JPH04276036A - 打抜金型の摩耗抑制効果を有する電気電子部品用Ｃｕ合金板材 - Google Patents
打抜金型の摩耗抑制効果を有する電気電子部品用Ｃｕ合金板材Info
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- JPH04276036A JPH04276036A JP5962091A JP5962091A JPH04276036A JP H04276036 A JPH04276036 A JP H04276036A JP 5962091 A JP5962091 A JP 5962091A JP 5962091 A JP5962091 A JP 5962091A JP H04276036 A JPH04276036 A JP H04276036A
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Classifications
-
- 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
- C22C9/06—Alloys based on copper with nickel or cobalt as the next major constituent
-
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- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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- 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
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、Ｃｕ合金板材から打
抜加工を含む複数の成形加工により、例えば半導体装置
のリード材や、端子およびコネクタなどの各種の電気電
子部品を製造するに際して、これに用いられる打抜金型
の摩耗を抑制し、もって打抜金型の使用寿命の延命化を
可能ならしめるＣｕ合金板材に関するものである。
抜加工を含む複数の成形加工により、例えば半導体装置
のリード材や、端子およびコネクタなどの各種の電気電
子部品を製造するに際して、これに用いられる打抜金型
の摩耗を抑制し、もって打抜金型の使用寿命の延命化を
可能ならしめるＣｕ合金板材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、一般に、上記の各種電気電子部品
には、強度、伸び、ばね性、導電性、耐熱クリープ性、
およびはんだの耐熱剥離性などの特性を具備することが
要求されることから、これらの特性をもった、例えば特
開昭６３−７６８３９号公報に記載されるＣｕ合金板材
はじめ、その他多くのＣｕ合金板材がその製造に用いら
れている。
には、強度、伸び、ばね性、導電性、耐熱クリープ性、
およびはんだの耐熱剥離性などの特性を具備することが
要求されることから、これらの特性をもった、例えば特
開昭６３−７６８３９号公報に記載されるＣｕ合金板材
はじめ、その他多くのＣｕ合金板材がその製造に用いら
れている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来Ｃ
ｕ合金板材を用いて各種電気電子部品を製造した場合、
その打抜加工に際して、これに用いられる金型の摩耗が
比較的大きく、したがって比較的短時間で使用寿命に至
るのが現状である。
ｕ合金板材を用いて各種電気電子部品を製造した場合、
その打抜加工に際して、これに用いられる金型の摩耗が
比較的大きく、したがって比較的短時間で使用寿命に至
るのが現状である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
