JPH02221344A - 熱間圧延性およびめっき加熱密着性のすぐれた高強度Ｃｕ合金 - Google Patents
熱間圧延性およびめっき加熱密着性のすぐれた高強度Ｃｕ合金Info
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C9/00—Alloys based on copper
- C22C9/02—Alloys based on copper with tin as the next major constituent
-
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- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C9/00—Alloys based on copper
- C22C9/04—Alloys based on copper with zinc as the next major constituent
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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。
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〕
この発明は、熱間圧延性およびめっき加熱密着性にすぐ
れ、かつ高強度を有するＣｕ合金に関するものである。
れ、かつ高強度を有するＣｕ合金に関するものである。
従来、一般に端子・コネクターの製造や、半導体装置の
リードフレーム材などとして１重量−で（以下−唸重量
一を示す）。
リードフレーム材などとして１重量−で（以下−唸重量
一を示す）。
Ｎｉ：０．５〜３９６． ８ｎ：０．５〜２．５％。
８１： ０．０５〜０．９％、 Ｚｎ： ０．ｌＳ
−２１６゜を含有し、残りがＣｕと不可避不純物からな
る組成を有するＣｕ合金が用いられている。
−２１６゜を含有し、残りがＣｕと不可避不純物からな
る組成を有するＣｕ合金が用いられている。
〔発明が解決しようとする課題〕。
しかし、上記の従来Ｃｕ合金は１合金成分としてのＮｉ
、ａｎ、およびＳｌの含有によって強度を、同じ（Ｚｎ
の含有によってめっき性を具備するが、一方で熱間圧延
性の悪い材料であるため、熱間圧延時に耳割れや表面割
れなどの欠陥が発生し易く、この丸め低い圧延率での熱
間圧延を余儀なくされ。
、ａｎ、およびＳｌの含有によって強度を、同じ（Ｚｎ
の含有によってめっき性を具備するが、一方で熱間圧延
性の悪い材料であるため、熱間圧延時に耳割れや表面割
れなどの欠陥が発生し易く、この丸め低い圧延率での熱
間圧延を余儀なくされ。
かなりの繰シ返し圧延となることから、長い熱間圧延工
程を必要とするものであり、１＋この場合にあっても前
記欠陥を皆無とすることができないので、スカルピング
における面削量が増大するばかりでなく、スリッタによ
る耳割れ部除去の手直し工程を必要とするなど工程的１
歩留的に問題があシ、さらＫめつき状態で加熱されると
、めっき面にふくれが発生するようになり、めっき加熱
密着性の点でも問題がある。
程を必要とするものであり、１＋この場合にあっても前
記欠陥を皆無とすることができないので、スカルピング
における面削量が増大するばかりでなく、スリッタによ
る耳割れ部除去の手直し工程を必要とするなど工程的１
歩留的に問題があシ、さらＫめつき状態で加熱されると
、めっき面にふくれが発生するようになり、めっき加熱
密着性の点でも問題がある。
そζで２本発明者等は、上述のような観点から。
