JPS6158541B2 - - Google Patents
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- JPS6158541B2 JPS6158541B2 JP59069496A JP6949684A JPS6158541B2 JP S6158541 B2 JPS6158541 B2 JP S6158541B2 JP 59069496 A JP59069496 A JP 59069496A JP 6949684 A JP6949684 A JP 6949684A JP S6158541 B2 JPS6158541 B2 JP S6158541B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
-
- 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
- H01L23/492—Bases or plates or solder therefor
- H01L23/4924—Bases or plates or solder therefor characterised by the materials
-
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
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-
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- 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
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
Description
本発明は熱間加工性の優れた銅合金に関し、さ
らに詳しくは、Cu−Ni−Si合金、所謂、コルソ
ン合金の熱間加工性を向上させた銅合金に関す
る。 この種、Cu−Ni−Si合金は従来より比較的導
電性が良好であり、高強度、耐熱合金として知ら
れているが、熱間加工性が劣つていることから実
用化が困難視されており、特に、薄板製品に関し
ては実用化が遅れていた。 このように、Cu−Ni−Si合金は優れた特性を
有しながら熱間加工性が劣つて実用化が難かしい
ものを、熱間加工および冷間加工を組合せること
によつて、全べての形状に容易に加工でき、多く
の用途に使用できるCu−Ni−Si合金が要望され
ていた。 本発明は上記に説明したようなCu−Ni−Si合
金の熱間加工性の困難性に鑑みなされたものであ
つて、即ち、板、条、管、棒および線にも加工す
ることができ、従つて、半導体リードフレーム、
抵抗器リード、コンデンサリード、端子、コネク
ター、制御機器の開閉部品、スイツス部品、モー
ター回転子等の電子部品から鋼電磁撹拌鋳造用モ
ールド、鋳物鋳造用金型等に広い範囲の用途に使
用することができる熱間加工性の優れた銅合金を
提供するものである。 本発明に係る熱間加工性の優れた銅合金の特徴
とするところは、 Ni0.4〜4.0wt％、Si0.1〜1.0wt％、 Zn0.05〜1.0wt％、 Mg0.001〜0.01wt％（但し0.01wt％を除く） S0.003wt％以下 を含有し、さらに、 B0.001〜0.01wt％、Cr0.001〜0.01wt％、 Ti0.001〜0.01wt％、Zr0.001〜0.01wt％の中か
ら選んだ１種または２種以上を合計で0.001〜
0.01wt％を含有し、残部Cuおよび不可避不純物
からなることにある。 本発明に係る熱間加工性の優れた銅合金につい
て詳細に説明する。 先ず、本発明に係る熱間加工性の銅合金の含有
成分および成分割合について説明する。 Niは強度を向上させる元素であり、含有量が
0.4wt％未満ではSiが0.1〜1.0wt％含有されてい
ても強度の向上は期待できず、また、4.0wt％を
越えて含有されると加工性が悪くなり、さらに、
強度の向上は少ない。よつて、Ni含有量は0.4〜
4.0wt％とする。 Siはこれも強度を向上させる元素であり、含有
量が0.1wt％未満ではNiが0.4〜4.0wt％含有され
ていても強度向上は期待できず、また、1.0wt％
を越えて含有されると加工性と導電性が低下し、
かつ、はんだ付け性も低下する。よつて、Si含有
量は0.1〜1.0wt％とする。 Znは錫およびはんだの剥離を抑制するための
必須の元素であり、含有量が0.05wt％未満ではこ
のような効果は少なく、また、1.0wt％を越えて
含有されるとはんだ付け性が低下する。よつて、
Zn含有量は0.05〜1.0wt％とする。 Mgは原料に含まれるか、或いは、炉材および
雰囲気から混入するＳを安定したMgとの化合物
の形で母相中に固定し、熱間加工性を向上させる
必須元素であり、含有量が0.001wt％未満ではＳ
はそのままの状態で存在し、そして、Ｓは熱間加
