JP5468423B2 - High strength and high heat resistance copper alloy material - Google Patents

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Description

本発明は、電気・電子部品の素材、特に、QFP(Quad Flat Package)パッケージ又はQFN(Quad Flat no Lead Package)パッケージのリードフレーム用素材等の半導体装置用リードフレームの素材として好適であって、酸化膜の密着性が優れた高強度高耐熱性銅合金材に関する。   The present invention is suitable as a material for an electrical / electronic component, particularly a lead frame for a semiconductor device such as a QFP (Quad Flat Package) package or a QFN (Quad Flat no Lead Package) package. The present invention relates to a high-strength, high-heat-resistant copper alloy material with excellent oxide film adhesion.

従来、高強度のリードフレーム用素材には、NiとSiを含有するCu−Ni−Si系銅合金からなる銅合金板が多く使用されている。また、このCu−Ni−Si銅合金の中で、例えば、Ni:2.2乃至4.2質量%、Si:0.25乃至1.2質量%、Mg::0.05乃至0.30質量を含有する銅合金(C70250銅合金)は、強度及び耐熱性が優れていることから、汎用合金として多用されている。   Conventionally, a copper alloy plate made of a Cu—Ni—Si based copper alloy containing Ni and Si is often used as a high strength lead frame material. Among the Cu—Ni—Si copper alloys, for example, Ni: 2.2 to 4.2 mass%, Si: 0.25 to 1.2 mass%, Mg :: 0.05 to 0.30 A copper alloy containing a mass (C70250 copper alloy) is widely used as a general-purpose alloy because of its excellent strength and heat resistance.

近年、半導体装置の大容量化、小型化及び高機能化に伴い、リードフレームの微細配線化が進んでおり、この微細配線化を容易にするため、リードフレームに用いられる銅合金板の板厚は、ますます薄くなっている。これに伴い、これらの半導体装置用リードフレームに使用される銅合金板には、より一層の高強度と高耐熱性が要求されている。銅合金板の高強度化は、薄板化に伴って低下するハンドリング性の確保及び最終的な構成部品としての強度の確保に必要である。また、耐熱性の向上は、リードフレームを成形するためのプレス打ち抜き加工後の歪み取り熱処理による軟化防止、及び半導体部品の組み立て工程において熱履歴を受けたときの軟化防止に必要である。これらは、リードフレームのみならず、他の電気・電子部品、例えば、コネクタ、端子、スイッチ、リレー等の導電性部品に使用される銅合金板にも該当する。また、微細配線加工に好適な加工法であるエッチング加工において、スマットの発生がなく、銅合金板のエッチング加工面の平滑性が優れていることも、銅合金板に要求される重要な因子として注目されている。   In recent years, with increasing capacity, miniaturization, and higher functionality of semiconductor devices, lead frames have become finer, and in order to facilitate this miniaturization, the thickness of the copper alloy plate used for the lead frame is increased. Is getting thinner and thinner. Along with this, copper alloy plates used in these lead frames for semiconductor devices are required to have higher strength and higher heat resistance. Increasing the strength of the copper alloy plate is necessary for ensuring the handling property that decreases as the plate is thinned and for ensuring the strength as the final component. Further, the improvement in heat resistance is necessary for preventing softening by heat treatment for removing distortion after press punching for forming a lead frame, and for preventing softening when receiving a heat history in an assembly process of a semiconductor component. These correspond not only to lead frames but also to other electrical / electronic components such as copper alloy plates used for conductive components such as connectors, terminals, switches, and relays. In addition, the etching process, which is a suitable processing method for fine wiring, has no smut, and the smoothness of the etched surface of the copper alloy sheet is an important factor required for the copper alloy sheet. Attention has been paid.

なお、半導体部品は熱硬化性樹脂によって半導体チップを封止するパッケージ化したものが低コストの観点から主流となっており、パッケージの信頼性を保持することが重要である。パッケージの信頼性はモールド樹脂とリードフレームの密着性に依存しており、半導体部品の組み立て工程中の熱履歴によって、リードフレームの表面に密着性が劣る酸化膜が形成されると、モールド樹脂とリードフレームとの密着性が低下し、プリント基板への実装時の熱でパッケージクラック及び剥離が発生して、パッケージの信頼性が低下する。よって、パッケージの信頼性を保持するためには、リードフレームにおける酸化膜の密着性を保持することが重要である。   Note that semiconductor components that are packaged by sealing a semiconductor chip with a thermosetting resin have become mainstream from the viewpoint of low cost, and it is important to maintain the reliability of the package. The reliability of the package depends on the adhesion between the mold resin and the lead frame. If an oxide film with poor adhesion is formed on the surface of the lead frame due to the thermal history during the assembly process of the semiconductor component, the mold resin and Adhesion with the lead frame is reduced, package cracks and peeling occur due to heat during mounting on the printed circuit board, and the reliability of the package is reduced. Therefore, in order to maintain the reliability of the package, it is important to maintain the adhesion of the oxide film in the lead frame.

このような背景から、Cu−Ni−Si系銅合金(C70250合金)からなる銅合金板は、強度及び耐熱性は優れているものの、微細配線加工に好適な加工法であるエッチング加工において、スマットが発生し、エッチング加工面の平滑性が劣るという問題点を有している。   From such a background, a copper alloy plate made of a Cu—Ni—Si based copper alloy (C70250 alloy) is excellent in strength and heat resistance, but in etching processing which is a suitable processing method for fine wiring processing, it is smut. Occurs, and the smoothness of the etched surface is inferior.

そこで、このようなエッチング加工面の平滑性を改善すべく、本願出願人は、Cu−Fe−P系銅合金をベースに、Niを添加したCu−Ni−Fe−P系銅合金からなり、その金属組織中にNi−Fe−P化合物を析出させた銅合金板を提案した(特許文献1)。   Therefore, in order to improve the smoothness of such an etched surface, the applicant of the present application consists of a Cu-Ni-Fe-P-based copper alloy to which Ni is added based on a Cu-Fe-P-based copper alloy, A copper alloy plate in which a Ni—Fe—P compound was precipitated in the metal structure was proposed (Patent Document 1).

特開2001−335864号公報JP 2001-335864 A

しかしながら、この特許文献1に開示されたCu−Ni−Fe−P系銅合金板は、その所期の目的は達成したものの、引張強さが700MPa程度にとどまり、それ以上の高強度を得ることが難しく、近時のより一層のリードフレームの薄肉化に対応しにくいという問題点がある。また、この従来のCu−Ni−Fe−P系銅合金板は、仕上圧延(最終冷間圧延)を高加工率で行うことにより高強度化が可能ではあるが、このように無理に高強度化しても、耐熱性の低下をもたらし、実用に適さないものとなってしまう。   However, the Cu—Ni—Fe—P-based copper alloy sheet disclosed in Patent Document 1 achieves its intended purpose, but has a tensile strength of only about 700 MPa and obtains a higher strength than that. There is a problem that it is difficult to cope with the further thinning of the lead frame more recently. In addition, this conventional Cu-Ni-Fe-P-based copper alloy sheet can be strengthened by performing finish rolling (final cold rolling) at a high processing rate. Even if it is changed, the heat resistance is lowered and it is not suitable for practical use.

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、引張強さが750MPa以上、硬さがHv220以上の高強度及び高耐熱性を両立することができ、プレス打ち抜き加工だけでなく、微細配線加工に好適な加工法であるエッチング加工においても、スマットの発生がなく、エッチング加工面の平滑性が優れており、更に,パッケージの信頼性を保持するための酸化膜の密着性が優れた高強度高耐熱性銅合金材を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and can achieve both high strength and high heat resistance with a tensile strength of 750 MPa or more and a hardness of Hv 220 or more, as well as press punching, Etching, which is a suitable processing method for wiring, has no smut, excellent smoothness of the etched surface, and excellent oxide film adhesion to maintain package reliability. An object is to provide a high-strength and heat-resistant copper alloy material.

本発明に係る高強度高耐熱性銅合金材は、Ni:0.4乃至1.0質量%、Fe及びCoからなる群から選択された少なくとも1種の元素M:総量で0.03乃至0.3質量%、P:0.05乃至0.2質量%、Sn:0.1乃至3質量%、Zn:0.05乃至2.5質量%、Cr:0.0005乃至0.05質量%を含有し、Ni及びMの含有量とPの含有量との比(Ni+M)/Pが4乃至12であり、NiとMとの比Ni/Mが3乃至12であり、残部がCu及び不可避的不純物からなる組成を有し、
金属組織において、粒径が1乃至20nmの微細なP化物析出粒子の個数が300個/μm以上であり、粒径が100nmを超える粗大な晶・析出物粒子の個数が0.5個/μm以下であり、
前記P化物析出粒子におけるSnの含有量が、EDX分析による質量%比:Sn/(Ni+M+P+Sn)で0.01以上であり、
圧延方向に平行の方向の引張試験における破断伸びが5%以上であることを特徴とする。
このEDX分析とは、エネルギ分散型蛍光X線分析である。
The high-strength, high-heat-resistant copper alloy material according to the present invention is at least one element M selected from the group consisting of Ni: 0.4 to 1.0% by mass and Fe and Co: 0.03 to 0 in total amount .3% by mass, P: 0.05 to 0.2% by mass, Sn: 0.1 to 3% by mass, Zn: 0.05 to 2.5% by mass, Cr: 0.0005 to 0.05% by mass The ratio of Ni and M to the content of P (Ni + M) / P is 4 to 12, the ratio Ni / M of Ni to M is 3 to 12, and the balance is Cu and Having a composition consisting of inevitable impurities,
In the metal structure, the number of fine P precipitate particles having a particle size of 1 to 20 nm is 300 / μm 2 or more, and the number of coarse crystal / precipitate particles having a particle size exceeding 100 nm is 0.5 / μm 2 or less,
The Sn content in the P-compound-precipitated particles is 0.01 or more by mass% ratio by Sn / (Ni + M + P + Sn) by EDX analysis,
The elongation at break in a tensile test in a direction parallel to the rolling direction is 5% or more.
The EDX analysis is energy dispersive fluorescent X-ray analysis.

なお、本発明において、記号Mは、Fe及びCoからなる群から選択された少なくとも1種の元素を表すものであり、Fe及び/又はCoのことである。本発明は、このFe及び/又はCoを、総量(Fe及びCoの双方を含む場合は総量、単独の場合はその元素の含有量)で、0.03乃至0.3質量%含有する。また、本発明は、Ni、元素M、及びPの含有量を夫々Ni、M、Pとして、4≦(Ni+M)/P≦12、3≦Ni/M≦12の不等号を満たす。   In the present invention, the symbol M represents at least one element selected from the group consisting of Fe and Co, and is Fe and / or Co. In the present invention, the Fe and / or Co is contained in an amount of 0.03 to 0.3% by mass in a total amount (the total amount when both Fe and Co are included, and the content of the element in the case of being alone). The present invention satisfies the inequalities of 4 ≦ (Ni + M) / P ≦ 12 and 3 ≦ Ni / M ≦ 12, where the contents of Ni, elements M, and P are Ni, M, and P, respectively.

更に、本発明の銅合金材は、銅合金板に限らず、銅合金ブロック等の種々の形状の銅合金素材として構成することができ、酸化膜との密着性が優れていることが必要な用途に使用することができる。   Furthermore, the copper alloy material of the present invention is not limited to a copper alloy plate, but can be configured as a copper alloy material of various shapes such as a copper alloy block, and must have excellent adhesion with an oxide film. Can be used for applications.

本発明においては、所定量のNiと、元素Mと、Pと、Snとを含有し、かつ、金属組織中に所定粒径のP化物析出粒子が所定個数以上生成され、そのP化物析出粒子のSn含有量が所定値以上であることによって、転位の移動及び消滅を抑制するP化物析出粒子のピニング力が高まり、銅合金板の強度及び耐熱性が向上する。また、銅合金板のエッチング加工において、P化物析出粒子がスマット発生要因となることが抑制されるため、エッチング加工面の平滑性が向上する。   In the present invention, a predetermined number or more of P-compound-precipitated particles containing a predetermined amount of Ni, element M, P, and Sn and having a predetermined particle size are generated in the metal structure. When the Sn content of is not less than a predetermined value, the pinning force of the P precipitate precipitated particles that suppress the movement and disappearance of dislocations is increased, and the strength and heat resistance of the copper alloy plate are improved. In addition, in the etching process of the copper alloy plate, the P precipitate precipitate particles are suppressed from causing smut generation, so that the smoothness of the etched surface is improved.

更に、所定量のZnを含有することによって、銅合金の接合に使用するめっき及びはんだの熱剥離が抑制されると共に、母材の保護性が増大し、酸化膜の成長が抑制されるため、酸化膜の密着性が向上し、所定量のCrを含有することにより、銅合金板の製造の際、Crが鋳塊の結晶粒界に濃化し、熱間加工性が向上する。更に、粒径が100nmを超える粗大な晶・析出物粒子の個数が0.5個/μm以下であることによって、エッチング加工面の平滑性及びめっき性が向上する。 Furthermore, by containing a predetermined amount of Zn, the thermal peeling of the plating and solder used to join the copper alloy is suppressed, the protection of the base material is increased, and the growth of the oxide film is suppressed. By improving the adhesion of the oxide film and containing a predetermined amount of Cr, Cr is concentrated in the crystal grain boundary of the ingot during the production of the copper alloy sheet, and the hot workability is improved. Furthermore, when the number of coarse crystal / precipitate particles having a particle size exceeding 100 nm is 0.5 / μm 2 or less, the smoothness and plating properties of the etched surface are improved.

