JPH0456117B2 - - Google Patents

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JPH0456117B2
JPH0456117B2 JP32448887A JP32448887A JPH0456117B2 JP H0456117 B2 JPH0456117 B2 JP H0456117B2 JP 32448887 A JP32448887 A JP 32448887A JP 32448887 A JP32448887 A JP 32448887A JP H0456117 B2 JPH0456117 B2 JP H0456117B2
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plating
alloy
less
solder
corrosion resistance
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JP32448887A
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Yukinobu Higuchi
Toshinori Katayama
Nobuo Tsuzuki
Fumio Yamamoto
Hirobumi Nakano
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Description

【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野） 本発明は、耐食性にすぐれるとともにリードフ
レーム製造過程において施されるはんだ性或いは
Cuめつき性にすぐれた性能をもつICリードフレ
ーム用表面処理鋼板に関するものである。 （従来の技術） 近時、エレクトロニクス分野の発展に伴い集積
回路ICの需要が著しく増大し、リードフレーム
材料の需要も増加し、諸性能にすぐれたリードフ
レーム材料の開発が強く望まれている。 一般に、リードフレーム材は帯材とした後、裁
断，打抜き加工を施し、その表面にCuめつき或
いははんだめつき（浸漬はんだ或いは電気はんだ
めつき）を施し、Ag，Au等がめつきされ、これ
にシリコンチツプをボンデイング結合（ワイヤー
ボンデイング）してIC素材として使用される。
従つて、リードフレーム材料は打抜き成形加工性
が良好である事、めつき性がすぐれている事、は
んだ性がすぐれている事が要求される。中でもリ
ードフレームの端子部がIC基盤等にはんだづけ
されるため、すぐれたはんだ性が要求される。さ
らには素材は上記のようなめつき、はんだ等が行
なわれる前あるいは貯蔵時の耐錆性、さらに各処
理が行なわれた後の製品の耐錆性がすぐれている
事も要求される。 （発明が解決しようとする問題点） 従来、リードフレーム材料は、強度と熱膨張特
性からFe−42％Ni合金が主として使用されてい
る。また、コストと導電性の利点から銅合金も使
用されている。しかし、この銅合金も導電性及び
熱放散性は優れているが、Fe−42％Ni合金に比
べ強度が不足するため、ICの自動組立工程にお
いてアウターリードを部材に差込む際折れ曲がる
という不都合があつた。 さらには、最近ICの小型化からリードフレー
ム素材も極薄化の傾向にあり、高い強度が要求さ
れている。 コストからは低炭素鋼が最も有利であるが、錆
を発生し易く耐食性の問題から使用することがで
きない。一方、耐食性及び強度をもつステンレス
鋼は、多量のCrを含有するため、めつき性及び
はんだ性に問題がある。 このような問題を改善するリードフレーム用素
材が例えば特開昭57−50457号，特開昭59−9149
号，特開昭60−103158号等の各公報で紹介されて
いる。これらは基本成分として４〜11％のCrを
含有し、その他Ni，Mo，Cu，Ti，Nb，Ｖ，Zr
等の各成分を数％以下含有してリードフレーム用
素材に必要な耐錆性を向上し、またステンレス鋼
の欠点であるめつき性、はんだ性を改善したリー
ドフレーム用素材である。これら素材はそれなり
の性能向上効果が得られるものの、必ずしもリー
ドフレーム用素材として充分な性能が得られてい
ない。すなわち、Cuめつきのめつき密着性が充
分でなく、特にワイヤーボンデイング時の加熱工
