JPH03191035A - 電子機器用高力高導電銅合金 - Google Patents
電子機器用高力高導電銅合金Info
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- JPH03191035A JPH03191035A JP32958389A JP32958389A JPH03191035A JP H03191035 A JPH03191035 A JP H03191035A JP 32958389 A JP32958389 A JP 32958389A JP 32958389 A JP32958389 A JP 32958389A JP H03191035 A JPH03191035 A JP H03191035A
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- copper alloy
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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］
本発明は、半導体集積回路（ＩＣ）のリードフレーム材
及び端子、コネクター リレー スイッチ等の導電性ば
ね材に適する電子機器用高力高導電銅合金に関するもの
である。
及び端子、コネクター リレー スイッチ等の導電性ば
ね材に適する電子機器用高力高導電銅合金に関するもの
である。
［従来の技術］
従来、半導体機器のリードフレーム材としては、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 −２９Ｎ ｉ −１８Ｃｏ）
、４２合金（Ｆ ｅ −４２Ｎ ｉ ）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。
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 −２９Ｎ ｉ −１８Ｃｏ）
、４２合金（Ｆ ｅ −４２Ｎ ｉ ）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ため、優れた熱
及び電気伝導性を示すもの。
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ため、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。
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）ハラケージング時に種々の加熱工程が加わるため
、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打ち抜き加工し、又、曲げ加
工して作製されるものがほとんどであるため、これらの
加工性が良好なこと。
工して作製されるものがほとんどであるため、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ため、これ
ら貴金属とのメツキ密着性が良好であること。
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）価格が低置であること。
これら各種の要求特性に対し、従来より使用されている
合金は一長一短があり、満足すべきものは見いだされて
いない。
合金は一長一短があり、満足すべきものは見いだされて
いない。
又、従来、端子、コネクター リレー、スイッチ等のば
ね材としては、安価な黄銅、優れたばね特性及び耐食性
を有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。
ね材としては、安価な黄銅、優れたばね特性及び耐食性
を有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、
ばね特性の優れた洋白はＮｉを多量に含むため、又、り
ん青銅は５ｎを多量に含むため、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。更には、電気機器用等に用いられる場合、導電
率が低いという欠点を有していた。したがって、導電性
が良好であり、強度、ばね特性に優れた安価な合金の出
現が待たれていた。
ばね特性の優れた洋白はＮｉを多量に含むため、又、り
ん青銅は５ｎを多量に含むため、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。更には、電気機器用等に用いられる場合、導電
率が低いという欠点を有していた。したがって、導電性
が良好であり、強度、ばね特性に優れた安価な合金の出
現が待たれていた。
［発明が解決しようとする課題］
