JPS63125631A

JPS63125631A - 高力高導電性銅合金

Info

Publication number: JPS63125631A
Application number: JP26978386A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Tsuji; 正博辻; Tetsuo Kawahara; 河原　哲男
Original assignee: Nippon Mining Co Ltd
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 1986-11-14
Filing date: 1986-11-14
Publication date: 1988-05-28

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１本発明は、トランジスタや集積回路（ＩＣ）などの半導
体機器のリード材、コネクター、端子、リレー、スイッ
チ等の導電性ばね材に適する銅合金に関するものである
。

［従来の技術］従来、半導体機器のリード材としては熱膨張係数が低く
、素子及びセラミックとの接着および封着性の良好なコ
バール（Ｆ　ｅ　−２９Ｎ　ｉ　−１６ＣＯ）、４２合
金などの高ニッケル合金が好んで使われてきた。しかし
、近年、半導体回路の集積度の向上に伴い消費電力の高
いＩＣが多く使用されるようになってきたことと、封止
材料として樹脂が多く使用され、かつ素子とリードフレ
ームの接着も改良が加えられたことにより使用されるリ
ード材の放熱性の良い銅基合金が使われるようになって
きた。

又、従来電気機器用ばね、計測器用ばね、スイッチ、コ
ネクター等に用いられるばね用材料としては、安価な黄
銅、優れたばね特性及び耐食性を有する洋白、あるいは
優れたばね特性を有するりん青銅か使用されていた。

［発明が解決しようとする問題点］一般に半導体機器のリード材としては以下のような特性
が要求されている。

（１）リードが電気信号伝達部であるとともに、パッケ
ージング工程中及び回路使用中に発生する熱を外部に放
出する機能を併せ持つことを要求されるため、優れた熱
及び電気伝導性を示すもの。

（２）リードとモールドとの密着性が半導体素子保護の
観点から重要であるため、リード材とモールド材の熱膨
張係数が近いこと。

（３）パッケージング時に種々の加熱工程が加わるため
、耐熱性が良好であること。

（４）リードはリード材を打ち抜き加工し、また曲げ加
工して作製されるものがほとんどで必るため、これらの
加工性が良好であること。

（５）リードは表面に貴金属めつぎを行なうため、これ
ら貴金属とのめつき密着性が良好であること。

（６）パッケージング後に封止材の外に露出している、
いわゆるアウター・リード部に半田付けするものか多い
ので、良好な半田付は性を示すこと。

（７）機器の信頼性及び券命の観点から耐食性が良好な
こと。

（８）価格が低度であること。

これら各種の要求特性に対し従来より使用されている無
酸素銅、錫入り銅、りん青銅、コバール、４２合金はい
ずれも一長一短があり、これらの特性のすべてを必ずし
も満足しえるものではない。

又、バネ材として用いられている黄銅は強度、ばね特性
が劣っており、又強度、ばね特性の優れた洋白、りん青
銅も洋白は１８重量％のＮｉ、りん青銅は８重量％の３
ｎを含むため、原料の面及び製造上熱間加工性か悪い等
の加エートの制約も加わり高価な合金であった。さらに
は電気機器用等に用いられる場合、電気伝導度が低いと
いう欠点を有していた。従って、導電性が良好であり、
ばね特性に優れた安価な合金の現出が待たれていた。

１問題点を解決するための手段］本発明はかかる点に鑑みなされたもので、従来の銅基合
金のもつ欠点を改良し、半導体機器のリード材及び導電
性ばね材として好適な開時性を有する銅合金を提供しよ
うとするものである。

特にＣｕ−Ｃｒ−Ｚｒ系合金を改良し、要求に合致した
銅合金を提供しようとするものである。すなわちＣｕ−
Ｃｒ−Ｚｒ合金は優れた導電性と強度を示し、半導体機
器リード材としても導電性ばね材としても優れた銅合金
といえるが、はんだ付は性、めっき性、エツチング性、
折り曲げ性については満足できる特性を示さす改良の必
要があった。

本発明者らはこれらの特性劣化要因を種々検討したとこ
ろ、ｃｒ、ｚｒの酸化物、硫化物がその原因であり、合
金中のＯ，Ｓの含有量をおる一定値以下とすることによ
りこれら開時性の改善をはかれることを見出した。

本発明は、（１）　Ｃｒｏ、０５〜１．０重量％及びＺ　ｒｏ、０
５〜１．０重量％を含み、残部かＣｕ及び不可避不純物
からなり、該不純物のうちＯの含有量が０．００２０重
量％以下、Ｓの含有量が０．００１５以下であることを
特徴とする高力高導電性銅合金。

および（２）　Ｃｒ　：　０．０５〜１．０重量％、Ｚｒ：０
．０５〜１．０重量％及びＡ　Ｉ　、Ｂｅ、Ｃｏ、ｌＴ
ｅ、Ｎｉ、Ｈｆ、Ｉ　ｎ、Ｍｏ、ｌ’ｌ／１ｇ、ｐｂ、
３ｉ、丁ｅ、’ｌｉ、７ｎの１種又は２種以上ヲ０．０
５〜１．０重量％含み、残部がＣｕ及び不可避的不純物
から成り、該不純物のうちＯの含有量が０．００２０重
量％以下、Ｓの含有量が０１００１５重量％以下である
ことを特徴とする高力高導電性銅合金。

であり、半導体機器リード材又は導電性ばね材として優
れた電気及び熱伝導性、耐熱性、ばね特性を有するばか
りでなく、半田付は性、めっき性、エツチング性、折り
曲げ性をも著しく改良したことを特徴とするものである
。

