JP2000239812A - 高強度・高導電性銅合金材の製造方法 - Google Patents
高強度・高導電性銅合金材の製造方法Info
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- JP2000239812A JP2000239812A JP11048061A JP4806199A JP2000239812A JP 2000239812 A JP2000239812 A JP 2000239812A JP 11048061 A JP11048061 A JP 11048061A JP 4806199 A JP4806199 A JP 4806199A JP 2000239812 A JP2000239812 A JP 2000239812A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 ４２合金に匹敵する約６２０ＭＰａ以上の引
張強度および６５％ＩＡＣＳ以上の高導電率を有してい
ると共に、製造が容易な高強度・高導電性銅合金材の製
造方法を提供するものである。 【解決手段】 ＦｅとＮｉの重量％の合計が０．３〜
１．０ｗｔ％、Ｐが０．０５〜０．３ｗｔ％、ＦｅとＮ
ｉの合計重量％とＰの重量％との比（（Ｆｅ＋Ｎｉ）／
Ｐ）が３〜１０、Ｆｅの重量％とＮｉの重量％との比
（Ｆｅ／Ｎｉ）が０．８〜１．２、Ｚｎが０．１〜１．
０ｗｔ％、残部が銅で構成される銅合金材を溶製した
後、その溶製後の銅合金材を８００〜９５０℃の溶体化
処理を施し、次に第１冷間加工、４００〜５５０℃×
０．５〜５ｈｒの第１時効処理、第２冷間圧延加工、３
００〜４５０℃×０．５〜５ｈｒの第２時効処理、加工
率４０％以上の第３冷間圧延加工を施すもの。
張強度および６５％ＩＡＣＳ以上の高導電率を有してい
ると共に、製造が容易な高強度・高導電性銅合金材の製
造方法を提供するものである。 【解決手段】 ＦｅとＮｉの重量％の合計が０．３〜
１．０ｗｔ％、Ｐが０．０５〜０．３ｗｔ％、ＦｅとＮ
ｉの合計重量％とＰの重量％との比（（Ｆｅ＋Ｎｉ）／
Ｐ）が３〜１０、Ｆｅの重量％とＮｉの重量％との比
（Ｆｅ／Ｎｉ）が０．８〜１．２、Ｚｎが０．１〜１．
０ｗｔ％、残部が銅で構成される銅合金材を溶製した
後、その溶製後の銅合金材を８００〜９５０℃の溶体化
処理を施し、次に第１冷間加工、４００〜５５０℃×
０．５〜５ｈｒの第１時効処理、第２冷間圧延加工、３
００〜４５０℃×０．５〜５ｈｒの第２時効処理、加工
率４０％以上の第３冷間圧延加工を施すもの。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高強度・高導電性
銅合金材の製造方法に係り、特に、半導体機器のリード
材、端子、コネクタなどに使われる高強度で高導電性の
銅合金材の製造方法に関するものである。
銅合金材の製造方法に係り、特に、半導体機器のリード
材、端子、コネクタなどに使われる高強度で高導電性の
銅合金材の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年におけるＩＣ・ＬＳＩの高集積化お
よび高速化の潮流は、半導体チップの発熱量増大の要因
となっており、現在、半導体パッケージの合理的な放熱
が問題となっている。
よび高速化の潮流は、半導体チップの発熱量増大の要因
となっており、現在、半導体パッケージの合理的な放熱
が問題となっている。
【０００３】半導体パッケージの放熱経路としては、絶
縁モールドを通しての放散や、積極的にヒートシンクを
取付けるといった方法の他、リード材を介して配線基板
に放熱することも考えられる。
縁モールドを通しての放散や、積極的にヒートシンクを
取付けるといった方法の他、リード材を介して配線基板
に放熱することも考えられる。
【０００４】リード材を介して配線基板に放熱する場
合、リード材自体の熱伝導率（導電率で評価可能）が高
いことが、直接、半導体パッケージの放熱性に影響して
くることになる。この方法による放熱を行う場合、従来
のリード材用合金である４２合金（Ｆｅ−Ｎｉ系合金）
は、導電率が約３％ＩＡＣＳと極めて低いため、半導体
パッケージの設計上で大きな問題となっている。
合、リード材自体の熱伝導率（導電率で評価可能）が高
いことが、直接、半導体パッケージの放熱性に影響して
くることになる。この方法による放熱を行う場合、従来
のリード材用合金である４２合金（Ｆｅ−Ｎｉ系合金）
は、導電率が約３％ＩＡＣＳと極めて低いため、半導体
パッケージの設計上で大きな問題となっている。
【０００５】したがって、リード材用合金としては、よ
り導電率の高い材料が求められており、４２合金から銅
合金への転換が行われている。この場合、銅合金に要求
される特性は、高導電率であると共に、一般的なリード
材としての特性を合わせ持っていること、かつ、４２合
金と同等の強度を有していることである。
り導電率の高い材料が求められており、４２合金から銅
合金への転換が行われている。この場合、銅合金に要求
される特性は、高導電率であると共に、一般的なリード
材としての特性を合わせ持っていること、かつ、４２合
金と同等の強度を有していることである。
【０００６】しかし、導電率が高い銅合金は熱放散性に
優れているものの、４２合金と比べると強度が比較的弱