上述のような観点から、電気電子部品が要求する特性を
具備した上で、その製造に際しては、打抜金型の摩耗の
できるだけ少ないＣｕ合金板材を開発すべく研究を行な
った結果、重量％で（以下、％は重量％を示す）、Ｎｉ
：０．５〜３％、 Ｓｉ：０．０８
〜０．８％、 Ｚｎ：０．１〜３％、 Ｓｎ：０．
１〜０．９％、 Ｍｇ：０．００１〜０．２％、 Ｍｏ：０．０００２
〜０．０３％、 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合金板材は、すぐれた強度、伸び、ばね性、導
電性、耐熱クリープ性、およびはんだの耐熱剥離性を有
し、かつ打抜金型の摩耗抑制効果にもすぐれているとい
う研究結果を得たのである。
上述のような観点から、電気電子部品が要求する特性を
具備した上で、その製造に際しては、打抜金型の摩耗の
できるだけ少ないＣｕ合金板材を開発すべく研究を行な
った結果、重量％で（以下、％は重量％を示す）、Ｎｉ
：０．５〜３％、 Ｓｉ：０．０８
〜０．８％、 Ｚｎ：０．１〜３％、 Ｓｎ：０．
１〜０．９％、 Ｍｇ：０．００１〜０．２％、 Ｍｏ：０．０００２
〜０．０３％、 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合金板材は、すぐれた強度、伸び、ばね性、導
電性、耐熱クリープ性、およびはんだの耐熱剥離性を有
し、かつ打抜金型の摩耗抑制効果にもすぐれているとい
う研究結果を得たのである。
【０００５】この発明は、上記の研究結果にもとづいて
なされたものであって、Ｃｕ合金板材の成分組成を上記
の通りに限定した理由を以下に説明する。
なされたものであって、Ｃｕ合金板材の成分組成を上記
の通りに限定した理由を以下に説明する。
【０００６】（ａ）ＮｉおよびＳｉ
これらの成分には、共存した状態で化合物を形成し、も
って導電性を大幅に低下させることなく強度およびばね
性を向上させると共に、軟化温度を高めて、高温下での
耐クリープ特性（耐熱クリープ性）を向上させる作用が
あるが、その含有量がＮｉ：０．５％未満でも、またＳ
ｉ：０．０８％未満でも化合物の形成が不十分で上記の
作用に所望の効果が得られず、一方Ｎｉの含有量が３％
を越えても、またＳｉ含有量が０．８％を越えても導電
性およびはんだ耐熱剥離性が低下するようになることか
ら、その含有量をそれぞれＮｉ：０．５〜３％、Ｓｉ：
０．０８〜０．８％と定めた。
って導電性を大幅に低下させることなく強度およびばね
性を向上させると共に、軟化温度を高めて、高温下での
耐クリープ特性（耐熱クリープ性）を向上させる作用が
あるが、その含有量がＮｉ：０．５％未満でも、またＳ
ｉ：０．０８％未満でも化合物の形成が不十分で上記の
作用に所望の効果が得られず、一方Ｎｉの含有量が３％
を越えても、またＳｉ含有量が０．８％を越えても導電
性およびはんだ耐熱剥離性が低下するようになることか
ら、その含有量をそれぞれＮｉ：０．５〜３％、Ｓｉ：
０．０８〜０．８％と定めた。
【０００７】（ｂ）Ｚｎ
Ｚｎ成分には、はんだ耐熱剥離性を向上させる作用があ
るが、その含有量が０．１％未満では所望のはんだ耐熱
剥離性の向上効果が得られず、一方その含有量が３％を
越えると導電性が低下するようになることから、その含
有量を０．１〜３％と定めた。
るが、その含有量が０．１％未満では所望のはんだ耐熱
剥離性の向上効果が得られず、一方その含有量が３％を
越えると導電性が低下するようになることから、その含
有量を０．１〜３％と定めた。
【０００８】（ｃ）Ｓｎ
Ｓｎ成分には、ばね性を向上させる作用があるが、その
含有量が０．１％未満では所望のばね性向上効果が得ら
れず、一方その含有量が０．９％を越えると導電性が低
下するようになることから、その含有量を０．１〜０．
９％と定めた。
含有量が０．１％未満では所望のばね性向上効果が得ら
れず、一方その含有量が０．９％を越えると導電性が低
