TW434324B - Copper alloy for electronic devices - Google Patents

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TW434324B
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semiconductor device
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TW86112865A
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Tatsuhiko Eguchi
Takao Hirai
Masaaki Kurihara
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Furukawa Electric Co Ltd
Shinko Electric Ind Co
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Description

經濟部中央標準局員工消費合作社印製 434324 A7 ________B7_ 五、發明説明q ) 技術領域 本發明係有關適合作爲電子機器用之導線(I c等之 半導體元件用導線架等),端子、連接器、開關等之構成 材料的銅合金’特別是有關導線架用銅合金,及由這種銅 合金所構成之導線架。 背景技術 電子機器用材料要求電、熱傳導性(導電率)、高強 度、Ag等之貴金屬之電鍍性或焊鍍性優異、焊接性優異 等,以往多使用鐵系材料及C u合金。 但是對於上述特性由於半導體機器之小型超薄化,高 .集成化,高密度化而要求愈來愈嚴格。 在這種狀態下,電子機器用材料改爲使用析出硬化型 之 Cu — Fe 系(1940)、Cu-Ni— Si 系( C7025)、Cu — Cr-Sn系等之銅合金。 這些銅合金爲了提高導電率而使用儘量降低添加元素 量,或儘量在低雜質量者。因此,蝕刻性雖優但冲孔加工 性不佳。 導線架材料等除了電視強度、耐熱性、電導性、及熱 傳導性之特性外,因有實施貴金屬(A g等)電鍍或焊镀
Q 因此,也重視電鍍性,焊接接合性,表面平滑性等的 特性。又爲確保由條狀及板狀形成導線架時之尺寸精度時 也要求良好的蝕刻性或冲孔加工性等之成形加工性,更進 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂-—^— -4 - 經濟部中央標率局員工消費合作社印製 434324 A7 ____B7 五、發明説明(2 ) 一步,考慮實用性等,價格低也是很重要的。 這些特性隨著近年之半導體機器之高集成化、小型化 、高功能化、低價格化等而要求愈來愈嚴苛。特別是近年 導線架之盛行多接腳(P i η )化、小型化、超薄化等爲 了確保高度之尺寸精度而極力要求具有良好成形加工性的 材料。 導線架之成形加工法係以冲孔加工法爲主流,由於近 年技術更新多接腳或微細間距之導線架之接腳雖較少,但 多列加工之矩陣狀之導線架等形成以冲孔加工來製造,材 料之冲孔加工性更加重要。又冲孔加工性對成本有利。 前述之C u _S η系合金及C u _F e系合金廣爲導 線架材料使用,但冲孔加工性稍差。特開平 1-162737號公報及特開平5-36878號公報 中揭示以冲孔加工性優之C u — Ζ η合金爲基礎之合來改 善該問題。 但前者公報所記載的材料之冲孔加工性雖優,但易發 生應力腐蝕'龜裂,而且,對於1 0 0支接腳以上之多腳導 線架則無法得到充分的冲孔成形性。又後者公報記載之材 料雖在C u — Ζ η系合金表面施予P d/N i電鍍改善應 力腐蝕龜裂性P d層昂貴,故僅施予約〇 . 〇 1 的厚 度時,無法得到足夠的耐蝕性,且導線進行彎曲加工時鍍 N i層產生龜裂,合金素材外露的部分會產生應力腐飩龜 裂。又銅合金本身之彎曲加工性也需改善。同時,100 支接腳以上之多腳導線架無法得到充分的冲孔加工性。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4规格(210_X297公Θ m- ^^1» I - - —1 ϊ ^i^\l ' ^^^1 In' .^ϋ HI HJ n^i ^^^1 ^^^1 lit L i > .-.'· (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 ^43^4 A7 ____ B7 五、發明説明(3 ) ' 發明之揭示 本發明之目的係提供一種熱·電.導性(導電率)、強 度、熱加工性、冲孔加工性、焊接性、及電鍍性等特性優 異之電子機器用銅合金。 本發明之其他目的係在於提供一種強度、導電性、彎 曲加工性、冲孔加工性、耐應力腐蝕龜裂性、及製造加工 性優異之半導體裝置之導線架用銅合金。 本發明之其他目的係在於提供藉由上述銅合金所構成 之導線架。 本發明之第一形態係提供一種電子機器用銅合金,其 特徵爲由含有Zn5〜42wt% ;及含有至少一種選自 由 Sn、Si、Al、Ni、Mn、.Ti、Zr、In、 Mg,〇 . 〇〇5 〜0 . 5wt% 之 Pb,及 0 . 005 〜0 . 5wt%之Te所成群總共爲0 · 1〜 更進一步,含有至少一種選自Bi、 Ca、 Sr及BaK 成群總共爲0 . 005〜3wt%;且剩餘部分由Cu及 不可避免之灘質所構成。 經濟部中央標準局K工消費合作社印製 (讀先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明之第2形態係提供一種半導體裝置之導線架用 銅合金,其特徵爲由含有ZnlO〜35wt%、 Sn 0 . 1〜2wt%,剩餘部分由Cu與不可避免之雜質所 構成之銅合金,其結晶粒度爲5〜3 5 。 本發明之第3形態係提供一種由含有Ζ η 1 〇〜3 5 wt%、SnO . 1〜2wt%,剩餘部分由Cu及雜質 所構成之銅合金構件表面上形成P d層之半導體裝置用導 本紙張尺度適用中國國家標準(CMS ) A4規格(210X29?公釐) -6 - 434324 Α7 Β7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明(4 ) 線架。 本 發 明 之 第 4 形 態 係 提 供 由 含有 Z η 1 0〜 3 5 w t % S η 0 • 1 2 W t % , 其 餘 部 分 由 C U及 雜 質 所構 成 之 銅 合金 、 結 晶 粒 度 爲 5 3 5 β m 之 銅 合金 JiMt 構 件 上形 成 P d 層 之 半 導 體 裝 置 用 導 線 架 0 以 上 第 1 4 之 發 明 中 理 想 之 銅 合金 係 由含有 Z η 1 0 3 5 W t %、s η 0 • 1 2 W t % , 至少 含有一 種 白 由 P d B i > S e T e C a 、 Sr .、 鈽 鋼合 金 所 成 群 共 計 0 • 0 0 1 0 • 5 W t % > 剩餘 部 分 由 C U 及 雜 質 所 構 成 者 0 更 理 想 之 銅 合金係 由 含有 Z η 1 0 3 5 W t % 、 S η 0 • 1 2 W t % y 至 少含有 一 種逯i 由 P d Λ B i S e T e > C a S r 、 姉鑭 合 金 所成 群 -F-f- 計 0 » 0 0 1 0 • 5 W t % > 更 至 少 含有 — 種 選自. 由 N i 、 S i C r 、 Z Γ 、 F e c 〇 、 Μη 、 A 1 . A g Μ g 所成群共計 0 • 0 0 1 1 w t %, 剩 餘 部分 由 C U 及 雜 質 所 構 成 之 銅 合金 結 晶 粒 度 爲 5〜 3 5 β m 者 0 實 施 例 本. 