KR100689687B1 - Cu-Ni-Si-Mg SYSTEM COPPER ALLOY STRIP - Google Patents

Cu-Ni-Si-Mg SYSTEM COPPER ALLOY STRIP Download PDF

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KR100689687B1 KR20050030164A KR20050030164A KR100689687B1 KR 100689687 B1 KR100689687 B1 KR 100689687B1 KR 20050030164 A KR20050030164 A KR 20050030164A KR 20050030164 A KR20050030164 A KR 20050030164A KR 100689687 B1 KR100689687 B1 KR 100689687B1
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마에다 나오후미
하타노 다카아키
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닛코킨조쿠 가부시키가이샤
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Abstract

(과제) 우수한 강도, 도전성, 내응력 완화 특성, 굽힘 가공성, 에칭성, 젖음성, 도금성을 구비하고, 또한 안정적으로 제조가능한 Cu-Ni-Si-Mg 계 합금을 제공한다. (Problem) Provided is a Cu-Ni-Si-Mg-based alloy having excellent strength, conductivity, stress relaxation resistance, bending workability, etching property, wettability, and plating property and which can be stably manufactured.

(해결수단) 1.0∼4.0질량% 의 Ni 를 함유하고, Ni 의 질량%에 대하여 1/6∼1/4 농도의 Si 를 함유하고, 0.05%∼0.3질량% 의 Mg 를 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피한 불순물로 이루어지는 구리기 합금으로서, 압연 방향에 평행한 단면에 있어서, Ni-Si 계 화합물 입자가 이하의 (1) 및 (2) 의 분포 상태를 갖는 것을 특징으로 하는 Cu-Ni-Si-Mg 계 구리 합금 스트립.(Measures) 1.0-4.0 mass% of Ni is contained, 1/6-1/4 concentration of Si is contained with respect to the mass% of Ni, 0.05%-0.3 mass% of Mg, and remainder is Cu And a copper-based alloy made of unavoidable impurities, wherein the Ni-Si-based compound particles have a distribution state of the following (1) and (2) in a cross section parallel to the rolling direction. Mg based copper alloy strip.

(1) 입경이 10㎛ 이상 20㎛ 이하인 Ni-Si 계 화합물 입자가, 2 개/㎟ 이하이고, (1) Ni-Si type compound particle whose particle diameter is 10 micrometers or more and 20 micrometers or less is 2 pieces / mm <2> or less,

(2) 입경이 2㎛ 이상 20㎛ 이하인 Ni-Si 계 화합물 입자로 구성되는 Ni-Si 계 입자군 중, 길이가 0.05㎜ 이상 1.0㎜ 이하인 Ni-Si 계 입자군의 개수가 2 개/㎟ 이하임. (2) Of the Ni-Si-based particle groups composed of Ni-Si-based compound particles having a particle diameter of 2 µm or more and 20 µm or less, the number of Ni-Si-based particle groups having a length of 0.05 mm or more and 1.0 mm or less is 2 pieces / mm 2 or less. being.

Description

Cu-Ni-Si-Mg 계 구리 합금 스트립{Cu-Ni-Si-Mg SYSTEM COPPER ALLOY STRIP}Cu-Ni-Si-Mg-based copper alloy strip {Cu-Ni-Si-Mg SYSTEM COPPER ALLOY STRIP}

도 1 은 Ni-Si 계 조대 입자의 집합체의 대표적 형태를 나타낸 모식도이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic diagram which shows the typical form of the aggregate of Ni-Si-type coarse particle.

도 2 는 압연 평행 단면에 있어서 관찰되는 Ni-Si 계 입자군의 대표적 형태를 나타낸 모식도이다. It is a schematic diagram which shows the typical form of the Ni-Si type particle group observed in a rolling parallel cross section.

도 3 은 주형 형상을 나타낸 도면이다. 3 is a view showing a mold shape.

도 4 는 반복 굽힘 시험법의 설명도이다.4 is an explanatory diagram of a cyclic bending test method.

도 5 는 응력 완화 시험법의 설명도이다. 5 is an explanatory diagram of a stress relaxation test method.

도 6 은 응력 완화 시험법의 영구 변형량에 관한 설명도이다.It is explanatory drawing about the permanent deformation amount of a stress relaxation test method.

본 발명은 구리 합금 스트립(strip)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 집적회로 (IC) 와 같은 반도체기기의 리드 프레임재나 커넥터, 단자, 릴레이, 스위치 등의 도전성 스프링재에 사용되는 구리 합금 스트립에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a copper alloy strip, and more particularly to a copper alloy strip used in a lead frame member of a semiconductor device such as an integrated circuit (IC) or a conductive spring member such as a connector, terminal, relay, or switch. will be.

리드 프레임, 단자, 커넥터 등에 사용되는 전자 재료용 구리 합금 스트립에는, 합금의 기본 특성으로서 높은 강도와 높은 전기전도성 (열전도성) 을 양립시킬 것이 요구된다. 또 이들 특성 이외에도 굽힘 가공성, 내응력 완화 특성, 내열성, 도금과의 밀착성, 땜납 젖음성, 에칭 가공성, 프레스 타발성, 내식성 등이 요구된다.Copper alloy strips for electronic materials used in lead frames, terminals, connectors, and the like are required to have both high strength and high electrical conductivity (thermal conductivity) as basic properties of the alloy. In addition to these properties, bending workability, stress relaxation resistance, heat resistance, adhesion to plating, solder wettability, etching workability, press punching resistance, corrosion resistance, and the like are required.

한편, 최근 전자부품의 소형화, 고집적화에 대응하여 리드 프레임, 단자, 커넥터에서는 리드 수의 증가 및 협(狹)피치화가 진행되고, 부품 형상도 복잡해지고 있다. 동시에, 조립시 및 실장 후에 있어서의 신뢰성 향상의 요구가 높아지고 있다. 이러한 배경에서, 상기 서술한 구리 합금 소재의 특성에 대한 요구 레벨이 점점 더 고도화되고 있다.On the other hand, in response to the miniaturization and high integration of electronic components in recent years, lead frames, terminals, and connectors have increased in lead number and narrower pitch, and component shapes have become complicated. At the same time, the demand for improved reliability at the time of assembly and after mounting is increasing. Against this background, the demand level for the characteristics of the above-described copper alloy material is becoming more and more advanced.

고강도 및 고도전성의 관점에서, 최근 전자 재료용 구리 합금으로는 종래의 인청동, 황동 등으로 대표되는 고용 강화형 구리 합금을 대신하여 시효 경화형 구리 합금의 사용량이 증가하고 있다. 시효 경화형 구리 합금에서는, 용체화 처리된 과포화 고용체를 시효 처리함으로써 미세한 석출물이 균일하게 분산되어 합금의 강도가 높아지는 동시에, 구리 중의 고용 원소량이 감소하여 전기전도성이 향상된다. 이 때문에, 강도, 스프링성 등의 기계적 성질이 우수하고, 게다가 전기전도성, 열전도성이 양호한 재료가 얻어진다.In view of high strength and high electrical conductivity, the amount of the age hardening type copper alloy is increasing as a copper alloy for electronic materials in place of the solid solution type copper alloy represented by conventional phosphor bronze, brass and the like. In the age hardening type copper alloy, by aging the solution-treated supersaturated solid solution, fine precipitates are uniformly dispersed to increase the strength of the alloy, and the amount of solid solution in copper is reduced to improve electrical conductivity. For this reason, the material which is excellent in mechanical properties, such as strength and a spring property, and is excellent in electrical conductivity and thermal conductivity is obtained.

