JPH06192768A - 高導電性銅合金 - Google Patents
高導電性銅合金Info
- Publication number
- JPH06192768A JPH06192768A JP34649592A JP34649592A JPH06192768A JP H06192768 A JPH06192768 A JP H06192768A JP 34649592 A JP34649592 A JP 34649592A JP 34649592 A JP34649592 A JP 34649592A JP H06192768 A JPH06192768 A JP H06192768A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 トランジスタや集積回路（ＩＣ）等のような
半導体機器のリード材として好適な、高い導電性に加え
て優れた打ち抜き加工性を備えた銅合金を提供する。 【構成】 重量％にて、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ又はＴｈの１
種以上：０．０００５％〜０．０５％未満を含有し、あ
るいはさらにＰ，Ｓｎ，Ｎｉ，Ｓｉ，Ｚｎ，Ｆｅ，Ｃ
ｒ，Ｂ，Ｃｏ，Ｍｇ，Ａｌ又はＣｕおよび不可避的不純
物からなる組成を有する銅合金であり、あるいは平均結
晶粒径を２５μｍ未満に調整した銅合金である。
半導体機器のリード材として好適な、高い導電性に加え
て優れた打ち抜き加工性を備えた銅合金を提供する。 【構成】 重量％にて、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ又はＴｈの１
種以上：０．０００５％〜０．０５％未満を含有し、あ
るいはさらにＰ，Ｓｎ，Ｎｉ，Ｓｉ，Ｚｎ，Ｆｅ，Ｃ
ｒ，Ｂ，Ｃｏ，Ｍｇ，Ａｌ又はＣｕおよび不可避的不純
物からなる組成を有する銅合金であり、あるいは平均結
晶粒径を２５μｍ未満に調整した銅合金である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はトランジスタや集積回
路（ＩＣ）等のような半導体機器のリード材として好適
な、高い導電性に加えて優れた打ち抜き加工性を備えた
銅合金に関するものである。
路（ＩＣ）等のような半導体機器のリード材として好適
な、高い導電性に加えて優れた打ち抜き加工性を備えた
銅合金に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体機器のリード材には、熱膨
張係数が低く、素子及びセラミックスとの接着性、封着
性の良好な“コバール（商標名：Ｆｅ−２９ｗｔ％Ｎｉ
−１６ｗｔ％Ｃｏ合金）”或いは“４２合金”等といっ
た高ニッケル合金が好んで使われてきた。
張係数が低く、素子及びセラミックスとの接着性、封着
性の良好な“コバール（商標名：Ｆｅ−２９ｗｔ％Ｎｉ
−１６ｗｔ％Ｃｏ合金）”或いは“４２合金”等といっ
た高ニッケル合金が好んで使われてきた。
【０００３】ところが、近年、半導体回路の集積度向上
に伴って消費電力の高いＩＣが多く使用されるようにな
ってきたことや、封止材料として樹脂が多くもちいられ
たこと等の事情もあって、半導体機器のリード材に放熱
性の良い銅基合金を使用する傾向が目立つようになって
いる。
に伴って消費電力の高いＩＣが多く使用されるようにな
ってきたことや、封止材料として樹脂が多くもちいられ
たこと等の事情もあって、半導体機器のリード材に放熱
性の良い銅基合金を使用する傾向が目立つようになって
いる。
【０００４】ところで、材料の種類はともかく、このよ
うな半導体機器のリード材には一般に次のような特性が
要求されている。
うな半導体機器のリード材には一般に次のような特性が
要求されている。
【０００５】ａ）リードは電気信号伝達部であると同時
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必要とするので、熱及び電気の
伝導性に優れること。
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必要とするので、熱及び電気の
伝導性に優れること。
【０００６】ｂ）半導体素子保護の観点から、“リード