前記P化物析出粒子において、Snが検出されることから、本発明においては、前記P化物析出粒子のSn含有量を規定した。Snは、Ni−M−PからなるP化物に含有される場合と、前記P化物とマトリクス界面に濃縮している場合とがある。本発明においては、これらの場合を全て含むSnの含有量を規定する。   Since Sn is detected in the P compound precipitated particles, the Sn content of the P compound precipitated particles is defined in the present invention. Sn may be contained in a P compound comprising Ni-MP, or may be concentrated at the P compound and matrix interface. In the present invention, the Sn content including all these cases is defined.

また、本発明における酸化膜の密着性が優れた高強度高耐熱性銅合金材は、前記銅合金材に、更に、Al及びMnからなる群から選択された少なくとも1種の元素を総量で0.0005乃至0.05質量%含有することができる。所定量のAl及び/又はMnを含有することによって、銅合金に不可避的不純物として混入されるS量が低減され、銅合金板の熱間加工性が向上する。   Further, the high strength and high heat resistance copper alloy material excellent in the adhesion of the oxide film in the present invention further contains at least one element selected from the group consisting of Al and Mn in a total amount of 0. .0005 to 0.05 mass%. By containing a predetermined amount of Al and / or Mn, the amount of S mixed as an inevitable impurity in the copper alloy is reduced, and the hot workability of the copper alloy plate is improved.

また、この高強度高耐熱性銅合金材は、アルカリ陰極電解洗浄を行った後のXPS分析による表面のCu2pのピーク面積値に対するC1sのピーク面積値の比C1s/Cu2pが0.35以下であり、表面をEBSD分析で観察したときの観察面積に対する円相当径が0.5μm未満の微細結晶粒の面積比が0.90以下であることが好ましい。   Further, this high-strength, high heat-resistant copper alloy material has a C1s peak area value ratio C1s / Cu2p of 0.35 or less with respect to the Cu2p peak area value on the surface by XPS analysis after alkaline cathode electrolytic cleaning. The area ratio of fine crystal grains having an equivalent circle diameter of less than 0.5 μm to the observed area when the surface is observed by EBSD analysis is preferably 0.90 or less.

この構成においては、表面のC及び結晶粒界の量を減少させることによって、C又は結晶粒界に起因する欠陥が酸化膜中に導入されることが抑制され、欠陥が少ない酸化膜が形成されることによって、酸化膜の密着性が向上する。また、欠陥が少ない酸化膜が形成されることによって、酸化膜による母材の保護性が向上し、酸化膜の成長が抑制されることも、酸化膜の密着性向上に寄与する。   In this configuration, by reducing the amount of C and crystal grain boundaries on the surface, defects due to C or crystal grain boundaries are prevented from being introduced into the oxide film, and an oxide film with few defects is formed. This improves the adhesion of the oxide film. In addition, the formation of an oxide film with few defects improves the protection of the base material by the oxide film, and the suppression of the growth of the oxide film also contributes to the improvement of the adhesion of the oxide film.

更に、本発明の高強度高耐熱性銅合金材は、圧延方向に平行の方向の引張試験における破断伸びが5%以上であることが好ましい。   Furthermore, the high strength and high heat resistance copper alloy material of the present invention preferably has an elongation at break in a tensile test in a direction parallel to the rolling direction of 5% or more.

この構成によれば、適度な破断伸びを有することによって、リードフレーム用素材に必要とされる適度な曲げ加工性を保持できることから、電気・電子部品の素材、特に半導体装置用リードフレーム用素材として好適な銅合金板となる。   According to this configuration, by having an appropriate breaking elongation, it is possible to maintain an appropriate bending workability required for the lead frame material, and therefore, as a material for electrical and electronic parts, particularly as a lead frame material for semiconductor devices. It becomes a suitable copper alloy plate.

本発明に係る銅合金材によれば、強度(引張強さ及び硬さ)並びに耐熱性が高くなると共に、プレス打抜き加工だけでなく、微細配線加工に好適な加工法であるエッチング加工においても、スマットの発生がなく、エッチング加工面の平滑性及びめっき性が優れている。また、本発明に係る銅合金材によれば、銅合金材の接合の際、めっき及びはんだの熱剥離が発生しない。更に、本発明に係る銅合金材によれば、銅合金材の製造の際の熱間加工性が向上する。更にまた、本発明の銅合金材は、酸化膜の密着性が優れたものである。   According to the copper alloy material according to the present invention, strength (tensile strength and hardness) and heat resistance are increased, and not only in stamping, but also in etching which is a processing method suitable for fine wiring processing, There is no generation of smut, and the smoothness and plating properties of the etched surface are excellent. Moreover, according to the copper alloy material which concerns on this invention, the thermal peeling of plating and a solder does not generate | occur | produce at the time of joining of a copper alloy material. Furthermore, according to the copper alloy material which concerns on this invention, the hot workability in the case of manufacture of a copper alloy material improves. Furthermore, the copper alloy material of the present invention has an excellent oxide film adhesion.

以下、本発明に係る酸化膜の密着性が優れた高強度高耐熱性銅合金板について、詳細に説明する。なお、以下の説明は、銅合金材が板状の素材の場合に限らず、ブロック状の素材等においても同様に該当する。   Hereinafter, the high-strength, high-heat-resistant copper alloy plate excellent in the adhesion of the oxide film according to the present invention will be described in detail. The following description applies not only to the case where the copper alloy material is a plate-shaped material but also to a block-shaped material or the like.

先ず、銅合金板における成分添加理由及び組成範囲の限定理由と、P化物析出粒子の個数及びSn含有量、粗大な晶、析出物粒子の個数の数値限定理由について説明する。   First, the reasons for component addition and the composition range limitation in the copper alloy sheet and the reasons for the numerical limitation of the number and number of Sn precipitate particles, the coarse crystals, and the number of precipitate particles will be described.

「Ni:0.4乃至1.0質量%」
Niは、合金組織中に微細なSnを含有するP化物析出粒子を析出させて、銅合金板の強度及び耐熱性を向上させるのに必要な元素である。Ni含有量が0.4質量%未満の場合は、Snを含有する微細なP化物析出粒子が不足する。このため、高強度化及び高耐熱性化の効果を有効に発揮させるためには、Niを0.4質量%以上含有することが必要である。但し、Niが1.0質量%を超えて過剰に含有されると、合金組織中に粗大な晶・析出物粒子が生成し、銅合金板のエッチング加工面の平滑性が低下すると共に、熱間加工性も低下する。従って、Niの含有量は0.4乃至1.0質量%の範囲とする。また、この範囲の中でNiの好ましい範囲は0.5乃至0.9質量%である。
“Ni: 0.4 to 1.0 mass%”
Ni is an element necessary for improving the strength and heat resistance of a copper alloy sheet by precipitating P-compound precipitated particles containing fine Sn in the alloy structure. When the Ni content is less than 0.4% by mass, fine P compound precipitate particles containing Sn are insufficient. For this reason, in order to exhibit the effect of high strength and high heat resistance effectively, it is necessary to contain 0.4 mass% or more of Ni. However, if Ni is contained excessively exceeding 1.0% by mass, coarse crystal / precipitate particles are generated in the alloy structure, the smoothness of the etched surface of the copper alloy plate is lowered, and Inter-workability is also reduced. Therefore, the Ni content is in the range of 0.4 to 1.0 mass%. In this range, the preferable range of Ni is 0.5 to 0.9% by mass.

「Fe及びCoからなる群から選択された少なくとも1種の元素M:0.03乃至0.3質量%」
Fe及びCoのうちの1種以上を含有することによって、特に、銅合金板の耐熱性が向上し、リードフレーム打抜き後の熱処理や半導体組立工程における熱履歴による軟化の抑制に有効である。FeまたはCoはNiと同様に、合金組織中にSnを含有する微細なP化物析出粒子を析出させて、銅合金板の強度や耐熱性を向上させるのに必要な元素である。Fe及びCoのうちの1種以上の含有量が0.03質量%未満ではSnを含有する微細なP化物析出粒子が不足すると共に、P化物析出粒子がNiとPを主体とする析出粒子となり、高強度化及び高耐熱性化の効果を有効に発揮させることができないため、0.03質量%以上の含有が必要である。但し、0.3質量%を超えて過剰に含有させると、合金組織中に粗大な晶・析出物粒子が生成し、銅合金板のエッチング加工面の平滑性が低下すると共に、熱間加工性も低下する。従って、銅合金板はFe及びCoのうちの1種以上の含有量を0.03〜0.3質量%の範囲とする。また、この範囲の中で好まし範囲は0.05〜0.2質量%である。
“At least one element M selected from the group consisting of Fe and Co: 0.03 to 0.3 mass%”
By containing one or more of Fe and Co, the heat resistance of the copper alloy plate is improved, and it is effective in suppressing softening due to heat history in the lead frame punching and heat history in the semiconductor assembly process. Like Ni, Fe or Co is an element necessary for precipitating fine P precipitate particles containing Sn in the alloy structure and improving the strength and heat resistance of the copper alloy sheet. If the content of one or more of Fe and Co is less than 0.03% by mass, the fine P precipitate particles containing Sn are insufficient, and the P precipitate particles become precipitate particles mainly composed of Ni and P. In addition, since the effects of increasing the strength and increasing the heat resistance cannot be effectively exhibited, the content of 0.03% by mass or more is necessary. However, if it is excessively contained in excess of 0.3% by mass, coarse crystal / precipitate particles are formed in the alloy structure, the smoothness of the etched surface of the copper alloy plate is lowered, and hot workability is increased. Also decreases. Accordingly, the copper alloy plate has a content of one or more of Fe and Co in the range of 0.03 to 0.3% by mass. Moreover, a preferable range in this range is 0.05-0.2 mass%.

「P:0.05乃至0.2質量%」
Pは、脱酸作用を有する他、NiとM(Fe及び/又はCo)と結合して合金組織中にSnを含有する微細なP化物析出粒子を形成して、銅合金板の強度及び耐熱性を向上させるのに必要な元素である。P含有量が0.05質量%未満の場合は、Snを含有する微細なP化物析出粒子が不足するため、高強度化及び高耐熱性の効果を有効に発揮させることができない。このため、Pは、0.05質量%以上の含有が必要である。但し、Pを0.2質量%を超えて過剰に含有させると、合金組織中に粗大な晶・析出物粒子が生成し、銅合金板のエッチング加工面の平滑性が低下すると共に、熱間加工性も低下する。また、Pが0.2質量%を超えて過剰に含有すると、Pの固溶量が増加して酸化膜の密着性が低下する。従って、Pの含有量は0.05乃至0.2質量%の範囲とする。また、この範囲の中で、Pの好ましい範囲は0.07乃至0.18質量%である。
“P: 0.05 to 0.2 mass%”
In addition to deoxidizing action, P combines with Ni and M (Fe and / or Co) to form fine P-compound precipitated particles containing Sn in the alloy structure. It is an element necessary for improving the properties. When the P content is less than 0.05% by mass, fine P precipitate precipitate particles containing Sn are insufficient, so that the effects of increasing the strength and heat resistance cannot be exhibited effectively. For this reason, P needs to contain 0.05 mass% or more. However, when P is contained excessively exceeding 0.2 mass%, coarse crystal / precipitate particles are generated in the alloy structure, the smoothness of the etched surface of the copper alloy plate is lowered, and hot Workability also decreases. On the other hand, when P exceeds 0.2% by mass, the solid solution amount of P increases and the adhesion of the oxide film decreases. Therefore, the P content is in the range of 0.05 to 0.2 mass%. Moreover, in this range, the preferable range of P is 0.07 to 0.18 mass%.