次に本発明（１）　、（２）の両合金を構成する合金成
分の限定理由を説明する。

Ｃｒの含有量を０．０５ｗｔ％以上１　、０ｗｔ％以下
とするのは、Ｏｒの含有量が０．０５ｗｔ％未満では７
ｒの共添を伴っても十分な強度が得られず、逆にＣｒの
含有量がｉ、ｏｗｔ％を越えると、加工性、導電性の低
下が見られるようになるためである。７ｒの含有量を０
．０５ｗｔ％以上ｉ、ｏｗｔ％以下とした理由は、ｚｒ
の含有量が０．０５ｗｔ％未満ては７ｒの含有による強
度の向上は顕著でなく、ｚｒ含有量が１．０ｗｔ％を越
えると加工性、導電性の低下が見られるようになるため
である。

酸素含有量を０．００２０重量％以下とする理由は、酸
素が存在するとＯｒ、ｚｒと結合し酸化物となり、いわ
ゆる介在物となって鋼中に存在するようになるが、酸素
含有量が０．００２０重量％をこえると介在物が多数生
成され折り曲げ性、半田付は性、めっき性、エツチング
性が著しく低下するためである。

Ｓ含有量を０．００１５重量％以下とする理由は、Ｓが
存在するとＣｒ、　Ｚｒは非常にＳと結合しやすく容易
に硫化物になり鋼中に存在するようになるが、Ｓ含有量
が０．００１５重量％をこえると硫化物が多数生成され
、折り曲げ性、半田付は性、めっき性、エツチング性が
著しく低下するためである。

さらに副成分としてＡ１、Ｂｅ、ｃｏ、「ｅ、Ｎｉ、１
−１ｆ、ｉｎ、Ｍｏ、Ｍｇ、ｐｂ、３ｉ、Ｔｅ、Ｔｉ、
Ｚｎの１種又は２種以上を含有すると強度、ばね特性を
向上させるが、その含有量か０．０５重最％未満では効
果があまり期待できず、又、１，０重量％を超えると導
電率の低下が著しくなることから０．０５〜１．Ｏｉ量
％とした。

［実施例］第１表に示される本発明合金に係る各種成分組成のイン
ゴットを電気銅あるいは無酸素鋼を原料として高周波溶
解炉で、人気、又は不活性あるいは還元性雰囲気中で溶
解・鋳造した。電気銅を使用する場合は還元性雰囲気中
で溶解し酸素含有量を低下させることが推奨される。Ｓ
については本発明合金用としてＳ含有ｉｏ、ｏｏ１５ｗ
ｔ％以下の銅原料を用いた。

次にこれを９００　’Ｃで熱間圧延して厚さ４ｍｍの板
としだ後９００’Ｃｘ　５分の溶体化処理を行ない、面
側を行なって、冷間１延で厚さ０．３ｍｍの板とした。

これを４００°Ｃで２時間時効熱処理し、供試（Ａとし
た。

リード材及びばね材としての評価項目としで、強度、伸
びを引張試験により評価し、ばね性をＫｌ）値により評
価した。電気伝導性（放熱性）は導電率（％ＩＡＣ３）
によって示した。折り曲げ性は曲げＲｏ、３ｍｍの折り
曲げ治具を用い、９０°往復曲げを行ない破断まての回
数を測定した。

”ｊ　１１４付は性は、垂直式浸漬法によって、２３０
±５°Ｃの半田浴（Ｓｎ６０％、Ｆ）ｂ４０％）に５秒
間浸漬して、半田のぬれの状態を目視観察刃ることによ
り評価した。メッキ密着性は試料に厚さ３μのＡＱメッ
キを施し、４５０°Ｃにて５分間加熱し、表面に発生ず
るフクレの有無を目視観察することにより評価した。こ
れらの結果を比較合金とともに第１表に示した。

この表から本発明の合金は折り曲げ性、半田付は性、め
っき性が著しく改善されて、高力高導電銅合金として優
れた特性を有することが明らかである。

［発明の効果］このように本発明合金はＣＵ−Ｃｒ−Ｚｒ系合金の不純
物としての酸素、Ｓを限定することにより、今まで本合
金の欠点であった折り曲げ性、半田付は性、めっき性、
エツチング性を著しく改善することができる。又、熱膨
張係数はプラスデックに近く、半導体機器のリード材と
してはプラスチックパッケージ用に適している。

従って、本発明合金は半導体機器のリード材及び導電性
ばね材として好適な材料であり、先行技術の合金におい
てこのような総合的特性を兼備するものはない。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ｃｒ：０．０５〜１．０重量％及びＺｒ：０．０
５〜１．０重量％を含み、残部がＣｕ及び不可避不純物
からなり、該不純物のうちＯの含有量が０．００２０重
量％以下、Ｓの含有量が０．００１５以下であることを
特徴とする高力高導電性銅合金。
（２）Ｃｒ：０．０５〜１．０重量％、Ｚｒ：０．０５
〜１．０重量％及びＡｌ、Ｂｅ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｈ
ｆ、Ｉｎ、Ｍｏ、Ｍｇ、Ｐｂ、Ｓｉ、Ｔｅ、Ｔｉ、Ｚｎ
からなる群より選択された１種又は２種以上の元素を０
．０５〜１．０重量％含み、残部が実質上Ｃｕ及び不可
避不純物からなり、該不純物のうちＯの含有量が０．０
０２０重量％以下、Ｓの含有量が０．００１５重量％以
下であることを特徴とする高力高導電性銅合金。