JPS6256937B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は、従来使用されている42アロイ
（Fe−42％Ni合金）やリン青銅（Cu−６％Sn−
0.2％Ｐ合金）と同等の機械的強度を有し、さら
にはるかに優れた電導性を示し加えて耐熱性等の
良好なIC、LSIなどの半導体機器のリード材用銅
合金に関するものである。 一般に、半導体機器用リード材には次のような
特性が要求されている。即ち、 (1) 電気（熱）の伝導度が良いこと（熱伝導性は
概ね電導性と比例する） (2) 機械的強度が高いこと (3) 曲げ加工性が良いこと（そのためには、伸び
が大きいこと） (4) 耐熱性が優れていること (5) メツキ性が良いこと 従来、半導体機器のリード材には42アロイやリ
ン青銅などが用いられているが、42アロイは引張
強さ、耐熱性は優れているが、電導性が非常に悪
く伸びも悪いという欠点があり、また、リン青銅
は引張強さ、伸びともに優れているが、耐熱性、
電導度が悪いという欠点があつた。 したがつて、この発明の目的は、従来使用され
ている42アロイやリン青銅と同等の引張強さを有
し、さらにはるかに優れた電導性を示し加えて耐
熱性と伸び（したがつて曲げ加工性）の良好な半
導体機器のリード材用の合金を得ることである。 本発明者らは、種々研究を行なつた結果、特定
の組成を有するCu−Cr−Ni−Sn−Ti系合金が上
記目的を達成すること、上記の五元系Cu合金に
Siを含有させることにより更に電導性が向上する
こと及び上記の五元系Cu合金にZrを含有させる
ことにより更に引張強さが向上することを知見し
た。 この出願の発明は上記知見に基いて発明された
ものであり、 その第一は、 Cr：0.05〜0.50％、 Ni：0.20〜1.2％、 Sn：0.30〜1.5％、 Ti：0.10〜1.0％未満 を含有し、残りがCuおよび不可避不純物からな
る組成（以上、重量％）を有する半導体機器のリ
ード材用銅合金であり、 その第二は、 Cr：0.05〜0.50％、 Ni：0.20〜1.2％、 Sn：0.30〜1.5％、 Ti：0.10〜1.0％未満 を含有し、さらに Si：0.01〜0.1％未満 を含有し、残りがCuおよび不可避不純物からな
る組成（以上、重量％）を有する半導体機器のリ
ード材用銅合金であり、 その第三は、 Cr：0.05〜0.50％、 Ni：0.20〜1.2％、 Sn：0.30〜1.5％、 Ti：0.10〜1.0％未満 を含有し、さらに Zr：0.01〜0.12％ を含有し、残りがCuおよび不可避不純物からな
る組成（以上、重量％）を有する半導体機器のリ
ード材用銅合金であり、 その第四は、 Cr：0.05〜0.50％、 Ni：0.20〜1.2％、 Sn：0.30〜1.5％、 Ti：0.10〜1.0％未満 を含有し、さらに Si：0.01〜0.1％未満、 Zr：0.01〜0.12％ を含有し、残りがCuおよび不可避不純物からな
る組成（以上、重量％）を有する半導体機器のリ
ード材用銅合金である。 次に、この発明の合金における成分の添加理
由、及び組成範囲を上記のように限定した理由に
ついて述べる。 (a) Cr CrはCU合金の引張強さ、電導度、耐熱性の
改善のために添加されるが、その含有量が0.05
％未満ではその効果が得られず、0.50％を越え
ると多量にストリンガーが発生し、メツキ性を
阻害し、この結果、たとえば、加熱によりメツ
キ部にふくれが発生する。したがつて、その含
有量を0.05〜0.50％とした。 (b) Ni NiはCu合金の引張強さの改善のために添加
されるが、その含有量が0.20％未満ではその効
果が得られず、また、1.2％を越えると電導度
の大幅な低下をきたすので、その含有量を0.20
〜1.2％とした。 (c) Ti Tiは同様にCu合金の引張強さの改善のため
に添加されるが、その含有量が0.10％未満では
その効果が得られず、また、1.0％以上では電
導度の大幅な低下をきたすので、その含有量を
0.10〜1.0％未満とした。 (d) Sn SnはCu合金の伸び、ひいては曲げ加工性の
改善のために添加されるが、その含有量が0.30
％未満ではその効果が得られず、また、1.5％
を越えると電導度の低下をきたすため、その含
有量を0.30〜1.5％とした。 以下、この出願の第二及び第四発明の添加成分
であるSi並びに、第三及び第四発明の添加成分で
あるZrについての添加理由と組成範囲限定理由を
述べると、 (e) Si 知見事項の所でも述べたように、電導度をよ
