JP5526105B2 - 電子部品材 - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、リードフレーム（半導体等）や端子（コネクタも含む）等の通電材に使用する電子部品材に関する。
従来、半導体装置に使用されるリードフレームや、コネクタに使用される端子等は、その導電性や組立て時の強度等を考慮して、Ｃｕ合金で構成されていることが多い（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、Ｃｕ合金で製造される電子部品は、その重量が重いため、軽量化が求められている。また、Ｃｕ合金は、原材料費が高くコストがかかるため、安価な材料が求められている。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、Ｃｕ合金の代わりに使用でき、軽量化が図れると共に、原材料費の低減も図れる電子部品材を提供することを目的とする。
前記目的に沿う本発明に係る電子部品材は、引張強度を２００〜３００ＭＰａかつビッカース硬度Ｈｖを６５〜１００にしたＡｌ合金の基材の表面に、Ｚｎ又はＺｎ合金の第２のめっき層を介して、Ｎｉ、Ｎｉ合金、Ｃｕ、Ｃｕ合金、Ａｇ、Ａｇ合金、Ｓｎ、Ｓｎ合金、Ｐｄ、Ｐｄ合金、Ａｕ、又はＡｕ合金のいずれか１種又は２種以上で構成される第１のめっき層が形成されており、
前記Ａｌ合金の基材は、Ｓｉ：０質量％以上０．４質量％以下、Ｆｅ：０質量％以上０．５質量％以下、Ｃｕ：０質量％以上２．４質量％以下、Ｍｎ：０．０５質量％以上１．０質量％以下、Ｍｇ：２．４質量％以上５．６質量％以下、Ｃｒ：０質量％以上０．３５質量％以下、Ｚｎ：０質量％以上７．３質量％以下、及びＴｉ：０質量％以上０．２質量％以下を含有し、その他不可避的不純物を含み、
前記第１のめっき層の平均厚みは、０．５〜１０μｍであり、
前記第２のめっき層の平均厚みは、０を超え５．０μｍ以下であり、
自動車用の接点部品又はブスバー用部品である。
前記Ａｌ合金の基材は、Ｓｉ：０質量％以上０．４質量％以下、Ｆｅ：０質量％以上０．５質量％以下、Ｃｕ：０質量％以上２．４質量％以下、Ｍｎ：０．０５質量％以上１．０質量％以下、Ｍｇ：２．４質量％以上５．６質量％以下、Ｃｒ：０質量％以上０．３５質量％以下、Ｚｎ：０質量％以上７．３質量％以下、及びＴｉ：０質量％以上０．２質量％以下を含有し、その他不可避的不純物を含み、
前記第１のめっき層の平均厚みは、０．５〜１０μｍであり、
前記第２のめっき層の平均厚みは、０を超え５．０μｍ以下であり、
自動車用の接点部品又はブスバー用部品である。
本発明に係る電子部品材は、電子部品材に使用するために十分な強度と導電性を備えることができる。また、このＡｌ合金の基材の表面に第１のめっき層を形成することで、この電子部品材を自動車用の接点部品やブスバー用部品に使用する場合において、接触信頼性（接触抵抗）、耐食性、強度、導電率等を、良好にできる。
従って、銅合金（純銅も含む）の代わりにＡｌ合金を使用でき、軽量化が図れると共に、原材料費の低減も図れる。
従って、銅合金（純銅も含む）の代わりにＡｌ合金を使用でき、軽量化が図れると共に、原材料費の低減も図れる。
本発明に係る電子部品材は、Ａｌ合金の基材の表面に、Ｚｎ又はＺｎ合金の第２のめっき層を介して第１のめっき層が形成されているので、Ａｌ合金の基材の表面に、電子部品材に要求される第１のめっき層を安定に形成することが可能になる。
ここで、第２のめっき層の平均厚みを０を超え５．０μｍ以下（置換めっきのみの場合は、望ましくは１．０μｍ以下）にしているので、経済性等を考慮して過剰に厚くし過ぎることなく、Ａｌ合金の基材への第１のめっき層の結合力を十分に確保できる。
ここで、第２のめっき層の平均厚みを０を超え５．０μｍ以下（置換めっきのみの場合は、望ましくは１．０μｍ以下）にしているので、経済性等を考慮して過剰に厚くし過ぎることなく、Ａｌ合金の基材への第１のめっき層の結合力を十分に確保できる。
そして、第１のめっき層の平均厚みを０．５〜１０μｍにしているので、特に、第１のめっき層が単一のＮｉめっきである場合や、またＮｉめっきの平均厚みを０．５〜１０μｍにする場合は、経済性等を考慮して過剰に厚くし過ぎることなく、例えば、良好なはんだの濡れ性を確保できる。
また、電子部品材が自動車用の接点部品又はブスバー用部品であり、従来、純銅や銅合金が使用されてきた部分に使用できるため、本発明の効果がより顕著になる。
また、電子部品材が自動車用の接点部品又はブスバー用部品であり、従来、純銅や銅合金が使用されてきた部分に使用できるため、本発明の効果がより顕著になる。
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１に示すように、本発明の一実施の形態に係る電子部品材は、通電材として従来使用していたＣｕ合金（銅合金）の代わりにＡｌ合金（アルミニウム合金）を基材（母材）１０として使用することで、軽量化が図れると共に、原材料費の低減も図れるリードフレーム１１である。以下、詳しく説明する。
