JPH03180437A - 高強度高導電性銅基合金 - Google Patents

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】 （イ）技術分野 本発明は、リードフレーム等に代表される電気・電子部
品用材料などとして好適な高強度高導電性銅基台金に関
するものである。

（ロ）従来技術 近時、エレクトロニクス産業の発展に伴ない、リードフ
レーム等の電気・電子部品材料もその使用量が増大する
と共に、特性面では高信頼性が要求され、コスト面でも
より低廉化が要求されている。

ここで、リードフレームとはｒＩＣのリードを１１ｉ！
造Ｔ程の途中及び製造後に支える単一な枠構造」のこと
であり、要求される特性としては。

（１）熱および電気伝導性の良いこと：リードフレーム
の士な働きの一つとして、Ｓｔチップの劣化を防ぐため
、チップに生じた熱を放散させることが挙げられるが、
その効果を上げるため熱伝導性の良いこと、しかもリー
ド部分での発熱を小さくするために電気伝導性の良いこ
とが要求される。ここで、一般に熱伝導性と電気伝導性
の間には比例関係が認められているので、評価としては
導電率の大きさを測定することで代表できる。

（２）強度が高いこと： リードフレームはＩＣのリードを製造工程ならびに製造
後に支えるので、このために充分な強度が要求される。

その評価基準としては引張り強度と耐力が大きいこと、
及びスティフネス（腰の強さ）が充分であること等が挙
げられる。

（３）充分な耐熱性を右すること： リードフレームは製造工程中あるいは製造後にある程度
の加熱を受けることが予悲される。従って、このような
熱的負担による強度劣化を起こさないように充分な耐熱
性が必要である。しかし、実際には耐熱温度が高過ぎる
と、素材製造時に焼鈍温度が高くなる等、コスト的に不
利になることが予把される。従って、実用的には３５０
℃で数分間程度の加熱で軟化しなければ充分である。

０）曲げ加二「性が良好であること： リードフレームではリード部に曲げの施されるものがほ
とんどであるので１曲げ加工性が良好であることが要求
される。その評価としては、Ｖ・Ｗ曲げ、繰返し曲げ試
験等が挙げられる。

（５）メツキ密着性及びＩｉＩ＋＃候性が良好であるこ
と：リードフレームではインナーリニドにＡｇ・Ａｕメ
ツキが、アウターリードに半田メツキが施される場合が
多いので、良好なメツキ密着性、ｙにその耐候性が必要
である。

リードフレームには以Ｅのような諸特性が要求されるの
である。

しカ）しながら、従来は上記のようなａａ特性を同時に
兼備しかつ安価な材料は得られなかった。

（ハ）発明の開示 本発明は、リードフレーム等の電気・電子部品用材料に
要求される上記のような諸特性を兼備した銅基合金、更
に詳しくは強度及び電気伝導性に優れ、かつ耐熱性と曲
げ加工性等に優れた電気・電子部品用材料として好適な
銅基合金を提供するものである。

即ち、本発明はＣｏ　：　０．０１〜０．５賀Ｅ％、Ｐ
：０、Ｏ１〜０．３　ｗｔ％、残部がＣｕ及び不可避不
純物からなる高強度高導電性銅基台金に関するものであ
る。

本発明に係る銅基合金は、Ｃｏ及びＰの適量の添加によ
ってＣｏ−Ｐ系の金属間化合物をＣｕマトリックス中に
均一微細に析出させることにより、リードフレーム等の
電気・電子部品用材料などに好適な上記諸特性を発現せ
しめた析出型銅基合金を提供することに基本的な特徴が
ある。

次に、本発明に係る銅基合金の成分組成範囲を上記の通
りに限定した理由について説明する。

１）Ｃｏについて： Ｃｏは銅マトリツクス中に固溶して強度と弾性を向ヒさ
せ、更にＰと化合物を形成して分散析出することにより
、熱伝導性及び電気伝導性を向上させると共に、強度及
び弾性を四に向上させ、また耐熱性の向−Ｌにも寄与す
る元素である。

しかし、Ｃｏ含有量が０．０１ｗｔ％未満では上記のよ
うな効果が充分に得られず、一方０．５　ｗｔ％を越え
るとＰとの共存下でも熱伝導性と電気伝導性の劣化が著
しく、また製造時の焼鈍温度が高くなるなど経済的にも
不利となる。従って、Ｃｏ含有量は０．０ｌ−（１，５
ｗｔ％の範囲とする。

１１）Ｐについて： Ｐは溶湯の脱酸剤として働くとノ（に、Ｃｏと化合物を
形成し分散析出することにより、熱伝導性及び電気伝導
性を向上させ、強度及び弾性をも向上させる。

しかし、Ｐ含有酸が０．０１ｗｔ％未満では上記のよう
な効果が充分得られず、一方０．３　ｖｔ％を越えると
ＣＯの共存下でも熱及び電気伝導性の劣化が著しく、ま
た熱間加工性にも悪影響を及ぼす、従って、Ｐ含有量は
０．Ｏ１〜０．３　ｗｔ％の範囲とする。