上記の従来Ｃｕ合金に着目し、これのもつ高強度および
めっき性を損なうことなく、熱間圧延性を向上させ、か
つ加熱されても、めっきふくれの発生がないＣｕ合金開
発すべく研究を行なった結果。
めっき性を損なうことなく、熱間圧延性を向上させ、か
つ加熱されても、めっきふくれの発生がないＣｕ合金開
発すべく研究を行なった結果。
（＆）上記従来Ｃｕ合金に１合金成分としてｒｅを含有
させると、熱間圧延、特に望ましくは７００〜９００℃
の温度範囲内での熱間圧延で、耳割れや表面割れなどの
欠陥発生が著しく抑制されるようになること。
させると、熱間圧延、特に望ましくは７００〜９００℃
の温度範囲内での熱間圧延で、耳割れや表面割れなどの
欠陥発生が著しく抑制されるようになること。
（ｂ） ｔた。一方上記従来Ｃｕ合金は、その溶解工
程で、カーボンるつぼを用いたシ、木炭やカーボン材の
被覆下での溶解が行なわれておシ、また溶解工程から鋳
造工程の間では、いずれもカーボン材で塗型され九溶湯
樋やタンディシエ、さらにカーボンノズルやグラファイ
ト鋳型などが使用されているため１通常２０〜５０ ｐ
ｐｍの炭素が含有するのを避けることができないが、こ
れを１例えばアルミナ（Ａ１２０ｇ）で内張シされたる
つぼを用い。
程で、カーボンるつぼを用いたシ、木炭やカーボン材の
被覆下での溶解が行なわれておシ、また溶解工程から鋳
造工程の間では、いずれもカーボン材で塗型され九溶湯
樋やタンディシエ、さらにカーボンノズルやグラファイ
ト鋳型などが使用されているため１通常２０〜５０ ｐ
ｐｍの炭素が含有するのを避けることができないが、こ
れを１例えばアルミナ（Ａ１２０ｇ）で内張シされたる
つぼを用い。
はう砂系７ラツクス被覆溶解やガスシール溶解を行ない
、さらにＣｕ−Ｃｒ−Ｚｒ系合金製鋳型にて潤滑材とし
てほう砂系７ラツクスを用いて半連続鋳造するなど、炭
素の混入を極力避けた状態での溶解および鋳造にかえる
と、原材料に付着含有する酸化物の作用と含まって、そ
の炭素含有量ｉ１０ｐｐｍ以下にすることが可能となり
、このように炭素含有量がｌ Ｏｐｐｍ以下のＣｕ合金
においては、めっき状態で加熱しても、めっきにふくれ
が発生することは皆無となシ、すぐれためつき加熱密着
性を示すこと。
、さらにＣｕ−Ｃｒ−Ｚｒ系合金製鋳型にて潤滑材とし
てほう砂系７ラツクスを用いて半連続鋳造するなど、炭
素の混入を極力避けた状態での溶解および鋳造にかえる
と、原材料に付着含有する酸化物の作用と含まって、そ
の炭素含有量ｉ１０ｐｐｍ以下にすることが可能となり
、このように炭素含有量がｌ Ｏｐｐｍ以下のＣｕ合金
においては、めっき状態で加熱しても、めっきにふくれ
が発生することは皆無となシ、すぐれためつき加熱密着
性を示すこと。
以上（ａ）および（ｂ）に示される知見を得たのである
。
。
この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであっ
て。
て。
Ｎｉ：０．５〜３’ｊ、 ８ｎ：０．５〜２．５５
Ｇ。
Ｇ。
８１ ： ０．０５〜０．９％、Ｚｎ： ０．１〜２１
！ 。
！ 。
を含有し、さらに％
Ｐｅ： ０．０２５〜０．２５ ％。
を含有し、残りがＣｕと不可避不純物からなる組成を有
し、かつ不可避不純物としての炭素含有量を１０ ｐｐ
ｍ以下としてなる熱間圧延性およびめっき加熱密着性の
すぐれた高強度Ｃｕ合金に特徴を有するものである。
し、かつ不可避不純物としての炭素含有量を１０ ｐｐ
ｍ以下としてなる熱間圧延性およびめっき加熱密着性の
すぐれた高強度Ｃｕ合金に特徴を有するものである。
つぎに、この発明のＣｕ合金において、成分組成範囲を
上記の通りに限定した理由を説明する。
