JPH01263239A - 電子機器用銅合金 - 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］ 本発明は半導体リードフレーム、電子部品のリード線及
びコネクタ等の電子機器に使用される電子機器用銅合金
に関し、更に詳述すれば、強度、耐熱性及び導電性が優
れていると共に、めっき性及びはんだ付性が向上した電
子機器用銅合金に関する。

［従来の技術］ 電子機器用銅合金として代表的な半導体リードフレーム
又はコネクタ用の銅合金には、以下に示す特性が要求さ
れている。

■強度が高く、耐熱性が優れていること、■導電性が良
いこと、 ■熱伝導性が良いこと、 ■加工性（打ち抜きプレスによる加工性）が良いこと、 ■めっき性及びはんだ付性が優れていること。

そこで、これらの多様な要求に対して、例えば、リード
フレーム用材料としては、従来の４２合金（鉄−ニッケ
ル系合金）に替り、錫含有銅合金又は鉄含有銅合金等の
銅合金が開発されてきた。これは、従来の４２合金は導
電率が約３％と低いために熱伝導性も悪く、半導体の集
積度が高くなると、熱放散性が悪化してくるためである
。

従って、導電性が良く、即ち熱伝導性が優れ、熱放散し
やすい銅合金がリードフレーム用材料として使用され始
めている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしなから、従来の電子機器用銅合金は、強度、耐熱
性及び導電性を考慮して合金元素及びその添加量を決め
ており、電子機器用銅合金とじて重要な特性であるめっ
き性及びはんだ付性については、何ら考慮されていない
。このため、従来の電子機器用銅合金は、めっき性及び
はんだ付性が十分でないという欠点を有する。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
強度、耐熱性及び導電性が優れていると共に、めっき性
及びはんだ付は性が向上した電子機器用銅合金を提供す
ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る電子機器用銅合金は、０　、００５乃至０
．５重量％のＰｂ、０．３乃至１．０重量％のＳｎ及び
０．１乃至１．０重量％のＮｉを含有し、残部が銅及び
不可避的不純物であることを特徴とする。

以下、本発明に係る電子機器用銅合金の成分添加理由及
び組成限定理由について具体的に説明する。

已坦 本願発明者等は銅合金のはんだ付性を改善すべく種々実
験研究を重ねた結果、ｐｂ（鉛）が銅合金のはんだ付性
を著しく改善する効果があることを見出した。そこで、
本発明においては、銅合金のはんだ付性を向上させるた
めに、ｐｂを０．００５重量％以上添加する。ｐｂの添
加量が０．００５重量％未溝０場合は、はんだ付性の改
善効果が少ない。

一方、ｐｂ含有量が０．５重量％より多くなると、熱間
加工性が低下する。このなめ、ｐｂ含有量は０．００５
乃至０．５重量％とする。なお、ｐｂの添加によりはん
だ付性が向上する理由は、ｐｂが添加されることによっ
て、線材表面の酸化皮膜の形成が防止されるためである
と考えられる。

影工 Ｓｎ（スズ）は強度及び耐熱性を向上させる効果を有す
る。Ｓｎ含有量が０，３重量％未溝の場合はその効果が
少ない。一方、Ｓ　ｎ含有量が［０重量％を超えると、
導電率が著しく低下する。このため、Ｓｎの含有量は０
．３乃至１．０重量％にする。

ル旦 Ｎｉにッケル）はＳｎと共存することにより、その相剰
効果によって銅合金の強度と耐熱性を向上させる元素で
ある。Ｎｉ含有量が０．１重量％より低い場合は、耐熱
性向上効果か不十分であり、また、１．０重量％を超え
てＮｉを含有すると、十分な強度及び耐熱性が得られる
もの、導電率が著しく低下する。このため、Ｎｉ含有量
は０．１乃至１．０重量％にする。

［実施例］ 次に、本発明の実施例について、その比較例及び従来例
と共に説明する。

先ず、高周波誘導加熱により、市販の電気銅（純度９９
．９９重量％）を黒鉛るつぼで溶解し、次いで、ｐｂを
添加すると共に、Ｓｎ及びＮｉ含有合金元素を種々の配
合量で添加した。