시효 경화형 구리 합금 중 Cu-Ni-Si 계 구리 합금은 고강도와 고도전율을 겸비한 대표적인 구리 합금으로, 전자기기용 재료로서 실용화되어 있다. 이 구리 합금에서는 구리 매트릭스 중에 미세한 Ni-Si 계 금속간 화합물 입자가 석출됨으로써 강도와 도전율이 상승한다.Among the aging hardening copper alloys, Cu-Ni-Si-based copper alloys are representative copper alloys having high strength and high electrical conductivity, and have been put into practical use as materials for electronic devices. In this copper alloy, fine Ni-Si-based intermetallic compound particles are precipitated in the copper matrix to increase strength and electrical conductivity.

Cu-Ni-Si 계 구리 합금에는, 기계적 특성 등을 개선하기 위해 Ni 와 Si 이외 의 원소가 추가로 첨가되는 경우가 많다. 특히 Mg 는 Cu-Ni-Si 계 구리 합금에 첨가되는 대표적인 원소이다. Mg 첨가의 효과로서, To Cu-Ni-Si-based copper alloys, elements other than Ni and Si are often added in order to improve mechanical properties and the like. In particular, Mg is a representative element added to the Cu-Ni-Si-based copper alloy. As an effect of the addition of Mg,

(1) 강도 및 내응력 완화 특성이 향상된다 (일본 공개특허공보 소61-250134호), (1) The strength and stress relaxation resistance are improved (Japanese Patent Laid-Open No. 61-250134),

(2) 열간 가공성이 향상된다 (일본 공개특허공보 평05-345941호), (2) hot workability is improved (Japanese Patent Laid-Open No. 05-345941),

(3) Mg 가 산화물이 되어 산소를 트랩함으로써 열처리시의 Si 산화물의 생성 또는 조대화를 저지할 수 있다 (일본 공개특허공보 평09-209062호), (3) By forming Mg into an oxide and trapping oxygen, generation or coarsening of Si oxide during heat treatment can be prevented (Japanese Patent Laid-Open No. 09-209062),

등이 보고되어 있다.And the like have been reported.

그러나, Cu-Ni-Si 계 합금에 대하여 Mg 를 첨가하면 강도나 내응력 완화 특성은 향상되지만 합금 중에 조대 개재물이 생성되기 쉬워져 굽힘 가공성, 에칭성, 도금성 등이 저하한다는 문제가 있었다. 합금 중에 개재물이 존재하면, 굽힘 가공성, 에칭성, 도금성 등에 악영향을 미친다고 알려져 있다.However, when Mg is added to the Cu-Ni-Si-based alloy, strength and stress relaxation resistance are improved, but coarse inclusions are easily generated in the alloy, resulting in a decrease in bending workability, etching property, plating property, and the like. The presence of inclusions in the alloy is known to adversely affect bending workability, etching properties, plating properties, and the like.

Cu-Ni-Si 계 구리 합금의 개재물에는 산화물이나 황화물 등의 비금속 개재물과 조대한 Ni-Si 계 화합물 2 종류가 있다. Cu-Ni-Si-Mg 계 구리 합금의 경우 Mg 가 Si 보다 산화되기 쉽기 때문에 산화물의 조성은 MgO 가 되고, 또 황화물은 MgS 가 된다. 그러나, O 및 S 농도를 15ppm 이하로 내리면 MgO 및 MgS 의 생성을 억제할 수 있다는 것이 일본 공개특허공보 평05-059468호에 분명히 나타나 있다.Inclusions of Cu-Ni-Si-based copper alloys include two kinds of non-metallic inclusions such as oxides and sulfides and coarse Ni-Si-based compounds. In the case of Cu-Ni-Si-Mg-based copper alloys, since Mg is more easily oxidized than Si, the composition of the oxide is MgO, and the sulfide is MgS. However, it is clearly shown in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 05-059468 that lowering the O and S concentrations to 15 ppm or less can suppress the production of MgO and MgS.

한편, 미즈노 등에 따르면 Cu-Ni-Si 계 구리 합금에 Mg 를 첨가하면 결정립계에 15at% 정도 Mg 를 함유하는 조대 Ni-Si 계 석출물이 조대 성장된다 (미즈노 마사타카, 헨미 요시오, 고쿠라 데츠조, 하마모토 다카시: 신동기술연구회지, vol.38 (1999), p291-297.). 즉, Cu-Ni-Si 계 구리 합금에 Mg 를 첨가하면 조대 Ni-Si 계 화합물이 현저하게 증가한다.On the other hand, according to Mizuno et al., When Mg is added to a Cu-Ni-Si-based copper alloy, coarse Ni-Si-based precipitates containing about 15 at% Mg in the grain boundary are coarsely grown (Mizuno Masataka, Henmi Yoshio, Kokura Tetsuzo, Hama). Takamoto: The Journal of the Shindong Institute of Technology, vol. 38 (1999), p291-297.). That is, when Mg is added to the Cu-Ni-Si-based copper alloy, the coarse Ni-Si-based compound significantly increases.

조대 Ni-Si 계 화합물이 증가하면, 에칭할 때의 스머트(smut)의 발생량이 증가함과 함께 도금성, 굽힘 가공성이 저하하는 요인이 되기 때문에, 일본 공개특허공보 2001-49369호에서는 Cu-Ni-Si 계 구리 합금에 대하여 Ni-Si 계 화합물 등의 개재물을 10㎛ 이하로 하고, 또한 5∼10㎛ 의 개재물 개수를 압연 방향에 평행한 단면에서 50개/㎟ 이하로 조정함으로써 Ni-Si 계 개재물의 영향을 억제할 수 있는 것으로 되어 있다.Increasing the coarse Ni-Si-based compound increases the amount of smut generated during etching and decreases the plating property and the bending workability. Thus, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2001-49369 discloses that Cu- Ni-Si-based inclusions such as Ni-Si-based compounds with respect to the Ni-Si-based copper alloy were adjusted to 10 µm or less, and the number of inclusions of 5 to 10 µm was adjusted to 50 / mm 2 or less in the cross section parallel to the rolling direction. The influence of system inclusions can be suppressed.

[특허문헌 1] 일본 공개특허공보 소61-250134호[Patent Document 1] Japanese Unexamined Patent Publication No. 61-250134

[특허문헌 2] 일본 공개특허공보 평05-345941호[Patent Document 2] Japanese Patent Application Laid-Open No. 05-345941

[특허문헌 3] 일본 공개특허공보 평09-209062호[Patent Document 3] Japanese Patent Application Laid-Open No. 09-209062

[특허문헌 4] 일본 공개특허공보 평05-059468호[Patent Document 4] Japanese Patent Application Laid-Open No. 05-059468

[특허문헌 5] 일본 공개특허공보 2001-49369호[Patent Document 5] Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-49369

[비특허문헌 1] 미즈노 마사타카, 헨미 요시오, 고쿠라 데츠조, 하마모토 다카시: 신동기술연구회지, vol.38 (1999), p291-297.[Non-Patent Document 1] Mizuno Masataka, Henmi Yoshio, Kokura Detsuzo, Hamamoto Takashi: Shindong Technology Research Society, vol.38 (1999), p291-297.

