JP3779830B2 - 半導体リードフレーム用銅合金 - Google Patents
半導体リードフレーム用銅合金 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3779830B2 JP3779830B2 JP29076098A JP29076098A JP3779830B2 JP 3779830 B2 JP3779830 B2 JP 3779830B2 JP 29076098 A JP29076098 A JP 29076098A JP 29076098 A JP29076098 A JP 29076098A JP 3779830 B2 JP3779830 B2 JP 3779830B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- copper alloy
- less
- punching
- sample
- additive metals
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子電気機器用のリード材、端子材などに使用される銅合金に係り、特に、ICなどの半導体素子用のリード材(リードフレーム材)に好適な銅合金に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、一般的に電気電子機器用材料としては、鉄系材料の他、電気伝導性および熱伝導性に優れているリン青銅、丹銅、黄銅等の銅系材料も広く用いられている。
【0003】
一方、近年、電気電子機器の小型化、軽量化、更にこれに伴う高密度実装化に対する要求が高まり、これらに適用される銅系材料にも小型化、軽量化が求められている。従って、このような小型化、軽量化において、高度な寸法精度を確保するために、良好な成型加工性を有する材料が強く求められている。
【0004】
成型法としては打抜加工法が主流であり、近年の技術革新により、多ピンまたはファインピッチのリードフレーム、ピン数は少ないが多列に加工するマトリックス状のリードフレームなどが打抜加工により製造されるようになり、また、小型コネクターの形成時も精密打抜加工により形成されており、材料の打抜加工性が重要視されている。
【0005】
打抜加工はコスト的にも有利であり、Znを含む丹銅、黄銅は、打抜加工の際の金型磨耗がリン青銅よりも少ないという優れた特徴を有する。しかし、精密な打抜加工を実施する上で、安定した破断を再現性よく行うことが必要不可欠であるが、この点においてZnを含んだ丹銅、黄銅は今だ不十分である。
【0006】
安定した破断を再現性よく行うためには、破断の起点となる金属間化合物をマトリクス中で均一に分散させることが必要である。そのようにした合金として、Ni−Siを活用したC7025、Fe(P)を活用したC194等があるが、これらは溶体化処理・時効処理等の熱処理を行うことが必要であり、経済性の点で問題がある。
【0007】
また、Snを添加することで、固溶強化による強度の向上が可能であり、そのため打抜性が改善されるが、Snの過剰な添加は導電性を低下させてしまう。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、Cu−Zn合金は、打抜加工において、安定した破断を再現性よく行うことにおいて不十分であり、金属間化合物を利用してその改善を図ろうとすると、熱処理等が必要となり、経済的には好ましくない。
【0009】
本発明は、このような事情の下になされ、強度、導電性、曲げ加工性、打抜加工性、耐熱性などに優れた半導体リードフレーム用銅合金を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するため、研究を重ねた結果、ZnおよびSnを含む銅合金に、更にS、Mn、Mg、Cr、CoおよびMMを添加し、あるいはC、Zr、Ti、Al、Ca、Si、Cr、MnおよびMoを添加し、鋳造時の冷却速度を制御することで、マトリクス粒界に金属間化合物を見掛け上均一に分散させることが出来、この見掛け上均一に分散した金属間化合物が、打抜加工時の破断の起点となり、打抜加工性の向上に寄与することを見出だした。
【0011】
本発明は、このような知見に基づくものである。
【0012】
すなわち、第1の発明は、Znを1wt%以上、35wt%未満、Snを0.5〜3wt%、Sを5〜100ppm、Mn、Mg、Cr、Co、およびMM(ミッシュメタル)よりなる群より選ばれた1種又は2種以上の添加金属Aを総計で0.01〜0.5wt%を含み、残部がCuと不可避的不純物からなる銅合金であって、前記添加金属AとSとの原子比(A/S)が15以上150未満であることを特徴とする電子機器用銅合金を提供する。