い。ここで、２００ピンを越えるようなＬＳＩパッケー
ジが製造されるようになって以来、リード材の厚さはよ
り薄く、かつ、インナーリードおよびアウターリードの
幅はより細くしたいという需要・要求が強くなってお
り、リード材そのものの強度が重要視されている。
優れているものの、４２合金と比べると強度が比較的弱
い。ここで、２００ピンを越えるようなＬＳＩパッケー
ジが製造されるようになって以来、リード材の厚さはよ
り薄く、かつ、インナーリードおよびアウターリードの
幅はより細くしたいという需要・要求が強くなってお
り、リード材そのものの強度が重要視されている。
【０００７】このため、強度を高めた様々な銅合金の開
発がなされてきており、例えば、Ｃｕ−Ｓｎ系、Ｃｕ−
Ｎｉ−Ｓｉ系、Ｃｕ−Ｃｒ系などの合金が挙げられる。
発がなされてきており、例えば、Ｃｕ−Ｓｎ系、Ｃｕ−
Ｎｉ−Ｓｉ系、Ｃｕ−Ｃｒ系などの合金が挙げられる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ｓｎを
Ｃｕに固溶させて強度を高めたＣｕ−Ｓｎ系銅合金は導
電率が３０％ＩＡＣＳ程度しかなく、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ
系銅合金も導電率が５０％ＩＡＣＳ程度である。また、
Ｃｕ−Ｃｒ系銅合金においては、７０％ＩＡＣＳ以上の
高導電率が得られるものの、強度の点でやや不十分であ
り、かつ、Ｃｒが難溶解材であると共に、耐火材である
ＣとＣｒが反応し易いことから溶解・鋳造が困難である
という問題がある。
Ｃｕに固溶させて強度を高めたＣｕ−Ｓｎ系銅合金は導
電率が３０％ＩＡＣＳ程度しかなく、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ
系銅合金も導電率が５０％ＩＡＣＳ程度である。また、
Ｃｕ−Ｃｒ系銅合金においては、７０％ＩＡＣＳ以上の
高導電率が得られるものの、強度の点でやや不十分であ
り、かつ、Ｃｒが難溶解材であると共に、耐火材である
ＣとＣｒが反応し易いことから溶解・鋳造が困難である
という問題がある。
【０００９】そこで本発明は、上記課題を解決し、４２
合金に匹敵する約６２０ＭＰａ以上の引張強度および６
５％ＩＡＣＳ以上の高導電率を有していると共に、製造
が容易な高強度・高導電性銅合金材の製造方法を提供す
ることにある。
合金に匹敵する約６２０ＭＰａ以上の引張強度および６
５％ＩＡＣＳ以上の高導電率を有していると共に、製造
が容易な高強度・高導電性銅合金材の製造方法を提供す
ることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１の発明は、ＦｅとＮｉの重量％の合計が０．
３〜１．０ｗｔ％、Ｐが０．０５〜０．３ｗｔ％、Ｆｅ
とＮｉの合計重量％とＰの重量％との比（（Ｆｅ＋Ｎ
ｉ）／Ｐ）が３〜１０、Ｆｅの重量％とＮｉの重量％と
の比（Ｆｅ／Ｎｉ）が０．８〜１．２、Ｚｎが０．１〜
１．０ｗｔ％、残部が銅で構成される銅合金材を溶製し
た後、その溶製後の銅合金材を８００〜９５０℃に加熱
後、３００℃以下まで２５℃／ｍｉｎ以上の冷却速度で
冷却して溶体化処理を施し、その溶体化処理後の銅合金
材に、第１冷間圧延加工を施した後、４００〜５５０℃
×０．５〜５ｈｒ、好ましくは４５０〜５００℃×１〜
２ｈｒの第１時効処理を施し、その第１時効処理後の銅
合金材に、第２冷間圧延加工を施した後、３００〜４５
０℃×０．５〜５ｈｒ、好ましくは３５０〜４００℃×
１〜２ｈｒの第２時効処理を施し、最後に、その第２時
効処理後の銅合金材に、加工率４０％以上の第３冷間圧
延加工を施すものである。
に請求項１の発明は、ＦｅとＮｉの重量％の合計が０．
３〜１．０ｗｔ％、Ｐが０．０５〜０．３ｗｔ％、Ｆｅ
とＮｉの合計重量％とＰの重量％との比（（Ｆｅ＋Ｎ
ｉ）／Ｐ）が３〜１０、Ｆｅの重量％とＮｉの重量％と
の比（Ｆｅ／Ｎｉ）が０．８〜１．２、Ｚｎが０．１〜
１．０ｗｔ％、残部が銅で構成される銅合金材を溶製し
た後、その溶製後の銅合金材を８００〜９５０℃に加熱
後、３００℃以下まで２５℃／ｍｉｎ以上の冷却速度で
冷却して溶体化処理を施し、その溶体化処理後の銅合金
材に、第１冷間圧延加工を施した後、４００〜５５０℃
×０．５〜５ｈｒ、好ましくは４５０〜５００℃×１〜
２ｈｒの第１時効処理を施し、その第１時効処理後の銅
合金材に、第２冷間圧延加工を施した後、３００〜４５
０℃×０．５〜５ｈｒ、好ましくは３５０〜４００℃×
１〜２ｈｒの第２時効処理を施し、最後に、その第２時
効処理後の銅合金材に、加工率４０％以上の第３冷間圧
延加工を施すものである。
【００１１】請求項２の発明は、ＦｅとＮｉの重量％の
合計が０．３〜１．０ｗｔ％、Ｐが０．０５〜０．３ｗ
ｔ％、ＦｅとＮｉの合計重量％とＰの重量％との比
（（Ｆｅ＋Ｎｉ）／Ｐ）が３〜１０、Ｆｅの重量％とＮ
ｉの重量％との比（Ｆｅ／Ｎｉ）が０．８〜１．２、Ｚ
ｎが０．１〜１．０ｗｔ％、Ｍｇ又はＳｎ或いはＭｎか
ら選択される１種以上を合計して０．０１〜０．３ｗｔ
％、残部が銅で構成される銅合金材を溶製した後、その
溶製後の銅合金材を８００〜９５０℃に加熱後、３００
℃以下まで２５℃／ｍｉｎ以上の冷却速度で冷却して溶
体化処理を施し、その溶体化処理後の銅合金材に、第１