一方、Ｃｕ−Ｃｒ−５ｎ系合金は上述の要求特性をかな
り満足するため、従来から、第３元素の添加等により特
性の改善が図られ新合金が開発されてきた。しかし、近
年、加速度的に従来にも増して半導体回路の高集積度化
が進行し、それに伴うリードフレーム材も多ピン化に移
行してきたこと。又信頼性向上の要求から、半田耐熱剥
離性が従来にも増して、重要視されるようになってきた
ことから、現状までに開発されたＣｕ−Ｃｒ−３ｎ系合
金では、これらの特性を満足することができなくなって
きた。従って、多ビン化に対応できる強度と良好な半田
耐熱剥離性を有する高導電銅合金の現出が待たれていた
。
り満足するため、従来から、第３元素の添加等により特
性の改善が図られ新合金が開発されてきた。しかし、近
年、加速度的に従来にも増して半導体回路の高集積度化
が進行し、それに伴うリードフレーム材も多ピン化に移
行してきたこと。又信頼性向上の要求から、半田耐熱剥
離性が従来にも増して、重要視されるようになってきた
ことから、現状までに開発されたＣｕ−Ｃｒ−３ｎ系合
金では、これらの特性を満足することができなくなって
きた。従って、多ビン化に対応できる強度と良好な半田
耐熱剥離性を有する高導電銅合金の現出が待たれていた
。
［課題を解決するための手段］
本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、多ピン化に
対応できる強度と良好な半田耐熱剥離性を有し、更に、
高導電性をも満足する安価な銅合金を提供しようとする
ものである。
対応できる強度と良好な半田耐熱剥離性を有し、更に、
高導電性をも満足する安価な銅合金を提供しようとする
ものである。
すなわち、本発明はＣｒｙ、０５〜Ｌ、０ｗｔ％、Ｓ
ｉ ０．０５〜０．７ ｖｔ％、Ｎ ｉ ０．０１〜０
．５ ｗｔ％、Ｚｎ０．吋〜３．０ｗｔ％を含み、ある
いは更に副成分としてＡ１％ Ｂｅ、Ｃｏｓ Ｆｅ５Ｈ
ｆＳ Ｉｎ５Ｍｇ、Ｍｎ５Ｐ、Ｔ ｉ、Ｚ ｒからなる
群より選択された１種又は２種以上を総量で０．０１〜
２．０ｗ１％含み、残部Ｃｕ及び不可避不純物からなる
ことを特徴とする電子機器用高力高導電銅合金である。
ｉ ０．０５〜０．７ ｖｔ％、Ｎ ｉ ０．０１〜０
．５ ｗｔ％、Ｚｎ０．吋〜３．０ｗｔ％を含み、ある
いは更に副成分としてＡ１％ Ｂｅ、Ｃｏｓ Ｆｅ５Ｈ
ｆＳ Ｉｎ５Ｍｇ、Ｍｎ５Ｐ、Ｔ ｉ、Ｚ ｒからなる
群より選択された１種又は２種以上を総量で０．０１〜
２．０ｗ１％含み、残部Ｃｕ及び不可避不純物からなる
ことを特徴とする電子機器用高力高導電銅合金である。
以下に本発明合金成分の限定理由を説明する。
Ｃｒは時効処理を行うことにより、母材中に金属Ｃｒを
析出させ、強度及び耐熱性を向上させるために含有する
もので、その量が０．０５ｗｔ％未満では前述の効果が
期待できず、逆にり、０ｗｔ％を超えると溶体化処理後
においても未溶解Ｃｒが母材中に残留し、著しい導電率
及び加工性の低下が起るためである。
析出させ、強度及び耐熱性を向上させるために含有する
もので、その量が０．０５ｗｔ％未満では前述の効果が
期待できず、逆にり、０ｗｔ％を超えると溶体化処理後
においても未溶解Ｃｒが母材中に残留し、著しい導電率
及び加工性の低下が起るためである。
５ｎの含有量を０．０５〜０．７ ｖｔ％、Ｎｉの含有
量を０，０１〜０．５ ｗｔ％としたのは、これらの添
加元素のいずれかが下限未満では、所望の強度が得られ
ず、又、上限を超えると導電性の著しい低下が起るため
である。
量を０，０１〜０．５ ｗｔ％としたのは、これらの添
加元素のいずれかが下限未満では、所望の強度が得られ
ず、又、上限を超えると導電性の著しい低下が起るため
である。
Ｚｎは導電性を大きく低下させずに、著しい半田耐熱剥
離性の改善が期待できるため含有するもので、その量が
０．０１ｗｔ％未満では前述の効果が期待できず、逆に
３．０ｗｔ％を超えると著しい導電性の低下が起るため
である。
離性の改善が期待できるため含有するもので、その量が
０．０１ｗｔ％未満では前述の効果が期待できず、逆に
３．０ｗｔ％を超えると著しい導電性の低下が起るため
である。
更に、副成分として、ＡＩ、Ｂｅ、Ｃｏ。
Ｆｅ、ＨｆＳ Ｉｎ、Ｍｇ、Ｍｎ、ＰＳＴｉ。
Ｚｒからなる群より選択された１種又は２種以上を総量
で０．０１〜２．０ｗｔ％含有する場合は、導電性を大
きく低下させずに強度を向上させる効果が期待できるた
めで、その総量が０．０１νｔ％未満では前述の効果が
期待できず、逆に２．０ｗｔ％を超えると著しい導電性
及び加工性の劣化が起るためである。
で０．０１〜２．０ｗｔ％含有する場合は、導電性を大
きく低下させずに強度を向上させる効果が期待できるた
めで、その総量が０．０１νｔ％未満では前述の効果が
期待できず、逆に２．０ｗｔ％を超えると著しい導電性
及び加工性の劣化が起るためである。
