JPH01165788A - 耐食性及びはんだ性にすぐれた高性能リードフレーム用表面処理鋼板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、耐食性にすぐれるとともにリードフレーム製
造過程において施されるはんだ性或いはＣｕめっき性に
すぐれた性能をもつＩＣリードフレーム用表面処理鋼板
に関するものである。

（従来の技術） 近時、エレクトロニクス分野の発展に伴い集積回路（Ｉ
Ｃ）の需要が著しく増大し、リードフレーム材料の需要
も増加し、諸性能にすぐれたリードフレーム材料の開発
が強く望まれている。

一般に、リードフレーム材は帯材とした後、裁断、打抜
き加工を施し、その表面にＣｕめっき或いははんだめっ
き（浸漬はんだ或いは電気はんだめっき）を施し、Ａｇ
、　Ａｕ等がめっきされ、これにシリコンチップをボン
ディング結合（ワイヤーボンディング）してＩＣ素材と
して使用される。

従って、リードフレーム材料は打抜き成形加工性が良好
である事、めっき性がすぐれている事、はんだ性がすぐ
れている事が要求される。中でもリードフレームの端子
部がＩＣ基盤等にはんだづ→すされるため、すぐれたは
んだ性が要求される。さらには素材は上記のようなめっ
き、はんだ等が行なわれる前あるいは貯蔵時の耐錆性、
さらに各処理が行なわれた後の製品の耐錆性がすぐれて
いる事も要求される。

（発明が解決しようとする問題点） 従来、リードフレーム材料は、強度と熱膨張特性からＰ
ｅ−４２％Ｎｉ合金が主として使用されている。また、
コストと導電性の利点から銅合金も使用されている。し
かし、この銅合金も導電性及び熱放散性は優れているが
、Ｆｅ−４２％Ｎｉ合金に比べ強度が不足するため、Ｉ
Ｃの自動組立工程においてアウターリードを部材に差込
む際折れ曲がるという不都合があった。

さらには、最近ＩＣの小型化からリードフレーム素材も
極薄化の傾向にあり、高い強度が要求されている。

コストからは低炭素鋼が最も有利であるが、錆を発生し
易く耐食性の問題から使用することができない。一方、
耐食性及び強度をもつステンレス鋼は、多量のＣｒを含
有するため、めっき性及びはんだ性に問題がある。

こような問題を改善するリードフレーム用素材が例えば
特開昭５７−５０４５７号、特開昭５９−９１４９号。

特開昭６０−１０３１５８号等の各公報で紹介されてい
る。

これらは基本成分として４〜１１％のＣｒを含有し、そ
の他Ｎｉ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｚｒ等の各成
分を数％以下含有してリードフレーム用素材に必要な耐
錆性を向上し、またステンレス鋼の欠点であるめっき性
、はんだ性を改善したリードフレーム用素材である。こ
れら素材はそれなりの性能向上効果が得られるものの、
必ずしもリードフレーム用素材として充分な性能が得ら
れていない。すなわち、Ｃｕめっきのめっき密着性が充
分でなく、特にワイヤーボンディング時の加熱工程にお
いて、Ｃ。

めっき層にブリスター（めっき層の部分的な膨れ）を発
生する欠点がみられた。またエレクトロニクス分野で多
く使用されるＣ２−イオンのようなハロゲンイオンを含
有しないノンハロゲンタイプのフラックスを用いたはん
だづけ作業において、はんだが充分に着かない問題があ
った。

さらにまた、上記した公知の鋼成分の鋼板にＮｉ或いは
Ｎｉ合金めっき、またはＣｕ或いはＣｕ合金のめっきを
施したリードフレーム用素材が特開昭６１−２８４９４
８号公報に記載されている。これはＦｅ　−Ｃｒ系合金
鋼板、すなわち重量％でＣｒ；５．０〜１０．５％。

Ｃ；０．１０％以下、Ｓｉ；２．０％以下、　Ｍｎ；　
２．０％以下、　Ａｌ　；　０．１０％以下の基本成分
の他に必要に応じてＮｉ；３．０％以下＋　Ｃｕ；　２
．０％以下、　Ｍｏ；　４−０％以下のうち１種又は２
種以上、あるいはＮｂ、Ｔｉ、Ｔａ。

Ｚｒのうち１種又は２種以上を０．６％以下添加し、残
部実質的にＦｅよりなる鋼板に、Ｎｉ或いはＮｉ合金め
っき、またはＣｕ或いはＣｕ合金めっきを各々３〜５μ
のめっき層施した後冷間圧延した鋼板である。

この鋼板は冷間圧延されたまま或いは歪み取り焼鈍をし
てリードフレーム用素材として使用されるが、Ａｕまた
はＡｇのめっき性或いはばんだづけ性がＦｅ　−Ｃｒ系
ベース材のまま使用する場合に比して改善される。

しかしながら、この鋼板はめっき後の冷間圧延時にめっ
き金属が圧延ロールに付着するため、外観が平滑良好な
製品を得るのに煩雑な手入れを要するなど、製造面で問
題が多い。また、性能面に対しても次の様な問題がある
。Ｎｉ或いはＮｉ合金めっきを施した素材は、めっき性
或いははんだ性が向上するものの、浸漬はんだを行なっ
た場合、はんだ組成中のＳｎ金属とＮｉ金属が拡散反応
を生じ、硬くて脆いＮｉ−５ｎ系合金を生成する。その
生成量が多くなるとはんだ層が脆くなって、衝撃或いは
曲げ加工等を受けた場合に破壊され易い欠点（はんだ脆
性）がある。特に、この欠点はワイヤーボンディング時
に加熱を受けたり、Ｎｉ或いはＮｉ合金のめっき層が厚
くなったりした場合に発生し易い傾向にある。