程において、Cuめつき層にブリスター（めつき
層の部分的な膨れ）を発生する欠点がみられた。
またエレクトロニクス分野で多く使用されるCl-
イオンのようなハロゲンイオンを含有しないノン
ハロゲンタイプのフラツクスを用いたはんだづけ
作業において、はんだが充分に着かない問題があ
つた。 さらにまた、上記した公知の鋼成分の鋼板に
Ni或いはNi合金めつき、またはCu或いはCu合金
のめつきを施したリードフレーム用素材が特開昭
61−284948号公報に記載されている。これはFe
−Cr系合金鋼板、すなわち重量％でCr；5.0〜
10.5％，Ｃ；0.10％以下，Si；2.0％以下，Mn；
2.0％以下，Al；0.10％以下の基本成分の他に必
要に応じてNi；3.0％以下，Cu；2.0％以下，
Mo；4.0％以下のうち１種又は２種以上、あるい
はNb，Ti，Ta，Zrのうち１種又は２種以上を
0.6％以下添加し、残部実質的にFeよりなる鋼板
に、Ni或いはNi合金めつき、またはCu或いはCu
合金めつきを各々３〜5μのめつき層施した後冷
間圧延した鋼板である。 この鋼板は冷間圧延されたまま或いは歪み取り
焼鈍をしてリードフレーム用素材として使用され
るが、AuまたはAgのめつき性或いははんだづけ
性がFe−Cr系ベース材のまま使用する場合に比
して改善される。 しかしながら、この鋼板はめつき後の冷間圧延
時にめつき金属が圧延ロールに付着するため、外
観が平滑良好な製品を得るのに煩雑な手入れを要
するなど、製造面で問題が多い。また、性能面に
対しても次の様な問題がある。Ni或いはNi合金
めつきを施した素材は、めつき性或いははんだ性
が向上するものの、浸漬はんだを行なつた場合、
はんだ組成中のSn金属とNi金属が拡散反応を生
じ、硬くて脆いNi−Sn系合金を生成する。その
生成量が多くなるとはんだ層が脆くなつて、衝撃
或いは曲げ加工等を受けた場合に破壊され易い欠
点（はんだ脆性）がある。特に、この欠点はワイ
ヤーボンデイング時に加熱を受けたり、Ni或い
はNi合金のめつき層が厚くなつたりした場合に
発生し易い傾向にある。 又、Cu或いはCu合金が施された場合は、Cu或
いはCu合金はベースに使用されるFe−Cr系組成
の鋼板に比較して著しく貴な金属或いは合金であ
るために、湿潤環境或いはCl-イオン系の腐食因
子が存在する腐食環境においてベースの鋼板が優
先腐食され、赤錆発生或いは穿孔腐食が、めつき
層のピンホール部或いは加工時の疵付き部から生
じる場合がみられる。Ni或いはNi合金のめつき
層が施される場合も、Fe−Cr系鋼板の鋼組成に
よつては同様の原因による耐食性不良を生じる問
題がある。 本発明は、耐食性を向上するCrを含有するFe
−Cr系素材のリードフレーム製造工程で施され
るCuめつき、電気はんだめつき等のめつき性に
すぐれ、はんだ性がすぐれるとともに、耐錆性等
の耐食性をも兼ね備えたリードフレーム用表面処
理鋼板を提供する。 （問題点を解決するための手段） 本発明は、重量％で、Ｃ；0.06％以下、酸可溶
Al；0.005〜0.10％，Cr；３〜20％と、Ti，Nb，
Zr，Ｖの１種又は２種以上を0.03〜0.8％、さら
に必要に応じてCu；0.05〜１％，Ni；0.05〜３
％，Mo；0.05〜0.5％の１種又は２種以上を含有
し、残部Fe及び不可避的不純物からなるCr含有
鋼板の表面に片面当りの付着量が100〜3000mg／
m2の（10〜90％）Ni−Fe合金、（10〜90％）Co
−Fe合金、又は（10〜90％）＜Ni＋Co＞−Fe合
金からなる被覆層を設けた耐食性及びはんだ性に
すぐれた高性能リードフレーム用表面処理鋼板で
ある。 （作用） 本発明は、説明組成の鋼板に適正組成及び適正
厚さのFe−Ni，Fe−Co，Fe−（Ni＋Co）合金め
つき層を設けるが、これら合金めつき層は、Fe
がNi，Coに合金化されている事により、ベース
鋼板との電位差がNi，Co金属の単独めつき層よ
り小さくなるため、めつき欠陥部の下地鋼板が優
先的に腐食され、赤錆が発生し易くなるのを防止
するとともに、被覆層自体が下地鋼板を防食して
耐錆性能を主体とした耐食性を向上させる。 また、これら合金めつき被覆層は、リードフレ
ーム製造工程において、Cuめつき等のめつき処
理に先立つて施される酸洗により容易に活性化さ
れ、めつき密着性及び均一被覆性にすぐれためつ