以下１本発明銅基台金を実施例により詳細に説明する。

（ニ）実施例 実施例１ 第１表に化学成分値（重量％）を示す銅基合金Ｎｏ、　
　ｌ　ｘＮｏ、　１０を高周波溶解炉を用いて溶製し、
２０ｍｍＸ　５０＋ｍＸ　２００ｓ＋ｍの鋳塊に鋳造し
た。ただし、溶解鋳造時の雰囲気はＡｒガスシールとし
、錆造後直ちに水冷した。

各鋳塊を薄削後、８５０℃の熱間圧延によって厚さ１０
ｍｍまで圧延し、熱間圧延後に水急冷及び酸洗を行なっ
た。

上記のようにして得られた熱延材を厚さ６■まで冷間ｒ
ｆ：、延し、８５０℃の湿度で６０分間の熱処理を行い
、熱処理後に水急冷及び酸洗を行なった。

次に、この熱処理材を厚さ０．８　ａｍまで冷開圧延し
、５５０℃の温度で６０分間の焼鈍を行ない、焼鈍後に
水急冷と酸洗を行った。

史に、この熱処理材を厚さ０．３鵬■まで冷間圧延し、
３５０℃の温度で３０分間の焼鈍を行ない。

焼鈍検水急冷と酸洗を行なった。

このようにして得られた試験材を用いて所定の試験片を
作製し、硬度、引張り強度、導電率及び曲げ加工性を試
験した。その結果を第１表に示す。

なお、測定法としては、硬度、引張強度及び導電率の測
定をそれぞれＪＩＳ−Ｚ−２２４４，ＪＩＳ−Ｚ−２２
４１及びＪＩＳ−Ｈ−０５０５に従って行なった。

藺げ加工性は９０°Ｗ曲げ試験（ＣＥＳ−Ｍ−０００２
−６、Ｒ＝０．１　ａｍ、圧延方向及びその垂直方向）
を行ない、中央部の山表面が良好なものにはＯ印、シワ
の発生したものにはΔ印１割れが発生したものは×印と
して評価した。

第１表に示す結果から１本発明に係るＮｏ、　１〜Ｎｏ
、　６の銅基合金は硬度、引張強度及び導電率のバラン
スに優れ、かつ曲げ加［性も良好である。

従って、リードフレーム等の電気・電子部品用材料とし
て好適な優れた特性を有する銅基合金である。

これに対し、Ｃｏをほとんど含まない比較合金Ｎｏ、　
７では導電率は高いものの、硬度及び強度が充分でなく
、またＰをほとんど含まない比較合金Ｎｏ、　８及びＣ
ｏの含有量が本発明の成分組成範囲より多い比較合金Ｎ
ｏ、　９では硬度及び強度は高いものの、導電率が低く
、いずれもリードフレーム等の電気・電子部品用材料と
して充分な特性を有しているとはいえなかった。また、
比較合金Ｎｏ。

９では曲げ加工性の劣化も生じていた。

また、Ｐの含有量が本発明の成分組＃１．ＷＡ囲より多
い比較合金Ｎｏ、　１０では、熱間圧延中に割れが生じ
、それ以降の測定試験は行なえなかった。

（以下余白） 実施例２ 実施例１の第１表中に示す本発明合金Ｎ０９６と市販の
黄銅１種（０２６００ＥＨ）について、硬度、引張り強
度、導電率、耐熱特性１曲げ加工性、半田耐候性及びメ
ツキ密着性を試験した。その結果を第２表に示す。

硬度、引張強度、導電率９曲げ加工性の試験は実施例１
と同様の方法である。

また、半田耐候性試験は試験片に溶融半田メツキ（Ｓｎ
−４０％Ｐｂ、デ４−／プ、２６０℃×５秒１弱活性ロ
ジンフラックスを使用）を行ない。

１５０℃にて１０００時間保持した後、該試験片に９０
”Ｗ曲げを施し１曲げ部を観察して、メツキが密着して
いるものはＯ印、剥離したものは×印として評価した。

また、メツキ密着性試験は試験片に３４ｍ厚のＡｇメツ
キを施し、５００℃で１０分間保持した後、目視により
表面に膨れの発生しているものをｘ印１発生していない
ものをＯ印として判定した。

耐熱性試験は試料の硬度が初期硬度の８０％になるとき
の温度（３０分間保持）とした。

第２表に示す結果から、本発明の銅基合金は従来の代表
的なリードフレーム等の電気・電子部品用材料である黄
銅に比較し、電気伝導性ならびに耐熱性が格段に向上し
ていることが分る。従って１本発明の銅基合金が従来の
黄銅等に比べてリードフレームに代表される電気・電子
部品用材料として極めて優れていることが明らかである
。

（以下余白） （ホ）発明の効果 以にの実施例から明らかなように、本発明に係る＃Ｉ基
合金は高強度、高電気伝導性、高熱伝導性を有し、しか
も加工性、半田耐候性及び耐熱性に優れており、各種用
途に適用できることは勿論であり、＃にリードフレーム
等に代表される電気・電子部品用材料として好適な高強
度高導電性銅基台金である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｃｏ：０．０１〜０．５ｗｔ％ Ｐ：０．０１〜０．３ｗｔ％ 残部がＣｕ及び不可避不純物からなる高強度高導電性銅
   基合金。