JPH057450B2 - - Google Patents

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JPH057450B2
JPH057450B2 JP61178586A JP17858686A JPH057450B2 JP H057450 B2 JPH057450 B2 JP H057450B2 JP 61178586 A JP61178586 A JP 61178586A JP 17858686 A JP17858686 A JP 17858686A JP H057450 B2 JPH057450 B2 JP H057450B2
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copper
titanium
alloy
chromium
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Deyurushunaaberu Uorufugangu
Putsukeruto Furantsu
Shuchuueru Hainritsuhi
Bureetoshatsuhyaa Matsukusu
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Wieland Werke AG
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Wieland Werke AG
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    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C9/00—Alloys based on copper
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/495—Lead-frames or other flat leads
    • H01L23/49579—Lead-frames or other flat leads characterised by the materials of the lead frames or layers thereon
    • H—ELECTRICITY
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    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
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Description

【発明の詳細な説明】
本発明は銅、クロム、チタン、珪素の合金、特
に半導体基板や自動車の電気系統に使用される銅
合金に関する。 銅合金は電気用に大きい需要であり、これらの
銅合金はなかでも電子工学部材の、特にトランジ
スタ、集積回路等の半導体基板および自動車の電
気系統の部材の材料として必要とされる。 電子工学部材、とくに前記の種類の半導体基板
（いわゆるレツド・フレーム）の材料はとくに下
記の特性の組み合わせを有しなければならない。 (a) 電気および熱の伝導率はできるだけ高くなけ
ればならない（たとえば65％IACSより高い）。 (b) 力学的強さが大きく、同時にたわみ性が十分
なことが要求される。 (c) その上さらに高い軟化強さが要求される。 軟化強さの尺度はそのばあいいわゆる半硬さ
温度THであり、これは軟化温度曲線（焼なま
し温度Ｔの関数としてのビツカー硬さHV）か
ら得られる。そのさい半硬さ温度THは、 HVmin＋（HVmax−HVmin）／２の値に
関係づけされている。 (d) 均質な材料、すなわちその組織が粗大な析出
物や介在物を含まない材料がますます要求され
ている。それによつて、一方ではいわゆる結合
線と半導体基板との間の完ぺきな結合が、他方
では、その他の加工工程に必要ならば、十分な
動電気または化学的表面加工性が得られる。 上記の使用例には従来広範囲に鉄、ニツケル合
金または銅合金、たとえばCuFe2P（C19400）ま
たはCuFeSnP（C19520）が使われている。上記の
銅合金のばあいにも、また、とくになお電気の伝
導性は、そして部分的には望ましくない粗大な析
出物を生じる相対的に高い合金部分のため、この
材料の均質性もまた異論がある。 自動車の電気系統の端子部材としては、高い電
流負荷のため、電気および熱の伝導性で、できる
だけ高く、同時に剛性が高く、したがつて力学的
安定性が十分で、かつ、黄銅合金に比して耐食性
が改善された材料が要求される。その上さらに、
この材料はコストの面で有利に製造されねばなら
ない。 それゆえ本発明の基礎に置かれる課題は、とく
に上記の用途について比較的安い価格で、とくに
有利な特性を有する銅合金を提供することであ
る。 この課題は本発明により、 0.1ないし0.5％のクロム、 0.05ないし0.5％のチタン、 0.01ないし0.1％の珪素、 残りが銅および通常の不純物 からなる（％値はこのばあい重量に関する）こと
を特徴とする銅、クロム、チタン、珪素の合金に
よつて解決される。 この合金における添加成分の数値は発明者達に
よつて繰り返し実験されたデータの集積であり、
この数値から逸脱した場合、本発明の目的とする
合金の特性が損なわれることとなる。 本発明による銅合金の有利な特性はさらに下記
において実施例を参照して詳細に説明する。この
銅合金はその上相対的に安い合金成分の含有量が
少なく、製造が簡単なため価格的に有利である。 DE−OS1.758.055からなるほど、0.3ないし７
％のクロム、および0.1ないし３％の珪素ないし
はそのいずれか及び0.1ないし３％の珪素を有す
る合金が導き出されるが、しかし当該専門化はこ
れから珪素含有量を0.1％以下に減らす提案を受
け取ることはない。 このように少ない珪素含有量は従来はむしろこ
の合金群の特性組み合わせには不利と思われてい
た。 更に、US−PS2.189.198からなるほど、約0.1
ないし0.6％のクロム、約0.6ないし1.5％のチタン
および0.1ないし0.6％の珪素を有する銅、クロ
ム、チタン、珪素合金が公知であるが、しかしと