上記の通りに限定した理由を説明する。
（ａ） Ｎｉ
Ｎ１成分には１強度、並びＫ例えば半導体装置のリード
フレーム材として用いる場合に要求される繰り返し曲げ
性を向上させる作用があるが、その含有量が０．５９１
未満では前記作用に所望の効果が得られず、一方その含
有量が３ｓを越えると熱間圧延性に劣化現象が現われる
ようになることがら。
フレーム材として用いる場合に要求される繰り返し曲げ
性を向上させる作用があるが、その含有量が０．５９１
未満では前記作用に所望の効果が得られず、一方その含
有量が３ｓを越えると熱間圧延性に劣化現象が現われる
ようになることがら。
その含有量ｔ−０，５〜３％と定めた。
（ｂ） ８ｎ
８ｎ成分には、 Ｎｉ成分との共存において１強度と繰
り返し曲げ性を一段と向上させる作用があるが。
り返し曲げ性を一段と向上させる作用があるが。
その含有量が０．５−未満では前記作用に所望の向上効
果が得られず、一方その含有量が２．５−を越えると、
Ｎｉと同様に熱間圧延性が低下するようになることか
ら、その含有量を０．５〜２．５−と定めた。
果が得られず、一方その含有量が２．５−を越えると、
Ｎｉと同様に熱間圧延性が低下するようになることか
ら、その含有量を０．５〜２．５−と定めた。
（ｃ） ８１
８！成分には、主としてＮ１と結合してＮｉ２Ｓｉなど
のＮ１けい化物を形成し、もって強度を向上させるはか
１例えば端子・コネクターとして用いる場合に要求され
るばね性を向上させる作用があるが。
のＮ１けい化物を形成し、もって強度を向上させるはか
１例えば端子・コネクターとして用いる場合に要求され
るばね性を向上させる作用があるが。
その含有量が０．０５ ％未満では前記作用に所望の効
果が得られず、一方その含有量が０．９−を越えると、
熱間圧延性および導電性が低下するようになることから
、その含有量を０．０５〜０．９％と定めた。
果が得られず、一方その含有量が０．９−を越えると、
熱間圧延性および導電性が低下するようになることから
、その含有量を０．０５〜０．９％と定めた。
（ｄ） Ｚｎ
Ｚｎ成分には、めっき性、すなわちめっき皮膜がＣｕ合
金表面に均一く形成される性質を改善する作用があるが
、その含有量が０．ｌ−未満では前記作用に所望の改善
効果が見られず、一方その含有量が２−を越えても、め
っき性に顕著な改善効果は得られず、むしろ劣化傾向が
現われるようＫなることから、その含有量を０．１〜２
−と定めた。
金表面に均一く形成される性質を改善する作用があるが
、その含有量が０．ｌ−未満では前記作用に所望の改善
効果が見られず、一方その含有量が２−を越えても、め
っき性に顕著な改善効果は得られず、むしろ劣化傾向が
現われるようＫなることから、その含有量を０．１〜２
−と定めた。
（ｅ） Ｐａ
Ｆｅ成分には、上記の通シ熱間圧延性を著しく改善して
１通常Ｃｕ合金に施されて埴る条件での熱間圧延を可能
くする作用があＪ）、Ｆｅ成分の含有によって、特に７
００〜９００℃の温度範囲内での圧延ですぐれた熱間圧
延性を示すようになるが、その含有量が０．０２５−未
満では所望の熱間圧延性向上効果が得られず、一方その
含有量が０．２５ ％を越えると熱間圧延性向上効果が
飽和し、むしろ低下傾向が現われるようになることから
、その含有量ｔ−Ｑ、 ０２５〜０．２５−と定め九。
１通常Ｃｕ合金に施されて埴る条件での熱間圧延を可能
くする作用があＪ）、Ｆｅ成分の含有によって、特に７
００〜９００℃の温度範囲内での圧延ですぐれた熱間圧
延性を示すようになるが、その含有量が０．０２５−未
満では所望の熱間圧延性向上効果が得られず、一方その
含有量が０．２５ ％を越えると熱間圧延性向上効果が