図１に示すように、本発明の一実施の形態に係る電子部品材は、通電材として従来使用していたＣｕ合金（銅合金）の代わりにＡｌ合金（アルミニウム合金）を基材（母材）１０として使用することで、軽量化が図れると共に、原材料費の低減も図れるリードフレーム１１である。以下、詳しく説明する。
リードフレーム１１の基材１０となるＡｌ合金は、焼きなまし処理し、引張強度を２００〜３００ＭＰａかつビッカース硬度Ｈｖを６５〜１００にしたものである。
ここで、引張強度を２００〜３００ＭＰａ、ビッカース硬度Ｈｖを６５〜１００としたのは、Ａｌ合金をリードフレームとして使用するために必要な強度と硬度を備えるためである。具体的には、引張強度が２００ＭＰａ未満、又はビッカース硬度Ｈｖが６５未満の場合、基材が軟らか過ぎて、リードフレームの基材として使用できない。また、引張強度が３００ＭＰａ超、又はビッカース硬度Ｈｖが１００超となる場合、リードフレームの基材として使用可能な導電率（例えば、２５％ＩＡＣＳ以上程度）を備えることができず（導電率が低くなり、電気が流れにくくなる）、曲げ加工性も維持できない。
ここで、引張強度を２００〜３００ＭＰａ、ビッカース硬度Ｈｖを６５〜１００としたのは、Ａｌ合金をリードフレームとして使用するために必要な強度と硬度を備えるためである。具体的には、引張強度が２００ＭＰａ未満、又はビッカース硬度Ｈｖが６５未満の場合、基材が軟らか過ぎて、リードフレームの基材として使用できない。また、引張強度が３００ＭＰａ超、又はビッカース硬度Ｈｖが１００超となる場合、リードフレームの基材として使用可能な導電率（例えば、２５％ＩＡＣＳ以上程度）を備えることができず（導電率が低くなり、電気が流れにくくなる）、曲げ加工性も維持できない。
上記した引張強度とビッカース硬度Ｈｖを備えるＡｌ合金としては、Ｓｉ（ケイ素）：０．４質量％以下、Ｆｅ（鉄）：０．５質量％以下、Ｃｕ：２．４質量％以下、Ｍｎ（マンガン）：０．０５〜１．０質量％、Ｍｇ（マグネシウム）：２．４〜５．６質量％、Ｃｒ（クロム）：０．３５質量％以下、Ｚｎ（亜鉛）：７．３質量％以下、及びＴｉ（チタン）：０．２質量％以下を含有し、その他不可避的不純物を含有するものがある。なお、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｚｎ、及びＴｉの各下限値は、０又は０質量％超である。
このＡｌ合金は、Ａｌの耐食性を劣化させずに強度を向上させたものであり、ＪＩＳ規格に示される５０００番系（Ａｌ−Ｍｇ系）、６０００番系（Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系）、及び７０００番系（Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系）のＡｌ合金に相当する。
そして、このＡｌ合金は更に焼きなまし処理（例えば、３３０〜３６０℃程度）がなされているため、はんだ付け時に熱がかかっても、強度劣化を抑制、更には防止できる。
従って、半導体の組立て時に変形しない強度を備えると共に、半導体製品として必要な強度を備えることができる。
このＡｌ合金は、Ａｌの耐食性を劣化させずに強度を向上させたものであり、ＪＩＳ規格に示される５０００番系（Ａｌ−Ｍｇ系）、６０００番系（Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系）、及び７０００番系（Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系）のＡｌ合金に相当する。
そして、このＡｌ合金は更に焼きなまし処理（例えば、３３０〜３６０℃程度）がなされているため、はんだ付け時に熱がかかっても、強度劣化を抑制、更には防止できる。
従って、半導体の組立て時に変形しない強度を備えると共に、半導体製品として必要な強度を備えることができる。
なお、高強度のＡｌ合金である６０００番系のＡｌ合金（Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系）の一部は、はんだ付け時に加わる熱（例えば、３６０℃程度）で軟化する恐れがある。このため、上記した構成のＡｌ合金（例えば、ＪＩＳ規格のＡ ５１５４、５０５６、５０８２、５１８２、５０８３、５０８６、７０７５、７１７８等を含む）を使用しているが、特に、ＪＩＳ規格のＡ ５１８２−Ｏ材を使用することが好ましい。この「Ｏ材」とは、焼きなまししたものを意味する。
具体的には、Ｓｉ：０．２０質量％以下、Ｆｅ：０．３５質量％以下、Ｃｕ：０．１５質量％以下、Ｍｎ：０．２０〜０．５０質量％、Ｍｇ：４．０〜５．０質量％、Ｚｎ：０．２５質量％以下、Ｃｒ：０．１０質量％以下、及びＴｉ：０．１０質量％以下を含有するものであり、更に３４５℃程度で焼きなまし処理がなされ、引張強度を２５０〜２９０ＭＰａかつビッカース硬度Ｈｖを６７〜９０程度にしたものである。
具体的には、Ｓｉ：０．２０質量％以下、Ｆｅ：０．３５質量％以下、Ｃｕ：０．１５質量％以下、Ｍｎ：０．２０〜０．５０質量％、Ｍｇ：４．０〜５．０質量％、Ｚｎ：０．２５質量％以下、Ｃｒ：０．１０質量％以下、及びＴｉ：０．１０質量％以下を含有するものであり、更に３４５℃程度で焼きなまし処理がなされ、引張強度を２５０〜２９０ＭＰａかつビッカース硬度Ｈｖを６７〜９０程度にしたものである。