下するようになることから、その含有量を０．１〜０．
９％と定めた。
【０００９】（ｄ）Ｍｇ
Ｍｇ成分には、耐熱クリープ性およびはんだの耐熱剥離
性を向上させる作用があるが、その含有量が０．００１
％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０．２％を越えると導電性が低下するよう
になることから、その含有量を０．００１〜０．２％と
定めた。
性を向上させる作用があるが、その含有量が０．００１
％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０．２％を越えると導電性が低下するよう
になることから、その含有量を０．００１〜０．２％と
定めた。
【００１０】（ｅ）Ｍｏ
Ｍｏ成分には、素地に固溶せず、主として結晶粒界に微
細均一に分布し、この微細ＭｏがＣｕ合金板材の打抜加
工時に金型との間に潤滑性付与効果を発揮し、この結果
金型の摩耗が著しく抑制され、使用金型の延命化がなさ
れるようになる作用があるが、その含有量が０．０００
２％未満では打抜金型の摩耗抑制効果が不十分であり、
一方その含有量が０．０３％を越えると伸びが低下し、
曲げ加工性が損なわれるようになることから、その含有
量を０．０００２〜０．０３％と定めた。
細均一に分布し、この微細ＭｏがＣｕ合金板材の打抜加
工時に金型との間に潤滑性付与効果を発揮し、この結果
金型の摩耗が著しく抑制され、使用金型の延命化がなさ
れるようになる作用があるが、その含有量が０．０００
２％未満では打抜金型の摩耗抑制効果が不十分であり、
一方その含有量が０．０３％を越えると伸びが低下し、
曲げ加工性が損なわれるようになることから、その含有
量を０．０００２〜０．０３％と定めた。
【００１１】
【実施例】つぎに、この発明のＣｕ合金板材を実施例に
より具体的に説明する。
より具体的に説明する。
【００１２】通常の低周波溝型溶解炉にて、特にＭｏ源
として、均一溶解をはかるためにＭｏ：１〜２０％含有
のＮｉ−Ｍｏ合金を用い、それぞれ表１および表２に示
されるＣｕ合金溶湯を調整し、半連続鋳造法で厚さ：１
５０ｍｍ×幅：４００ｍｍ×長さ：１６００ｍｍの鋳塊
とし、この鋳塊に、７５０〜９００℃の範囲内の所定の
圧延開始温度で熱間圧延を施して厚さ：１１ｍｍの熱延
板とし、この熱延板に、水冷後、上下両面を０．５ｍｍ
づつ、両側端部を３ｍｍづつそれぞれ面削した状態で、
通常の条件で冷間圧延と中間焼鈍を繰り返し施して厚さ
：０．２５ｍｍの冷延板とし、引続いてこの冷延板に、
２５０〜５５０℃の範囲内の所定温度に１時間の条件で
焼鈍を施すことにより本発明Ｃｕ合金板材１〜１３およ
び比較Ｃｕ合金板材１〜１２をそれぞれ製造した。
として、均一溶解をはかるためにＭｏ：１〜２０％含有
のＮｉ−Ｍｏ合金を用い、それぞれ表１および表２に示
されるＣｕ合金溶湯を調整し、半連続鋳造法で厚さ：１
５０ｍｍ×幅：４００ｍｍ×長さ：１６００ｍｍの鋳塊
とし、この鋳塊に、７５０〜９００℃の範囲内の所定の
圧延開始温度で熱間圧延を施して厚さ：１１ｍｍの熱延
板とし、この熱延板に、水冷後、上下両面を０．５ｍｍ
づつ、両側端部を３ｍｍづつそれぞれ面削した状態で、
通常の条件で冷間圧延と中間焼鈍を繰り返し施して厚さ
：０．２５ｍｍの冷延板とし、引続いてこの冷延板に、
２５０〜５５０℃の範囲内の所定温度に１時間の条件で
焼鈍を施すことにより本発明Ｃｕ合金板材１〜１３およ
び比較Ｃｕ合金板材１〜１２をそれぞれ製造した。
【００１３】なお、比較Ｃｕ合金板材１〜１２は、いず
れも構成成分のうちのいずれかの成分含有量（表２に※
印を付す）がこの発明の範囲から外れた組成をもつもの
である。
れも構成成分のうちのいずれかの成分含有量（表２に※
印を付す）がこの発明の範囲から外れた組成をもつもの
である。
【００１４】
【表１】
【００１５】
【表２】
【００１６】ついで、この結果得られた各種のＣｕ合金