「Sn:0.1〜3質量%」
Snの添加は、固溶状態で銅合金板の強度向上に寄与するが、更に本発明においては、Ni−M(Fe及び/又はCo)−Pを主体とする析出粒子をEDX分析すると、Snが検出される。Snが析出粒子の部分で検出される理由は明確ではないが、Ni−M(Fe及び/又はCo)−Pを主体とする析出粒子にSnが含有されて存在するために検出されるか、マトリックス中のSnが濃化した部分にNi−M(Fe及び/又はCo)−P粒子が優先的に析出して検出される等の機構が考えられる。いずれにしても、Snは、Ni−M(Fe及び/又はCo)−P粒子の析出を促進していることが考えられる。このような機構によって、本発明の銅合金板の強度及び耐熱性は、Snの固溶のみの効果に比べて、更に向上しているものと推定される。Sn含有量が0.1質量%未満の場合は、本発明のようにNi−M(Fe及び/又はCo)−Pを主体とし、かつSnを含有する微細な析出粒子は形成されない。このため、高強度化及び高耐熱性化の効果を有効に発揮させるには、Snは0.1質量%以上含有することが必要である。しかし、Snが3質量%を超えて過剰に含有されると、その効果が飽和する一方、銅合金板の製造の際の溶解鋳造時にSnの偏析及び粗大な晶・析出物粒子が多量に生成し、熱間加工性も低下する。また、銅合金板の導電性も低下し、酸化膜の密着性も低下する。従って、Snの含有量は0.1乃至3質量%の範囲とする。また、この範囲の中で好ましいSnの範囲は0.2乃至2.5質量%である。
“Sn: 0.1 to 3% by mass”
The addition of Sn contributes to the improvement of the strength of the copper alloy plate in the solid solution state. In the present invention, when the precipitated particles mainly composed of Ni-M (Fe and / or Co) -P are analyzed by EDX, Sn is added. Is detected. The reason why Sn is detected in the portion of the precipitated particles is not clear, but is detected because Sn is contained in the precipitated particles mainly composed of Ni-M (Fe and / or Co) -P. A mechanism is conceivable in which Ni-M (Fe and / or Co) -P particles are preferentially precipitated and detected in the Sn-enriched portion of the matrix. In any case, it is conceivable that Sn promotes precipitation of Ni—M (Fe and / or Co) —P particles. By such a mechanism, it is presumed that the strength and heat resistance of the copper alloy plate of the present invention are further improved as compared with the effect of only Sn solid solution. When the Sn content is less than 0.1% by mass, fine precipitated particles containing Ni-M (Fe and / or Co) -P as a main component and containing Sn as in the present invention are not formed. For this reason, in order to exhibit the effect of high strength and high heat resistance effectively, Sn needs to contain 0.1 mass% or more. However, if Sn is contained in excess of 3% by mass, the effect is saturated. On the other hand, a large amount of Sn segregation and coarse crystal / precipitate particles are produced during melt casting in the production of copper alloy sheets. In addition, hot workability also decreases. In addition, the conductivity of the copper alloy plate is lowered, and the adhesion of the oxide film is also lowered. Therefore, the Sn content is in the range of 0.1 to 3% by mass. Moreover, the range of Sn preferable in this range is 0.2 to 2.5 mass%.

「Zn:0.05乃至2.5質量%」
Znは、銅合金板の接合に用いるSnめっき及びはんだの熱剥離を抑制し、耐熱剥離性を改善すると共に、酸化膜の密着性を向上するために必要な元素である。このような効果を有効に発揮させるには、Znは0.05質量%以上含有することが必要である。しかし、Znが2.5質量%を超えて過剰に含有されると、粗大な晶・析出物粒子が生成しやすくなると共に、酸化膜の密着性を向上させる効果も飽和する。従って、Znの含有量は0.05乃至2.5質量%の範囲とする。また、この範囲の中で、Znの好ましい範囲は0.1乃至2.5質量%である。
“Zn: 0.05 to 2.5 mass%”
Zn is an element necessary for suppressing thermal plating of Sn plating and solder used for bonding of copper alloy plates, improving heat-resistant peeling, and improving adhesion of an oxide film. In order to exhibit such an effect effectively, it is necessary to contain Zn by 0.05 mass% or more. However, if Zn is contained in excess of 2.5% by mass, coarse crystal / precipitate particles are easily generated and the effect of improving the adhesion of the oxide film is saturated. Therefore, the Zn content is in the range of 0.05 to 2.5 mass%. Moreover, in this range, the preferable range of Zn is 0.1 to 2.5 mass%.

「Cr:0.0005乃至0.05質量%」
Crは、銅合金板の製造の際に、鋳塊の熱間加工性を向上させるために必要な元素である。Crは、鋳塊の結晶粒界に濃化して、熱間加工温度における粒界の強度を向上させ、熱間加工性の改善に寄与する。本発明に係る銅合金板では、高強度と高耐熱性を両立するために比較的高濃度のPとSnを含有することから、熱間加工が比較的難しい。このため、Crのような粒界強化効果を有し、熱間加工性を向上させる元素は、必須である。このような効果を有効に発揮させるには、Crは0.0005質量%以上含有することが必要である。
“Cr: 0.0005 to 0.05 mass%”
Cr is an element necessary for improving the hot workability of the ingot during the production of the copper alloy sheet. Cr is concentrated at the crystal grain boundaries of the ingot to improve the strength of the grain boundaries at the hot working temperature and contribute to the improvement of hot workability. The copper alloy plate according to the present invention contains relatively high concentrations of P and Sn in order to achieve both high strength and high heat resistance, so that hot working is relatively difficult. For this reason, the element which has a grain-boundary reinforcement effect like Cr and improves hot workability is essential. In order to exhibit such an effect effectively, Cr needs to contain 0.0005 mass% or more.

しかし、Crが0.05質量%を超えて過剰に含有されると、その添加効果が飽和するばかりでなく、合金組織中に粗大な晶・析出物粒子が生成しやすくなり、銅合金板のエッチング加工面の平滑性が低下する。従って、Crの含有量は0.0005乃至0.05質量%の範囲とする。また、この範囲の中で好ましいCrの範囲は0.001乃至003質量%である。   However, if Cr is contained in excess of 0.05% by mass, not only the effect of addition is saturated, but also coarse crystal / precipitate particles are easily generated in the alloy structure, The smoothness of the etched surface is reduced. Therefore, the Cr content is in the range of 0.0005 to 0.05 mass%. Further, a preferable Cr range in this range is 0.001 to 003 mass%.

「4≦(Ni+M)/P≦12、かつ3≦Ni/M≦12」
NiとM(Fe及び/又はCo)とPとの質量%比の関係が4≦(Ni+M)/P≦12、かつ3≦Ni/M≦12を満足することにより、銅合金板の強度と耐熱性は大きく向上する。また、本発明の微細でSnを含有するP化物析出粒子を後述するように析出させるためには、上記2式が成立することが不可欠であり、この2式を満足しなければ、本発明の目的である高強度化と高耐熱性化の両立はできない。従って、Ni、M及びPの質量%比の関係は4≦(Ni+M)/P≦12、かつ3≦Ni/M≦12を満足するものである。また、この、範囲の中で好ましい範囲は、5≦(Ni+M)/P≦10、かつ4≦Ni/M≦10である。
“4 ≦ (Ni + M) / P ≦ 12 and 3 ≦ Ni / M ≦ 12”
By satisfying 4 ≦ (Ni + M) / P ≦ 12 and 3 ≦ Ni / M ≦ 12 in the relationship of mass% ratio of Ni, M (Fe and / or Co) and P, the strength of the copper alloy plate Heat resistance is greatly improved. Further, in order to precipitate the fine P-containing precipitated particles containing Sn of the present invention as described later, it is indispensable that the above two formulas are satisfied, and if these two formulas are not satisfied, the present invention It is impossible to achieve both high strength and high heat resistance. Therefore, the relationship between the mass% ratios of Ni, M, and P satisfies 4 ≦ (Ni + M) / P ≦ 12 and 3 ≦ Ni / M ≦ 12. Moreover, a preferable range among these ranges is 5 ≦ (Ni + M) / P ≦ 10 and 4 ≦ Ni / M ≦ 10.

「不可避的不純物」
本発明でいう不可避的不純物は、例えば、Si、Ti、Zr、Be、V、Nb、Mo、W、Mgなどの元素である。これらの元素が含有されると、粗大な晶・析出物粒子が生成し易くなる他、高強度と高耐熱性の両立を阻害する。従って、不可避的不純物は、総量で0.5質量%以下の極力少ない含有量にすることが好ましい。また、銅合金板に微量に含まれているB、C、Na、S、Ca、As、Se、Cd、In、Sb、Pb、Bi、MM(ミッシュメタル)等の元素も不可避的不純物である。これらの元素が含有されると、粗大な晶・析出物粒子が生成し易くなる他、熱間加工性を低下させることから、総量で0.1質量%以下の極力少ない含有量に抑えることが好ましい。
"Inevitable impurities"
The inevitable impurities referred to in the present invention are elements such as Si, Ti, Zr, Be, V, Nb, Mo, W, and Mg. When these elements are contained, coarse crystal / precipitate particles are easily generated, and at the same time, both high strength and high heat resistance are inhibited. Therefore, it is preferable that the inevitable impurities have a total content of 0.5% by mass or less. In addition, elements such as B, C, Na, S, Ca, As, Se, Cd, In, Sb, Pb, Bi, and MM (Misch metal) contained in a minute amount in the copper alloy plate are unavoidable impurities. . When these elements are contained, coarse crystal / precipitate particles are likely to be generated and hot workability is reduced, so that the total amount can be suppressed to a minimum of 0.1% by mass or less. preferable.

「P化物析出粒子(粒径が1乃至20nm)の個数:300個/μm以上、P化物析出粒子のSn含有量:Sn/(Ni+M+P+Sn)比で0.01以上」
本発明でいうP化物析出粒子とは、銅合金組織を10万倍以上の透過型電子顕微鏡で観察することにより検出される粒子であって、粒径が1乃至20nmの析出粒子である。このP化物析出粒子の個数は300個/μm以上である。なお、これらのP化物析出粒子は、Ni−M(Fe及び/又はCo)−PからなるP化物を主体とするものであるが、その析出粒子におけるSn含有量は、EDX分析による質量%比:Sn/(Ni+M+P+Sn)で0.01以上である。
“Number of P-oxide precipitation particles (particle size: 1 to 20 nm): 300 particles / μm 2 or more, Sn content of P-oxide precipitation particles: Sn / (Ni + M + P + Sn) ratio of 0.01 or more”
The P-precipitate precipitated particles referred to in the present invention are particles detected by observing the copper alloy structure with a transmission electron microscope of 100,000 times or more, and are precipitated particles having a particle diameter of 1 to 20 nm. The number of the P compound precipitate particles is 300 / μm 2 or more. These P-precipitate-precipitated particles are mainly composed of a P-compound composed of Ni-M (Fe and / or Co) -P, but the Sn content in the precipitate particles is a mass% ratio by EDX analysis. : Sn / (Ni + M + P + Sn) is 0.01 or more.

本発明において、析出粒子の粒径は、各析出粒子の最大直径(各析出粒子に外接する円の直径)である。同様に、析出粒子の個数は、10万倍以上の透過型電子顕微鏡での観察視野内の析出粒子数(粒径:1nm以上、20nm以下)を測定し、1μm当たりの測定個数として換算したものが、本発明でいう個数であり、少なくとも任意の3視野を観察し、その測定結果を平均化したものとする。 In the present invention, the particle size of the precipitated particles is the maximum diameter of each precipitated particle (the diameter of a circle circumscribing each precipitated particle). Similarly, the number of precipitated particles was determined by measuring the number of precipitated particles (particle size: 1 nm or more, 20 nm or less) in an observation field with a transmission electron microscope of 100,000 times or more, and converting the number as a measured number per 1 μm 2 . This is the number referred to in the present invention. At least three arbitrary visual fields are observed, and the measurement results are averaged.

このようなSnを含有する微細なP化物析出粒子は、銅合金板の製造に際し、例えば、冷間圧延後の焼鈍の際に新たに生成する。即ち、このような微細な析出粒子は、焼鈍によって、母相から微細に析出した化合物相である。従って、鋳造時又は熱間圧延時に生成して銅合金組織に元々存在するような粗大な晶・析出物粒子ではない。このため、銅合金組織の10万倍以上の透過型電子顕微鏡による観察でなければ、このような微細な析出粒子は観察できない。   Such fine P precipitate particles containing Sn are newly generated during the production of a copper alloy sheet, for example, during annealing after cold rolling. That is, such fine precipitated particles are compound phases that are finely precipitated from the parent phase by annealing. Therefore, it is not a coarse crystal / precipitate particle which is generated during casting or hot rolling and originally exists in the copper alloy structure. For this reason, such fine precipitate particles cannot be observed unless the copper alloy structure is observed with a transmission electron microscope of 100,000 times or more.

本発明では、このようなSnを含有する微細なP化物析出粒子の個数が300個/μm以上である。このようなSnを含有する微細なP化物析出粒子は、転位の移動及び消滅を抑制するピニング力が、これよりも粗大な晶・析出物粒子よりも格段に大きい。このため、本発明の銅合金板において、粒径が20nm以下の微細なNi−M(Fe及び/又はCo)−P−Sn化合物を主体とする析出粒子をできるだけ多く銅合金組織内に存在させることで、上記ピニング力が高まり、高強度化及び高耐熱性化を図ることができる。 In the present invention, the number of such fine P oxide precipitate particles containing Sn is 300 / μm 2 or more. Such fine P-precipitate precipitate particles containing Sn have a pinning force that suppresses the movement and disappearance of dislocations, which is much larger than coarser crystal / precipitate particles. For this reason, in the copper alloy sheet of the present invention, as many precipitated particles as a main component of a fine Ni-M (Fe and / or Co) -P-Sn compound having a particle size of 20 nm or less are present in the copper alloy structure as much as possible. Thereby, the said pinning force increases and it can attain high intensity | strength and high heat resistance.

更に、このような粒径が20nm以下のSnを含有する微細なP化物析出粒子は、微細配線加工に好適な加工法であるエッチング加工において、スマットの発生要因となることもなく、エッチング加工面の平滑性を低下させることもない。これに対して、粗大な晶・析出物粒子は、高強度化及び高耐熱性化への寄与が小さいだけでなく、エッチング加工において、スマットの発生要因になると共に、エッチング加工面の平滑性を低下させる要因にもなる。   Furthermore, such fine P-precipitate-deposited particles containing Sn having a particle size of 20 nm or less do not become a cause of smut in the etching process, which is a suitable processing method for fine wiring processing, and the etched surface. It does not reduce the smoothness. On the other hand, coarse crystal / precipitate particles not only have a small contribution to high strength and high heat resistance, but also become a cause of smut in the etching process, and smoothness of the etched surface. It will also be a factor to reduce.

