JPS6337176B2 - - Google Patents
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- JPS6337176B2 JPS6337176B2 JP21247287A JP21247287A JPS6337176B2 JP S6337176 B2 JPS6337176 B2 JP S6337176B2 JP 21247287 A JP21247287 A JP 21247287A JP 21247287 A JP21247287 A JP 21247287A JP S6337176 B2 JPS6337176 B2 JP S6337176B2
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- Japan
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- copper
- tensile strength
- integrated circuit
- electrical conductivity
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Landscapes
- Conductive Materials (AREA)
Description
〔発明の属する技術分野〕
本発明は集積回路導体用リードフレーム材料お
よびその製造方法に関し、更に詳しくは伸び率６
％以上において高い引張り強さと、同時に高い導
電率を有し、メツキ性、経済性にも優れた集積回
路導体用銅ニツケル錫合金およびその製造方法に
関する。 〔発明の技術的背景〕 集積回路導体用リードフレーム材料には、折り
曲げ可能な伸び率（実用的に６％以上）を確保し
た状態で高い引張り強さと、高い導電率を有し、
かつ経済性に優れた合金が求められる。 しかし、引張り強さと導電率は、一般に相反す
る特性であり、いずれか一方の特性を犠牲にし、
他方の特性を生かすようにしている。現在のとこ
ろ、りん青銅（伸び率数％以上で、引張り強さ45
Kg／mm2程度、導電率約15％）、丹銅（伸び率数％
以上で、引張り強さ35Kg／mm2、導電率37％）、ベ
リリウム銅（伸び率数％以上で、引張り強さ46〜
80Kg／mm2、導電率37％）、銀銅（伸び率数％以上
で引張り強さ45Kg／mm2、導電率85％）や、最近開
発された主として鉄を添加し、この他にＰ、Co、
Sn、Znを含む合金（伸び率数％以上で、引張り
強さ35〜50Kg／mm2、導電率35〜60％）等が使用さ
れている。この他、存在している各種の銅合金に
おいても、以上の合金の特性と大同小異である。
特に、上述した各合金に共通している不具合な点
は材料の価格が高価であることである。 一般に、合金はその引張り強さを高くするため
に、析出時効を行つているから、熱処理に要する
熱処理コストを無視することができない。しか
し、この熱処理コストが同一と仮定すると、後は
合金を構成している元素の原料コストが経済性を
決定する要因となる。 もちろん、微量の添加で引張り強さを増し、導
電率を低下させない元素Ti、Zr、Cr等との銅合
金が存在している。しかし、これらの高融点、高
酸化性の元素Ti、Zr、Crの添加には銅に均一に
固溶させ、析出硬化させる製造工程に困難さが増
し、別の面で製造上のコスト高を招いている。こ
のような理由によつて、Ti、Zr、Crなどを含む
析出硬化形銅合金はそれ程量産販売されていな
い。 以上のような理由により、現在、集積回路導体
用リードフレーム材料として一定の伸び率（６％
以上）を確保した状態において比較的高い引張り
強さを持ちながら導電率の低い材料、りん青銅が
広く使用されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 ところが、上述の目的を充たす集積回路導体用
リードフレーム材料として用いているりん青銅
は、Sn3〜９重量％、P0.05〜0.35重量％、残部
Cuからなる組成の銅合金であつて、高価なSn元
素を多く含み、材料費がコスト高となる不具合さ
があつた。 そこで、本発明は従来の集積回路導体用リード
フレーム材料の不具合な点を除去するためになさ
れたものであつて、本発明の目的の一つは折り曲
げ可能な伸び率を確保した状態において高い引張
