JPH0225551A - 半導体機器リード材又は導電性ばね材用高力高導電銅合金の製造方法 - Google Patents
半導体機器リード材又は導電性ばね材用高力高導電銅合金の製造方法Info
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- JPH0225551A JPH0225551A JP17269788A JP17269788A JPH0225551A JP H0225551 A JPH0225551 A JP H0225551A JP 17269788 A JP17269788 A JP 17269788A JP 17269788 A JP17269788 A JP 17269788A JP H0225551 A JPH0225551 A JP H0225551A
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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(I C)などの半
導体機器のリード材、コネクター、端子。
導体機器のリード材、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の製
造方法に関するものである。
造方法に関するものである。
〔従来技術及び問題点ゴ
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(Fa−29Ni−16Go) 、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(Fa−29Ni−16Go) 、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)パッケージング時の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。
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。
(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。
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) 価格が低廉であること。
これら各種の要求特性に対し、従来から使用されている
合金は一長一短があり、満足すべきものは見い出されて
いない。
合金は一長一短があり、満足すべきものは見い出されて
いない。
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ばね用材料としては、安価な
黄銅、優れたばね特性及び耐食性を存する洋白、あるい
は優れたばね特性を有するりん青銅が使用されていた。
コネクター等に用いられるばね用材料としては、安価な
黄銅、優れたばね特性及び耐食性を存する洋白、あるい
は優れたばね特性を有するりん青銅が使用されていた。
しかし、黄銅は強度、ばね特性が劣っており、又強度、
ばね特性の僅れた洋白、りん青銅も洋白は18wt%の
Ni、りん青銅は8wt%のSnを含むため、原料の面
及び製造上熱間加工性が悪い等の加工上の制約も加わり
高価な合金であった。さらには電気機器用等に用いられ
る場合、電気伝導度が低いという欠点を有していた。従
って、導電性が良好であり、ばね特性に優れた安価な合
金の現出が待たれていた。
ばね特性の僅れた洋白、りん青銅も洋白は18wt%の
Ni、りん青銅は8wt%のSnを含むため、原料の面
及び製造上熱間加工性が悪い等の加工上の制約も加わり
高価な合金であった。さらには電気機器用等に用いられ
る場合、電気伝導度が低いという欠点を有していた。従
って、導電性が良好であり、ばね特性に優れた安価な合
金の現出が待たれていた。
本発明は、半導体機器のリー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の製造方法に関するもの