なお、上記したＪＩＳ規格のＡ ５１５４は、Ｓｉ：０．２５質量％以下、Ｆｅ：０．４０質量％以下、Ｃｕ：０．１０質量％以下、Ｍｎ：０．１０質量％以下、Ｍｇ：３．１〜３．９質量％、Ｚｎ：０．２０質量％以下、Ｃｒ：０．１５〜０．３５質量％、及びＴｉ：０．２０質量％以下を含有するものである。
また、Ａ ５０５６は、Ｓｉ：０．３０質量％以下、Ｆｅ：０．４０質量％以下、Ｃｕ：０．１０質量％以下、Ｍｎ：０．０５〜０．２０質量％、Ｍｇ：４．５〜５．６質量％、Ｚｎ：０．１０質量％以下、及びＣｒ：０．０５〜０．２０質量％を含有するものである。
Ａ ５０８２は、Ｓｉ：０．２０質量％以下、Ｆｅ：０．３５質量％以下、Ｃｕ：０．１５質量％以下、Ｍｎ：０．１５質量％以下、Ｍｇ：４．０〜５．０質量％、Ｚｎ：０．２５質量％以下、Ｃｒ：０．１５質量％以下、及びＴｉ：０．１０質量％以下を含有するものである。
また、Ａ ５０５６は、Ｓｉ：０．３０質量％以下、Ｆｅ：０．４０質量％以下、Ｃｕ：０．１０質量％以下、Ｍｎ：０．０５〜０．２０質量％、Ｍｇ：４．５〜５．６質量％、Ｚｎ：０．１０質量％以下、及びＣｒ：０．０５〜０．２０質量％を含有するものである。
Ａ ５０８２は、Ｓｉ：０．２０質量％以下、Ｆｅ：０．３５質量％以下、Ｃｕ：０．１５質量％以下、Ｍｎ：０．１５質量％以下、Ｍｇ：４．０〜５．０質量％、Ｚｎ：０．２５質量％以下、Ｃｒ：０．１５質量％以下、及びＴｉ：０．１０質量％以下を含有するものである。
Ａ ５０８３は、Ｓｉ：０．４０質量％以下、Ｆｅ：０．４０質量％以下、Ｃｕ：０．１０質量％以下、Ｍｎ：０．４０〜１．０質量％、Ｍｇ：４．０〜４．９質量％、Ｚｎ：０．２５質量％以下、Ｃｒ：０．０５〜０．２５質量％、及びＴｉ：０．１５質量％以下を含有するものである。
Ａ ５０８６は、Ｓｉ：０．４０質量％以下、Ｆｅ：０．５０質量％以下、Ｃｕ：０．１０質量％以下、Ｍｎ：０．２〜０．７質量％、Ｍｇ：３．５〜４．５質量％、Ｚｎ：０．２５質量％以下、Ｃｒ：０．０５〜０．２５質量％、及びＴｉ：０．１５質量％以下を含有するものである。
Ａ ５０８６は、Ｓｉ：０．４０質量％以下、Ｆｅ：０．５０質量％以下、Ｃｕ：０．１０質量％以下、Ｍｎ：０．２〜０．７質量％、Ｍｇ：３．５〜４．５質量％、Ｚｎ：０．２５質量％以下、Ｃｒ：０．０５〜０．２５質量％、及びＴｉ：０．１５質量％以下を含有するものである。
そして、ＪＩＳ規格のＡ ７０７５は、Ｓｉ：０．４０質量％以下、Ｆｅ：０．５０質量％以下、Ｃｕ：１．２〜２．０質量％、Ｍｎ：０．３０質量％以下、Ｍｇ：２．１〜２．９質量％、Ｚｎ：５．１〜６．１質量％、Ｃｒ：０．１８〜０．２８質量％、及びＴｉ：０．２０質量％以下を含有するものである。
Ａ ７１７８は、Ｓｉ：０．４０質量％以下、Ｆｅ：０．５０質量％以下、Ｃｕ：１．６〜２．４質量％、Ｍｎ：０．３０質量％以下、Ｍｇ：２．４〜３．１質量％、Ｚｎ：６．３〜７．３質量％、Ｃｒ：０．１８〜０．２８質量％、及びＴｉ：０．２０質量％以下を含有するものである。
Ａ ７１７８は、Ｓｉ：０．４０質量％以下、Ｆｅ：０．５０質量％以下、Ｃｕ：１．６〜２．４質量％、Ｍｎ：０．３０質量％以下、Ｍｇ：２．４〜３．１質量％、Ｚｎ：６．３〜７．３質量％、Ｃｒ：０．１８〜０．２８質量％、及びＴｉ：０．２０質量％以下を含有するものである。
なお、前記した構成、即ち引張強度とビッカース硬度Ｈｖを備え、更に、この引張強度とビッカース硬度Ｈｖを備える成分で構成されたＡｌ合金であれば、６０００番系のＡｌ合金（例えば、ＪＩＳ規格のＡ ６１０１、６００３、６００５Ａ、６Ｎ０１（６００５Ｃ）、６１５１、６０６０、６０６１、６２６２、６０６３、６１８１、６０８２等）を使用することもできる。
ここで、上記したＪＩＳ規格のＡ ６１０１は、Ｓｉ：０．３０〜０．７０質量％、Ｆｅ：０．５０質量％以下、Ｃｕ：０．１０質量％以下、Ｍｎ：０．０３質量％以下、Ｍｇ：０．３５〜０．８０質量％、Ｚｎ：０．１０質量％以下、Ｃｒ：０．０３質量％以下、及びＢ（ホウ素）：０．０６質量％以下を含有するものである。
ここで、上記したＪＩＳ規格のＡ ６１０１は、Ｓｉ：０．３０〜０．７０質量％、Ｆｅ：０．５０質量％以下、Ｃｕ：０．１０質量％以下、Ｍｎ：０．０３質量％以下、Ｍｇ：０．３５〜０．８０質量％、Ｚｎ：０．１０質量％以下、Ｃｒ：０．０３質量％以下、及びＢ（ホウ素）：０．０６質量％以下を含有するものである。
また、Ａ ６００３は、Ｓｉ：０．３５〜１．０質量％、Ｆｅ：０．６０質量％以下、Ｃｕ：０．１０質量％以下、Ｍｎ：０．８０質量％以下、Ｍｇ：０．８０〜１．５質量％、Ｚｎ：０．２０質量％以下、Ｃｒ：０．３５質量％以下、及びＴｉ：０．１０質量％以下を含有するものである。
Ａ ６００５Ａは、Ｓｉ：０．５０〜０．９０質量％、Ｆｅ：０．３５質量％以下、Ｃｕ：０．３０質量％以下、Ｍｎ：０．５０質量％以下、Ｍｇ：０．４０〜０．７０質量％、Ｚｎ：０．２０質量％以下、Ｃｒ：０．３０質量％以下、Ｔｉ：０．１０質量％以下、及びＭｎ＋Ｃｒ：０．１２〜０．５０質量％を含有するものである。