溶解雰囲気は不活性カス雰囲気又は弱還元性雰囲気であ
るのが望ましいが、大気中でも溶湯表面を木炭粉で十分
に被覆すればよい。これは、銅及び合金成分が空気に触
れて酸化しないようにするためである。なお、釦を添加
した銅合金を真空雰囲気で溶解すると鉛が蒸発するため
に好ましくない。この銅合金を約１２００　’Ｃで溶解
した後、直径が２０開の丸棒に鋳造した。

次いで、この鋳造棒の表面を１朋の深さで切削し、表面
の鋳造欠陥を除去した。その後、約８゜ｏ′Ｃの温度に
加熱して熱間圧延し、直径が８市の丸棒とした。次いで
、この丸棒を直径が２．６ｍｍの線に伸線加工し、５０
０°Ｃに１時間加熱して焼鈍した後、伸線加工して、直
径が０．９ｍｍのワイヤを得た。その後、伸ひが５乃至
１０％になるように焼鈍して得られた線材の特性を求め
た。

下記第１表は、このようにして製造された本発明の実施
例並びに比較例及び従来例に係る各銅合金の組成を示す
９また、下記第２表はこれらの各銅合金について、引張
強さ、導電率、耐熱性〈半軟化温度）、はんだ付性及び
加工性を測定し又は調査した結果を示す。なお、従来例
１はスズ含有銅合金であり、従来例２は鉄含有銅合金で
ある。

第　　１　　表 第　　２　　表 但し、導電率は純銅焼鈍材の導電率を１００としたとき
の値である。また、耐熱性は半軟化温度で示した。はん
だ付性は、６０重量％のＳｎ及び４０重量％のｐｂから
なるはんだを使用して、濡れバランステストを実施し、
濡れの角度が９０度になる時間を測定し、この時間を基
に濡れ性が良好な場合をＯ１普通の場合をΔで示した。

加工性は鋳造のしやすさ、鋳造ロッドの外観均一性及び
熱間圧延で割れ又はクラックが生じたが否かにより判定
し、良好な場合を○、普通の場合を△、劣る場合を×で
示した。

第２表から明らかなように、実施例１乃至６は引張強さ
、導電率及び半軟化温度く耐熱性）がいずれも従来例又
は比較例と同等以上であるのに加え、はんだ付性及び加
工性はこれらの従来例又は比較例に比して優れている。

これに対し、鉛含有量が少ない比較例５の場合ははんだ
付性が悪い。逆に、比較例６はｐｂ含有量が高過ぎる場
合であるか、この場合は加工性が低下して熱間圧延にお
いて割れが発生しゃすくなる。更に、比較例１はＳｎ含
有量が低過ぎる場合であるが、この場合は半軟化温度の
低下が順著になると共に、引張強さも劣化する。更にま
た、比較例２のようにＳｎ含有量が高過ぎると、導電率
が低下すると共に、加工性が劣化する。更にまた、比較
例３のように、Ｎｉ含有量が低過ぎる場合は耐熱性が悪
く、半軟化温度が低いと共に、強度も低い。更にまた、
比較例４のように、Ｎｉ含有量が高過ぎると導電率が低
下する。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、Ｃｕに所定量の
ｐｂを添加したから、打抜プレス等の加工性を損うこと
なく、はんだ付性を著しく向上させることができる。ま
た、Ｓｎ及びＮｉの適量を添加したから、銅の導電率の
低下を抑制しつつ強度及び耐熱性が優れた電子機器用銅
合金を得ることができる。

従って、本発明は電子機器用鋼合金として、リードフレ
ーム、コネクタ及び各種リード線等に適用することによ
り、そのはんだ付性を向上させることができ、半導体装
置の製造上極めて有益である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）０．００５乃至０．５重量％のＰｂ、０．３乃至
   １．０重量％のＳｎ及び０．１乃至１．０重量％のＮｉ
   を含有し、残部が銅及び不可避的不純物であることを特
   徴とする電子機器用銅合金。