又、Ｃｕ或いはＣｕ合金が施された場合は、Ｃｕ或いは
Ｃｕ合金はベースに使用されるＦｅ−Ｃｒ系組成の鋼板
に比較して著しく責な金属或いは合金であるために、湿
潤環境或いはＣ２−イオン等の腐食因子が存在する腐食
環境においてベースの鋼板が優先腐食され、赤錆発生成
いは穿孔腐食が、めっき層のピンホール部或いは加工時
の疵付き部から生じる場合がみられる。Ｎｉ或いはＮｉ
合金のめっき層が施される場合も、Ｆｅ　−Ｃｒ系鋼板
の鋼組成によっては同様の原因による耐食性不良を生じ
る問題がある。

本発明は、耐食性を向上するＣｒを含有するＦｅ　−Ｃ
ｒ系素材のリードフレーム製造工程で施されるＣｕめっ
き、電気はんだめっき等のめっき性にすぐれ、はんだ性
がすぐれるとともに、耐錆性等の耐食性をも兼ね備えた
リードフレーム用表面処理鋼板を提供する。

ｃ問題点を解決するための手段） 本発明は、重量％で、Ｃ，０，０６％以下、酸可溶＾１
　；　　０．００５〜０．１０％、Ｃｒ；３〜２０％と
、Ｔｉ　、　Ｎｂ。

Ｚｒ、Ｖの１種又は２種以上を０．０３〜０．８％、さ
らに必要に応じてＣｕ　；　０．０５〜１％、　Ｎｉ　
；　０．０５〜３％。

Ｍｏ；　０．０５〜０．５％の１種又は２種以上を含有
し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなるＣｒ含有鋼板
の表面に片面当りの付着量が１００〜３０００ｍｇ／　
ｒｄの（１０〜９０％）Ｎｉ　−Ｆｅ合金、　（１０〜
９０％）Ｃ。

−Ｐａ合金、又は（１０〜９０％）　＜Ｎｊ　＋Ｃｏ＞
　−Ｆｅ合金からなる被覆層を設けた耐食性及びはんだ
性にすぐれた高性能リードフレーム用表面処理鋼板であ
る。

（作　用） 本発明は、前記組成の鋼板に適正組成及び適正厚さのＰ
ｅ−Ｎｉ、　Ｆｅ−Ｇｏ、　Ｆｅ　−（Ｎｉ＋Ｇｏ）合
金めっき層を設けるが、これら合金めっき層は、Ｆｅが
Ｎｉ＋Ｇｏに合金化されている事により、ベース鋼板と
の電位差がＮｉ、　Ｃｏ金属の単独めっき層より小さく
なるため、めっき欠陥部の下地鋼板が優先的に腐食され
、赤錆が発生し易（なるのを防止するとともに、被覆層
自体が下地鋼板を防食して耐錆性能を主体とした耐食性
を向上させる。

また、これら合金めっき被覆層は、リードフレーム製造
工程において、Ｃｕめっき等のめっき処理に先立って施
される酸洗により容易に活性化され、めっき密着性及び
均一被覆性にすぐれためっき層が得られ、めっき性を向
上させる。

さらに、これら合金被覆層は、Ｐｂ　−Ｓｎ組成からな
る浸漬はんだに対してハロゲンイオンを含有しないフラ
ックスを使用しても、はんだ濡れ性がＣｒ含有鋼板に比
較して極めてすぐれており、またＦｅが合金化されてい
るためにＮｉ単独層に比較してこれら被覆層とＳｎとの
間に生成される合金層が少なく、さらには長期経過時或
いはワイヤーボンディング時に加熱を受けてもその成長
が抑制されるためにはんだ脆性を生じないなどの特性を
有し、はんだ性を極めて向上させる。

第１図は、７％Ｃｒを含有するＦｅ−Ｃｒ系鋼板にＮｉ
−Ｐｅ合金めっき層及びＮｉめっき層を１０００■／Ｍ
施した場合のはんだ濡れ性と、はんだ付着後に長期経過
した場合の密着性を対象とする加熱促進試験によるはん
だ密着性とを示す。

なお、はんだ性およびはんだ密着性の評価は以下の通り
行なった。

（１）はんだ性 評価材のはんだ性について、１０ＭＸ５０［１１１１１
のくけい形に剪断した評価材にロジンアルコールフラッ
クスを塗布して、１０ｍｍの剪断面を下方にして、Ｐｂ
−６０％Ｓｎ系はんだ浴に垂直に浸漬した場合の濡れ応
力と濡れ時間の測定により、そのはんだ性を以下の評価
基準により評価した。