とモールドとの密着性”が重要であるため、熱膨張係数
がモールド材と近いこと。
とモールドとの密着性”が重要であるため、熱膨張係数
がモールド材と近いこと。
【０００７】ｃ）パッ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 ｄ）リードは、リード材を打ち抜きし、また曲げ加工し
て作製されるものが殆どであるため、これらの加工性が
良好であること。
加わるため、耐熱性が良好であること ｄ）リードは、リード材を打ち抜きし、また曲げ加工し
て作製されるものが殆どであるため、これらの加工性が
良好であること。
【０００８】ｅ）リードには表面に貴金属のめっきが施
されるため、これらの貴金属とのめっき密着性が良好で
あること。
されるため、これらの貴金属とのめっき密着性が良好で
あること。
【０００９】ｆ）パッケージング後にも封止材の外に露
出している所謂“アウター・リード部”に半田付けする
場合が多いので、良好な半田付け性を示すこと。
出している所謂“アウター・リード部”に半田付けする
場合が多いので、良好な半田付け性を示すこと。
【００１０】ｇ）機器の信頼性及び寿命の観点から耐食
性が良好なこと。
性が良好なこと。
【００１１】ｈ）価格が抵廉であること。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の各種の要求特性に対し、従来より使用されている無酸
素銅、錫入り銅、りん青銅、コバール（商品名）及び４
２合金には何れも一長一短があり、前記特性の全てを満
足し得るものではなかった。
の各種の要求特性に対し、従来より使用されている無酸
素銅、錫入り銅、りん青銅、コバール（商品名）及び４
２合金には何れも一長一短があり、前記特性の全てを満
足し得るものではなかった。
【００１３】特に、高導電性を有する無酸素銅・錫入り
銅といった純銅系合金は軟かい材料であるため、打抜き
を行なうと大きなバリが発生する。
銅といった純銅系合金は軟かい材料であるため、打抜き
を行なうと大きなバリが発生する。
【００１４】したがって、より改善された打ち抜き加工
性を有する高導電性銅合金の出現が持たれていた。
性を有する高導電性銅合金の出現が持たれていた。
【００１５】このようなことから、本発明の目的は、銅
系材料の優れた電気、熱の伝導性を生かすと同時に、半
導体機器のリード材として十分に満足できる打ち抜き加
工性を有した銅合金を実現することに置かれた。
系材料の優れた電気、熱の伝導性を生かすと同時に、半
導体機器のリード材として十分に満足できる打ち抜き加
工性を有した銅合金を実現することに置かれた。
【００１６】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は上
記目的を達成すべく鋭意研究を重ねたところ、「優れた
電気伝導性を備える純Ｃｕ系合金の成分調整を行った上
で、これに適量のＴｉ，Ｚｒ，ＨｆまたはＴｈを含有さ
せると、半導体機器のリード材としての必要特性に格別
な悪影響を及ぼすことなく十分とは言えなかった打ち抜
き加工性が著しく向上する。」との新事実が明らかとな
り、更には「このような組成を有した銅合金の結晶粒度
を特性の細かい領域に調整するとその打ち抜き加工性が
一層向上する」という知見も得ることができた。
記目的を達成すべく鋭意研究を重ねたところ、「優れた
電気伝導性を備える純Ｃｕ系合金の成分調整を行った上
で、これに適量のＴｉ，Ｚｒ，ＨｆまたはＴｈを含有さ
せると、半導体機器のリード材としての必要特性に格別
な悪影響を及ぼすことなく十分とは言えなかった打ち抜
き加工性が著しく向上する。」との新事実が明らかとな
り、更には「このような組成を有した銅合金の結晶粒度
を特性の細かい領域に調整するとその打ち抜き加工性が
一層向上する」という知見も得ることができた。
【００１７】本発明は、上記知見事項等を基にして完成
されたものであり、「銅合金を、重量％にてＴｉ，Ｚ
ｒ，ＨｆまたはＴｈのうち１種以上：総量で０．０００
５％以上０．０５％未満を含有し、あるいはさらにＰ，
Ｓｎ，Ｓｉ，Ｚｎ，Ｆｅ，Ｃｒ，Ｂ，Ｃｏ，Ｍｇ，Ａｌ
またはＭｎのうち１種以上：総量で０．０１％以上０．
１％未満を含むと共に残部がＣｕ及び不可避的不純物か
