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 |
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-
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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