JPH02111850A - 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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JPH02111850A
JPH02111850A JP26279588A JP26279588A JPH02111850A JP H02111850 A JPH02111850 A JP H02111850A JP 26279588 A JP26279588 A JP 26279588A JP 26279588 A JP26279588 A JP 26279588A JP H02111850 A JPH02111850 A JP H02111850A
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JP
Japan
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ingot
temperature range
copper alloy
rate
heat resistance
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Pending
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JP26279588A
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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
の製造方法に関し、特にリードフレーム用Cu−Fe合
金及びCu−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
内で熱間加工し、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。
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、仲ひ、曲
げ加工性が著しく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] 本願発明の目的は、かかる点に鑑み、リードフレーム用
Cu−Fe合金及びCu−Fe−Sn合金の耐熱性、仲
ひ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である。
[課題を解決するための手段] 本発明者等は、かかる問題点について検討を重ね、リー
ドフレーム用Cu−Fe合金及びCu−Fe−Sn合金
を鋳造するときの冷却速度を凝固点〜750℃の温度範
囲では20℃/s以上100℃/s以下、750℃〜4
00℃の温度範囲では0.01℃/s以上20℃/s以
下とすることにより、極めて高い耐熱性、及び良好な仲
ひ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なめに、本発明のリ
ードフレーム用銅合金の製造方法においては、重量にし
てFeを1,0〜2.6%含む銅合金を溶解・鋳造した
後、当該鋳塊を、凝固点〜750℃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、しかる後に当該鋳塊に冷間圧延と
中間焼鈍のみを加えて、強度、耐熱性及び曲げ加工性を
向上させる。
さらに、重量にして1.0〜2.6%のFeの他に、P
、Zn、Si、Sb、In、A1.Mn、NiおよびM
g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、当該鋳塊を、凝固点〜750℃の温度範囲では2
0℃/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、しかる後に当該鋳塊に冷間圧延
と中間焼鈍のみを加えて、強度、耐熱性及び曲げ加工性
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・鋳造したあと、
当該鋳塊を、凝固点〜750 ℃の温度範囲では20℃
/s以上100℃/s以下の速度で冷却し、750〜4
00℃の温度範囲では0.01℃/s以上20℃/s以
下の速度で冷却し、しかる後に当該鋳塊に冷間圧延と中
間焼鈍のみを加えて、強度、耐熱性及び曲げ加工性を向
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、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、当該鋳塊を′a固点〜
750℃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、
しかる後に当該it>tiに冷間圧延と中間焼鈍のみを
加えて、強度、耐熱性及び曲げ加工性を向上させる。
また、鋳造後900℃以下に下がった鋳味を900〜1
000℃の温度範囲に再加熱し、当該加熱温度から75
0 ℃までの高温度範囲と、750℃から400℃まで
の中湿度範囲とをそれぞれ異なった所定の冷却速度で冷
却することにより極めて高い耐熱性と良好な曲げ加工性
とを得ることができるという知見を得た。
すなわち、前述した銅合金の5jJ坤を900℃〜10
00℃の温度範囲に加熱保持し、当該加熱温度から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
る後に当該鋳塊に冷間圧延と中間焼鈍のみを加えて、強
度、i′iit熱性及び曲げ加工性を向上させるのであ
る。
[作用] 以下に1本発明の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。
Feの量を1,0〜2.6重量%とするのは、Fe量か
1.0重量%未満では強度、#4熱性が不足し、逆にF
enか2.6重量%を超えると粗大なFe粒か晶出し、
耐熱性や曲げ性が低下するためである。
Snは、強度上昇に極めて有効な添加元素であるので使
用目的に応じて添加されるが、Sn量か0.005重量
%未満ではその効果が小さく、逆に5nflが4重量%
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、
Zn、、Si、Sb、In、Al、Mn、NiおよびM
gよりなる群から選ばれた1種以上の元素を含有できる
。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、逆に
重量で0.5%を超えると導電率か低下する。
さて、凝固点より750 ℃までの温度範囲で冷却速度
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
熱性や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量が減少するためであり、逆に、100℃
/sより大きい冷却速度を実現するのは通常の鋳造方法
では困難であり、また必然性もないからである。
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
