JPS628501B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は打ち抜き性およびめつき性の良好な
Fe−Ni系ICリードフレーム材料およびその製造
方法に関する。 近時のエレクトロニクス分野等の発展に伴い、
IC（集積回路）の需要が飛躍的に増大し、その
リードフレーム材料の需要も付随的に著しく増大
している。一般にこれらリードフレーム材料は典
型的には42％Ni−Fe合金で代表されるFe−Ni系
の熱膨張制御合金等の帯材を裁断、めつき処理
後、打ち抜き加工して形成されるものである。こ
れらリードフレーム材料は板厚が0.20〜0.25mm程
度で、最近では0.10mm程度の極薄板材も使用され
るようになつており、その形状はシリコンチツプ
が載置されるアイランド（またはステージ）、そ
の周囲から外周囲に延びアイランドとともにプラ
スチツクモールドされるインナーリード部および
その外部のアウターリード部が枠体内に設けられ
るものであり、これを打ち抜き加工により成形
し、例えばこれらインナーリード部の間隔は200
〜300μｍ程度と極めて精密な打ち抜き加工が施
されることになり、従つてリードフレーム材料自
体に良好な打ち抜き性が要求される。またリード
フレーム材料はプレス打ち抜き後Au、Agなどの
めつきが施されるのでめつき性の良否はリードフ
レーム材料の品質につながる重大なポイントであ
り、したがつて良好なめつき性を保有しているこ
とが強く要求されるところである。 従来のFe−Ni系熱膨張制御合金、典型的には
42％のNiおよび加工性改善のため0.5％程度のMn
を含有し、残部がＣ、Si、Al、Cu等の不可避不
純物を含めてFeであるリードフレーム材料が一
般に使用されているが、このような従来材では前
述したような極めて精密な打ち抜きプレス加工に
際して、バリ、カエリの発生に基づく打ち抜きカ
スの除去トラブル、材料送りトラブル等の打ち抜
き加工時のトラブルが発生するおそれが大きくま
たリードフレーム材料の寸法精度を劣化させ、結
果的に高価な打ち抜き工具の寿命を短かくしてい
る。まためつき性も充分満足し得るものではなか
つた。 本発明は従来からリードフレーム材料として多
用され、最も実用性の高いFe−Ni系熱膨張制御
合金について、前述した如き欠陥を低減し、打ち
抜き加工性およびめつき性が良好であり、従つて
打ち抜き加工時のバリ、カエリの発生が極めて少
く、また打ち抜き後の歪も少く、打ち抜き工具寿
命が延長し得、しかもめつき層が強固に付着され
得るリードフレーム材料およびそのような材料を
製造する方法を提供することを目的とするもので
ある。 このような課題のもとに、本発明者らはFe−
Ni系の熱膨張制御合金の組成成分とその製造過
程について種々検討を重ねた結果、従来のFe−
Ni系熱膨張合金においてＳを0.005％以下の量で
含有せしめ、その結晶粒度（JIS G0552に基づ
く）を９番以下の粗粒にしかつ破断伸びを15％以
下とすることにより前記課題が達成されるリード
フレーム材料が得られること、およびこのような
リードフレーム材料はＳを0.005％以下に規制し
た前述の合金をその結晶粒度が９番以下となるよ
うに焼鈍し、次いで圧下率50％以下で冷間圧延
し、その後必要に応じて450〜700℃の温度範囲に
て焼鈍することにより製造し得ることを見い出
し、本発明をなすに至つた。 本発明におけるリードフレーム材料の基本組成
はFe−Niベース合金であり、Ni含量は30〜54％
の範囲で変化させ得る。このNi含量範囲はオー
ステナイト安定領域であり、Ni含量が30％未満
ではオーステナイト不安定となり、逆にNi含量
が54％を越えると熱膨張係数が大きくなり、Siチ
ツプとの熱膨張係数の差が大きくなるため望まし
くない。Ni含量の好ましい範囲は40〜43％であ
り、最も好ましくは42％である。またMnはリー
ドフレーム材料の加工性の点から1.0％以下の量
で含有せしめる。Mn含量が1.0％を越えると熱膨
張係数が大きくなり望ましくない。このような
Fe−Ni系合金において本発明では良好なめつき
