JPH02111828A - リードフレーム用銅合金の製造方法 - Google Patents

リードフレーム用銅合金の製造方法

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JPH02111828A
JPH02111828A JP26279688A JP26279688A JPH02111828A JP H02111828 A JPH02111828 A JP H02111828A JP 26279688 A JP26279688 A JP 26279688A JP 26279688 A JP26279688 A JP 26279688A JP H02111828 A JPH02111828 A JP H02111828A
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JP
Japan
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copper alloy
temperature
temperature range
heat resistance
cooling
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JP26279688A
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English (en)
Inventor
Keizo Kazama
風間 敬三
Toshiyuki Osako
敏行 大迫
Koichi Yokozawa
公一 横沢
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Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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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、半導体機器用のリードフレーム材料用銅合金
の製造方法、特にリードフレーム用CuFe合金及びC
u−Fe−Sn合金の製造方法に関する。
[従来の技術] 従来、リードフレーム材として用いられる高耐熱性Cu
−Fe合金及びCu−Fe−Sn合金の製造においては
、通常の溶解・鋳造後、800〜1050℃の温度範囲
で熱間加工し、その後冷間圧延及び焼なましにより薄板
を製造しているか、その場合得られた製品の軟化温度は
たかだか480℃である(例えば、本明細書中の比較合
金2参照)。
近年、リードフレーム材に対する高強度化の要請が高ま
っている。リードフレーム用Cu−Fe合金及びCu−
Fe−Sn合金においても、冷間加工度を高めることに
より高強度は得られるが、その場合、耐熱性、伸び、曲
げ加工性が低下するという問題点があった。
[発明が解決しようとする課題] 本発明の目的は、かかる点に鑑み、リードフレーム用C
u−Fe合金やCu−Fe−Sn合金の耐熱性、伸び及
び曲げ加工性を改善し、リードフレーム材として好適な
銅合金を提供することを目的としている。
[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するために、発明者はかかる問題点につ
いて検討を重ね、熱延終了温度を900〜1000℃と
した熱間圧延材、または熱間圧延終了後改めて900〜
1000℃に加熱した熱間圧延材について、900〜1
000℃の熱間圧延終了温度あるいは加熱温度から75
0℃までの温度範囲では20℃/s以上100℃/s以
下の冷却速度で、750℃から400℃までの温度範囲
では0.01℃/s以上20℃/s以下の冷却速度で冷
却することにより、極めて高い耐熱性、及び良好な伸び
と曲げ加工性か得られることを見出し本発明に至った。
すなわち、上記目的を達成する為に、本願発明のリード
フレーム用銅合金の製法においては、重量にしてFeを
1.0〜2.6%含む銅合金を溶解・鋳造した後、90
0℃〜1000℃の温度範囲で熱間圧延し、900℃〜