冷間圧延加工を施した後、４００〜５５０℃×０．５〜
５ｈｒ、好ましくは４５０〜５００℃×１〜２ｈｒの第
１時効処理を施し、その第１時効処理後の銅合金材に、
第２冷間圧延加工を施した後、３００〜４５０℃×０．
５〜５ｈｒ、好ましくは３５０〜４００℃×１〜２ｈｒ
の第２時効処理を施し、最後に、その第２時効処理後の
銅合金材に、加工率４０％以上の第３冷間圧延加工を施
すものである。
合計が０．３〜１．０ｗｔ％、Ｐが０．０５〜０．３ｗ
ｔ％、ＦｅとＮｉの合計重量％とＰの重量％との比
（（Ｆｅ＋Ｎｉ）／Ｐ）が３〜１０、Ｆｅの重量％とＮ
ｉの重量％との比（Ｆｅ／Ｎｉ）が０．８〜１．２、Ｚ
ｎが０．１〜１．０ｗｔ％、Ｍｇ又はＳｎ或いはＭｎか
ら選択される１種以上を合計して０．０１〜０．３ｗｔ
％、残部が銅で構成される銅合金材を溶製した後、その
溶製後の銅合金材を８００〜９５０℃に加熱後、３００
℃以下まで２５℃／ｍｉｎ以上の冷却速度で冷却して溶
体化処理を施し、その溶体化処理後の銅合金材に、第１
冷間圧延加工を施した後、４００〜５５０℃×０．５〜
５ｈｒ、好ましくは４５０〜５００℃×１〜２ｈｒの第
１時効処理を施し、その第１時効処理後の銅合金材に、
第２冷間圧延加工を施した後、３００〜４５０℃×０．
５〜５ｈｒ、好ましくは３５０〜４００℃×１〜２ｈｒ
の第２時効処理を施し、最後に、その第２時効処理後の
銅合金材に、加工率４０％以上の第３冷間圧延加工を施
すものである。
【００１２】上記数値範囲の限定理由を以下に説明す
る。
る。
【００１３】第１時効処理の処理温度および処理時間
を、４００〜５５０℃×０．５〜５ｈｒ、好ましくは４
５０〜５００℃×１〜２ｈｒと限定したのは、この範囲
よりも高温及び／又は長時間の場合、析出する化合物
（Ｆｅ−Ｐ化合物およびＮｉ−Ｐ化合物）が粗大化して
十分な強度が得られなくなるためである。また、この範
囲よりも低温及び／又は短時間の場合、化合物の析出が
十分に進行せず、十分な強度および導電率が得られなく
なるためである。
を、４００〜５５０℃×０．５〜５ｈｒ、好ましくは４
５０〜５００℃×１〜２ｈｒと限定したのは、この範囲
よりも高温及び／又は長時間の場合、析出する化合物
（Ｆｅ−Ｐ化合物およびＮｉ−Ｐ化合物）が粗大化して
十分な強度が得られなくなるためである。また、この範
囲よりも低温及び／又は短時間の場合、化合物の析出が
十分に進行せず、十分な強度および導電率が得られなく
なるためである。
【００１４】第２時効処理の処理温度および処理時間
を、３００〜４５０℃×０．５〜５ｈｒ、好ましくは３
５０〜４００℃×１〜２ｈｒと限定したのは、この範囲
よりも高温及び／又は長時間の場合、析出する化合物
（Ｆｅ−Ｐ化合物およびＮｉ−Ｐ化合物）が粗大化して
十分な強度が得られなくなるためである。また、この範
囲よりも低温及び／又は短時間の場合、析出物の生成が
十分に進行せず、十分な導電率が得られなくなるためで
ある。
を、３００〜４５０℃×０．５〜５ｈｒ、好ましくは３
５０〜４００℃×１〜２ｈｒと限定したのは、この範囲
よりも高温及び／又は長時間の場合、析出する化合物
（Ｆｅ−Ｐ化合物およびＮｉ−Ｐ化合物）が粗大化して
十分な強度が得られなくなるためである。また、この範
囲よりも低温及び／又は短時間の場合、析出物の生成が
十分に進行せず、十分な導電率が得られなくなるためで
ある。
【００１５】第３冷間圧延加工の加工率を４０％以上と
限定したのは、加工率が４０％未満の場合、十分な強度
が得られないためである。
限定したのは、加工率が４０％未満の場合、十分な強度
が得られないためである。
【００１６】以上の製造方法によれば、溶製後の銅合金
材に、順に、溶体化処理→第１冷間圧延加工→第１時効
処理→第２冷間圧延加工→第２時効処理→第３冷間圧延
加工を施すと共に、各熱処理の処理温度・時間および各
加工処理の加工率を所定の範囲に調整しているため、約
６２０ＭＰａ以上の引張強度および６５％ＩＡＣＳ以上
の高導電率を達成することができる。
材に、順に、溶体化処理→第１冷間圧延加工→第１時効
処理→第２冷間圧延加工→第２時効処理→第３冷間圧延
加工を施すと共に、各熱処理の処理温度・時間および各
加工処理の加工率を所定の範囲に調整しているため、約
６２０ＭＰａ以上の引張強度および６５％ＩＡＣＳ以上
の高導電率を達成することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適一実施の形態
を添付図面に基いて説明する。
を添付図面に基いて説明する。
【００１８】本発明者等が先に出願した発明（特願平１
０−２２５６９２号；以下、先願と呼ぶ）においては、
４２合金に匹敵する強度と６０％ＩＡＣＳ以上の高い導
電率を備えた高強度・高導電性銅合金が得られたが、引
張強度に多少のバラツキが見受けられた。
０−２２５６９２号；以下、先願と呼ぶ）においては、
４２合金に匹敵する強度と６０％ＩＡＣＳ以上の高い導
電率を備えた高強度・高導電性銅合金が得られたが、引
張強度に多少のバラツキが見受けられた。
【００１９】そこで、本発明者等が鋭意研究した結果、
先願と同組成の銅合金材に適正な熱処理および加工処理
等を施すことで、得られる銅合金材における引張強度の
再現性をより確実・良好にすることができるということ
を見出した。