尚、はんだ性の上記評価試験は、打抜き加工直後と室内
に１．５月間保管した経時後について、各各評価した。

その評価基準は以下の通りである。

◎・・・濡れ応力４００■以上でかつ濡れ時間７秒未満
ではんだの濡れ性及び濡れ速度共極めて良好 Ｏ・・・濡れ応力３００ｍｇ以上〜４００■未満でがつ
濡れ時間８秒未満ではんだの濡れ性及び濡れ速度共可成
り良好 Δ・・・濡れ応力２５０゛■以上〜３００■未満或いは
濡れ時間８秒以上〜１０秒未満ではんだの濡れ性或いは
濡れ速度のいずれかが若干劣る ×・・・濡れ応力２５０■未満或いは濡れ時間１０秒以
上で、はんだの濡れ性或いは濡れ速度のいずれかが極め
て劣る 尚、前記の濡れ応力及び濡れ時間の測定は、レスカ式の
はんだ濡れ性評価試験機を用い、フラックスを塗布した
評価材を溶融した温度３５０　’Ｃのはんだ浴中に一定
速度（４ｎｍ／５ｅｃ）で浸漬し、浸漬深さ４Ｍで３０
秒間浸漬を行ない、第２図に示すようにその際のメニス
コグラフ測定により濡れ応力、濡れ時間の評価を実施し
た。

（２）はんだ密着性 各評価材にノンハロゲンタイプ・フラックス（イソプロ
ピルアルコールに１３％のロジンを含有したフラックス
）を塗布して、２３０℃のｐｂ−６０％Ｓｎはんだ浴に
浸漬し、引き上げ後エアブロ−ではんだ付着厚さ８μ目
標施した。該評価材を長期経時後の密着性を想定して１
００°Ｃで６０分加熱処理して、衝撃加工（評価面に直
径１２．５ｍｍ。

高さ９　ｍｍの半球を２ｍ／ｓｅｃの速度で衝撃荷重を
加えて押し込み加工）後、テープ貼付、剥離して、その
密着性を以下の評価基準で評価した。

◎：はんだの剥離なし Ｏ：はんだの剥離面積１０％未満 Δ：はんだの剥離面積が１０％以上３０％未満×：はん
だの剥離面積が３０％以上で極めて大以上の如く、本発
明はＦｅ　−Ｃｒ系合金鋼板に被覆層を施す事によって
、リードフレーム用素材に要求される性能特性、すなわ
ち耐食性及びはんだ性にすぐれた性能特性が得られる。

以下に本発明について詳細に説明する。

転炉、電炉等の溶解炉で溶製された溶鋼を連続鋳造また
は造塊、分塊法を経てスラブとし、熱間圧延、冷間圧延
さらに焼鈍工程を経て、Ｃ、０，０６％以下、酸可溶＾
１　；　０．００５〜０．１０％、Ｃｒ；３〜２０％を
含有し、さらニＴｉ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｖの　１種又は２種
以上を０．０３〜０．８％含有した鋼板を製造する。

Ｃは強度向上元素として経済的に有利であるが、その含
有量が多過ぎるとＮｉ　−Ｆｅ、　Ｇｏ−Ｆｅ等合金め
っき被覆層のピンホール、被ｙＩＮ欠陥等を増加し、耐
食性が劣化する。すなわち、Ｃは他の元素と結合して鋼
表面にチタンカーバイト、ニオブカーバイト、クロムカ
ーバイト等を析出し、めっき被覆層の均一被覆性、めっ
き密着性等が劣化する。

したがって、めっき原板中のＣ含有量は耐食性及びめっ
き密着性から０．０６％以下、好ましくは０．０１％以
下である。

％以下である。

Ａｌは、鋼中に残存する酸可溶Ａβ（Ｓｏｊ？、Ａｆｆ
）量が０．００５％未満の歩合有量では酸素性ガスによ
る気泡の発生を防止する事が困難であり、鋼の表面欠陥
発生率を著しく高め、鋼索材自体の耐食性劣化、機械的
性質劣化の起点となる。また、０．１０％を越える過剰
な酸可溶Ａｌは、ＡＩ系酸化物を鋼表面に点在させて耐
食性劣化の起点となり、さらにめっき被覆処理に対して
均一被覆性を阻害する要因となる。従って、鋼中に含有
されるＳｏβ。

Ａ１は表面処理鋼板の性能が安定して確保できる量とし
て０．００５〜０．１０％、好ましくは０．０１〜０．
０８％である。

Ｃｒは、めっき原板の耐食性と強度を向上する元素とし
て添加する。Ｃｒ含有鋼板はＣｒ含有なし鋼板に比して
、鋼板自体の耐食性、耐食自体がすぐれているとともに
、腐食環境において電位的にＮｉ　−Ｆｅ、　Ｃｏ−Ｆ
ｅ、或いは（Ｎｉ＋Ｃｏ）　−Ｆｅ合金被覆層の電位に
近接化する。その結果として、鋼板自体の耐食性向上効
果、被覆層による耐食性向上効果及た耐錆性、耐食性が
得られる。

また、鋼中にＣｒを含有することによって機械的強度が
、耐食性と共に併せ得られる。Ｃｒ含有量が３％未満で
は耐食性と強度が得られず、またＣｒ含有量が２０％を
越える場合はＮｉ−Ｆｅ合金めっき層等との間に良好な
密着性が得られにくい事、さらに被覆層を設けても、そ
の端面のはんだ性が不充分である等の欠点を有する。ま
たリードフレーム素材に要求される電気伝導性、熱伝導
性からも、Ｃｒ含有量は少ない方が好ましい。従って、
Ｃｒ含有量の範囲は３〜２０％、好ましくは５〜１０％
である。