くに良い結果が得られるのはその場合約１％のチ
タン含有量なので、0.6％以下にチタン含有量を
選ぶことはとくに明白というわけではなかつた。 特許請求の範囲第２項に記載の本発明の特別な
実施態様によれば、この銅合金は0.15ないし0.4
％のクロム、0.1ないし0.4％のチタン、0.02ない
し0.07％の珪素、残りが銅から成る。 特許請求の範囲第１項および第２項に記載の含
有量のばあいにのみ、これらの請求範囲に記載の
元素の組み合わせによつて、レツド・フレーム材
料に最適な材料が得られる。 本発明による銅、クロム、チタン、珪素の合金
はとくに電子工学部材の、特にトランジスタ、集
積回路等の半導体基板および自動車の電気系統の
部材の材料として使われる。 本発明を下記の実施例について詳細に説明す
る。 第１表は二つの本発明による合金（番号１、
２）ならびに無チタン比較用合金（番号３）の組
成を示す。
【表】 合金１、３は下記のようにして実験室的に製造
された。 タンマン炉で陰極銅を約摂氏1200度で木炭でふ
たをして融解した。続いて合金元素のクロムおよ
び珪素ないしはクロム、珪素およびチタンを適切
な前合金の形で、この融解物に添加した。この前
合金は、9.45％のクロム、10.05％の珪素および
28.0％のチタンを純粋な形で含有していた。合金
成分が完全に溶解した後、融解物は寸法が25×50
×100mmの鉄鋳型で鋳造された。続いて、この鋳
塊は900度Ｃ／1hで均質化され、連続的に空気で
冷却された。0.78mmの中間厚に冷間圧延に続い
て、500度Ｃ／1hでの焼入れならびにスケール層
の除去のための希硫酸での酸洗いが行なわれた。
60％の最終圧延後に引張強さ、半硬さ温度、ウイ
ツカ硬さおよび電導率が測定された。その上さら
に、これらの同じ特性が、本発明による合金２か
らなる、営業的に熱間および冷間圧延した帯材の
ばあいに66％の最終圧延後にテストされた。 これらの試料の機械および電気特性は第２表
に、公知技術水準の合金の対応する値と共にまと
めてある。これらの値は文献から取つたものであ
る（たとえば、会社刊行物“レツドフレーム・マ
テリアルズ・フロム・タマガワ”（1983）、とくに
ページ３、４、10、玉川金属機械工業株式会社、
を参照）。
【表】 本発明による合金１および２が公知技術水準に
よる合金よりも明らかに高い電導率を有すること
がわかり、そのさい特に合金２はまた無比の剛性
および硬さの値を有する。 本発明による合金１および２の値を無チタン合
金３の値と比較するとさらに、銅、クロム、珪素
の合金にチタンを添加すると有利な影響の出るこ
とがわかる。 本発明による合金の抜群の機械および電気特性
は、関係する合金成分クロム、チタンおよび珪素
の析出物が銅マトリツクスにきわめて微細かつ均
質に分布することによつて生じる。 図面は本発明による合金２の組織を焼きもどし
た状態で1000：１の拡大で示す。これからわかる
のは、非常に小さい、剛性および伝導性を高める
析出粒子が1μｍ以下の大きさで存在するという
ことである。 この好都合な析出物特質は、析出物を生成する
合金のばあい通常行なわれている特別な熱処理な
らびに水による急冷および続く焼きもどしを行な
うことなく得られる。この特質は天然の硬さの銅
合金について通常行なわれる製造法で生成する
が、この製造法は加熱、熱成形、空気による冷
却、冷間圧延および中間焼き入れの各工程を行な
うのが特徴である。それゆえ、この合金は従来公
知の銅、クロム、珪素ないしは銅、クロム、チタ
ン合金に比して重要な製造技術上の利点を有す
る。特性減損なしに、この最も簡潔で、同時に安
価な製造法は（焼きもどしなし）、本発明による
合金に存在する合金成分の組み合わせおよびその
少ない含有量によつてのみ達成される。合金成分
のクロム、チタンおよび珪素の比率が本発明によ
る合金のばあいよりも高いと、上記の特性の少な
くとも一つが、しかし通常は複数の特性が同時に
悪化する。 本発明による合金の特にきわだつた特性は優れ
たたわみ性である。圧延硬さの状態でも剛性およ
び硬さが最高ならばなお、へりの鋭い90度の曲げ
が圧延方向に垂直ならびに平行にひび割れなしに
可能である。それに反して、従来公知の組成の
銅、クロム、珪素および銅、クロム、チタン合金
は明らかに劣悪な曲げ特性を有する。本発明によ
る強引の抜群のたわみ性には同様に細かく、かつ
均質に分布した析出物粒子が関係している。なぜ
ならば、析出物粒子によつて帯材内部へのひび割
れの波及が明らかに遅延ないしは阻止されるから
である。金属組織学検査によつて、発生するひび
割れは帯材表面に垂直には波及せず、帯材表面に
ほぼ平行に方向変換され、その結果ある程度の粗
面性は生じるが、しかし真のひび割れは生じない
ことが判明した。この曲げ特性はとくにいわゆる
表面取り付け部材（SMD）＝Surface−Mounted
−Devicesの場合に特に重要である。なぜなら
ば、端子脚部は鋭角的に曲げられ、しかる後はで
きるかぎりバネもどり作用をもはや示してはなら
ないからである。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施の一例に係る合金の組成を
焼きもどした状態を1000：１で示す拡大図であ
る。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ クロム0.1ないし0.5％、チタン0.05ないし0.5
    ％、珪素0.01ないし0.1％、残りが銅および通常
    の不純物からなり、均質に分布した析出物粒子を
    有し、半導体基板および自動車の電気系統用部材
    として使用することを特徴とする銅、クロム、チ
    タン、珪素の合金。 ２ クロム0.15ないし0.4％、チタン0.1ないし0.4
    ％、珪素0.02ないし0.07％、残りが銅からなるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
    銅、クロム、チタン、珪素の合金。
JP61178586A 1985-07-31 1986-07-29 銅、クロム、チタン、珪素の合金 Granted JPS6260837A (ja)

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