JPH02141562A - 電気電子部品用銅合金の製造方法 - Google Patents
電気電子部品用銅合金の製造方法Info
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- JPH02141562A JPH02141562A JP29365188A JP29365188A JPH02141562A JP H02141562 A JPH02141562 A JP H02141562A JP 29365188 A JP29365188 A JP 29365188A JP 29365188 A JP29365188 A JP 29365188A JP H02141562 A JPH02141562 A JP H02141562A
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Landscapes
- Conductive Materials (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔目 的〕
本発明は、トランジスタや集積回路（ＩＣ）などの半導
体機器のリード材や、コネクター、端子、リレー、スイ
ッチ等の導電性ばね材に適する銅合金に関するものであ
る。特に錫又は半田めっき耐熱剥離性（ここで耐熱剥離
性とは半田めっき又は半田付けを行った材料が熱等の影
響に対して耐剥離効果を有する性質を意味する。）に優
れた銅合金の製造方法に関するものである。
体機器のリード材や、コネクター、端子、リレー、スイ
ッチ等の導電性ばね材に適する銅合金に関するものであ
る。特に錫又は半田めっき耐熱剥離性（ここで耐熱剥離
性とは半田めっき又は半田付けを行った材料が熱等の影
響に対して耐剥離効果を有する性質を意味する。）に優
れた銅合金の製造方法に関するものである。
従来、半導体機器のリード材としては、熱膨張係数が低
く、素子及びセラミックとの接着及び封着性の良好なコ
バール（Ｆｅ−２９Ｎｉ−１６Ｃｏ） 、４２合金（Ｆ
ｅ−４２Ｎｉ）などの高ニッケル合金が好んで使われて
きた。しかし、近年、半導体回路の集積度の向上に伴い
消費電力の高いＩＣが多くなってきたことと、封止材料
として樹脂が多く使用され、かつ素子とリードフレーム
の接着も改良が加えられたことにより、使用されるリー
ド材も放熱性のよい銅基合金が使われるようになってき
た。
く、素子及びセラミックとの接着及び封着性の良好なコ
バール（Ｆｅ−２９Ｎｉ−１６Ｃｏ） 、４２合金（Ｆ
ｅ−４２Ｎｉ）などの高ニッケル合金が好んで使われて
きた。しかし、近年、半導体回路の集積度の向上に伴い
消費電力の高いＩＣが多くなってきたことと、封止材料
として樹脂が多く使用され、かつ素子とリードフレーム
の接着も改良が加えられたことにより、使用されるリー
ド材も放熱性のよい銅基合金が使われるようになってき
た。
一般に半導体機器のリード材としては以下のような特性
が要求されている。
が要求されている。
（１） リードが電気信号伝達部であるとともに、パ
ッケージング工程中及び回路使用中に発生する熱を外部
に放出する機能を併せ持つことを要求される為、優れた
熱及び電気伝導性を示すもの。
ッケージング工程中及び回路使用中に発生する熱を外部
に放出する機能を併せ持つことを要求される為、優れた
熱及び電気伝導性を示すもの。
（２） リードとモールドとの密着性が半導体素子保
護の観点から重要であるため、リード材とモールド材の
熱膨張係数が近いこと。
護の観点から重要であるため、リード材とモールド材の
熱膨張係数が近いこと。
（３）パッケージング時に種々の加熱工程が加わる為、
耐熱性が良好であること。
耐熱性が良好であること。
（４） リードはリード材を抜き打ち加工し、又曲げ
加工して作製されるものがほとんどである為、これらの
加工性が良好なこと。
加工して作製されるものがほとんどである為、これらの