發 明 之 最 佳 形 態 首 先 說 明 本 發 明 之 第 1 形 態 之 電 子 機 BE 爺 用銅 合金 ο 此 電 子 機 器 用 銅 合 金 > 其 特 徵 係 由 含有 Ζ η 5 4 2 W t % t S η 、 S i > A 1 、 N i % Μ η X T i 、 Z r、 0 . 005〜0 . 5wt%之Te所成群共計〇 · 〇〇5 I n、Mg,0 . 005 〜0 . 5wt% 之 Pb ’ 及 (請先鬩讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 訂 張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 ^343 24 A7 ____B7___ 五、發明説明(5 ) 〜3wt%,剩餘部分由Cu及雜質所構成者。 以下說明本發明之第1形態之構成電子機器用銅合金 的各添加元素^ Ζ η爲提高冲孔加工性所添加,其含量限定爲5〜 42wt%的理由係因即使5wt%以下,超過42wt %也無法得到充分的冲孔加工性。5 w t %以下無法得到 充分的強度,超過42wt%時導電率、熱加工性、焊接 性、及電鍍性也降低,特別理想的Ζ η含量爲1 _ 5〜3 8 w t %。
Sn、Si、Al、Ni、Mn、Ti、Zr、In 、M g、P d、及T e係爲了提高強度、冲孔加工性、焊 接性、及電鍍性,其總共含量規定爲0 · 1〜3 w t %的 理由係0 . lwt%以下時,無法得到該結果,超過3 w t %時導電率及熱加工性會降低。 上述元素中P d、及T e係爲了改善熱加工後之氧化 皮膜除去時之切削加工性,其含量分別規定爲0.〇〇5 〜0.5wt%的理由係〇.〇〇5wt%以下時’無法 得到該結果,超過0 . 5 w t %時冲孔加工性會降低。 上述元素中 Sn、Si、Al、Ni、Mn、Ti、 Zr、 In、Mg之理想的添加量爲0.1〜2wt%。 B i、C a、S r、B a係爲了提高冲孔加工性及焊 .接性而添加的,其總共含量規定爲〇 . 〇 〇 5〜3 w t % 的理由係0 . 0 0 5 w t %以下時,無法得到該結果’超 過3 w t %時導電率及熬加工性會降低,這些單獨添加雖 本紙張尺度適用中國國家標準(C.NS ) A4規格(210 X 297公釐) --------、j裝——-----訂;--ί----X. > - 厂、 (諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 34 3 2 4 A7 B7 五、發明説明(6 ) 有效果但含有多個元素時,彼此會形成化合物,更提高效 果。 對於本發明之銅合金藉由電鍍或焊接Au、 Ag、 N i、P_ d,這些合金更提高焊接性,耐應力腐蝕龜裂性 本發明之銅合金特別適用於半導體裝置之導線架。即 本發明之第2形態係提供導線架用銅合金。 此導線架用銅合金係由含有Ζ η 1 〇〜3 5 w t %、 SnO . 1〜2wt%,剩餘部分由Cu及雜質所構成之 銅合金、結晶粒度爲5〜3 5 /im者,理想的結晶粒度爲 1 0 〜3 0 β m。 更理想之銅合金係由含ZnlO〜35wt%、 Sn 0.1〜2wt%,至少含有一種選自由Pb、 Bi、
Se、 Te、 Ca、 Sr、鈽鑭合金所成群共計 Q.001〜05wt%,剩餘部分由Cu及雜質所構 成之銅合金、結晶粒度爲5〜3 5 a.m者。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 更理想之銅合金係由含有Ζ η 1 〇〜3 5w t %、 Sn〇.1〜2wt%,至少含有一種選自由Pb、 Bi 、Se、Te、Ca、Sr、姉鑭合金所成群共計 0.001〜0·5wt%,更至少含有一種選自由Ni 、Si、Cr、Zr、Fe、Co、Mn、Al、Ag、 Mg所成群共計0 . 001〜lwt%,剩餘部分由Cu 及雜質所構成之銅合金、結晶粒度爲5〜35者。 本發明之第2形態之銅合金係以C u - Ζ η合金爲基 本紙張尺度逍用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X2.97公釐) -9- 434324 A7 _____B7_ 五、發明説明(7 ) 礎,藉由添加適量之S η及適當的調整結晶粒度以改善其 缺點之應力腐蝕龜裂性,其他S η可.提髙強度,適當調整 結晶粒度以改善彎曲加工性。 本發明之第2形態之銅合金中Ζ η極力降低冲孔加工 時產生毛邊或導線之扭曲、提高冲孔加工性。 其含量規定爲1 0〜3 5wt%的理由係1 Owt% 以下時,無法得到該結果,超過3 5wt%時產生0相, 影響冷加工性。 S η可提高強度,改善耐應力腐蝕龜裂性,其含量限 定爲0.1〜2wt%的理由係因0.lwt%以下無法 得到該效果,超過2 w t %時導電性及熱加工性會降低。 本發明之第2形態之銅合金中結晶粒度規定爲5〜 3 5 Mm的理由係5 以下或超過3 5 時無法得到 充分改善彎曲加工性及耐應力腐蝕龜裂性,結晶粒度係依 據 J I S-H0501 決定。 本發明之第2形態之銅合金中Pb、 Bi、 Se、 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) T e、C a _、S r、铈鑭合金有助於提高冲孔加工性,這 些元素之至少一種的含量共計限定爲0 . 00 1〜〇 . 5 wt%的理由係0.OOlwt%以下無法得到該效果’ 超過0.5wt%時熱加工性會降低。
Ni、Si、Cr、Zr、Fe、Co、Mn、A1 、A g、M g係藉由提高合金強度改善冲孔加工性,這些 元素之至少一種的含量共計限定爲◦. 00 1〜lwt% 的理由係0.OOlwt%以下無法得到該效果,超過1 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS > A4规格(210X297公釐) -10- 434324 A7 ___B7_ 五、發明説明(8 ) w t %時導電率及熱加工性會明顯降低》 .裝. 本發明之第2形態之銅合金中能有效提高導線架材料 或端子材料之強度及耐熱性之添加元素,例如Ti、 I n 、Ba、Sb、Hf、Be、Nb、Pd、B、P、c 等 ,在不會大幅降低導電率的範圍內例如可添加0 . 0〇 1 〜0 . 5wt%,又熔解鑄造時所混入之0及S的含量爲 5 0 p p m時,可具有良好的電鑛性、焊接性、焊接潤濕 性等的表面特性。 本發明之第3形態之半導體裝置用導線架,係由含有 Znl〇〜35wt%、 311〇.1〜2评1;%,剩餘部 分由C u及雜質所構成之銅合金構件表面上形成P d層。 銅合金構成元素及其作用如第2形態之銅合金,故說 明省略。 圖1係表示半導體裝置用導線架之平面圖。圖1中參 考數字1爲內導線、2爲外導線、3爲晶片墊片。內導線 1係於封裝後置於模具樹脂內,外導線2係外露於模具樹 脂的部分。晶片墊片3上搭載半導體晶片。 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 本發明之第3形態之半導體裝置用導線架中,銅合金 構件表面所形成之Pd層具有改善耐應力腐飿龜裂性、金 屬線連接性、焊接潤濕性的效果。前述P d層之層厚在 ◦ 0 1 ym以上時具有該效果。Pd層之厚度上限雖未 限定,但即使其厚度爲1 因其效果已達飽和,徒增加 工費及材料費而已。 本發明之第3形態之半導體裝置用導線架在銅合金與 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -11 - 434 3 2 4 A7 _____B7_____ 五、發明説明(9 )