1000℃の熱間圧延終了温度あるいは再加熱温度から
750℃までの温度範囲では20℃/s以上100℃/
s以下の速度で冷却し、750〜400゛Cの温度範囲
では0.01℃/s以上20℃/S以下の速度で冷却し
、しかる後に冷間加工と中間焼鈍を加えて、耐熱性と曲
げ加工性を向上させる4る4 さらに、重量にして1.0〜2.6%のFeの他に、P
、Zn、Si、Sb、In、Al、MHlNi及びMg
よりなる群から選ばれた1種以上の元素を重lにして合
計で0.005〜0.5%含む銅合金を溶解・鋳造した
後、900℃〜1000℃の温度範囲で熱間圧延し、9
00℃〜1000℃の熱間圧延終了温度あるいは再加熱
温度から750℃までの温度範囲では20℃/s以上1
00℃/s以下の速度で冷却し、750〜400℃の温
度範囲では0.01℃/s以上20℃/s以下の速度で
冷却し、しかる後に冷間加工と中間焼鈍を加えて、耐熱
性と曲げ加工性を向上させる。
また、重量にして1.0〜2゜6%のFeおよび0.0
05〜4%のSnを含む銅合金を溶解・鋳造した後、9
00℃〜1000℃の温度範囲で熱間圧延し、900℃
〜1000℃の熱間圧延終了温度あるいは再加熱温度か
ら750℃までの温度範囲では20℃/s以上100℃
/s以下の速度で冷却し、次に750〜400℃の温度
範囲では0,01℃/s以上20℃/s以下の速度で冷
却し、しかる後に冷間加工と中間焼鈍を加えて、耐熱性
と曲げ加工性を向上させる。
さらに、重量にして1.0〜2.6%のFeと0.00
5〜4%のSnの他に、P、Zn、Si、Sb、I n
、Al、Mn、NiおよびMgよりなる群から選ばれた
1種以上の元素を重量にして合計で0.005〜0.5
%含む銅合金を溶解・鋳造した後、900℃〜1000
℃の温度範囲で熱間圧延し、900℃〜1000℃の熱
間圧延終了温度あるいは再加熱温度から750℃までの
温度範囲では20℃/s以上100℃/s以下の速度で
冷却し、次に750〜400℃の温度範囲では0.01
℃/s以上20℃/s以下の速度で冷却し、しかる後に
冷間加工と中間焼鈍を加えて、耐熱性と曲げ加工性を向
上させるのである。
[作用] 以下に、本発明銅合金の成分組成並びに処理温度の限定
理由について詳しく説明する。
Fe1lを重1で1.0〜2.6%とするのは、Fe量
が1.0重量%未満では強度、耐熱性が不足し、逆にF
enが2.6重量%を超えると粗大なFe粒が晶出し、
耐熱性、曲げ性が低下するなめである。
また、Snは強度上昇に極めて有効な添加元素であるの
で目的に応じて添加されるか、Sn量が0.005重量
%未満ではその効果か小さく、逆にSn量が41址%を
超えると曲げ異方性か強くなるので、Snの添加量は重
量で0.005〜4%とした。
又、溶湯の酸化防止、及び強度の改善を目的として、P
、Zr3 Si、Sb、I n−Al、Mn、Ni及び
Mgよりなる群から選ばれた1種以上の元素を含有する
ことかできる。この場合、1種以上のこれら元素の合計
添加量が重量で0.005%未満では上記の効果が充分
でなく、0.5%を超えると導電率が低下する。
さて、熱延温度範囲を900〜1000℃とするのは、
900℃より低い温度では変形抵抗が大きいばかりでな
く、Feの溶解度が小さくなるためであり、逆に、10
00℃より高い温度では鋳塊内部での偏析により、熱間
圧延時に溶解相が出現することがあるからである。
この溶解相出現温度はSn:a度に依存するので、熱延
温度は上記温度範囲内でFeやSnの含有量を考慮して
決定されるべきである。
また、熱延中及びその前後で、試料温度が低下する可能
性があるが、この場合も上記温度範囲から外れてはなら
ない。この温度低下により耐熱性が著しく低下するから
である。
次に、900〜1000℃の熱延終了温度から750℃
までの冷却速度を20℃/s以上100℃/ s以下と
するのは、20℃/s未満の冷却速度では粗大な析出相
を生じ、これが耐熱性、曲げ加工性を低下させると共に
、耐熱性に寄与する過飽和Fe量が減少するなめであり
、逆に、100℃/ sより大きい冷却速度を実現する
のは通常の冷却方法では困難だからである。
750℃より400℃までの温度範囲で冷却速度を0.
