JPS62238343A - 電子機器用銅合金 - Google Patents

電子機器用銅合金

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JPS62238343A
JPS62238343A JP61082746A JP8274686A JPS62238343A JP S62238343 A JPS62238343 A JP S62238343A JP 61082746 A JP61082746 A JP 61082746A JP 8274686 A JP8274686 A JP 8274686A JP S62238343 A JPS62238343 A JP S62238343A
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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】 (産業上の利用分野) 本発明は改善された電子機器用銅合金、特に強度、加工
性、導電性(熱伝導性)、耐食性、耐熱性等が優れ、小
型化された精密部品の製造に適した銅合金に関するもの
である。
(従来の技術〕 電子機器、特に半導体(IC,1〜ランシスター)のリ
ード、コネクター、スイッチ、接点ばね等には強度、加
工性、耐食性及び導電性に優れたCu合金が要求されて
いる。このような合金として強度が優れたCu−13e
系合金やCu−7i系合金が知られているが、これ等は
高価であり、Cu−Ni−Si系スピノ一ダル合金は導
電率が10%lAC3以下と低く、加工性も乏しく、ま
たcu−Nr −Aj!合金も同様である。
このためCLJ−3n系合金、即もリン青銅、特に3n
を6〜8wt%(以下wt%を%と略記)含むばね用リ
ン青銅が多用されている。
[発明が解決しようとする問題点] 上記ばね用リン青銅は、60〜80KI/−程度の強度
を有するも、比較的高価な3nを多量に含むばかりが、
導電率が10〜15%lAC3と低く、更に半田接合強
度の経時劣化や腐食割れ感受性の而から実用上人ぎな欠
陥となっている。このためCu−=Fe系合金、例えば
0194合金や0195合金が1部で利用されているが
、強度が45〜65Ng/−程度で加工性が劣るため、
用途が限定されている。
近年電子機器は小型化、高集積化の傾向にあり、これ等
に使用するCu合金として強度と導電性の向上が強く望
まれている。また多量に使用するためには安価であり、
面実装化の動向に答えるためには、半田接合強度や3n
、5n−Pb合金メッキの密着信頼性も要求される。こ
のにうな要求に応えて従来合金に替わるにはより高性能
で、低コストなパフォーマンスの合金が必要である。即
ち、 (1)強度と導電率のにり高度なバランスの取れた合金
、例えば強度50〜100/(g/ai、導電率10〜
30%lAC3の特性を有すること。
(2)コスト的に安いこと、例えば合金成分が安価であ
ると同時に、製造プロセスが単純化されていること。
(3)加工け、耐食性、耐応力腐食υ1れ性に潰れてい
ること。
(4)半田接合強度や3n、3n−pb合金メッキの密
着性が長期にわたり安定していること。
(5)電子機器用途ではSn、5n−Pb合金の外にA
LJ、 Ao、N i等のメッキが多用されており、こ
れ等のメッキ性にも優れていること。
(問題点を解決するための手段〕 本発明はこれに鑑み種々検討の結果、特に強度、加工性
、導電性(熱伝導性)、耐食性、耐熱性が優れ、小型化
された精密部品、特に半導体のリードフレームに適した
電子機器用銅合金を開発したものである。
本発明合金の一つは、Snを2.5〜6.0%と、Si
を0.01〜1.0%と、Ni、Co、 Crの少なく
とも1種を0.1〜4.0%とを含み、残部Cuと通常
の不純物からなることを特徴とするものである。
また本発明合金の他の一つは、3nを2.5〜6.0%
と、Siを0.01〜1.0%と、Ni、Go。
Crの少なくとも1種を0.1〜4.0%とを含み、更
ニZ n 5.0%以下、Mn0.5%以下、PO23
%以下、ミツシュメタル(以下MMと略記)1.0%以
下、△11.O%以下、8013%以下の範囲内で少な
くとも1種を含み、残部Cuと通常の不純物からなるこ
とを特徴とするものである。 即ち本発明は上記組成に
配合して溶解鋳造した鋳塊に熱間加工と冷間加工を施し
て造られる。例えば700〜1000℃に加熱して熱間
圧延又は熱間押出を行ない、650℃以上で加工を終了
し、直ちに水冷し、望ましくは10’C/sec以上の
速度で400℃以下まで冷却する。これをミーリング、
シェービング又は酸洗により表面を清浄化してから冷間
圧延、引火等の加工を施してから400〜500℃で少
なくとも10分以上加熱処理し、しかる後必要に応じて
冷間カロエを施して仕上げる。熱間加工後の冷間加工は
少なくとも30%以上の減面加工を施し、これを熱処理
することが望ましい。また本発明合金の急冷鋳塊を直接
冷間加工してから熱処理することも可能である。
〔作 用〕
上記製造法で造られた本発明合金は組成にもよるが、強
度50〜100 K!J/ mtA、伸び3〜20%、
導電率10〜40%I AC3の特性を示す。このJ:
うな本発明合金はCu−3n均一固溶合金マトリックス
にN i、Co、(:、rの硅素化合物、即ちNiSi
、QoSi、Cr5iが分散析出し、強度の向上と導電
率の向上を可能にするa特にCrは一部メタリックCr
甲体として析出する。
しかして本発明合金の組成を上記の如く限定したのは下
記の理由によるものである。
Snn含有分2.i]〜6.0%と限定したのは、含有
量が2.5%未満では強度が不十分どなり、6.0%を
越えるとより大ぎな強度が得られず、不経済であるばか
りか、過剰な3nのために熱間加工性が低下し、生産性
に重大な障害となる。
Ni、Co、Cr群とSiは前記の化学量論比で化合析
出するので、両者の比(重量)は約4〜6:1の範囲と
することが望ましく、遊離した未化合のSiやNiは導
電率を低下したり、半田接合強度に有害である。Crは
この点において有利であるが、強度向上の効果はNiよ
り少ない。しかしてS1含有最を0.01〜1oO%、
Ni、Co、 Crの少なくとも1種の含有量を0.1
〜4.0%と限定したのは、それぞれ下限未満では」〜
分な効果が得られず、上限を越えると高温度でのFJO
T性を阻害して不都合となるためである。
追加元素としてZn、Mn、P、MM、A1゜Bは何れ
も脱酸剤として作用し、合金の加工性を初め、諸特性を
改善する。特にzn及びMnは熱間加工性を向上すると
共に、半田接合強度やSn、5n−Pb合金メッキの密
着性の長期安定性の改善に有効である。しかしてZn含
有量が5%を越え、Mn含有旦が0.5%を越えると導
電率を低下するばかりか、応力腐食割れ感受性を増大す
るなど不都合となる。P及びBは過剰のNi等と結合し
て強度や導電性の向上に動く。しかしてP含有量が0.