か低下するばがりでなく、析出相が組人化し耐熱性が低
下するためであり、逆に、20℃/s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−8n)を製造すると、
作製された合金が強度、耐熱性および曲げ加工性に優れ
た特性を示すはかりでなく、熱延及び時効工程を省略で
きる。
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、本出願と同日付けの特許出#J1 (2>では、
熱間圧延後に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具体的に説明するが、
本発明はこれらに限定されるものでない。
本発明合金1〜15. 比較合金1〜3原料として電気
銅、電解鉄及び各添加元素を含む銅母合金を用い、第1
表に示す本発明合金(1〜15)及び比較台金(1〜3
)を用意した。この時、Cu−Fe合金及びCu−Fe
−8R合金はアルゴン雰囲気中で溶解し、P添加合金は
大気中で溶解しな、鋳造は水冷金型を用いて、鋳型厚み
と冷却速度を変えることにより、凝固点〜750℃の温
度範囲での冷却速度を第1表に示すように変化させた。
a塊表面温度が750℃となったところで鋳型より取出
し、その後、水焼入れ、油焼入れ、空冷、750 ℃に
昇温した炉中での炉冷などの方法により、750〜40
0℃の温度範囲での冷却速度を第1表に示すように変化
させた。
40℃O〜室温の温度範囲では水焼入れした。
一方、従来例として従来合金(1〜4)を用意し、従来
の工程で35mm厚の鋳塊を950℃で熱間圧延した。
各[1及び熱延板をフライスにより片面0.5mmずつ
面削したあと、冷間圧延により1.0mm厚とした。こ
こで、480℃、3時間の中間焼鈍を行い、再び冷延し
て0.25mm厚の板材とした後、250℃、1時間の
低温焼鈍を施して試験に供した。
軟化温度は、各試料に1時間の等時焼鈍を実施した後に
試料の硬さを測定し、初期の硬さの80%の硬さを示す
温度として求めた。
引張り試験はJISS号試験片を作成し、インストロン
型引張り試験機を用いて測定した。
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の半径を持つ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て評価した。
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表から明らかなように。
第1表 冷却I 750℃迄 冷却II  750℃〜400℃迄 曲げ性○クラック認めず Xクラック認める 本発明による合金は従来合金および比較合金に較べて極
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21〜24  較人金21〜23電気銅、電
解鉄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−FeSn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し、金型鋳造(2
00x80x30mm3 )した。
各鋳塊を一旦冷却した後、900〜950℃に各鋳塊を
再加熱して10分間保持しな。そして、各試料を加熱温
度から750迄の温度範囲、および750から400ま
での温度範囲を第2表に示す異なった冷却速度の組合せ
で冷却した。その結果得られた軟化温度、引張り試験、
曲げ性の評価の結果を第2表に併せて示す、冷却方法や
供試材の作成方法は前記実施例と同じである。
第2表から分かるように、本実施例による合金も、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。
[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Cu−Fe合金やCu−
Fe−3n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
器用のレードフレームFl’lとして用いれば、高い信
頼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。
本発明による合金は従来工程材に較べて極めて高い強度
、耐熱性および良好な曲げ性を有するばかりでなく、熱
延及び時効工程を省略できるので、コスト的にも極めて
有利である。

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、あるいは当該鋳塊を900〜100
    0℃に再加熱した後、凝固点あるいは900〜1000
    ℃の再加熱温度から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、750〜4
    00℃の温度範囲では0.01℃/s以上20℃/s以
    下の速度で冷却し、しかる後に当該鋳塊に冷間圧延と中
    間焼鈍のみを加えることを特徴とする、強度、耐熱性及
    び曲げ加工性に富むリードフレーム用銅合金の製造方法
  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、あるいは当該鋳塊を900〜1000℃に再加熱し
    た後、凝固点あるいは900〜1000℃の再加熱温度
    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、しかる後に当該鋳塊に冷間圧延と中間焼鈍のみを加
    えることを特徴とする、強度、耐熱性及び曲げ加工性に
    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、あ
    るいは当該鋳塊を900〜1000℃に再加熱した後、
    凝固点あるいは900〜1000℃の再加熱温度から7
    50℃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
    かる後に当該鋳塊に冷間圧延と中間焼鈍のみを加えるこ
    とを特徴とする、強度、耐熱性及び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、あるいは当該鋳塊を
    900〜1000℃に再加熱した後、凝固点あるいは9
    00〜1000℃の再加熱温度から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、しかる後に当該鋳塊
    に冷間圧延と中間焼鈍のみを加えることを特徴とする、
    強度、耐熱性及び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
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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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