01℃/s以上20℃/ s e c以下とするのは、
0.01℃/s未満の冷却速度では冷却に時間がかかり
作業能率が低下するばかりでなく、析出相が粗大化し耐
熱性が低下するためであり、逆に、20℃/s以下とす
るのは、これを超えた冷却速度では耐熱性に寄与する析
出相が生じないからである。
上記のように構成された製造方法でリードフレーム用銅
合金(Cu−Fe、Cu−Fe−3n)を製造すると、
熱延上り材に対して、通常の冷延及び焼なましを施すこ
とによって、極めて高い耐熱性が得られる。tた、それ
に伴って中間焼なまし時の再結晶、粗粒化が抑制される
こと、及び粗大な析出相を含まないことから良好な曲げ
加工性ら得られる。
このように高温域と中温域とにおいてそれぞれ異なる冷
却速度で冷却することにより、極めて高い耐熱性が得ら
れる。この場合には、従来の熱間圧延材はもちろん、溶
体化・水焼入れ材よりも耐熱性が高くなるのである。ま
た、それに伴って中間焼きなまし時の再結晶、粗粒化が
抑制されることや、粗大な析出相を含まないことから良
好な曲げ加工性も得られる。
なお、本出顯と同日付は特許出願(1)では、同種の銅
合金を溶解・鋳造した後の冷却速度を制御する方法を開
示している。
[実施例] 以下の実施例により本発明を更に詳しく説明するが、本
発明はこれに限定されるものでない。
本  合金1〜10、比較合金1〜3 電気銅、電解鉄および各添加元素を含む母合金を用いて
、第1表に示す本発明合金(l〜10)及び比絞合金(
1〜3)を用意し、この時、CuFe及びCu−Fe−
3n合金はアルゴン雰囲気中で、P添加合金は木炭被覆
下の大気中で溶解第1表 し、金型(200X80X30mm3)に鋳造した。
各鋳塊を900℃〜1000℃の炉内に装入、加熱し、
熱間圧延の1パス毎に炉内に戻すことにより温度を保持
した。そして10mm厚まで熱延後、直ちに、熱延終了
温度から750℃の温度範囲、及び750 ℃から40
0℃までの温度範囲をそれぞれ異なった冷却速度の組合
せで冷却しな。
これらの温度範囲における冷却方法は、水焼入れ、水シ
ャワー吹き付け、空冷、750 ℃に昇温した炉中での
空冷の各方法で行なった。400℃〜室温の温度範囲で
は水焼入れした。なお、温度は試料近傍に埋め込んだ熱
電対で測定した。
各試料はフライスにより9.5mm厚まで面削後、冷間
圧延で1mmHの板材としな。ここで480℃、3時間
の中間焼なましを行ない、再び冷延して0.25mm厚
の板材としな後、250℃11時間の低温焼なましを施
して試験に供した。
軟化温度として、1時間の等時焼鈍を施し、硬さを測定
し、初期の硬さの80%の硬さを示す温度を求めた。
引張り試験はJISS号試験片を作成し、インストロン
型引張り試Onを用いてJ111定した。
曲げ性の評価は圧延方向に垂直な方向に試験片を採取し
、0,2Rの半径を有するW型の工具で90”曲げを実
施し、その表面の割れの有無を観察した。
軟化温度、引張り試験、曲げ性の評価の結果を第1表に
併せて示す。第1表から分かるように、本実施例による
合金は、極めて高い耐熱性と良好な曲げ性を有すること
が分かる。
本発明合金21〜30、比較合金21〜23電気銅、電
解銑及び各添加元素を含む母合金を用いて、第2表に示
す本発明合金及び比較合金を用意し、このとき、Cu−
Fe及びCu−Fe−3n合金はアルゴン雰囲気中で、
P添加合金は木炭被覆下の大気中で忍解し、金型鋳造(
200X80X30mm3)した。
各鋳塊を850℃〜950℃で10mmまで熱間圧延し
た後、これを、900〜950℃に再加熱して10分間
保持した。そして、各試料を加熱温度から750℃の温
度範囲、及び750”Cから400 ℃までの温度範囲
をそれぞれ異なった冷却速度の組合せで冷却した。また
、鋳塊を10mmの厚さに切り出して同様な熱処理をし
た。
これらの温度範囲における冷却方法は、水焼入れ、水シ
ャワー吹き付け、空冷、750℃に昇温した炉中での空
冷の各方法で行なった。400℃〜室温の温度範囲では
水焼入れした。
供試材の作成方法や測定方法は前記実施例と同じである
軟化温度、引張り試験、曲げ性の評価の結果を第2表に
併せて示す。
第2表から分かるように、本実施例による合金は、極め
て高い耐熱性と良好な曲げ性を有することか分かる。
[発明の効果コ 本発明は、以上説明したように構成されているので、以
下に記載されるような効果を奏する。
本発明の製造方法で製造されたC II −F e合金
やCu−Fe−8n合金は、高温加熱保持後、高温域と