り強度と同時に高い導電率を有し、しかも経済性
に優れた集積回路導体用銅ニケツル錫合金を提供
しようとするものである。 本発明の目的のもう一つは、上述の集積回路導
体用銅ニツケル錫合金を析出時効処理を必要とせ
ず、しかも実用上要求される伸び率６％以上が容
易に得られ、かつこの伸び率を確保した状態にお
いて高い引張り強度と高い導電率が得られる製造
方法を提供しようとするものである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明者等は集積回路導体用銅ニツケル錫合金
における上述の不具合さを除去するために種々実
験を重ねた結果、次のことが判つた。 ○イ 銅合金のみならず、合金の強化は析出硬化に
よつて得られている。一方、導電率は添加元素
量の少ない稀薄合金である程高くなる。ただ
し、添加元素による導電率の低下の程度は元素
の種類によつて違いがあるため、一定の引張り
強さを確保しつつ、同時に導電率をある程度の
高さのものをうることが可能である。 ○ロ また、上述したように合金において相反する
関係にある引張り強さと導電率のバランスを図
るために、銅に対する添加元素の量を少なくし
て導電率の低下を小さくすると共に、これによ
り原料コストの低下を図ることができる。 ○ハ しかし、これは機械的な強さを高くする点で
不利となる。そこで、本発明者等はNiおよび
Snを加え、脱酸時のＰを残留させればよいと
考えた。しかし、これらの添加元素は析出硬化
を期待するものではなく、固溶体硬化を狙つた
ものであり、さらにその上加工硬化度を高くす
ることを目標としたものである。 ○ニ この結果、実験によりNi3.0〜0.5重量％、
Sn0.9〜0.5重量％、P0.2〜0.01重量％、Si、Mn
など最大0.35重量％において、後述する熱処理
および圧延加工処理と組合せることにより伸び
率６％以上において引張り強さを約60Kg／mm2に
することができることが判つた。 ○ホ また、金属材料の特性はその加工法、熱処理
法によつて異なる。銅ニツケル錫合金の場合も
同様であつて、伸び率６％以上において高い引
張り強さを得るためには、冷間圧延加工を繰り
返し必要な厚さ（60％以上の加工率がとれる厚
さ）に達したとき、360℃〜395℃の温度で１時
間焼鈍（いわゆる止め焼鈍）し冷間圧延し、さ
らに実施した材料を150℃〜250℃の温度で１時
間焼鈍して所要の特性を発揮させる必要があ
る。 この関係をNi1.0重量％、Sn0.5重量％、
P0.05重量％、残部Cuの組成をもつ銅ニツケル
錫合金について実験した結果、次の表１に示す
結果を得た。
よびその製造方法に関し、更に詳しくは伸び率６
％以上において高い引張り強さと、同時に高い導
電率を有し、メツキ性、経済性にも優れた集積回
路導体用銅ニツケル錫合金およびその製造方法に
関する。 〔発明の技術的背景〕 集積回路導体用リードフレーム材料には、折り
曲げ可能な伸び率（実用的に６％以上）を確保し
た状態で高い引張り強さと、高い導電率を有し、
かつ経済性に優れた合金が求められる。 しかし、引張り強さと導電率は、一般に相反す
る特性であり、いずれか一方の特性を犠牲にし、
他方の特性を生かすようにしている。現在のとこ
ろ、りん青銅（伸び率数％以上で、引張り強さ45
Kg／mm2程度、導電率約15％）、丹銅（伸び率数％
以上で、引張り強さ35Kg／mm2、導電率37％）、ベ
リリウム銅（伸び率数％以上で、引張り強さ46〜
80Kg／mm2、導電率37％）、銀銅（伸び率数％以上
で引張り強さ45Kg／mm2、導電率85％）や、最近開
発された主として鉄を添加し、この他にＰ、Co、
Sn、Znを含む合金（伸び率数％以上で、引張り
強さ35〜50Kg／mm2、導電率35〜60％）等が使用さ
れている。この他、存在している各種の銅合金に
おいても、以上の合金の特性と大同小異である。
特に、上述した各合金に共通している不具合な点
は材料の価格が高価であることである。 一般に、合金はその引張り強さを高くするため
に、析出時効を行つているから、熱処理に要する
熱処理コストを無視することができない。しか
し、この熱処理コストが同一と仮定すると、後は
合金を構成している元素の原料コストが経済性を
決定する要因となる。 もちろん、微量の添加で引張り強さを増し、導
電率を低下させない元素Ti、Zr、Cr等との銅合