き層が得られ、めつき性を向上させる。 さらに、これら合金被覆層は、Pb−Sn組成か
らなる浸漬はんだに対してハロゲンイオンを含有
しないフラックスを使用しても、はんだ濡れ性が
Cr含有鋼板に比較して極めてすぐれており、ま
たFeが合金化されているためにNi単独槽に比較
してこれら被覆層とSnとの間に生成される合金
層が少なく、さらには長期経過時或いはワイヤー
ボンデイング時に加熱を受けてもその成長が抑制
されるためにはんだ脆性を生じないなどの特性を
有し、はんだ性を極めて向上させる。 第１図は、７％Crを含有するFe−Cr系鋼板に
Ni−Fe合金めつき層及びNiめつき層を1000mg／
m2施した場合のはんだ濡れ性と、はんだ付着後に
長期経過した場合の密着性を対象とする加熱促進
試験によるはんだ密着性とを示す。 なお、はんだ性およびはんだ密着性の評価は以
下の通り行なつた。 (1) はんだ性 評価材のはんだ性について、10mm×50mmのくけ
い形に剪断した評価材にロジンアルコールフラツ
クスを塗布して、10mmの剪断面を下方にして、
Pb−60％Sn系はんだ浴に垂直に浸漬した場合の
濡れ応力と濡れ時間の測定により、そのはんだ性
を以下の評価基準により評価した。 尚、はんだ性の上記評価試験は、打抜き加工直
後と室内に1.5月間保管した経時後について、各
各評価した。その評価基準は以下の通りである。 ◎……濡れ応力400mg以上でかつ濡れ時間７秒未
満ではんだの濡れ性及び濡れ速度共極めて良
好 ○……濡れ応力300mg以上〜400mg未満でかつ濡れ
時間８秒未満ではんだの濡れ性及び濡れ速度
共可成り良好 △……濡れ応力250mg以上〜300mg未満或いは濡れ
時間８秒以上〜10秒未満ではんだの濡れ性或
いは濡れ速度のいずれかが若干劣る ×……濡れ応力250mg未満或いは濡れ時間10秒以
上で、はんだの濡れ性或いは濡れ速度のいず
れかが極めて劣る 尚、前記の濡れ応力及び濡れ時間の測定は、レ
スカ式のはんだ濡れ性評価試験機を用い、フラツ
クスを塗布した評価材を溶融した温度350℃のは
んだ溶中に一定速度（４mm／sec）で浸漬し、浸
漬深さ４mmで30秒間浸漬を行ない、第２図に示す
ようにその際のメニスコグラフ測定により濡れ応
力、濡れ時間の評価を実施した。 (2) はんだ密着性 各評価材にノンハロゲンタイプ・フラツクス
（イソプロピルアルコールに13％のロジンを含有
したフラツクス）を塗布して、230℃のPb−60％
Snはんだ浴に浸漬し、引き下げ後エアブローで
はんだ付着厚さ8μ目標施した。該評価材を長期
経時後の密着性を想定して100℃で60分加熱処理
して、衝撃加工（該価面に直径12.5mm，高さ９mm
の半球を2m／secの速度で衝撃荷重を加えて押し
込み加工）後、テープ貼付、剥離して、その密着
性を以下の評価基準で評価した。 ◎：はんだの剥離なし ○：はんだの剥離面積10％未満 △：はんだの剥離面積が10％以上30％未満 ×はんだの剥離面積が30％以上で極めて大以上の
如く、本発明はFe−Cr系合金鋼板に被覆層
を施す事によつて、リードフレーム用素材に
要求される性能特性、すなわち耐食性及びは
んだ性にすぐれた性能特性が得られる。 以下に本発明について詳細に説明する。 転炉、電炉等の溶解炉で溶製された溶鋼を連続
鋳造または造塊、分塊法を経てスラブとし、熱間
圧延、冷間圧延さらに焼鈍工程を経て、Ｃ；0.06
％以下、酸可溶Al；0.005〜0.10％，Cr；３〜20
％を含有し、さらにTi，Nb，Zr，Ｖの１種又は
２種以上を0.03〜0.8％含有した鋼板を製造する。 Ｃは強度向上元素として経済的に有利である
が、その含有量が多過ぎるとNi−Fe，Co−Fe等
合金めつき被覆層のピンホール、被覆層欠陥等を
増加し、耐食性が劣化する。すなわち、Ｃは他の
元素と結合して鋼表面にチタンカーバイト、ニオ
ブカーバイト、クロムカーバイト等を析出し、め
つき被覆層の均一被覆性、めつき密着性等が劣化
する。したがつて、めつき原板中のＣ含有量は耐
食性及びめつき密着性から0.06％以下、好ましく
は０，01％以下である。 Alは、鋼中に残存する酸可溶Al（Sol.Al）量が
0.005％未満の少含有量では酸素性ガスによる気
泡の発生を防止する事が困難であり、鋼の表面欠
陥発生率を著しく高め、鋼素材自体の耐食性劣
化、機械的性質劣化の起点となる。また、0.10％