であり、特にCu −M n −P系合金を改良し、要
求に合致した銅合金を提供しようとするものである。C
u −M n −P系合金は優れた強度と導電性を示し
、半導体機器リード材としても導電性ばね材としても優
れた銅合金である。
て好適な諸特性を有する銅合金の製造方法に関するもの
であり、特にCu −M n −P系合金を改良し、要
求に合致した銅合金を提供しようとするものである。C
u −M n −P系合金は優れた強度と導電性を示し
、半導体機器リード材としても導電性ばね材としても優
れた銅合金である。
本発明者らは、本合金の製造工程、製造条件について鋭
意研究を重ねた結果、半導体機器リード材、又は導電性
ばね材として良好な折り曲げ性、半田付は性、めっき性
、エツチング性を有する合金を製造するための、最適の
製造工程、製造条件を見出した。
意研究を重ねた結果、半導体機器リード材、又は導電性
ばね材として良好な折り曲げ性、半田付は性、めっき性
、エツチング性を有する合金を製造するための、最適の
製造工程、製造条件を見出した。
本発明は、M n 0 、5〜4 、0 w t%、p
0.。
0.。
5〜1.0wt%含み、かつ、MnとPの重量比がP/
Knで0.1〜0.5で、残部Cu及び不可避的不純物
からなる合金の製造において (1)鋳造インゴットを700℃〜1000℃の温度に
0.5〜5.0hr加熱後、熱間圧延を行い。
Knで0.1〜0.5で、残部Cu及び不可避的不純物
からなる合金の製造において (1)鋳造インゴットを700℃〜1000℃の温度に
0.5〜5.0hr加熱後、熱間圧延を行い。
熱間圧延終了直後、加工材を1℃/sec以上の速度で
冷却する工程 (II)冷却後、加工度10%以上の冷間圧延を行い3
00℃〜600℃の温度で0.5〜20hr焼鈍する工
程 (m)さらに必要に応じて、焼鈍後、冷間圧延を行った
後、歪取焼鈍を行う工程 を順次行うことを特徴とする半導体機器のリード材又は
導電性ばね材用高力高導電銅合金の製造方法、およびM
n0.5〜4.0.wt%、P0.05〜t、0wt%
を含み、かつ、MnとPの重量比がP/Mnで0.1〜
0.5で、さらに副成分として、Zn、Sn、As、C
r、Mg、In、Sb、Fe、G0.Al、Ti−Zr
、Be、Ag、Pb。
冷却する工程 (II)冷却後、加工度10%以上の冷間圧延を行い3
00℃〜600℃の温度で0.5〜20hr焼鈍する工
程 (m)さらに必要に応じて、焼鈍後、冷間圧延を行った
後、歪取焼鈍を行う工程 を順次行うことを特徴とする半導体機器のリード材又は
導電性ばね材用高力高導電銅合金の製造方法、およびM
n0.5〜4.0.wt%、P0.05〜t、0wt%
を含み、かつ、MnとPの重量比がP/Mnで0.1〜
0.5で、さらに副成分として、Zn、Sn、As、C
r、Mg、In、Sb、Fe、G0.Al、Ti−Zr
、Be、Ag、Pb。
B、Ni、Si、Hf、Te、Gaからなる群から1種
又は2種以上の元素を総量で0.001〜3.0wt%
含み、残部Cu及び不可避的不純物から成る合金の製造
において (1)鋳造インゴットを700℃〜1000℃の温度に
0.5〜5.0hr加熱後、熱間圧延を行い、熱間圧延
終了直後、加工材を1℃/sec以上の速度で冷却する
工程 (II)冷却後、加工度10%以上の冷間圧延を行い3
00℃〜600℃の温度で0.5〜20hr焼鈍する工
程 (m)さらに必要に応じて、焼鈍後、冷間圧延を行った
後、歪取焼鈍を行う工程 を順°次行うことを特徴とする半導体機器のリード材又
は導電性ばね材用高力高導電銅合金の製造方法、を提供
するものである。特に、本発明方法は。
又は2種以上の元素を総量で0.001〜3.0wt%
含み、残部Cu及び不可避的不純物から成る合金の製造
において (1)鋳造インゴットを700℃〜1000℃の温度に
0.5〜5.0hr加熱後、熱間圧延を行い、熱間圧延
終了直後、加工材を1℃/sec以上の速度で冷却する
工程 (II)冷却後、加工度10%以上の冷間圧延を行い3