【0013】
ミッシュメタルは、Ce、Laを主成分とする合金で、通常Ce45〜50重量%、La20〜40重量%、残部その他の稀土類元素(Nd、Sm、Pr等)からなる。
【0015】
また、銅合金中の硫化物の粒径を0.5〜15μmとすることが好ましい。
【0016】
第2の発明は、Znを1wt%以上、35wt%未満、Snを0.5〜3wt%、Cを0.0001〜0.0020wt%、Zr、Ti、Al、Ca、Si、Cr、Mn、およびMoよりなる群より選ばれた1種又は2種以上の添加金属Bを総計で0.01〜0.5wt%を含み、残部がCuと不可避的不純物からなる銅合金であって、前記添加金属BとCとの原子比(B/S)が15以上150未満であることを特徴とする電子機器用銅合金を提供する。
【0018】
また、銅合金中の炭化物の粒径を0.5〜15μmとすることが好ましい。
【0019】
以上のように構成される本発明の半導体リードフレーム用銅合金は、半導体リードフレーム用に限らず、電気電子機器及び車載用端子・コネクターあるいはリレースイッチ等の電子部品端子材にも好適に使用可能である。
【0020】
【発明の実施の形態】
第1の発明に係る銅合金は、Cu−Zn系合金をベースとし、Snを適量添加するとともに、S、およびMn、Mg、Cr、Co、およびMMの1種又は2種以上を添加することにより、打抜加工性を改善したものである。
【0021】
また、第2の発明に係る銅合金は、Cu−Zn系合金をベースとし、Snを適量添加するとともに、CおよびZr、Ti、Al、Ca、Si、Cr、Mn、およびMoの1種又は2種以上を添加することにより、打抜加工性を改善したものである。
【0022】
本発明に係る銅合金において、Znは打抜加工時のバリの発生やリードの捩れを極めて少なくし、金型磨耗性を低減させて打抜加工性を向上させるという作用を示す。Znの含有量を1wt%以上、35wt%未満に規定する理由は、1wt%未満ではその添加効果が十分に得られず、35wt%以上では導電率の低下が著しくなるためである。
【0023】
Snは、特に、銅合金中の硫化物または炭化物と複合的に働き、打抜加工性の改善に寄与する。その含有量を0.5〜3wt%に規定する理由は、0.5wt%未満ではその添加効果が乏しく、3wt%を超えると熱間加工性が低下するためである。
【0024】
第1の発明に係る銅合金において、Sを5〜100ppm、Mn、Mg、Cr、Co、およびMMよりなる群より選ばれた1種又は2種以上の添加金属Aを総計で0.01〜0.5wt%、添加することにより、Sと添加金属Aは複合的に作用し、マトリクス内に硫化物が生成される。この硫化物がプレス時の破断の起点となり、打抜加工性の著しい改善がなされる。
【0025】
なお、Sの量が5ppm未満では、十分な硫化物が生成されないため、打抜加工性の改善効果が得られず、一方、100ppmを越えると、鋳造性・熱間加工性が低下し、経済的に好ましくない。
【0026】
第2の発明に係る銅合金において、Cを0.0001〜0.0020wt%、Zr、Ti、Al、Ca、Si、Cr、Mn、およびMoよりなる群より選ばれた1種又は2種以上の添加金属Bを総計で0.01〜0.5wt%、複合的に添加することにより、Cと添加金属Bは複合的に作用し、マトリクス内に炭化物が生成される。この炭化物がプレス時の破断の起点となり、打抜加工性の著しい改善がなされる。
【0027】
なお、Cの量が0.0001wt%未満では、有効な炭化物が生成されないため、打抜加工性の改善効果が得られず、一方、0.002wt%を越える量を添加することは、工業的に困難であるからである。
【0028】
本発明に係る銅合金において、添加金属AとSとの原子比(A/S)または添加金属BとCとの原子比(B/C)は、15以上150未満とすることが望ましいが、この範囲外では、打抜加工性を改善するに必要な硫化物又は炭化物を生成することが困難であるからである。
【0029】
また、硫化物または炭化物の粒度を0.5〜15μmに制御することが望ましい。その理由は、粒度が0.5μm未満では、打抜加工性の改善がみられず、一方、15μmを超えると、冷間加工時に材料表面の肌荒れを引き起こしてしまうからである。
【0030】
【実施例】
次に、本発明の実施例を示し、本発明についてより具体的に説明する。
【0031】
(実施例1)
下記表1および表2に示す組成の30種の合金(No.1〜30)を高周波溶解炉により溶解し、これを所定温度に維持された金型へ鋳込み、厚さ30mm、幅100mm、長さ150mmの鋳塊を得た。硫黄の添加は、硫化銅粉を用いて行った。なお、試料No.1〜24については、鋳込み温度を液相線温度+100℃とし、試料No.25〜30については、鋳込み温度を液相線温度+150℃とした。