工に際しての加熱中、或いは、熱間加工中に粒界
を移動して粒界割れを生じさせるようになり、ま
た、0.01wt％を越えて含有されると鋳塊内部に
Cu＋MgCu2という融点722℃の共晶を生じ、熱間
加工温度である800〜900℃に加熱することが不可
能となり、また、溶湯が酸化し易くなつて湯流れ
性の低下が著しくなり、鋳塊の表面に酸化物の巻
込みが多くなり健全な鋳塊が得られなくなる。よ
つて、Mg含有量は0.001〜0.01wt％（但し、
0.01wt％は含まない。）とする。なお、このMgに
代えてCaを0.001〜0.01wt％含有させてもMgと同
様の効果が得られる。 Ｓは原料、炉、樋等の耐火材、燃料、雰囲気等
から混入し、金属との化合物、或いは、Ｓ単独で
存在し、加熱中、或いは、熱間加工中に割れを生
じさせる主原因となり、含有量が0.003wt％を越
えて含有されるとMgを0.01wt％含有させても、
Mgとの化合物を形成しきれなくなり、Ｓがその
まま残留し加熱のみで粒界割れが生じ易くなる。
よつて、Ｓ含有量は0.003wt％以下としなければ
ならない。 Ｂ、Cr、Ti、Zrは上記に説明した各元素を特
定範囲に含有させても熱間加工時の割れは完全に
は防止することができないのを解決することがで
きるもので、含有量が0.001wt％未満では熱間加
工時の割れを抑制することができず、また、
0.01wt％を越えて含有させると溶湯が酸化し易く
なり、健全な鋳塊が得られなくなる。よつて、
Ｂ、Cr、Ti、Zrの含有量は夫々0.001〜0.01wt％
とする。なお、Ｂ、Cr、Ti、Zrの２種以上を含
有させる場合においても含有量は0.001〜0.01wt
％としなければ、上記説明した効果は得られな
い。 さらに、上記に説明した各元素以外に、Mn、
Fe、Co、Sn、Alの元素を１種または２種以上を
0.2wt％以下含有させることができ、熱間加工性
はもとより、製品に必要な特性、即ち、高導電
性、強度、耐熱性、はんだ付け性、はんだの耐熱
剥離性等が実用上問題がなく維持される。 次に、本発明に係る熱間加工性の優れた銅合金
の実施例を説明する。 実施例 第１表に示す含有成分および成分割合の銅合金
を、クリプトル炉で大気中で木炭被覆化に溶塊
し、厚さ60mm、幅60mm、長さ180mmの鋳塊を溶製
した。 次に、各鋳塊を切断し、厚さ６mmのASTME8
の高温引張試験片と厚さ40mm、幅50mm、長さ180
mmの熱間圧延用の試験片と厚さ５mm、幅20mm、長
さ180mmの中温での脆化特性の評価試験片を作成
した。 高温引張試験の温度は880℃、引張速度は２mm/
ｍｉｎとした。 また、熱間圧延開始温度は880℃とし、１パス
毎の圧下率は大略30％とし、４パスにて圧延終了
温度650℃以上、厚さ15mmに仕上げた。 脆化特性の評価試験は、三点曲げにて20Kgf/mm2
の応力を付加し、真空炉中で600℃で１時間保持
し、冷却後常温にて内側曲げ半径30mmで90゜曲げ
して割れの有無を確認した。
らに詳しくは、Cu−Ni−Si合金、所謂、コルソ
ン合金の熱間加工性を向上させた銅合金に関す
る。 この種、Cu−Ni−Si合金は従来より比較的導
電性が良好であり、高強度、耐熱合金として知ら
れているが、熱間加工性が劣つていることから実
用化が困難視されており、特に、薄板製品に関し
ては実用化が遅れていた。 このように、Cu−Ni−Si合金は優れた特性を
有しながら熱間加工性が劣つて実用化が難かしい
ものを、熱間加工および冷間加工を組合せること
によつて、全べての形状に容易に加工でき、多く
の用途に使用できるCu−Ni−Si合金が要望され
ていた。 本発明は上記に説明したようなCu−Ni−Si合
金の熱間加工性の困難性に鑑みなされたものであ
つて、即ち、板、条、管、棒および線にも加工す
ることができ、従つて、半導体リードフレーム、
抵抗器リード、コンデンサリード、端子、コネク
ター、制御機器の開閉部品、スイツス部品、モー
ター回転子等の電子部品から鋼電磁撹拌鋳造用モ
ールド、鋳物鋳造用金型等に広い範囲の用途に使
用することができる熱間加工性の優れた銅合金を
提供するものである。 本発明に係る熱間加工性の優れた銅合金の特徴
とするところは、 Ni0.4〜4.0wt％、Si0.1〜1.0wt％、 Zn0.05〜1.0wt％、 Mg0.001〜0.01wt％（但し0.01wt％を除く） S0.003wt％以下 を含有し、さらに、 B0.001〜0.01wt％、Cr0.001〜0.01wt％、 Ti0.001〜0.01wt％、Zr0.001〜0.01wt％の中か
ら選んだ１種または２種以上を合計で0.001〜
0.01wt％を含有し、残部Cuおよび不可避不純物
からなることにある。 本発明に係る熱間加工性の優れた銅合金につい
て詳細に説明する。 先ず、本発明に係る熱間加工性の銅合金の含有
成分および成分割合について説明する。 Niは強度を向上させる元素であり、含有量が
0.4wt％未満ではSiが0.1〜1.0wt％含有されてい