飽和し、むしろ低下傾向が現われるようになることから
、その含有量ｔ−Ｑ、 ０２５〜０．２５−と定め九。
（ｆ） 不可避不純物としての炭素
上記の従来Ｃｕ合金を含め、一般のＣｕ合金の場合。
上記の通シ２０〜５０ ｐｐｍの炭素含有は避けられず
、この状態加熱されると、めっき皮膜にふくれが発生す
るようＫなるが、この炭素含有量を１０ｐｐｍ以下に減
少させると、めっきふくれの発生が皆無となシ、すぐれ
ためつき加熱密着性を示すようになることから、不可避
不純物としての炭素含有量をｌ Ｏｐｐｍ以下と定めた
。
、この状態加熱されると、めっき皮膜にふくれが発生す
るようＫなるが、この炭素含有量を１０ｐｐｍ以下に減
少させると、めっきふくれの発生が皆無となシ、すぐれ
ためつき加熱密着性を示すようになることから、不可避
不純物としての炭素含有量をｌ Ｏｐｐｍ以下と定めた
。
つぎに、この発明のＣｕ合金実施例により具体的に説明
する。
する。
アルミするつぼを備えた通常の低周波溝型溶解炉を用い
、湯面を窒素ガスでシールしながら、 Ｃｕ合金溶湯を
調製した後、Ｃｕ−Ｃｒ−ｚｒ合金製鋳型にて、潤滑材
としてはう砂系７ラツクスを用い、前記溶酪を半連続鋳
造して、厚さ：１５０ｍＸ幅：５００ｍ５＋Ｘ長さ：６
０００麿の寸法をもった鋳塊とし、この鋳塊に８２０′
Ｃの熱間圧延開始温度にて熱間圧延を施して厚さ：１１
１ｍ１の熱延板とし。
、湯面を窒素ガスでシールしながら、 Ｃｕ合金溶湯を
調製した後、Ｃｕ−Ｃｒ−ｚｒ合金製鋳型にて、潤滑材
としてはう砂系７ラツクスを用い、前記溶酪を半連続鋳
造して、厚さ：１５０ｍＸ幅：５００ｍ５＋Ｘ長さ：６
０００麿の寸法をもった鋳塊とし、この鋳塊に８２０′
Ｃの熱間圧延開始温度にて熱間圧延を施して厚さ：１１
１ｍ１の熱延板とし。
熱間圧延性を評価する目的で、前記熱延板の表面割れ状
況を観察し、最大割れ長さが１０ｕ以下の場合をＡ、同
様ＫＩＯ鵡超〜２０鵡の場合をＢ。
況を観察し、最大割れ長さが１０ｕ以下の場合をＡ、同
様ＫＩＯ鵡超〜２０鵡の場合をＢ。
そして２０ｉｎｓ超の場合をＣでそれぞれ評価し、つい
で、前記熱延板の両面をそれぞれ厚さ：０．５ｓｏ＊づ
つ面前して１表面割れとスケールの除去を行なった後、
これに冷間圧延、焼鈍、および酸洗を１サイクルとし、
これを繰り返し施して厚さ二０．５−の冷延板とし、さ
らに温度＝５００℃に２時間保持の条件で最終焼鈍を施
した後、５０−の圧延率にて最終冷間圧延を行なって厚
さ：０．２５鴎の冷延板とし、最終的に連続焼鈍炉にて
、温度＝５００℃に２０秒間保持の条件で歪取り焼鈍を
施すことＫより、それぞれ第ｉｆｆに示される成分組成
をもった本発明Ｃｕ合金板材１〜９をそれぞれ製造した
。
で、前記熱延板の両面をそれぞれ厚さ：０．５ｓｏ＊づ
つ面前して１表面割れとスケールの除去を行なった後、
これに冷間圧延、焼鈍、および酸洗を１サイクルとし、
これを繰り返し施して厚さ二０．５−の冷延板とし、さ
らに温度＝５００℃に２時間保持の条件で最終焼鈍を施
した後、５０−の圧延率にて最終冷間圧延を行なって厚
さ：０．２５鴎の冷延板とし、最終的に連続焼鈍炉にて
、温度＝５００℃に２０秒間保持の条件で歪取り焼鈍を
施すことＫより、それぞれ第ｉｆｆに示される成分組成
をもった本発明Ｃｕ合金板材１〜９をそれぞれ製造した
。
また、比較の目的で、カーボンるつぼを用い。
かつ湯面を木炭で被覆しながら、 Ｃｕ合金溶湯を調製
し、これをグラファイト鋳型にて半連続鋳造する従来溶
解鋳造法を採用する以外は同一の条件でそれぞれ第１表
に示される組成を有する従来ＣＵ合金板材１〜フをそれ
ぞれ製造した。
し、これをグラファイト鋳型にて半連続鋳造する従来溶
解鋳造法を採用する以外は同一の条件でそれぞれ第１表