【0032】
次いで、得られた鋳塊を800℃で熱間圧延し、厚さ12mmにした。次に、この熱間圧延材を厚さ8mmに両面面削して酸化皮膜を除去し、次いで、厚さ1.2mmに冷間圧延したのち、不活性ガス雰囲気中で400℃で1時間焼鈍した。その後、厚さ0.15mmに冷間圧延による仕上げ圧延を行い、30種の薄板試料を得た。
【0033】
これら薄板試料の内部に存在する硫化物の粒径を、光学顕微鏡で観察することにより求めた。また、これら薄板試料にSKD11製金型で1mm×5mmの角穴を開け(クリアランス6%)、5001回目から10000回目までの打抜分からサンプルを20個無作為に抽出し、サンプルの厚さbに対する破断面比率 (a/b)×100%を求めた。
【0034】
この破断面比率は、打抜加工性の目安の一つとされ、この比率が大きい程、打抜加工性は良好であり、打抜きでの歩留りが高く、かつ加工を精密に行うことが出来ると評価される。
【0035】
また、打抜加工性は、破断面比率だけでなく、打抜加工時のバリの発生、リードの捩じれ、および金型摩耗性等を総合的に考慮して、以下の基準により評価した。
【0036】
○:打抜加工性が特に優れている。
【0037】
△:打抜加工性が良好である。
【0038】
×:打抜加工性が劣っている。
【0039】
硫化物の粒径、破断面比率および打抜加工性の評価結果を下記表1および2に示す。
【0040】
【表1】
【表2】
上記表1および表2から明らかなように、実施例1に係る試料No.1〜14はいずれも打抜加工性に優れている(評価A)。これに対し、従来例および比較例に係る試料No.15〜20は、いずれも打抜加工性が劣っている(評価D)。また、添加金属とSとの原子比が本発明の範囲外である参考例としての試料No.21〜24は、打抜加工性が若干劣り(評価C)、硫化物の粒径が請求項2の範囲外である試料No.26は、打抜加工性が若干劣り(評価B)、試料No.25,27〜30は、冷間加工時に肌荒れが発生している。
【0041】
なお、上記表1および表2に示す破断面比率をプロットしたグラフを図1および図2に示す。図1および図2から、同一のZn含量における破断面比率は、実施例1に係る試料No.1〜14が、従来例および比較例に係る試料No.15〜20、および本発明および請求項2の範囲外である試料No.21〜30よりも高いことがわかる。
【0042】
(実施例2)
下記表3に示す組成の24種の合金(No.31〜54)を高周波溶解炉により溶解し、これを所定温度に維持された金型へ鋳込み、厚さ30mm、幅100mm、長さ150mmの鋳塊を得た。なお、試料No.31〜53については、鋳込み温度を液相線温度+100℃とし、試料No.54については、鋳込み温度を液相線温度+50℃とした。
【0043】
次いで、得られた鋳塊を800℃で熱間圧延し、厚さ12mmにした。次に、この熱間圧延材を厚さ8mmに両面面削して酸化皮膜を除去し、次いで、厚さ1.2mmに冷間圧延したのち、不活性ガス雰囲気中で400℃で1時間焼鈍した。その後、厚さ0.15mmに冷間圧延による仕上げ圧延を行い、24種の薄板試料を得た。
【0044】
これら薄板試料の内部に存在する炭化物のサイズを、光学顕微鏡で観察することにより求めた。また、実施例1と同様にして、これら薄板試料の破断面比率 (a/b)×100%を求めた。打抜加工性についても、同様に評価した。その結果を下記表3に示す。
【0045】
【表3】
上記表3から明らかなように、実施例2に係る試料No.31〜42はいずれも打抜加工性に優れている(評価A)。これに対し、比較例に係る試料No.43〜50は、いずれも打抜加工性が劣っており(評価D)、また、本発明の範囲内ではあるが、添加金属とCとの原子比が請求項3の範囲外である試料No.51〜53は、打抜加工性が若干劣り(評価C)、更に、炭化物の粒径が請求項4の範囲外である試料No.54は、打抜加工性が若干劣っている(評価B)。
【0046】
なお、上記表3に示す破断面比率をプロットしたグラフを図3に示す。図3から、同一のZn含量における破断面比率は、実施例2(試料No.31〜42)に係る試料は、比較例(試料No.43〜50)に係る試料および試料No.51〜54よりも、高いことがわかる。
【0047】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明の半導体リードフレーム用銅合金は、打抜加工性に優れているCu−Zn合金をベースとし、これにSnを添加するとともに、SまたはCと、所定の添加金属とを添加することにより、銅合金中に硫化物または炭化物を生成させ、これら硫化物または炭化物がプレス時の破断の起点となるので、打抜加工性の著しい改善を図ることが出来る。