析出粒子の粒径が20nmを超える粗大な晶・析出物粒子は、上述のとおり、ピニング力が弱まる。従って、本発明では、Snを含有する微細なP化物析出粒子の平均粒径の上限を20nmとする。一方、粒径が1nm未満の微細な析出物は、10万倍以上の透過型電子顕微鏡でも、検出及び測定が困難であって、かつ、前記ピニング力が逆に弱まる。従って、本発明では、Snを含有するP化物析出粒子の個数は、粒径が1nm以上のP化物析出物について規定する。   As described above, the coarse crystal / precipitate particles having a particle diameter of more than 20 nm have a weak pinning force. Therefore, in this invention, the upper limit of the average particle diameter of the fine P compound precipitation particle | grains containing Sn shall be 20 nm. On the other hand, fine precipitates having a particle size of less than 1 nm are difficult to detect and measure even with a transmission electron microscope of 100,000 times or more, and the pinning force is weakened. Therefore, in the present invention, the number of P-oxide precipitate particles containing Sn is defined for P-oxide precipitates having a particle size of 1 nm or more.

このようなSnを含有する微細なP化物析出粒子の個数が300個/μm未満では、効果を発揮すべき粒子の数が不足し、引張強さ750MPa(硬さHv220)以上の高強度が得られないと共に、耐熱性も低下する。 If the number of such fine P precipitate precipitate particles containing Sn is less than 300 / μm 2 , the number of particles to exhibit the effect is insufficient, and the tensile strength is 750 MPa (hardness Hv220) or higher. It cannot be obtained, and heat resistance is also lowered.

また、微細なSnを含有するP化物析出粒子のSn含有量が質量%比で0.01未満では、引張強さ750MPa(硬さHv220)以上の高強度が得られないと共に、耐熱性も低下する。なお、析出粒子の組成分析(Sn含有量)はEDX分析にて行っており、各成分(Ni、Fe、Co、P、Sn)のピーク強度から質量%を算出する。各質量%はNi+Fe+Co+P+Snを100%として算出し、Snの質量%比は、この質量%からSn/(Ni+Fe+Co+P+Sn)の式で算出する。また、観察視野内の1nm以上、20nm以下の析出粒子のうち、少なくとも5個以上を分析し、その測定結果を平均化する。また、P化物析出粒子の代表的な組成は、EDX分析による質量%で、Ni:30乃至70%、M(Fe及び/又はCo):5乃至60%、P:5乃至35%、Sn:1乃至30%程度の範囲からなるものである。   In addition, if the Sn content of the P oxide precipitate particles containing fine Sn is less than 0.01 in terms of mass%, a high strength with a tensile strength of 750 MPa (hardness Hv220) or more cannot be obtained, and the heat resistance also decreases. To do. The composition analysis (Sn content) of the precipitated particles is performed by EDX analysis, and the mass% is calculated from the peak intensity of each component (Ni, Fe, Co, P, Sn). Each mass% is calculated by assuming Ni + Fe + Co + P + Sn as 100%, and the mass% ratio of Sn is calculated from this mass% by the formula of Sn / (Ni + Fe + Co + P + Sn). Moreover, at least 5 or more of the deposited particles of 1 nm or more and 20 nm or less in the observation visual field are analyzed, and the measurement results are averaged. In addition, the typical composition of the P precipitate particles is mass% by EDX analysis, Ni: 30 to 70%, M (Fe and / or Co): 5 to 60%, P: 5 to 35%, Sn: It consists of a range of about 1 to 30%.

「粗大晶・析出物粒子(粒径が100nm以上)の個数:0.5個/μm以下」
本発明においては、粒径が1nm以上で20nm以下のSnを含有する微細なP化物析出粒子の量を規定しているが、この規定を満足すれば、晶・析出物粒子の粒径が20nmを超える粗大な晶・析出物粒子が適宜の量、銅合金組織中に存在することは許容される。しかしながら、銅合金組織を1万倍以上の走査型電子顕微鏡で観察した際に、粒径が100nmを超える晶・析出物粒子は、その個数が0.5個/μm以下とすることが必要である。粒径が100nmを超える粗大な晶・析出物粒子の個数が0.5個/μmを超えると、エッチング加工時のスマットの発生要因となると共に、エッチング加工面の平滑性の低下、及びめっき性の低下(突起の発生)等の問題を引き起こす要因となる。また、前述の微細なSnを含有するP化物析出粒子の生成も阻害される。
“Number of coarse crystal / precipitate particles (particle size is 100 nm or more): 0.5 / μm 2 or less”
In the present invention, the amount of fine P precipitate particles containing Sn having a particle size of 1 nm or more and 20 nm or less is defined. If this requirement is satisfied, the crystal / precipitate particle size is 20 nm. It is permissible for coarse crystal / precipitate particles exceeding 1 to exist in an appropriate amount in the copper alloy structure. However, when the copper alloy structure is observed with a scanning electron microscope of 10,000 times or more, the number of crystal / precipitate particles having a particle size exceeding 100 nm needs to be 0.5 / μm 2 or less. It is. If the number of coarse crystal / precipitate particles having a particle size exceeding 100 nm exceeds 0.5 / μm 2, it may cause smut during etching processing, decrease in smoothness of the etched surface, and plating. It becomes a factor causing problems such as deterioration of the property (generation of protrusions). Moreover, the production | generation of the P compound precipitation particle | grains containing the above-mentioned fine Sn is also inhibited.

粒径が100nmを超える粗大な晶・析出物粒子は、銅合金板の製造に際し、鋳造時又は熱間圧延時に生成する。ここで、晶・析出物粒子とは、銅合金組織中に結晶相として分離する晶出物粒子、明瞭な結晶相を形成しない固体相として分離する析出物粒子、又は、これらの混合物をいう。なお、これらの粒径が100nmを超える粗大な晶・析出物粒子としては、P化物系(Ni−Fe−P系、Ni−Co−P系、Ni−P系など)及びNi−Sn系のものが存在する。   Coarse crystal / precipitate particles having a particle size exceeding 100 nm are produced during casting or hot rolling during the production of a copper alloy sheet. Here, the crystal / precipitate particles refer to crystal particles that separate as a crystal phase in a copper alloy structure, precipitate particles that separate as a solid phase that does not form a clear crystal phase, or a mixture thereof. The coarse crystal / precipitate particles having a particle diameter exceeding 100 nm include P-based (Ni—Fe—P, Ni—Co—P, Ni—P) and Ni—Sn based particles. Things exist.

本発明において、粗大な晶・析出物粒子の粒径は、各晶・析出物粒子の最大直径(各晶・析出物粒子に外接する円の直径)である。同様に、粗大な晶・析出物粒子の個数は、1万倍以上の走査型電子顕微鏡での観察視野内の晶・析出物粒子数(粒径:100nmを超える)を測定し、1μm当たりの測定個数として換算したものである。この場合に、少なくとも任意の3視野を観察し、その測定結果を平均化したものを測定値とする。なお、観察は透過型電子顕微鏡でも可能であるが、粒径が大きいために走査型電子顕微鏡の方が容易である。 In the present invention, the particle size of coarse crystal / precipitate particles is the maximum diameter of each crystal / precipitate particle (the diameter of a circle circumscribing each crystal / precipitate particle). Similarly, the number of coarse dispersoids is 10,000 times or more dispersoids number in the observation field of view with a scanning electron microscope (particle size: greater than 100 nm) was measured, 1 [mu] m 2 per It is converted as the number of measurements. In this case, at least three arbitrary visual fields are observed, and the measurement result is averaged as a measurement value. Although observation is possible with a transmission electron microscope, the scanning electron microscope is easier because the particle size is large.

「圧延方向に平行方向の引張試験における破断伸び:5%以上」
本発明に係る銅合金板は、更に、圧延方向に平行方向の引張試験における破断伸びが5%以上である。これにより、適度な破断伸びを有することによって、リードフレーム用素材に必要とされる適度な曲げ加工性を保持できることから、電気・電子部品の素材、等に半導体装置用リードフレーム用素材として好適な銅合金板となる。これに対して、圧延方向に平行方向の引張試験における破断伸びが5%未満の場合には、リードフレーム用素材に必要とされる適度な曲げ加工性を保持できないことから、電気・電子部品の素材、特に半導体装置用リードフレーム用素材として好適な銅合金板を得ることはできない。よって、圧延方向に平行方向の引張試験における破断伸びは5%以上とする。なお、さらに望ましくは6%以上とする。
“Elongation at break in tensile test parallel to rolling direction: 5% or more”
The copper alloy sheet according to the present invention further has a breaking elongation of 5% or more in a tensile test parallel to the rolling direction. As a result, by having an appropriate elongation at break, it is possible to maintain an appropriate bending workability required for the lead frame material, which is suitable as a material for a lead frame for a semiconductor device, etc. It becomes a copper alloy plate. On the other hand, if the elongation at break in the tensile test parallel to the rolling direction is less than 5%, the appropriate bending workability required for the lead frame material cannot be maintained. A copper alloy plate suitable as a material, particularly as a lead frame material for a semiconductor device cannot be obtained. Therefore, the elongation at break in the tensile test parallel to the rolling direction is 5% or more. More preferably, the content is 6% or more.

「Al及びMnからなる群から選択された少なくとも1種:総量で0.0005乃至0.05質量%」
Al及び/又はMnは、銅合金中に不純物として混入する元素であるが、熱間加工性を低下させるS量を低減するのに有効な元素である。よって、Al及び/又はMnを所定量以下であれば、含有しても良い。上述の効果を有効に発揮させるには、Al及び/又はMnを総量で0.0005質量%以上含有することが必要である。しかし、Al及び/又はMnが0.05質量%を超えて過剰に含有されると、効果が飽和するばかりでなく、粗大な晶・析出物粒子が生成しやすくなり、銅合金板のエッチング加工面の平滑性が低下する。従って、銅合金板は、Al及び/又はMnの含有量を0.0005乃至0.05質量%の範囲とする。また、この範囲の中で、Al及び/又はMnの好ましい範囲は0.001乃至0.03質量%である。
“At least one selected from the group consisting of Al and Mn: 0.0005 to 0.05 mass% in total”
Al and / or Mn is an element mixed as an impurity in the copper alloy, but is an effective element for reducing the amount of S that reduces hot workability. Therefore, Al and / or Mn may be contained as long as they are not more than a predetermined amount. In order to exhibit the above-mentioned effects effectively, it is necessary to contain Al and / or Mn in a total amount of 0.0005% by mass or more. However, if Al and / or Mn is contained in excess of 0.05% by mass, not only the effect is saturated, but coarse crystal / precipitate particles are easily generated, and the copper alloy sheet is etched. Surface smoothness decreases. Accordingly, the copper alloy plate has a content of Al and / or Mn in the range of 0.0005 to 0.05 mass%. Moreover, in this range, the preferable range of Al and / or Mn is 0.001 to 0.03% by mass.

「アルカリ陰極電解洗浄を行った後のXPS分析による銅合金板表面のCu2pのピーク面積値に対するC1sのピーク面積値の比C1s/Cu2p:0.35以下」
本発明に係る銅合金板は、更に、アルカリ陰極電解洗浄を行った後のXPS分析による銅合金板表面のCu2pのピーク面積値に対するC1sのピーク面積値の比が0.35以下であり、かつ銅合金板表面をEBSD分析で観察した時の、観察面積に対する微細結晶粒(円相当径が0.5μm未満)の面積比が0.90以下であることが好ましい。
“Ratio of C1s peak area value to Cu2p peak area value on the copper alloy plate surface by XPS analysis after alkaline cathode electrolytic cleaning C1s / Cu2p: 0.35 or less”
In the copper alloy plate according to the present invention, the ratio of the peak area value of C1s to the peak area value of Cu2p on the surface of the copper alloy plate by XPS analysis after alkaline cathode electrolytic cleaning is 0.35 or less, and When the copper alloy plate surface is observed by EBSD analysis, the area ratio of fine crystal grains (equivalent circle diameter is less than 0.5 μm) to the observed area is preferably 0.90 or less.

なお、アルカリ陰極電解洗浄を行った後のXPS分析による表面のCu2pのピーク面積値に対するC1sのピーク面積値の比とは、いわば、アルカリ陰極電解洗浄を行った後の銅合金板表面における相対的なC量を意味する。更に、XPS分析とはX線光電子分光分析のことであり、ESCA分析ともいい、表面の極薄い層の組成及び状態分析を得意とする分析方法である。銅合金板の表面から検出されるCは、通常、種々の汚染物質(有機物、無機物)に由来すると共に、銅合金板の変色を防止するために処理された有機防錆膜(ベンゾトリアゾール他)などに由来する。これらの物質が表面に存在すると、すべて酸化膜の密着性に悪影響をおよぼす。これらの物質に起因する欠陥が酸化膜中に導入されることによって、欠陥の多い酸化膜が生成されるためと考えられる。   The ratio of the peak area value of C1s to the peak area value of Cu2p on the surface by XPS analysis after performing alkaline cathode electrolytic cleaning is, in other words, relative to the copper alloy plate surface after performing alkaline cathode electrolytic cleaning. Means an amount of C. Further, XPS analysis is X-ray photoelectron spectroscopy analysis, which is also called ESCA analysis, and is an analysis method that excels at composition and state analysis of a very thin layer on the surface. C detected from the surface of the copper alloy plate is usually derived from various contaminants (organic matter, inorganic matter) and treated to prevent discoloration of the copper alloy plate (benzotriazole, etc.) Derived from. Any of these substances present on the surface adversely affects the adhesion of the oxide film. This is probably because defects caused by these substances are introduced into the oxide film to generate an oxide film having many defects.