また、リードフレームの製造方法によっては、酸系腐食
溶液を用いて、溶解エツチング法によってリードフレー
ム形状に製作する方法が採用される。このエツチング法
では、素材のエツチングの均一容易性からＣｒ含有量を
１０％以下とするのが好ましい。

ＴＬ　Ｎｂ＋　Ｚｒ＋　Ｖはめっき原板中に含有される
Ｃ或いはＮと結合してＣｒの炭化物或いは窒化物形成を
防止し、Ｃｒの耐食性効果を有効に作用させる成分であ
る。また、Ｔｉなどの炭化物或いは窒化物が結晶粒界に
微細に析出して、めっき原板の結晶粒の粗大化を防止し
、強度を確保する。特に、機械的性質を調整するための
加熱温度の範囲が拡大できる効果もある。

このような効果を得るためにはｉ’ｉ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｖ
の１種又は２種以上で０．０３％以上含有する事が必要
であり、また、その含有量が０．８％を越えると、析出
物が多くなり過ぎ素材が脆くなって成形時に割れを発生
し、電気伝導性、熱伝導性も劣化する傾向にある。好ま
しい範囲は０．０５〜０．５％である。

また原板素材中の不可避的不純物元素については、特に
規定されるものではないが、以下述べるような含有量が
好ましい。

Ｓｉは０．６％以下が好ましい。Ｓｔは機械的強度上昇
に有効であるが、Ｓｉ含有量が過剰になるとＳｉ系酸化
物が鋼表面に点在し、合金めっき被覆処理に対して均一
被覆性を阻害するので、耐食性の点で好ましくない。従
って、０．６％以下、好ましくは０．１５％以下とする
。

Ｍｎは、耐食性に悪影響を及ぼすことはないが含有量の
増加により機械的強度が上昇し、圧延加工性が劣化する
ので１．５％以下がよい。その他、Ｐ。

Ｓについては、通常の製鋼方式で含有される範囲で０．
０２％以下がよい。特に、端面等原板素材が露出される
部分の耐錆性を向上させるためには、Ｓは０．００８％
以下が好ましい。

さらに、本発明の第２の発明においては上記の成分に加
えてＣｕ＋Ｎｉ、Ｍｏの１種又は２種以上を含有させる
。これら元素は、鋼板自体の耐錆性、耐食性を向上する
とともに、腐食環境においては前記したようにＣｒとの
複合添加によって電位が貴（カソーデイック）になり、
めっき被覆層との電位差が近接化され、Ｆｅの優先腐食
による耐錆性、耐食性能の劣化が一段と防止される。

これら元素の添加は、Ｃｕが０．０５〜０．１％、Ｎｉ
が０．０５〜３．０％、ｈＯが０．０５〜０．５％であ
る。Ｃｕの添加量が０．０５％未満では上記の耐食性効
果が得られず、また１、０％を越える場合は原板製造時
の熱延工程において赤熱脆性による割れや鋼表面にＣｕ
が濃縮することによるスケ°−ル疵を発生し易くなる。

従って、Ｃｕは０．０５〜１．０％、好ましくは０．１
〜０．５％である。

Ｎｉは、添加量が０．０５％未満では耐食性効果が得ら
れず、また３、０％を越える場合は耐食性の向上効果が
飽和するとともに、Ｃｒとの共存効果によって被覆層の
すぐれた密着性を得るための鋼表面の前処理作業が煩雑
となる。従って、その添加量は０．０５〜３．０％、好
ましくは０．１〜１．５％である。

Ｍｏの添加量が０．０５％未満では耐食性向上効果が得
られず、また０、５％を越える場合はその効果が飽和す
るとともに、材質が硬質化し、リードフレームのような
薄手材を得るための圧延加工が困難となる。従って、そ
の添加量は０．０５〜０．５０％、好ましくは０６１〜
０．３％である。

原板の材質については特に規定されるものではないが、
次の様な材質調整を施すとよい。例えば、リードフレー
ム形状への打抜き加工性を対象にした場合、延性の少な
い高強度材がすぐれており、またリードフレーム製品に
は強度と曲げ加工性が要求される。これらの観点から強
度は４５〜８５ｋｇ／ｉｎ”、好ましくは５５〜８０ｋ
ｇ／ＩＩＩＩｗ２、伸びは３〜２０％（７，５〜１５％
）の鋼板がすぐれている。鋼の素材は、冷間圧延後の鋼
板を再結晶温度以下の温度で加熱処理する焼鈍を施して
形状調整のスキンパス処理を行った原板、或いは圧延、
焼鈍を行なった原板を約２０〜４０％程度の圧下率で更
に冷間圧延した原板を使用してもよい。

このようなめっき原板に対して、めっき被覆処理に先立
ち素材表面の活性化処理として浸漬、スプレィ等による
酸洗処理、或いは電解酸洗処理が行なわれるが、Ｃｒ含
有鋼板特有の表面の酸化膜の除去、還元を均一に行なう
ためには電解酸洗処理が望ましい。すなわち、酸洗浴中
での鋼索材を陰極にした陰極電解酸洗の酸化膜還元によ
る活性化処理、鋼素材を陽極にした陽極電解酸洗の酸化
膜溶解除去による活性化処理、或いは陽極電解により酸
化膜溶解除去後更に陰極電解による表面の活性化処理を
組み合わせた方法等が採用される。これらのうち、特に
陽極電解処理後にさらに陰極電解処理を組み合わせる方
法が、Ｃｒ含有鋼特有の焼鈍過程等において形成された
強固な酸化被膜を除去、還元して表面を活性化するのに
好ましい。