金が存在している。しかし、これらの高融点、高
酸化性の元素Ti、Zr、Crの添加には銅に均一に
固溶させ、析出硬化させる製造工程に困難さが増
し、別の面で製造上のコスト高を招いている。こ
のような理由によつて、Ti、Zr、Crなどを含む
析出硬化形銅合金はそれ程量産販売されていな
い。 以上のような理由により、現在、集積回路導体
用リードフレーム材料として一定の伸び率（６％
以上）を確保した状態において比較的高い引張り
強さを持ちながら導電率の低い材料、りん青銅が
広く使用されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 ところが、上述の目的を充たす集積回路導体用
リードフレーム材料として用いているりん青銅
は、Sn3〜９重量％、P0.05〜0.35重量％、残部
Cuからなる組成の銅合金であつて、高価なSn元
素を多く含み、材料費がコスト高となる不具合さ
があつた。 そこで、本発明は従来の集積回路導体用リード
フレーム材料の不具合な点を除去するためになさ
れたものであつて、本発明の目的の一つは折り曲
げ可能な伸び率を確保した状態において高い引張
り強度と同時に高い導電率を有し、しかも経済性
に優れた集積回路導体用銅ニケツル錫合金を提供
しようとするものである。 本発明の目的のもう一つは、上述の集積回路導
体用銅ニツケル錫合金を析出時効処理を必要とせ
ず、しかも実用上要求される伸び率６％以上が容
易に得られ、かつこの伸び率を確保した状態にお
いて高い引張り強度と高い導電率が得られる製造
方法を提供しようとするものである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明者等は集積回路導体用銅ニツケル錫合金
における上述の不具合さを除去するために種々実
験を重ねた結果、次のことが判つた。 ○イ 銅合金のみならず、合金の強化は析出硬化に
よつて得られている。一方、導電率は添加元素
量の少ない稀薄合金である程高くなる。ただ
し、添加元素による導電率の低下の程度は元素
の種類によつて違いがあるため、一定の引張り
強さを確保しつつ、同時に導電率をある程度の
高さのものをうることが可能である。 ○ロ また、上述したように合金において相反する
関係にある引張り強さと導電率のバランスを図
るために、銅に対する添加元素の量を少なくし
て導電率の低下を小さくすると共に、これによ
り原料コストの低下を図ることができる。 ○ハ しかし、これは機械的な強さを高くする点で
不利となる。そこで、本発明者等はNiおよび
Snを加え、脱酸時のＰを残留させればよいと
考えた。しかし、これらの添加元素は析出硬化
を期待するものではなく、固溶体硬化を狙つた
ものであり、さらにその上加工硬化度を高くす
ることを目標としたものである。 ○ニ この結果、実験によりNi3.0〜0.5重量％、
Sn0.9〜0.5重量％、P0.2〜0.01重量％、Si、Mn
など最大0.35重量％において、後述する熱処理
および圧延加工処理と組合せることにより伸び
率６％以上において引張り強さを約60Kg／mm2に
することができることが判つた。 ○ホ また、金属材料の特性はその加工法、熱処理
法によつて異なる。銅ニツケル錫合金の場合も
同様であつて、伸び率６％以上において高い引
張り強さを得るためには、冷間圧延加工を繰り
返し必要な厚さ（60％以上の加工率がとれる厚
さ）に達したとき、360℃〜395℃の温度で１時
間焼鈍（いわゆる止め焼鈍）し冷間圧延し、さ
らに実施した材料を150℃〜250℃の温度で１時
間焼鈍して所要の特性を発揮させる必要があ
る。 この関係をNi1.0重量％、Sn0.5重量％、
P0.05重量％、残部Cuの組成をもつ銅ニツケル
錫合金について実験した結果、次の表１に示す
結果を得た。
次に、本発明の代表的な実施例について説明す
る。 Ni、Sn、Ｐ、Si、MnおよびCuをそれぞれ、
下記の表２第２欄各行に示す組成（重量％）の原
料を2.5Kgまたは100Kg大気中で溶解し、これを丸
棒状又は角形材に鋳造し、600℃以上900℃の温度
で鋳造した後、冷間圧延し、厚さ６mmから10mmま
での板材を作製した。ここで切断および表面研削
などを行ない各種の工程の実験に使用した。標準
的な製造法では以上の厚さからさらに冷間圧延お
よび焼鈍（500℃）を繰返し１mm厚さとした。１
mm厚さにおいて375℃で１時間焼鈍し、0.25mm厚