여기에서 일본 공개특허공보 2001-49369호는 Cu-Ni-Si-Mg 계 구리 합금도 포함하는 것이지만, Zn, Sn, Fe 등 다른 금속성분을 함유하는 Cu-Ni-Si 계 합금에 대해서도 적용할 수 있는 포괄적인 경우에 대하여 기재하고 있을 뿐이며, Cu-Ni-Si- Mg 계 합금 개별의 구체적인 케이스의 조건은 개시하지 않고 있다. 또 Ni-Si 계 조대 입자에 대한 착안점은 각 입자의 크기와 평균 개수만이었다. 그리고, 개재물의 크기나 개수를 해당 발명이 요구하는 범위로 하는 합금을 제조하기 위해서는 고온ㆍ장시간의 열간 압연 및 용체화 처리를 해야 하여, Cu-Ni-Si-Mg 계 구리 합금 스트립의 제조비용을 높인다는 문제가 있었다. 게다가, 고온ㆍ장시간의 열간 압연 및 용체화 처리는 Cu-Ni-Si-Mg 계 구리 합금 스트립의 결정립의 조대화를 초래하는 경우도 있어, 안정적으로 원하는 특성 (강도, 굽힘 가공성) 을 갖는 제품을 얻을 수 없다는 문제도 안고 있었다.Although Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-49369 includes Cu-Ni-Si-Mg-based copper alloys, the present invention can also be applied to Cu-Ni-Si-based alloys containing other metal components such as Zn, Sn, Fe, etc. It only describes the comprehensive case which exists, and does not disclose the conditions of the specific case of an individual Cu-Ni-Si-Mg type alloy. The focus of attention on the Ni-Si coarse particles was only the size and average number of each particle. In order to manufacture an alloy having the size and number of inclusions within the range required by the invention, hot rolling and solution treatment at a high temperature and a long time must be performed to reduce the manufacturing cost of the Cu-Ni-Si-Mg-based copper alloy strip. There was a problem with raising. In addition, high temperature and long time hot rolling and solution treatment may result in coarsening of grains of the Cu—Ni—Si—Mg based copper alloy strip, thereby stably producing products having desired characteristics (strength and bending workability). There was also a problem that can not be obtained.

따라서 본 발명은 상기 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 보다 구체적으로는 제조비용을 높이는 원인이 되는 고온ㆍ장시간의 열간 압연 및 용체화 처리없이 제조할 수 있고, 우수한 강도, 도전성, 내응력 완화 특성, 굽힘 가공성, 에칭성, 젖음성 및 도금성을 구비하며, 또한 안정적으로 제조할 수 있는 Cu-Ni-Si-Mg 계 구리 합금 스트립을 제공하는 것을 과제로 한다.Therefore, an object of this invention is to solve the said subject. More specifically, it can be produced without high temperature and long time hot rolling and solution treatment, which causes manufacturing cost, and has excellent strength, conductivity, stress relaxation resistance, bending workability, etching property, wettability and plating property. Another object is to provide a Cu-Ni-Si-Mg-based copper alloy strip that can be stably manufactured.

본 발명자들은 상기 과제를 달성하기 위하여, 먼저 종래와는 다른 관점에서 Ni-Si 계 조대 입자를 파악하기 위해 예의 연구를 거듭한 결과, 종래의 Ni-Si 계 조대 입자에 대한 착안점은 각 입자의 크기와 평균 개수뿐이라는 것에 주목하여, 이하에 설명하는 「입자군」이라는 개념을 새롭게 얻어 냄으로써 Ni-Si 계 조대 입자의 분포 상태에도 주목하여, Ni-Si 계 조대 입자군이 특성에 미치는 영향을 조사하였다.In order to achieve the above object, the present inventors have intensively studied to identify Ni-Si-based coarse particles from a viewpoint different from the prior art, and the focus on the conventional Ni-Si-based coarse particles is the size of each particle. By paying attention to only the number of particles and the average number, and paying attention to the distribution state of Ni-Si-based coarse particles by newly obtaining the concept of "particle group" described below, the effect of Ni-Si-based coarse particle groups on the characteristics is investigated. It was.

여기에서 도 1 을 참조하면, 도 1 에는 FE-SEM [전해 방사형 주사 전자현미경: PHILIPS 사 제조] 을 사용하여 배율 1000배로 관찰할 수 있는 Ni-Si 계 조대 입자의 집합체의 대표적 형태를 나타내고 있다. 압연 방향에 평행한 단면 또는 직각인 단면을 관찰하면, 두께 방향과 직교하는 방향으로 정렬된 Ni-Si 계 조대 입자의 집합체로서 관찰된다. 이하, 이 집합체가 나중에 정의하는 Ni-Si 계 입자군을 형성할 수 있다.Here, referring to FIG. 1, FIG. 1 shows a typical form of an aggregate of Ni-Si coarse particles which can be observed at a magnification of 1000 times using FE-SEM (electrolytic radial scanning electron microscope: manufactured by PHILIPS). When the cross section parallel to the rolling direction or the cross section perpendicular to the rolling direction is observed, it is observed as an aggregate of Ni-Si-based coarse particles aligned in the direction orthogonal to the thickness direction. Hereinafter, this aggregate can form the Ni-Si type particle group defined later.

Ni-Si 계 입자군은 특성에 다음과 같은 악영향을 야기하였다.The Ni-Si-based particle group caused the following adverse effects on the properties.

(1) 납땜하였을 때 입자군 상에서 땜납이 뭉친다.(1) When soldering, the solder aggregates on the particle group.

(2) 에칭 가공할 때 입자가 녹고 남아 에칭면의 평활성이 없어졌다.(2) During the etching process, the particles melted, leaving the smoothness of the etching surface.

(3) Ag, Ni 등의 도금을 실시하였을 때 입자군 상에서 도금의 핀 홀이 생겼다. 또 입자군 상에서는 충분한 도금 밀착 강도가 얻어지지 않아, 이 부분에서 도금의 박리나 도금 부풀음이 생겼다.(3) When plating with Ag, Ni, etc. was performed, the pinhole of plating generate | occur | produced on the particle group. Moreover, sufficient plating adhesion strength was not obtained on a particle group, and peeling of a plating and swelling of plating generate | occur | produced in this part.

(4) 굽힘 가공할 때 입자군이 균열의 기점이 되어 굽힘 가공성이 열화되었다.(4) During bending, the particle group became a starting point of cracking, and the bending workability was deteriorated.

(5) 냉간 압연할 때 손상 발생의 원인이 되어, 표면 외관이 손상되었다.(5) When cold rolling, it became the cause of damage and the surface appearance was damaged.

한편, 본 발명자들은 이하와 같은 지견도 얻었다.On the other hand, the present inventors also obtained the following knowledge.

(1) 입경이 10㎛ 이상 20㎛ 이하인 입자에 대해서는 분산되어 분포하고 있어도 특성에 악영향을 미치지만, 2 개/㎟ 이하이면 악영향을 무시할 수 있는 점, (1) For particles having a particle diameter of 10 µm or more and 20 µm or less, they adversely affect properties even if they are dispersed and distributed, but if they are 2 / mm 2 or less, the adverse effects can be ignored.

(2) 입경이 2㎛ 이상 10㎛ 미만인 입자에 대해서는 분산되어 분포하고 있으면 특성에 대한 영향은 작지만, 집합하여 입자군으로서 존재하면 특성에 악영향을 미치는 점, (2) For particles having a particle size of 2 µm or more and less than 10 µm, the effect on the properties is small when they are dispersed and distributed, but when they aggregate and exist as a particle group, they adversely affect the properties,

(3) 입경이 2㎛ 미만인 입자에 대해서는 집합하여 입자군으로서 존재하더라도 특성에 대한 영향은 작은 점을 알아내었다.(3) It was found out that the particle size was less than 2 µm and the effect on the properties was small even though the particles existed as a particle group.