半導体装置のリードフレームに用いられる銅合金板は、電解洗浄などの前処理が行われた後に、部分的にめっき処理が行われて組立工程に供され、この組立工程における熱履歴によって生成された酸化膜の密着性がパッケージの信頼性を左右する。従って、酸化膜の密着性に影響をおよぼすCは、銅合金板に電解洗浄などの前処理が行われた後のCであり、これを捉えなければならない。よって、本発明においては、電解洗浄などの前処理として最も一般的に用いられているアルカリ陰極電解洗浄を行った後のXPS分析による表面のCに着目した。なお、銅合金板の変色を防止するための有機防錆膜(ベンゾトリアゾール他)は、アルカリ陰極電解洗浄によって容易に除去されるため問題ない。   A copper alloy plate used for a lead frame of a semiconductor device is subjected to a pretreatment such as electrolytic cleaning, and then partially subjected to a plating process, which is used for an assembly process, and is generated by a thermal history in the assembly process. The adhesion of the oxide film determines the reliability of the package. Therefore, C that affects the adhesion of the oxide film is C after the copper alloy plate is subjected to a pretreatment such as electrolytic cleaning, which must be captured. Therefore, in the present invention, attention has been paid to C on the surface by XPS analysis after alkaline cathode electrolytic cleaning, which is most commonly used as a pretreatment such as electrolytic cleaning. In addition, since the organic rust preventive film (benzotriazole etc.) for preventing discoloration of a copper alloy plate is easily removed by alkaline cathode electrolytic cleaning, there is no problem.

ここで、アルカリ陰極電解洗浄とは、アルカリ性の水溶液中で対象物を陰極側として電解を行い、対象物の表面から発生する水素ガスによる機械的撹拌作用によって洗浄力を高めた洗浄方法である。本方法に使用されるアルカリ性水溶液は、一般に、水酸化ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、リン酸ナトリウム、炭酸ナトリウム等のアルカリ塩をベースに、界面活性剤又はキレート化合物等の有機物が添加されて構成されており、対象物を陰極にして電解が行われることから、銅合金板の表面は酸化及び溶解等が行われることはなく、素材そのものの表面は何らダメージを受けることはない。従って、アルカリ陰極電解洗浄では、通常の汚染物質及び有機防錆膜は容易に除去されるが、異常な汚染物質(付着力の強固な有機物(樹脂状)等)は除去できない。このようなアルカリ陰極電解洗浄で除去できない汚染物質等が銅合金板の表面に付着していると、酸化膜の密着性が大きく低下し、パッケージの信頼性が低下することになる。よって、アルカリ陰極電解洗浄を行った後のXPS分析による表面のCu2pのピーク面積値に対するC1sのピーク面積値の比C1s/Cu2pは、より小さい方が望ましく、0.35以下とする。なお、C1s/Cu2pは、更に望ましくは、0.30以下とする。   Here, the alkaline cathode electrolytic cleaning is a cleaning method in which electrolysis is performed with an object as a cathode side in an alkaline aqueous solution and the detergency is enhanced by a mechanical stirring action by hydrogen gas generated from the surface of the object. The alkaline aqueous solution used in this method is generally composed of an alkali salt such as sodium hydroxide, sodium silicate, sodium phosphate, sodium carbonate, and the like, with an organic substance such as a surfactant or a chelate compound added. In addition, since electrolysis is performed using the object as a cathode, the surface of the copper alloy plate is not oxidized or dissolved, and the surface of the material itself is not damaged at all. Therefore, with alkaline cathode electrolytic cleaning, normal contaminants and organic rust preventive films can be easily removed, but abnormal contaminants (such as organic substances (resinous) having a strong adhesive force) cannot be removed. If such contaminants that cannot be removed by alkaline cathodic electrolysis are adhered to the surface of the copper alloy plate, the adhesion of the oxide film is greatly reduced, and the reliability of the package is lowered. Therefore, the ratio C1s / Cu2p of the peak area value of C1s to the peak area value of Cu2p on the surface by XPS analysis after alkaline cathode electrolytic cleaning is desirably smaller, and is 0.35 or less. C1s / Cu2p is more preferably set to 0.30 or less.

「表面をEBSD分析で観察したときの観察面積に対する円相当径が0.5μm未満の微細結晶粒の面積比が0.90以下」
一方、銅合金板の表面をEBSD分析で観察したときの観察面積に対する微細結晶粒(円相当径が0.5μm未満)の面積比とは、いわば、銅合金板表面における微細結晶粒の占有割合を意味する。ここで、EBSD分析とは後方散乱電子回折分析のことであり、結晶粒の大きさ・分布・方位などの分析を得意とする分析方法である。また、ここでいう結晶粒とは、EBSD分析により隣接する測定点間の方位差が5°以上となる場合を粒界とみなし、この粒界で完全に囲まれた領域を結晶粒とした。
“The area ratio of fine crystal grains with an equivalent circle diameter of less than 0.5 μm to the observed area when the surface is observed by EBSD analysis is 0.90 or less.”
On the other hand, the area ratio of fine crystal grains (equivalent circle diameter is less than 0.5 μm) to the observed area when the surface of the copper alloy plate is observed by EBSD analysis is, so to speak, the occupation ratio of fine crystal grains on the surface of the copper alloy plate Means. Here, the EBSD analysis is a backscattered electron diffraction analysis, and is an analysis method that excels at analyzing the size, distribution, orientation, etc. of crystal grains. Further, the term “crystal grain” as used herein is regarded as a grain boundary when the orientation difference between adjacent measurement points is 5 ° or more by EBSD analysis, and a region completely surrounded by the grain boundary is defined as a crystal grain.

銅合金板表面の微細結晶粒の面積比が大きいということは、微細な結晶粒が多く存在し、多くの結晶粒界を有するということであり、それだけ多くの結晶粒界に起因する欠陥が酸化膜中に導入されることになり、酸化膜の密着性は低下することとなる。よって、銅合金板表面の微細結晶粒の面積比はより小さい方が望ましく、0.90以下とする。さらに望ましくは0.85以下とする。   The large area ratio of fine crystal grains on the surface of the copper alloy plate means that there are many fine crystal grains and that there are many crystal grain boundaries, and defects due to so many crystal grain boundaries are oxidized. It will be introduced into the film, and the adhesion of the oxide film will decrease. Therefore, it is desirable that the area ratio of fine crystal grains on the surface of the copper alloy plate is smaller, and it is set to 0.90 or less. More desirably, it is set to 0.85 or less.

「銅合金板の製造方法」
次に、本発明の銅合金板の製造方法について説明する。製造される銅合金板の合金組織を前述の組織とするために、従来公知の製造工程自体を大きく変えることは不要であり、常法と同じ工程で製造できる。即ち、前記成分組成に調整した銅合金溶湯を鋳造する。そして、鋳塊を面削した後、加熱又は均質化熱処理した後に、熱間圧延し、熱延後の銅合金板を水冷する。その後、冷間圧延、焼鈍、及び洗浄を数回繰り返し、更に仕上げ(最終)冷間圧延を行って、製品板厚の銅合金板とする。
"Copper alloy sheet manufacturing method"
Next, the manufacturing method of the copper alloy plate of this invention is demonstrated. In order to make the alloy structure of the copper alloy plate to be manufactured the above-described structure, it is not necessary to greatly change the conventionally known manufacturing process itself, and it can be manufactured in the same process as a conventional method. That is, a molten copper alloy adjusted to the above component composition is cast. Then, after chamfering the ingot, heating or homogenizing heat treatment, hot rolling, and water-cooling the copper alloy plate after hot rolling. Then, cold rolling, annealing, and washing are repeated several times, and finish (final) cold rolling is performed to obtain a copper alloy plate having a product plate thickness.

なお、最終冷間圧延の後には低温焼鈍(歪取り焼鈍ともいう)を行うことが望ましい。半導体装置の小型化・高集積化によるリードフレームの微細配線化に伴い、板のフラットネスと内部応力低減に関する品質要求は益々高くなっており、低温焼鈍はこれらの品質向上に有効である。更に、低温焼鈍は素材の延性を回復するのに有効であり、圧延方向に平行方向の引張試験における破断伸びを5%以上に制御するために有効な手段となる。低温焼鈍は200乃至500℃程度の温度範囲と、1乃至300秒程度の時間範囲で、圧延方向に平行方向の引張試験における破断伸びが5%以上とするように行えばよい。   Note that it is desirable to perform low-temperature annealing (also referred to as strain relief annealing) after the final cold rolling. With the miniaturization and high integration of semiconductor devices, the demand for quality regarding the flatness of the plate and the reduction of internal stress is increasing with the miniaturization of the lead frame, and low temperature annealing is effective in improving these quality. Furthermore, low temperature annealing is effective for restoring the ductility of the material, and is an effective means for controlling the elongation at break in a tensile test parallel to the rolling direction to 5% or more. Low temperature annealing may be performed in a temperature range of about 200 to 500 ° C. and a time range of about 1 to 300 seconds so that the elongation at break in a tensile test parallel to the rolling direction is 5% or more.

ここにおいて、前述の粒径が1nm以上20nm以下のSnを含有するP化物析出粒子の個数が300個/μm以上である形態となるよう制御するためには、製造にあたって下記の条件で焼鈍を行うことが有効である。なお、P化物析出粒子のSn含有量をEDX分析による質量%比で0.01以上となるように制御するためには、銅合金におけるNi、Fe及び/又はCo、P、並びにSnの含有量の調整によって行うことが有効である。 Here, in order to control so that the number of P-oxide precipitation particles containing Sn having a particle diameter of 1 nm or more and 20 nm or less is 300 particles / μm 2 or more, annealing is performed under the following conditions in manufacturing. It is effective to do. In addition, in order to control Sn content of P compound precipitation particle | grains so that it may become 0.01 or more by mass% ratio by EDX analysis, content of Ni, Fe and / or Co, P, and Sn in a copper alloy It is effective to perform this adjustment.

即ち、前述のとおり、本発明における微細でSnを含有するP化物析出粒子は、焼鈍によって新たに母相から微細に析出した化合物相である。このような微細でSnを含有するP化物析出粒子を析出させるために、前述の銅合金板の製造工程において、冷間圧延後に焼鈍を行う。   In other words, as described above, the fine P-containing precipitate particles containing Sn in the present invention are compound phases newly newly precipitated from the parent phase by annealing. In order to precipitate such fine P precipitate particles containing Sn, annealing is performed after cold rolling in the above-described manufacturing process of the copper alloy sheet.

但し、1回の焼鈍だけで、このような微細でSnを含有するP化物析出粒子を多数析出することは難しく、焼鈍温度を高くすると、析出粒子の数の増加に伴って、析出粒子の成長及び粗大化を招く。そこで、焼鈍を複数回に分けて行うと共に、1回当たりの焼鈍温度を430℃以下に制御し、析出粒子の成長及び粗大化を制御し、上述の微細析出形態となるように制御することが好ましい。焼鈍時間は5分乃至20時間程度の範囲で行えばよい。   However, it is difficult to precipitate a large number of such fine P-containing precipitate particles containing Sn by only one annealing. When the annealing temperature is increased, the number of precipitated particles increases as the number of precipitated particles increases. Moreover, it causes coarsening. Therefore, annealing is performed in a plurality of times, and the annealing temperature per time is controlled to 430 ° C. or less, the growth and coarsening of the precipitated particles are controlled, and the fine precipitation form described above can be controlled. preferable. The annealing time may be in the range of about 5 minutes to 20 hours.

更に、これらの焼鈍と焼鈍との間に冷間圧延すると、冷間圧延によって格子欠陥が増加して、後の焼鈍での析出核となるため、上記した微細析出形態が得られやすい。   Further, when cold rolling is performed between these annealings, lattice defects are increased by cold rolling and precipitation nuclei are formed in the subsequent annealing, so that the above-described fine precipitation form is easily obtained.

従って、これらの条件を勘案すると、前述の銅合金板の製造工程において、熱間圧延後から仕上げ(最終)冷間圧延までに、冷間と焼鈍を2回ずつ繰り返して行なうような工程が、前述の微細でSnを含有するP化物析出粒子の析出形態が得られやすい点で好ましい。また、鋳造条件及び熱間圧延条件を制御して、粒径が100nmを超える粗大な晶・析出物粒子の個数を0.5個/μm以下にすることによって、微細でSnを含有するP化物析出粒子の生成を促進することが好ましい。 Therefore, in consideration of these conditions, in the above-described copper alloy sheet manufacturing process, after hot rolling to finish (final) cold rolling, a process of repeatedly performing cold and annealing twice, This is preferable in that the precipitation form of the fine P precipitate particles containing Sn is easily obtained. Further, by controlling the casting conditions and the hot rolling conditions so that the number of coarse crystal / precipitate particles having a particle diameter exceeding 100 nm is 0.5 particles / μm 2 or less, fine P containing Sn is contained. It is preferable to promote the formation of the oxide precipitate particles.

