JPH02267238A - 電子機器用銅合金 - Google Patents
電子機器用銅合金Info
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- JPH02267238A JPH02267238A JP8639689A JP8639689A JPH02267238A JP H02267238 A JPH02267238 A JP H02267238A JP 8639689 A JP8639689 A JP 8639689A JP 8639689 A JP8639689 A JP 8639689A JP H02267238 A JPH02267238 A JP H02267238A
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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】
［産業上の利用分野］
この発明は集積回路のリードフレーム材等の電子機器用
銅合金に関するものである。
銅合金に関するものである。
［従来の技術］
電子機器に使用される材料は、部品の小型化や高信頼性
の要求に伴い、高強度、高電導性に加え、耐食性や耐熱
性のより優れたものが望まれている６ 集積回路のリー
ドフレーム材の例では、従来鉄系の４２７０イ（Ｆｅ−
４２％Ｎｉ）と銅系に大別されるが、近年は高集積度化
による発熱から熱を逃がすため、銅系材への変更が進み
つつある。しかしながら一方では小型化の進行にともな
って材料自体も薄板化が進み、従来の銅合金の強度水準
では不十分でＱＦＰ（クラオード・フラット・パッケー
ジ）タイプのＩＣパッケージにおいては、４２７０イが
依然として使用されている。これらの動きの中で、広範
囲のニーズに応じられる水準の目安として、４２７０イ
と同等の強度、即ち引張り強さで７０ににｆ／１Ｉｒｒ
ｆ相当、電気伝導率としては３０％ｌＡＣ３以上を合わ
せ持つ材料が望まれている。
の要求に伴い、高強度、高電導性に加え、耐食性や耐熱
性のより優れたものが望まれている６ 集積回路のリー
ドフレーム材の例では、従来鉄系の４２７０イ（Ｆｅ−
４２％Ｎｉ）と銅系に大別されるが、近年は高集積度化
による発熱から熱を逃がすため、銅系材への変更が進み
つつある。しかしながら一方では小型化の進行にともな
って材料自体も薄板化が進み、従来の銅合金の強度水準
では不十分でＱＦＰ（クラオード・フラット・パッケー
ジ）タイプのＩＣパッケージにおいては、４２７０イが
依然として使用されている。これらの動きの中で、広範
囲のニーズに応じられる水準の目安として、４２７０イ
と同等の強度、即ち引張り強さで７０ににｆ／１Ｉｒｒ
ｆ相当、電気伝導率としては３０％ｌＡＣ３以上を合わ
せ持つ材料が望まれている。
従来の電子機器用銅合金としてはＣＤＡ （Ｃｏｐｐｅ
ｒＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ａｓ５ｏｃｉａｔｉｏｎ
）Ｃｌ９４００合金やＣｕ−０，１％Ｓｎ、Ｃｕ−０，
１％Ｐｅなどの高専を型（引張り強さは約５０Ｋｇｆ／
ｍイ程度であるが、電気伝導率は６０％ｌＡＣ３以上）
や、りん青銅の様な高強度型（強度は４２アロイ水準で
あるが、電気伝導率は２０％ｌＡＣ３以下）が主に使わ
れていた。
ｒＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ａｓ５ｏｃｉａｔｉｏｎ
）Ｃｌ９４００合金やＣｕ−０，１％Ｓｎ、Ｃｕ−０，
１％Ｐｅなどの高専を型（引張り強さは約５０Ｋｇｆ／
ｍイ程度であるが、電気伝導率は６０％ｌＡＣ３以上）
や、りん青銅の様な高強度型（強度は４２アロイ水準で
あるが、電気伝導率は２０％ｌＡＣ３以下）が主に使わ
れていた。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、上記従来の合金は強度と電気伝導率の両
方を満足させることが出来なかった。
方を満足させることが出来なかった。
この発明はかかる課題を解決するためになされたもので
、強度と電気伝導率の両方に優れた特性を有し、さらに