先願と同組成の銅合金材に適正な熱処理および加工処理
等を施すことで、得られる銅合金材における引張強度の
再現性をより確実・良好にすることができるということ
を見出した。
【００２０】すなわち、本発明の高強度・高導電性銅合
金材の製造方法は、先ず、化学組成が、ＦｅとＮｉの重
量％の合計（以下、Ｆｅ＋Ｎｉと表示）が０．３〜１．
０ｗｔ％、Ｐが０．０５〜０．３ｗｔ％、ＦｅとＮｉの
合計重量％とＰの重量％との比（以下、（Ｆｅ＋Ｎｉ）
／Ｐと表示）が３〜１０、Ｆｅの重量％とＮｉの重量％
との比（以下、Ｆｅ／Ｎｉと表示）が０．８〜１．２、
Ｚｎが０．１〜１．０ｗｔ％、残部が銅で構成される銅
合金材を溶製する。
金材の製造方法は、先ず、化学組成が、ＦｅとＮｉの重
量％の合計（以下、Ｆｅ＋Ｎｉと表示）が０．３〜１．
０ｗｔ％、Ｐが０．０５〜０．３ｗｔ％、ＦｅとＮｉの
合計重量％とＰの重量％との比（以下、（Ｆｅ＋Ｎｉ）
／Ｐと表示）が３〜１０、Ｆｅの重量％とＮｉの重量％
との比（以下、Ｆｅ／Ｎｉと表示）が０．８〜１．２、
Ｚｎが０．１〜１．０ｗｔ％、残部が銅で構成される銅
合金材を溶製する。
【００２１】次に、溶製後の銅合金材を所定の形状に形
成した後、合金元素をＣｕマトリックス中に十分に固溶
させるべく、８００〜９５０℃に加熱後、３００℃以下
まで２５℃／ｍｉｎ以上の冷却速度で冷却して溶体化処
理を施す。
成した後、合金元素をＣｕマトリックス中に十分に固溶
させるべく、８００〜９５０℃に加熱後、３００℃以下
まで２５℃／ｍｉｎ以上の冷却速度で冷却して溶体化処
理を施す。
【００２２】加熱温度を８００〜９５０℃と高温に規定
し、冷却速度を２５℃／ｍｉｎ以上に規定することによ
って、冷却中に粗大な析出物が形成することを防いでい
る。
し、冷却速度を２５℃／ｍｉｎ以上に規定することによ
って、冷却中に粗大な析出物が形成することを防いでい
る。
【００２３】次に、溶体化処理後の銅合金材に、第１冷
間圧延加工を施した後、４００〜５５０℃×０．５〜５
ｈｒ、好ましくは４５０〜５００℃×１〜２ｈｒの第１
時効処理を施す。
間圧延加工を施した後、４００〜５５０℃×０．５〜５
ｈｒ、好ましくは４５０〜５００℃×１〜２ｈｒの第１
時効処理を施す。
【００２４】第１冷間圧延によって、銅合金材中に析出
物生成の起点となる格子欠陥が導入され、次の工程であ
る第１時効処理において微細析出物が生成するのを促進
する。また、第１時効処理によって、前工程の第１冷間
圧延時に導入された格子欠陥を起点とし、Ｆｅ−Ｐ化合
物およびＮｉ−Ｐ化合物が、Ｃｕマトリックス中に微細
な形状で析出し、強度および導電率の向上が図られる。
物生成の起点となる格子欠陥が導入され、次の工程であ
る第１時効処理において微細析出物が生成するのを促進
する。また、第１時効処理によって、前工程の第１冷間
圧延時に導入された格子欠陥を起点とし、Ｆｅ−Ｐ化合
物およびＮｉ−Ｐ化合物が、Ｃｕマトリックス中に微細
な形状で析出し、強度および導電率の向上が図られる。
【００２５】次に、第１時効処理後の銅合金材に、第２
冷間圧延加工を施した後、３００〜４５０℃×０．５〜
５ｈｒ、好ましくは３５０〜４００℃×１〜２ｈｒの第
２時効処理を施す。
冷間圧延加工を施した後、３００〜４５０℃×０．５〜
５ｈｒ、好ましくは３５０〜４００℃×１〜２ｈｒの第
２時効処理を施す。
【００２６】第２冷間圧延によって、銅合金材中に析出
物生成の起点となる格子欠陥が新たに導入され、次の工
程である第２時効処理において新たな微細析出物が生成
するのを促進する。また、第２時効処理によって、前工
程の第２冷間圧延時に導入された格子欠陥を起点とし、
第１時効処理時に析出しきれなかった合金元素（Ｆｅ−
Ｐ化合物およびＮｉ−Ｐ化合物）がＣｕマトリックス中
に微細な形状で析出し、更なる導電率の向上が図られ
る。
物生成の起点となる格子欠陥が新たに導入され、次の工
程である第２時効処理において新たな微細析出物が生成
するのを促進する。また、第２時効処理によって、前工
程の第２冷間圧延時に導入された格子欠陥を起点とし、
第１時効処理時に析出しきれなかった合金元素（Ｆｅ−
Ｐ化合物およびＮｉ−Ｐ化合物）がＣｕマトリックス中
に微細な形状で析出し、更なる導電率の向上が図られ
る。
【００２７】その後、第１時効処理および第２時効処理
により十分に導電率が向上した銅合金材に、加工率４０
％以上の第３冷間圧延加工を施すものである。この第３
冷間圧延加工の加工硬化によって、十分な強度向上が得
られる。
により十分に導電率が向上した銅合金材に、加工率４０
％以上の第３冷間圧延加工を施すものである。この第３
冷間圧延加工の加工硬化によって、十分な強度向上が得
られる。
【００２８】溶体化処理の加熱手段および第１〜第３冷
間圧延加工の加工手段としては、一般の溶体化処理およ
び冷間圧延加工に用いられるものであればよく、特に限
定するものではない。
間圧延加工の加工手段としては、一般の溶体化処理およ
び冷間圧延加工に用いられるものであればよく、特に限
定するものではない。
【００２９】第１冷間圧延加工の加工率は特に限定する
ものではないが、加工率が５０〜８０％が好ましく、特
に６０〜７０％が望ましい。
ものではないが、加工率が５０〜８０％が好ましく、特
に６０〜７０％が望ましい。
【００３０】第２冷間圧延加工の加工率は特に限定する
