JPS61127840A

JPS61127840A - 高力高導電銅合金

Info

Publication number: JPS61127840A
Application number: JP24863784A
Authority: JP
Inventors: Hirohito Miyashita; 博仁宮下; Masahiro Tsuji; 正博辻; Susumu Kawauchi; 川内　進
Original assignee: Nippon Mining Co Ltd
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 1984-11-27
Filing date: 1984-11-27
Publication date: 1986-06-16
Also published as: JPH0424417B2

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（工Ｃ）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
するものである。

従来、半導体機器リード材としては、熱膨張係数が低く
、素子及びセラミックとの接着および封着性の良好ない
わゆるコパール（Ｆｅ−２９Ｎ１−１６００　）　、　
　４２合金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い消費
電力の高い工０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ょシ、使用されるリード材
も放熱性の良い銅基台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。

（１１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、っことを要求されるため、
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素子保護の
観点から重要であるため、リード材とモールド材の熱膨
張係数が近く、リードの表面に生成される酸化膜の密着
性が良好であること。

（３）　　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。

（４）　　リードはリード材を打ち抜き加工し、また曲
げ加工して作製されるものがほとんどであるため、これ
らの加工性が良好であること。

（５）リードは表面に貴金属めっきを行なうため。

これら貴金属とのめつき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。アウターリード部に半田付けするものが多いので、
良好な半田付は性を示すとともに、使用時の経時変化に
対して耐剥離性を有すること。

（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、従来より使用されている
無酸素鋼、錫入シ銅、シん青銅、コバール、４２合金は
、いずれも一長一短があり。

これらの特性のすべてを必ずしも満足しえるものではな
い。

また、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、また１強度、ばね
特性の優れた洋白、υん青銅も、電気機器用等に用いら
れる場合、半田の耐剥離性に劣り、また、電気伝導度が
低いという欠点を有していた。さらには、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り、
高価な合金であった。

従って、半田の耐剥離性及び導電性が良好であプ、ばね
特性に優れた安価な合金の出現が待たれていた。

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
ばね材として好適な緒特性を有する銅合金を提供するも
のである。

本発明は、２重量係をこえて１０重量幅以下のＳｎ、［
１００１重量壬を超えてＣＬ４重量幅以下のＰ、１０５
重量重量上５重量憾以下のＺｎ及びＮｉ　、　ｃｏ　、
　Ｏｒのうち１種又は２種以上を、α０１乃至１重量係
を含み、残部がＣＵ及び不可避不純物から成る合金であ
って、半導体機器のリード材用鋼合金として優れた電気
及び熱伝導性、耐熱性、加工性、めっき密着性、半田付
は性、耐食性等を有し、又、導電性ばね材として優れた
高力、ばね特性、導電性を併せ持つことを特徴とするも
のである。

次に１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２重ｆ壬を超えて１０重量幅以下
とする理由は、　Ｅｌｎ含有量が２重量係以下では他成
分の共添をともなっても期待する強度が得られず、逆に
Ｓｎ含有量が１０重量係をこえると導電率が低下するた
めである。

Ｐ含有量をα００１重量憾重量光て［１４重量憾以下と
する理由は、Ｐ含有量がＯ，Ｑ　Ｏ１重ｉ４以下では、
Ｐ含有による強度と耐熱性向上は顕著ではなく、Ｐ含有
量が０．４重量係を超えると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。Ｚｎは酸化膜
の密着性の向上及び半田の耐剥離性の向上に顕著な効果
を有する成分であるが、　Ｚｎ含有量が０．０５重量係
未満では、　Ｚｎ含有てよる前述の効果が得られず。

Ｚｎ含有量が５重量壬を超えると導電率の低下が著しく
なるためである。さらに、　　Ｎｉ、Ｃｏ、Ｏｒのうち
１種又は２種以上をＱ、０１乃至１重量幅とする理由は
、これらの添加により強度、耐熱性が向上するとともに
酸化膜密着性が向上するが、１１０１重量幅未満ではそ
の効果があまシ期待できず、また１重量係を超えると導
電率が著しく低下するためである。

このような本発明合金は、優れた強度、ばね特性、電気
伝導性と耐熱性を具備し、打抜０曲げ加工を実施するに
適度に良好な強度、伸び等の機械的性質を示し、半田付
は性、めっき密着性、耐食性も良好な銅合金である。又
、リードフレームの銅合金化を行なう際のポイントとな
る信頼性を低下させないという前提に対して重要な技術
項目である。半田の耐剥離性、酸化膜の密着性が良好な
銅合金である。また、熱膨張係数はプラスチックに近く
、プラスチックパッケージ用に適している。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種成分組成のイン
ゴットを、電気鋼あるいは無駿素銅を原料として、高周
波溶解炉で大気、不活性また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瓢
の板とした後２面前を行なって、冷間圧延で１．０園と
した５００℃圧て１時間焼鈍したのち、冷間圧延で厚さ
０．８瓢の板とした。このようにして調整された試料の
リード材としての評価として１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シ、
電気伝導性（放熱性）を導電率（壬ＩＡＯ８）によって
示した。電気伝導性と熱伝導性は相互に比例関係にあり
。

導電率で評価し得るからである。半田付は性は。

垂直式浸漬法で２３０±５℃の半田浴（５ｎ６０９６゜
ｐｂ　ａｏｓ）　ｓ秒間浸漬し、半田のぬれの状態を目
視観察することによシ評価した。半田の耐剥離性は、上
記の方法で半田付けした試料を大気中で１５０℃、５０
０ｈｒ加熱後０．８Ｈの９０’曲げを行ない剥離の有無
を評価した。めっき密着性は、試料に厚さ３μのＡｇめ
っきを施こし１表面に発生するフクレの有無を目視観察
することくよシ評価した。酸化膜密着性は試料を３５０
℃にて２分加熱した後、材料表面に２ｍ間隔の格子ナイ
フで刻み、粘着テープを貼り、材料からはがして、テー
プに付着する酸化膜の有無によシ、密着性を評価した。

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なうために同一合金の１
．　Ｏｍ材を５ｏｏ℃にて１時間焼鈍した後、冷間圧延
で厚さ０．５ｍ＋の板とし、これを１５０℃〜５００℃
の各種温度で歪取υ焼鈍を行ない１強度、伸びを引張試
験により評価し。

ばね性をＫｌ）値によシ評価し、比較合金とともに第２
表に示した。

第１表及び第２表に示すごとく本発明の合金は、優れた
強度、ばね特性、導電性、耐熱性。

半田付は性、半田の耐剥離性、めっき密着性。

酸化膜密着性を示すことが明白であシ、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るといえ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

２重量％を超えて１０重量％以下のＳｎ、０．００１重
量％を超えて０．４重量％以下のＰ、０．０５重量％以
上５重量％以下のＺｎ及びＮｉ、Ｃｏ、Ｃｒのうち、種
又は２種以上を、０．０１乃至１重量％を含み、残部が
Ｃｕ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。