を越える過剰な酸可溶Alは、Al系酸化物を鋼表
面に点在させて耐食性劣化の起点となり、さらに
めつき被覆処理に対して均一被覆性を阻害する要
因となる。従つて、鋼中に含有されるSol.Alは表
面処理鋼板の性能が安定して確保できる量として
0.005〜0.10％、好ましくは０，01〜0.08％であ
る。 Crは、めつき原板の耐食性と強度を向上する
元素として添加する。Cr含有鋼板はCr含有なし
鋼板に比して、鋼板自体の耐食性、耐食自体がす
ぐれているとともに、腐食環境において電位的に
Ni−Fe，Co−Fe，或いは（Ni＋Co）−Fe合金被
覆層の電位に近接化する。その結果として、鋼板
自体の耐食性向上効果、被覆層による耐食性向上
効果及た耐錆性、耐錆性が得られる。 また、鋼中にCrを含有することによつて機械
的強度が、耐食性と共に併せ得られる。Cr含有
量が３％未満では耐食性と強度が得られず、また
Cr含有量が20％を越える場合はNi−Fe合金めつ
き層等との間に良好な密着性が得られにくい事、
さらに被覆層を設けても、その端面のはんだ性が
不充分である等の欠点を有する。またリードフレ
ーム素材に要求される電気伝導性、熱伝導性から
も、Cr含有量は少ない方が好ましい。従つて、
Cr含有量の範囲は３〜20％、好ましくは５〜10
％である。 また、リードフレームの製造方法によつては、
酸系腐食溶液を用いて、溶解エツチング法によつ
てリードフレーム形状に製作する方法が採用され
る。このエツチング法では、素材のエツチングの
均一容易性からCr含有量を10％以下とするのが
好ましい。 Ti，Nb，Zr，Ｖはめつき原板中に含有される
Ｃ或いはＮと結合してCrの炭化物或いは窒化物
形成を防止し、Crの耐食性効果を有効に作用さ
せる成分である。また、Tiなどの炭化物或いは
窒化物が結晶粒界に微細に析出して、めつき原板
の結晶粒の粗大化を防止し、強度を確保する。特
に、機械的性質を調整するための加熱温度の範囲
が拡大できる効果もある。 このような効果を得るためにはTi，Nb，Zr，
Ｖの１種又は２種以上で0.03％以上含有する事が
必要であり、また、その含有量が0.8％を越える
と、析出物が多くなり過ぎ素材が脆くなつて成形
時に割れを発生し、電気伝導性、熱伝導性も劣化
する傾向にある。好ましい範囲は0.05〜0.5％で
ある。また原板素材中の不可避的不純物元素につ
いては、特に規定されるものではないが、以下述
べるような含有量が好まし。 Siは、0.6％以下が好ましい。Siは機械的強度
上昇に有効であるが、Si含有量が過剰になるとSi
系酸化物が鋼表面に点在し、合金めつき被覆処理
に対して均一被覆性を阻害するので、耐食性の点
で好ましくない。従つて、0.6％以下、好ましく
は0.15％以下とする。 Mnは、耐食性に悪影響を及ぼすことはないが
含有量の増加により機械的強度が上昇し、圧延加
工性が劣化するので1.5％以下がよい。その他、
Ｐ，Ｓについては、通常の製鋼方式で含有される
範囲で0.02％以下がよい。特に、端面等原板素材
が露出される部分の耐錆性を向上させるために
は、Ｓは0.008％以下が好ましい。 さらに、本発明の第２の発明においては上記の
成分に加えてCu，Ni，Moの１種又は２種以上を
含有させる。これら元素は、鋼板自体の耐錆性、
耐食性を向上するとともに、腐食環境においては
前記したようにCrとの複合添加によつて電位が
貴（カソーデイツク）になり、めつき被覆層との
電位差は近接化され、Feの優先腐食による耐錆
性、耐食性能の劣化が一段と防止される。 これら元素の添加は、Cuが0.05〜0.1％、Niが
0.05〜3.0％、Moが0.05〜0.5％である、Cuの添加
量が０，05％未満では上記の耐食性効果が得られ
ず、また1.0％を越える場合は原板製造時の熱延
工程において赤熱脆性による割れや鋼表面にCu
が濃縮することによるスケール疵を発生し易くな
る。従つて、Cuは0.05〜1.0％、好ましくは0.1〜
0.5％である。 Niは、添加量が0.05％未満では耐食性効果が得
られず、また、3.0％を越える場合は耐食性の向
上効果が飽和するとともに、Crとの共存効果に
よつて被覆層のすぐれた密着性を得るための鋼表
面の前処理作業が煩雑となる。従つて、その添加
量は0.05〜3.0％、好ましくは0.1〜1.5％である。 Moの添加量が0.05％未満では耐食性向上効果