に示される組成を有する従来ＣＵ合金板材１〜フをそれ
ぞれ製造した。
ついで、この結果得られた各種のＣｕ合金板材について
、強度を評価する目的で、引張強さと伸びを測定し、ま
ためっき加熱密着性を評価する目的で、平面寸法：２３
ｍＸ１００ｓｏａの試験片を用い。
、強度を評価する目的で、引張強さと伸びを測定し、ま
ためっき加熱密着性を評価する目的で、平面寸法：２３
ｍＸ１００ｓｏａの試験片を用い。
これに通常の溶融浸漬めっき法により厚さ＝２μ鳳のＡ
ｇめつきを施し、このＡｇめつき試験片を温度：４０ｏ
℃に３分間加熱し、加熱後の試験片のめつきふくれの有
無を観察し丸。これらの結果を第１表に示した。
ｇめつきを施し、このＡｇめつき試験片を温度：４０ｏ
℃に３分間加熱し、加熱後の試験片のめつきふくれの有
無を観察し丸。これらの結果を第１表に示した。
第１表に示される結果から１本発明Ｃｕ合金板材１〜９
は、いずれも従来Ｃｕ合金板材１〜ツと同等の高強度を
有し、かつＦｅ成分の含有によって従来Ｃｕ合金板材１
〜７に比して一段とすぐれた熱間圧延性を示し、さらに
不可避不純物としての炭素含有量の低減によって、加熱
されてもめつきふくれの発生はなく、すぐれためつき加
熱密着性を示すことが明らかである。
は、いずれも従来Ｃｕ合金板材１〜ツと同等の高強度を
有し、かつＦｅ成分の含有によって従来Ｃｕ合金板材１
〜７に比して一段とすぐれた熱間圧延性を示し、さらに
不可避不純物としての炭素含有量の低減によって、加熱
されてもめつきふくれの発生はなく、すぐれためつき加
熱密着性を示すことが明らかである。
上述のように、この発明のＣｕ合金は、高強度を有する
ので、これが用いられる半導体装置の９−ドフレームや
端子・コネクターなどの薄肉短小化を可能とするばかり
でなく、熱間圧延性にもすぐれているので、熱間圧延で
耳割れや表面割れなどの割れ欠陥の発生が著しく抑制さ
れるようになるので１面削量をスケール除去の最小限に
とどめることができ、製造工程の短縮化および製品歩留
りの向上をはかることができ、さらにめっき加熱密着性
にすぐれているので、実用時にめつきふくれが発生する
ことがなく、”高い信頼性が得られるなど工業上有用な
特性を有するのである。
ので、これが用いられる半導体装置の９−ドフレームや
端子・コネクターなどの薄肉短小化を可能とするばかり
でなく、熱間圧延性にもすぐれているので、熱間圧延で
耳割れや表面割れなどの割れ欠陥の発生が著しく抑制さ
れるようになるので１面削量をスケール除去の最小限に
とどめることができ、製造工程の短縮化および製品歩留
りの向上をはかることができ、さらにめっき加熱密着性
にすぐれているので、実用時にめつきふくれが発生する
ことがなく、”高い信頼性が得られるなど工業上有用な
特性を有するのである。
Claims (1)
- （１）Ｎｉ：０．５〜３％、Ｓｎ：０．５〜２．５％、
Ｓｉ：０．０５〜０．９％、Ｚｎ：０．１〜２％、を含
有し、さらに、 Ｆｅ：０．０２５〜０．２５％、 を含有し、残りがＣｕと不可避不純物からなる組成（以
上重量％）を有し、かつ不可避不純物としての炭素含有
量を１０ｐｐｍ以下としたことを特徴とする熱間圧延性
およびめつき加熱密着性のすぐれた高強度Ｃｕ合金。
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| JP1040908A JPH02221344A (ja) | 1989-02-21 | 1989-02-21 | 熱間圧延性およびめっき加熱密着性のすぐれた高強度Ｃｕ合金 |
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