Ａ ６００５Ａは、Ｓｉ：０．５０〜０．９０質量％、Ｆｅ：０．３５質量％以下、Ｃｕ：０．３０質量％以下、Ｍｎ：０．５０質量％以下、Ｍｇ：０．４０〜０．７０質量％、Ｚｎ：０．２０質量％以下、Ｃｒ：０．３０質量％以下、Ｔｉ：０．１０質量％以下、及びＭｎ＋Ｃｒ：０．１２〜０．５０質量％を含有するものである。
Ａ ６Ｎ０１は、Ｓｉ：０．４０〜０．９０質量％、Ｆｅ：０．３５質量％以下、Ｃｕ：０．３５質量％以下、Ｍｎ：０．５０質量％以下、Ｍｇ：０．４０〜０．８０質量％、Ｚｎ：０．２５質量％以下、Ｃｒ：０．３０質量％以下、Ｔｉ：０．１０質量％以下、及びＭｎ＋Ｃｒ：０．５０質量％以下を含有するものである。
Ａ ６１５１は、Ｓｉ：０．６０〜１．２質量％、Ｆｅ：１．０質量％以下、Ｃｕ：０．３５質量％以下、Ｍｎ：０．２０質量％以下、Ｍｇ：０．４５〜０．８０質量％、Ｚｎ：０．２５質量％以下、Ｃｒ：０．１５〜０．３５質量％、及びＴｉ：０．１５質量％以下を含有するものである。
Ａ ６１５１は、Ｓｉ：０．６０〜１．２質量％、Ｆｅ：１．０質量％以下、Ｃｕ：０．３５質量％以下、Ｍｎ：０．２０質量％以下、Ｍｇ：０．４５〜０．８０質量％、Ｚｎ：０．２５質量％以下、Ｃｒ：０．１５〜０．３５質量％、及びＴｉ：０．１５質量％以下を含有するものである。
Ａ ６０６０は、Ｓｉ：０．３０〜０．６０質量％、Ｆｅ：０．１０〜０．３０質量％、Ｃｕ：０．１０質量％以下、Ｍｎ：０．１０質量％以下、Ｍｇ：０．３５〜０．６０質量％、Ｚｎ：０．１５質量％以下、Ｃｒ：０．０５質量％以下、及びＴｉ：０．１０質量％以下を含有するものである。
Ａ ６０６１は、Ｓｉ：０．４０〜０．８０質量％、Ｆｅ：０．７０質量％以下、Ｃｕ：０．１５〜０．４質量％、Ｍｎ：０．１５質量％以下、Ｍｇ：０．８０〜１．２質量％、Ｚｎ：０．２５質量％以下、Ｃｒ：０．０４〜０．３５質量％、及びＴｉ：０．１５質量％以下を含有するものである。
Ａ ６０６１は、Ｓｉ：０．４０〜０．８０質量％、Ｆｅ：０．７０質量％以下、Ｃｕ：０．１５〜０．４質量％、Ｍｎ：０．１５質量％以下、Ｍｇ：０．８０〜１．２質量％、Ｚｎ：０．２５質量％以下、Ｃｒ：０．０４〜０．３５質量％、及びＴｉ：０．１５質量％以下を含有するものである。
Ａ ６２６２は、Ｓｉ：０．４０〜０．８０質量％、Ｆｅ：０．７０質量％以下、Ｃｕ：０．１５〜０．４０質量％、Ｍｎ：０．１５質量％以下、Ｍｇ：０．８０〜１．２質量％、Ｚｎ：０．２５質量％以下、Ｃｒ：０．０４〜０．１４質量％、Ｔｉ：０．１５質量％以下、Ｂｉ（ビスマス）：０．４０〜０．７０質量％、及びＰｂ（鉛）：０．４０〜０．７０質量％を含有するものである。
Ａ ６０６３は、Ｓｉ：０．２０〜０．６０質量％、Ｆｅ：０．３５質量％以下、Ｃｕ：０．１０質量％以下、Ｍｎ：０．１０質量％以下、Ｍｇ：０．４５〜０．９０質量％、Ｚｎ：０．１０質量％以下、Ｃｒ：０．１０質量％以下、及びＴｉ：０．１０質量％以下を含有するものである。
Ａ ６０６３は、Ｓｉ：０．２０〜０．６０質量％、Ｆｅ：０．３５質量％以下、Ｃｕ：０．１０質量％以下、Ｍｎ：０．１０質量％以下、Ｍｇ：０．４５〜０．９０質量％、Ｚｎ：０．１０質量％以下、Ｃｒ：０．１０質量％以下、及びＴｉ：０．１０質量％以下を含有するものである。
Ａ ６１８１は、Ｓｉ：０．８０〜１．２質量％、Ｆｅ：０．４５質量％以下、Ｃｕ：０．１０質量％以下、Ｍｎ：０．１５質量％以下、Ｍｇ：０．６０〜１．０質量％、Ｚｎ：０．２０質量％以下、Ｃｒ：０．１０質量％以下、及びＴｉ：０．１０質量％以下を含有するものである。
Ａ ６０８２は、Ｓｉ：０．７０〜１．３質量％、Ｆｅ：０．５０質量％以下、Ｃｕ：０．１０質量％以下、Ｍｎ：０．４０〜１．０質量％、Ｍｇ：０．６０〜１．２質量％、Ｚｎ：０．２０質量％以下、Ｃｒ：０．２５質量％以下、及びＴｉ：０．１０質量％以下を含有するものである。
Ａ ６０８２は、Ｓｉ：０．７０〜１．３質量％、Ｆｅ：０．５０質量％以下、Ｃｕ：０．１０質量％以下、Ｍｎ：０．４０〜１．０質量％、Ｍｇ：０．６０〜１．２質量％、Ｚｎ：０．２０質量％以下、Ｃｒ：０．２５質量％以下、及びＴｉ：０．１０質量％以下を含有するものである。
Ａｌ合金は、上記したように、アルミニウム（密度：２．７０ｇ／ｃｍ３）を主体（Ａｌ：９０質量％以上）とする合金であり、銅（密度：８．９６ｇ／ｃｍ３）を主体とするＣｕ合金の約１／３程度の密度である。これにより、従来のＣｕ合金を使用した場合と比較して、リードフレームの軽量化が図れ、更にこのリードフレームを使用して半導体を製造することで、その重量を従来の約半分程度まで低減できる。更に、Ａｌ合金はＣｕ合金と比較して安価であるため、原材料費の低減も図れる。
また、Ａｌ合金には、例えば、ＲｏＨＳやＥＬＶ等に規定された規制物質が含まれていないため、環境にやさしく、しかもリサイクルが可能である。なお、リサイクルにかかるエネルギーも、銅合金をリサイクルする場合と比較して小さくできる。
また、Ａｌ合金には、例えば、ＲｏＨＳやＥＬＶ等に規定された規制物質が含まれていないため、環境にやさしく、しかもリサイクルが可能である。なお、リサイクルにかかるエネルギーも、銅合金をリサイクルする場合と比較して小さくできる。