が得られず、また0.5％を越える場合はその効果
が飽和するとともに、材質が硬質化し、リードフ
レームのような薄手材を得るための圧延加工が困
難となる。従つて、その添加量は0.05〜0.50％、
好ましくは0.1〜0.3％である。 原板の材質については特に規定されるものでな
いが、次の様な材質調整を施すとよい。例えば、
リードフレーム形状への打抜き加工性を対象にし
た場合、延性の少ない高強度材がすぐれており、
またリードフレーム製品には強度と曲げ加工性が
要求される。これらの観点から強度は45〜85Kg／
mm2、好ましくは55〜80Kg／mm2、伸びは３〜20％
（7.5〜15％）の鋼板がすぐれている。鋼の素材
は、冷間圧延後の鋼板を再結晶温度以下の温度で
加熱処理する焼鈍を施して形状調整のスキンパス
処理を行つた原板、或いは圧延、焼鈍を行なつた
原板を約20〜40％程度の圧下率で更に冷間圧延し
た原板を使用してもよい。 このようなめつき原板に対して、めつき被覆処
理に先立ち素材表面の活性化処理として浸漬、ス
プレイ等による酸洗処理、或いは電解酸洗処理が
行なわれるが、Cr含有鋼板特有の表面の酸化膜
の除去、還元を均一に行なうためには電解酸洗処
理が望ましい。すなわち、酸洗浴中での鋼素材を
陰極にした陰極電解酸洗の酸化膜還元による活性
化処理、鋼素材を陽極にした陽極電解酸洗の酸化
膜溶解除去による活性化処理、或いは陽極電解に
より酸化膜溶解除去後更に陰極電解による表面の
活性化処理を組み合わせた方法等が採用される。
これらのうち、特に陽極電解処理後にさらに陰極
電解処理を組み合わせる方法が、Cr含有鋼特有
の焼鈍過程等において形成された強固な酸化膜を
除去、還元して表面を活性化するのに好ましい。 これらの電解酸洗を行なう方法としては、例え
ばH2SO4浴、H2SO4浴にF-イオンを含有させた
浴等を用い、電流密度10〜60A／ｄm2、温度が常
温〜80℃、電解時間0.5〜10秒の範囲がよい。 さらに、上記のような成分組成の鋼板（めつき
原板）をそのまま使用したのでは耐錆性等の耐食
性、リードフレーム製造工程でのCu，Pb−Sn合
金等のめつき性、或いは浸漬はんだに対するはん
だ性がリードフレーム用素材として不充分であ
り、Ni−Fe，Co−Fe，或いは（Ni＋Co）−Fe合
金のめつき被覆処理が施される。めつき原板と合
金めつき被覆層との複合効果によつて、耐錆性を
中心とした耐食性、めつき性、はんだ性能が向上
する。 Ni−Fe，Co−Fe，（Ni＋Co）−Fe合金めつき
の被覆処理方法は、例えば以下のようなめつき条
件で被覆処理を行なうとよい。 (a) Ni−Fe合金めつき めつき浴組成の一例 NiSO4・6H2Ｏ 75ｇ／ NiCl2・6H2Ｏ 140ｇ／ FeSO4・7H2Ｏ 170ｇ／ H3BO3 45ｇ／ 電流密度 10〜100A／ｄm2 めつき浴温 常温〜60℃ (b) Co−Fe合金めつき めつき浴組成の一例 CoSO4・6H2Ｏ 50ｇ／ CoCl2・6H2Ｏ 160ｇ／ FeSO4・7H2Ｏ 180ｇ／ H3BO3 30ｇ／ 電流密度 10〜100A／ｄm2 めつき浴温 常温〜60℃ (c) （Ni＋Co）−Fe合金めつき めつき浴組成の一例 NiSO4・6H2Ｏ 50ｇ／ CoSO4・6H2Ｏ 25ｇ／ NiCl2・6H2Ｏ 100ｇ／ CoCl2・6H2Ｏ 50ｇ／ FeSO4・7H2Ｏ H3BO3 35ｇ／ 電流密度 10〜100A／ｄm2 めつき浴温 常温〜60℃ 上記の如きめつき浴中のNi2+イオン，Co2+イ
オン，Fe2+イオンの含有比率を変える事によつ
て、各々所定の合金組成を有する合金めつき層を
得る事が可能である。 本発明においては、原板に対して、Ni−Fe合
金めつき層等の被覆処理を行なう事によつて、前
記した様に、耐食性、リードフレーム工程でのめ
つき性或いははんだ性の向上効果等が得られる
が、これらの効果を得るためには、めつき被覆層
の合金組成及び被覆層の厚さ（付着量）が重要で
あり、以下の様に規制される。すまわち、Ni−
Fe，Co−Fe或いは（Ni＋Co）−Fe合金めつき層
のNi，Co或いはNi＋Coの含有組成が10％未満で
は、合金めつき層自体の耐食性がFe含有量が多
いため充分でなく、リードフレーム製造工程でめ
つき性及びはんだ性が向上するものの、これら合
金組成の被覆処理を施しても、腐食環境において
合金めつき層表面からの赤錆発生のため耐食性向