Pd層間選自由Ni、Co、Ni— Co系合金、Ni — P d系合金群之至少一種形成層狀,.可改善耐應力腐蝕龜 裂性。又即使在高溫下組裝半導體裝置’因銅合金之C u 或Ζ η抑至熱擴散至P d層,而保持良好之金屬線連接性 及焊接潤濕性。藉由形成這種中間層可達到p d層薄但不 影響信賴度,且降低成本。前述中間層在〇 ·1 以上 時具有該效果。 本發明之第4形態係提供一種組合第2形態與第3形 態之半導體裝置用導線架。即,本發明之第4形態之半 導體裝置用導線架,其特徵係由含有Ζ η 1 0〜3 5 w t %、SnO . 1〜2wt%,剩餘部分由Cu及不可避免 之雜質所構成,其結晶粒度爲5〜35 之銅合金構件 表面上形成P d層。 銅合金之詳細說明同第2形態,關於銅合金構件上之 P d層說明同第3形態,因此,該說明省略。 以下藉實施例詳細說明本發明。 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 {請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 實施例1 以高頻熔解爐熔解下表1、 2所示之各種組成的合金 ,經鑄造得到3Omm厚、10〇mm寬、15〇mm長 的鑄塊。接著將此鑄塊以9 8 0 °C熱軋製成厚度1 0 m m .,削除表面之氧化皮膜後,冷軋製成各種厚度的素板,接 著在惰性氣氛中對於此素板施予4 5 0 °C X 2 h r之熱處 理,再冷軋熱成厚度0.15之板材。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -12- 4 34 3 2 4 A7 B7 五、發明説明(1〇 ) 表1
No Zn Sn,Si,Al,Ni,Mn,Ti,Zr,In,Mg,Pd,Te Bi,Ca,Sr,Ba 1 1 8 w t % Snl.6,Pb0.05wt% S r 0,0 2 w t % 2 18wt% Ti0.6wt% Cal.2wt% 本 3 1 9 w t % ZrO.5 wt% Bi0.02wt% 4 2 0 w t % M g 0 _ 5 w t % B i 2.0 w t % 發 5 1 9wt% Snl.O,Mnl,0,Te0.03wt% Sr0.04wt% 6 2 3 w t % Sil.2,In0.12wt% BiO. 12wt% 明 7 2 6 w t % Μ n 0.8 w t % B a 0.0 5 w t % 8 . 2 1 w t % Snl.B,Sil.0wt% Ca0.7wt% 例 9 23wt% Sn0.2,A11.2wt% S r 0.1 w t % 10 2 0 w t % Sn2.2,In0.5wt% B i 0.5 w t % 11 2 0 w t % Nil.7wt% B a 0.8 w t % (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -13- 4 2 3 4 3 4
7 B 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 五、發明説明(11 ) 表2
No Zn Sn,Si,Al,Ni,Mn,Ti,Zr,In,Mg,Pd,Te Bi,Ca,Sr,Ba 12 3 wt% 13 5 0 w t % 本 14 2 0 w t % Sn0.07wt% B i 0.01 w t % 15 20wt% Sn3.2wt% CaO.Ol wt% 發 16 2 0 w t % S n 1.2 w t % 17 2 0 w t % Si0.04,A10.04wt% Sr0.03wt% 明 18 20wt% Ni3,5wt% Ba0.02wt% 19 23wt% S n 1.5 w t % Bi3.5wt% 例 20 2 0 w t % Sil.5wt% Ca3.3wt% 21 22wt% Sn0.3,Ni0.7,In0.6wt% Sr3.2wt% 22 2 2 w t % S n 0.3 w t % C a 2.3 w t % B a2.1wt% 23 Gu-0.5 S i - 2.5 w t % 合金 習 wt % 知 24 Cu-2.3 Fe合金 例 wt % 檢查製得之各板材的導電率、抗拉強度、熱加工性、 冲孔加工性、焊接性、電鍍性。 導電率係依J I S — H—0 5 0 5測定,抗拉強度係 依據JIS — Z — 2241測定。 熱加工性係以目視觀察熱軋製後之表面龜裂。無龜裂 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (諳先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -14- 434 4 A7 B7 五、發明説明(12 ) 者舄〇,產生龜裂者爲X。 冲壓性係使用S K D 1 1製模具.將板材冲孔得到 QF p 1 6 0接腳型之導線架,測定內導線之段差來評價 。段差愈小表示冲壓性愈好。 焊接性係將共晶焊料(Pb-6 3wt%Sn)與板 材粘著,在大氣中以1 5 0 °C加熱1 0 0 0小時後,以 1 8 〇度之粘附彎曲及恢復原狀,以目視觀察恢復原狀部 &之前述共晶焊料之接合狀態來評價。無剝離者爲〇,剝 離者爲X。 電鍍性係電解脫脂後,以H 2 S 0 4 - Η 2 0 2溶液触 刻'浸漬於鍍銀浴,電鍍得到5 // m厚之A g,然後以 4 7 5°C加熱5分鐘,使用顯微鏡観察有無膨脹來評價。 無膨脹者爲〇,有膨脹者爲X。 結果如下列表3,表4所示。 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS > A4规格(210X297公釐) -15- 'Γ 4343^ Λ A7 B7 五、發明説明(13 ) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 表3 分 No 加工 導電 強度 延伸 熱加 衝壓 焊接 電鍍 類 率% 率% N/mm2 度% 工性 性 性 性 1 40 23 590 4 〇 0.3 〇 〇 2 40 39 530 4 〇 0.1 〇 〇 本 3 40 23 550 3 〇 0.2 〇 〇 4 25 39 540 4 〇 0.2 〇 〇 發 5 40 31 510 5 〇 0.2 '〇 〇 6 40 27 520 6 〇 0.2 〇 〇 明 7 50 21 650 5 〇 0,2 〇 〇 8 25 18 560 5 〇 0.2 〇 〇 例 9 60 23 620 6 〇 0.3 〇 〇 10 40 21 550 7 〇 0.3 〇 〇 11 25 21 680 5 〇 0.2 〇 〇 (注)丰內導線之段差、單位# m。 {讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度逋用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -16- 1 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 (434324 A7 B7 五、發明説明(14 ) 分 No 加工 導電 強度 延伸 熱加 衝壓 焊接 電鍍 類 率% 率% N/mm2 度% 工性 性 性 性 12 60 80 420 3 〇 2.5 〇 〇 13 40 15 760 7 X 1.2 X X 14 40 31 480 6 〇 1.2 X X 15 40 7 660 4 X 0.5 〇 X 16 40 26 650 3 〇 1.3 ..X 〇 17 40 29 490 7 〇 1.1 X X 18 25 B 560 3 X 0.5 〇 〇 19 25 10 520 7 X 0.1 〇 〇 20 25 9 560 3 X 0.1 〇 〇 21 40 7 570 7 X 0.1 〇 〇 22 40 10 580 3 X 0.1 〇 〇 習 23 40 45 670 12 〇 2.0 〇 〇 知 例 24 40 45 450 7 〇 1,5 〇 〇 (注)*內導線之段差、單位y m 如上述表3、表4得知試料No . 1〜1 1之板材對 於全調查項目皆顯示優異的特性。