このＡｌ合金の導電率（３１％ＩＡＣＳ）や熱伝導率（０．１２ｋＷ／（ｍ・℃））は、従来リードフレームに使用されているＣｕ合金の導電率（９２％ＩＡＣＳ）や熱伝導率（０．３６ｋＷ／（ｍ・℃））と比較していずれも劣るが、リードフレームの基材として使用可能な範囲である。なお、「％ＩＡＣＳ」とは、標準焼きなまし銅線を１００％とした場合に、対象物が何％の導電性をもつかという比較値である。
また、Ａｌ合金の伸び（２０〜３０％程度）は、Ｃｕ合金の伸び（４％以上）よりも大きい。
そして、曲げ加工性（成型加工性）について、Ａｌ合金はＣｕ合金と比較して加工硬化し易い材料であるため、Ｃｕ合金より劣る（破断までの繰返し曲げ回数は、Ｃｕ合金が３回であるのに対し、Ａｌ合金が２回）が、上記したＡｌ合金は、必要な強度特性を維持しつつも曲げ加工が可能である。
従って、リードフレームに、Ｃｕ合金の代わりにＡｌ合金を使用できる。
また、Ａｌ合金の伸び（２０〜３０％程度）は、Ｃｕ合金の伸び（４％以上）よりも大きい。
そして、曲げ加工性（成型加工性）について、Ａｌ合金はＣｕ合金と比較して加工硬化し易い材料であるため、Ｃｕ合金より劣る（破断までの繰返し曲げ回数は、Ｃｕ合金が３回であるのに対し、Ａｌ合金が２回）が、上記したＡｌ合金は、必要な強度特性を維持しつつも曲げ加工が可能である。
従って、リードフレームに、Ｃｕ合金の代わりにＡｌ合金を使用できる。
以上に示したＡｌ合金の基材１０の表面には、下地密着層（第２のめっき層の一例）１２と機能めっき層（第１のめっき層の一例）１３が順次形成されている。
この下地密着層１２は、Ｚｎ又はＺｎ合金めっき層で構成され、Ａｌ合金で構成される基材１０の表面に、機能めっき層１３を形成するために使用するものである。このため、下地密着層１２の平均厚みは、基材１０の表面に機能めっき層１３を形成できれば、特に限定されるものではないが、経済性等を考慮して過剰に厚くならない厚み、例えば、０を超え５．０μｍ以下（好ましくは１．０μｍ以下）とするのがよい。なお、下限値については、十分な結合力を確保できる厚み、現実的には０．００５μｍ（好ましくは、０．０１μｍ）以上であればよい。
ここで、機能めっき層１３は、下地密着層を介することなく（下地密着層：０μｍ）、Ａｌ合金の基材１０の表面に直接形成されていてもよい。
この下地密着層１２は、Ｚｎ又はＺｎ合金めっき層で構成され、Ａｌ合金で構成される基材１０の表面に、機能めっき層１３を形成するために使用するものである。このため、下地密着層１２の平均厚みは、基材１０の表面に機能めっき層１３を形成できれば、特に限定されるものではないが、経済性等を考慮して過剰に厚くならない厚み、例えば、０を超え５．０μｍ以下（好ましくは１．０μｍ以下）とするのがよい。なお、下限値については、十分な結合力を確保できる厚み、現実的には０．００５μｍ（好ましくは、０．０１μｍ）以上であればよい。
ここで、機能めっき層１３は、下地密着層を介することなく（下地密着層：０μｍ）、Ａｌ合金の基材１０の表面に直接形成されていてもよい。
また、機能めっき層１３は、リードフレームでは、はんだの濡れ性（はんだ付け性）を良好にするため、また、接点部品（端子）では、はんだの濡れ性や耐食性、また電気的な接触信頼性を良好にするため、Ａｌ合金の基材１０の最表面に形成する層であり、Ｎｉ（ニッケル）、Ｎｉ合金、Ｃｕ、Ｃｕ合金、Ａｇ（銀）、Ａｇ合金、Ｓｎ（錫）、Ｓｎ合金、Ｐｄ（パラジウム）、Ｐｄ合金、Ａｕ（金）、又はＡｕ合金のいずれか１種又は２種以上で構成されている。なお、機能めっき層を２種以上で構成する場合は、下地密着層１２の上に、例えば、Ｎｉめっき、Ｃｕめっき、及びＡｇめっきを、順次形成する場合等がある。
この機能めっき層１３は、リードフレームへの良好なはんだの濡れ性を確保するために使用するものである。このため、機能めっき層１３の平均厚みは、良好なはんだの濡れ性を確保できれば、特に限定されるものではないが、経済性等を考慮して過剰に厚くすることなく、しかも良好なはんだの濡れ性を確保できる厚み、即ち０．５〜１０μｍ（好ましくは、下限を０．７μｍ、上限を６．０μｍ、更に好ましくは、上限を５．０μｍ）とするのがよい（機能めっき層１３の平均厚みが０．５μｍ未満の場合、良好なはんだの濡れ性を確保できなくなる）。
この機能めっき層１３は、リードフレームへの良好なはんだの濡れ性を確保するために使用するものである。このため、機能めっき層１３の平均厚みは、良好なはんだの濡れ性を確保できれば、特に限定されるものではないが、経済性等を考慮して過剰に厚くすることなく、しかも良好なはんだの濡れ性を確保できる厚み、即ち０．５〜１０μｍ（好ましくは、下限を０．７μｍ、上限を６．０μｍ、更に好ましくは、上限を５．０μｍ）とするのがよい（機能めっき層１３の平均厚みが０．５μｍ未満の場合、良好なはんだの濡れ性を確保できなくなる）。
続いて、本発明の一実施の形態に係る電子部品材であるリードフレーム１０の製造方法について説明する。
まず、Ａｌ合金板からなる基材１０を準備する。このＡｌ合金板は、焼きなまし処理され、引張強度を２００〜３００ＭＰａかつビッカース硬度Ｈｖを６５〜１００にしたものであり、Ｓｉ：０．４質量％以下、Ｆｅ：０．５質量％以下、Ｃｕ：２．４質量％以下、Ｍｎ：０．０５〜１．０質量％、Ｍｇ：２．４〜５．６質量％、Ｃｒ：０．３５質量％以下、Ｚｎ：７．３質量％以下、Ｔｉ：０．２質量％以下、及びその他不可避的不純物を含有するものである。