上効果が得られない。耐食性向上の点から、合金
めつき組成としてNi，Co或いはNiとCoが共存し
て20％以上含有されるFeとの合金組成の被覆層
が望ましい。 一方、これら合金めつき層に含有されるNi，
Co或いはNiとCoが共存した状態での合金元素含
有率は90％以下に規制する。合金元素の含有率が
90％を越えると合金層自体の耐食性向上効果及び
溶融Pb−Sn合金はんだに対する濡れ拡がり性に
対する向上効果が飽和するとともに、次の様な欠
点が生じる。すなわち、Ni，Co等が多くなると
電位が貴な方向に移行するため、原板との電位差
が拡大し、めつき欠陥部等から原板の優先腐食に
よる赤錆発生が生じ易くなり、耐食性が劣化する
傾向にある。また、Ni，Coは安定した緻密な酸
化膜を生成するため、これらの含有率が90％を越
える合金めつき層は、リードフレーム製造工程で
めつき（Cu或いはPb−Sn電気はんだめつき等）
に先立つ酸洗活性化処理を困難にする傾向がある
ので均一なめつき被覆性及びめつき密着性が得ら
れない。 さらに、最も重要な問題は、Feに対する合金
化元素が90％を越えた場合は、溶融Pb−Snはん
だの濡れ性、拡がり性等の効果が飽和するととも
に、はんだ中のSn金属とこれら合金化元素との
反応或いは拡散によるNi−Sn，Co−Sn合金の生
成量が多くなり、これらの硬くて脆い合金層の生
成によつてはんだづけ部が衝撃或いは曲げ加工等
を受けた場合に破壊され易くなる。従つて、この
はんだ脆性を防止するために、原板素材に施され
るNi−Fe合金めつき層等の合金化元素の含有量
を90％以下に規制する。 以上の如き欠点の発生を防止するために、これ
らのFeに合金化されるNi，Co等の合金化元素の
含有量は90％以下、好ましくは60％以下とする。 こられの組成の合金めつき層はその被膜量（厚
さ）が重要であり、片面当りの付着量で100〜
3000mg／m2施される事が必要である。すなわち、
その被膜量が100mg／m2未満では合金めつき被覆
層のピンホール等の被覆層欠陥が多く生成され、
原板の露出部分の面積が多くなるため、耐食性向
上効果、めつき性或いははんだ性の向上効果が得
られにくい。また、その被覆層が3000mg／m2を越
える場合は、耐食性、めつき性、はんだ性等の向
上効果が飽和するとともに、こられの合金めつき
層を設けた素材が剪断加工等の加工を受けた場合
に、被膜にクラツクが生成されたり、或いは部分
的な剥離を生じる等の現象が起こる。さらに、
Ni−Fe合金等の被膜組成が規制されても、その
付着量が多くなるとNi或いはCoの存在量が多く
なるのでSnとの反応のよるNi−Sn，Co−Sn等の
合金生成量が増加し易くなり、はんだ脆性を生じ
易くする等の欠点を生じる。従つて、こられ合金
めつき層の被膜量は100〜3000mg／m2、好ましく
は300〜2000mg／m2である。 尚、これら合金めつき層を施す過程において、
めつき浴或いは電極等から不可避的に含有される
不純物、例えばＳ，Ｂ等が少量（約１％未満）被
膜層に含有されても支障をきたさない。 以上の如く構成された本発明は、リードフレー
ム用素材として極めてすぐれた性能特性を有す
る。 （実施例） 第１表に示す鋼成分の原板素材を用いて、脱脂
及び酸洗による表面活性化処理を行なつてから、
第１表に示す被膜構成からなるNi−Fe，Co−Fe
及び（Ni＋Co）−Fe合金めつき層を設けた。原
板素材は、冷間圧延材を焼鈍処理した後に圧下率
20〜30％で冷間圧延を行なつて板厚を0.25mmに調
整後、再結晶温度以下で歪み取り焼鈍を行なつた
高張力70〜80Kg／mm2、伸び５〜８％、硬度（ビツ
カース硬度）230〜240に調整した素材を原板素材
として用いた。 こられの評価材性能特性・評価結果を第２表に
示す。 この結果、本発明はリードフレーム用素材とし
て、比較材に比べて極めてすぐれた性能を示し
た。 〔評価試験方法〕 合金被覆層の密着性 Ni−Fe，Co−Fe、（Ni＋Co）−Fe合金めつき
層を施した評価材について、曲率半径が0.25mm
（板厚と同じ）の曲げ加工を繰り返して行ない、
その後セリテープ（登録商標）を貼付、剥離し
て、被覆層の剥離程度を調査した。尚、評価基準
は以下の通りである。 ◎……繰り返し回数10回以上、めつき被覆層の剥
離なし。 ○……繰り返し回数７回以上〜９回でめつき被覆