添加適量p b之試料 No·1’添加適量Te之試料No.5其熱軋材料之表 面切削良好。 本紙張尺度適用中國國家標準(C.NS ) A4规格(210X2^^7 ---I —----J 裝-- - - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -17- 4 343 2 4 A7 B7 五、發明説明(15 ) 比較例之試料N 〇 . 1 2因Ζ η較少,故冲孔加工性 差,強度也降低。 試料Ν ο · 1 3因Ζη多,故冲孔加工性差,而且, 導電率、熱加工性、焊接性、電鍍性降低。試料 No . 14因Sri較少,試料No · 17因Si與Α1較 少,故兩者之強度,冲孔加工性、焊接性皆降低。 試料No . 16皆不含有Bi、Ca、Sr、Ba其 中之一種,故冲孔加工性及焊接性差。 試料No.15之Sn含量多,試料No,18之 Ni含量多,試料No . 19因Bi含量多,試料No . 22因Ca之含量多,試料No.21因Sr的含量多, 試料No.22因Ca與Ba的含量多,故導電率皆下降 ,且熱加工時產生龜裂。 習知例之試料N 〇 · 2 3,2 4之冲孔加工性差。試 料N 〇 . 2 4之強度低。 依據ASTM方法(G3 7)檢查製得之板材的應力 腐蝕龜裂感受性。結果得知耐應力腐蝕龜裂性皆優良。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (讀先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 如上述,實施例1、2之電子機器用銅合金因電.熱 傳導性、強度、熱加工性、冲孔加工性、焊接性、電鍍性 優異,故非常適用於電子機器之高密度化,高集成化。本 發明特別適合於導線架,但用於端子、連接器、電極等, 其他之導電材料也具有相同的效果。因此,在工業上具有 顥著的效果= 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -18-
Ji .4 343 ^4 A7 ___ . —_B7___ 五、發明説明(16 ) 實施例2 以高頻熔解爐熔解下表5所示之各種組成的合金,再 以6 〇 °c /秒的冷卻速度鑄造得到3 0 0 m m厚、100 mm寬、15 0mm長的鑄塊。接表將此鑄塊以8 5 0°C 熱軋製成厚度1 2mm。其次將此熱軋材料兩面削成9 mm厚削除表面之氧化皮膜後,冷軋製成厚度1 . 2mm 。接著在惰性氣氛中對於以5 3 0 °C淬火1小時,接表冷 軋製成0 . 2 1 m m,接著在惰性氣氛中以5 3 0 °C淬火 1小時軋製成0 · 1 5 m m的板材。 比較例1 同實施例2的方法將下表6之組成的合金(No . 1 9〜2 3)加工成板材。 比較例2 除淬火條件外其餘同實施例2的方法將下表6之組成 的合金(No . 24,25)加工成板材。 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 (請先聞讀背面之注項再填寫本頁) 習知例1 同實施例2的方法將下表6之組成的合金(No . 2 6 )加工成板材。 以下述方法檢查製得之板材的結晶粒度、抗拉強度( T S )、導電率(E C )、彎曲加工性、冲孔加工性、耐 應力腐蝕龜裂性。結果如下表7、表8所示。表7、 8中 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -19- ^34324 A7 ______ 五、發明説明(17 ) 由Pb、 Bi、 Se、 Te、 Ca、 Sr、鈽鑭合金所成 群的元素爲第一群添加元素,由Ni.、Sr、Cr、Zr 、Fe、Co、Μη、Al、Ag、Mg所成群的元素爲 第二群添加元素。 各特性之測定方法如下述。
結晶粒度:以光學顯微鏡(2 0 0倍)觀察結晶組織 ,依據J I S— H0 5 0 1的切斷法來測定D 彎曲加工性:將板材切成1 0 m m寬、5 〇 m m長( 長度方向與軋製方向平行),再以彎曲半徑0.1mm進 行W彎曲,使用5 0倍之光學顯微鏡觀察彎曲部有無龜裂 。無龜裂或表面粗糙者爲〇,表面粗糙者爲△,產生龜裂 者爲X。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) Λ. 冲孔加工性:以SKD11製模具在板材上冲壓1 mmx 5mm之方孔,自第5 00 1次〜1 〇〇〇次冲孔 的試料隨意取出2 0個,測定試料之毛邊的大小。觀察冲 孔面,測定斷裂面之厚度a,計算試料之厚度b的破裂部 之比例(a / b ) X 1 0 0 %。此斷裂部比例爲冲孔加工 性之判斷標準之一,此比例愈大冲孔加工性愈好,冲孔之 良率愈高,且可進行精密加工。 耐應力腐蝕龜裂性(耐s C C性):自板材切得8 mm寬、5 〇mm長(長度方向與軋製方向平行)之抗拉 •試驗片,再依據j IS — C8306將之置於氨氣氛中, 此試料兩端掛置2 0 k g f/mm2之定荷重、測定斷裂 爲止的時間。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4规格(210X297公釐) -20- A7 4 343 2 4
7 B 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明(18 ) 抗拉強度(TS)、導電率(EC)係使用與實施例 1相同的方法。 表5 分 No Zn Sn 第一群添加元素(wt%) 第二群添加元素(wt%) 結晶 類 wt% wt% 松度 1 13 1.36 15 2 19 1.87 20 本 3 26 0.75 30 4 33 0.14 25 發 5 21 0.63 30 6 19 0.91 Pb0.02 30 明 7 20 0.72 BiO.003 20 8 20 1.22 Pb0.05 Bi0.02 20 例 9 18 0.47 Se0.18 Te0_09 35 10 25 0.23 MM0.08 Pb0.05 15 11 16 0.89 Ca0.05 Sr0.12 MM0.27 20 12 28 0.30 Pb0.03 NiO.42 SrO.l 10 13 18 1.55 Bi0.03 CaO.Ol Cr0.15 Zr0.09 A1 15 14 22 0.18 Te0.30 Ni0.05 FeO.lO Mn0.15 15 15 20 0.41 MM0.17 Ag0.003 10 16 31 1.29 Se0.24 SrO.Ol A10.04 Mg0.02 5 17 24 1.41 BiO.Ol Co0.ll Si0.03 5 18 21 0.86 Pb0.02 Si0.ll Ag0.42 15 (注)*單位;a m。 (諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(C.NS ) A4規格(2 Η) X 297公釐) -21 - 4 343 2 4 五、發明説明(19 )
表6 分 類 No Zn wt% Sn wt% 第一群添加元素 (wt%) 第二群添加元素 結 晶 (wt%) 粒度 比 19 7 0.43 ..........................ο ς 20 39 0.14 ΨΧ 例 21 19 2.22 __________________________ ☆ 5 22 20 0.57 Pb0.05Bi0.21 MM0.31 23 25 1.62 Te0.18 MM0.27 Fe0.67 Mn0.13 Mg0.330 24 30 0.27 ............................^ ※ 25 24 0.98 ..........................A〇 26 21 ..........................7S L· J (諳先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂; 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (注)☆Νο.ΙΘ〜23爲比較例1、 No . 24,25爲比較例2、 ※習知例、*單位# m 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4规格(210X 297公釐) -22- 4 2 3 4 3 4