高温環境における信頼性低下を抑制することができる電
子機器用銅合金を得ることを目的とする。
、強度と電気伝導率の両方に優れた特性を有し、さらに
高温環境における信頼性低下を抑制することができる電
子機器用銅合金を得ることを目的とする。
［課題を解決するための手段］
この発明の電子機器用銅合金は重量組成比にてＮｉ ０
．８〜４．０％、Ｐ ０．１７〜０．８４％であって、
添付図面の斜線範囲内のＮｉ、Ｐおよび０．５％重量を
越えて８．０重量％以下のＺｎを含有し、残部がＣｕ及
び不可避の不純物からなることを特徴どするものである
。
．８〜４．０％、Ｐ ０．１７〜０．８４％であって、
添付図面の斜線範囲内のＮｉ、Ｐおよび０．５％重量を
越えて８．０重量％以下のＺｎを含有し、残部がＣｕ及
び不可避の不純物からなることを特徴どするものである
。
［作用］
この発明において、Ｎｉ、Ｐ等の比較的安価な構成元素
からなる銅系合金であり、特にＮｉとＰを原子比で５：
２、即ち重量比的に約５：１の比率で含有させることに
より、生成するＮ１５Ｐ２をマトリックス中に均一に分
散させて、強度向上と同時に優れた電気伝導率が得られ
るものである。また、Ｚｎの添加により、ハンダ付また
はハンダメツキ後の高温環境におけるハンダ層の剥離等
の信頼性低下を抑える効果が認められる。
からなる銅系合金であり、特にＮｉとＰを原子比で５：
２、即ち重量比的に約５：１の比率で含有させることに
より、生成するＮ１５Ｐ２をマトリックス中に均一に分
散させて、強度向上と同時に優れた電気伝導率が得られ
るものである。また、Ｚｎの添加により、ハンダ付また
はハンダメツキ後の高温環境におけるハンダ層の剥離等
の信頼性低下を抑える効果が認められる。
［実施例］
図面はこの発明の電子機器用銅合金のＮｉとＰの組成範
囲を示す線図であり１図中縦軸はＮｉ含有量（％）を、
横軸はＰ含有ｊｋ（％）を示す。
囲を示す線図であり１図中縦軸はＮｉ含有量（％）を、
横軸はＰ含有ｊｋ（％）を示す。
以下にこの発明の電子ｍ器用銅合金に係わるＮｉおよび
Ｐの添加理由と、その組成範囲の限定理由を説明する。
Ｐの添加理由と、その組成範囲の限定理由を説明する。
ＮｉおよびＰの元素が金属開化合物を効率よく生成し、
強度の向上と電気伝導率の低下の少ない範囲としは、Ｎ
ｉ ０．８％〜４．０重量％であり、０．８％以下では
金属間化合物が少なく、強度の向上が少なく、４．０％
を越えると強度水準の向Ｅが配合量に比し少なく、又電
気伝導率の低下と、ハンダメツキ耐熱性が劣化する傾向
にある。ＮｉとＰは、いくつかの金属化合物をつくるこ
とが例えば刊行物（ＦｒａｎｃｉｓＡ、５ｈｕｎｋ：Ｃ
ｏｎ５ｔｉｔｕｔｉｏｎ ｏｆ Ｂｉｎａｒｙ
Ａ１１ｏｙ ｐ５５０）でも示されており、中でもこ
れらの元素を原子比で５＝２即ち重量比的に約５＝１の
比率で添加することにより生成するＮ１５Ｐ２ をマト
リックス中に均一に分散させたときに優れた強度と電気
伝導率が得られる、なおＰ含有量の範囲はこの金属間化
合物の組成比率と上記Ｎｉｆｆ１より一義的に定められ
るが特に量産時のＰのバラツキを加味して、上下に２０
％の許容幅を設定し０．１７〜０．８４重量％とじた。
強度の向上と電気伝導率の低下の少ない範囲としは、Ｎ
ｉ ０．８％〜４．０重量％であり、０．８％以下では
金属間化合物が少なく、強度の向上が少なく、４．０％
を越えると強度水準の向Ｅが配合量に比し少なく、又電
気伝導率の低下と、ハンダメツキ耐熱性が劣化する傾向
にある。ＮｉとＰは、いくつかの金属化合物をつくるこ
とが例えば刊行物（ＦｒａｎｃｉｓＡ、５ｈｕｎｋ：Ｃ
ｏｎ５ｔｉｔｕｔｉｏｎ ｏｆ Ｂｉｎａｒｙ
Ａ１１ｏｙ ｐ５５０）でも示されており、中でもこ
れらの元素を原子比で５＝２即ち重量比的に約５＝１の
比率で添加することにより生成するＮ１５Ｐ２ をマト
リックス中に均一に分散させたときに優れた強度と電気
伝導率が得られる、なおＰ含有量の範囲はこの金属間化
合物の組成比率と上記Ｎｉｆｆ１より一義的に定められ
るが特に量産時のＰのバラツキを加味して、上下に２０
％の許容幅を設定し０．１７〜０．８４重量％とじた。
上限はマトリックス中に過剰のＰが含有されると、電気
伝導率が低下するため、下限はこれ以下であると金属間