層の剥離なし。 △……繰り返し回数４回以上〜６回でめつき被覆
層の剥離なし。 ×……繰り返し回数３回以下でめつき被覆層の剥
離発生。 耐食性能 ａ 評価法Ａ 評価材の保管貯蔵時の耐錆性能を評価するため
に、評価材を所定のリードフレーム形状（32ピン
の形状）に打抜き加工後、リードフレーム製造工
程での表面処理が施されるまでの保管時の耐錆性
能の評価を以下の促進試験法及び評価基準によつ
て、その平面部及び打抜き端面部について行つ
た。 ｛60分冷凍・結露（−５℃）→180分高温湿潤
（49℃、湿度≧98℃）→24時間・室内放置（30
℃）｝を１サイクルとして、５サイクル評価試験
を実施して、以下の評価基準で耐錆性能を相対評
価した。 平面部の耐錆性評価基準 ◎……赤錆発生率５％以下 ○…… 〃 ５％超〜10％以下 △…… 〃 10％超〜20％以下 ×…… 〃 20％超 端面部の耐錆性評価基準 ◎……赤錆発生率10％以下 ○…… 〃 10％超〜20％以下 △…… 〃 20％超〜40％以下 ×…… 〃 40％超 ｂ 評価法Ｂ リードフレーム製品の耐錆性を対象とした評価
試験として、リードフレーム形状（32ピンの形
状）に打抜き加工後、脱脂、浸漬酸洗を行なつ
て、厚さ3μのCuめつきを施して、塩水噴霧試験
（JIS−Ｃ−5028）により、その耐食性を平面部及
び端面部の赤錆発生状況を観察、以下の評価基準
により行なつた。 ◎……塩水噴霧試験24時間後の赤錆発生率
１％未満 ○…… 〃 赤錆発生率
１％以上〜５％未満 △…… 〃 赤錆発生率
５％以上〜10％未満 ×…… 〃 赤錆発生率
10％以上 めつき性能 リードフレーム製造工程でのめつき性能を評価
するために、以下の方法によりCuめつき及びPb
−Sn合金電気はんだめつき行ない、そのめつき
性能を評価した。 ａ 評価法Ａ 評価材をリードフレーム形状に打抜き加工後、
脱脂（リン酸ソーダー系電解脱脂）後に、10％
H2SO4浴を用いて、30℃で7.5秒間の浸漬酸洗を
行ない、シアンCuめつき浴を用いて、電流密度
7.5A／ｄm2で厚さ3μのCuめつきを施し、Cuめつ
き後の外観調査及び以下の方法による曲げ加工試
験を行なつてその密着性を併せ検討した。 すなわち、曲げ加工試験は、板幅0.5mmのアウ
ターリード部について、長さ15mmに剪断後、
MIL STD 883C／2004に従い、一端を試験治具
に固定し、試料を垂直にぶら下げ、もう一端に
230ｇのおもりを付けて試験治具を90°に折曲げ
後、もとにもどすという工程を繰り返し実施し、
Cuめつき密着生の評価を行なつた。尚、評価は
以下の評価基準で行なつた。 ◎……Cuめつき面は均一平滑でめつき欠陥存在
せず、繰り返し曲げ回数10回以上でCuめつ
き層の剥離なし。 ○……Cuめつき面は均一平滑でめつき欠陥存在
せず、繰り返し曲げ回数６回以上でCuめつ
き層の剥離なし。 △……Cuめつき面に部分的に、明瞭なめつき欠
陥が若干発生するも、繰り返し曲げ回数６回
以上でCuめつき層の剥離なし。 ×……Cuめつき面にめつき欠陥が明瞭に発生す
るとともに、繰り返し曲げ回数５回以下で
Cuめつき層の剥離発生。 ｂ 評価法Ｂ 評価法Ａと同様のCuめつき後に、ワイヤーボ
ンデイング時の加熱を受ける場合を想定して、
400℃で５分間の加熱処理を行つた場合のCuめつ
き面に発生するブリスター（Cuめつき層の微細
な膨み）の発生状況を調査して、そのCuめつき
層の密着性を評価し、以下の評価基準でそのめつ
き性能の評価を行なつた。 ◎……ブリスターの発生なし。 △……ブリスターが５×５cm2面積当りに換算して
５点以下発生。 ×……ブリスターが５×５cm2面積当りに換算して
６点以下発生。 ｃ 評価法Ｃ 前記と同様の脱脂、酸洗の前処理を施した後、
アルカノスルフオン酸系のPb−50％Sn電気はん
だめつき浴を用い、そのめつき性の評価を行なつ
た。電気はんだめつき条件としては、めつき浴温
50℃、電流密度10A／ｄm2で厚さ5μのめつきを施
した。評価方法は、衝撃加工（評価面の直径12.5
mm、高さ９mmの半球を２ｍ／secの速度で衝撃荷
重を加えて押し込み加工）後、テープ貼付、剥離
して、そのめつき層の密着性を評価した。評価基
準は以下の通りである。 ◎……めつき層の剥離なし ○……めつき層の剥離面積10％未満 △…… 〃 剥離面積10％以上〜30％未満 ×…… 〃 剥離面積30％以上 はんだ性能 ａ 評価法Ａ 評価材のはんだ性について、リードフレーム製