A
7 B 五、發明説明(20 ) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 表7 分 類 No Ts N/mm2 EC %IACS 彎曲加 工性 冲? L性 耐SCC 性斷裂 時間Η 製造加 工性 毛邊mm 斷裂部 比例% 1 540 30 〇 0.013 51 >500 良好 本 2 625 23 〇 0.011 54 >500 良好 3 559 28 〇 0.012 51 >500 良好 發 4 526 28 〇 0.013 52 >500 良好. 5 545 29 〇 0.014 50 >500 良好 明 6 560 27 〇 0.007 58 >500 良好 7 558 29 〇 0.006 64 >500 良好 例 8 581 25 〇 0.004 61 >500 良好 9 536 30 〇 0.003 62 >500 良好 10 524 29 〇 0.004 60 >500 良好 11. 552 28 〇 0.001 64 >500 良好 12 512 24 〇 0.005 59 >500 良好 13 614 26 〇 0.004 61 >500 良好 14 539 28 〇 0.001 64 >500 良好 15 535 29 〇 0.002 62 >500 良好 16 627 24 〇 0.001 63 >500 良好 17 623 21 〇 0.005 58 >500 良好 18 573 23 〇 0.006. 58 >500 良好 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X2.97公釐) -23- r 434324 A7 B7 五、發明説明(21 ) 表8 分 類 No TS N/mm2 EC %IACS 彎曲加 工性 冲孔性 毛邊 斷裂部 高mm 比例% 耐SCC 性斷裂 時間Η 製造加 工性 比 19 448 41 〇 0.019 43 >500 良好 較 20 538 27 〇 0.013 52 >500 冷乳龜裂 例 21 643 ' 19 〇 0.010 55 >500 熱軋龜裂 ☆ 22 熱軋龜裂嚴重無法製造 23 631 11 Δ 0.001= 63 >500 熱軋龜裂 24 534 27 X 0.015 50 >500 良好 25 573 24 △ 0.018 44 >500 良 ※ 26 483 35 .〇 0.028 35 3 良好 (請先聞讀背面之注意事項再墙寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 (注)☆試料No.19〜23爲比較例1、 試料No . 24,25爲比較例2、 ※爲習知例 如上表7表8得知本發明例之試料No . 1〜1 8其 特性皆優異。 比較例之試料N 〇 . 1 9因Ζ η較少,習知例之試料 Ν 〇 . 2 6因未添加S η,故抗拉強度皆低,冲孔加工性 差,比較例之試料No . 20〜23係因Zn,Sn ’第 一群添加元素,或第二群添加元素其中之一種含量多’故 製造加工性差,特別是試料No.22之熱軋龜裂嚴重無 法製造。試料No . 24,25係因淬火條件不適當’結 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -24 - 434324 經濟部中夬標準局員工消費合作社印製 A7 ______B7____ 五、發明説明(22 ) 晶粒度在本發明之規定値外,彎曲加工性降低。 如上述實施例2之半導體導線架用銅合金係以冲孔加 工性優之C u _ Ζ η合金爲基礎,其中再添加適量的S η 等,且控制結晶粒度改善耐應力腐蝕龜裂性時,因此,強 度、導電性、彎曲加工性、冲孔加工性、耐應力腐蝕龜裂 性、製造加工性等優異,在工業上有顯著的效果。 實施例3 以高頻熔解爐熔解下表9所示之各種組成的合金,再 以6 °C/秒的冷卻速度鑄造得到3 Omm厚、2 0 0mm 寬、300mm長的鑄塊。接表將此鑄塊以850 °C熱軋 製成厚度1 2mm。將兩面削成0 . 9mm厚,削除表面 之氧化皮膜後,冷軋製成1 . 2 m m厚度後,接著在惰性 氣氛中以5 3 0 °C淬火1小時,接著冷軋成◦. 2 1mm 厚,然後,再於惰性氣氛中以5 3 0 °C淬火1小時軋製成 ◦ . 15mm厚的板材。 檢查製得之各板材的抗拉強度(TS),導電率( E C ),冲孔加工性。 由前述板材冲孔得到2 8 p i n D ί Ρ之導線架, 此導線架上電鍍0 · 5#m厚之Ν i ,其上再電鑛 0 · 0 1 # m厚之P d,檢查此導線架試料的耐應力腐飩 •龜裂性、耐蝕性,結果如下表1 0,1 1所示。 表9中Pb、 Bi、 Se、 Te、 Ca、 Sr、稀土 類元素群爲第1群添加元素,Ni、Si、Cr、Er、 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2I0X297公釐) — : ------.---(J裝------—訂.--------1 > - (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -25- 4 343 24 A7 B7 五、發明説明(23 )
Fr、Co、Μη、Al、Ag、Mg,群爲第 2 群添加 元素 耐應力腐蝕龜裂性之試驗方法同實施例1及實施例2 的方法。 耐蝕性:依據J I S — Z 2 3 7 1將耐應力腐蝕龜裂 性試驗所用之相同的試料進行2 4小時之鹽水噴霧試驗( 鹽水:5 % N a C 1 ,3 5 °C )後,目視觀察腐餽狀況。 未腐蝕者爲〇,若干腐飩者爲△,嚴重腐蝕爲X。 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁)
T
I 經濟部中央標率局貝工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -26- 4 34 3 2 /^ 五、發明説明(24 ) A7 B7 表9 No Zn Sn 第1群添加元素/第2群添加元素wt% 備考 1 21 0.14 ......../........ 無添加元素 本 2 19 0.85 ......../........ 發 3 26 1.72 ......../........ 明 4 33 0.58 Bi0.003 Pb0.06/........ 第1群添加 例 5 21 0.63 Pb0.15/........ 元素 6 19 0.91 Se0.21 TeO.O/........ 7 20 0.72 Pb0.21 Ca0.19 Sr0.07/........ 8 20 1.22 MM0.21/........ 9 18 0.47 Pb0.17/Ag0.003 第1群及第 10 26 0.35 Bi0.02 Ca0.ll/Ni0.39 SiO.12 2群添加元 11 13 1.87 Se0.13 Te0.27/Cr0.12 Zr0.09 A10.04 素 12 28 0.96 Pb0.14 Sr0.07/Mn0.43 Ag0.25 FeO.lO 13 19 1.34 MM0.03/Mg0‘40 C〇0.09 14 5 0.14 ......../........ 比 15 39 '0.88 ......../........ 16 25 0.07 _·.·/........ 較 17 30 2.32 ......../........ 18 21 1.03 Pb0.09Se0.13MM0.36/........ 