加工性が良好なこと。
（５） リードは表面に貴金属のメツキを行う為、こ
れら貴金属とのメツキ密着性が良好であること。
れら貴金属とのメツキ密着性が良好であること。
（６）パッケージング後に封止材の外に露出している、
いわゆるアウター・リード部に半田付けするものが多い
ので良好な半田付は性を示すこと。
いわゆるアウター・リード部に半田付けするものが多い
ので良好な半田付は性を示すこと。
（７）機器の信頼性及び寿命の観点から耐食性が良好な
こと。
こと。
（８）価格が装置であること。
さらに、近年、半導体に対する信頼度の要求がより厳し
くなるとともに、小型化に対応した面付実装タイプが多
くなってきた為、従来問題とされていなかった錫又は半
田めっき耐熱剥離性が非常に重要な特性項目となってき
た。
くなるとともに、小型化に対応した面付実装タイプが多
くなってきた為、従来問題とされていなかった錫又は半
田めっき耐熱剥離性が非常に重要な特性項目となってき
た。
すなわち、リードフレームとプリント基板とが半田付け
をされるが、使用中外的温度及び通電による発熱により
最高１２０℃程度までリードフレーム、及び半田付は部
が温度上昇する。このような温度に長時間さらされると
半田とリードフレームとの剥離が生じ、半導体が動作し
ない事が起こりえるため、寿命という観点から高信頼度
が要求される場合、この錫又は半田めっき耐熱剥離性は
最も重要な特性の１つとなるわけである。とりわけＰ
Ｐ Ｐ （ＦＬＡＴ ＰＬＡＳＴＩＣＰＡＣＫＡＧＥ）
やＰＬＣＣ（ＰＬＡＳＴＩＣＬＥＡＤＥＤ ＣＨＩＰ
ＣＡＲＲＩＥＲ）に代表される面付実装タイプはプリン
ト基板に装入するのではなく、面接触になる為、より錫
又は半田めっき耐熱剥離性が重要になってくるわけであ
る。
をされるが、使用中外的温度及び通電による発熱により
最高１２０℃程度までリードフレーム、及び半田付は部
が温度上昇する。このような温度に長時間さらされると
半田とリードフレームとの剥離が生じ、半導体が動作し
ない事が起こりえるため、寿命という観点から高信頼度
が要求される場合、この錫又は半田めっき耐熱剥離性は
最も重要な特性の１つとなるわけである。とりわけＰ
Ｐ Ｐ （ＦＬＡＴ ＰＬＡＳＴＩＣＰＡＣＫＡＧＥ）
やＰＬＣＣ（ＰＬＡＳＴＩＣＬＥＡＤＥＤ ＣＨＩＰ
ＣＡＲＲＩＥＲ）に代表される面付実装タイプはプリン
ト基板に装入するのではなく、面接触になる為、より錫
又は半田めっき耐熱剥離性が重要になってくるわけであ
る。
又、従来、電気機器用ばね、計測器用ばね、スイッチ、
コネクター等に用いられる導電性ばね材の分野でも、接
触抵抗低減、耐食性の向上等の理由で錫又は半田めっき
が施され、又、半田付けが実施される事が多い為、先に
述べたような錫又は半田めっき耐熱剥離性が、近年の信
頼性向上の要求から極めて重要となってきている。
コネクター等に用いられる導電性ばね材の分野でも、接
触抵抗低減、耐食性の向上等の理由で錫又は半田めっき
が施され、又、半田付けが実施される事が多い為、先に
述べたような錫又は半田めっき耐熱剥離性が、近年の信
頼性向上の要求から極めて重要となってきている。
こういった錫又は半田めっき耐熱剥離性の厳しい要求に
対して、現状のりん青銅系合金ではこたえることができ
ず、錫又は半田めっき耐熱剥離性を改善した高力高導電
銅合金の現出が待たれていた。
対して、現状のりん青銅系合金ではこたえることができ
ず、錫又は半田めっき耐熱剥離性を改善した高力高導電
銅合金の現出が待たれていた。
一゛本発明はかかる点に鑑みなされたもので、従来の銅
基合金のもつ欠点を改良し、半導体機器のリ−ド材及び
導電性ばね材として好適な諸特性を有する銅合金を提供
しようとするものである。
基合金のもつ欠点を改良し、半導体機器のリ−ド材及び
導電性ばね材として好適な諸特性を有する銅合金を提供
しようとするものである。
本発明は、Ｓｎ ０．１〜３．０ｗｔ％、 Ｐ ０．