본 발명은 상기 지견을 기초로 하여 완성된 것으로, 1.0∼4.0질량% 의 Ni 를 함유하고, Ni 의 질량%에 대하여 1/6∼1/4 농도의 Si 를 함유하고, 0.05%∼0.3질량% 의 Mg 를 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피 불순물로 이루어지는 구리기 합금으로서, 압연 방향에 평행한 단면에서 Ni-Si 계 화합물 입자가 이하의 (1) 및 (2) 의 분포 상태를 갖는 것을 특징으로 하는 Cu-Ni-Si-Mg 계 구리 합금 스트립이다.This invention is completed based on the said knowledge, It contains 1.0-4.0 mass% of Ni, It contains Si of 1/6-1/4 concentration with respect to the mass% of Ni, 0.05-0.3 mass% Is a copper-based alloy containing Mg and the balance of Cu and inevitable impurities, wherein the Ni-Si-based compound particles have a distribution state of the following (1) and (2) in a cross section parallel to the rolling direction Cu-Ni-Si-Mg based copper alloy strip.

(1) 입경이 10㎛ 이상 20㎛ 이하인 Ni-Si 계 화합물 입자가, 2 개/㎟ 이하이고,(1) Ni-Si type compound particle whose particle diameter is 10 micrometers or more and 20 micrometers or less is 2 pieces / mm <2> or less,

(2) 입경이 2㎛ 이상 20㎛ 이하인 Ni-Si 계 화합물 입자로 구성되는 Ni-Si 계 입자군 중, 길이가 0.05㎜ 이상 1.0㎜ 이하인 Ni-Si 계 입자군의 개수가 2 개/㎟ 이하임.(2) Of the Ni-Si-based particle groups composed of Ni-Si-based compound particles having a particle diameter of 2 µm or more and 20 µm or less, the number of Ni-Si-based particle groups having a length of 0.05 mm or more and 1.0 mm or less is 2 pieces / mm 2 or less. being.

본 발명은 또한 Sn, Zn, Ag 중 1 종류 이상을 총량으로 0.01∼2.0질량% 함유하는 것을 특징으로 하는 Cu-Ni-Si-Mg 계 구리 합금 스트립이다.The present invention further provides a Cu-Ni-Si-Mg-based copper alloy strip comprising 0.01 to 2.0 mass% of at least one of Sn, Zn and Ag in total amount.

본 발명은 별도의 실시형태에 있어서, 상기 합금 스트립을 가공하여 얻어지는 반도체 기기의 리드 프레임, 또는 커넥터, 단자, 릴레이, 스위치 등의 도전성 스프링과 같은 전자기기용 부품이다.In another embodiment, the present invention is a component for an electronic device such as a lead frame of a semiconductor device obtained by processing the alloy strip, or a conductive spring such as a connector, a terminal, a relay, or a switch.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태Best Mode for Carrying Out the Invention

(1) Ni 및 Si(1) Ni and Si

Ni 및 Si 는 시효 처리함으로써 Ni2Si 를 주로 하는 금속간 화합물의 미세한 입자를 형성한다. 그 결과, 합금의 강도가 현저하게 증가하고, 동시에 전기전도성도 상승한다. Si 의 첨가 농도 (질량%) 는 Ni 의 첨가 농도 (질량%) 의 1/6∼1/4 의 범위로 한다. Si 첨가량이 이 범위에서 벗어나면 도전율이 저하된다. Ni 는 1.0∼4.0질량% 의 범위로 첨가한다. Ni 가 1.0질량% 를 밑돌면 충분한 강도가 얻어지지 않는다. Ni 가 4.0질량% 를 초과하면 열간 압연에서 균열이 발생한다.Ni and Si form fine particles of an intermetallic compound mainly containing Ni 2 Si by aging treatment. As a result, the strength of the alloy is significantly increased, and at the same time, the electrical conductivity is also increased. The addition concentration (mass%) of Si is made into the range of 1/6-1/4 of the addition concentration (mass%) of Ni. If the amount of Si added is out of this range, the electrical conductivity is lowered. Ni is added in the range of 1.0-4.0 mass%. If Ni is less than 1.0 mass%, sufficient strength will not be obtained. When Ni exceeds 4.0 mass%, a crack will arise in hot rolling.

(2) Mg(2) Mg

Cu-Ni-Si 합금에 0.05질량% 이상의 Mg 를 첨가하면, 인장 강도 및 내력이 상승하고 내열성 및 응력 완화 특성도 향상된다. 한편 Mg 첨가량이 0.3질량% 를 초과하면 제조성이 열화됨과 함께 도전율의 저하가 커진다.Addition of 0.05 mass% or more of Mg to Cu-Ni-Si alloy raises tensile strength and proof strength, and also improves heat resistance and stress relaxation characteristics. On the other hand, when Mg addition amount exceeds 0.3 mass%, productivity will deteriorate and electrical conductivity will fall large.

(3) 입경이 10㎛ 이상 20㎛ 이하인 Ni-Si 계 입자(3) Ni-Si particles having a particle diameter of 10 µm or more and 20 µm or less

입경이 10㎛ 이상인 입자는 분산되어 분포하고 있어도 땜납 젖음성, 도금성, 굽힘 가공성 등에 악영향을 미치지만, 입경이 10㎛ 이상인 입자의 개수가 압연 방향에 평행한 단면에서 2 개/㎟ 이하이면 특성에 대한 악영향을 무시할 수 있다는 것을 알아내었다. 여기에서, Ni-Si 계 입자는 Ni 를 50at% 이상 함유하고 또 Si 를 20at% 이상 함유하는 입자로 정의한다. 또한 Ni-Si 계 입자의 입경은 입자를 둘러싸는 최소 원의 직경으로 정의한다 (이하 동일). 또 입경이 20㎛ 를 초과하는 입자는 그 개수에 상관없이 특성에 악영향을 미치지만, 통상의 Cu-Ni-Si 합금에는 20㎛ 를 초과하는 입자는 존재하지 않는다.Particles having a particle size of 10 μm or more adversely affect solder wettability, plating property, and bendability even if they are dispersed and distributed.However, if the number of particles having a particle size of 10 μm or more is 2 / mm 2 or less in a cross section parallel to the rolling direction, I found out that I could ignore the adverse effects on the system. Here, Ni-Si type particle | grains are defined as particle | grains containing 50at% or more of Ni and 20at% or more of Si. In addition, the particle diameter of Ni-Si type particle | grains is defined as the diameter of the minimum circle | round | yen which surrounds a particle | grains (it is the same below). Moreover, although the particle | grains whose particle diameter exceeds 20 micrometers adversely affect a characteristic regardless of the number, particle | grains larger than 20 micrometers do not exist in a normal Cu-Ni-Si alloy.