板材について、引張試験、はんだの熱剥離試験、および
打抜金型摩耗試験を行ない、かつばね限界値および導電
率を測定すると共に、応力緩和率を算定し、耐熱クリー
プ性を評価した。
板材について、引張試験、はんだの熱剥離試験、および
打抜金型摩耗試験を行ない、かつばね限界値および導電
率を測定すると共に、応力緩和率を算定し、耐熱クリー
プ性を評価した。
【００１７】なお、引張試験は、圧延方向に平行に採取
した試験片を用いて行ない、引張強さと伸びを測定し、
強度を評価した。
した試験片を用いて行ない、引張強さと伸びを測定し、
強度を評価した。
【００１８】ばね限界値は、圧延方向に平行に採取した
厚さ：０．２５ｍｍ×幅：１０ｍｍ×長さ：８０ｍｍの
寸法をもった試験片を用い、ＪＩＳＨ３１３０に定める
モーメント試験にて測定し、ばね性を評価した。
厚さ：０．２５ｍｍ×幅：１０ｍｍ×長さ：８０ｍｍの
寸法をもった試験片を用い、ＪＩＳＨ３１３０に定める
モーメント試験にて測定し、ばね性を評価した。
【００１９】導電率は、ＪＩＳ Ｈ０５０５にもとづ
いて測定し、導電性を評価した。
いて測定し、導電性を評価した。
【００２０】応力緩和率は、厚さ：０．２５ｍｍ×幅：
１２．７ｍｍ×長さ：１２０ｍｍ（以下Ｌ０ とする）
の寸法をもった試験片を用い、この試験片を長さ：１１
０ｍｍ×深さ：３ｍｍの水平縦長溝を有する治具に前記
試験片の中央部が上方に膨出するように弯曲セットし（
この時の試験片の両端部間の距離：１１０ｍｍをＬ１
とする）、この状態で温度：１５０℃に１０００時間保
持し、加熱後、上記治具から取りはずした状態における
上記試験片の両端部間の距離（以下Ｌ２ とする）を測
定し、計算式：（Ｌ０ −Ｌ２ ）／（Ｌ０ −Ｌ１
）×１００（％）により算出することにより求め、耐熱
クリープ性を評価した。したがって、応力緩和率の値が
小さければ小さいほど長時間の熱応力に対する変化（な
じみ性）が低いことになり、それだけ耐熱クリープ性の
すぐれたものであることを示している。
１２．７ｍｍ×長さ：１２０ｍｍ（以下Ｌ０ とする）
の寸法をもった試験片を用い、この試験片を長さ：１１
０ｍｍ×深さ：３ｍｍの水平縦長溝を有する治具に前記
試験片の中央部が上方に膨出するように弯曲セットし（
この時の試験片の両端部間の距離：１１０ｍｍをＬ１
とする）、この状態で温度：１５０℃に１０００時間保
持し、加熱後、上記治具から取りはずした状態における
上記試験片の両端部間の距離（以下Ｌ２ とする）を測
定し、計算式：（Ｌ０ −Ｌ２ ）／（Ｌ０ −Ｌ１
）×１００（％）により算出することにより求め、耐熱
クリープ性を評価した。したがって、応力緩和率の値が
小さければ小さいほど長時間の熱応力に対する変化（な
じみ性）が低いことになり、それだけ耐熱クリープ性の
すぐれたものであることを示している。
【００２１】また、はんだの熱剥離試験は、厚さ：０．
２５ｍｍ×幅：１５ｍｍ×長さ：６０ｍｍの寸法をもっ
た試験片を、ロジンフラックスで処理し、温度：２３０
℃の６０％Ｓｎ−４０％Ｐｂ合金のはんだ浴中に浸漬し
て、その表面に前記はんだを付着させ、この状態で、大
気中、温度：１５０℃に１０００時間保持の条件で加熱
し、加熱後、試験片を１８０°密着曲げし、再び１８０
°曲げ戻す条件で行ない、この１８０°曲げ部における
はんだ剥離の有無を観察し、はんだの耐熱剥離性を評価
した。
２５ｍｍ×幅：１５ｍｍ×長さ：６０ｍｍの寸法をもっ
た試験片を、ロジンフラックスで処理し、温度：２３０
℃の６０％Ｓｎ−４０％Ｐｂ合金のはんだ浴中に浸漬し
て、その表面に前記はんだを付着させ、この状態で、大
気中、温度：１５０℃に１０００時間保持の条件で加熱
し、加熱後、試験片を１８０°密着曲げし、再び１８０
°曲げ戻す条件で行ない、この１８０°曲げ部における
はんだ剥離の有無を観察し、はんだの耐熱剥離性を評価
した。
【００２２】さらに、打抜金型摩耗試験は、金型として