［実施例］
次に、本発明を実施例並びに比較例により具体的に説明
する。
する。
第１表に示す本発明合金及び比較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製
し、次にこれらインゴットの面側を行った後、８５０℃
で熱間圧延を行い８■の厚さとし、固剤後、厚さ １．
５ｍｍまで冷間圧延した。その後、９５０℃にて１０分
間溶体化処理を行い冷間圧延で０．２５ｍｍの板とし、
最後に４５０℃で２時間の時効処理を行った。
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製
し、次にこれらインゴットの面側を行った後、８５０℃
で熱間圧延を行い８■の厚さとし、固剤後、厚さ １．
５ｍｍまで冷間圧延した。その後、９５０℃にて１０分
間溶体化処理を行い冷間圧延で０．２５ｍｍの板とし、
最後に４５０℃で２時間の時効処理を行った。
リードフレーム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、曲げ性を９０°繰り返し
曲げ試験により、−往復を一回として破断までの曲げ回
数を測定し、導電性（放熱性）を導電率（％ＩＡＣ３）
によって示した。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、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 ３μｌ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。耐熱性
は５分間焼鈍した場合、焼鈍前の硬さの８０％となる焼
鈍温度で示した。
強度、伸びを引張試験により、曲げ性を９０°繰り返し
曲げ試験により、−往復を一回として破断までの曲げ回
数を測定し、導電性（放熱性）を導電率（％ＩＡＣ３）
によって示した。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、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 ３μｌ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。耐熱性
は５分間焼鈍した場合、焼鈍前の硬さの８０％となる焼
鈍温度で示した。
半田耐熱剥離性の評価は、素材に５μｍの半田めっき（
６０％Ｓ ｎ ｓ ４０％Ｐｂ）を施し、１５０℃の恒
温槽に１０００時間まで保持し、１００時間毎に取り出
して９０°曲げ往復１回を施して半田の剥離の有無を調
べた。酸化膜密着性については素材を２００〜５００℃
で３分間大気中で加熱して表面に酸化膜を生成させ、そ
の酸化膜に粘着テープを貼った後、−気に剥して酸化膜
の剥離の有無により評価を行った。ばね性の評価は、ば
ね限界値（Ｋｂ）を測定することにより行った。
６０％Ｓ ｎ ｓ ４０％Ｐｂ）を施し、１５０℃の恒
温槽に１０００時間まで保持し、１００時間毎に取り出
して９０°曲げ往復１回を施して半田の剥離の有無を調
べた。酸化膜密着性については素材を２００〜５００℃
で３分間大気中で加熱して表面に酸化膜を生成させ、そ
の酸化膜に粘着テープを貼った後、−気に剥して酸化膜
の剥離の有無により評価を行った。ばね性の評価は、ば
ね限界値（Ｋｂ）を測定することにより行った。
これらの結果を第１表に示す。
１７
本発明合金及び比較合金について、以下に説明を加える
。
。
本発明合金のＮｏ、１％３．９．１０は、本発明の基本
成分系のもので、いずれも強度（〉６５ｋｇｆ／ｌ１ｆ
ｆ１２）、導電性（〉６０％ＩＡＣ８） 、半田耐熱剥
離に優れており、又、その他の特性についても良好であ
る。Ｎｏ、２．４〜８は、基本成分系に副成分を添加し
たもので、基本成分系のものと同様に優れた特性が得ら
れる。
成分系のもので、いずれも強度（〉６５ｋｇｆ／ｌ１ｆ
ｆ１２）、導電性（〉６０％ＩＡＣ８） 、半田耐熱剥
離に優れており、又、その他の特性についても良好であ
る。Ｎｏ、２．４〜８は、基本成分系に副成分を添加し
たもので、基本成分系のものと同様に優れた特性が得ら
れる。
比較合金であるＮｏ、ｌＩはＣｒＳＮｏ、１２はＳ ｎ
ｓＮｏ、１３はＮｉがそれぞれ十分な添加量でないた
め、強度、ばね特性が本発明合金に比べ劣っている。更
にＮｏ、１１は耐熱性も劣っている。Ｎｏ。
ｓＮｏ、１３はＮｉがそれぞれ十分な添加量でないた
め、強度、ばね特性が本発明合金に比べ劣っている。更
にＮｏ、１１は耐熱性も劣っている。Ｎｏ。
１４はＺｎの含有量が十分でないため、半田耐熱剥離性
が本発明合金に比べ著しく劣っている。
が本発明合金に比べ著しく劣っている。
Ｎｏ、ｆ５はＣ「、Ｎｏ、１Ｇは５ｎがそれぞれｌ 、
０ｗｔ％及び０．７ｖｔ％を超えているため、両方の