ものではないが、加工率が４０〜７０％が好ましく、特
に５０〜６０％が望ましい。
ものではないが、加工率が４０〜７０％が好ましく、特
に５０〜６０％が望ましい。
【００３１】本発明の高強度・高導電性銅合金材の製造
方法によれば、溶製後の銅合金材に施す溶体化処理の処
理温度と時間、時効処理の処理温度と時間、および冷間
圧延加工の加工率を、所定の範囲に調整しているため、
４２合金に匹敵する約６２０ＭＰａ以上の引張強度と、
６５％ＩＡＣＳ以上の高導電率の両方の達成が可能な銅
合金材を得ることができる。
方法によれば、溶製後の銅合金材に施す溶体化処理の処
理温度と時間、時効処理の処理温度と時間、および冷間
圧延加工の加工率を、所定の範囲に調整しているため、
４２合金に匹敵する約６２０ＭＰａ以上の引張強度と、
６５％ＩＡＣＳ以上の高導電率の両方の達成が可能な銅
合金材を得ることができる。
【００３２】また、銅合金材の組成中に溶解・鋳造が困
難なＣｒを含有していないため、製造が容易であり、製
造コストを低く抑えることができる。
難なＣｒを含有していないため、製造が容易であり、製
造コストを低く抑えることができる。
【００３３】さらに、本発明の製造方法で得られた高強
度・高導電性銅合金材を用いることで、放熱性に優れた
多ピンのリードフレームを低コストで作製することがで
き、ＩＣやＬＳＩの高集積化・高速化に大きく貢献す
る。
度・高導電性銅合金材を用いることで、放熱性に優れた
多ピンのリードフレームを低コストで作製することがで
き、ＩＣやＬＳＩの高集積化・高速化に大きく貢献す
る。
【００３４】次に、本発明の他の実施の形態を添付図面
に基いて説明する。
に基いて説明する。
【００３５】本発明の高強度・高導電性銅合金材の製造
方法においては、化学組成が、Ｆｅ＋Ｎｉが０．３〜
１．０ｗｔ％、Ｐが０．０５〜０．３ｗｔ％、（Ｆｅ＋
Ｎｉ）／Ｐが３〜１０、Ｆｅ／Ｎｉが０．８〜１．２、
Ｚｎが０．１〜１．０ｗｔ％、残部が銅で構成される銅
合金材を用いるものであった。
方法においては、化学組成が、Ｆｅ＋Ｎｉが０．３〜
１．０ｗｔ％、Ｐが０．０５〜０．３ｗｔ％、（Ｆｅ＋
Ｎｉ）／Ｐが３〜１０、Ｆｅ／Ｎｉが０．８〜１．２、
Ｚｎが０．１〜１．０ｗｔ％、残部が銅で構成される銅
合金材を用いるものであった。
【００３６】これに対して、本実施の形態の高強度・高
導電性銅合金材の製造方法においては、化学組成が、Ｆ
ｅ＋Ｎｉが０．３〜１．０ｗｔ％、Ｐが０．０５〜０．
３ｗｔ％、（Ｆｅ＋Ｎｉ）／Ｐが３〜１０、Ｆｅ／Ｎｉ
が０．８〜１．２、Ｚｎが０．１〜１．０ｗｔ％、Ｍｇ
又はＳｎ或いはＭｎから選択される１種以上を合計して
０．０１〜０．３ｗｔ％、残部が銅で構成される銅合金
材を用いるものである。この銅合金材を用いる以外、各
熱処理（溶体化処理および時効処理）の条件および各加
工処理の条件は、本発明と同じとする。
導電性銅合金材の製造方法においては、化学組成が、Ｆ
ｅ＋Ｎｉが０．３〜１．０ｗｔ％、Ｐが０．０５〜０．
３ｗｔ％、（Ｆｅ＋Ｎｉ）／Ｐが３〜１０、Ｆｅ／Ｎｉ
が０．８〜１．２、Ｚｎが０．１〜１．０ｗｔ％、Ｍｇ
又はＳｎ或いはＭｎから選択される１種以上を合計して
０．０１〜０．３ｗｔ％、残部が銅で構成される銅合金
材を用いるものである。この銅合金材を用いる以外、各
熱処理（溶体化処理および時効処理）の条件および各加
工処理の条件は、本発明と同じとする。
【００３７】本実施の形態の高強度・高導電性銅合金材
の製造方法においても、本発明と同様の効果を奏するこ
とは言うまでもなく、更に強度を高めることができると
いう新たな効果を発揮する。
の製造方法においても、本発明と同様の効果を奏するこ
とは言うまでもなく、更に強度を高めることができると
いう新たな効果を発揮する。
【００３８】
【実施例】（実施例１）Ｆｅが０．４ｗｔ％、Ｎｉが
０．４ｗｔ％、Ｆｅ＋Ｎｉが０．８ｗｔ％、Ｐが０．２
ｗｔ％、（Ｆｅ＋Ｎｉ）／Ｐが４、Ｆｅ／Ｎｉが１．
０、Ｚｎが０．３ｗｔ％、残部が無酸素銅で構成される
銅合金素材を、高周波溶解炉で溶製した後、鋳型に流し
込んで直径３０ｍｍ、長さ２５０ｍｍのインゴットを鋳
造する。
０．４ｗｔ％、Ｆｅ＋Ｎｉが０．８ｗｔ％、Ｐが０．２
ｗｔ％、（Ｆｅ＋Ｎｉ）／Ｐが４、Ｆｅ／Ｎｉが１．
０、Ｚｎが０．３ｗｔ％、残部が無酸素銅で構成される
銅合金素材を、高周波溶解炉で溶製した後、鋳型に流し
込んで直径３０ｍｍ、長さ２５０ｍｍのインゴットを鋳
造する。
【００３９】次に、このインゴットを８５０℃に加熱し
た後、押出加工を施して幅２０ｍｍ、厚さ８ｍｍの銅合
金板に形成する。その後、銅合金板に冷間圧延加工を施
して厚さ２．０ｍｍの銅合金薄板を形成する。
た後、押出加工を施して幅２０ｍｍ、厚さ８ｍｍの銅合
金板に形成する。その後、銅合金板に冷間圧延加工を施
して厚さ２．０ｍｍの銅合金薄板を形成する。
【００４０】その後、この銅合金薄板を９００℃に加熱
して１０ｍｉｎ保持した後、水中に投入すると共に室温
（約２５℃）まで約３００℃／ｍｉｎの冷却速度で冷却
して溶体化処理を施す。
して１０ｍｉｎ保持した後、水中に投入すると共に室温
（約２５℃）まで約３００℃／ｍｉｎの冷却速度で冷却
して溶体化処理を施す。
【００４１】次に、溶体化処理後の銅合金薄板に第１冷
間圧延加工を施して厚さ０．７ｍｍに形成した後、４７
０℃×２ｈｒの第１時効処理を施す。