3%を越え、B含Ti Exが0.3%を越えると熟間
加T・11を低下して不都合となる。A1及びMMは強
度の向上に動く。しかしてAi含有蟻が1,0%を越え
、MMが1.0%を越えると導電率を低下するばかりか
、加工性を低下して不都合なものとなる。
本発明合金における上記化合析出物は粒径の小さい程、
強度向上に有効であり、粒径が3μを越える粗大粒では
強度向上の効果が小さく、5μを越える粒径が増えるに
従い、加工性も低下する。このため本発明合金では析出
物の粒径を3μ以下とすることが望ましい。
(実施例〕 第1表に示す合金組成に配合()で溶解し、水冷金型に
鋳造して厚さ40m、幅80%、長さ250 mmの鋳
塊とした。これを約920℃に加熱して厚さ6#tまで
熱間圧延し、直ちに水冷した。
尚熱間圧延上り温度は約730’Cでめった。これを酸
洗してから厚さ0.5.まで冷間圧延し、次に520℃
で2時間加熱処理した後、厚さ0.3#1111まで冷
間圧延した。これ等について平均粒径、引張強ざ、伸び
、導電率、曲げ性、半田接合強度、応力腐食割れ性、A
gメッキ性を調べた。
その結果を従来合金であるリン青銅(3n4.5%、 
P O,1%、Cu残部)及びC195(Fe1.5%
、3n0.6%、 Co O,8%、 po、09%。
Cu残部)比較して第2表に示す。曲げ性は各種曲げ半
径(R)の90’ダイスにより折り曲げ、40倍の検鏡
により割れの有無を判定し、割れない最小のR/l(t
は板厚)を求めた。測定は圧延方向と平行に行なった。
半田接合強度は直径1.8簡の面積にリード線を半田付
けした後、150’Cの温度で300時間エージングし
た後プルテストを行なって接合強度を求めた。応力腐食
割れハJIS C830B ニ基ツキ、7ンモニ73V
OI%の雰囲気中にて30Kg/−の引張荷重をかけた
定荷重試験を行ない、割れが発生するまでの時間を測定
した。Agメッキ性は表面の約1μの厚さをエツチング
後、下記浴を用いてAC!ストライクメッキと厚さ5μ
のAQメッキを施し、これを475℃に5分間大気加熱
処理した後膨れの有無を調べた。
Actストライクメッキ AgCH3!?/f KCN     60g# 電流密度   5A/dTd 時   間    15sec Actメッキ A(JCH37’l/I KCN     5μg/I K2 C0325g/l 電流密度   1A/d尻 第1表及び第2表から明らかなように、本発明合金Nα
1〜10は何れも従来合金であるC195(Nα21)
、リン青銅(Nα22)と比較し、全ての特性において
満足できることが判る。これ対()Sn含有1の少ない
比較合金Nα11では引張強ざが不足し、Sn含有量の
多い比較合金Nα12では加工性が悪く圧延加工を中止
した。またSi含有催とNi含有量が少ない比較合金で
は引張強ざが不十分なばかりか、応力腐食割れ感受性が
高く、Si含有量とNi含有釘の多い比較合金N014
では加工性が悪く、圧延加工を中止した。
また追加元素が多い比較合金Nα15〜20では導電率
、応力腐食割れ性、加工性の何れか一つが劣ることが判
る。
(発明の効果) このように本発明によれば、従来のリン青銅の特性を大
幅に上回る高性能を有するもので、電子機器の小型化、
高密度化、高信頼性化を可能にする等工業上顕著な効果
を秦するのである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)Snを2.5〜6.0wt%と、Siを0.01
    〜1.0wt%と、Ni、Co、Crの少なくとも1種
    を0.1〜4.0wt%とを含み、残部Cuと通常の不
    純物からなる電子機器用銅合金。
  2. (2)Snを2.0〜6.0wt%と、Siを0.01
    〜1.0wt%と、Ni、Co、Crの少なくとも1種
    を0.1〜4.0wt%とを含み、更にZn5.0wt
    %以下、Mn0.5wt%以下、P0.3wt%以下、
    ミッシュメタル1.0wt%以下、Al1.0wt%以
    下、B0.3wt%以下の範囲内で少なくとも1種を含
    み、残部Cuと通常の不純物からなる電子機器用銅合金
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