これらの電解酸洗を行なう方法としては、例えばＨｚＳ
Ｏａ浴、Ｈ２Ｓ０ａ浴にＦ−イオンを含有させた浴等を
用い、電流密度ｌＯ〜６０Ａ／ｄＩＩ”　、温度が常温
〜８０°Ｃ１電解時間０．５〜１０秒の範囲がよい。

さらに、上記のような成分組成の鋼板（めっき原板）を
そのまま使用したのでは耐錆性等の耐食性、リードフレ
ーム製造工程でのＣｕ、　Ｐｂ−５ｎ合金等のめっき性
、或いは浸漬はんだに対するはんだ性がリードフレーム
用素材として不充分であり、Ｎｉ−Ｆｅ、　Ｃｏ−Ｆｅ
、或いは（Ｎｉ＋Ｇｏ）　−Ｆｅ合金のめっき被覆処理
が施される。めっき原板と合金めっき被覆層との複合効
果によって、耐錆性を中心とした耐食性、めっき性、は
んだ性能が向上する。

Ｎｉ　−Ｆｅ、　Ｃｏ−Ｆｅ、　（Ｎｉ　＋Ｃｏ）　−
Ｆｅ合金めっきの被覆処理方法は、例えば以下のような
めっき条件で被覆処理を行なうとよい。

（ａ）　　Ｎｉ−Ｆｅ合金めっき めっき浴組成の一例 Ｎ１５Ｏａ・６Ｈｚ０　　　　７５ｇ／ｊ！ＮｉＣＩｇ
・６８．０　　　１４０ｇ／ｌＦｅ５Ｏａ　・７Ｈｚ０
　　　１７０　ｇ／　ＩｔＨＪＯｓ　　　　　　　　４
５　ｇ／　１電流密度　　　　　　１０〜１００Ａ／ｄ
ｏ＋”めっき浴温　　　　　常温〜６０°Ｃ （ｂ）　　Ｃｏ−Ｆｅ合金めっき めっき浴組成の一例 Ｃ０ＳＯ４−６Ｈｚ０　　　　　５０　ｇ／　ｌＣｏＣ
ｌ２・６Ｈｚ０　　　１６０ｇ／ｌＰｅ５ｏ４・７１１
２０　　　　１８０　ｇ／　１＋１：ｌＢＯ３３０ｇ　
／　ｐ。

電流密度　　　　　　１０〜１００Ａ／ｄ＋ｎ”めっき
浴温　　　　　常温〜６０″Ｃ （Ｃ）　　（Ｎｊ＋Ｃｏ）　−Ｆｅ合金めっきめっき浴
組成の一例 ＮｉＳＯ４・６Ｔｏ０　　　　　　５０ｇ／ｌＣＯ３Ｏ
４・６Ｈｚ０　　　　　２５　ｇ／　ｔｚＮｉＣＩ２・
６８２０　　　　１００ｇ／１２ＣｏＣ１ｇ　・６Ｈｚ
０　　　　　　５０　ｇ／　ｌＦｅ５Ｏｎ　・７ＨｚＯ Ｈ２ＢＯ３３５ｇ／Ｉｌ 電流密度　　　　　１０〜１００　Ａ／ｄｍ”めっき浴
温　　　　常温〜６０°Ｃ 上記の如きめっき浴中のＮｉ”イオン、　Ｃｏ”イオン
、　Ｆｅ”イオンの含有比率を変える事によって、各々
所定の合金組成を有する合金めっき層を得る事が可能で
ある。

本発明においては、原板に対して、Ｎｉ　−Ｆｅ合金め
っき層等の被覆処理を行なう事によって、前記した様に
、耐食性、リードフレーム工程でのめっき性或いははん
だ性の向上効果等が得られるが、これらの効果を得るた
めには、めっき被覆層の合金組成及び被覆層の厚さ（付
着量）が重要であり、以下の様に規制される。すなわち
、Ｎｉ−Ｆｅ、Ｃｏ−Ｆｅ或いは（Ｎｉ＋Ｃｏ）　−Ｐ
ｅ合金めっき層のＮｉ、　Ｃｏ或いはＮｉ＋Ｃｏの含有
組成が１０％未満では、合金めっき層目体の耐食性がＦ
ｅ含有量が多いため充分でなく、リードフレーム製造工
程でめっき性及びはんだ性が向上するものの、これら合
金組成の被覆処理を施しても、腐食環境において合金め
っき層表面からの赤錆発生のため耐食性向上効果が得ら
れない。耐食性向上の点から、合金めっき組成としてＮ
ｉ、　Ｃｏ或いはＮｉとＣｏが共存して２０％以上含有
されるＦｅとの合金組成の被覆層が望ましい。