性を得るためＳを0.005％以下に限定した。 本発明者らはリードフレーム材料の打ち抜き加
工性の良否を判定する基準として以下に説明する
剪断面比率を採用した。通常、材料の打ち抜きプ
レスを行うと切断面は打ち抜き工具により剪断さ
れる剪断面とそれに続く破断面とが観察され、剪
断面部分が少なければ少ない程工具と材料との接
触時間が短くてすみ、またバリ、カエリの発生お
よび歪みも防止することができ、しかも工具の寿
命もそれに伴つて延長されるものである。従つ
て、全切断面のうち剪断面部分の比率を求めて、
この比率が小さい程打ち抜き性が良好であるとい
える。 本発明者らの検討によれば、のように規定され
る剪断面比率が70％を越えると、実用上打ち抜き
プレスラインにおいて騒音、工具寿命の低下、打
ち抜きバリの発生とこれに伴うカス取り不良、寸
法精度の維持が困難になる等の種々のトラブルが
発生し易くなることを見い出した。 このような剪断面比率に及ぼす諸因子として前
述した如き本発明範囲内にてNiおよびMnを含有
した合金におけるＳ含量、結晶粒度番号および破
断伸びが関連することが種々の実験の過程で見い
出された。またＳ量を0.005％以下に微量に制御
することによつてめつき性が著るしく改善できる
ことを見い出し、本発明に至つた。 実施例 １ 次表に示すような各合金を調製し、打ち抜き加
工性およびめつき性につき試験した。これら各合
金のうちNo.1、２、５および６は本発明組成範
囲内のもの、No.3および４は本発明組成範囲外
のものである。これら各合金は結晶粒調整焼鈍
し、冷間圧延し、次いで歪取り焼鈍した。この結
晶粒調整焼鈍により結晶粒度は第１図に示される
ように変化するものであり、この焼鈍温度を変化
させ第１表に示される合金No.1〜No.4の結晶粒
度を種々変化させてその時の剪断面比率を検討し
ところ第２図のような結果を得た。第２図におい
て、曲線１は結晶粒度番号が6.2、曲線２は結晶
粒度番号が8.6、曲線３は結晶粒度番号が10.5、
曲線４は結晶粒度番号が8.6のものを示し、また
実線で示した曲線１〜３は歪取り焼鈍が680℃で
30分間、破線で示した曲線４は歪取り焼鈍が720
℃で30分間実施したものである。

【表】 第２図より、結晶粒度番号が９番以下の曲線１
および２は各Ｓ含量範囲にて剪断面比率が70％未
満であり、打ち抜き性良好であるに反結晶粒度番
号が９を越える曲線３はＳ含量が多い場合には剪
断面比率が70％未満であるが、Ｓ含量が少い場合
には剪断面比率が70％を越えてしまうものであ
り、後述するめつき性の点からＳ含量が0.005％
以下であることが必要となるので、打ち抜き性お
よびめつき性をともに良好ならしめるためには望
ましくないものであることがわかる。 また、第２図は各試料合金において、その結晶
粒度番号が大きくなるに従つて剪断面比率が大き
くなることがわかる。従つて、打ち抜き性を良好
とするためには結晶粒度番号を小さくすることが
有効であり、特に９以下とすることによりめつき
性とともに打抜き性が良くなるものである。 さらに、結晶粒度番号が8.6である曲線２と４
とを比較すると歪取り焼鈍温度が720℃である曲
線４は680℃の曲線２より剪断面比率が著しく増
大し、打ち抜き性が劣化することが明らかであ
る。 また、第２図における曲線２と同一条件、すな
わち結晶粒度番号が8.6番であり、歪取り焼鈍が
680℃で30分間実施した各合金のＳ含量とめつき
性との関係図を第３図に示す。めつき性試験は１
スポツトの面積が12mm²となるようにAgのスポツ
トめつきを施し、これを450℃に加熱したホツト
プレート上に５分間載置し、生じたフクレ個数で
判定した。第３図よりＳ含量が0.005％以下では
実質的にフクレはほとんど生じないが、Ｓ含量が
0.005％を越えるにつれてフクレ個数が急激に増
大し、めつき性が劣化することがわかる。従つて
Ｓ含量はめつき性の点から0.005％以下とする。 なお、結晶粒度は第１図に示されるように結晶
粒調整焼鈍により決定される。 このようにして行われる結晶粒調整焼鈍に続い
て行われる冷間圧延およびそれにその後必要に応
じて行われる歪取り焼鈍において、冷間圧延の圧