市販のＣｏ：１６％、ＷＣ：残りからなる組成を有する
ＷＣ基超硬合金製のものを用い、直径：３ｍｍの円型チ
ップを７０万個打抜き、打抜加工開始から２０個の穴径
と７０万個の打抜加工終了直前の２０個の穴径をそれぞ
れ測定し、それぞれの２０個の平均値から変化量を求め
て金型の摩耗量とし、従来Ｃｕ合金板材に相当する組成
を有する表２の比較Ｃｕ合金板材１１の摩耗量を１とし
、これに対する相対値として表わし、Ｃｕ合金板材の打
抜金型に対する摩耗抑制効果を評価した。これらの結果
を表３および表４に示した。
市販のＣｏ：１６％、ＷＣ：残りからなる組成を有する
ＷＣ基超硬合金製のものを用い、直径：３ｍｍの円型チ
ップを７０万個打抜き、打抜加工開始から２０個の穴径
と７０万個の打抜加工終了直前の２０個の穴径をそれぞ
れ測定し、それぞれの２０個の平均値から変化量を求め
て金型の摩耗量とし、従来Ｃｕ合金板材に相当する組成
を有する表２の比較Ｃｕ合金板材１１の摩耗量を１とし
、これに対する相対値として表わし、Ｃｕ合金板材の打
抜金型に対する摩耗抑制効果を評価した。これらの結果
を表３および表４に示した。
【００２３】
【表３】
【００２４】
【表４】
【００２５】
【発明の効果】表１〜表４に示される結果から、本発明
Ｃｕ合金板材１〜１３は、特に合金成分としてＭｏを含
有しない比較Ｃｕ合金部材１１との比較において、いず
れもこれとほぼ同等のすぐれた強度、伸び、ばね性、導
電性、耐熱クリープ性、およびはんだの耐熱剥離性を具
備した上で、これより一段とすぐれた打抜金型に対する
摩耗抑制効果を発揮するのに対して、比較Ｃｕ合金部材
１〜１２に見られるようにＣｕ合金板材を構成する合金
成分のうちのいずれかの含有量がこの発明の範囲から外
れると上記の特性のうちの少なくともいずれかの特性が
劣ったものになることが明らかである。
Ｃｕ合金板材１〜１３は、特に合金成分としてＭｏを含
有しない比較Ｃｕ合金部材１１との比較において、いず
れもこれとほぼ同等のすぐれた強度、伸び、ばね性、導
電性、耐熱クリープ性、およびはんだの耐熱剥離性を具
備した上で、これより一段とすぐれた打抜金型に対する
摩耗抑制効果を発揮するのに対して、比較Ｃｕ合金部材
１〜１２に見られるようにＣｕ合金板材を構成する合金
成分のうちのいずれかの含有量がこの発明の範囲から外
れると上記の特性のうちの少なくともいずれかの特性が
劣ったものになることが明らかである。
【００２６】上述のように、この発明のＣｕ合金部材は
、各種の電気電子部品に要求される特性を具備し、かつ
これら部品の製造に際して、不可欠の打抜加工において
、金型の摩耗を著しく抑制する作用をもつので、金型の
使用寿命の延命化がはかられ、コスト低減並びに省力化
に寄与するところ大なるものがあるなど工業上有用な特
性を有するものである。
、各種の電気電子部品に要求される特性を具備し、かつ
これら部品の製造に際して、不可欠の打抜加工において
、金型の摩耗を著しく抑制する作用をもつので、金型の
使用寿命の延命化がはかられ、コスト低減並びに省力化
に寄与するところ大なるものがあるなど工業上有用な特
性を有するものである。
Claims (1)
- 【請求項１】 重量％で、 Ｎｉ：０．５〜３％、 Ｓｉ：０．
０８〜０．８％、 Ｚｎ：０．１〜３％、 Ｓｎ：０．
１〜０．９％、 Ｍｇ：０．００１〜０．２％、 Ｍｏ：０．０００２
〜０．０３％、 を含有し、残りがＣｕと不可避不純物からなる組成を有
することを特徴とする打抜金型の摩耗抑制効果を有する
電気電子部品用Ｃｕ合金板材。
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- 1992-02-26 EP EP19920103249 patent/EP0501438B1/en not_active Expired - Lifetime
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