00℃〜600℃の温度で0.5〜20hr焼鈍する工
程 (m)さらに必要に応じて、焼鈍後、冷間圧延を行った
後、歪取焼鈍を行う工程 を順°次行うことを特徴とする半導体機器のリード材又
は導電性ばね材用高力高導電銅合金の製造方法、を提供
するものである。特に、本発明方法は。
熱間圧延工程と溶体化処理工程を、同一工程にて、兼ね
て行うことを特徴としている。
て行うことを特徴としている。
本発明合金を構成する合金成分の限定理由を説明する。
MnはCu中にPと共添し、溶体化処理後時効処理を行
うことにより、M n 、 P等の金属間化合物として
析出し、導電率を低下させずに強度を向上させるためで
あるが、Mnを0.5〜4.0 w t%添加する理由
は、0.5wt%未滴では強度の向上は認められず、4
.0wt%を超えると導電性および加工性が劣化するた
めである。
うことにより、M n 、 P等の金属間化合物として
析出し、導電率を低下させずに強度を向上させるためで
あるが、Mnを0.5〜4.0 w t%添加する理由
は、0.5wt%未滴では強度の向上は認められず、4
.0wt%を超えると導電性および加工性が劣化するた
めである。
Pも同様にMnと共添し、金属間化合物として析出する
ことにより、導電率を低下させずに強度を向上させる元
素であるが、Pを0.05〜1.0wt%添加する理由
は、0.05wt%未満では強度の向上は認められず、
1.0wt%を超えると導電性および加工性が劣化する
ためである。
ことにより、導電率を低下させずに強度を向上させる元
素であるが、Pを0.05〜1.0wt%添加する理由
は、0.05wt%未満では強度の向上は認められず、
1.0wt%を超えると導電性および加工性が劣化する
ためである。
MnとPの重量比をP/Mnで0.1〜0゜5とする理
由は、0.1未満では強度向上が認められず、0.5を
超えると金属間化合物として析出しないPが多くなり、
導電性および加工性が劣化するためである。
由は、0.1未満では強度向上が認められず、0.5を
超えると金属間化合物として析出しないPが多くなり、
導電性および加工性が劣化するためである。
副成分として、Zn、Sn、As、Cr、Mg、In、
Sb−Fe、Co−Al、Ti、Zr、Be、Ag、P
b、B、Ni、Si、Hf、Te、Gaからなる群から
1種又は2種以上の元素を総量で0.OO1〜3.0w
t%含むのは、強度、曲げ加工性、および、めっき耐熱
剥離性を向上させるためである。主として、Zn、Sn
、As、Cr、Mg、I n、Sb、Fe、C0.AI
、Ti、Zr、Be、Ag、B、Ni、Si、Hf、T
eは強度向上のための添加元素であり、Mg、C0.B
、Ni、Zr、Ag、Crは曲げ加工性向上のための添
加元素であり、Zn、Ni、G0.Gaはめっき耐熱剥
離性向上のための添加元素で、これらを共添することに
より、強度1曲げ加工性、めっ゛き耐熱剥離性は相乗的
に向上させることができる。また、副成分の含有量を総
量で0.001〜3 、 Ow t%とするのは、0.
001wt%未満では前述の効果が期待できず、 3.
Ow t%を超えると導電性が著しく劣化するためであ
る。
Sb−Fe、Co−Al、Ti、Zr、Be、Ag、P
b、B、Ni、Si、Hf、Te、Gaからなる群から
1種又は2種以上の元素を総量で0.OO1〜3.0w
t%含むのは、強度、曲げ加工性、および、めっき耐熱
剥離性を向上させるためである。主として、Zn、Sn
、As、Cr、Mg、I n、Sb、Fe、C0.AI
、Ti、Zr、Be、Ag、B、Ni、Si、Hf、T
eは強度向上のための添加元素であり、Mg、C0.B
、Ni、Zr、Ag、Crは曲げ加工性向上のための添
加元素であり、Zn、Ni、G0.Gaはめっき耐熱剥
離性向上のための添加元素で、これらを共添することに
より、強度1曲げ加工性、めっ゛き耐熱剥離性は相乗的
に向上させることができる。また、副成分の含有量を総
量で0.001〜3 、 Ow t%とするのは、0.
001wt%未満では前述の効果が期待できず、 3.