【0048】
本発明の銅合金は、電気電子機器及び車載用端子・コネクターあるいはリレースイッチ等の電子部品端子材にも好適に使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】銅合金中のZn含有量と破断面比率との関係を示す特性図。
【図2】銅合金中のZn含有量と破断面比率との関係を示す特性図。
【図3】銅合金中のZn含有量と破断面比率との関係を示す特性図。
Claims (4)
- Znを1wt%以上、35wt%未満、Snを0.5〜3wt%、Sを5〜100ppm、Mn、Mg、Cr、Co、およびMM(ミッシュメタル)よりなる群より選ばれた1種又は2種以上の添加金属Aを総計で0.01〜0.5wt%を含み、残部がCuと不可避的不純物からなる銅合金であって、前記添加金属AとSとの原子比(A/S)が15以上150未満であることを特徴とする電子機器用銅合金。
- Znを1wt%以上、35wt%未満、Snを0.5〜3wt%、Sを5〜100ppm、Mn、Mg、Cr、Co、およびMM(ミッシュメタル)よりなる群より選ばれた1種又は2種以上の添加金属Aを総計で0.01〜0.5wt%を含み、残部がCuと不可避的不純物からなる銅合金であって、前記添加金属AとSとの原子比(A/S)が15以上150未満であり、かつ銅合金中の硫化物の粒径が0.5〜15μmであることを特徴とする電子機器用銅合金。
- Znを1wt%以上、35wt%未満、Snを0.5〜3wt%、Cを0.0001〜0.0020wt%、Zr、Ti、Al、Ca、Si、Cr、Mn、およびMoよりなる群より選ばれた1種又は2種以上の添加金属Bを総計で0.01〜0.5wt%を含み、残部がCuと不可避的不純物からなる銅合金であって、前記添加金属BとCとの原子比(B/S)が15以上150未満であることを特徴とする電子機器用銅合金。
- Znを1wt%以上、35wt%未満、Snを0.5〜3wt%、Cを0.0001〜0.0020wt%、Zr、Ti、Al、Ca、Si、Cr、Mn、およびMoよりなる群より選ばれた1種又は2種以上の添加金属Bを総計で0.01〜0.5wt%を含み、残部がCuと不可避的不純物からなる銅合金であって、前記添加金属BとCとの原子比(B/S)が15以上150未満であり、かつ銅合金中の炭化物の粒径が0.5〜15μmであることを特徴とする電子機器用銅合金。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29076098A JP3779830B2 (ja) | 1998-10-13 | 1998-10-13 | 半導体リードフレーム用銅合金 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29076098A JP3779830B2 (ja) | 1998-10-13 | 1998-10-13 | 半導体リードフレーム用銅合金 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000119776A JP2000119776A (ja) | 2000-04-25 |
JP3779830B2 true JP3779830B2 (ja) | 2006-05-31 |
Family
ID=17760187
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29076098A Expired - Fee Related JP3779830B2 (ja) | 1998-10-13 | 1998-10-13 | 半導体リードフレーム用銅合金 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3779830B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5682278B2 (ja) * | 2010-12-13 | 2015-03-11 | 三菱マテリアル株式会社 | 電子・電気機器用銅合金 |
CN104032170A (zh) * | 2014-05-12 | 2014-09-10 | 蚌埠市宏威滤清器有限公司 | 一种易切削黄铜合金材料及其制备方法 |
-
1998
- 1998-10-13 JP JP29076098A patent/JP3779830B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2000119776A (ja) | 2000-04-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4729680B2 (ja) | プレス打ち抜き性に優れた銅基合金 | |