まず、Ａｌ合金板からなる基材１０を準備する。このＡｌ合金板は、焼きなまし処理され、引張強度を２００〜３００ＭＰａかつビッカース硬度Ｈｖを６５〜１００にしたものであり、Ｓｉ：０．４質量％以下、Ｆｅ：０．５質量％以下、Ｃｕ：２．４質量％以下、Ｍｎ：０．０５〜１．０質量％、Ｍｇ：２．４〜５．６質量％、Ｃｒ：０．３５質量％以下、Ｚｎ：７．３質量％以下、Ｔｉ：０．２質量％以下、及びその他不可避的不純物を含有するものである。
次に、基材１０をスタンピング（プレス）加工、もしくはエッチング加工により、所定のリードフレーム形状に加工する。なお、この加工は、下記に示すめっき加工（下地密着層及び機能めっき層の形成）後に施してもよい。
そして、基材１０に脱脂処理を施して水洗した後に、アルカリエッチングして水洗し、このアルカリエッチングの際に生成（表層に残留）した基材１０中の不溶成分（スマット：ＭｇやＳｉ等）を、硝酸等で溶解除去（酸食）する。
これにより、基材表面が清浄化されると共に、基材表面に微小な凹凸が形成されるので、これを水洗した後、ジンケート処理を行う。
そして、基材１０に脱脂処理を施して水洗した後に、アルカリエッチングして水洗し、このアルカリエッチングの際に生成（表層に残留）した基材１０中の不溶成分（スマット：ＭｇやＳｉ等）を、硝酸等で溶解除去（酸食）する。
これにより、基材表面が清浄化されると共に、基材表面に微小な凹凸が形成されるので、これを水洗した後、ジンケート処理を行う。
ジンケート処理は、Ａｌ合金の基材１０表面に、Ｚｎ又はＺｎ合金の置換皮膜を形成する処理である。これにより、基材１０の表面に、Ｚｎ又はＺｎ合金からなる下地密着層１２が形成される。
このジンケート処理は、経済性等を考慮すれば、１回のみ行うのがよいが、製品品質の向上には、上記したジンケート処理後、更に硝酸等によりＺｎ又はＺｎ合金皮膜を除去した後、再度Ｚｎ又はＺｎ合金皮膜を施す複数回（好ましくは２回）のジンケート処理を行うことが好ましい。
この下地密着層１２の形成は、電解めっきと無電解めっきのいずれでもよい。
このジンケート処理は、経済性等を考慮すれば、１回のみ行うのがよいが、製品品質の向上には、上記したジンケート処理後、更に硝酸等によりＺｎ又はＺｎ合金皮膜を除去した後、再度Ｚｎ又はＺｎ合金皮膜を施す複数回（好ましくは２回）のジンケート処理を行うことが好ましい。
この下地密着層１２の形成は、電解めっきと無電解めっきのいずれでもよい。
そして、下地密着層１２が形成された基材１０に対し、更にＮｉ又はＮｉ合金めっきを行うことで、下地密着層１２の表面に機能めっき層１３を形成する。なお、機能めっき層１３の形成は、下地密着層１２を介することなく、機能めっき層１３が基材１０の表面に直接形成される場合もある。
この機能めっき層１３の形成は、電解めっきと無電解めっきのいずれでもよい。
これにより、リードフレーム１１を製造できる。
この機能めっき層１３の形成は、電解めっきと無電解めっきのいずれでもよい。
これにより、リードフレーム１１を製造できる。
このリードフレーム１１の使用にあっては、従来のＣｕ合金からなるリードフレームと同様の方法（例えば、エッチング等）で配線パターンを形成した後、半導体素子（図示しない）とリードフレーム１１の機能めっき層１３とをはんだによって加熱（例えば、３６０℃程度）接合する。そして、半導体素子の電極部とリードフレーム１１との間を、ＡｕやＡｌのワイヤで電気配線した後、これらの配線部を樹脂によりモールドし、最後にアウターリードを切り離すことで、半導体装置が製造される。
以上のことから、本発明の電子部品材であるリードフレーム１１を使用することで、軽量化が図れると共に、原材料費の低減も図れる。
以上のことから、本発明の電子部品材であるリードフレーム１１を使用することで、軽量化が図れると共に、原材料費の低減も図れる。
なお、前記したＡｌ合金は、上記したように、はんだ付け時に加わる熱で軟化する恐れがある場合の使用、例えば、リードフレームの使用に適している。しかし、高温に曝されにくい、更には高温に曝されることがない場合の使用、例えば、自動車用の接点部品やブスバー用部品（バスバー用部品ともいう）への使用に際しては、引張強度を９０〜７００ＭＰａかつビッカース硬度Ｈｖを３０〜２３０にしたＡｌ合金を、基材として使用できる。
ここで、引張強度を９０〜７００ＭＰａ（好ましくは、下限を１５０ＭＰａ、上限を５００ＭＰａ、更には４００ＭＰａ）、ビッカース硬度Ｈｖを３０〜２３０（好ましくは、下限を４０、上限を１７０、更には１３０）としたのは、Ａｌ合金を電子部品材、特に自動車用の接点部品やブスバー用部品として使用するために必要な強度と硬度を備えるためである。
ここで、引張強度を９０〜７００ＭＰａ（好ましくは、下限を１５０ＭＰａ、上限を５００ＭＰａ、更には４００ＭＰａ）、ビッカース硬度Ｈｖを３０〜２３０（好ましくは、下限を４０、上限を１７０、更には１３０）としたのは、Ａｌ合金を電子部品材、特に自動車用の接点部品やブスバー用部品として使用するために必要な強度と硬度を備えるためである。