粒径が100nmを超える粗大な晶・析出物粒子の個数を0.5個/μm以下に制御する鋳造条件及び熱間圧延条件としては、鋳造時の冷却速度を速くすると共に、熱間圧延の加熱温度及び終了温度を高くし、熱間圧延後の冷却速度も速くすることが有効である。鋳造時の冷却速度を速くするという条件は、粗大な晶出物を抑制するための凝固時の冷却速度及び粗大な析出物を抑制するための凝固後500℃までの冷却速度を、共に0.1℃/秒以上、好ましくは0.5℃/秒以上とすることである。このためには、例えば水冷で冷却することが好ましい。また、熱間圧延の加熱温度及び終了温度を高くするという条件は、加熱温度を850℃以上、終了温度を650℃以上とすることである。熱間圧延後の冷却速度を速くするという条件は、熱間圧延終了後300℃までの冷却速度を1℃/秒以上、好ましくは5℃/秒以上とすることである。このためには、例えば水冷を行う。鋳造時の冷却速度が遅過ぎると、粗大な晶・析出物粒子が多数生成する。また、熱間圧延の加熱温度が低い場合には、鋳造時に生成した粗大な晶・析出物粒子が十分に固溶せず、熱間圧延の終了温度も低下するため、粗大な晶・析出物粒子が多数生成する。また、熱間圧延後の冷却速度が遅い場合も、粗大な晶・析出物粒子が多数生成する。 As casting conditions and hot rolling conditions for controlling the number of coarse crystal / precipitate particles having a particle size exceeding 100 nm to 0.5 / μm 2 or less, the cooling rate during casting is increased and hot rolling is performed. It is effective to increase the heating temperature and end temperature of the steel and to increase the cooling rate after hot rolling. The conditions for increasing the cooling rate during casting are that the cooling rate during solidification for suppressing coarse crystals and the cooling rate up to 500 ° C. after solidification for suppressing coarse precipitates are both set to 0. It should be 1 ° C./second or more, preferably 0.5 ° C./second or more. For this purpose, for example, cooling with water cooling is preferable. The conditions for increasing the heating temperature and the end temperature of hot rolling are that the heating temperature is 850 ° C. or higher and the end temperature is 650 ° C. or higher. The condition for increasing the cooling rate after hot rolling is that the cooling rate up to 300 ° C. after completion of hot rolling is 1 ° C./second or more, preferably 5 ° C./second or more. For this purpose, for example, water cooling is performed. If the cooling rate during casting is too slow, a large number of coarse crystal / precipitate particles are generated. In addition, when the heating temperature of hot rolling is low, the coarse crystals / precipitate particles generated during casting are not sufficiently dissolved, and the end temperature of hot rolling is lowered, so that the coarse crystals / precipitates are reduced. Many particles are formed. Even when the cooling rate after hot rolling is slow, a large number of coarse crystal / precipitate particles are generated.

なお、前述のアルカリ陰極電解洗浄を行った後のXPS分析による銅合金板表面のCu2pのピーク面積値に対するC1sのピーク面積値の比が0.35以下であり、かつ銅合金板表面をEBSD分析で観察したときの観察面積に対する微細結晶粒(円相当径が0.5μm未満)の面積比が0.90以下であるためには、下記のような工程を実施すればよい。   The ratio of the peak area value of C1s to the peak area value of Cu2p on the surface of the copper alloy plate by XPS analysis after the alkaline cathode electrolytic cleaning described above is 0.35 or less, and the surface of the copper alloy plate is analyzed by EBSD. In order that the area ratio of the fine crystal grains (equivalent circle diameter is less than 0.5 μm) to the observation area when observed with the above is 0.90 or less, the following steps may be performed.

まず、アルカリ陰極電解洗浄を行った後のXPS分析による銅合金板表面のCu2pのピーク面積値に対するC1sのピーク面積値の比が0.35以下であるためには、焼鈍前後の洗浄処理を行うことが重要である。一般的に、焼鈍後には、焼鈍で生成した酸化膜及び圧延油に起因する油分残渣を除去するために、各種洗浄処理(酸洗浄・研磨など)が行われるが、焼鈍後のみの洗浄では特に油分残渣などのCの洗浄を効果的に行うことが難しく、洗浄時間を長くとる必要がある等のロスが生じる。従って、Cの原因となるような油分残渣などの洗浄を効果的に行うには、更に、焼鈍前にも洗浄処理を行うことが有効であり、特に最終工程である低温焼鈍前には洗浄処理を行うことが必須であり、さらに低温焼鈍後には酸洗浄などによる酸化膜の除去処理を行うことが有効である。このような焼鈍前の洗浄処理としては、溶剤洗浄・アルカリ洗浄・アルカリ電解洗浄等、種々の洗浄処理があり、必要に応じて適切な洗浄方法を用いると良い。   First, in order for the ratio of the peak area value of C1s to the peak area value of Cu2p on the surface of the copper alloy plate by XPS analysis after alkaline cathode electrolytic cleaning to be 0.35 or less, cleaning treatment before and after annealing is performed. This is very important. In general, after annealing, various cleaning treatments (acid cleaning, polishing, etc.) are performed in order to remove the oil residue resulting from the oxide film and rolling oil generated by annealing. It is difficult to effectively clean C such as oil residue, resulting in a loss such as a long cleaning time. Therefore, in order to effectively clean the oil residue that causes C, it is effective to perform a cleaning process before annealing, particularly before the low-temperature annealing, which is the final process. It is essential to perform an oxide film removal treatment by acid cleaning or the like after low-temperature annealing. As such cleaning treatment before annealing, there are various cleaning treatments such as solvent washing, alkali washing, and alkaline electrolytic washing, and an appropriate washing method may be used as necessary.

次に、銅合金板表面をEBSD分析で観察したときの観察面積に対する微細結晶粒(円相当径が0.5μm未満)の面積比が0.90以下であるためには、焼鈍後に機械的研磨を行わないか、又は、機械的研磨の番手を大きくすることによって、研磨剤の粒度を小さくし、表層の結晶粒をできるだけ大きく保つようにすることが重要である。更に、機械的研磨を行っても、その後、化学的溶解処理及び電気化学的溶解処理等によって、機械的研磨で生成した微細結晶層を除去することも有効な手段である。従来、焼鈍後には機械的研磨が多く行われている。焼鈍で生成する酸化膜は強固であり、酸洗浄だけでは除去し難いためである。よって、機械的研磨を行わないか、又は、機械的研磨の負荷を小さくして微細結晶粒の面積比を小さく維持するためには、焼鈍雰囲気を十分に管理し、強固な酸化膜が生成しないようにすることが重要である。具体的には、焼鈍雰囲気は還元雰囲気(H及びCOなどの還元成分を含有する雰囲気)とし、酸化性成分(O及びHO等)はできるだけ低い濃度に管理して、強固な酸化膜を生成しないようにすることが重要である。特に、最終工程である低温焼鈍工程では、焼鈍雰囲気を十分に管理し、強固な酸化膜を生成しないように制御することによって、酸洗浄のみで酸化膜を除去可能とし、機械的研磨を行わずに表面調整を行うことが好ましい。 Next, since the area ratio of fine crystal grains (equivalent circle diameter is less than 0.5 μm) to the observed area when the copper alloy plate surface is observed by EBSD analysis is 0.90 or less, mechanical polishing after annealing is performed. It is important to reduce the grain size of the abrasive and keep the crystal grains of the surface layer as large as possible by not performing the process or by increasing the number of mechanical polishing. Further, even if mechanical polishing is performed, it is also an effective means to remove the fine crystal layer generated by the mechanical polishing by chemical dissolution treatment, electrochemical dissolution treatment, or the like. Conventionally, mechanical polishing is often performed after annealing. This is because the oxide film formed by annealing is strong and difficult to remove by acid cleaning alone. Therefore, in order not to perform mechanical polishing or to keep the area ratio of fine crystal grains small by reducing the load of mechanical polishing, the annealing atmosphere is sufficiently managed and a strong oxide film is not generated. It is important to do so. Specifically, the annealing atmosphere is a reducing atmosphere (atmosphere containing reducing components such as H 2 and CO), and the oxidizing components (O 2 and H 2 O, etc.) are controlled to a concentration as low as possible to achieve strong oxidation. It is important not to produce a film. In particular, in the low-temperature annealing process, which is the final process, the oxide film can be removed only by acid cleaning by sufficiently controlling the annealing atmosphere and controlling it so as not to generate a strong oxide film, and without mechanical polishing. It is preferable to perform surface adjustment.

次に、本発明の効果を実証するための実施例及び比較例の試験結果について説明する。銅合金板の製造方法としては、下記表1に示す組成を有する銅合金溶湯を高周波炉において溶製した後、黒鉛製のブック鋳型に傾注式で鋳込み、厚さが50mm、幅が200mm、長さが200mmの鋳塊を得た。鋳型内で鋳塊が凝固した後、700乃至800℃の温度より水冷した。なお、黒鉛製鋳型は十分な熱容量と熱伝導率を持っており、デンドライトアームスペーシングの2次枝間隔より求めた凝固時の冷却速度は1℃/秒以上であった。なお、表1に示す銅合金は、不可避的不純物として、Si,Ti、Zr、Be、V、Nb、Mo、W、Mg等の元素を総量で0.01質量%以下、B、C、Na、S、Ca、As、Se、Cd、In、Sb、Pb、Bi、MM(ミッシュメタル)等の元素を総量で0.005質量%以下含んでいた。なお、表1において、本発明の請求項1から外れる組成又は成分比に下線を付した。   Next, test results of examples and comparative examples for demonstrating the effects of the present invention will be described. As a method for producing a copper alloy plate, a molten copper alloy having the composition shown in Table 1 below is melted in a high-frequency furnace, and then cast into a graphite book mold by tilting, having a thickness of 50 mm, a width of 200 mm, and a long length. An ingot with a length of 200 mm was obtained. After the ingot was solidified in the mold, it was cooled with water at a temperature of 700 to 800 ° C. The graphite mold had a sufficient heat capacity and thermal conductivity, and the cooling rate during solidification obtained from the secondary branch spacing of the dendrite arm spacing was 1 ° C./second or more. In addition, the copper alloy shown in Table 1 contains elements such as Si, Ti, Zr, Be, V, Nb, Mo, W, and Mg as inevitable impurities in a total amount of 0.01% by mass or less, B, C, Na , S, Ca, As, Se, Cd, In, Sb, Pb, Bi, MM (Misch metal) and the like were included in a total amount of 0.005% by mass or less. In Table 1, compositions or component ratios deviating from claim 1 of the present invention are underlined.

そして、各鋳塊から、厚さが50mm、幅が180mm、長さが80mmのブロックを切り出し、圧延面を面削して加熱し、900℃に到達した後、0.5乃至1時間保持した後、厚さが16mmになるまで、熱間圧延し、700℃以上の温度から水冷した。この圧延板の表面を面削して酸化スケールを除去した後、冷間圧延と焼鈍とを各2回繰り返して行い(冷間圧延回数は焼鈍回数と同一)、その後、最終の冷間圧延を行って厚さが0.2mmの銅合金板を得た。このとき、焼鈍温度は430℃以下に制御し、焼鈍時間は5分乃至20時間程度の範囲で行い、析出粒子の成長及び粗大化を抑制し、微細析出形態となるように制御した。そして、最終冷間圧延後には、低温焼鈍を行った。最終冷間圧延の加工率は50%とした。低温焼鈍は200乃至500℃程度の温度範囲と、1乃至300秒程度の時間範囲で、圧延方向に平行の方向の引張試験における破断伸びが5%以上とするように行った。   Then, from each ingot, a block having a thickness of 50 mm, a width of 180 mm, and a length of 80 mm was cut out, the rolled surface was chamfered and heated, and after reaching 900 ° C., held for 0.5 to 1 hour. Then, it hot-rolled until thickness became 16 mm, and water-cooled from the temperature of 700 degreeC or more. After chamfering the surface of the rolled plate to remove the oxide scale, cold rolling and annealing are repeated twice each (the number of cold rolling is the same as the number of annealing), and then the final cold rolling is performed. And a copper alloy plate having a thickness of 0.2 mm was obtained. At this time, the annealing temperature was controlled to 430 ° C. or less, and the annealing time was controlled in the range of about 5 minutes to 20 hours, so that the growth and coarsening of the precipitated particles were suppressed, and the fine precipitation form was controlled. And low temperature annealing was performed after the last cold rolling. The processing rate of final cold rolling was 50%. Low temperature annealing was performed in a temperature range of about 200 to 500 ° C. and a time range of about 1 to 300 seconds so that the elongation at break in a tensile test parallel to the rolling direction was 5% or more.

Figure 0005468423
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ここで、焼鈍は、2回の焼鈍及び低温焼鈍と共に、N+10%H雰囲気(露点:−20℃以下、O濃度:50ppm以下)中で行い、焼鈍前後の洗浄処理は次のようにして行った。2回の焼鈍に関しては、焼鈍前に溶剤洗浄(ヘキサンによる超音波洗浄:20kHz)を行い、焼鈍後には酸洗浄(10%硫酸)し、その後に、機械的研磨(600番耐水研磨紙)を行った。低温焼鈍に関しては、焼鈍前に溶剤洗浄(ヘキサンによる超音波洗浄:20kHz)を行い、焼鈍後には酸洗浄(10%硫酸)のみとし、機械的研磨は行わなかった。 Here, annealing is performed in an N 2 + 10% H 2 atmosphere (dew point: −20 ° C. or lower, O 2 concentration: 50 ppm or lower) together with two annealings and low temperature annealing, and the cleaning treatment before and after annealing is as follows. I went there. For annealing twice, solvent cleaning (ultrasonic cleaning with hexane: 20 kHz) is performed before annealing, acid cleaning (10% sulfuric acid) is performed after annealing, and then mechanical polishing (# 600 water resistant abrasive paper) is performed. went. Regarding low-temperature annealing, solvent cleaning (ultrasonic cleaning with hexane: 20 kHz) was performed before annealing, and only acid cleaning (10% sulfuric acid) was performed after annealing, and mechanical polishing was not performed.