例 19 31 0.57 ΒΪ0.004 Ca0.ll/Si0.64 Mg0.51 20 21 ......../........ 習知例 C注)*單位w t % (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS > A4規格(210X297公釐) -27- 4 34 3 2 4 A7 B7 五、發明説明(25 ) 表1 0 No TS EC 毛邊高 斷裂部 比例 m SCC 耐蝕性 製造性 1 518 3 1 0.013 5 2% >500 〇 良好 2 551 27 0.009 5 6% >500 〇 良好 本 3 628 24 0.007 58% >500 〇 良好 4 587 24 0.006 59% >500 〇 良好 發 5 543 27 0.003 65% >500 〇. 良好 6 558 25 0.002 67% >500 〇 良好 明 7 548 26 0.002 68% >500 〇 良好 8 584 23 0.006 61% >500 〇 良好 例 9 530 28 0.003 65% >500 〇 良好 10 602 24 0.004 63% >500 〇 良好 11 591 20 0.002 67% >500 〇 良好 12 633 17 0.004 62% >500 〇 良好 13 609 19 0.005 61% >500 〇 良好 (諳先閔讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製
(注)單位T S 爲 N / m m 2、 E C 爲 % I A C S、 毛邊高度爲ni in 耐S C C爲H r 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS > A4規格(210X297公釐) -28- 4 34 324 A7 _________________B7 五、發明説明(26 ) 表1 1 No TS EC 毛邊高 斷裂部 耐SCC 耐蝕性 製造性 比例 14 468 51 0.019 32% >500 〇 良好 比 15 632 23 0.010 55% >500 Δ 冷軋龜裂 16 533 28 0.010 56% 18 X 良好 較 17 640 16 0.008 57% >500 〇 熱軋龜裂 18 熱軋龜裂嚴重無法製浩 例 19 655 14 0.006 61% >500 〇 熱軋龜裂 # 20 504 32 0.021 35% 3 X 良好 (注)單位:TS爲N/mm2、 (請先聞讀背面之注$項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印聚 E C 爲 % I a C S、 毛邊高度爲m m、 耐S C C爲H r、 # :習知例 由表2、3得知本發明例之試料n ο . 1〜1 3之冲 孔加工性(毛邊高度、斷裂部比例)、及耐蝕性等之各種 特性皆優異。 而比較例之試料N 〇 . 1 4因Ζ η較少,故抗拉強度 低,且冲孔加工性差。試料Ν ο _ 1 5因Ζ η較多,故耐 蝕性差,且冷軋製時產生龜裂。試料No · 16因Sn較 少,故耐應力腐蝕龜裂及耐蝕性差。 試料No.17因Sn多,故導電率低,且熱軋製時 本紙張尺度逋用中國國家標準(CNS ) A4規格(2丨OX297公釐} -29- 4 34 3 2 4 A7 ____37______ 五、發明说明(27 ) 產生龜裂。試料No.18因第1群添加元素多,故熱軋 製時產生嚴重龜裂,無法製造。試料No·19因第2群 添加元素多’故導電率降低’且熱軋製時產生龜裂。試料 No . 2 0爲以往的Cu — Zn合金,故抗拉強度、冲孔 加工性、耐應力腐蝕龜裂性、耐蝕性差。 實施例4 在實施例3所用之試料No.5之板材上以電鍍法形 成各種的金屬層,當作試料,並檢査此試料之金屬線連接 性及焊接潤濕性。結果如下表1 2所示。 金屬線連接性:前述試料上連接1 0 0支之3 0 的金線,測試所有1 0 0支的金屬線,金屬線部斷裂的支 數的比例爲金屬線斷裂率。金屬線斷裂率愈高表示連接性 愈佳。連接係使用全自動金屬線連接機,在荷重5 0 g, 超音波輸出0.1W,超音波外加時間30msec ,載 物台溫度2 4 0 °C的條件下進行。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (諳先聞讀背面之注$項再填寫本頁) 焊接潤’濕性:將前述試料置於加熱至2 5 0 °C之加熱 盤上3分鐘後,以Meniskograph法在下述條件測定焊接潤 濕性。 使用焊料:Sn-4〇wt%pb,溫度:230°C ,浸漬速度:2 5 m m /斜,浸漬時間:1 0秒,助焊劑: ' R Μ A型之助焊劑。 本紙張尺度適用中國國家操準(CNS ) A4规格(210X297公釐) -30- 4 34 3 2 4 A7 _____B7 五、發明説明(28 ) 表1 2 No Pd層 中間層 金屬線斷 焊接潤濕 β m β m 裂率 秒時間 本 21 0.03 100 0.7 22 0.11 100 0.6 發 23 0.24 100 0.6 24 0.08 NiO.78 100 0.5 明 25 0.14 C〇0.53 100 0.5 26 0.37 Ni-Co/Ni:〇.2l/〇.49 100 0.4 例 27 0.07 Ni/Ni-Pd/Ni:〇.97/0.11/0.13 100 0.5 28 0.008 93 0.8 29 0.008 Nil.37 98 0.7 (請先閱讀背面之注$項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 由上述表1 2得知試料No . 2 1〜2 7皆形成 0 · 0 1 V m以上之P d層,且金屬線連接性及焊接潤濕 性皆優異。其中試料No.24〜27設置中間層,抑制 銅合金成分擴散至P d層中,故更提高焊接潤濕性。 試料No . 28,29其特性比其他試料稍差,係因 Pd層較薄的緣故。又試料No.29設置中間層,故特 性優於試料No . 28。 如上述,實施例3,4之導線架其冲孔加工性、耐蝕 性、耐應力腐蝕龜裂性、強度、導電性、製造加工性優異 ,在工業上具有顯著的效果。 本紙張尺度逍用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -31 - ^34 3 2 4 B7 五、發明説明(29 ) 實施例5 以高頻熔解爐熔解下表13、 14所示之各種組成的 合金,以6°C/秒的冷卻速度鑄造得到3 Omm厚、 200mm寬、300mm長的鑄塊。接著將此鑄塊以 8 5 〇°C熱軋製成厚度1 2mm,將兩面削成9mm厚削 除表面之氧化皮膜後,冷軋製成1 · 2mm厚度,接著在 惰性氣氛中以5 3 0 °C淬火1小時,接者冷軋製成 0 . 2 1 m m,接著在惰性氣氛中以5 3 0 °C淬火1小時 軋製成0.15m的板材。 檢查製得之各板材的抗拉強度(TS ),導電率( E C ),冲孔加工性》 由前述板材冲孔得到2 8 p i n D I Ρ之導線架’ 此導線架上電鍍0.5vm厚之Ni ,其上再電鍍 0 . 0 1 μιη厚之P d,檢查此導線架試料的耐應力腐蝕 龜裂性、耐蝕性,結果如下表1 5,1 6所示》 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 (諳先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 表 13 中 Pb、Bi、Se、Te、Ca、Sr、稀 土類元素群‘爲第1群添加元素,Ni、Si、Cr、Zr Fe、Co、Μη、Al、Ag、Mg,群爲第 2 群添加 元素。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐> -32- 43^ 3 2 4 at ___Ε. 