Ow t%を超えると導電性が著しく劣化するためであ
る。
又、製造上程(1)〜(III)における条件の限定理
由は下記のとおりである。
由は下記のとおりである。
工m (1)において、700〜1000℃の温度に0
.5〜5.0時間加熱後、熱間圧延を行い、熱間圧延終
了直後、加工材を1℃/sec以上の速度で冷却する理
由は、優れた強度及び導電率を得るためで、加熱温度が
700℃未満であると、著しぃ強度の低下が生じ、10
00℃を超えると一部液相が現われる可能性がある。ま
た、加熱時間が0.5時間未満であると、著しい強度の
低下が生じ、5.0時間を超えると経済的価値がなくな
る。さらに熱間圧延終了後、加工材の冷却速度が1℃7
sec未満であると、著しい強度及び導電率の低下が生
じるからである。
.5〜5.0時間加熱後、熱間圧延を行い、熱間圧延終
了直後、加工材を1℃/sec以上の速度で冷却する理
由は、優れた強度及び導電率を得るためで、加熱温度が
700℃未満であると、著しぃ強度の低下が生じ、10
00℃を超えると一部液相が現われる可能性がある。ま
た、加熱時間が0.5時間未満であると、著しい強度の
低下が生じ、5.0時間を超えると経済的価値がなくな
る。さらに熱間圧延終了後、加工材の冷却速度が1℃7
sec未満であると、著しい強度及び導電率の低下が生
じるからである。
工程(II)において、冷却後、10%以上の冷間加工
を施し、加工材を300〜600℃の温度で0.5〜2
0.0時間焼鈍するのは、強度、導電率の向上が期待で
きるためで、冷却後10%未満の冷間加工であると、焼
鈍による強度の向上が期待できなくなり、また、温度が
300℃未満でも、時間が0.5時間未満でも導電率の
向上が期待できず、温度が500℃を超えても、時間が
20゜0時間を超えても1強度の向上が期待できなくな
るからである。
を施し、加工材を300〜600℃の温度で0.5〜2
0.0時間焼鈍するのは、強度、導電率の向上が期待で
きるためで、冷却後10%未満の冷間加工であると、焼
鈍による強度の向上が期待できなくなり、また、温度が
300℃未満でも、時間が0.5時間未満でも導電率の
向上が期待できず、温度が500℃を超えても、時間が
20゜0時間を超えても1強度の向上が期待できなくな
るからである。
工程(III)において、焼鈍後、冷間加工を施すのは
、著しい強度の向上が期待できるためである。
、著しい強度の向上が期待できるためである。
また最後に歪取焼鈍を行う理由は焼鈍後の冷間加工によ
り、強度は著しく向上するが、伸びが低下し、折り曲げ
性が劣化するため、歪取焼鈍を行い、折り曲げ性を再び
良好にするためである。なお、工程(III)における
冷間加工、および歪取焼鈍は必要に応じて行い、不要な
場合は省略しても良い。
り、強度は著しく向上するが、伸びが低下し、折り曲げ
性が劣化するため、歪取焼鈍を行い、折り曲げ性を再び
良好にするためである。なお、工程(III)における
冷間加工、および歪取焼鈍は必要に応じて行い、不要な
場合は省略しても良い。
第1表に示される本発明方法に係る各種成分組成の°イ
ンゴットを電気鋼あるいは無酸素鋼を原料として、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。電気銅を使用する場合は、還元性雰囲気中で溶解
し酸素含有量を低下させることが推奨される。
ンゴットを電気鋼あるいは無酸素鋼を原料として、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。電気銅を使用する場合は、還元性雰囲気中で溶解
し酸素含有量を低下させることが推奨される。
次に、これを850’Cで熱間圧延して厚さ6■の板と
した後、固剤を行って冷間圧延で適当な厚さの板とした
。 これを380℃にて2.5時間焼鈍した。また、必
要に応じて、冷間圧延を行い。
した後、固剤を行って冷間圧延で適当な厚さの板とした
。 これを380℃にて2.5時間焼鈍した。また、必
要に応じて、冷間圧延を行い。
500℃の歪取焼鈍を数分間行った。いずれの冷間圧延
も、最終板厚が0.3mとなるよう加工度を設定した。
も、最終板厚が0.3mとなるよう加工度を設定した。
これを供試材とし以下のような試験を行った。
リード材及びばね材としての評価項目として、強度、伸
びを引張試験により評価し、ばね性をKb値により評価
した。電気伝導性(放熱性)は導電率(%IACS)に
よって示した。折り曲げ性は曲げR0.3mの折り曲げ
治具を用い、90”往復曲げを行い、破断までの回数を
測定した。
びを引張試験により評価し、ばね性をKb値により評価
した。電気伝導性(放熱性)は導電率(%IACS)に
よって示した。折り曲げ性は曲げR0.3mの折り曲げ
治具を用い、90”往復曲げを行い、破断までの回数を
測定した。