一方、これら合金めっき層に含有されるＮｉ、　Ｃ。

或いはＮｉとＣｏが共存した状態での合金元素含有率は
９０％以下に規制する。合金元素の含有率が９０％を越
えると合金層自体の耐食性向上効果及び溶融Ｐｂ　−Ｓ
ｎ合金はんだに対する濡れ拡がり性に対する向上効果が
飽和するとともに、次の様な欠点が生じる。すなわち、
Ｎｉ、　Ｃｏ等が多くなると電位が責な方向に移行する
ため、原板との電位差が拡大し、めっき欠陥部等から原
板の優先腐食による赤錆発生が生じ易くなり、耐食性が
劣化する傾向にある。また、Ｎｉ、　Ｃｏは安定した緻
密な酸化膜を生成するため、これらの含有率が９０％を
越える合金めっき層は、リードフレーム製造工程でめっ
き（Ｃｕ或いはＰｂ　−Ｓｎ電気はんだめっき等）に先
立つ酸洗活性化処理を困難にする傾向があるので均一な
めっき被覆性及びめっき密着性が得られない。

さらに、最も重要な問題は、Ｆｅに対する合金化元素が
９０％を越えた場合は、溶融Ｐｂ　−Ｓｎはんだの濡れ
性、拡がり性等の効果が飽和するとともに、はんだ中の
Ｓｎ金属とこれら合金化元素との反応或いは拡散による
Ｎｉ　−５ｎ、　Ｃｏ−Ｓｎ合金の生成量が多くなり、
これらの硬くて脆い合金層の生成によってはんだづけ部
が衝撃或いは曲げ加工等を受けた場合に破壊され易くな
る。従って、このはんだ脆性を防止するために、原板素
材に施されるＮｉ−Ｆｅ合金めっき層等の合金化元素の
含有量を９０％以下に規制する。

以上の如き欠点の発生を防止するために、これらのＦｅ
に合金化されるＮｉ、　Ｃｏ等の合金化元素の含有量は
９０％以下、好ましくは６０％以下とする。

これらの組成の合金めっき層はその被膜量（厚さ）が重
要であり、片面当りの付着量で１００〜３０００■／イ
施される事が必要である。すなわち、その被膜量が１０
０■／ボ未満では合金めっき被覆層のピンホール等の被
覆層欠陥が多く生成され、原板の露出部分の面積が多く
なるため、耐食性向上効果、めっき性或いははんだ性の
向上効果が得られにくい。また、その被膜量が３０００
■／ボを越える場合は、耐食性、めっき性、はんだ性等
の向上効果が飽和するとともに、これらの合金めっき層
を設けた素材が剪断加工等の加工を受けた場合に、被膜
にクランクが生成されたり、或いは部分的な剥離を生じ
る等の現象が起こる。さらに、Ｎｉ−Ｆｅ合金等の被膜
組成が規制されても、その付着量が多くなるとＮｉ或い
はＣＯの存在量が多くなるのでＳｎとの反応によるＮｉ
　−５ｎ、　Ｃｏ−５ｎ等の合金生成量が増加し易くな
り、はんだ脆性を生じ易くする等の欠点を生じる。従っ
て、これら合金めっき層の被膜量は１００〜３０００■
／ホ、好ましくは３００〜２０００ｍｇ／　ｒｒｒであ
る。

尚、これら合金めっき層を施す過程において、めっき浴
或いは電極等から不可避的に含有される不純物、例えば
Ｓ、Ｂ等が少量（約１％未満）被膜層に含有されても支
障をきたさない。

以上の如く構成された本発明は、リードフレーム用素材
として極めてすぐれた性能特性を有する。

（実施例） 第１表に示す鋼成分の原板素材を用いて、脱脂及び酸洗
による表面活性化処理を行なってから、第１表に示す被
膜構成からなるＮｉ　−Ｆｅ、　Ｃｏ−Ｆｅ及び（Ｎｉ
＋Ｃｏ）−Ｆｅ合金めっき層を設けた。原板素材は、冷
間圧延材を焼鈍処理した後に圧下率２０〜３０％で冷間
圧延を行なって板厚を０．２５ｍｍに調整後、再結晶温
度以下で歪み取り焼鈍を行なった高張カフ０〜８０Ｋｇ
／ｌｌ１ｍ２、伸び５〜８％、硬度（ビッカース硬度）
２３０〜２４０に調整した素材を原板素材として用いた
。

これらの評価付性能特性・評価結果を第２表に示す。

この結果、本発明はリードフレーム用素材として、比較
材に比べて極めてすぐれた性能を示した。

〔評価試験方法〕

■　合金被覆層の密着性 Ｎｉ−Ｆｅ、　Ｃｏ−Ｆｅ、　　（Ｎｉ＋Ｃｏ）　−Ｆ
ｅ合金めっき層を施した評価材について、曲率半径が０
．２５ｍｍ　（板厚と同じ）の曲げ加工を繰り返して行
ない、その後セロテープ（登録商標）を貼付、剥離して
、被覆層の剥離程度を調査した。尚、評価基準は以下の
通りである。

◎・・・繰り返し回数１０回以上、めっき被覆層の剥離
なし。

○・・・繰り返し回数７回以上〜９回でめっき被覆層の
剥離なし。

Δ・・・繰り返し回数４回以上〜６回でめっき被覆層の
剥離なし。

×・・・繰り返し回数３回以下でめっき被覆層の剥離発
生。

■　耐食性能 ａ　評価法Ａ 評価材の保管貯蔵時の耐錆性能を評価するために、評価
材を所定のリードフレーム形状（３２ピンの形状）に打
抜き加工後、リードフレーム製造工程での表面処理が施
されるまでの保管時の耐錆性能の評価を以下の促進試験
法及び評価基準により、その平面部及び打抜き端面部に
ついて行った。