合金とも導電性が本発明合金に比べ劣っている。更にＮ
ｏ、１５は繰り返し曲げ性も劣っている。
０ｗｔ％及び０．７ｖｔ％を超えているため、両方の
合金とも導電性が本発明合金に比べ劣っている。更にＮ
ｏ、１５は繰り返し曲げ性も劣っている。
［発明の効果］
以上詳述したように、本発明合金は強度、導電性その他
の特性に優れ、特に半田耐熱剥離性に関しては１０００
時間加熱後においても半田の剥離は認められない。した
がって、リードフレーム材としては多ピン化に対応でき
る強度、半田耐熱剥離性を有しており、又、ばね材とし
ては高導電性、優れたばね特性を有しており、電子機器
用高力高導電鋼合金として適していると考えられる。
の特性に優れ、特に半田耐熱剥離性に関しては１０００
時間加熱後においても半田の剥離は認められない。した
がって、リードフレーム材としては多ピン化に対応でき
る強度、半田耐熱剥離性を有しており、又、ばね材とし
ては高導電性、優れたばね特性を有しており、電子機器
用高力高導電鋼合金として適していると考えられる。
Claims (2)
- （１）Ｃｒ０．０５〜１．０ｖｔ％、５ｎ０．０５〜０
．７ｗｔ％Ｎｉ０．０１〜０．５ｗｔ％、Ｚｎ０．０１
〜３．０ｗｔ％を含み、残部Ｃｕ及び不可避不純物から
なることを特徴とする電子機器用高力高導電銅合金。 - （２）Ｃｒ０．０５〜１．０ｗｔ％、５ｎ０．０５〜０
．７ｗｔ％Ｎｉ０．０１〜０．５ｗｔ％、Ｚｎ０．０１
〜３．０ｗｔ％更に副成分としてＡｌ、Ｂｅ、Ｃｏ、Ｆ
ｅ、Ｈｆ、Ｉｎ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｐ、Ｔｉ、Ｚｒからなる
群より選択された１種又は２種以上を総量で０．０１〜
２．０ｗｔ％を含み、残部Ｃｕ及び不可避不純物からな
ることを特徴とする電子機器用高力高導電銅合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32958389A JPH03191035A (ja) | 1989-12-21 | 1989-12-21 | 電子機器用高力高導電銅合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32958389A JPH03191035A (ja) | 1989-12-21 | 1989-12-21 | 電子機器用高力高導電銅合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03191035A true JPH03191035A (ja) | 1991-08-21 |
Family
ID=18222974
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32958389A Pending JPH03191035A (ja) | 1989-12-21 | 1989-12-21 | 電子機器用高力高導電銅合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03191035A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7248141B2 (en) * | 2003-07-03 | 2007-07-24 | Koa Kabushiki Kaisha | Current fuse and method of making the current fuse |
| US7461770B2 (en) * | 2003-08-04 | 2008-12-09 | Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg | Copper-based brazing alloy and brazing process |
-
1989
- 1989-12-21 JP JP32958389A patent/JPH03191035A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7248141B2 (en) * | 2003-07-03 | 2007-07-24 | Koa Kabushiki Kaisha | Current fuse and method of making the current fuse |
| US7461770B2 (en) * | 2003-08-04 | 2008-12-09 | Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg | Copper-based brazing alloy and brazing process |
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