JPS6141736A - 耐食性に優れたリ−ドフレ−ム用銅合金 - 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】 技術分野 本発明は、耐食性に優れたリードフレーム用銅合金に係
り、特に高強度、電気伝導性等の諸性能に優れた＃１（
Ｃｕ）−クロム（Ｃｒ）−ジルコニウム（Ｚｒ）系にお
いて、その耐食性を従来以上に改善せしめた銅合金に関
するものである。

従来技術 近年、電子機器部材、特に集積回路の如き半導体用のセ
ラミック封止型あるいは樹脂封止型のパッケージ金属材
料、所謂リードフレーム用材料として、導電性、耐熱性
、屈曲性、はんだ付は性等の要求特性を兼備する銅合金
が種々検討されてきており、例えば特公昭５８−３９９
０１号公報にも、そのような銅合金の一つとして、Ｃｕ
−Ｃｒ−Ｚｒ系合金が明らかにされている。すなわち、
０、１〜１．　ＯＭ量％のＺｒと、０．１〜１．０重量
％のＣｒを含み、このＺｒとＣｒの含有量の和が１．０
重量％以上であり、残部がＣｕ及び不可避的不純物から
なる銅合金が、それである。

解決すべき問題点 一方、このようなリードフレーム用材料にあっては、そ
れが用いられる集積回路の回路集積度の高密度化につれ
て、銅合金の上記特性の向上がますます強く要求される
と共に、コストダウンを図るために、より薄肉化の要求
が強くなっているが、このような要求は従来の銅合金系
では充分に満たし得す、また上記公知のＣｕ−Ｃｒ−Ｚ
ｒ系合金にあっても同様であったのである。特に、リー
ドフレーム部品が細くなるに従って、集積回路の製造工
程中のはんだ付は時において、またその使用中において
、部品の温度が上昇して、かかる部品が酸化を受けるこ
とにより、電気伝導度などの特性が劣化し、ひいては集
積回路自体０寿命を短（するところから、このリードフ
レーム材料には、耐食性、なかでも応力腐食割れ性の改
善が望まれている。

解決手段 そこで、本発明者らは、上記の如き要求を満たす合金系
として、Ｃｕ−Ｃｒ−Ｚｒ系について種々検討した結果
、その特定組成のものが、従来から知られている導電性
、耐熱性等の特性の良好なことに加えて、耐食性にも優
れていることを見い出し、本発明に到達したのである。

すなわち、本発明は、重量基準にて、０．２％〜１．５
％のＣｒと、０．０３％以上、０．１０％未満のＺｒと
、更に０．０１％〜Ｏ，Ｏａ％のケイ素（Ｓｔ）とを含
み、残部がＣｕ及び不可避的不純物からなるＣｕ−Ｃｒ
−Ｚｒ系合金を用いて、リードフレーム用材料を構成し
たことを特徴とするものである。

ところで、かかる本発明合金における合金成分たるＣｒ
は、強度を向上せしめる元素であるが、それによる強度
向上効果には限度があり、それが１．５％（重ｆｆｉ基
準、以下同じ）を越えて添加されても、強度アップには
それ程寄与せず、かえってコストアップの問題等を惹起
し、一方０．２％未満の添加量では強度向上効果が不充
分となり、リードフレーム用材料として充分な強度を保
持し得なくなるところから、Ｃｒの添加量としては０．
２〜１．５％、好ましくは０．５〜１．０％の範囲に止
める必要がある。

また、かかるＣｒと共に添加される必須成分たるＺｒは
、合金組織内にＣｒを微細に分散せしめ、Ｃｕの良好な
電気伝導性を保持すると共に、強度アップにも寄与する
元素であるが、またその添加量が０．０３％未満では合
金の焼入れ感受性、強度、耐熱性を充分に改善せしめ得
す、一方０．１０％以上添加すると、電気伝導性、耐食
性を低下させ、また強度の向上にも寄与し得なくなると
ころから、その添加量は０．０３％以上、０．１０％未
満に止める必要がある。なお、このＺｒの望ましい添加
割合としては、０．０４〜０．０８％程度である。

さらに、Ｓｉは、かかるＣｒ及びＺｒと共に加えられて
四元の合金系を構成することによって、当該合金の耐熱
性を改善し、リードフレーム用材料として有利な特性を
付与するものであるが、その０．０１％未満の添加量で
は、その耐熱性改善効果は充分に発揮され得す、一方０
．０８％を越える過剰のＳｔ添加は、電気伝導性を低下
させる等の問題を生ずるところから、かかるＳｉの添加
量は０．０１〜０．０８％に止める必要があり、一般に
は０．０２％〜０．０４％の範囲が好適に採用されるこ
ととなる。