五、發明説明(30 ) 表1 3 ~~ — No Zn Sn 第1群添加元素/第2群添加元素wt% 結晶 rite 1 21 0.14 ......../........ 15 jCi m ※ 2 19 0.85 ......../........ 15 u m 本 3 26 1.72 ......../........ 20 β m 4 33 0.58 Bi0.003 PbO.06/........ 25 β m 發 21 0.63 Pb0.15/ 15 u m 6 19 0.91 SeO.21TeO.08/........ 10 U m 明 7 20 0.72 Pb0.21 Ca0.19 Sr0.07/........ 10 β m 8 20 1.22 MM0.21/........ 20 β m 例 9 18 0.47 Pb0.17/Ag0.003 25 β m 10 26 0.35 Bi0.02 CaO.ll/NiO.39 SiO.12 10 β m 11 13 1.87 Se0.13 Te0.27/Cr0.12 Zr0.09 A1 0.0 5 β m 12 .28 0.96 PbO.14SrO.07/MnO.43 Ag0.25 FeO.lO 5 β m 13 19 1.34 MM0.03/Mg0.40 C〇0.09 10 β m (注)*單位wt%、 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) ※試料No . 1〜3無添加元素 試料No . 4〜8有第1群添加元素 試料No·9〜13有第1群及第2群添加元素 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -33- 434 3 2 4 A7 ___ _B7 五、發明説明(31 ) 表1 4 No Zn Sn 第1群添加元素/第2群添加元素wt% 結晶粒 度 14 5 0.14 ......../........ 25 β τη ※ 15 39 0.88 ......../........ 20 μ m 比 16 25 0.07 ......../........ 20 β m 較 17 30 2.32 ......../........ 20 β m 例 18 21 0.16 ......../........ 3 β m 19 20 0.15 ......../........ 40 /ζ m 20 21 1.03 Pb0.09 Se0.13 MM0.36/........ 15 # m 21 31 0.57 BiO.004 Ca0.ll/Si0.64 Mg0.51 20 ^ m # 22 21 ......../........ 40 // m (諳先聞讀背面之注意事碩再填寫本頁) 經濟部中夬標準局員工消費合作社印製 (注)* :單位w t %、 # :習知例 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -34- 4 2 3 4 3 4
A B 五、發明説明(32 ) 表1 5 No TS EC 毛邊高 度mm 斷裂部 比例% 彎曲加 工性 耐SCC 耐蝕性 製造性 1 519 31 0.013 52 〇 >500 〇 良好 本 2 551 28 0.009 57 〇 >500 〇 良好 3 627 24 0.007 58 〇 >500 〇 良好 發 4 588 24 0.007 58 〇 >500 〇 良好 5 543 26 0.004 63 〇 >500 〇 良好 明 6 554 24 0.003 65 〇 >500 〇 良好 7 549 26 0.002 67 〇 >500 〇 良好 例 8 586 23 0.006 60 〇 >500 〇 良好 9 528 29 0.002 66 〇 >500 〇 良好 10 601 25 0.004 63 〇 >500 〇 良好 11 593 20 0.003 64 〇 >500 〇 良好 12- 632 18 0.004 64 〇 >500 〇 良好 13 608 19 0.005. 61 〇 >500 〇 良好 (注)單位:TS爲N/mm2、 (請先閣讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 E C 爲 % I A C S、 耐S C C爲H r 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -35- 4 々 4 A7 —^____^ 五、發明説明(33 ) 表1 6 r— N〇 TS EC 毛邊高 斷裂部 彎曲加 耐SCC 耐餽性 製造性 度mm 比例% 工性 、— 14 468 50 0.018 42 〇 >500 〇 良好 比 15 634 22 0.011 55 Δ >500 Δ 冷軋龜裂 16 532 29 0.010 56 〇 18 X 良好 較 17 642 17 0.007 58 Δ >500 〇 熱軋龜裂 18 520 30 0.012 52 X >500 〇 良好 例 19 519 30 0.013 51 X >500 〇 良好 20 熱軋龜裂嚴重無法製得 21 657 15 0.006 60 Δ >500 〇 熱軋龜裂 井 22 506 32 0.021 35 X 3 X 良好 4 3 4 (諳先闖讀背面之注意事項再填寫本貫) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (注)單位:TS爲N/mm2、 E S 爲 % I A C S、 耐S C C爲H r # :習知例 由表1 5、1 6得知本發明例之試料No . 1〜1 3 之冲孔加工性(毛邊高度、斷裂部比例)、及耐蝕性等之 各種特性皆優異。 而比較例之試料No.14因Ζη較少,故抗拉強度 低,且冲孔加工性差。試料Ν ◦. 1 5因Ζ η較多,故耐 蝕性差,且冷軋製時產生龜裂。試料No.16因Sn較 少,故耐應力腐蝕龜裂及耐蝕性差。 本紙張尺度通用中ΪΪ家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) ' -36- A7 B7 4 34 3 2 4 五、發明説明(34 ) 試料Ν ο. 1 8因結晶粒度小,試料N 〇 . 1 9之結 晶粒度較大,故彎曲加工性皆差。因S η多,故導電率低 ,且熱軋製時產生龜裂。試料No.20因第1群添加元 素多,故熱軋製時產生嚴重龜裂,無法製造。試料 No.21因第2群添加元素多,故導電率降低,且熱軋 製時產生龜裂。試料No.22爲以往的Cu_Zn合金 ,故抗拉強度、冲孔加工性、耐應力腐蝕龜裂性、耐蝕性 差。 實施例6 在實施例5使用的試料N ◦. 5的板材上以電鍍法形 成各種的金屬層製作試料,並以金屬連結性與焊接潤濕性 檢查該試料。結果如表1 7所示= 試驗方法同上述實施例相同。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4规格(2丨0X297公釐) -37- Α7 Β7 五、發明説明(35 表1 7 No Pd層 β m 中間層β m 金屬線 斷裂率% 焊接潤濕 時間秒 31 0.03 100 0.7 本 32 0.12 100 0.6 33 0.29 釋·· 100 0.5 發 34 0.09 NiO.71 100 0.5 35 0.15 C〇0.59 100 0.4 . 明 36 0.44 Ni-Co/Ni:0.24/0.41 100 0.4 37 0.05 Ni/Ni-Pd/Ni:l.07/0.14/0.09 100 0.5 例 38 0.008 92 0.8 39 0.008 Nil.41 97 0.7 ^^1- I m — - - - --- 1 I -I - ........ - -. —i M. * -/ ...-.- ' (讀先鬩請背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 由上述表1 7得知試料No . 3 1〜3 7皆形成
