JPS6260837A - 銅、クロム、チタン、珪素の合金 - Google Patents

銅、クロム、チタン、珪素の合金

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JPS6260837A JP61178586A JP17858686A JPS6260837A JP S6260837 A JPS6260837 A JP S6260837A JP 61178586 A JP61178586 A JP 61178586A JP 17858686 A JP17858686 A JP 17858686A JP S6260837 A JPS6260837 A JP S6260837A
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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】 に半導体基板や自動車の電気系統に使用される銅合金に
関する。
銅合金は電気用に大きい需要があり,これらの銅合金は
なかでも電子工学部材の、特にトランジスタ、集積回路
等の半導体基板および自動車の電気系統の部材の材料と
して必要とされる。
電子工学部材、とくに前記の種類の半導体基板(いわゆ
るレッド−フレーム)の材料はとくに下記の特性の組み
合わせを有しなければならない。
a)′ili気および熱の伝導率はできるだけ高くなけ
ればならない(たとえば65%IACSより高い)。
b)力学的強さが大きく、同時にたわみ性が十分なこと
が要求される。
C)その1−さらに高い軒化強さが要求ごれる。
軟化強さの尺度はそのばあいいわゆる半硬さ温度THで
あり、これは軟化温度曲線(焼なまし温度Tの関数とし
てのピッカー硬さHV)から得られる。そのさい半硬さ
温度THは、 HVmi n+ (HVmax−HVmin)/2の値
に関係づけされている。
d)均質な材料、すなわちその組織が粗大な析出物や介
在物を含まない材料がますます要求されている。それに
よって、一方ではいわゆる結合線と半導体基板との間の
完べきな結合が、他方では、その他の加工工程に必要な
らば、十分な動電気または化学的表面加工性が得られる
j−記の使用例には従来広範囲に鉄、ニッケル合金また
は銅合金、たとえばCuFe2P (C19400)ま
たはCuFe5nP (C19520)が使われている
。上記の銅合金のばあいにも、また、とくになお電気の
伝導性は、そして部分的には望ましくない粗大な析出物
を生じる相対的に高い合金部分のため、この材料の均質
性もまた異論がある。
自動車の電気系統の端子部材としては、高い電流負荷の
ため、電気および熱の伝導性で、できるだけ高く、同時
に剛性が高く、したがって力学的安定性が十分で、かつ
、黄銅合金に比して耐食性が改善された材料が要求され
る。そのLさらに、この材料はコストの面で有利に製造
されねばならない。
それゆえ本発明の基礎に置゛かれる課題は、とくに上記
の用途について比較的安い価格で、とくに有利な特性を
有する銅合金を提供することである。
この課題は本発明により。
0.1ないし0.5%のクロム。
0.05ないし0.5%のチタン。
0.01ないし001%の珪素。
残りが銅および通常の不純物 からなる(%値はこのばあい型破に関する)ことを特徴
とする銅、クロム、チタン、珪素の合金によって解決さ
れる。
本発明による銅合金の有利な特性はさらに下記において
実施例を参照して詳細に説明する。この銅合金はその」
二相射的に安い合金成分の含有量が少なく、製造が簡単
なため価格的に有利である。
DE−OS 1.758.055からなるほど、0.3
ないし7%のクロム、および0.1ないし3%の珪素な
いしはそのいずれか及び0.1ないし3%の珪素を有す
る合金が導き出されるが、しかし当該専門化はこれから
珪素含有量を001%以下に減らす提案を受は取ること
はない。
このように少ない珪素含有量は従来はむしろこの合金群
の特性組み合わせには不利と思われていた。
更に、US−PS2.189.198からなるほど、約
0.1ないし0.6%のクロム、約0゜6ないし1.5
%のチタンおよび0.1ないし0.6%の珪素を有する
銅、クロム、チタン、珪素合金が公知であるが、しかし
とくに良い結果が得られるのはその場合的1%のチタン
含有量なので、0.6%以下にチタン含有にを選ぶこと
はと/  L−11!J  ピコ し h 、二、  
+  I+−ra  I↓ ナト 礒\ −孕中特許請
求の範囲第2項に記載の本発明の特別な実施態様によれ
ば、この銅合金は0.15ないし0.4%のクロム、0
.1ないし0.4%のチタン、0.02ないし0.07
%の珪素、残りが銅から成る。
特許請求の範囲第1項および第2項に記載の含有量のば
あいにのみ、これらの請求範囲に記載の元素の組み合わ
せによって、レッド−フレーム材料に最適な材料が得ら
れる。
ニッケル、錫、鉄、コバルトの添加は個々または特許請
求の範囲第3項に記載の組み合わせが望ましい。
本発明による銅、クロム、チタン、珪素の合金はとくに
電子工学部材の、特にトランジスタ、集積回路等の半導
体基板および自動車の電気系統の部材の材料として使わ
れる。
本発明を下記の実施例について詳細に説明する。
第1表は二つの本発明による合金(番号1゜2)からt
メに隻手タン[+旬田A全(朱書3)の■成を示す。
第1表:試料の組成(数値は重鷲%) n、n=検出不能 合金1.3は下記のようにして実験室的に製造7された
タンマン炉で陰極銅を約摂氏1200度で木炭でふたを
して融解した。続いて合金元素のクロムおよび珪素ない
しはクロム、珪素およびチタンを適切な前金°金の形で
、この融解物に添加した。この前合金は、9.45%の
クロム、10.05%の珪素および28.0%のチタン