(4) Ni-Si 계 입자군(4) Ni-Si type particle group

입경이 2㎛ 이상의 Ni-Si 계 입자가 집합하여 입자군을 형성하면, 땜납 젖음성, 도금성, 굽힘 가공성 등에 악영향을 미치게 한다. 도 2 에 압연 평행 단면에 있어서 관찰되는 Ni-Si 계 입자군의 대표적 형태를 나타낸다 (FE-SEM〔전해 방사형 주사 전자현미경: PHILIPS 사 제조〕를 사용하여 배율 1000 배로 관찰할 수 있다). 여기서, 인접하는 입경 2㎛ 이상 20㎛ 이하의 Ni-Si 계 입자와의 거리 (d) 가 10㎛ 이내인 입경 2㎛ 이상 20㎛ 이하의 Ni-Si 계 입자의 집합체를 Ni-Si 계 입자군으로 정의한다. Ni-Si 계 입자가 10㎛ 를 초과하는 간격으로 분산되어 있으면, 그 입경이 10㎛ 이하이면 특성에 대한 악영향을 무시할 수 있지만, 10㎛ 이하의 거리에서 집합하고 있으면 입경이 10㎛ 이하이더라도 입경이 2㎛ 미만이 아닌 한 입자군으로서 특성에 악영향을 미친다. 여기서는 「입자군의 길이 (L)」를 1 개의 입자군을 둘러싸는 최소 원의 직경으로 정의하지만, 길이가 큰 입자군일수록, 또한 입자군의 개수가 많을수록 특성에 대한 악영향이 크다. 그러나 본 발명자에 의한 실험 결과에 따르면, 2㎛ 이상의 Ni-Si 계 입자가 집합하여 입자군을 형성하더라도, 압연 방향에 평행한 단면에서 입자군의 길이 (L) 가 0.05㎜ 보다도 짧은 경우에는 그 개수에 관계없이 땜납 젖음성, 도금성, 굽힘 가공성 등의 특성에 악영향을 주지 않고, 입자군의 길이 (L) 가 0.05㎜ 이상 1.0mm 이하인 경우에는 입자군의 개수가 2 개/㎟ 이하이면, 특성에 악영향을 주지 않는 것을 알 수 있었다. 또, 길이 (L) 가 1.0㎜ 를 초과하는 입자군은 그 개수에 관계없이 특성에 악영향을 미치게 하지만, 통상의 Cu-Ni-Si 합금에는 1.0㎜ 를 초과하는 입자군은 존재하지 않는다. When Ni-Si type particle | grains with a particle diameter of 2 micrometers or more gather and form a particle group, it will have a bad influence on solder wettability, plating property, bending workability, etc. The typical form of the Ni-Si type particle group observed in the rolling parallel cross section is shown in FIG. 2 (It can observe by 1000 times the magnification using FE-SEM [electrolytic radial scanning electron microscope: PHILIPS make).). Here, an aggregate of Ni-Si-based particles having a particle size of 2 µm or more and 20 µm or less in which the distance (d) to Ni-Si-based particles having an adjacent particle diameter of 2 µm or more and 20 µm or less is 10 µm or less is selected from the group of Ni-Si particles. It is defined as If the Ni-Si-based particles are dispersed at intervals exceeding 10 μm, the adverse effects on the properties can be neglected if the particle size is 10 μm or less, but if the particles are collected at a distance of 10 μm or less, the particle size may be 10 μm or less. Unless it is less than 2 micrometers, it has a bad influence on a characteristic as a particle group. Although "particle length L" is defined here as the diameter of the minimum circle surrounding one particle group, the larger the particle group and the larger the number of particle groups, the greater the adverse effect on the characteristics. However, according to the experimental result by the present inventors, even if 2 micrometers or more of Ni-Si type particle | grains aggregate and form a particle group, when the length L of particle group is shorter than 0.05 mm in the cross section parallel to a rolling direction, the number Regardless of whether the particle group length L is 0.05 mm or more and 1.0 mm or less without adversely affecting the properties such as solder wettability, plating property and bending workability, the number of particle groups is 2 / mm2 or less. It could be seen that it does not adversely affect. Moreover, although the particle group whose length L exceeds 1.0 mm adversely affects a characteristic regardless of the number, the particle group exceeding 1.0 mm does not exist in a normal Cu-Ni-Si alloy.

(5) Mg 이외의 첨가 원소 (5) Additional elements other than Mg

Ni 또는 Si 와 화학적으로 반응하는 원소를, Cu-Ni-Si-Mg 계 구리 합금 스트립에 첨가하면, Ni-Si 계 입자의 형태나 분포가 변화하기 때문에, 본 발명의 효과가 얻어지지 않는다. 한편, 강도 상승 등을 목적으로 하여 Sn, Zn, Ag 와 같은, Ni 및 Si 와 화학적으로 반응하지 않는 원소를 첨가하는 경우에 대해서는, 이들 원소를 첨가하지 않은 경우와 동일하게 본 발명의 효과가 얻어진다. 단, 도전율이 저하되기 때문에 그 첨가량은 합계로 2.0질량% 이하로 하는 것이 바람직하지만, 원하는 효과를 얻기 위해서는 0.01질량% 이상으로 하는 것이 바람직하다. When an element which chemically reacts with Ni or Si is added to the Cu—Ni—Si—Mg system copper alloy strip, the form and distribution of the Ni—Si system particles change, so that the effect of the present invention is not obtained. On the other hand, in the case of adding elements that do not chemically react with Ni and Si, such as Sn, Zn, and Ag, for the purpose of increasing the strength, the effects of the present invention are obtained in the same manner as in the case where these elements are not added. Lose. However, since electrical conductivity falls, it is preferable to make the addition amount into 2.0 mass% or less in total, but in order to acquire a desired effect, it is preferable to set it as 0.01 mass% or more.

Cu-Ni-Si-Mg 계 구리 합금 스트립의 일반적인 제조 프로세스에서는, 우선 대기 용해로를 사용하고, 목탄 피복하에 전기 구리, Ni, Si, Mg 등의 원료를 용해하여 원하는 조성의 용탕을 얻는다. 그리고, 이 용탕을 잉곳으로 주조한다. 그 후, 열간 압연하고, 냉간 압연과 열처리를 반복하여 원하는 두께 및 특성을 갖는 조(條)나 박(箔)으로 마무리한다. 열처리에는 용체화 처리와 시효 처리가 있다. 용체화 처리에서는, 700∼1000℃ 의 고온으로 가열하고, Ni-Si 계 화합물을 Cu 모지(母地) 중에 고용시키고, 동시에 Cu 모지를 재결정시킨다. 용체화 처리를 열간 압연에서 겸하는 경우도 있다. 시효 처리에서는, 350∼550℃ 의 온도 범위에서 1 시간 이상 가열하고, 용체화 처리에서 고용시킨 Ni 와 Si 를, Ni2Si 를 주체로 하는 미세입자로서 석출시킨다. 이 시효 처리에 의해 강도와 도전율이 상승한다. 보다 높은 강도를 얻기 위해서, 시효 전 및/또는 시효 후에 냉간 압연하는 경우가 있다. 또한, 시효 후에 냉간 압연하는 경우에는, 냉간 압연 후에 변형 제거 소둔 (저온 소둔) 하는 경우가 있다. In the general manufacturing process of Cu-Ni-Si-Mg type copper alloy strip, an atmospheric melting furnace is first used, and raw materials, such as electric copper, Ni, Si, Mg, are melt | dissolved under charcoal coating, and the molten metal of a desired composition is obtained. And this molten metal is cast into an ingot. Thereafter, hot rolling is performed, and cold rolling and heat treatment are repeated to finish with a bath or foil having a desired thickness and characteristic. Heat treatment includes a solution treatment and an aging treatment. In the solution treatment, it heats at high temperature of 700-1000 degreeC, makes a Ni-Si type compound solid-solution in Cu base material, and simultaneously recrystallizes Cu base material. The solution treatment may also serve as hot rolling. In the aging treatment, heating is carried out for at least 1 hour in a temperature range of 350 to 550 ° C, and Ni and Si dissolved in the solution treatment are precipitated as fine particles mainly containing Ni 2 Si. This aging treatment increases strength and electrical conductivity. In order to obtain higher strength, cold rolling may be performed before and / or after aging. In addition, when cold rolling after aging, strain removal annealing (low temperature annealing) may be carried out after cold rolling.