０１〜０．１０ｖｔ％を含み、残部Ｃｕ及び不可避的不
純物からなる銅合金において、最終圧延の後、非酸化性
もしくは還元性雰囲気に於いて、歪取焼鈍を行うことを
特徴とする錫又は半田めっき耐熱剥離性の良好な電気電
子部品用銅合金の製造方法及びＳｎ ０．１〜３．０ｗ
ｔ％、Ｐ ０．０１〜０．１０νｔ％を含み、さらに副
成分として、Ｂｅ１Ｍｇ、 Ａ１．Ｓｉ、Ｔｉ、Ｃｒ、
Ｍｎ、 Ｆｅ％Ｃｏ、 Ｎｉ、Ｚｎ、 Ｐｂ、 Ａｇ
、 Ｚｒからなる１種又は２種を総量で０゜００１〜３
．０ｗｔ％含み、残部Ｃｕ及び不可避的不純物からなる
銅合金において、最終圧延の後、非酸化性もしくは還元
性雰囲気に於いて、歪取焼鈍を行うことを特徴とする錫
又は半田めっき耐熱剥離性の良好な電気電子部品用銅合
金の製造方法に関するものであり、半導体機器のリード
材用銅合金及び導電性ばね材として優れた電気及び熱伝
導性、耐熱性、加工性、メツキ密着性、半田付は性、耐
食性、ばね特性を有するばかりでなく、錫又は半田めっ
き耐熱剥離性をも著しく改良したことを特徴とするもの
である。
０１〜０．１０ｖｔ％を含み、残部Ｃｕ及び不可避的不
純物からなる銅合金において、最終圧延の後、非酸化性
もしくは還元性雰囲気に於いて、歪取焼鈍を行うことを
特徴とする錫又は半田めっき耐熱剥離性の良好な電気電
子部品用銅合金の製造方法及びＳｎ ０．１〜３．０ｗ
ｔ％、Ｐ ０．０１〜０．１０νｔ％を含み、さらに副
成分として、Ｂｅ１Ｍｇ、 Ａ１．Ｓｉ、Ｔｉ、Ｃｒ、
Ｍｎ、 Ｆｅ％Ｃｏ、 Ｎｉ、Ｚｎ、 Ｐｂ、 Ａｇ
、 Ｚｒからなる１種又は２種を総量で０゜００１〜３
．０ｗｔ％含み、残部Ｃｕ及び不可避的不純物からなる
銅合金において、最終圧延の後、非酸化性もしくは還元
性雰囲気に於いて、歪取焼鈍を行うことを特徴とする錫
又は半田めっき耐熱剥離性の良好な電気電子部品用銅合
金の製造方法に関するものであり、半導体機器のリード
材用銅合金及び導電性ばね材として優れた電気及び熱伝
導性、耐熱性、加工性、メツキ密着性、半田付は性、耐
食性、ばね特性を有するばかりでなく、錫又は半田めっ
き耐熱剥離性をも著しく改良したことを特徴とするもの
である。
次に本発明合金を構成する合金成分の限定理由を説明す
る。
る。
Ｓｎは添加することにより、強度を向上させる元素であ
り、一般には、Ｓｎ含有量が５〜９ｗｔ％であるＣ ５
１９１、Ｃ５２１０等が使用される。Ｓｎ含有量を０．
１〜３．０ｗｔ％とする理由は、０，１ｗｔ％未満では
強度向上の効果がなく、３．０νｔ％を超えると加工が
困難となると共に製造コストも高くなるためである。
り、一般には、Ｓｎ含有量が５〜９ｗｔ％であるＣ ５
１９１、Ｃ５２１０等が使用される。Ｓｎ含有量を０．
１〜３．０ｗｔ％とする理由は、０，１ｗｔ％未満では
強度向上の効果がなく、３．０νｔ％を超えると加工が
困難となると共に製造コストも高くなるためである。
Ｐは添加することにより、強度、靭性を向上させる元素
であるが、０．０１〜０．１０ｗｔ％添加する理由は、
０．０１％＋１％未満ではその効果がなく、０．］０ｗ
ｔ％を超えると錫又は半田めっき耐熱剥離性が著しくは
２種を総量で０．００１〜３ 、０ｗｔ％含有する理由
は、強度を向上させるためであるが、その量が０．００
１ｗｔ％未満では効果がなく、３．（ｈｔ％を超えると
導電性が著しく低くなり、加工性も悪くなるためである
。これらの元素の中で、 Ｚｎ、 Ｍｎは、添加するこ
とにより錫又は半田めっき耐熱剥離性を向上させる元素
であり、どちらかもしくは両方を０．０５〜０．５νｔ
％添加することが推奨される。
であるが、０．０１〜０．１０ｗｔ％添加する理由は、
０．０１％＋１％未満ではその効果がなく、０．］０ｗ
ｔ％を超えると錫又は半田めっき耐熱剥離性が著しくは
２種を総量で０．００１〜３ 、０ｗｔ％含有する理由
は、強度を向上させるためであるが、その量が０．００
１ｗｔ％未満では効果がなく、３．（ｈｔ％を超えると