発明の効果 かくの如き本発明に従うＣｕ−Ｃｒ−Ｚｒ−Ｓｉ四元合
金は、従来のＧｕ−Ｃｒ−Ｚｒ系合金に比して、電気伝
導性に優れ、しかも優れた耐食性、特に応力腐食割れ性
を有するものであって、集積回路の如き半導体等のリー
ドフレーム用材料として好適なものであり、また従来か
らリードフレーム用材料として優れた特徴を持つとされ
ている燐青銅、すす入り銅、鉄入り銅合金等と比較して
も、緒特性、とりわけ耐食性に関し、優れた有為性を示
すものである。

実施例 以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発
明の幾つかの実施例を示すが、本発明がそのような実施
例の記載によって何等の制約をも受けるものでないこと
は言うまでもないところであり、またここに例示の実施
例は、あくまでも、本発明者らが行なった多数の実験の
中の一部であることが理解されるべきである。

実施例　ｌ 下記第１表に示される種々なる合金組成となるように、
電気銅地金、中間合金および／または添加元素単体を適
宜用いて、高周波電気炉にて所定の銅合金溶湯を溶製し
、そして鋳造を行なうことにより、目的とする各種のリ
ードフレーム用銅合金インゴット　（１５０鳳諷×１０
０員真×５０１鳳）を造塊した。

かくして得られた合金番号１〜６の銅合金インゴットを
用いて、それぞれ８００〜８５０℃の温度で熱間圧延し
、厚さ：１０Ｂに仕上げた後、更に９３０℃の温度にて
１時間溶体化処理し、次いで水冷した後、０．２５　ｕ
の厚さまで冷間圧延を行なった。そして、この冷間圧延
したものに対して４７５℃×４時間の時効処理を行なう
ことにより、それぞれの合金番号の条を得た。

また、合金番号７及び８の銅合金インゴットについては
、上記と同様の熱間圧延操作にて、厚さ：ｌ□ｓｓに仕
上げ、そして６５０℃の温度で焼鈍せしめた後、これを
厚さ：５−まで冷間圧延せしめ、更にその後６５０℃の
温度にて１時間焼鈍した後、０．２５１■まで冷間圧延
することにより、合金番号７．８に対応する所定の条を
それぞれ形成せしめた。

次いで、これら各種の条、即ち上記第１表に示される合
金番号の組成の銅合金からなる条について、引張試験、
電気伝導度測定、焼鈍試験、耐食（応力腐食割れ性）試
験をそれぞれ行ない、その結果を下記第２表に示した。

なお、耐食試験は、Ｄ、Ｈ，）ムソンの方法〔ｒＭａｔ
ｅｒｉａｌｓ　Ｒｅ５ｅａｒｃｈ　ａｎｄ　５ｔａｎｄ
ａｒｄｓＪ　Ｎｕ　１　　（’６１）ｐ、１０８）に従
い、アンモニア水を収容し、　　た所定のデシケータ内
に、応力を付加した各合金試片を静置し、１０００時間
経過した後、その重量減少量と応力緩和率を下式に基づ
いて求めることによって、実施された。

付加応力算出式： σ・　：試験前の付加応力 σア　：試験開始Ｔ時間後の残留応力 かかる第１表及び第２表の結果から明らかなように、本
発明に従う合金番号１〜４のものにあっては、同系の比
較合金である麹５及び６の試料と同程度の機械的性質を
示すが、電気伝導度についてはＺｒ量の増大と共に低下
しており、それ故事発明に従う合金番号１〜４のものが
優れた電気伝導性を有しているのである。しかも、合金
の耐食性についても、Ｚｒ量の増大と共に、それが低下
する傾向を示し、その減肉率が増大し、そしてこれに伴
って応力緩和率が増大していることが認められる。この
結果、合金中のＺｒ量としては、０゜１０％未満におい
てＣｕ−Ｃｒ−Ｚｒ系合金の耐食性を改善せしめること
が理解される。

また、比較合金の丸７及び８は、リードフレーム材とし
て極めて優れた特性を有するものとして知られているが
、これとても、本発明合金に比して、緒特性、とりわけ
耐食性に関して著しく劣っていることが理解される。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　重量基準にて、０．２％〜１．５％のクロムと、０．
   ０３％以上、０．１０％未満のジルコニウムと、０．０
   １％〜０．０８％のケイ素とを含み、残部が銅及び不可
   避的不純物からなる耐食性に優れたリードフレーム用銅
   合金。