間圧延加工を施して厚さ０．７ｍｍに形成した後、４７
０℃×２ｈｒの第１時効処理を施す。
【００４２】その後、第１時効処理後の銅合金薄板に第
２冷間圧延加工を施して厚さ０．３ｍｍに形成した後、
３８０℃×２ｈｒの第２時効処理を施す。
２冷間圧延加工を施して厚さ０．３ｍｍに形成した後、
３８０℃×２ｈｒの第２時効処理を施す。
【００４３】最後に、第２時効処理後の銅合金薄板に加
工率５０％の第３冷間圧延加工を施して厚さ０．１５ｍ
ｍに形成し、高強度・高導電性銅合金薄板を作製する。
工率５０％の第３冷間圧延加工を施して厚さ０．１５ｍ
ｍに形成し、高強度・高導電性銅合金薄板を作製する。
【００４４】（実施例２）Ｆｅが０．４ｗｔ％、Ｎｉが
０．４ｗｔ％、Ｆｅ＋Ｎｉが０．８ｗｔ％、Ｐが０．２
ｗｔ％、（Ｆｅ＋Ｎｉ）／Ｐが４、Ｆｅ／Ｎｉが１．
０、Ｚｎが０．３ｗｔ％、Ｍｇが０．０５ｗｔ％、Ｓｎ
が０．０５ｗｔ％、残部が無酸素銅で構成される銅合金
素材を用いる以外は、実施例１と同様にして、高強度・
高導電性銅合金薄板を作製する。
０．４ｗｔ％、Ｆｅ＋Ｎｉが０．８ｗｔ％、Ｐが０．２
ｗｔ％、（Ｆｅ＋Ｎｉ）／Ｐが４、Ｆｅ／Ｎｉが１．
０、Ｚｎが０．３ｗｔ％、Ｍｇが０．０５ｗｔ％、Ｓｎ
が０．０５ｗｔ％、残部が無酸素銅で構成される銅合金
素材を用いる以外は、実施例１と同様にして、高強度・
高導電性銅合金薄板を作製する。
【００４５】（比較例１）溶体化処理の処理温度を７５
０℃とする以外は、実施例１と同様にして、銅合金薄板
を作製する。
０℃とする以外は、実施例１と同様にして、銅合金薄板
を作製する。
【００４６】（比較例２）第１時効処理の処理温度を３
８０℃とする以外は、実施例１と同様にして、銅合金薄
板を作製する。
８０℃とする以外は、実施例１と同様にして、銅合金薄
板を作製する。
【００４７】（比較例３）第１時効処理の処理温度を５
７０℃とする以外は、実施例１と同様にして、銅合金薄
板を作製する。
７０℃とする以外は、実施例１と同様にして、銅合金薄
板を作製する。
【００４８】（比較例４）第２時効処理の処理温度を２
８０℃とする以外は、実施例１と同様にして、銅合金薄
板を作製する。
８０℃とする以外は、実施例１と同様にして、銅合金薄
板を作製する。
【００４９】（比較例５）第２時効処理の処理温度を４
７０℃とする以外は、実施例１と同様にして、銅合金薄
板を作製する。
７０℃とする以外は、実施例１と同様にして、銅合金薄
板を作製する。
【００５０】（比較例６）第３冷間圧延加工の加工率を
３０％とする以外は、実施例１と同様にして、銅合金薄
板を作製する。
３０％とする以外は、実施例１と同様にして、銅合金薄
板を作製する。
【００５１】実施例１，２の高強度・高導電性銅合金薄
板および比較例１〜比較例６の銅合金薄板の製造条件
（熱処理および加工処理）を表１に示し、実施例１，２
の高強度・高導電性銅合金薄板および比較例１〜比較例
６の銅合金薄板の特性（引張強さ（ＭＰａ）および導電
率（％ＩＡＣＳ））を表２に示す。
板および比較例１〜比較例６の銅合金薄板の製造条件
（熱処理および加工処理）を表１に示し、実施例１，２
の高強度・高導電性銅合金薄板および比較例１〜比較例
６の銅合金薄板の特性（引張強さ（ＭＰａ）および導電
率（％ＩＡＣＳ））を表２に示す。
【００５２】
【表１】
【００５３】
【表２】
【００５４】表２に示すように、本発明の製造方法によ
り作製された高強度・高導電性銅合金薄板においては、
いずれも、引張強さが６２０ＭＰａ（６２０ＭＰａ、６
４４ＭＰａ）以上、導電率が６５％ＩＡＣＳ（７０％Ｉ
ＡＣＳ、６８％ＩＡＣＳ）であった。
り作製された高強度・高導電性銅合金薄板においては、
いずれも、引張強さが６２０ＭＰａ（６２０ＭＰａ、６
４４ＭＰａ）以上、導電率が６５％ＩＡＣＳ（７０％Ｉ
ＡＣＳ、６８％ＩＡＣＳ）であった。
【００５５】これに対して、比較例１の銅合金薄板は、
導電率は７０％ＩＡＣＳと良好であるものの、溶体化処
理の処理温度が規定範囲より低い７５０℃であるため、
強度が不十分となり、引張強さが５７０ＭＰａであっ
た。
導電率は７０％ＩＡＣＳと良好であるものの、溶体化処
理の処理温度が規定範囲より低い７５０℃であるため、
強度が不十分となり、引張強さが５７０ＭＰａであっ
た。
【００５６】比較例２の銅合金薄板は、第１時効処理の
処理温度が規定範囲より低い３８０℃であるため、強度
がやや不十分、および導電率が不十分となり、引張強さ
が５８６ＭＰａ、導電率が５８％ＩＡＣＳであった。ま
た、比較例３の銅合金薄板は、導電率は７４％ＩＡＣＳ
と良好であるものの、第１時効処理の処理温度が規定範
囲より高い５７０℃であるため、強度が不十分となり、
引張強さが５３８ＭＰａであった。
処理温度が規定範囲より低い３８０℃であるため、強度
がやや不十分、および導電率が不十分となり、引張強さ
が５８６ＭＰａ、導電率が５８％ＩＡＣＳであった。ま
た、比較例３の銅合金薄板は、導電率は７４％ＩＡＣＳ
と良好であるものの、第１時効処理の処理温度が規定範
囲より高い５７０℃であるため、強度が不十分となり、
引張強さが５３８ＭＰａであった。
【００５７】比較例４の銅合金薄板は、引張強さは６２
４ＭＰａと良好であるものの、第２時効処理の処理温度
が規定範囲より低い２８０℃であるため、導電率があま