導電性が著しく低くなり、加工性も悪くなるためである
。これらの元素の中で、 Ｚｎ、 Ｍｎは、添加するこ
とにより錫又は半田めっき耐熱剥離性を向上させる元素
であり、どちらかもしくは両方を０．０５〜０．５νｔ
％添加することが推奨される。
最終圧延の後、非酸化性もしくは還元性雰囲気に於いて
歪取焼鈍を行う。元来、Ｃｕ −Ｓｎ −Ｐ系の合金は
、リード材用等の用途に於いて、歪取焼鈍を行うという
技術思想は存在しなかった。本発明者は、歪取焼鈍を行
うことにより、ばね性及び曲げ加工性を向上させ、さら
に錫又は半田めっき耐熱剥離性も向上することを見い出
した。その理由は、歪取焼鈍を行わない曲げ加工性の悪
い材料は、めっき後曲げ加工を行う場合、曲げ加工に対
しめっき層が母材に追従しにくい。そして機械的に脆い
界面に応力が集中し、剥離し易くなる。又、歪取焼鈍を
行っていない材料は加熱により収縮が起こるため、めっ
き後加熱されると母材が縮み「めっき層−拡散層−母材
」間の界面に応力が集中し剥離し易くなるためである。
歪取焼鈍を行う。元来、Ｃｕ −Ｓｎ −Ｐ系の合金は
、リード材用等の用途に於いて、歪取焼鈍を行うという
技術思想は存在しなかった。本発明者は、歪取焼鈍を行
うことにより、ばね性及び曲げ加工性を向上させ、さら
に錫又は半田めっき耐熱剥離性も向上することを見い出
した。その理由は、歪取焼鈍を行わない曲げ加工性の悪
い材料は、めっき後曲げ加工を行う場合、曲げ加工に対
しめっき層が母材に追従しにくい。そして機械的に脆い
界面に応力が集中し、剥離し易くなる。又、歪取焼鈍を
行っていない材料は加熱により収縮が起こるため、めっ
き後加熱されると母材が縮み「めっき層−拡散層−母材
」間の界面に応力が集中し剥離し易くなるためである。
以下に本発明材料を実施例をもって説明する。
第１表に示される本発明合金に係る各種成分組成のイン
ゴットを電気銅あるいは無酸素銅を原料として、高周波
溶解炉で大気、不活性又は還元性雰囲気中で溶解鋳造し
た。次にこれを８００℃で熱間圧延して厚さ４■の板と
した後、細則を行って冷間圧延で厚さ１．０Ｗｌとした
。これを５００℃にて１時間焼鈍したのち、冷間圧延で
厚さ０．５ ｎｕｎの板とし、これを１５０〜５００℃
の温度で歪取焼鈍を行い、評価した。評価としては、強
度、伸びを引張試験により、電気伝導性（放熱性）を導
電率によって表面に発生するフクレの有無を目視観察す
ることにより評価した。
ゴットを電気銅あるいは無酸素銅を原料として、高周波
溶解炉で大気、不活性又は還元性雰囲気中で溶解鋳造し
た。次にこれを８００℃で熱間圧延して厚さ４■の板と
した後、細則を行って冷間圧延で厚さ１．０Ｗｌとした
。これを５００℃にて１時間焼鈍したのち、冷間圧延で
厚さ０．５ ｎｕｎの板とし、これを１５０〜５００℃
の温度で歪取焼鈍を行い、評価した。評価としては、強
度、伸びを引張試験により、電気伝導性（放熱性）を導
電率によって表面に発生するフクレの有無を目視観察す
ることにより評価した。
本特許のポイントである錫又は半田めっき耐熱剥離性に
ついては、素材に５μの錫又は半田めっき（６０％Ｓｎ
、４０％ｐｂ）を施し、１５０℃の恒温槽に１０００ｈ
ｒまで保持し、 １００ｈｒ毎に取り出して９０°曲げ
往復１回を施して錫又は半田の剥離の有無を調べた。こ
れらの結果を第１表に示した。
ついては、素材に５μの錫又は半田めっき（６０％Ｓｎ
、４０％ｐｂ）を施し、１５０℃の恒温槽に１０００ｈ
ｒまで保持し、 １００ｈｒ毎に取り出して９０°曲げ
往復１回を施して錫又は半田の剥離の有無を調べた。こ
れらの結果を第１表に示した。
本発明例２〜７は本発明例１に各種副成分を添加した合
金である。いずれも強度が向上していることがわかる。
金である。いずれも強度が向上していることがわかる。
これらの中で本発明例６は、Ｚｎ、Ｍｎを添加した合
金であるが、錫又は半田めつき耐熱剥離性が本発明例１