化合物の生成が少なく強度向上が期待でき無くなるため
に制限するものである。
伝導率が低下するため、下限はこれ以下であると金属間
化合物の生成が少なく強度向上が期待でき無くなるため
に制限するものである。
Ｚｎの添加は、Ｚｎがハンダ付またはハンダメツキ後の
高温環境におけるハンダ層の剥離等の信頼性低下を抑え
る効果が認められるため行われる。０．５重量％以下で
は効果が見られず、上限については応力腐食の点で８．
０重量％とした。
高温環境におけるハンダ層の剥離等の信頼性低下を抑え
る効果が認められるため行われる。０．５重量％以下で
は効果が見られず、上限については応力腐食の点で８．
０重量％とした。
以下この発明の実施例および比較例について説明する。
試料の製作は高周波誘導炉にて溶解後厚さ２０ｍｍの鋳
型に鋳込み表面を面前後に冷間圧延と熱処理を繰り返し
、最終５０％の冷間加工をして０．２５ｍｍの板状に仕
上げた。なお、最終仕上げ圧延前の熱処理は８００℃で
３０分間加熱後水中に焼き入れし、更にその後４５０℃
で２時間の焼き戻し処理を施した１表にこの発明の実施
例と比較例の諸特性を示す。
型に鋳込み表面を面前後に冷間圧延と熱処理を繰り返し
、最終５０％の冷間加工をして０．２５ｍｍの板状に仕
上げた。なお、最終仕上げ圧延前の熱処理は８００℃で
３０分間加熱後水中に焼き入れし、更にその後４５０℃
で２時間の焼き戻し処理を施した１表にこの発明の実施
例と比較例の諸特性を示す。
表の結果より、Ｎｉ、Ｐの含有量の少ない試料Ｎｏｌで
は強度水準が低く、またＮｏ２ではＮｉ含有量が多いも
ののＰが少なく所定の重量比率となっていないために１
強度も約５０Ｋｇｆ／ｍイと低い、一方Ｎｉ、Ｐの含有
量を増大させ、それらの元素の重量比率も約５＝１とし
かつはんだ耐熱性の向−ヒのために適量のＺｎを含有す
る試料Ｎｏ３〜７では強度的に優れたものが得られ、電
気伝導率も３０％■八Ｃ３へ上の高水準にある。または
んだ耐熱性についてもＺｎが含有されていない試料Ｎ。
は強度水準が低く、またＮｏ２ではＮｉ含有量が多いも
ののＰが少なく所定の重量比率となっていないために１
強度も約５０Ｋｇｆ／ｍイと低い、一方Ｎｉ、Ｐの含有
量を増大させ、それらの元素の重量比率も約５＝１とし
かつはんだ耐熱性の向−ヒのために適量のＺｎを含有す
る試料Ｎｏ３〜７では強度的に優れたものが得られ、電
気伝導率も３０％■八Ｃ３へ上の高水準にある。または
んだ耐熱性についてもＺｎが含有されていない試料Ｎ。
８と比べると著しく改善されている。しかし、ＮｉとＰ
の含有量が上記この発明の実施例に係わるＮｉとＰの含
有量より多い試料Ｎｏ９は電気伝導率が低い、なお、は
んだ耐熱性は溶融した９０％Ｐｂ−１，０％Ｓｎハンダ
浴中に試料を浸漬してハンダ付をした後１５０℃の温度
にて保持し、ハンダ付部の密着面げを行い剥離等が生じ
るまでの時間を測定した。
の含有量が上記この発明の実施例に係わるＮｉとＰの含
有量より多い試料Ｎｏ９は電気伝導率が低い、なお、は
んだ耐熱性は溶融した９０％Ｐｂ−１，０％Ｓｎハンダ
浴中に試料を浸漬してハンダ付をした後１５０℃の温度
にて保持し、ハンダ付部の密着面げを行い剥離等が生じ
るまでの時間を測定した。
銅合金中のＺｎは、しばしば応力腐食面で問題となるこ
とがあり１発明者らははんだ耐熱性の改善効果との兼ね
合からＺｎの最適添加量を決定するため、試料に最大曲
げ３０ｋｆｇ／ｍｍ１２を負荷し、４０℃のアンモニア
ガス雰囲気（市販のアンモニア試薬１級を等量の水で希
釈）中のもとて２００時間保持し、供試前後での引っ張
り強さを測定して腐食による引っ張り強さの低下率を求
めた。その結果、Ｚｎを８．７３％含有する試料Ｎｏｌ
０は応力腐食感受性が大きくなる兆候が認められ、逆に
Ｚｎｊｌが０．２９％と少ない試料Ｎｏｌ １でははん
だ耐熱性に対する改善効果が小さく、自ずと下限と上限
がｓ１限される。
とがあり１発明者らははんだ耐熱性の改善効果との兼ね
合からＺｎの最適添加量を決定するため、試料に最大曲
げ３０ｋｆｇ／ｍｍ１２を負荷し、４０℃のアンモニア
ガス雰囲気（市販のアンモニア試薬１級を等量の水で希
釈）中のもとて２００時間保持し、供試前後での引っ張