具体的には、引張強度が９０ＭＰａ未満、又はビッカース硬度Ｈｖが３０未満の場合、基材が軟らか過ぎて、従来、自動車用の接点部品やブスバー用部品に使用されている銅合金や純銅の引張強度及びビッカース硬度Ｈｖを満足することができない。このため、従来の基材の代わりにＡｌ合金の基材を使用できない。なお、基材の引張強度が低くても、９０ＭＰａ以上あれば、基材の厚みを厚くすることで対応できる。また、基材をリベット止めする場合もあるため、引張強度が９０ＭＰａ以上あれば十分でもある。
一方、引張強度が７００ＭＰａ超、又はビッカース硬度Ｈｖが２３０超となる場合、自動車用の接点部品やブスバー用部品の基材として使用可能な導電率（例えば、２５％ＩＡＣＳ以上程度）を備えることができず（導電率が低くなり、電気が流れにくくなる）、曲げ加工性も維持できない。
一方、引張強度が７００ＭＰａ超、又はビッカース硬度Ｈｖが２３０超となる場合、自動車用の接点部品やブスバー用部品の基材として使用可能な導電率（例えば、２５％ＩＡＣＳ以上程度）を備えることができず（導電率が低くなり、電気が流れにくくなる）、曲げ加工性も維持できない。
上記した引張強度とビッカース硬度Ｈｖを備えるＡｌ合金としては、Ｓｉ：１３．０質量％以下、Ｆｅ：１．５質量％以下、Ｃｕ：６．８質量％以下、Ｍｎ：１．５質量％以下、Ｍｇ：５．６質量％以下、Ｃｒ：０．５質量％以下、Ｚｎ：８．４質量％以下、及びＴｉ：０．２質量％以下を含有し、その他不可避的不純物を含有するものがある。なお、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｃｒ、Ｚｎ、及びＴｉの各下限値は、０又は０質量％超である。また、上記したＡｌ合金には、Ｎｉ、Ｚｒ（ジルコニア）、Ｖ（バナジウム）、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｇａ（ガリウム）、Ｍｎ、及びＢのいずれか１種又は２種以上が含まれるものもある。
このＡｌ合金は、ＪＩＳ規格に示される２０００番系（Ａｌ−Ｃｕ系）、３０００番系（Ａｌ−Ｍｎ系）、４０００番系（Ａｌ−Ｓｉ系）、５０００番系（Ａｌ−Ｍｇ系）、６０００番系（Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系）、及び７０００番系（Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系）のＡｌ合金に相当する。
このＡｌ合金は、ＪＩＳ規格に示される２０００番系（Ａｌ−Ｃｕ系）、３０００番系（Ａｌ−Ｍｎ系）、４０００番系（Ａｌ−Ｓｉ系）、５０００番系（Ａｌ−Ｍｇ系）、６０００番系（Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系）、及び７０００番系（Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系）のＡｌ合金に相当する。
具体的には、例えば、ＪＩＳ規格のＡ ２０１１、２０１４、２０１７、２０１８、２０２４、２０２５、２１１７、２２１８、２Ｎ０１（２０３２）、３００３、３００４、３００５、３１０５、３２０３、４０３２、５１５４、５０５６、５０８２、５１８２、５０８３、５０８６、６１０１、６００３、６００５Ａ、６Ｎ０１（６００５Ｃ）、６１５１、６０６０、６０６１、６２６２、６０６３、６１８１、６０８２、７０７５、７１７８等である。
なお、上記したＪＩＳ規格の２０００番系は、Ｓｉ：１．３質量％以下、Ｆｅ：１．５質量％以下、Ｃｕ：１．５〜６．８質量％、Ｍｎ：１．２質量％以下、Ｍｇ：１．８質量％以下、Ｚｎ：０．５質量％以下、Ｃｒ：０．１質量％以下、及びＴｉ：０．２質量％以下を含有するものである。
また、ＪＩＳ規格の３０００番系は、Ｓｉ：０．６質量％以下、Ｆｅ：０．８質量％以下、Ｃｕ：０．３質量％以下、Ｍｎ：０．３〜１．５質量％、Ｍｇ：１．３質量％以下、Ｚｎ：０．４質量％以下、Ｃｒ：０．２質量％以下、及びＴｉ：０．１質量％以下を含有するものである。
また、ＪＩＳ規格の３０００番系は、Ｓｉ：０．６質量％以下、Ｆｅ：０．８質量％以下、Ｃｕ：０．３質量％以下、Ｍｎ：０．３〜１．５質量％、Ｍｇ：１．３質量％以下、Ｚｎ：０．４質量％以下、Ｃｒ：０．２質量％以下、及びＴｉ：０．１質量％以下を含有するものである。
そして、ＪＩＳ規格の４０００番系は、Ｓｉ：１１．０〜１３．０質量％、Ｆｅ：１．０質量％以下、Ｃｕ：０．５〜１．３質量％、Ｍｇ：０．８〜１．３質量％、Ｚｎ：０．２５質量％以下、及びＣｒ：０．１質量％以下を含有するものである。
また、ＪＩＳ規格の５０００番系は、Ｓｉ：０．４質量％以下、Ｆｅ：０．７質量％以下、Ｃｕ：０．２質量％以下、Ｍｎ：１．０質量％以下、Ｍｇ：０．２〜５．６質量％、Ｚｎ：０．２５質量％以下、Ｃｒ：０．５質量％以下、及びＴｉ：０．２質量％以下を含有するものである。
また、ＪＩＳ規格の５０００番系は、Ｓｉ：０．４質量％以下、Ｆｅ：０．７質量％以下、Ｃｕ：０．２質量％以下、Ｍｎ：１．０質量％以下、Ｍｇ：０．２〜５．６質量％、Ｚｎ：０．２５質量％以下、Ｃｒ：０．５質量％以下、及びＴｉ：０．２質量％以下を含有するものである。