さまで冷間圧延した。最終冷間圧延率は75％であ
る。これを幅25mmにスリツトし、得られた試料を
表２第２欄各行に示す合金組成の違いにより、そ
れぞれNo.１、No.２、No.３、No.４…、No.12とした。 そして、各試料No.１、No.２、No.３、…、No.12の
機械的性質および導電率等を測定し集積回路導体
用銅ニツケル錫合金として、曲げ加工性、硬さ、
メツキ性などについて試験した。その結果を、表
２第２欄に示す。ただし表２第２欄に示す焼鈍条
件は既述した第２図の焼鈍温度対伸び率の関係に
おいて、伸び率６％にしたときの焼鈍条件（温度
範囲および時間）を表わしたものである。
る。 Ni、Sn、Ｐ、Si、MnおよびCuをそれぞれ、
下記の表２第２欄各行に示す組成（重量％）の原
料を2.5Kgまたは100Kg大気中で溶解し、これを丸
棒状又は角形材に鋳造し、600℃以上900℃の温度
で鋳造した後、冷間圧延し、厚さ６mmから10mmま
での板材を作製した。ここで切断および表面研削
などを行ない各種の工程の実験に使用した。標準
的な製造法では以上の厚さからさらに冷間圧延お
よび焼鈍（500℃）を繰返し１mm厚さとした。１
mm厚さにおいて375℃で１時間焼鈍し、0.25mm厚
さまで冷間圧延した。最終冷間圧延率は75％であ
る。これを幅25mmにスリツトし、得られた試料を
表２第２欄各行に示す合金組成の違いにより、そ
れぞれNo.１、No.２、No.３、No.４…、No.12とした。 そして、各試料No.１、No.２、No.３、…、No.12の
機械的性質および導電率等を測定し集積回路導体
用銅ニツケル錫合金として、曲げ加工性、硬さ、
メツキ性などについて試験した。その結果を、表
２第２欄に示す。ただし表２第２欄に示す焼鈍条
件は既述した第２図の焼鈍温度対伸び率の関係に
おいて、伸び率６％にしたときの焼鈍条件（温度
範囲および時間）を表わしたものである。
【表】
以上説明したように本発明の合金と製造法は経
済的な成分量で強さが50〜60Kg／mm2、伸び率６
％、導電率35〜38％程度の極めて良好な特性を具
えた銅合金である。しかも、これらの合金製造方
法は析出硬化処理など含まず、集積回路用導体を
経済的に製造することができる。
済的な成分量で強さが50〜60Kg／mm2、伸び率６
％、導電率35〜38％程度の極めて良好な特性を具
えた銅合金である。しかも、これらの合金製造方
法は析出硬化処理など含まず、集積回路用導体を
経済的に製造することができる。
第１図は本発明にかかる銅ニツケル錫合金と通
常の銅ニツケル錫合金の加工率引張り強さの関係
を示す特性曲線図、第２図は本集積回路導体用銅
ニツケル錫合金の焼鈍温度対引張り強さ、および
伸び率の関係を示す特性曲線図である。 図中、１……Sn3.0重量％―Ni1重量％―P0.25
重量％―残部Cuの特性曲線、２……Sn0.7重量％
―Ni1重量％―P0.1重量％―残部Cuの特性曲線、
３……Sn0.5重量％―Ni1重量％―P0.05重量％―
残部Cuの特性曲線、イ……Ni9重量％―残部Cu
の特性曲線、ロ……Ni5重量％―残部Cuの特性曲
線、ハ……Ni2重量％―残部Cuの特性曲線、ニ…
…Ni1重量％―残部Cuの特性曲線、ａ……Ni1.0
重量％―Sn0.5重量％―P0.05重量％―残部Cuの
特性曲線、ｂ……Ni1.2重量％―Sn0.9重量％―
P0.2重量％―残部Cuの特性曲線、ｃ……Ni0.5重
量％―Sn0.5重量％―P0.01重量％―残部Cuの特
性曲線。
常の銅ニツケル錫合金の加工率引張り強さの関係
を示す特性曲線図、第２図は本集積回路導体用銅
ニツケル錫合金の焼鈍温度対引張り強さ、および
伸び率の関係を示す特性曲線図である。 図中、１……Sn3.0重量％―Ni1重量％―P0.25
重量％―残部Cuの特性曲線、２……Sn0.7重量％
―Ni1重量％―P0.1重量％―残部Cuの特性曲線、
３……Sn0.5重量％―Ni1重量％―P0.05重量％―
残部Cuの特性曲線、イ……Ni9重量％―残部Cu
の特性曲線、ロ……Ni5重量％―残部Cuの特性曲
線、ハ……Ni2重量％―残部Cuの特性曲線、ニ…
…Ni1重量％―残部Cuの特性曲線、ａ……Ni1.0
重量％―Sn0.5重量％―P0.05重量％―残部Cuの
特性曲線、ｂ……Ni1.2重量％―Sn0.9重量％―
P0.2重量％―残部Cuの特性曲線、ｃ……Ni0.5重