り強さを測定して腐食による引っ張り強さの低下率を求
めた。その結果、Ｚｎを８．７３％含有する試料Ｎｏｌ
０は応力腐食感受性が大きくなる兆候が認められ、逆に
Ｚｎｊｌが０．２９％と少ない試料Ｎｏｌ １でははん
だ耐熱性に対する改善効果が小さく、自ずと下限と上限
がｓ１限される。
なおこの発明の電子機器用鋼合金は電子機器用として集
積回路のリードフレーム材、リレー、スイッチ等の広範
囲な用途に適用できるだけでなく、比較的安価な成分か
ら成るため他の用途にも安価な銅合金として有用である
。
積回路のリードフレーム材、リレー、スイッチ等の広範
囲な用途に適用できるだけでなく、比較的安価な成分か
ら成るため他の用途にも安価な銅合金として有用である
。
［発明の効果コ
以上説明したとうり、この発明は重量組成比にてＮｘ
０．δ〜４．０％、Ｐ ０．１７〜０．８４％であって
、添付図面の斜線範囲内のＮｉ、Ｐおよび０．５重量％
を越えて８．０重量％以下のＺｎを含有し、残部がＣｕ
及び不可避の不純物からなることを特徴とするものを用
いることにより、強度と電気導電率の両方に優れた特性
を有し、さらに高温環境における信頼性低下を抑制する
ことができるする電子機器用銅合金を得ることができる
。
０．δ〜４．０％、Ｐ ０．１７〜０．８４％であって
、添付図面の斜線範囲内のＮｉ、Ｐおよび０．５重量％
を越えて８．０重量％以下のＺｎを含有し、残部がＣｕ
及び不可避の不純物からなることを特徴とするものを用
いることにより、強度と電気導電率の両方に優れた特性
を有し、さらに高温環境における信頼性低下を抑制する
ことができるする電子機器用銅合金を得ることができる
。
１−面はユ。発、。電７機。□銅。金。、□８．。
組成範囲を示す線図であり、図中縦軸はＮｉ含有量を、
横軸はＰ含有量を示す。
横軸はＰ含有量を示す。
Claims (1)
- 重量組成比にてＮｉ０．８〜４．０％、Ｐ０．１７〜０
．８４％であって、添付図面の斜線範囲内のＮｉ、Ｐお
よび０．５重量％を越えて８．０重量％以下のＺｎを含
有し、残部がＣｕ及び不可避の不純物からなることを特
徴とする電子機器用銅合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8639689A JPH02267238A (ja) | 1989-04-05 | 1989-04-05 | 電子機器用銅合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8639689A JPH02267238A (ja) | 1989-04-05 | 1989-04-05 | 電子機器用銅合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02267238A true JPH02267238A (ja) | 1990-11-01 |
Family
ID=13885713
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8639689A Pending JPH02267238A (ja) | 1989-04-05 | 1989-04-05 | 電子機器用銅合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02267238A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021077241A1 (zh) * | 2019-10-24 | 2021-04-29 | 宁波博威合金材料股份有限公司 | 一种折弯性能优异的铜合金及其制备方法和应用 |
-
1989
- 1989-04-05 JP JP8639689A patent/JPH02267238A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021077241A1 (zh) * | 2019-10-24 | 2021-04-29 | 宁波博威合金材料股份有限公司 | 一种折弯性能优异的铜合金及其制备方法和应用 |
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