に比べてより向上していることがわかる。本発明例８，
９はＳｎ量が多い例であり、Ｓｎ量の増加に伴い強度が
向上していることが法で２３０±５℃の半田浴（錫６０
％、鉛４０％）に５秒間浸漬し、半田のぬれの状態を目
視観察することにより評価した。メツキ密着性は試料に
厚さ３μのＡｇメツキを施し、４５０℃にて５分間加熱
し、歪取焼鈍を行わなかった例である。本発明例１〜９
に比べて伸び、ばね限界値が低く、又、繰り返し曲げ性
も悪い。そして錫又は半田めっき耐熱剥離性も悪いこと
がわかる。
金であるが、錫又は半田めつき耐熱剥離性が本発明例１
に比べてより向上していることがわかる。本発明例８，
９はＳｎ量が多い例であり、Ｓｎ量の増加に伴い強度が
向上していることが法で２３０±５℃の半田浴（錫６０
％、鉛４０％）に５秒間浸漬し、半田のぬれの状態を目
視観察することにより評価した。メツキ密着性は試料に
厚さ３μのＡｇメツキを施し、４５０℃にて５分間加熱
し、歪取焼鈍を行わなかった例である。本発明例１〜９
に比べて伸び、ばね限界値が低く、又、繰り返し曲げ性
も悪い。そして錫又は半田めっき耐熱剥離性も悪いこと
がわかる。
本発明の製造方法によるＣｕ −Ｓｎ −Ｐ系の合金は
、錫又は半田めっき耐熱剥離性が著しく改善されて、電
気電子部品用銅合金として好適である。
、錫又は半田めっき耐熱剥離性が著しく改善されて、電
気電子部品用銅合金として好適である。
以下余白
Claims (2)
- （１）Ｓｎ０．１〜３．０ｗｔ％、Ｐ０．０１〜０．１
０ｗｔ％を含み、残部Ｃｕ及び不可避的不純物からなる
銅合金において、最終圧延の後、非酸化性もしくは還元
性雰囲気に於いて、歪取焼鈍を行うことを特徴とする錫
又は半田めっき耐熱剥離性の良好な電気電子部品用銅合
金の製造方法。 - （２）Ｓｎ０．１〜３．０ｗｔ％、Ｐ０．０１〜０．１
０ｗｔ％を含み、さらに副成分として、Ｂｅ、Ｍｇ、Ａ
ｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｚｎ
、Ｐｂ、Ａｇ、Ｚｒからなる１種又は２種を総量で０．
００１〜３．０ｗｔ％含み、残部Ｃｕ及び不可避的不純
物からなる銅合金において、最終圧延の後、非酸化性も
しくは還元性雰囲気に於いて、歪取焼鈍を行うことを特
徴とする錫又は半田めっき耐熱剥離性の良好な電気電子
部品用銅合金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29365188A JPH02141562A (ja) | 1988-11-22 | 1988-11-22 | 電気電子部品用銅合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29365188A JPH02141562A (ja) | 1988-11-22 | 1988-11-22 | 電気電子部品用銅合金の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02141562A true JPH02141562A (ja) | 1990-05-30 |
Family
ID=17797473
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29365188A Pending JPH02141562A (ja) | 1988-11-22 | 1988-11-22 | 電気電子部品用銅合金の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02141562A (ja) |
-
1988
- 1988-11-22 JP JP29365188A patent/JPH02141562A/ja active Pending
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