（６０分冷凍・結露（−５°Ｃ）→１８０分高温湿潤（
４９°Ｃ１湿度≧９８％）→２４時間・室内放置（３０
″Ｃ））を１サイクルとして、５サイクル評価試験を実
施して、以下の評価基準で耐錆性能を相対評価した。

平面部の耐錆性評価基準 ◎・・・赤錆発生率５％以下 Ｏ・・・　　〃　　　５％超〜１０％以下Δ・・・　　
〃　　１０％超〜２０％以下×・・・　　〃　　２０％
超 ゛端面部の耐錆性評価基準 ◎・・・赤錆発生率１０％以下 ○・・・　　〃　　１０％超〜２０％以下Δ・・・　　
〃　　２０％超〜４０％以下×・・・　　〃　　４０％
超 ｂ　評価法Ｂ リードフレーム製品の耐錆性を対象とした評価試験とし
て、リードフレーム形状（３２ピンの形状）に打抜き加
工後、脱脂、浸漬酸洗を行なって、厚さ３μのＣｕめっ
きを施して、塩水噴霧試験（ＪＩＳ　−Ｃ−５０２８）
により、その耐食性を平面部及び端面部の赤錆発生状況
を観察、以下の評価基準により行なった。

◎・・・塩水噴霧試験２４時間後の赤錆発生率１％未満 Ｏ・・・　　　　　　　　　　　　赤錆発生率１％以上
〜５％未満 Δ・・・　　　　　〃　　　　　　赤錆発生率５％以上
〜１０％未満 ×・・・　　　　　〃　　　　　　赤錆発生率１０％以
上 ■　めっき性能 リードフレーム製造工程でのめっき性能を評価するため
に、以下の方法によりＣｕめっき及びｐｂ−５μ合金電
気はんだめっきを行ない、そのめっき性能を評価した。

ａ　評価法人 評価材をリードフレーム形状に打抜き加工後、脱脂（リ
ン酸ソーダー系電解脱脂）後に、ｌＯ％ｔ＋、ＳＯ，浴
を用いて、３０°Ｃで７．５秒間の浸漬酸洗を行ない、
シアンＣｕめっき浴を用いて、電流密度７．５＾／ｄｎ
＋”で厚さ３μのＣｕめっきを施し、Ｃｕめっき後の外
観調査及び以下の方法による曲げ加工試験を行なってそ
の密着性を併せ検討した。

すなわち、曲げ加工試験は、板幅０．５Ｍのアウターリ
ード部について、長さ１５ｍに剪断後、旧Ｌ　ＳＴＤ　
８８３Ｃ／２００４に従い、一端を試験治具に固定し、
試料を垂直にぶら下げ、もう一端に２３０ｇのおもりを
付けて試験治具を９０°に折曲げ後、もとにもどすとい
う工程を繰り返し実施し、Ｃｕめっき密着性の評価を行
なった。尚、評価は以下の評価基準で行なった。

◎・・・Ｃｕめっき面は均一平滑でめっき欠陥存在せず
、繰り返し曲げ回数１０回以上でＣｕめっき層の剥離な
し。

○・・・Ｃｕめっき面は均一平滑でめっき欠陥存在せず
、繰り返し曲げ回数６回以上でＣｕめっき層の剥離なし
。

△・・・Ｃｕめっき面に部分的に、明瞭なめっき欠陥が
若干発生するも、繰り返し曲げ回数６回以上でＣｕめっ
き層の剥離なし。

×・・・Ｃｕめっき面にめっき欠陥が明瞭に発生すると
ともに、繰り返し曲げ回数５回以下でＣｕめっき層の剥
離発生。

ｂ　評価法Ｂ 評価法Ａと同様のＣｕめっき後に、ワイヤーボンディン
グ時の加熱を受ける場合を想定して、４００　’Ｃで５
分間の加熱処理を行った場合のＣｕめっき面に発生する
ブリスター（Ｃｕめっき層の微細な膨み）の発生状況を
調査して、そのＣｕめっき層の密着性を評価し、以下の
評価基準でそのめっき性能の評価を行なった。

◎・・・ブリスターの発生なし。

△・・・ブリスターが５　Ｘ　５　ｃｉ面積当りに換算
して５点以下発生。

×・・・ブリスターが５Ｘ５ｃｔａ面積当りに換算して
６点以上発生。

Ｃ評価法Ｃ 前記と同様の脱脂、酸洗の前処理を施した後、アルカノ
スルフォン酸系のＰｂ−５０％Ｓｎ電気はんだめっき浴
を用い、そのめっき性の評価を行なった。電気はんだめ
っき条件としては、めっき浴温５０℃、電流密度１０Ａ
／ｃ１ｍ”で厚さ５μのめっきを施した。評価方法は、
衝撃加工（評価面に直径１２．５ｍｍ、高さ９Ｍの半球
を２ｍ／ｓｅｃの速度で衝撃荷重を加えて押し込み加工
）後、テープ貼付、剥離して、そのめっき層の密着性を
評価した。評価基準は以下の通りである。