り良好ではなく、６０％ＩＡＣＳであった。また、比較
例５の銅合金薄板は、導電率は７４％ＩＡＣＳと良好で
あるものの、第２時効処理の処理温度が規定範囲より高
い４７０℃であるため、強度がやや不十分となり、引張
強さが５７８ＭＰａであった。
４ＭＰａと良好であるものの、第２時効処理の処理温度
が規定範囲より低い２８０℃であるため、導電率があま
り良好ではなく、６０％ＩＡＣＳであった。また、比較
例５の銅合金薄板は、導電率は７４％ＩＡＣＳと良好で
あるものの、第２時効処理の処理温度が規定範囲より高
い４７０℃であるため、強度がやや不十分となり、引張
強さが５７８ＭＰａであった。
【００５８】比較例６の銅合金薄板は、導電率は７０％
ＩＡＣＳと良好であるものの、第３冷間圧延加工の加工
率が規定範囲未満の３０％であるため、強度がやや不十
分となり、引張強さが５９６ＭＰａであった。
ＩＡＣＳと良好であるものの、第３冷間圧延加工の加工
率が規定範囲未満の３０％であるため、強度がやや不十
分となり、引張強さが５９６ＭＰａであった。
【００５９】本発明の製造方法により得られた高強度・
高導電性銅合金材は、小型・多ピンのリードフレーム材
として用いる以外に、約６２０ＭＰａ以上の引張強度お
よび６５％ＩＡＣＳ以上の高導電率が要求される部材、
例えば、半導体機器の端子材又はコネクタ材、電子機器
用材などにも適用することができることは言うまでもな
い。
高導電性銅合金材は、小型・多ピンのリードフレーム材
として用いる以外に、約６２０ＭＰａ以上の引張強度お
よび６５％ＩＡＣＳ以上の高導電率が要求される部材、
例えば、半導体機器の端子材又はコネクタ材、電子機器
用材などにも適用することができることは言うまでもな
い。
【００６０】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、溶製後の
銅合金材に施す溶体化処理の処理温度と時間、時効処理
の処理温度と時間、および冷間圧延加工の加工率を、所
定の範囲に調整することで、４２合金に匹敵する約６２
０ＭＰａ以上の引張強度と、６５％ＩＡＣＳ以上の高導
電率の両方の達成が可能な銅合金材を得ることができる
という優れた効果を発揮する。
銅合金材に施す溶体化処理の処理温度と時間、時効処理
の処理温度と時間、および冷間圧延加工の加工率を、所
定の範囲に調整することで、４２合金に匹敵する約６２
０ＭＰａ以上の引張強度と、６５％ＩＡＣＳ以上の高導
電率の両方の達成が可能な銅合金材を得ることができる
という優れた効果を発揮する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２２Ｆ 1/00 ６６１ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６６１Ａ ６８４ ６８４Ｃ ６８５ ６８５Ｚ ６９１ ６９１Ｂ ６９２ ６９２Ａ ６９４ ６９４Ａ
Claims (2)
- 【請求項１】ＦｅとＮｉの重量％の合計が０．３〜１．
０ｗｔ％、Ｐが０．０５〜０．３ｗｔ％、ＦｅとＮｉの
合計重量％とＰの重量％との比（（Ｆｅ＋Ｎｉ）／Ｐ）
が３〜１０、Ｆｅの重量％とＮｉの重量％との比（Ｆｅ
／Ｎｉ）が０．８〜１．２、Ｚｎが０．１〜１．０ｗｔ
％、残部が銅で構成される銅合金材を溶製した後、その
溶製後の銅合金材を８００〜９５０℃に加熱後、３００
℃以下まで２５℃／ｍｉｎ以上の冷却速度で冷却して溶
体化処理を施し、その溶体化処理後の銅合金材に、第１
冷間圧延加工を施した後、４００〜５５０℃×０．５〜
５ｈｒ、好ましくは４５０〜５００℃×１〜２ｈｒの第
１時効処理を施し、その第１時効処理後の銅合金材に、
第２冷間圧延加工を施した後、３００〜４５０℃×０．
５〜５ｈｒ、好ましくは３５０〜４００℃×１〜２ｈｒ
の第２時効処理を施し、最後に、その第２時効処理後の
銅合金材に、加工率４０％以上の第３冷間圧延加工を施
すことを特徴とする高強度・高導電性銅合金材の製造方
法。 - 【請求項２】ＦｅとＮｉの重量％の合計が０．３〜１．
０ｗｔ％、Ｐが０．０５〜０．３ｗｔ％、ＦｅとＮｉの
合計重量％とＰの重量％との比（（Ｆｅ＋Ｎｉ）／Ｐ）
が３〜１０、Ｆｅの重量％とＮｉの重量％との比（Ｆｅ
／Ｎｉ）が０．８〜１．２、Ｚｎが０．１〜１．０ｗｔ
％、Ｍｇ又はＳｎ或いはＭｎから選択される１種以上を
合計して０．０１〜０．３ｗｔ％、残部が銅で構成され
る銅合金材を溶製した後、その溶製後の銅合金材を８０
０〜９５０℃に加熱後、３００℃以下まで２５℃／ｍｉ
ｎ以上の冷却速度で冷却して溶体化処理を施し、その溶
体化処理後の銅合金材に、第１冷間圧延加工を施した
後、４００〜５５０℃×０．５〜５ｈｒ、好ましくは４
５０〜５００℃×１〜２ｈｒの第１時効処理を施し、そ
の第１時効処理後の銅合金材に、第２冷間圧延加工を施
した後、３００〜４５０℃×０．５〜５ｈｒ、好ましく
は３５０〜４００℃×１〜２ｈｒの第２時効処理を施
し、最後に、その第２時効処理後の銅合金材に、加工率
４０％以上の第３冷間圧延加工を施すことを特徴とする