ても強度の向上は期待できず、また、4.0wt％を
越えて含有されると加工性が悪くなり、さらに、
強度の向上は少ない。よつて、Ni含有量は0.4〜
4.0wt％とする。 Siはこれも強度を向上させる元素であり、含有
量が0.1wt％未満ではNiが0.4〜4.0wt％含有され
ていても強度向上は期待できず、また、1.0wt％
を越えて含有されると加工性と導電性が低下し、
かつ、はんだ付け性も低下する。よつて、Si含有
量は0.1〜1.0wt％とする。 Znは錫およびはんだの剥離を抑制するための
必須の元素であり、含有量が0.05wt％未満ではこ
のような効果は少なく、また、1.0wt％を越えて
含有されるとはんだ付け性が低下する。よつて、
Zn含有量は0.05〜1.0wt％とする。 Mgは原料に含まれるか、或いは、炉材および
雰囲気から混入するＳを安定したMgとの化合物
の形で母相中に固定し、熱間加工性を向上させる
必須元素であり、含有量が0.001wt％未満ではＳ
はそのままの状態で存在し、そして、Ｓは熱間加
工に際しての加熱中、或いは、熱間加工中に粒界
を移動して粒界割れを生じさせるようになり、ま
た、0.01wt％を越えて含有されると鋳塊内部に
Cu＋MgCu2という融点722℃の共晶を生じ、熱間
加工温度である800〜900℃に加熱することが不可
能となり、また、溶湯が酸化し易くなつて湯流れ
性の低下が著しくなり、鋳塊の表面に酸化物の巻
込みが多くなり健全な鋳塊が得られなくなる。よ
つて、Mg含有量は0.001〜0.01wt％（但し、
0.01wt％は含まない。）とする。なお、このMgに
代えてCaを0.001〜0.01wt％含有させてもMgと同
様の効果が得られる。 Ｓは原料、炉、樋等の耐火材、燃料、雰囲気等
から混入し、金属との化合物、或いは、Ｓ単独で
存在し、加熱中、或いは、熱間加工中に割れを生
じさせる主原因となり、含有量が0.003wt％を越
えて含有されるとMgを0.01wt％含有させても、
Mgとの化合物を形成しきれなくなり、Ｓがその
まま残留し加熱のみで粒界割れが生じ易くなる。
よつて、Ｓ含有量は0.003wt％以下としなければ
ならない。 Ｂ、Cr、Ti、Zrは上記に説明した各元素を特
定範囲に含有させても熱間加工時の割れは完全に
は防止することができないのを解決することがで
きるもので、含有量が0.001wt％未満では熱間加
工時の割れを抑制することができず、また、
0.01wt％を越えて含有させると溶湯が酸化し易く
なり、健全な鋳塊が得られなくなる。よつて、
Ｂ、Cr、Ti、Zrの含有量は夫々0.001〜0.01wt％
とする。なお、Ｂ、Cr、Ti、Zrの２種以上を含
有させる場合においても含有量は0.001〜0.01wt
％としなければ、上記説明した効果は得られな
い。 さらに、上記に説明した各元素以外に、Mn、
Fe、Co、Sn、Alの元素を１種または２種以上を
0.2wt％以下含有させることができ、熱間加工性
はもとより、製品に必要な特性、即ち、高導電
性、強度、耐熱性、はんだ付け性、はんだの耐熱
剥離性等が実用上問題がなく維持される。 次に、本発明に係る熱間加工性の優れた銅合金
の実施例を説明する。 実施例 第１表に示す含有成分および成分割合の銅合金
を、クリプトル炉で大気中で木炭被覆化に溶塊
し、厚さ60mm、幅60mm、長さ180mmの鋳塊を溶製
した。 次に、各鋳塊を切断し、厚さ６mmのASTME8
の高温引張試験片と厚さ40mm、幅50mm、長さ180
mmの熱間圧延用の試験片と厚さ５mm、幅20mm、長
さ180mmの中温での脆化特性の評価試験片を作成
した。 高温引張試験の温度は880℃、引張速度は２mm/
ｍｉｎとした。 また、熱間圧延開始温度は880℃とし、１パス
毎の圧下率は大略30％とし、４パスにて圧延終了
温度650℃以上、厚さ15mmに仕上げた。 脆化特性の評価試験は、三点曲げにて20Kgf/mm2
の応力を付加し、真空炉中で600℃で１時間保持
し、冷却後常温にて内側曲げ半径30mmで90゜曲げ
して割れの有無を確認した。
【表】
【表】
この第２表から明らかなように、本発明に係る
熱間加工性の優れた銅合金は、加熱中の昇温途中
の一番脆化し易い温度である600℃で、20Kgf/mm2
の応力が付加された状態で１時間保持しても割れ
を生じることがなく、また、880℃の高温引張試
験および熱間圧延試験でも夫々異常な破断および
割れを生じることがないことがわかる。 即ち、このことは、Ｓ含有量を0.003wt％以下
とし、Mgを0.001〜0.01wt％を含有させ、さら
に、Ｂ、Cr、TiおよびZrの含有量が夫々0.001〜
0.01wt％の中から選んだ１種または２種以上を
0.001〜0.01wt％含有有させることによつて、Cu
−Ni−Si−Zn合金の熱間加工性が改善されるこ
とは明らかである。 以上説明したように本発明に係る熱間加工性の
優れた銅合金は上記の構成を有しているものであ
るから、従来のCu−Ni−Si合金が持つている導