상기 공정에서, Ni-Si 계 조대 입자의 생성에 있어서 가장 중요한 공정은 주조이다. 주조시의 Ni-Si 계 조대 입자의 생성 사이트는 응고 조직의 입계이고, 입계에서 Si 및 Mg 가 농화 (편석) 되는 것이 그 원인이다. 용탕의 응고 과정에 있어서 Ni-Si 계 조대 입자가 입계에 생성 (정출) 된다. 응고 후의 냉각 과정에서, 조대 Ni-Si 입자는 성장하여 더욱 커지고, 또한 새로운 Ni-Si 계 조대 입자의 생성 (석출) 도 일어난다. Mg 의 존재에 의해, 입계에서의 Ni-Si 계 조대 입자의 생성 및 성장은 현저히 촉진된다. Ni-Si 계 조대 입자는 입계에 생성되기 때문에, 주조 조직을 미세화하여 입계 면적을 크게 하면, Ni-Si 계 조대 입자의 분포가 엉성해진다. 반대로, 주조 조직을 조대화시키면, 입계 면적이 작아져 Ni-Si 계 조대 입자의 분포가 치밀하게 되고, 도 1 에 나타내는 Ni-Si 계 입자군의 발생 빈도가 증가한다. In this process, the most important process in the production of Ni-Si coarse particles is casting. The site of generation of the Ni-Si coarse particles at the time of casting is a grain boundary of the solidification structure, and the cause is that Si and Mg are concentrated (segregated) at the grain boundary. In the solidification process of molten metal, Ni-Si-based coarse particles are formed (crystallized) at grain boundaries. In the cooling process after solidification, the coarse Ni-Si particles grow and become larger, and generation (precipitation) of new Ni-Si-based coarse particles also occurs. By the presence of Mg, generation and growth of Ni-Si coarse particles at grain boundaries are significantly promoted. Since Ni-Si-based coarse particles are produced at grain boundaries, the distribution of Ni-Si-based coarse particles becomes coarse when the cast structure is made finer to increase the grain boundary area. On the contrary, when the cast structure is coarsened, the grain boundary area decreases, the distribution of Ni-Si coarse particles becomes dense, and the frequency of occurrence of the Ni-Si-based particle group shown in FIG. 1 increases.

본 발명의 Cu-Ni-Si-Mg 계 구리 합금 스트립은, 열간 압연 및/또는 용체화 처리의 온도를 높여 조대 Ni-Si 계 입자를 고용시키지 않더라도, 주조시의 냉각 속도를 올리는 등의 주조 조직을 제어하는 것만으로 원하는 특성을 얻을 수 있는 구리 합금 스트립이다.In the Cu-Ni-Si-Mg-based copper alloy strip of the present invention, even if the temperature of the hot rolling and / or solution treatment is not increased to increase the coarseness of Ni-Si-based particles, casting structure such as raising the cooling rate at the time of casting It is a copper alloy strip that can obtain the desired properties just by controlling.

(실시예) (Example)

이하, 본 발명의 특징 및 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태를 보다 명백히 하기 위해, 실시예를 사용하여 구체적으로 설명한다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, in order to make clear the characteristic of this invention and the best form for implementing this invention, it demonstrates concretely using an Example.

고주파 유도로를 사용하여, 내경 60㎜ 의 흑연 도가니 중에서 3㎏ 의 전기 구리를 용해하고, Ni, Si 및 Mg 를 첨가하여, 용탕 성분을 2.5질량% Ni-0.5질량% Si (Ni 의 질량% 에 대하여 1/5 의 농도)-0.15질량% Mg 로 조정하였다. 용탕을 소정 온도로 조정한 후, 도 3 의 형상의 주형에 주입하였다. 주조 조직의 크기를 변화시키기 위해, 주형 주입 온도 및 주형의 재질을 아래와 같이 변화시켰다. Using a high frequency induction furnace, 3 kg of electric copper was dissolved in a graphite crucible having an internal diameter of 60 mm, Ni, Si, and Mg were added, and the molten component was added to 2.5 mass% Ni-0.5 mass% Si (mass% of Ni). (Concentration of 1/5) -0.15 mass% Mg. After adjusting the molten metal to predetermined temperature, it injected into the mold of the shape of FIG. In order to change the size of the cast structure, the mold injection temperature and the material of the mold were changed as follows.

(1) 주형 주입 온도: 1150℃ 와 1250℃ 의 2 종류의 조건으로 주입하였다. 주형 주입 온도를 낮추는 것에 의해 주조 조직이 미세하게 되어, Ni-Si 계 입자가 분산되는 것을 기대하였다. (1) Mold injection temperature: It injected | poured on two types of conditions, 1150 degreeC and 1250 degreeC. By lowering the mold injection temperature, the cast structure was made fine and the Ni-Si-based particles were expected to be dispersed.

(2) 주형 재질: 내화 벽돌, 흑연, 주철, 순동의 4 종류의 조건으로 실시하였다. 내화 벽돌, 흑연, 주철, 순동의 순서로 냉각 속도가 커진다. 냉각 속도를 크게 함으로써 주조 조직이 미세하게 되어, Ni-Si 계 입자가 분산되는 것을 기대하였다. (2) Mold material: It carried out on four types of conditions, which were fire brick, graphite, cast iron, and pure copper. The cooling rate increases in the order of refractory bricks, graphite, cast iron, and pure copper. By increasing the cooling rate, the cast structure was made fine and the Ni-Si particles were expected to be dispersed.

또, 비교로서 Mg 를 첨가하지 않은 합금도 제작하여, Ni-Si 계 개재물 생성에 대한 Mg 의 영향 등도 조사하였다. Moreover, the alloy which did not add Mg was also produced as a comparison, and the influence of Mg on Ni-Si type | system | group interference | inclusion generation, etc. were also investigated.

다음에, 이 잉곳을 이하의 순으로 가공 및 열처리하여, 두께 0.15㎜ 의 시료를 얻었다. Next, this ingot was processed and heat-treated in the following order, and the sample of thickness 0.15mm was obtained.

(1) 잉곳을 780℃ 에서 3 시간 가열 후, 두께 8㎜ 까지 열간 압연하였다. 열간 압연 종료 온도는 620℃ 였다. (1) After heating an ingot for 3 hours at 780 degreeC, it hot-rolled to thickness 8mm. Hot rolling finish temperature was 620 degreeC.

(2) 열연재 표면의 산화 스케일을 그라인더로 제거하였다. (2) The scale of oxidation of the surface of the hot rolled material was removed with a grinder.

(3) 판두께 2㎜ 까지 냉간 압연하였다. (3) Cold rolling was carried out to the plate thickness of 2 mm.

(4) 용체화 처리로서 780℃ 에서 20초간 가열하고 수중에서 급랭하였다. (4) As a solution treatment, it heated at 780 degreeC for 20 second, and quenched in water.

(5) 화학 연마에 의해 표면 산화막을 제거하였다. (5) The surface oxide film was removed by chemical polishing.

(6) 판두께 0.5㎜ 까지 냉간 압연하였다. (6) Cold rolling was performed to plate thickness 0.5mm.