ＪＩＳ規格の６０００番系は、Ｓｉ：０．２〜１．３質量％、Ｆｅ：１．０質量％以下、Ｃｕ：０．４質量％以下、Ｍｎ：１．０質量％以下、Ｍｇ：０．３５〜１．５質量％、Ｚｎ：０．２５質量％以下、Ｃｒ：０．３５質量％以下、及びＴｉ：０．１５質量％以下を含有するものである。
そして、ＪＩＳ規格の７０００番系は、Ｓｉ：０．４質量％以下、Ｆｅ：０．５質量％以下、Ｃｕ：２．６質量％以下、Ｍｎ：０．７質量％以下、Ｍｇ：３．１質量％以下、Ｚｎ：０．８〜８．４質量％、Ｃｒ：０．３５質量％以下、及びＴｉ：０．２質量％以下を含有するものである。
なお、以上に示したＡｌ合金については、焼きなまし処理したＡｌ合金と、焼きなまし処理していないＡｌ合金の、いずれも使用できる。
そして、ＪＩＳ規格の７０００番系は、Ｓｉ：０．４質量％以下、Ｆｅ：０．５質量％以下、Ｃｕ：２．６質量％以下、Ｍｎ：０．７質量％以下、Ｍｇ：３．１質量％以下、Ｚｎ：０．８〜８．４質量％、Ｃｒ：０．３５質量％以下、及びＴｉ：０．２質量％以下を含有するものである。
なお、以上に示したＡｌ合金については、焼きなまし処理したＡｌ合金と、焼きなまし処理していないＡｌ合金の、いずれも使用できる。
上記したＡｌ合金を使用して、電子部品材である自動車用の接点部品やブスバー用部品を製造するに際しては、まず、Ａｌ合金板からなる基材を準備する。
この基材には、その一部（例えば、基材の全体積を１００として、その１〜９０体積％）をＣｕ又はＣｕ合金で構成した基材を使用することもできる。なお、この形態には、例えば、Ａｌ合金板とＣｕ（又はＣｕ合金）板をクラッド化したもの等があり、具体的には、凹状に形状加工したＡｌ合金内に、Ｃｕ板を嵌め込んだもの等がある。
このように、基材の一部をＣｕ又はＣｕ合金にすることで、従来使用していたＣｕ合金や純銅の基材と比較して、基材のはんだ付け性と放熱性の低減を抑制できる。
この基材には、その一部（例えば、基材の全体積を１００として、その１〜９０体積％）をＣｕ又はＣｕ合金で構成した基材を使用することもできる。なお、この形態には、例えば、Ａｌ合金板とＣｕ（又はＣｕ合金）板をクラッド化したもの等があり、具体的には、凹状に形状加工したＡｌ合金内に、Ｃｕ板を嵌め込んだもの等がある。
このように、基材の一部をＣｕ又はＣｕ合金にすることで、従来使用していたＣｕ合金や純銅の基材と比較して、基材のはんだ付け性と放熱性の低減を抑制できる。
次に、基材を、スタンピング（プレス）加工、もしくはエッチング加工により、所定の接点部品形状又はブスバー用部品形状に加工する。なお、この加工は、前記したリードフレームと同様、めっき加工（下地密着層及び機能めっき層の形成）後に施してもよい。
そして、この基材の表面に、前記した方法と同様の方法により、下地密着層と機能めっき層を順次形成する。なお、上記したように、基材の一部をＣｕ又はＣｕ合金で構成した場合、その表面に、下地密着層と機能めっき層が形成されてもよく、また形成されなくてもよい。
これにより、自動車用の接点部品やブスバー用部品を製造できる。
従って、本発明の電子部品材である自動車用の接点部品やブスバー用部品を使用することで、軽量化が図れると共に、原材料費の低減も図れる。
そして、この基材の表面に、前記した方法と同様の方法により、下地密着層と機能めっき層を順次形成する。なお、上記したように、基材の一部をＣｕ又はＣｕ合金で構成した場合、その表面に、下地密着層と機能めっき層が形成されてもよく、また形成されなくてもよい。
これにより、自動車用の接点部品やブスバー用部品を製造できる。
従って、本発明の電子部品材である自動車用の接点部品やブスバー用部品を使用することで、軽量化が図れると共に、原材料費の低減も図れる。
以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組合せて本発明の電子部品材を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
１０：基材、１１：リードフレーム、１２：下地密着層（第２のめっき層）、１３：機能めっき層（第１のめっき層）
Claims (1)
- 引張強度を２００〜３００ＭＰａかつビッカース硬度Ｈｖを６５〜１００にしたＡｌ合金の基材の表面に、Ｚｎ又はＺｎ合金の第２のめっき層を介して、Ｎｉ、Ｎｉ合金、Ｃｕ、Ｃｕ合金、Ａｇ、Ａｇ合金、Ｓｎ、Ｓｎ合金、Ｐｄ、Ｐｄ合金、Ａｕ、又はＡｕ合金のいずれか１種又は２種以上で構成される第１のめっき層が形成されており、
前記Ａｌ合金の基材は、Ｓｉ：０質量％以上０．４質量％以下、Ｆｅ：０質量％以上０．５質量％以下、Ｃｕ：０質量％以上２．４質量％以下、Ｍｎ：０．０５質量％以上１．０質量％以下、Ｍｇ：２．４質量％以上５．６質量％以下、Ｃｒ：０質量％以上０．３５質量％以下、Ｚｎ：０質量％以上７．３質量％以下、及びＴｉ：０質量％以上０．２質量％以下を含有し、その他不可避的不純物を含み、
前記第１のめっき層の平均厚みは、０．５〜１０μｍであり、
前記第２のめっき層の平均厚みは、０を超え５．０μｍ以下であり、
自動車用の接点部品又はブスバー用部品であることを特徴とする電子部品材。
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