0 . 0 1 // m以上之P d層,且金屬線連接性及焊接潤濕 性皆優異。其中試料N 〇 . 3 4〜3 7設置中間層,抑制 銅合金成分擴散至P d層中,故更提高焊接潤濕性D 試料N 〇 . 3 8 3 9其特性比其他試料稍差,係因 P d層較薄的緣故。又試料n 〇 . 3 9設置中間層,故特 性優於試料No . 38。 如上述,實施例5,6之導線架其冲孔加工性、耐蝕 性、耐應力腐蝕龜裂性、強度、導電性、製造加工性優異 ,在工業上具有顯著的效果。 .如上述說明,本發明之電子機器用銅合金因電·熱傳 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X2.97公釐) -38- 4 34 3 24 A7 B7_ 五、發明説明(36) 導性'、強度、熱加工性、冲孔加工性、焊接性、電鍍性優 ,故可適用於電子機器之高密度化、.高集成化。又,本發 明之半導體導線架用銅合金係以冲孔加工性優之C u — Ζ η合金爲基礎,再添加適量的S η等,或控制結晶粒度 改善耐應力腐蝕龜裂性等,故強度、導電性、彎曲加工性 、冲孔加工性,耐應力腐蝕龜裂性、製造加工性等優異, 在工業上具有顯著的效果》 本發明之導線架係冲孔加工性、耐蝕性、耐應力腐蝕 龜裂性、強度、導電性、製造加工性優異,在工業上具有 顯著的效果。 圖示之簡單說明 圖1係表示本發明之一實施例之半導體裝置用導線架 的平面圖。 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4规格(210X297公釐) -39-

Claims (1)

  1. fl - · ·· . -.. , A8 j; 4 34 3 2 4 骂 l -A ' - _ D8 ; I > 六、申請專利範圍 • 第861 12865號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 民國89年4月修正 1 · 一種電子機器用銅合金,其特徵爲由含有Ζ η 5 〜35wt%、Sn' Si、Al、Mn、Ti、Zr、 In、Mg、0.005 〜〇.5Wt% 之 P]D、及 0 · 005〜〇 . 5wt%之Te所成群共計〇 · 1〜 3wt%’更含有Bi、Ca、所成群共計 0 · 005〜3wt%,剩餘部分由Cu及雜質所構成者 〇 2.如申請專利範圍第1項之電子機器用銅合金,其 中由 Sn、 Si、Al、Ni、Mn、Ti、 Zr、 In 及M g所成群總共含有〇 . 1〜2 w t %。_ 3 .如申請專利範圍第1項之電子機器用銅合金,其 表面至少披覆一種由Au、Ag、Ni、P. d,這些的合 金及焊料所成群的金屬層。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 *如申請專利範圍第1項之電子機器用銅合金,其 係由含有 ΖηΓ〇 〜35wt%、S.nO.l 〜2wt% ,剩餘部分由C u及雜質所構成,結晶粒度爲5〜3 5 # m之導線架用者。 5 .如申請專利範圍第4項之電子機器用銅合金,其 中更進一步含有至少一種選自由Pb、 Bi、 Se、 Te 、Ca、Sr、鈽鑭所成群共計0.001〜〇.5wt %。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS>A4規格(210 X 297公釐) -> 如880808 I 434324 ~、申請專利範圍 6 .如申請專利範圍第5項之電子機器用銅合金,其 中更進一步含有至少一種·選自由N. i、Si、Cr、ΖΓ 、Fe、Co' Μη、Al、Ag、Mg 所成群共計 0 . 00l 〜Iwt%。 7.如申請專利範圍第4項之電子機器用銅合金,其 中更進一步含有至少一種選自由Ti、 In、 Ba、 Sb ' Hf' Be、 Nb、 Pd、 B, P及C所成群共計 0,001 〜Q . 8 . —種半導體裝置之導線架,其特徵係於由含有 Znl〇 〜35wt%、SnO.l 〜2wt%,剩餘部 分由C u及雜質所構成之銅合金構件表面上形成p d層。 9 如申請專利範圍第8項之半導體裝置之導線架, 其中Pd層具有〇.〇.1有〜lym。 1 0 ·如申請專利範圍第8項之半導體裝置之導線架 ’其中銅合金含有至少一種選自由Pb、 Bi、 Se、 Te、Ca、Sr、铈鑭所成群共計0.001〜0.5 w t %。 11.如申請專利範圍第1〇項之半導體裝置之導線 架’其中銅合金含有至少一種選自由Ni、 Si、 Cr、 Zr、Fe、 Co、Μη、Al、Ag、Mg 所成群共計 0 . 0〇1 〜Iwt%。 1 2 _如申請專利範圍第8項之半導體裝置之導線架 ’其中銅合金含有至少一種選自由Ti、 In、 Ba、 Sb、 Hf、 Be、 Nb、 Pd、 B、 P及C所成群共計 :--------裝--------訂---------絲 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員Η消費合作社印制衣 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇X 297公釐) •7r 43^324 AS B8 C8 D8 六、申請專利範圍 〇 . 001 〜0 . 5wt%。 13·如申請專利範圍第8項之半導體裝置之導線架 ’其中銅合金構件與P d層之間瑕成至少一種選自由n i 、Co、Ni - Co系合金、Ni— Pd系合金所成群的 中間層。 1 4 .如申請專利範圍第1 3項之半導體裝置之導線 架’其中間層具有0 _ 1/zm以上的厚度。 1 5 .如申請專利範圍第8項之半導體裝置之導線架 ’其中該銅合金的結晶粒度爲5〜3 5 //ηι。 16.如申請專利範圍第15項之半導體裝置之導線 架’其中P d層具有〇 . 〇 1〜1 的厚度® 1 7 .如申請專利範圍第1 5項之半導體裝置之導線 架,其中銅合金更含有至少一種選自由Pb、Bi、S e 、丁 e、Ca、Sr、鈽鑭所成群共計〇·〇〇1〜 0 . 5 w t %。 18.如申請專利範圍第17項之半導體裝置之導線 架,其中銅合金含有至少一種選自由Ni、 Si、 Cr、 Zr、Fe、Co、Μη、Al、Ag、.Mg 所成群共計 0-001 〜lwt%。 19·如申請專利範圍第15項之半導體裝置之導線 架,其中銅合金含有至少一種選自由Ti、 In、 Ba、 Sbi Hf、 Be、 Nb、 Pd、 B、 P及C所成群共計 0 . 001 〜0 . 5wt%。 2 〇 .如申請專利範圍第1 5項之半導體裝置之導線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 .. -蛑. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中® S家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -3- 4 3432 4 § _____ D8 六、申請專利範圍 架,其中銅合金構件與P d層之間形成至少一種選自由 Ni、C0、Ni-Co系合金、Ni— Pd系合金所成 群的中間層。 2 1 .如申請專利範圍第2 〇項之半導體裝置之導線 架’其中間層具有〇.l;zm以上的厚度。 ------^--------裝--------訂---------絲 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本纸張尺度適用申國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -4-
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