らなる成分組成とするか、さらにはこれに加えてその平
均結晶粒径を２５μｍ未満に調整することにより、半導
体機器のリード材として十分満足できる優れた電気伝導
性及び打ち抜き加工性を兼備せしめた点」に大きな特徴
を有している。
されたものであり、「銅合金を、重量％にてＴｉ，Ｚ
ｒ，ＨｆまたはＴｈのうち１種以上：総量で０．０００
５％以上０．０５％未満を含有し、あるいはさらにＰ，
Ｓｎ，Ｓｉ，Ｚｎ，Ｆｅ，Ｃｒ，Ｂ，Ｃｏ，Ｍｇ，Ａｌ
またはＭｎのうち１種以上：総量で０．０１％以上０．
１％未満を含むと共に残部がＣｕ及び不可避的不純物か
らなる成分組成とするか、さらにはこれに加えてその平
均結晶粒径を２５μｍ未満に調整することにより、半導
体機器のリード材として十分満足できる優れた電気伝導
性及び打ち抜き加工性を兼備せしめた点」に大きな特徴
を有している。
【００１８】次に、本発明において銅合金の成分組成、
平均結晶粒径を前記の如くに限定した理由をその作用と
共に説明する。
平均結晶粒径を前記の如くに限定した理由をその作用と
共に説明する。
【００１９】Ｔｉ，Ｚｒ，ＨｆまたはＴｈ量：Ｔｉ，Ｚ
ｒ，Ｈｆ，ＴｈのIV族ａ族元素には微量添加により打ち
抜き加工性を改善する等しい作用があることから、この
１種または２種以上の添加がなされている。
ｒ，Ｈｆ，ＴｈのIV族ａ族元素には微量添加により打ち
抜き加工性を改善する等しい作用があることから、この
１種または２種以上の添加がなされている。
【００２０】なお、上記元素がこれらの作用を発揮する
機構は現在研究中であるが、Ｔｉ、Ｚｒ、ＨｆまたはＴ
ｈのうちの１種または２種以上の含有量が総量で０．０
００５％未満であると前記作用による所望の効果が得ら
れず、一方、その含有量が総量で０．０５％以上である
と打ち抜き加工性及び曲げ加工性が逆に劣化すると共
に、導電性も低下することから、これら元素の含有量は
総量で「０．０００５％以上０．０５％未満」と定め
た。
機構は現在研究中であるが、Ｔｉ、Ｚｒ、ＨｆまたはＴ
ｈのうちの１種または２種以上の含有量が総量で０．０
００５％未満であると前記作用による所望の効果が得ら
れず、一方、その含有量が総量で０．０５％以上である
と打ち抜き加工性及び曲げ加工性が逆に劣化すると共
に、導電性も低下することから、これら元素の含有量は
総量で「０．０００５％以上０．０５％未満」と定め
た。
【００２１】Ｐ，Ｓｎ，Ｎｉ，Ｓｉ，Ｚｎ，Ｆｅ，Ｃ
ｒ，Ｂ，Ｃｏ，Ｍｇ，ＡｌまたはＭｎ量；Ｐ，Ｓｎ，Ｎ
ｉ，Ｓｉ，Ｚｎ，Ｆｅ，Ｃｒ，Ｂ，Ｃｏ，Ｍｇ，Ａｌま
たはＭｎには、上記銅合金の強度並びに耐熱性を更に改
善する等しい作用があるので必要により１種または２種
以上の添加がなされる。しかし、その含有量が総量で
０．０１％未満であると前記作用による所望の効果が得
られず、一方、総含有量が０．１％以上になると導電率
が著しく低下することから、これらの含有量は総量で
「０．０１％以上０．１％未満」と定めた。
ｒ，Ｂ，Ｃｏ，Ｍｇ，ＡｌまたはＭｎ量；Ｐ，Ｓｎ，Ｎ
ｉ，Ｓｉ，Ｚｎ，Ｆｅ，Ｃｒ，Ｂ，Ｃｏ，Ｍｇ，Ａｌま
たはＭｎには、上記銅合金の強度並びに耐熱性を更に改
善する等しい作用があるので必要により１種または２種
以上の添加がなされる。しかし、その含有量が総量で
０．０１％未満であると前記作用による所望の効果が得
られず、一方、総含有量が０．１％以上になると導電率
が著しく低下することから、これらの含有量は総量で
「０．０１％以上０．１％未満」と定めた。
【００２２】結晶粒径；本発明に係わる銅合金では、そ
の結晶粒の粗大化が打ち抜き加工性に少なからぬ悪影響
を及ぼす。特に平均結晶粒径が２５μｍ以上となると打
ち抜き加工性の劣化が顕著となる。従って、良好な打ち
抜き加工性を確保するためには、平均結晶粒径２５μｍ
以上とならないように調整するのが良い。
の結晶粒の粗大化が打ち抜き加工性に少なからぬ悪影響
を及ぼす。特に平均結晶粒径が２５μｍ以上となると打
ち抜き加工性の劣化が顕著となる。従って、良好な打ち
抜き加工性を確保するためには、平均結晶粒径２５μｍ
以上とならないように調整するのが良い。
【００２３】上述のように、本発明に係わる銅合金は、
優れた電気伝導性、耐熱性等を具備すると共に良好な打
ち抜き加工性を示し、しかも半田付け性、めっき密着性
にも優れるものであるが、以下、実施例によって本発明
をより具体的に説明する。
優れた電気伝導性、耐熱性等を具備すると共に良好な打
ち抜き加工性を示し、しかも半田付け性、めっき密着性
にも優れるものであるが、以下、実施例によって本発明
をより具体的に説明する。
【００２４】
【実施例】電気銅を原料とし高周波溶解炉にて表１に示
される各種成分組成の銅合金を溶製し、厚さ２０ｍｍの
インゴットに鋳造した。なお、溶解・鋳造は大気中で実
施した
される各種成分組成の銅合金を溶製し、厚さ２０ｍｍの
インゴットに鋳造した。なお、溶解・鋳造は大気中で実
施した
【００２５】
【表１】
【００２６】
【表２】
【００２７】次に、このインゴットを８００℃で１時間
加熱後、８ｍｍまで熱間圧延を施しさらに面削を行い、
０．８ｍｍにまで冷間圧延を行った。その後３００〜４
００℃の温度で焼鈍して結晶粒径を調整し、０．６ｍｍ
にまで冷間圧延を行なった。最後に歪取焼鈍を施し諸特
性の評価を行った。
加熱後、８ｍｍまで熱間圧延を施しさらに面削を行い、
０．８ｍｍにまで冷間圧延を行った。その後３００〜４
００℃の温度で焼鈍して結晶粒径を調整し、０．６ｍｍ
にまで冷間圧延を行なった。最後に歪取焼鈍を施し諸特
性の評価を行った。
【００２８】なお、“強度”及び“伸び”の評価は引張
試験により、また“耐熱性”の評価は加熱時間５分にお
ける軟化温度の測定により、そして“電気伝導性（放熱
性）”の評価は導電性（％ＩＡＣＳ）の測定によりそれ
ぞれ実施した。
試験により、また“耐熱性”の評価は加熱時間５分にお
ける軟化温度の測定により、そして“電気伝導性（放熱
性）”の評価は導電性（％ＩＡＣＳ）の測定によりそれ
ぞれ実施した。
【００２９】また、“打ち抜き加工性”の評価は打ち抜
き加工後のプレス破面を観察することで行い、破断面比
率｛（破断面）／（板厚）×１００｝が２０％以上のと
きを「良好」、２０％未満のときを「不良」と判断し
た。
き加工後のプレス破面を観察することで行い、破断面比
率｛（破断面）／（板厚）×１００｝が２０％以上のと
きを「良好」、２０％未満のときを「不良」と判断し
た。
【００３０】これらの評価結果を表２に示す。
【００３１】
【表３】
【００３２】
【表４】
【００３３】さて、表２に示される結果からも明らかな
ように、本発明合金Ｎo.１〜Ｎo.１９は、いずれも優れ
た強度、伸び、導電率、耐熱性を有すると共に良好な打
ち抜き加工性を示すことがわかる。
ように、本発明合金Ｎo.１〜Ｎo.１９は、いずれも優れ
た強度、伸び、導電率、耐熱性を有すると共に良好な打
ち抜き加工性を示すことがわかる。
【００３４】これに対し、比較合金Ｎo.２０〜２２は本
発明合金に比べて、Ｔｉ，Ｚｒ，ＨｆまたはＴｈを含有
していないため打ち抜き加工性が劣る。
発明合金に比べて、Ｔｉ，Ｚｒ，ＨｆまたはＴｈを含有
していないため打ち抜き加工性が劣る。
【００３５】Ｎo.２３は結晶粒の粗大化したものの例で
あるが、結晶粒径がこのように大きいと打ち抜き加工性
が悪くなることを確認できる。Ｎo.２４は副成分として
Ｓｎを１％以上含有するため導電率が低くなっている。
あるが、結晶粒径がこのように大きいと打ち抜き加工性
が悪くなることを確認できる。Ｎo.２４は副成分として
Ｓｎを１％以上含有するため導電率が低くなっている。
【００３６】Ｎo.２５はＴｉを０．０５％以上含有する
ため、打抜き加工性が却って悪くなり、導電率も低くな
っている。
ため、打抜き加工性が却って悪くなり、導電率も低くな
っている。
【００３７】
【発明の効果】以上の説明した如く、この発明によれ
ば、半導体機器のリード材としての従来合金に指摘され
た打ち抜き性の難点を克服し、前記材料の性能を大幅に
向上する高導電性銅合金を提供することが可能となり、
端子材といった用途にも使用できる。産業上極めて有効
な効果がもたらされる。
ば、半導体機器のリード材としての従来合金に指摘され
た打ち抜き性の難点を克服し、前記材料の性能を大幅に
向上する高導電性銅合金を提供することが可能となり、
端子材といった用途にも使用できる。産業上極めて有効
な効果がもたらされる。
Claims (4)
- 【請求項１】 重量割合にて、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆまたは
Ｔｈのうちの１種以上：総量で０．０００５％以上０．
０５％未満を含むと共に、残部がＣｕ及び不可避的不純
物からなることを特徴とする高導電性銅合金。 - 【請求項２】 重量割合にて、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆまたは
Ｔｈのうちの１種以上：総量で０．０００５％以上０．
０５％未満、さらにＰ，Ｓｎ，Ｎｉ，Ｓｉ，Ｚｎ，Ｆ
ｅ，Ｃｒ，Ｂ，Ｃｏ，Ｍｇ，ＡｌまたはＭｎのうちの１
種以上：総量で０．０１％以上０．１％未満を含むと共
に、残部がＣｕ及び不可避的不純物からなることを特徴
とする高導電性銅合金。 - 【請求項３】 重量割合にて、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆまたは
Ｔｈのうちの１種以上：総量で０．０００５％以上０．
０５％未満を含むと共に、残部がＣｕ及び不可避的不純
物からなり、かつ平均結晶粒径が２５μｍ未満であるこ
とを特徴とする高導電性銅合金。 - 【請求項４】 Ｔｉ，Ｚｒ，ＨｆまたはＴｈのうちの１
種以上：総量で０．０００５％以上０．０５％未満、さ
らにＰ，Ｓｎ，Ｎｉ，Ｓｉ，Ｚｎ，Ｆｅ，Ｃｒ，Ｂ，Ｃ
ｏ，Ｍｇ，ＡｌまたはＭｎのうち１種以上：総量で０．
０１％以上０．１％未満を含むと共に、残部がＣｕ及び
不可避的不純物からなり、かつ平均結晶粒径が２５μｍ
未満であることを特徴とする高導電性銅合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34649592A JPH06192768A (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 高導電性銅合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34649592A JPH06192768A (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 高導電性銅合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06192768A true JPH06192768A (ja) | 1994-07-12 |
Family
ID=18383818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34649592A Pending JPH06192768A (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 高導電性銅合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06192768A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013023736A (ja) * | 2011-07-21 | 2013-02-04 | Hitachi Cable Ltd | 軟質希薄銅合金線、軟質希薄銅合金板及び軟質希薄銅合金撚線 |
| JP2013040384A (ja) * | 2011-08-17 | 2013-02-28 | Hitachi Cable Ltd | 軟質希薄銅合金を用いた配線材及び板材 |
-
1992
- 1992-12-25 JP JP34649592A patent/JPH06192768A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013023736A (ja) * | 2011-07-21 | 2013-02-04 | Hitachi Cable Ltd | 軟質希薄銅合金線、軟質希薄銅合金板及び軟質希薄銅合金撚線 |
| JP2013040384A (ja) * | 2011-08-17 | 2013-02-28 | Hitachi Cable Ltd | 軟質希薄銅合金を用いた配線材及び板材 |
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