JP4660735B2 (ja) | 銅基合金板材の製造方法 | |
JP2004225093A (ja) | 銅基合金およびその製造方法 | |
JP4129807B2 (ja) | コネクタ用銅合金およびその製造法 | |
JP2004149874A (ja) | 易加工高力高導電性銅合金 | |
JP3383615B2 (ja) | 電子材料用銅合金及びその製造方法 | |
JP2001207229A (ja) | 電子材料用銅合金 | |
JP3797882B2 (ja) | 曲げ加工性が優れた銅合金板 | |
JP2004307905A (ja) | Cu合金およびその製造方法 | |
JP2004315940A (ja) | Cu−Ni−Si合金およびその製造方法 | |
JP3797736B2 (ja) | 剪断加工性に優れる高強度銅合金 | |
JP3957391B2 (ja) | 剪断加工性に優れる高強度、高導電性銅合金 | |
JP5261691B2 (ja) | プレス打ち抜き性に優れた銅基合金およびその製造方法 | |
JP4459067B2 (ja) | 高強度高導電性銅合金 | |
JPH10130755A (ja) | 剪断加工性に優れる高強度、高導電性銅合金 | |
JP4009981B2 (ja) | プレス加工性に優れた銅基合金板 | |
JP4043118B2 (ja) | 耐熱性に優れる電気・電子部品用高強度・高導電性Cu−Fe系合金板 | |
JP3735005B2 (ja) | 打抜加工性に優れた銅合金およびその製造方法 | |
JP3779830B2 (ja) | 半導体リードフレーム用銅合金 | |
JP2956696B1 (ja) | 高強度・高導電性銅合金およびその加工方法 | |
JP2733117B2 (ja) | 電子部品用銅合金およびその製造方法 | |
JP2004269962A (ja) | 高力銅合金 | |
JPH0285330A (ja) | プレス折り曲げ性の良い銅合金およびその製造方法 | |
JP2001240923A (ja) | 易加工高力銅合金とその製造方法 | |
JP3519888B2 (ja) | 電子機器用銅合金及びその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040412 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050419 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050524 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050720 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051122 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060120 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060214 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060303 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100310 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100310 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110310 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110310 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120310 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130310 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130310 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140310 Year of fee payment: 8 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |