JPS60245752A - 高力高導電銅合金 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、トランジスタや集積回路（ＩＣ）などの半導
体機器のリード材、コネクター、端子。

リレー、スイッチ等の導電性ばね材に適する銅合金に関
するものでおる。

従来、半導体機器のリード材としては、熱膨張係数が低
く、素子およびセラミックとの接着および封着性の良好
なコバー＃　（Ｆｅ−２９Ｎｉ−１６０ｏ）　。

４２合金（Ｆｅ−４２Ｎ１）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
の向上に伴方い消費電力の高い工Ｏ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υ、
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、 （リ　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為、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窓子保護の
観点から重要であるだめ、リード材とモールド材の熱膨
張係数が近いこと。

（３）　パッケージング時に種々の加熱工程が加わる為
、耐熱性が良好であること。

（４）リードはリード材を打抜き加工し、又曲げ加工し
て作製されるものがほとんどである為。

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ッキを行う為。

これら貴金属とのメッ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・リード部にハンダ付けするものが
多いので良好なノ・ンダ付は性を示すこと。

（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。

（８）　価格が低摩であること。

これら各種の要求特性に対し、従来よシ使用されている
無酸素鋼、すす入り鋼、鉄入り銅。

りん青鉤、コバール、４２合金は何れも一長一短があり
、これら特性の全てを必ずしも満足し得るものではない
。

又、従来、電気機器用ばね、計測器用ばね。

スイッチ、コネクター等に用いられるばね用材料として
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、シん青銅も洋白け１８重量幅の
Ｎｉ、シん青銅は８重量％のＳｎを含むため、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υ
高価な合金であった。

さらには電気機器用等に用いられる場合、電気伝導度が
低いという欠点を有していた。従って。

導電性が良好であり、ばね特性に優れた安価な合金の現
出が待たれていた。

本発明はかかる点に鑑みなされたもので、従来の銅基合
金のもつ欠点を改良し、半導体機器のリード材及び導電
性ばね材として好適々諸物件を有する銅合金を提供しよ
うとするものである。

本発明は、Ｓｎ　０．８〜４．０重量％、Ｐｏ、０１−
α４４重量　、ＢＦｅ　Ｏ，０５〜１．．Ｏ重量係及び
Ａｌ、　Ｈｆ、　Ｂｅ、　Ｍｏ。

Ｔｏ、　Ｐｂ、　Ｃｏ、　Ｚｒ、　Ｎｂ、　Ｂ、　Ｍｇ
、、　Ｍｎ、Ｓｉ、　Ｓｂ、　Ｔｉ、　：［ｎ、　Ａｓ
の１種又は２種以上を０．０１〜１．０重量係合み、残
部がＯｕ及び不可避的な不純物からなる合金あるいはこ
の不可避不純物のうち酸素の含有量が０．００２０重量
％以下とされる合金であって、半導体機器のリード材用
銅合金として優れた電気及び熱伝導性、耐熱性、加工性
、メッキ密着性１ハンダ付は性、耐食性を有し、又導電
性ばね材として優れた高力、ばね特性、導電性を併せ示
すことを特徴とするものである。

次に本発明合金を構成する合金成分の限定理由を説明す
る。Ｓｎの含有量を０８〜４．０重量％とする理由は、
　Ｓｎ含有量が０．８重量幅未満ではＰの共添を伴って
も期待する強度が得られず、逆にＳｎ含有量が４．０重
量％をこえると導電率が低下し１価格も上昇す・るため
である、Ｐ含有量を０．０１〜０４重量％とした理由は
、Ｐ含有量が００１重量％未満ではＰ含有による強度と
耐熱性の向上は顕著でな（、ｐ含有量が０．４重量％を
こえるとＳｎ含有量のいかんにかかわらず導電率の低下
が著しいためである。Ｆｅ含有量を０．０５〜１．０重
量％とした理由は、Ｆｅ含有量が０．０５５重量％満で
は強度、耐熱性の向上が顕著では々（，１，’ｏ重量係
をこえると導電率の低下が著しいためである。さらに副
成分としてＡ１゜Ｈｆ、　Ｂｅ、　Ｍｏ、　Ｔｏ、　Ｐ
ｂ、　Ｃｏ、　Ｚｒ、　Ｎｂ、　Ｂ、　Ｍｇ、　Ｍｎ、
　Ｓｉ、　Ｓｂ、　Ｔｉ。

Ｉｎ、　Ａｓの１種又は２種以上を含有すると強度９ば
ね特性を向上京せるが、その含有量が０．　Ｏ１重量％
未満ではその効果がちオり期待できず。

また１、０重量％をこえると導電率の低下が著しくなる
ことから００１〜１．０重量％とした。また酸素含有量
を０．００２０重量％以下とした理由は、０．００２０
重量％をこえるとメッキ密着性が低下するためである。

このような本発明合金は優りた強度、ばね特性、耐熱性
と電気伝導性を具備し、ハンダ付は性、メッキ密着性も
良好外銅合金である。又。

熱膨張係数はプラスチックに近く、半導体機器のリード
材としてはプラスチックパッケージ用に適している。従
って１本発明合金は半導体機器のリード材及び導電性ば
ね材として好適な材料であり、先行技術の合金において
このような総合的特性を兼備するものはない。

以下に本発明材料を実施例をもって説明する、実施例 第１表に示される本発明合金に係る各踵成分組成のイン
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解鋳造し
た、次にこれを８００℃で熱間圧延して厚さ４＋Ｍｎの
板とした後。

面側を行って冷間圧延で厚さ１０調とした。これを５０
０℃にて１時間焼鈍したのち、冷間圧延で厚さ０．８簡
の板とし、リード材としての評価を行った。評価として
は強度、伸びを引張試験により、耐熱性を加熱時間５分
における軟化温度により、電気伝導性（放熱性）を導電
率（循工ＡＣ！Ｓ　）によって示し７た。ハンダ付は性
は。

垂直式浸漬法で２３０℃±５℃のハンダ浴（すず６ａ壬
、鉛４０係）に５秒間浸漬シフ、ハンダのぬれの状態を
目視観察することによ、り評価した。

メッキ密着性は試料に厚さ３μのＡｇメッキを施こし、
４５０７１：にて５分間加熱し２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。これらの結
果を比較合金とともに第１表に示した。

また、ばね材としての評価を行う為に、同一合金の１．
０■材を５００℃にて１時間焼鈍したのち、冷間圧延で
厚さ０．５謔の板とし、これを１５０〜５００℃の各種
温度で歪とり焼鈍を行い１強度、伸びを引張試験により
評価し、ばね性をＫｌ）値により評価した。これに電気
伝導度の結果を加え、比較合金とともに第２表に示した
。

なお、ハンダ付は性、メッキ密着性はリード材の結果と
ほとんど同一であったので割愛した。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （リ　Ｓｎ０．８−４．０重１４％、Ｐ　Ｏ，Ｏｉ　〜
   （１４重量％。 Ｆｅ　Ｏ，０５−１，０重量％及びＡＩ、　Ｈｆ、　Ｂ
   ｅ、　Ｍｏ、　Ｔｅ、　Ｐｂ。 Ｃｏ、　Ｚｒ、　Ｎｂ、　Ｂ、　Ｍｇ、　Ｍｎ、　Ｓｉ
   、　Ｓｂ、　Ｔｉ、　工ｎ、　Ａｓの１種又は２種以上
   を０４０１〜１．０重量％含み、残部がＯｕ及び不可避
   不純物から成ることを特徴とする高力高導電銅合金。 （２）　ＳｎＯ，８〜４．０重量係、Ｐ０．０１〜０４
   重量係。 Ｆｅ０．０５−１．０重量％及びＡｌ、　Ｈｆ、　Ｂｅ
   、　Ｍｏ、　Ｔｅ、　Ｐ’ｂ。 Ｃｏ、　Ｚｒ、　Ｎｂ、　Ｂ、　Ｍｇ、　Ｍｎ、　８１
   ．　Ｓｂ、　Ｔｉ、工ｎ、Ａｓの１種又は２種以上を０
   ０１〜１．０重量％含み、残部がＯｕ及び不可避不純物
   から成シ、該不純物のうち酸素の含有量が０．００２０
   重量−以下とされることを特徴とする高力高導電銅合金
   。