このようにして得た銅合金板に対して、各実施例及び比較例においては、銅合金板から試料を切り出し、組織観察及び表面分析を行い、Snを含有するP化物析出粒子(以下、微細析出粒子という)の個数を測定し、組成分析(Sn含有量)を行った。また、粗大な晶・析出物粒子(以下、粗大晶・析出物粒子という)の個数を測定し、銅合金板の表面のアルカリ陰極電解洗浄後のXPS分析によるC1s/Cu2p(以下、相対的C量という)を測定し、銅合金板表面のEBSD分析による観察面積に対する微細結晶粒(円相当径が0.5μm未満)の面積比(以下、微細結晶粒の面積比という)を測定し、更に、引張試験による破断伸び及び引張強さを測定し、硬さを測定し、導電率、耐熱性を測定し、エッチング加工性(エッチング性)、及び酸化膜の密着保持温度を評価した。これらの結果を、表2及び表3に示す。なお、表2において、請求項1の範囲から外れる項目について、下線を付して示した。また、表3においては、特性が不足するものを下線で示した。   With respect to the copper alloy plate thus obtained, in each of the examples and comparative examples, a sample was cut out from the copper alloy plate, subjected to structure observation and surface analysis, and Sn-containing P-precipitate precipitated particles (hereinafter referred to as fine particles). The number of precipitated particles) was measured, and a composition analysis (Sn content) was performed. Further, the number of coarse crystal / precipitate particles (hereinafter referred to as coarse crystal / precipitate particles) was measured, and C1s / Cu2p (hereinafter referred to as relative C) by XPS analysis after alkaline cathode electrolytic cleaning of the surface of the copper alloy plate. And the area ratio of the fine crystal grains (equivalent circle diameter is less than 0.5 μm) to the observation area by the EBSD analysis of the copper alloy plate surface (hereinafter referred to as the area ratio of the fine crystal grains), The elongation at break and tensile strength were measured by a tensile test, the hardness was measured, the electrical conductivity and the heat resistance were measured, and the etching processability (etching property) and the adhesion holding temperature of the oxide film were evaluated. These results are shown in Tables 2 and 3. In Table 2, items that fall outside the scope of claim 1 are underlined. In Table 3, those with insufficient characteristics are underlined.

Figure 0005468423
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微細析出粒子の観察は、前述の測定方法により、銅合金組織を30万倍の透過型電子顕微鏡で観察した際の粒径が1nm以上20nm以下の析出粒子の個数を測定し、個/μmとして算出した。また、微細析出粒子の組成分析(Sn含有量)は、EDX分析(ビーム径:1nm)にて質量%(Ni+M+P+Sn=100%とする)を測定し、質量%比として算出した。 Observation of fine precipitated particles is by the above-mentioned measurement method, the particle size of observing a copper alloy structure at 300,000 times transmission electron microscope to measure the number of less deposited particles 20nm or 1 nm, pieces / [mu] m 2 Calculated as The composition analysis (Sn content) of the finely precipitated particles was calculated as a mass% ratio by measuring mass% (Ni + M + P + Sn = 100%) by EDX analysis (beam diameter: 1 nm).

粗大晶・析出物粒子の観察は、前述の測定方法により、銅合金組織を1万倍の走査型電子顕微鏡で観察した際の粒径が100nmを超える粗大な晶・析出物粒子の個数を測定し、個/μmとして算出した。 Coarse crystal / precipitate particles are observed by measuring the number of coarse crystal / precipitate particles with a particle size exceeding 100 nm when the copper alloy structure is observed with a scanning electron microscope of 10,000 times. And calculated as pieces / μm 2 .

相対的なC量の測定は、前述の測定方法により、銅合金板表面にアルカリ陰極電解洗浄を行った後、XPS分析により、表面のCu2pのピーク面積値とC1sのピーク面積値を測定し、C1s/Cu2pとして算出した。ここで、アルカリ陰極電解洗浄は、水酸化ナトリウムを主成分(40%)とし、その他リン酸塩、ケイ酸塩、炭酸塩、界面活性剤を含有する代表的な市販のアルカリ陰極電解洗浄用薬剤を50g/Lの濃度で溶解した水溶液中において、液温:60℃、陰極電流密度:5A/dm、時間:30秒の条件で行った。 The relative amount of C is measured by measuring the peak area value of Cu2p and the peak area value of C1s on the surface by XPS analysis after performing alkaline cathode electrolytic cleaning on the surface of the copper alloy plate by the measurement method described above. Calculated as C1s / Cu2p. Here, the alkaline cathode electrolytic cleaning is a typical commercially available alkaline cathode electrolytic cleaning agent containing sodium hydroxide as a main component (40%) and containing other phosphates, silicates, carbonates and surfactants. Was dissolved in an aqueous solution at a concentration of 50 g / L under the conditions of liquid temperature: 60 ° C., cathode current density: 5 A / dm 2 , and time: 30 seconds.

微細結晶粒の面積比は、前述の測定方法により、銅合金板表面をEBSD分析で観察した際の観察面積と微細結晶粒(円相当径が0.5μm未満)の占有面積を測定し、微細結晶粒の面積比として算出した。   The area ratio of the fine crystal grains is determined by measuring the observation area when the copper alloy plate surface is observed by EBSD analysis and the occupied area of the fine crystal grains (equivalent circle diameter is less than 0.5 μm) by the measurement method described above. The area ratio of crystal grains was calculated.

引張試験においては、圧延方向に平行に切り出したJIS5号試験片を作製し、破断伸びと引張強さを測定した。硬さ試験は、マイクロビッカース硬度計により、4.9Nの荷重を印加して行った。引張強さが750MPa以上、硬さが220Hv以上を良好とした。   In the tensile test, a JIS No. 5 test piece cut out in parallel with the rolling direction was prepared, and the elongation at break and the tensile strength were measured. The hardness test was performed by applying a load of 4.9 N with a micro Vickers hardness tester. The tensile strength was 750 MPa or more and the hardness was 220 Hv or more.

導電率は、ミーリングにより、幅が10mm、長さが300mmの短冊状の試験片を加工し、ダブルブリッジ式抵抗測定装置により電気抵抗を測定して平均断面積法により算出した。導電率が25%以上の場合を良好とした。   The electrical conductivity was calculated by an average cross-sectional area method by processing a strip-shaped test piece having a width of 10 mm and a length of 300 mm by milling, measuring an electrical resistance with a double bridge resistance measuring device. The case where the electrical conductivity was 25% or more was considered good.

耐熱性は450℃に1分加熱した後の硬さを上記硬さ試験で測定し、硬さ保持率(%)=(加熱後の硬さ/加熱前の硬さ)×100で評価した。硬さ保持率が90%以上の場合を良好とした。   The heat resistance was measured by measuring the hardness after heating at 450 ° C. for 1 minute by the above hardness test, and the hardness retention rate (%) = (hardness after heating / hardness before heating) × 100. The case where the hardness retention was 90% or more was considered good.

エッチング加工性(エッチング性)は、塩化第2鉄水溶液(比重1.4)を使用して、液温:45℃、スプレー圧:1.5kgf/mmでエッチング加工を行い、エッチング抜き面(エッチング加工面)を走査型電子顕微鏡にて観察し、平滑性を、A:良好、B:肌荒れ発生、C:肌荒れ大の3段階で評価した。 The etching processability (etchability) is determined by etching using a ferric chloride aqueous solution (specific gravity 1.4) at a liquid temperature of 45 ° C. and a spray pressure of 1.5 kgf / mm 2. The etched surface was observed with a scanning electron microscope, and the smoothness was evaluated in three stages: A: good, B: rough skin, and C: large rough skin.

酸化膜密着保持温度は,銅合金板表面にアルカリ陰極電解洗浄を行い、更に、水洗→酸洗浄(10%硫酸)→水洗→乾燥を行った後、大気中にて所定の温度で10分間加熱し、その後、テープによるピーリング試験で評価した。アルカリ陰極電解洗浄は、水酸化ナトリウムを主成分(40%)とし、その他、リン酸塩、ケイ酸塩、炭酸塩、界面活性剤を含有する代表的な市販のアルカリ陰極電解洗浄用薬剤を50g/Lの濃度で溶解した水溶液中において、液温が60℃、陰極電流密度が5A/dm、時間が30秒の条件で、行った。テープによるピーリング試験は市販のテープ(住友スリーエム社製メンディングテープ)を貼り付け、引き剥がす方法で行った。このとき、加熱温度は10℃刻みで変化させ、酸化膜の剥離が生じない最高の温度を酸化膜密着保持温度として評価した。 The oxide film adhesion holding temperature is obtained by performing alkaline cathodic electrolytic cleaning on the surface of the copper alloy plate, followed by washing with water → acid washing (10% sulfuric acid) → water washing → drying, and then heating at a predetermined temperature in the atmosphere for 10 minutes. Then, it evaluated by the peeling test by a tape. Alkaline cathode electrolytic cleaning is 50 g of a typical commercially available alkaline cathode electrolytic cleaning agent containing sodium hydroxide as the main component (40%) and containing phosphate, silicate, carbonate and surfactant. In an aqueous solution dissolved at a concentration of / L, the temperature was 60 ° C., the cathode current density was 5 A / dm 2 , and the time was 30 seconds. The peeling test using a tape was performed by applying a commercially available tape (mending tape manufactured by Sumitomo 3M) and peeling it off. At this time, the heating temperature was changed in increments of 10 ° C., and the highest temperature at which the oxide film did not peel was evaluated as the oxide film adhesion holding temperature.

表1に示すように、実施例1〜8は、請求項1の組成範囲を満たし、実施例9,10は、更に、請求項2の組成範囲を満たす。そして、表2に示すように、実施例1〜10は、請求項1に規定の母材組織及び請求項3に規定の表面性状を満足する。よって、表3に示すように、実施例1〜10の銅合金板は、引張強さが750MPa以上、硬さがHv220以上の機械的特性を有しており、導電率が25%IACS以上であった。更に、耐熱性は硬さ保持率が90%以上であり、高強度と高耐熱性を両立することができた。また、エッチング加工性も良好であり、酸化膜密着保持温度も240℃以上で良好であった。   As shown in Table 1, Examples 1 to 8 satisfy the composition range of Claim 1, and Examples 9 and 10 further satisfy the composition range of Claim 2. As shown in Table 2, Examples 1 to 10 satisfy the matrix structure defined in claim 1 and the surface properties defined in claim 3. Therefore, as shown in Table 3, the copper alloy plates of Examples 1 to 10 have mechanical properties such that the tensile strength is 750 MPa or more, the hardness is Hv 220 or more, and the conductivity is 25% IACS or more. there were. Further, the heat resistance has a hardness retention of 90% or more, and both high strength and high heat resistance can be achieved. The etching processability was also good, and the oxide film adhesion holding temperature was good at 240 ° C. or higher.

これに対し、比較例11は、Ni含有量、(Ni+M)/P及びNi/M比が下限値を下回っており、このため、微細析出粒子の個数が下限値の300個/μmを下回り、引張強さ、硬さ、耐熱性(硬さ保持率)が低かった。また、(Ni+M)/Pが下限値を下回ることにより、Pの固溶量が増加しているため、酸化膜の密着保持温度が低くなった。 On the other hand, in Comparative Example 11, the Ni content, (Ni + M) / P and Ni / M ratio are below the lower limit, and therefore the number of finely precipitated particles is below the lower limit of 300 / μm 2 . , Tensile strength, hardness, heat resistance (hardness retention) was low. Moreover, since (Ni + M) / P was below the lower limit value, the solid solution amount of P was increased, so that the adhesion holding temperature of the oxide film was lowered.

比較例12は、微細析出粒子の個数は請求項1を満足し、引張強さ、硬さ、耐熱性はいずれも良好であるが、Ni含有量が上限値を超えているために、粗大な晶・析出物粒子が増加し、エッチング性が低下した。   In Comparative Example 12, the number of finely precipitated particles satisfies Claim 1, and the tensile strength, hardness, and heat resistance are all good, but the Ni content exceeds the upper limit value, so it is coarse. Crystalline / precipitate particles increased and the etching property decreased.

比較例13は、Fe含有量が0.02質量%と下限値を下回り、Ni/Mが上限値を超えているため、微細析出粒子の個数が下限値の300個/μmを下回り、引張強さ、硬さ、耐熱性(硬さ保持率)が低かった。 In Comparative Example 13, the Fe content was 0.02% by mass, lower than the lower limit, and Ni / M exceeded the upper limit. Therefore, the number of fine precipitated particles was lower than the lower limit of 300 / μm 2 , The strength, hardness, and heat resistance (hardness retention) were low.

比較例14は、微細析出粒子の個数は請求項1を満足し、引張強さ、硬さは良好であるが、Fe含有量が上限値を超え、Ni/Mが下限値を下回っているため、耐熱性(硬さ保持率)が低いと共に,粗大な晶・析出物粒子が生成し、エッチング性が低下した。   In Comparative Example 14, the number of finely precipitated particles satisfies Claim 1 and the tensile strength and hardness are good, but the Fe content exceeds the upper limit value, and Ni / M is below the lower limit value. In addition to low heat resistance (hardness retention), coarse crystal / precipitate particles were formed, and etching properties were reduced.

比較例15は、P含有量が下限値を下回り、(Ni+M)/Pが上限値を超えているため、微細析出粒子の個数が下限値を下回り、引張強さ、硬さ及び耐熱性がいずれも低かった。   In Comparative Example 15, since the P content is below the lower limit and (Ni + M) / P exceeds the upper limit, the number of finely precipitated particles is lower than the lower limit, and the tensile strength, hardness, and heat resistance are increased. Was also low.

比較例16は、微細析出粒子の個数は請求項1を満足し、引張強さ、硬さ及び耐熱性がいずれも良好であるが、P含有量が上限値を超え、(Ni+M)/Pが下限値を下回っているため、粗大な晶・析出物粒子が生成し、エッチング性が低下した。また、P含有量が上限値を超え、(Ni+M)/Pが下限値を下回っているため、Pの固溶量が増加し、酸化膜密着保持温度も低かった。   In Comparative Example 16, the number of finely precipitated particles satisfied Claim 1, and the tensile strength, hardness and heat resistance were all good, but the P content exceeded the upper limit, and (Ni + M) / P was Since it was below the lower limit, coarse crystal / precipitate particles were generated, and the etching property was lowered. Further, since the P content exceeded the upper limit value and (Ni + M) / P was below the lower limit value, the solid solution amount of P increased and the oxide film adhesion holding temperature was low.

比較例17は、微細析出粒子の個数は請求項1を満足するが、Sn含有量が下限値を下回っているため、微細析出粒子のSn含有量も下限値を下回っており、引張強さ及び硬さが不足していた。   In Comparative Example 17, the number of finely precipitated particles satisfies Claim 1, but since the Sn content is below the lower limit, the Sn content of the finely precipitated particles is also below the lower limit, and the tensile strength and The hardness was insufficient.

比較例18は、微細析出粒子の個数は請求項1を満足し、引張強さ及び硬さは良好であるが、Sn含有量が上限値を超えているため、粗大な晶・析出物粒子が生成して、耐熱性(硬さ保持率)、エッチング性が低下すると共に、導電率も大きく低下した。また、Sn含有量が上限値を上回っているため、酸化膜密着保持温度も低かった。   In Comparative Example 18, the number of finely precipitated particles satisfies Claim 1 and the tensile strength and hardness are good, but the Sn content exceeds the upper limit value. As a result, the heat resistance (hardness retention) and the etching property were lowered, and the conductivity was also greatly lowered. Moreover, since Sn content exceeded the upper limit, the oxide film adhesion holding temperature was also low.

比較例19は、微細析出粒子の個数は請求項1を満足し,引張強さ、硬さ、耐熱性(硬さ保持率)は良好であるが、Zn含有量が下限値を下回っているため、酸化膜密着保持温度が低下した。   In Comparative Example 19, the number of finely precipitated particles satisfies Claim 1, and the tensile strength, hardness, and heat resistance (hardness retention) are good, but the Zn content is below the lower limit. The oxide film adhesion holding temperature decreased.

比較例20は、微細析出粒子の個数は請求項1を満足し、引張強さ、硬さ、耐熱性(硬さ保持率)は良好であるが、Zn含有量が上限値を超えているため、粗大な晶・析出物粒子が生成し、エッチング性が低下した。また、この比較例20は、実施例7,8との比較から、酸化膜密着保持温度の向上効果が飽和していることがわかる。   In Comparative Example 20, the number of finely precipitated particles satisfies Claim 1, and the tensile strength, hardness, and heat resistance (hardness retention) are good, but the Zn content exceeds the upper limit. As a result, coarse crystal / precipitate particles were formed, and the etching property decreased. Further, it can be seen from the comparison with Examples 7 and 8 that the effect of improving the oxide film adhesion holding temperature is saturated in Comparative Example 20.

Figure 0005468423
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次に、表面性状と、酸化膜密着保持温度との関係に関する試験結果について説明する。この実施例2においては、表1の実施例2の鋳塊から、実施例1と同様の方法及び条件により、厚さが0.2mmの銅合金板を得た。従って、組成、成分比、母材組織、並びに引張強さ、破断伸び、硬さ、導電率、耐熱性、エッチング加工性という特性は、表3の実施例2と同等であった。   Next, test results regarding the relationship between the surface properties and the oxide film adhesion holding temperature will be described. In Example 2, a copper alloy plate having a thickness of 0.2 mm was obtained from the ingot of Example 2 in Table 1 by the same method and conditions as in Example 1. Therefore, the properties of composition, component ratio, base material structure, tensile strength, elongation at break, hardness, electrical conductivity, heat resistance and etching processability were equivalent to those in Example 2 in Table 3.

但し、焼鈍は2回の焼鈍及び低温焼鈍と共に、N+10%H雰囲気(露点:−20℃以下、O濃度:50ppm以下)中で行い、焼鈍前後の洗浄処理を変化させることによって、銅合金板の表面性状(相対的C量、微細結晶粒の面積比)を変化させ、酸化膜密着保持温度の評価を行った。この場合に、2回の焼鈍前後の洗浄処理は、同一方法及び条件で行った。 However, annealing is performed in N 2 + 10% H 2 atmosphere (dew point: −20 ° C. or lower, O 2 concentration: 50 ppm or lower) together with two annealings and low temperature annealing, and by changing the cleaning treatment before and after annealing, The surface properties (relative C amount, area ratio of fine crystal grains) of the copper alloy plate were changed, and the oxide film adhesion holding temperature was evaluated. In this case, the cleaning process before and after the two annealings was performed under the same method and conditions.

これらの処理条件を表4及び表5に示す。但し、表4及び表5において、アルカリ浸漬洗浄、アルカリ陰極電解洗浄は、夫々、水酸化ナトリウムを主成分とし、その他のりん酸塩、ケイ酸塩、炭酸塩、界面活性剤を含有する代表的な市販のアルカリ浸漬洗浄溶薬剤及びアルカリ陰極電解洗浄用薬剤を使用した。また、2回の焼鈍の後処理の中で一部行っている化学的溶解処理は、硫酸と過酸化水素を主成分とする代表的な市販の水溶液を使用した。また、得られた表面性状及び特性を表6に示す。なお、表6において、請求項3から外れる項目について下線を付して示し、また特性が不足するものを下線で示した。   These processing conditions are shown in Tables 4 and 5. However, in Tables 4 and 5, alkali dipping cleaning and alkali cathodic electrolysis cleaning are representative of sodium hydroxide as the main component and other phosphates, silicates, carbonates, and surfactants, respectively. Commercially available alkaline immersion cleaning solution and alkaline cathode electrolytic cleaning agent were used. In addition, a typical commercially available aqueous solution mainly composed of sulfuric acid and hydrogen peroxide was used for the chemical dissolution treatment partially performed in the post-treatment of the two annealings. Table 6 shows the obtained surface properties and characteristics. In Table 6, items deviating from claim 3 are underlined, and items with insufficient characteristics are underlined.

Figure 0005468423
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表4及び表5に示すように、実施例1〜10は、2回の焼鈍及び低温焼鈍とともに、夫々の焼鈍前後で適切な洗浄処理が行われているため、銅合金板の表面にアルカリ陰極電解洗浄を行った後のXPS分析による表面のC1s/Cu2p(相対的C量)が0.35以下で良好であると共に、銅合金板表面のEBSD分析による観察面積に対する微細結晶粒(円相当径が0.5μm未満)の面積比も0.90以下で良好となっている。   As shown in Tables 4 and 5, in Examples 1 to 10, since appropriate cleaning treatment was performed before and after each annealing as well as two annealings and low-temperature annealing, an alkali cathode was formed on the surface of the copper alloy plate. Surface C1s / Cu2p (relative C content) by XPS analysis after electrolytic cleaning is good at 0.35 or less, and fine crystal grains (equivalent circle diameter) relative to the observation area by EBSD analysis of the copper alloy plate surface Is less than 0.50m, it is good at 0.90 or less.

この結果、実施例1〜10の銅合金板の酸化膜密着保持温度は、240℃以上で良好であった。また、相対的C量と微細結晶粒の面積比が、夫々小さくなるほど、酸化膜密着保持温度が向上する(高くなる)傾向にあることが認められる。   As a result, the oxide film adhesion retention temperature of the copper alloy plates of Examples 1 to 10 was good at 240 ° C. or higher. Further, it is recognized that the oxide film adhesion holding temperature tends to be improved (increased) as the relative C amount and the area ratio of the fine crystal grains become smaller.

これに対し、比較例11〜13は、2回の焼鈍及び低温焼鈍のいずれも、焼鈍前の洗浄処理をエタノールによる浸漬洗浄のみとしていることから、相対的C量が上限値を上回り、酸化膜密着保持温度が低いものであった。   On the other hand, in Comparative Examples 11 to 13, since both the annealing and the low-temperature annealing are performed only by immersion cleaning with ethanol, the relative C amount exceeds the upper limit, and the oxide film The adhesion holding temperature was low.

また、比較例14〜16は、低温焼鈍後に研磨を行うことにより、微細結晶粒の面積比が0.90以上と大きくなり、このため、酸化膜密着保持温度が低下した。   Further, in Comparative Examples 14 to 16, by polishing after low-temperature annealing, the area ratio of fine crystal grains was increased to 0.90 or more, and the oxide film adhesion holding temperature was lowered.

本発明に係る銅合金材は、優れた酸化膜密着性を有し、また、本発明に係る銅合金板によれば、リードフレーム用素材に必要とされる適度な曲げ加工性を有する。これにより、本発明に係る銅合金材は、リードフレーム用素材としての使用に限定されず、他の電気・電子部品用素材全般に、好適に使用することができる。   The copper alloy material according to the present invention has excellent oxide film adhesion, and according to the copper alloy plate according to the present invention, it has an appropriate bending workability required for a lead frame material. Thereby, the copper alloy material according to the present invention is not limited to use as a lead frame material, but can be suitably used for other materials for electric / electronic parts in general.

Claims (3)

Ni:0.4乃至1.0質量%、Fe及びCoからなる群から選択された少なくとも1種の元素M:総量で0.03乃至0.3質量%、P:0.05乃至0.2質量%、Sn:0.1乃至3質量%、Zn:0.05乃至2.5質量%、Cr:0.0005乃至0.05質量%を含有し、Ni及びMの含有量とPの含有量との比(Ni+M)/Pが4乃至12であり、NiとMとの比Ni/Mが3乃至12であり、残部がCu及び不可避的不純物からなる組成を有し、
金属組織において、粒径が1乃至20nmの微細なP化物析出粒子の個数が300個/μm以上であり、粒径が100nmを超える粗大な晶・析出物粒子の個数が0.5個/μm以下であり、
前記P化物析出粒子におけるSnの含有量が、EDX分析による質量%比:Sn/(Ni+M+P+Sn)で0.01以上であり、
圧延方向に平行の方向の引張試験における破断伸びが5%以上であることを特徴とする高強度高耐熱性銅合金材。
Ni: 0.4 to 1.0 mass%, at least one element selected from the group consisting of Fe and Co M: 0.03 to 0.3 mass% in total, P: 0.05 to 0.2 Containing mass%, Sn: 0.1 to 3 mass%, Zn: 0.05 to 2.5 mass%, Cr: 0.0005 to 0.05 mass%, Ni and M content and P content The ratio (Ni + M) / P to the amount is 4 to 12, the ratio Ni / M of Ni to M is 3 to 12, and the balance is composed of Cu and inevitable impurities,
In the metal structure, the number of fine P precipitate particles having a particle size of 1 to 20 nm is 300 / μm 2 or more, and the number of coarse crystal / precipitate particles having a particle size exceeding 100 nm is 0.5 / μm 2 or less,
The Sn content in the P-compound-precipitated particles is 0.01 or more by mass% ratio by Sn / (Ni + M + P + Sn) by EDX analysis,
A high-strength, high-heat-resistant copper alloy material having a breaking elongation of 5% or more in a tensile test in a direction parallel to the rolling direction.
更に、Al及びMnからなる群から選択された少なくとも1種の元素を総量で0.0005乃至0.05質量%含有することを特徴とする請求項1に記載の高強度高耐熱性銅合金材。 The high-strength, high-heat-resistant copper alloy material according to claim 1, further comprising 0.0005 to 0.05 mass% in total of at least one element selected from the group consisting of Al and Mn. . アルカリ陰極電解洗浄を行った後のXPS分析による表面のCu2pのピーク面積値に対するC1sのピーク面積値の比C1s/Cu2pが0.35以下であり、表面をEBSD分析で観察したときの観察面積に対する円相当径が0.5μm未満の微細結晶粒の面積比が0.90以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の高強度高耐熱性銅合金材。 The ratio C1s / Cu2p of the peak area value of C1s to the peak area value of Cu2p on the surface by XPS analysis after alkaline cathode electrolytic cleaning is 0.35 or less, and the observation area when the surface is observed by EBSD analysis The high-strength, high-heat-resistant copper alloy material according to claim 1 or 2, wherein an area ratio of fine crystal grains having an equivalent circle diameter of less than 0.5 µm is 0.90 or less.
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