量％―Sn0.5重量％―P0.01重量％―残部Cuの特
性曲線。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Ni0.5〜3.0重量％、Sn0.5〜0.9重量％、P0.01
〜0.2重量％と、Mnおよび／又はSiを０を越え
0.35重量％を超過しない程度に含有し、かつ残部
Cuからなることを特徴とする集積回路導体用銅
ニツケル錫合金。 ２ Ni0.5〜3.0重量％、Sn0.5〜0.9重量％、P0.01
〜0.2重量％と、Mnおよび／又はSiを０を越え
0.35重量％を超過しない程度に含有し、残部Cuか
らなる原料を溶解し鋳造した後、通常の圧延を行
い最終必要厚さから、60％以上の加工率が得られ
る厚さで360℃〜395℃の温度で１時間焼鈍して所
要の特性を発揮させることを特徴とする集積回路
導体用銅ニツケル錫合金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21247287A JPS6379929A (ja) | 1987-08-26 | 1987-08-26 | 集積回路導体用銅ニッケル錫合金およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21247287A JPS6379929A (ja) | 1987-08-26 | 1987-08-26 | 集積回路導体用銅ニッケル錫合金およびその製造方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10127380A Division JPS5727051A (en) | 1980-07-25 | 1980-07-25 | Copper nickel tin alloy for integrated circuit conductor and its manufacture |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6379929A JPS6379929A (ja) | 1988-04-09 |
| JPS6337176B2 true JPS6337176B2 (ja) | 1988-07-25 |
Family
ID=16623210
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21247287A Granted JPS6379929A (ja) | 1987-08-26 | 1987-08-26 | 集積回路導体用銅ニッケル錫合金およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6379929A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4728535B2 (ja) * | 2001-09-11 | 2011-07-20 | 古河電気工業株式会社 | 電子電気機器用配線部品用の銅基合金板材 |
| JP2012506952A (ja) * | 2008-10-31 | 2012-03-22 | ズントビガー、メッシングベルク、ゲゼルシャフト、ミット、ベシュレンクテル、ハフツング、ウント、コンパニー、コマンディトゲゼルシャフト | 銅−スズ合金、複合材料およびその使用 |
| WO2018144891A1 (en) * | 2017-02-04 | 2018-08-09 | Materion Corporation | A process for producing copper-nickel-tin alloys |
-
1987
- 1987-08-26 JP JP21247287A patent/JPS6379929A/ja active Granted
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| Publication number | Publication date |
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| JPS6379929A (ja) | 1988-04-09 |
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