◎・・・めっき層の剥離なし Ｏ・・・めっき層の剥離面積１０％未満Δ・・・　　〃
　　剥離面積１０％以上〜３０％未満 ×・・・　　　〃　　剥離面積３０％以上■　はんだ性
能 ａ　評価法Ａ 評価材のはんだ性について、リードフレーム製造工程で
打抜き加工後、Ｃｕめっき処理の前にはんだが行なわれ
る工程を想定して、そのはんだ性について、特に打抜き
端面部のはんだ性についての評価を行なった。すなわち
、１０１０ｍｍＸ５０のくけい形に剪断した評価材にロ
ジンアルコールフラックスを塗布して、１０ｍｍの剪断
面を下方にして、Ｐｂ−６０％Ｓｎ系はんだ浴に垂直に
浸漬した場合の濡れ応力と濡れ時間の測定により、その
はんだ性を以下の評価基準により評価した。

尚、はんだ性の上記評価試験は、打抜き加工直後と室内
に１．５月間保管した経時後について、各各評価した。

その評価基準は以下の通りである。

◎・・・濡れ応力４００ｍｇ以上でかつ濡れ時間７秒未
満ではんだの濡れ性及び濡れ速度共極めて良好 Ｏ・・・濡れ応力３００　ｍｇ以上〜４００ｍｇ未満で
かつ濡れ時間８秒未満ではんだの濡れ性及び濡れ速度共
可成り良好 Δ・・・濡れ応力２５０■以上〜３００１１Ｉｇ未満或
いは濡れ時間８秒以上〜１０秒未満ではんだの濡れ性或
いは濡れ速度のいずれかが若干劣る ×・・・濡れ応力２５０　ｍｇ未満或いは濡れ時間１０
秒以上で、はんだの濡れ性或いは濡れ速度のいずれかが
極めて劣る 尚、上記の濡れ応力及び濡れ時間の測定は、レスカ式の
はんだ濡れ性評価試験機を用い、フラックスを塗布した
評価材を溶融した温度３５０″Ｃのはんだ浴中に一定速
度（４ｍｍ／５ｅｃ）で浸漬し、浸漬深さ４ＩＩＭ１１
で３０秒間浸漬を行ない、第２図に示すようにその際の
メニスコグラフ測定により濡れ応力、濡れ時間の評価を
実施した。

ｂ　評価法Ｂ 評価材を幅３０価×長さ１００ｍｍの矩形状に剪断後、
評価材に２７％ロジンアルコール・フラックスを塗布し
、はんだ組成Ｐｂ　　６０９；Ｓｎ浴に端面部から長さ
５０ｍｍ深さまで浸漬、温度３６０°Ｃで１０秒間浸漬
して、はんだを付着させた。この後、ワイヤーボンディ
ング時の加熱処理を想定するとともに、経時に対する促
進試験をも兼ねて、２００″Ｃで６０分間の加熱処理を
行なった場合のはんだの密着性を評価した。密着性評価
法としては、曲率半径０．２５ｍｍ　（板厚と同じ）の
繰り返し曲げ加工テストを行ない、はんだの剥離状況を
調査して、そのはんだ性能を評価した。

◎・・・繰り返し曲げ回数１０回以上で、はんだの剥離
及びはんだ層にクラック生成なし。

Ｏ・・・繰り返し曲げ回数６回以上で、はんだの剥離及
びはんだ層にクランク生成なし。

△・・・繰り返し曲げ回数３回以上で、はんだの剥離及
びはんだ層にクランク生成なし。

×・・・繰り返し曲げ回数２回以下で、はんだの剥離及
びはんだ層にクランク生成。

【図面の簡単な説明】

第１図は浸漬はんだのはんだ性及びはんだ密着性評価結
果を示す図、第２図ははんだ濡れ性評価方法を示す図で
ある。 代理人　弁理士　　秋　沢　政　光 信１名 ７Ｉ′１　図 ７ｒ′２図 ワじプル取出し

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量％で、 Ｃ；０．０６％以下、 酸可溶Ａｌ；０．００５〜０．１０％、 Ｃｒ；３〜２０％ と、 Ｔｉ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｖの１種又は２種以上を０．０３〜
   ０．８％ 含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなるＣｒ含有
   鋼板の表面に片面当りの付着量が１００〜３０００ｍｇ
   ／ｍ＾２の（１０〜９０％）Ｎｉ−Ｆｅ合金、（１０〜
   ９０％）Ｃｏ−Ｆｅ合金、又は（１０〜９０％）＜Ｎｉ
   ＋Ｃｏ＞−Ｆｅ合金からなる被覆層を設けた耐食性及び
   はんだ性にすぐれた高性能リードフレーム用表面処理鋼
   板。
2. （２）重量％で、 Ｃ；０．０６％以下、 酸可溶Ａｌ；０．００５〜０．１０％、 Ｃｒ；３〜２０％ と、 Ｔｉ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｖの１種又は２種以上を０．０３〜
   ０．８％、 さらに Ｃｕ；０．０５〜１％、 Ｎｉ；０．０５〜３％、 Ｍｏ；０．０５〜０．５％ の１種又は２種以上を含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不
   純物からなるＣｒ含有鋼板の表面に片面当りの付着量が
   １００〜３０００ｍｇ／ｍ＾２の（１０〜９０％）Ｎｉ
   −Ｆｅ合金、（１０〜９０％）Ｃｏ−Ｆｅ合金、又は（
   １０〜９０％）＜Ｎｉ＋Ｃｏ＞−Ｆｅ合金からなる被覆
   層を設けた耐食性及びはんだ性にすぐれた高性能リード
   フレーム用表面処理鋼板。