(7) 시효 처리로서 수소 중에서 430℃ 로 3시간 가열하였다. (7) It heated at 430 degreeC in hydrogen for 3 hours as an aging treatment.

(8) 화학 연마에 의해 표면 산화막을 제거하였다. (8) The surface oxide film was removed by chemical polishing.

(9) 판두께 0.15㎜ 까지 냉간 압연하였다. (9) Cold rolling was carried out to 0.15 mm of plate | board thickness.

(10) 변형 제거 소둔 (저온 소둔) 으로서, 수소 중, 400℃ 에서 1 분간 가열하였다. (10) As strain removal annealing (low temperature annealing), heating was performed at 400 ° C. for 1 minute in hydrogen.

이렇게 제작한 시료에 관해서, 다음의 평가를 실시하였다. 또, 모든 시료가, O 농도는 5∼10질량ppm 의 범위, S 농도는 10∼15질량ppm 의 범위였다.The following evaluation was performed about the sample produced in this way. Moreover, all the samples had the O concentration of 5-10 mass ppm, and the S concentration of 10-15 mass ppm.

(1) Ni-Si 계 입자 및 입자군의 개수(1) Number of Ni-Si-based particles and particle groups

압연 방향에 평행한 단면을 직경 1㎛ 의 다이아몬드 지립을 사용한 기계 연마에 의해 경면으로 마무리한 후, 20℃, 47°Be (보메) 의 염화 제 2 철 수용액 중에 교반하면서 2분간 침지하였다. 이 에칭 처리에 의해 Cu 의 모지가 용해되고, Ni-Si 계 입자가 녹고 남아 현출되었다. 이 단면을 FE-SEM〔전해 방사형 주사 전자현미경: PHILIPS 사 제조〕을 사용하여 배율 1000 배로 관찰하고, 10㎛ 이상의 입자의 개수와 입자군의 개수를 측정하였다. 여기서, 입자 및 입자군의 개수는 시료의 압연 방향에 평행한 단면으로부터 관찰 면적이 2㎟ 가 되도록 복수의 관찰 시야를 무작위로 골라 관찰하고, 측정하였다. 또, 20㎛ 를 초과하는 입자는 관찰되지 않았다. 또한, 길이가 1.0㎜ 를 초과하는 입자군도 관찰되지 않았다. 입자 및 입자군의 성분이 Ni-Si 계 입자인 것을, 그 대표적 형태의 것을 FE-SEM 의 EDS [에너지 분산형 X 선 분석] 를 사용하여 분석함으로써 확인하였다. The cross section parallel to the rolling direction was mirror-finished by mechanical polishing using diamond abrasive grains having a diameter of 1 µm, and then immersed for 2 minutes while stirring in an aqueous ferric chloride solution at 20 ° C. and 47 ° Be (Bome). By this etching treatment, the Cu base was dissolved, and the Ni-Si-based particles melted and remained. This cross section was observed by 1000 times the magnification using FE-SEM (electrolytic radial scanning electron microscope: PHILIPS Corporation make), and the number of particle | grains and the number of particle | grain groups of 10 micrometers or more were measured. Here, the number of particles and particle groups were randomly selected and observed from a plurality of observation fields so that the observation area was 2 mm 2 from a cross section parallel to the rolling direction of the sample. Moreover, the particle | grains exceeding 20 micrometers were not observed. Moreover, the particle group whose length exceeds 1.0 mm was not observed. It was confirmed by analyzing that the particle | grains and the component of a particle group are Ni-Si type | system | group particle | grains using the EDS [energy dispersion type X-ray analysis] of FE-SEM.

(2) 굽힘 가공성 (2) bending workability

도 4 에 나타내는 바와 같이, 굽힘축이 압연 방향과 평행 방향이 되도록 방향 (Bad Way) 으로, 굽힘 반경 0.15㎜ 인 한쪽 90도의 반복 굽힘을 실시하여, 왕복을 1 회로 세는 방법으로 파단되기까지의 횟수를 세었다. 시험을 5 회 실시하고, 5 회의 평균을 구하였다. As shown in FIG. 4, the number of times until the bending shaft is broken by a method of counting one round trip in one direction with a bending radius of 0.15 mm in the direction (Bad Way) so as to be parallel to the rolling direction. Counted. The test was carried out five times and an average of five times was obtained.

(3) 땜납 젖음성 (3) solder wettability

폭 10㎜ 의 가늘고 긴 형상의 시험편을 채취하고, 표면을 아세톤 탈지하여 10vol% 황산 수용액으로 산세척하였다. 그 후, 시료를 25% 로진-에탄올에 5초간 침지한 후, 땜납조 중에 10초간 침지하였다. 땜납의 조성은 60질량% Sn-40질량% Pb, 땜납의 온도는 230℃ 로 하고, 시료의 침지 깊이는 10㎜ 로 하였다. 땜납 침지 후의 시료 표면을 실체 현미경으로 관찰하면, 시료에 따라서는 땜납이 뭉친 점형상의 부위가 관찰되었다. 1000㎟ 의 면적 (시험편 5개의 표리분) 에 대하여, 이 땜납 뭉침부의 개수를 구하였다. The elongate test piece of width 10mm was extract | collected, the surface was acetone degreased, and it was pickled with 10vol% sulfuric acid aqueous solution. The sample was then immersed in 25% rosin-ethanol for 5 seconds and then immersed in the solder bath for 10 seconds. The composition of the solder was 60 mass% Sn-40 mass% Pb, the temperature of the solder was 230 degreeC, and the immersion depth of the sample was 10 mm. When the surface of the sample after solder immersion was observed with a stereoscopic microscope, a point-like site where solder was agglomerated was observed depending on the sample. The number of solder agglomerates was determined for an area of 1000 mm 2 (front and back of five test pieces).

(4) 응력 완화 특성 (4) stress relaxation characteristics

도 5 와 같이 폭 10㎜ X 길이 100㎜ 로 가공한 두께 t=0.15㎜ 의 시험편에 표점 거리 l=50㎜ 이고 높이 y0=20㎜ 의 굽힘 응력을 부하하고, 150℃ 에서 1000시간 가열 후의 도 6 에 나타내는 영구 변형량 (높이: y) 을 측정하여 응력 완화율 {(y-y1)(㎜)/(y0-y1)(㎜)]×100(%)} 을 산출하였다. 또, y1 은 응력을 부하하기 전의 초기의 휨의 높이이다. Fig. 5 shows a test piece with a thickness t = 0.15 mm and a bending stress of a mark distance l = 50 mm and a height y 0 = 20 mm, loaded at a width of 10 mm X length 100 mm as shown in Fig. 5 and heating at 150 ° C. for 1000 hours. The permanent deformation amount (height: y) shown in 6 was measured, and the stress relaxation rate {(yy 1 ) (mm) / (y 0 -y 1 ) (mm)] × 100 (%)} was calculated. Moreover, y 1 is the height of the initial curvature before loading a stress.

표 1 에서 알 수 있듯이, 본 발명에 의하면 Mg 를 첨가하지 않은 경우인 비교예의 N0.9 및 10 과 동등 또는 그 이상의 양호한 굽힘 가공성, 땜납 젖음성을 갖는 Cu-Ni-Si-Mg 계 구리 합금 스트립이 얻어졌다 [실시예 N0.1∼5].As can be seen from Table 1, according to the present invention, a Cu-Ni-Si-Mg-based copper alloy strip having good bending workability and solder wettability equivalent to or greater than N0.9 and 10 of the comparative example without Mg added is obtained. It was obtained [Examples N0.1 to 5].