半田付は性は、垂直式浸漬法で230±5℃の半田浴(
すず60%、鉛40%)に5秒間浸漬し。
すず60%、鉛40%)に5秒間浸漬し。
半田のぬれの状態を目視IR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、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。これらの結果を
比較合金とともに第1表す曲げ性、半田付は性、めっき
性が著しく改善されて、高力高導電銅合金として優れた
特性を有することが明らかである。
。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、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。これらの結果を
比較合金とともに第1表す曲げ性、半田付は性、めっき
性が著しく改善されて、高力高導電銅合金として優れた
特性を有することが明らかである。
Claims (2)
- (1)Mn0.5〜4.0wt%、P0.05〜1.0
wt%含み、かつ、MnとPの重量比がP/Mnで0.
1〜0.5で、残部Cu及び不可避的不純物からなる合
金の製造において ( I )鋳造インゴットを700℃〜1000℃の温度
に0.5〜5.0hr加熱後、熱間圧延を行い、熱間圧
延終了直後、加工材を1℃/sec以上の速度で冷却す
る工程 (II)冷却後、加工度10%以上の冷間圧延を行い30
0℃〜600℃の温度で0.5〜20hr焼鈍する工程 (III)さらに必要に応じて、焼鈍後、冷間圧延を行っ
た後、歪取焼鈍を行う工程 を順次行うことを特徴とする半導体機器のリード材又は
導電性ばね材用高力高導電銅合金の製造方法。 - (2)Mn0.5〜4.0wt%、P0.05〜1.0
wt%を含み、かつ、MnとPの重量比がP/Mnで0
.1〜0.5で、さらに副成分として、Zn、Sn、A
s、Cr、Mg、In、Sb、Fe、Co、Al、Ti
、Zr、Be、Ag、Pb、B、Ni、Si、Hf、T
e、Gaからなる群から1種又は2種以上の元素を総量
で0.001〜3.0wt%含み、残部Cu及び不可避
的不純物から成る合金の製造において ( I )鋳造インゴットを700℃〜1000℃の温度
に0.5〜5.0hr加熱後、熱間圧延を行い、熱間圧
延終了直後、加工材を1℃/sec以上の速度で冷却す
る工程 (II)冷却後、加工度10%以上の冷間圧延を行い30
0℃〜600℃の温度で0.5〜20hr焼鈍する工程 (III)さらに必要に応じて、焼鈍後、冷間圧延を行っ
た後、歪取焼鈍を行う工程 を順次行うことを特徴とする半導体機器のリード材又は
導電性ばね材用高力高導電銅合金の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17269788A JPH0225551A (ja) | 1988-07-13 | 1988-07-13 | 半導体機器リード材又は導電性ばね材用高力高導電銅合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17269788A JPH0225551A (ja) | 1988-07-13 | 1988-07-13 | 半導体機器リード材又は導電性ばね材用高力高導電銅合金の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0225551A true JPH0225551A (ja) | 1990-01-29 |
Family
ID=15946676
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17269788A Pending JPH0225551A (ja) | 1988-07-13 | 1988-07-13 | 半導体機器リード材又は導電性ばね材用高力高導電銅合金の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0225551A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017036467A (ja) * | 2015-08-07 | 2017-02-16 | 株式会社Uacj | 銅合金管 |
-
1988
- 1988-07-13 JP JP17269788A patent/JPH0225551A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017036467A (ja) * | 2015-08-07 | 2017-02-16 | 株式会社Uacj | 銅合金管 |
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