高強度・高導電性銅合金材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04806199A JP3900733B2 (ja) | 1999-02-25 | 1999-02-25 | 高強度・高導電性銅合金材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04806199A JP3900733B2 (ja) | 1999-02-25 | 1999-02-25 | 高強度・高導電性銅合金材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000239812A true JP2000239812A (ja) | 2000-09-05 |
| JP3900733B2 JP3900733B2 (ja) | 2007-04-04 |
Family
ID=12792844
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04806199A Expired - Fee Related JP3900733B2 (ja) | 1999-02-25 | 1999-02-25 | 高強度・高導電性銅合金材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3900733B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009098810A1 (ja) * | 2008-02-08 | 2009-08-13 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | 析出硬化型銅合金条の製造方法 |
| JP2009221583A (ja) * | 2008-03-18 | 2009-10-01 | Kobe Steel Ltd | ダイシング加工性に優れるｑｆｎパッケージ用銅合金板 |
| JP2010285671A (ja) * | 2009-06-15 | 2010-12-24 | Hitachi Cable Ltd | 高強度高導電性銅合金とその製造方法 |
| JP2012001781A (ja) * | 2010-06-18 | 2012-01-05 | Hitachi Cable Ltd | 電気・電子部品用銅合金材、及びその製造方法 |
| CN106435249A (zh) * | 2016-12-07 | 2017-02-22 | 常州恒丰特导股份有限公司 | 一种多元微合金化高强高导铜合金及其制备工艺 |
| CN115044846A (zh) * | 2022-06-23 | 2022-09-13 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | CuCrSn合金及其变形热处理方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105039758B (zh) * | 2015-06-11 | 2017-05-17 | 大连理工大学 | 析出强化型高强高导CuZr合金及其制备方法 |
| CN109321779A (zh) * | 2018-10-26 | 2019-02-12 | 浙江星康铜业有限公司 | 一种抗折压的铜板材及其制备方法 |
-
1999
- 1999-02-25 JP JP04806199A patent/JP3900733B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| WO2009098810A1 (ja) * | 2008-02-08 | 2009-08-13 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | 析出硬化型銅合金条の製造方法 |
| JP4714943B2 (ja) * | 2008-02-08 | 2011-07-06 | 三井住友金属鉱山伸銅株式会社 | 析出硬化型銅合金条の製造方法 |
| JP2009221583A (ja) * | 2008-03-18 | 2009-10-01 | Kobe Steel Ltd | ダイシング加工性に優れるｑｆｎパッケージ用銅合金板 |
| JP2010285671A (ja) * | 2009-06-15 | 2010-12-24 | Hitachi Cable Ltd | 高強度高導電性銅合金とその製造方法 |
| JP2012001781A (ja) * | 2010-06-18 | 2012-01-05 | Hitachi Cable Ltd | 電気・電子部品用銅合金材、及びその製造方法 |
| CN106435249A (zh) * | 2016-12-07 | 2017-02-22 | 常州恒丰特导股份有限公司 | 一种多元微合金化高强高导铜合金及其制备工艺 |
| CN115044846A (zh) * | 2022-06-23 | 2022-09-13 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | CuCrSn合金及其变形热处理方法 |
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|---|---|
| JP3900733B2 (ja) | 2007-04-04 |
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