電性良好、高強度および耐熱性の特性を有し、さ
らに、優れた熱間加工性をも併せ有する極めて用
途が広い銅合金である。
熱間加工性の優れた銅合金は、加熱中の昇温途中
の一番脆化し易い温度である600℃で、20Kgf/mm2
の応力が付加された状態で１時間保持しても割れ
を生じることがなく、また、880℃の高温引張試
験および熱間圧延試験でも夫々異常な破断および
割れを生じることがないことがわかる。 即ち、このことは、Ｓ含有量を0.003wt％以下
とし、Mgを0.001〜0.01wt％を含有させ、さら
に、Ｂ、Cr、TiおよびZrの含有量が夫々0.001〜
0.01wt％の中から選んだ１種または２種以上を
0.001〜0.01wt％含有有させることによつて、Cu
−Ni−Si−Zn合金の熱間加工性が改善されるこ
とは明らかである。 以上説明したように本発明に係る熱間加工性の
優れた銅合金は上記の構成を有しているものであ
るから、従来のCu−Ni−Si合金が持つている導
電性良好、高強度および耐熱性の特性を有し、さ
らに、優れた熱間加工性をも併せ有する極めて用
途が広い銅合金である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Ni0.4〜4.0wt％、Si0.1〜1.0wt％、 Zn0.05〜1.0wt％、 Mg0.001〜0.01wt％（但し0.01wt％を除く） S0.003wt％以下 を含有し、さらに、 B0.001〜0.01wt％、Cr0.001〜0.01wt％、 Ti0.001〜0.01wt％、Zr0.001〜0.01wt％ の中から選んだ１種または２種以上を合計で
0.001〜0.01wt％を含有し、残部Cuおよび不可避
不純物からなることを特徴とする熱間加工性の優
れた銅合金。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59069496A JPS60221541A (ja) | 1984-04-07 | 1984-04-07 | 熱間加工性の優れた銅合金 |
| US06/719,453 US4591484A (en) | 1984-04-07 | 1985-04-03 | Lead materials for semiconductor devices |
| DE8585302357T DE3579611D1 (de) | 1984-04-07 | 1985-04-03 | Leitermaterialien fuer halbleiteranordnungen. |
| EP85302357A EP0158509B1 (en) | 1984-04-07 | 1985-04-03 | Lead materials for semiconductor devices |
| KR1019850002315A KR900000168B1 (ko) | 1984-04-07 | 1985-04-06 | 반도체 기구용 리이드 재료(半導體 機構用 lead 材料) |
| CN85103501A CN1003065B (zh) | 1984-04-07 | 1985-05-03 | 半导体装置的导线材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59069496A JPS60221541A (ja) | 1984-04-07 | 1984-04-07 | 熱間加工性の優れた銅合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60221541A JPS60221541A (ja) | 1985-11-06 |
| JPS6158541B2 true JPS6158541B2 (ja) | 1986-12-12 |
Family
ID=13404380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59069496A Granted JPS60221541A (ja) | 1984-04-07 | 1984-04-07 | 熱間加工性の優れた銅合金 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4591484A (ja) |
| EP (1) | EP0158509B1 (ja) |
| JP (1) | JPS60221541A (ja) |
| KR (1) | KR900000168B1 (ja) |
| CN (1) | CN1003065B (ja) |
| DE (1) | DE3579611D1 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0788549B2 (ja) * | 1986-06-26 | 1995-09-27 | 古河電気工業株式会社 | 半導体機器用銅合金とその製造法 |
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