한편, 비교예의 N0.6∼8 은 본 발명과 동일한 성분의 합금이지만 주형 소재, 주형 주입 온도의 영향으로 잉곳 조직이 충분히 작아지지 않고 입경 10㎛ 이상의 입자 및 Ni-Si 계 입자군의 개수가 2 개/㎟ 를 초과하여, 땜납 젖음성, 굽힘 가공성이 저하되었다. On the other hand, N0.6-8 of the comparative example are alloys of the same components as the present invention, but the ingot structure is not sufficiently small under the influence of the mold material and the mold injection temperature, and the number of particles having a particle diameter of 10 µm or more and the Ni-Si-based particle group is 2 It exceeded piece / mm <2>, and solder wettability and bending workability fell.

비교예인 N0.9 및 N0.10 은 Mg 를 첨가하지 않은 Cu-Ni-Si 합금이고, 각각 N0.5 및 N0.7 과 동일한 조건으로 잉곳을 제작하고 있는 Mg 를 첨가함으로써 입경 10㎛ 이상의 입자 및 Ni-Si 계 입자군의 개수가 증가한 것을 알 수 있다. 비교예 N0.9 및 N0.10 의 굽힘 가공성 및 땜납 젖음성은 Mg 를 첨가하고 있지 않기 때문에 입경 10㎛ 이상의 입자 및 Ni-Si 계 입자군의 개수가 2 개/㎟ 이하로 억제되어 양호했지만, Mg 를 첨가하고 있지 않기 때문에, 내응력 완화 특성의 면에서 실시예보다도 떨어졌다.Comparative examples N0.9 and N0.10 are Cu-Ni-Si alloys without adding Mg, and particles of 10 µm or more having a particle diameter of 10 µm or more by adding Mg producing ingots under the same conditions as N0.5 and N0.7, respectively, and It can be seen that the number of Ni-Si-based particle groups increased. The bending workability and the solder wettability of Comparative Examples N0.9 and N0.10 were good because Mg was not added, and the number of particles having a particle size of 10 µm or more and the Ni-Si-based particle group was suppressed to 2 / mm 2 or less, but was good. Since it did not add, it was inferior to an Example from the viewpoint of the stress relaxation resistance.

또, 일본 공개특허공보 2000-49369호에서는, 전체 입자의 크기를 10㎛ 이하로 하고, 또한 5∼10㎛ 크기의 개재물 개수를 50개/㎟ 로 규정하고 있다. 그리고, 이 상태를 얻기 위해, 열간 압연 가열 온도를 800℃ 이상, 종료 온도를 650℃ 이상으로 규정하고, 용체화 처리 온도는 800℃ 이상이 바람직한 것으로 하고 있다. 여기서, 본 발명의 N0.5 에 대해서 검토하면, 입경 10㎛ 이상의 Ni-Si 입자 개수는 1.0개/㎟ 이고, 또한 5∼10㎛ 의 입자 개수를 별도 측정한 결과, 60개/㎟ 였다. 이것은 열간 압연 온도와 용체화 처리 온도가 낮기 때문이다. 그러나, 주조 조건을 적정화하여 Ni-Si 입자의 분포를 조정함으로써 Ni-Si 입자의 개수는 많음에도 불구하고 양호한 땜납 젖음성과 반복 굽힘 가공성이 얻어지고 있다. In addition, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-49369 defines the size of all particles to be 10 µm or less, and the number of inclusions having a size of 5 to 10 µm is 50 pieces / mm 2. And in order to acquire this state, hot-rolling heating temperature is prescribed | regulated as 800 degreeC or more and end temperature as 650 degreeC or more, and the solution treatment temperature is supposed to be 800 degreeC or more. Here, when the N0.5 of this invention was examined, the number of Ni-Si particles of 10 micrometers or more of particle diameters was 1.0 piece / mm <2>, and when the particle number of 5-10 micrometers was measured separately, it was 60 pieces / mm <2>. This is because the hot rolling temperature and the solution treatment temperature are low. However, by optimizing the casting conditions to adjust the distribution of the Ni-Si particles, good solder wettability and repeated bending workability are obtained despite the large number of Ni-Si particles.

본 발명의 Cu-Ni-Si-Mg 계 구리 합금 스트립은, 제조비용을 높이는 원인이 되는 고온·장시간의 열간 압연을 필요로 하지 않고 양호한 강도, 도전성, 내응력 완화 특성, 굽힘 가공성, 에칭성, 젖음성, 도금성을 갖기 때문에 기술적 가치 및 실용성이 종래 기술보다도 높아, 리드 프레임, 단자, 커넥터 등에 사용되는 구리 합금으로서 적합하다.The Cu-Ni-Si-Mg-based copper alloy strip of the present invention does not require high temperature and long time hot rolling to increase manufacturing costs, and has good strength, conductivity, stress relaxation resistance, bending workability, etching resistance, Since it has wettability and plating property, technical value and practicality are higher than the prior art, and it is suitable as a copper alloy used for lead frames, a terminal, a connector, etc.

Figure 112005018893446-pat00001
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Claims (3)

1.0∼4.0질량% 의 Ni 를 함유하고, Ni 의 질량%에 대하여 1/6∼1/4 농도인 Si 를 함유하고, 0.05%∼0.3질량% 의 Mg 를 함유하고, 잔부가 Cu 및 불가피한 불순물로 이루어지는 구리기 합금으로서, 압연 방향에 평행한 단면에서 Ni-Si 계 화합물 입자가 이하의 (1) 및 (2) 의 분포 상태를 갖는 것을 특징으로 하는 Cu-Ni-Si-Mg 계 구리 합금 스트립.1.0 to 4.0% by mass of Ni, containing 1/6 to 1/4% of Si relative to the mass% of Ni, 0.05% to 0.3% by mass of Mg, and the remainder as Cu and unavoidable impurities A copper-based alloy made of Cu-Ni-Si-Mg-based copper alloy strip, wherein the Ni-Si-based compound particles have a distribution state of the following (1) and (2) in a cross section parallel to the rolling direction. (1) 입경이 10㎛ 이상 20㎛ 이하인 Ni-Si 계 화합물 입자가, 2 개/㎟ 이하이고,(1) Ni-Si type compound particle whose particle diameter is 10 micrometers or more and 20 micrometers or less is 2 pieces / mm <2> or less, (2) 입경이 2㎛ 이상 20㎛ 이하인 Ni-Si 계 화합물 입자로 구성되는 Ni-Si 계 입자군 중, 길이가 0.05㎜ 이상 1.0㎜ 이하인 Ni-Si 계 입자군의 개수가 2 개/㎟ 이하임.(2) Of the Ni-Si-based particle groups composed of Ni-Si-based compound particles having a particle diameter of 2 µm or more and 20 µm or less, the number of Ni-Si-based particle groups having a length of 0.05 mm or more and 1.0 mm or less is 2 pieces / mm 2 or less. being. 제 1 항에 있어서, 추가로 Sn, Zn, Ag 중 1 종류 이상을 총량으로 0.01∼2.0질량% 함유하는 것을 특징으로 하는 Cu-Ni-Si-Mg 계 구리 합금 스트립.The Cu-Ni-Si-Mg-based copper alloy strip according to claim 1, further comprising 0.01 to 2.0% by mass of at least one of Sn, Zn, and Ag in a total amount. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 합금 스트립을 가공하여 얻어지는 전자기기용 부품.The component for electronic devices obtained by processing the alloy strip of Claim 1 or 2.
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