造工程で打抜き加工後、Cuめつき処理の前には
んだが行なわれる工程を想定して、そのはんだ性
について、特に打抜き端面部のはんだ性について
の評価を行なつた。すなわち、10mm×50mmのくけ
い形に剪断した評価材にロジンアルコールフラツ
クスを塗布して、10mmの剪断面を下方にして、
Pb−60％Sn系はんだ浴に垂直に浸漬した場合の
濡れ応力と濡れ時間の測定により、そのはんだ性
を以下の評価基準により評価した。 尚、はんだ性の上記評価試験は、打抜き加工直
後と室内に1.5月間保管した経時後について、
各々評価した。その評価基準は以下の通りであ
る。 ◎……濡れ応力400mg以上でかつ濡れ時間７秒未
満ではんだの濡れ性及び濡れ速度共極めて良
好 ○……濡れ応力300mg以上〜400mg未満でかつ濡れ
時間８秒未満ではんだの濡れ性及び濡れ速度
共可成り良好 △……濡れ応力250mg以上〜300mg未満或いは濡れ
時間８秒以上〜10秒未満ではんだの濡れ性或
いは濡れ速度のいずれかが若干劣る ×……濡れ応力250mg未満或いは濡れ時間10秒以
上で、はんだの濡れ性或いは濡れ速度のいず
れかが極めて劣る 尚、上記の濡れ応力及び濡れ時間の測定は、レ
スカ式のはんだ濡れ性評価試験機を用い、フラツ
クスを塗布した評価材を溶融した温度350℃のは
んだ溶中に一定速度（４mm／sec）で浸漬し、浸
漬深さ４mmで30秒間浸漬を行ない、第２図に示す
ようにその際のメニスコグラフ測定により濡れ応
力、濡れ時間の評価を実施した。 ｂ 評価法Ｂ 評価材を30mm×長さ100mmの矩形状に剪断後、
評価材に27％ロジンアルコール・フラツクスを塗
布し、はんだ組成Pb−60％Sn浴に端面部から長
さ50mm深さまで浸漬、温度360℃で10秒間浸漬し
て、はんだを付着させた。この後、ワイヤーボン
デイング時の加熱処理を想定するとともに、経時
に対する促進試験をも兼ねて、200℃で60分間の
加熱処理を行なつた場合のはんだの密着性を評価
した。密着性評価法としては、曲率半径0.25mm
（板厚と同じ）の繰り返し曲げ加工テストを行な
い、はんだの剥離状況を調査して、そのはんだ性
能を評価した。 ◎……繰り返し曲げ回数10回以上で、はんだの剥
離及びはんだ層にクラツク生成なし。 ○……繰り返し曲げ回数６回以上で、はんだの剥
離及びはんだ層にクラツク生成なし。 △……繰り返し曲げ回数３回以上で、はんだの剥
離及びはんだ層にクラツク生成なし。 ×……繰り返し曲げ回数２回以下で、はんだの剥
離及びはんだ層にクラツク生成。
【表】
【表】
【表】 【図面の簡単な説明】
第１図は浸漬はんだのはんだ性及びはんだ密着
性評価結果を示す図、第２図ははんだ濡れ性評価
方法を示す図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 重量％で、 Ｃ ；0.06％以下、 酸可溶Al；0.005〜0.10％、 Cr ；３〜20％ と、 Ti，Nb，Zr，Ｖの１種又は２種以上を
    0.03〜0.8％ 含有し、残部Fe及び不可避的不純物からなるCr
    含有鋼板の表面に片面当りの付着量が100〜3000
    mg／m2の（10〜90％）Ni−Fe合金、（10〜90％）
    Co−Fe合金、又は（10〜90％）＜Ni＋Co＞−Fe
    合金からなる被覆層を設けた耐食性及びはんだ性
    にすぐれた高性能リードフレーム用表面処理鋼
    板。 ２ 重量％で、 Ｃ ；0.06％以下、 酸可溶Al；0.005〜0.10％、 Cr ；３〜20％ と、 Ti，Nb，Zr，Ｖの１種又は２種以上を
    0.03〜0.8％ さらに、 Cu ；0.05〜１％ Ni ；0.05〜３％ Mo ；0.05〜0.5％ の１種又は２種以上を含有し、残部Fe及び不可
    避的不純物からなるCr含有鋼板の表面に片面当
    りの付着量が100〜3000mg／m2の（10〜90％）Ni
    −Fe合金、（10〜90％）Co−Fe合金、又は（10
    〜90％）＜Ni＋Co＞−Fe合金からなる被覆層を
    設けた耐食性及びはんだ性にすぐれた高性能リー
    ドフレーム用表面処理鋼板。
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