中温域とを異なる冷却速度で冷却することにより、耐熱
性、曲げ加工性が改善されているので、これらの合金を
半導体機器用のリードフレーム材料として用いれば、高
い信顆性を有する半導体機器か得られ、工業上顕著な効
果を有する。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)重量にしてFeを1.0〜2.6%含む銅合金を
    溶解・鋳造した後、900℃〜1000℃の温度範囲で
    熱間圧延し、900〜1000℃の熱間圧延終了温度あ
    るいは再加熱温度から750℃までの温度範囲では20
    ℃/s以上100℃/s以下の速度で冷却し、750〜
    400℃の温度範囲では0.01℃/s以上20℃/s
    以下の速度で冷却し、しかる後に冷間加工と中間焼鈍を
    加えることを特徴とする耐熱性と曲げ加工性に富むリー
    ドフレーム用銅合金銅合金の製造方法。
  2. (2)重量にして1.0〜2.6%のFeの他に、P、
    Zn、Si、Sb、In、、Al、Mn、Ni及びMg
    よりなる群から選ばれた1種以上の元素を重量にして合
    計で0.005〜0.5%含む銅合金を溶解・鋳造した
    後、900℃〜1000℃の温度範囲で熱間圧延し、9
    00〜1000℃の熱間圧延終了温度あるいは再加熱温
    度から750℃までの温度範囲では20℃/s以上10
    0℃/s以下の速度で冷却し、750〜400℃の温度
    範囲では0.01℃/s以上20℃/s以下の速度で冷
    却し、しかる後に冷間加工と中間焼鈍を加えることを特
    徴とする耐熱性と曲げ加工性に富むリードフレーム用銅
    合金の製造方法。
  3. (3)重量にして1.0〜2.6%のFeおよび0.0
    05〜4%のSnを含む銅合金を溶解・鋳造した後、9
    00℃〜1000℃の温度範囲で熱間圧延し、900〜
    1000℃の熱間圧延終了温度あるいは再加熱温度から
    750℃までの温度範囲では20℃/s以上100℃/
    s以下の速度で冷却し、750〜400℃の温度範囲で
    は0.01℃/s以上20℃/s以下の速度で冷却し、
    しかる後に冷間加工と中間焼鈍を加えることを特徴とす
    る耐熱性と曲げ加工性に富むリードフレーム用銅合金の
    製造方法。
  4. (4)重量にして1.0〜2.6%のFeおよび0.0
    05〜4%のSnの他に、P、Zn、Si、Sb、In
    、Al、Mn、NiおよびMgよりなる群から選ばれた
    1種以上の元素を重量にして合計で0.005〜0.5
    %含む銅合金を溶解・鋳造した後、900℃〜1000
    ℃の温度範囲で熱間圧延し、900〜1000℃の熱間
    圧延終了温度あるいは再加熱温度から750℃までの温
    度範囲では20℃/s以上100℃/s以下の速度で冷
    却し、750〜400℃の温度範囲では0.01℃/s
    以上20℃/s以下の速度で冷却し、しかる後に冷間加
    工と中間焼鈍を加えることを特徴とする耐熱性と曲げ加
    工性に富むリードフレーム用銅合金の製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0441631A (ja) * 1990-06-04 1992-02-12 Mitsubishi Shindoh Co Ltd 半導体装置のリードフレーム用高強度Cu合金
US5463247A (en) * 1992-06-11 1995-10-31 Mitsubishi Shindoh Co., Ltd. Lead frame material formed of copper alloy for resin sealed type semiconductor devices
WO1999046415A1 (fr) 1998-03-10 1999-09-16 Mitsubishi Shindoh Corporation Alliage de cuivre et feuille mince en alliage de cuivre possedant une resistance a l'usure amelioree en tant que moule metallique d'estampage

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