を示す図である。
関係を示す図である。
【図２】Ｆｅ−４２Ｎｉ合金の最終冷間圧延率と硬さの
関係を示す別の図である。
関係を示す別の図である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｃ２２Ｆ 1/10 Ｃ２２Ｆ 1/10 Ａ
(56)参考文献 特開 平６−145904（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−97831（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−149819（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C21D 8/02
C22C 19/03
C22C 38/00 302
C22F 1/00 694
C22F 1/10
Claims (5)
- 【請求項１】 重量％にて、Ｎｉ２８〜５５％、残部実
質的にＦｅである組成を有し、組織は二次加工硬化領域
での圧延を経て結晶粒が展伸された組織であり、硬さが
ビッカース硬さでＨＶ≧２２０＋０．５［Ｎｉ］（％）
を満足することを特徴とする電子部品用Ｆｅ−Ｎｉ系合
金薄板。 - 【請求項２】 重量％にて、Ｎｉ２８〜５５％、Ｃｏ１
２％以下、残部実質的にＦｅである組成を有し、組織は
二次加工硬化領域での圧延を経て結晶粒が展伸された組
織であり、硬さがビッカース硬さでＨＶ≧２２０＋０．
５［Ｎｉ］（％）＋０．７［Ｃｏ］（％）を満足するこ
とを特徴とする電子部品用Ｆｅ−Ｎｉ系合金薄板。 - 【請求項３】 ９００℃で１５分間加熱したときに、Ｘ
線回折による結晶面の相対Ｘ線強度において（２００）
面の強度が８０％以上となることを特徴とする請求項１
または２のいずれかに記載のＦｅ−Ｎｉ系合金電子部品
用薄板。 - 【請求項４】 重量％にて、Ｎｉ２８〜５５％、あるい
はさらにＣｏを１２％以下含み、残部実質的にＦｅであ
る合金を、熱間圧延を施した後に、あるいは熱間圧延後
少なくとも１回以上の冷間圧延と焼鈍を施した後に、圧
延率に対して一次加工硬化の後で急激に硬さが上昇する
二次加工硬化領域に対応する圧延率でビッカース硬さＨ
Ｖ≧２２０＋０．５［Ｎｉ］（％）＋０．７［Ｃｏ］
（％）、Ｃｏを含有しない場合は〔Ｃｏ〕＝０として計
算する、となるように最終冷間圧延を施すことを特徴と
する電子部品用Ｆｅ−Ｎｉ系合金薄板の製造方法。 - 【請求項５】 最終冷間圧延前の熱間圧延あるいは焼鈍
をビッカース硬さＨＶ≧１２５＋０．５［Ｎｉ］（％）
＋１［Ｃｏ］（％）、Ｃｏを含有しない場合は〔Ｃｏ〕
＝０として計算する、を満足するように施すことを特徴
とする請求項４に記載の電子部品用Ｆｅ−Ｎｉ系合金薄
板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19943995A JP3506289B2 (ja) | 1995-08-04 | 1995-08-04 | 電子部品用Ｆｅ−Ｎｉ系合金薄板およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19943995A JP3506289B2 (ja) | 1995-08-04 | 1995-08-04 | 電子部品用Ｆｅ−Ｎｉ系合金薄板およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0941095A JPH0941095A (ja) | 1997-02-10 |
| JP3506289B2 true JP3506289B2 (ja) | 2004-03-15 |
Family
ID=16407841
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19943995A Expired - Fee Related JP3506289B2 (ja) | 1995-08-04 | 1995-08-04 | 電子部品用Ｆｅ−Ｎｉ系合金薄板およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3506289B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5721691B2 (ja) * | 2012-11-20 | 2015-05-20 | Jx日鉱日石金属株式会社 | メタルマスク材料及びメタルマスク |
-
1995
- 1995-08-04 JP JP19943995A patent/JP3506289B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0941095A (ja) | 1997-02-10 |
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