り高くするためにSiを添加するが、Si含有量が
0.01％未満ではその効果が得られず、0.1％以
上ではメツキ性を阻害するため、その含有量を
0.01〜0.1％未満とした。 (f) Zr 知見事項の所でも述べたように、引張強さの
より一層の改善のためにZrを添加するが、Zr含
有量が0.01％未満ではその効果が得られず、ま
た0.12％を越えると冷間加工性を阻害（詳しく
は、冷間圧延割れが発生）するため、その含有
量を0.01〜0.12％とした。 次に、本発明合金の構成及び効果を、実施例に
より比較例とともに示す。 実施例及び比較例 真空溶融炉にて第１表に示す組成の銅合金を溶
融・鋳造し、35mm×120mm×200mmの鋳塊を得た。
次にこれを面削し、熱間圧延（850℃）を行な
い、厚さ10mmとした後、900℃にて30分間溶体化
を行ない、水中急冷した。次いで冷間圧延と焼鈍
（600℃）をくり返し行ない、最終加工率50％、最
終板厚0.3mmにした後、500℃にて100分間時効処
理を施した。 これらの薄板について引張強さ、伸び、導電
率、耐熱性、メツキ性の測定を行なつた。 引張強さと伸びの測定はJIS−Z2241に基いて
行なつた。 耐熱性は、上記薄板よりJIS−Z2201に基いて
試験片を採取し、種々の温度にてアルゴン

【表】

【表】 ガス雰囲気中で１時間加熱した後、引張試験を行
ない、その強度が、加熱処理を行なつていない材
料の強度と完全に焼鈍軟化した材料の強度との和
の1/2を示す加熱温度（半軟化温度）として求め
た。 メツキ性は試料表面に厚さ５μｍ程度の電気銀
メツキを施し、アルゴンガス雰囲気中で430℃に
５分間加熱し、放冷後目視にてふくれの有無を評
価した。 上記結果を第１表に示す。 第１表により明らかなように、本発明合金は、
引張強さ62〜72Kg／mm²、導電率55〜65％IACS、
半軟化温度450〜500℃、伸び5.8〜8.3％の特性を
示し、従来合金の42アロイ（従来合金No.１参照）
やリン青銅（従来合金No.２参照）と同等の強度を
有し、かつはるかに優れた電導度を有し、更に、
良好な耐熱性や伸びを有することがわかる。 これに対し、Cr含有量がこの発明合金の組成
範囲より少ない比較合金No.１では、強度、導電
率、耐熱性が不十分であり、Cr含有量が多い比
較合金No.２ではメツキ性が阻害されている。ま
た、Ni、Ti含有量が本発明合金の組成範囲より
少ない比較合金No.３、７では引張強さが不十分
で、逆に多い比較合金No.４、８では導電率が低下
してしまう。また、Sn含有量が本発明合金の組
成範囲より少ない比較合金No.５では伸びが不十分
であり、逆に多い比較合金No.６では導電率の低下
をきたしている。 また、Si含有量がこの発明合金の組成範囲より
多い比較合金No.９、12では、メツキ性が阻害され
ている。 また、Zr含有量がこの発明合金の組成範囲より
多い比較合金No.10、11、13では、冷間圧延時に割
れが発生している。 このように、本発明合金は優れた強度及び電導
性と耐熱性、伸び、メツキ性を合せ有し、半導体
機器のリード材用合金として適した特性をもつも
のである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ Cr：0.05〜0.50％、 Ni：0.20〜1.2％、 Sn：0.30〜1.5％、 Ti：0.10〜1.0％未満 を含有し、残りがCuおよび不可避不純物からな
   る組成（以上、重量％）を有する半導体機器のリ
   ード材用銅合金。 ２ Cr：0.05〜0.50％、 Ni：0.20〜1.2％、 Sn：0.30〜1.5％、 Ti：0.10〜1.0％未満 を含有し、さらに Si：0.01〜0.1％未満 を含有し、残りがCuおよび不可避不純物からな
   る組成（以上、重量％）を有する半導体機器のリ
   ード材用銅合金。 ３ Cr：0.05〜0.50％、 Ni：0.20〜1.2％、 Sn：0.30〜1.5％、 Ti：0.10〜1.0％未満 を含有し、さらに Zr：0.01〜0.12％ を含有し、残りがCuおよび不可避不純物からな
   る組成（以上、重量％）を有する半導体機器のリ
   ード材用銅合金。 ４ Cr：0.05〜0.50％、 Ni：0.20〜1.2％、 Sn：0.30〜1.5％、 Ti：0.10〜1.0％未満 を含有し、さらに Si：0.01〜0.1％未満、 Zr：0.01〜0.12％ を含有し、残りがCuおよび不可避不純物からな
   る組成（以上、重量％）を有する半導体機器のリ
   ード材用銅合金。