下率を50％以下とすることにより、結晶粒調整焼
鈍にて決定される材料の結晶粒度がそのまま維持
されるとともに、材料の破断伸びが15％以下に抑
えられる。この場合冷間圧延の圧下率が50％を越
えるとリード部の折れ曲げ性が著るしく劣化し実
用に耐え得ないため50％以下に限定した。また必
要に応じて行なわれる歪取り焼鈍温度が700℃を
越えると破断伸びが15％を越え、打ち抜き性が劣
化するため700℃以上の温度での歪取り焼鈍は避
けるべきである。 実施例 ２ 合金組成を調整し、かつ結晶粒度を調整した本
発明材料であつても、最終工程の歪取り焼鈍で延
性が増加し、その結果、打ち抜き加工時の剪断面
比率が増加することが充分に予想されるため、材
料の延性と剪断面比率の関係を調査した。 第１表に示したNo.1合金の薄板を900℃の温度
で結晶粒調整焼鈍を施した後30％の圧下率で冷間
圧延を施しさらに各種温度で歪取り焼鈍を行なつ
た。 上記材料からJIS G2201に基づく13号試験片を
採取し引張試験を行なつた。 他方上記材料について剪断面比率（クリアラン
ス10％、剪断速度：200mm／秒）を求めた。その
結果を第２表にまとめて示した。

【表】 同表にみられるごとく破断伸びの増加にともな
つて剪断面比率が増加しており、打ち抜き加工性
の限界値である剪断面比率70％以下を確保するた
めには破断伸び値で15％以下としなければならな
いことを示している。 実施例 ３ 第１表中の合金No.5および６について下記の
条件にて処理し、得られた材料について第３表に
示す項目について検討した。 条 件 結晶粒度調整焼鈍温度 900℃ 冷間圧延の圧下率 30％ 歪取り焼鈍温度 600℃

【表】 以上のように、加工性、めつき性ともに良好な
リードフレーム材が得られた。 以上のような本発明のリードフレーム材料は
Ni30〜54％、Mn1.0％以下およびS0.005％以下と
し、残部が実質的にFeからなり、結晶粒度番号
（JIS G0552に基づく）９番以下の粗粒とし、し
かも破断伸びが15％以下としたものであり、これ
により打ち抜き性が極めて良好となり、めつき性
も良好となる。 以上のような本発明によれば、打ち抜き性が極
めて良好であるため、打ち抜き加工プレスライン
にて騒音を減じ、バリ、カエリの発生もなく、打
ち抜きカスの落下もスムーズであり、高価な打ち
抜き工具の寿命も延長でき、しかもめつき性も良
好であり、めつき不良品に伴う製品歩留の低下が
解消し得るリードフレーム材料が得られ、さらに
そのようなリードフレーム材料を容易に製造し得
る方法が提供され、実用上極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は結晶粒調整焼鈍温度と結晶粒度との関
係図である。第２図は結晶粒度を異にした場合の
Ｓ含量と剪断面比率との関係図である。第３図は
Ｓ含量とめつき性との関係図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ Ni：30〜54％、Mn：1.0％以下残部が実質的
   にFeからなる合金であつて、Ｓを0.005％以下と
   し結晶粒度番号（JIS G0552に基づく）を９番以
   下の粗粒とし、破断伸びが15％以下となるように
   調整したリードフレーム材料。 ２ Ni：30〜54％、Mn：1.0％以下、Ｓ：0.005
   ％以下、残部が実質的にFeからなる合金を、850
   〜1000℃の温度範囲で焼鈍し、結晶粒度番号
   （JIS G0552に基づく）を９番以下の粗粒にし、
   次いで圧下率50％以下の冷間圧延を施すことを特
   徴とするリードフレーム材料の製造方法。 ３ Ni：30〜54％、Mn：1.0％以下、Ｓ：0.005
   ％以下、残部が実質的にFeからなる合金を、850
   〜1000℃の温度範囲で焼鈍し、結晶粒度番号
   （JIS G0552に基づく）を９番以下の粗粒し、次
   いで圧下率50％以下の冷間圧延を施し、しかる後
   に450〜700℃の温度範囲で歪取り焼鈍を施すこと
   を特徴とするリードフレーム材料の製造方法。