を純粋な形で含有していた。合金成分が完全に溶解した
後、融解物は寸法が25X50’X100mmの鉄錆型
で鋳造された。続いて、この鋳塊は900度C/lhで
均質化され、連続的に空気で冷却された。0゜75mm
の中間厚に冷間圧延に続いて、500度C/lhでの焼
入れならびにスケール層の除去のための希硫酸での酸洗
いが行なわれた。60%の最終圧延後に引張強さ、半硬
さ温度、ライツカ硬さおよび主導率が測定された。その
」;さらに、これらの同じ特性が、本発明による合金2
からなる、営業的に熱間および冷間圧延した帯材のばあ
いに66%の最終圧延後にテストされた。
これらの試料の機械および電気特性は第2表に、公知技
術水準の合金の対応する値と共にまとめである。これら
の値は文献から取ったものである(たとえば、会社刊行
物“レッドフレーム・マテリアルズ・フロム参タマガワ
”  (1983)。
とくにページ3,4,10.玉用金属機械工業株第2表
:電気および機械特性(状態:硬、60%冷間圧延、帯
厚0.3mm) 本66%冷間圧延;帯厚;0.25mm木発明による合
金lおよび2が公知技術水準による合金よりも明らかに
高い主導率を有することがわかり、そのさい特に合金2
はまた無比の剛性および硬さの値を有する。
本発明による合金1および2の値を無チタン合金3の値
と比較するとさらに、銅、クロム、珪素の合金にチタン
を添加すると有利な影ツの出ることがわかる。
本発明による合金の抜群の機械および電気特性は、関係
する合金成分クロム、チタンおよび珪素の析出物が銅マ
トリックスにきわめて微細かつ均質に分布することによ
って生じる。
図面は本発明による合金2の組織を焼きもどした状態を
1000:1の拡大で示す、これかられかるのは、非常
に小さい、剛性および伝導性を高める析出粒子がlpm
以下の大きさで存在するどい′うことである。
この好都合な析出物特質は、析出物を生成する合金のば
あい通常行なわれている特別な熱処理ならびに水による
急冷および続く焼きもどしを行なうことなく得られる。
この特質は天然の硬さの銅合金について通常行なわれる
製造法で生成するが、この製造法は加熱、熟成形、空気
による冷却、冷間圧延および中間焼き入れの各工程を行
なうのが特徴である。それゆえ、この合金は従来公知の
銅、クロム、珪素ないしは銅、クロム、チタン合金に比
して重要な製造技術Hの利点を有する。特性減損なしに
、この最も簡潔で、同時に安価な製造法は(焼きもどし
なし)、本発明による合金に存在する合金成分の組み合
わせおよびその少ない含有惜によってのみ達成される1
合金成分のクロム、チタンおよび珪素の比率が本発明に
よる合金のばあいよりも高いと、L記の特性の少なくと
も一つが、しかし通常は複数の特性が同時に悪化する。
本発明による合金の特にきわだった特性は優れたたわみ
性である。圧延硬さの状態でも剛性および硬さが最高な
らばなお、ヘリの鋭い90度の曲げが圧延方向に垂直な
らびに平行にひび割れなしに可能である。それに反して
、従来公知の組成の銅、クロム、珪素および銅、クロム
、チタン合金は明らかに劣悪な曲げ特性を有する0本発
明による強引の抜群のたわみ性には同様に細かく、かつ
均質に分布した析出物粒子が関係している。なぜならば
、析出物粒子によって僻村内部へのひび割れの波及が明
らかに遅延ないしは阻止されるからである。金属組織学
検査によって、発生するひび割れは帯材表面に垂直には
波及せず、帯材表面にほぼ平行に方向変換され、その結
果ある程度の粗面性は生じるが、しかし真のひび割れは
生じないことが判明した。この曲げ特性はとくにいわゆ
る表面取り付は部材(SMD)=Surface−Mo
unt ed−Devicesの場合に特に重要である
。なぜならば、端子脚部は鋭角的に曲げられ、しかる後
はできるかぎりバネもどり作用をもはや示してはならな
いからである。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施の一例に係る合金の組成を焼きもど
した状態を1000+1で示す拡大図である。 特許出願人 ヴイーラント ウエルケ アクチーエン 
ゲゼルシャフト 代理人 弁理士 佐原 彰芳 。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)クロム0.1ないし0.5%、チタン0.05な
    いし0.5%、珪素0.01ないし0.1%、残りが銅
    および通常の不純物からなることを特徴とする銅、クロ
    ム、チタン、珪素の合金。
  2. (2)クロム0.15ないし0.4%、チタン0.1な
    いし0.4%、珪素0.02ないし0.07%、残りが
    銅からなることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記
    載の銅、クロム、チタン、珪素の合金。
  3. (3)合計0.1ないし0.5%のニッケル、錫、鉄お
    よびコバルトないしはこれらのいずれかを含有すること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項、又は第2項に記載
    の銅、クロム、チタン、珪素の合金。
  4. (4)電子工学部材の、特にトランジスタ、集積回路等
    の半導体基板および自動車の電気系統の部材として使用
    することを特徴とする特許請求の範囲第1項、第2項、
    又は第3項に記載の銅、クロム、チタン、珪素の合金。
JP61178586A 1985-07-31 1986-07-29 銅、クロム、チタン、珪素の合金 Granted JPS6260837A (ja)

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