JP3344687B2 - リードフレーム用銅合金 - Google Patents
リードフレーム用銅合金Info
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Description
理性に優れる半導体の高導電性リードフレーム用銅合金
に関するものである。
Fe−0.03mass%P−0.13mass%Z
n)は強度と導電性に優れ、且つ、耐熱性が良好なため
半導体リードフレーム用の銅合金材料として広く用いら
れている。
4合金はCuへの固溶限を越えるFeを含有するため、
連続あるいは半連続鋳造にて作製した鋳塊中には、溶
解、鋳造の過程で生じた多くのFeに富む晶出物や析出
物(以下、Fe粒子という)が存在する。これらのFe
粒子は熱間加工や熱処理の加工工程を経過しても消失す
ることが少ないため、最終製品にも残存しやすい。そし
て、これらのFe粒子は、母相のCuに比べて電気化
学的に電位が低いため水溶液と接触するとイオン化して
溶出しやすい、Hv:400〜1000と銅の母相
(Hv:100)と比べて非常に硬いなどの特徴を有す
る。
粗大化しやすく、特に10μm以上にもなるFe粒子が
母相中に多く存在すると、これらは強化に寄与しないば
かりか次のような問題を引き起こす。 製造時の酸洗あるいはCu又はAgめっきの前処理時
の酸洗においては、このFe粒子が優先的に溶出してそ
の跡に腐食孔が形成され、その後Cu又はAgめっきが
行われ、熱が加わると腐食孔内に閉じ込められた水分が
加熱によって水蒸気となり膨張するため、めっきの膨れ
又はめっき膜の破壊が発生し、半導体の組立に不適合と
なる。 リードフレームをプレス打ち抜き加工する際、打ち抜
き具の寿命を短くしたり、場合によっては工具が破損し
たりすることがある。
びプレス打ち抜き性の問題点に鑑みてなされたものであ
り、従来のCDA194合金と同等の物理的性質及び機
械的性質をもち、かつCDA194合金よりもめっき性
及びプレス打抜性が改善されたリードフレーム用銅合金
を提供することを目的とする。
ば、先に述べたように、CDA194合金のめっき性及
びプレス打ち抜き性を阻害しているのは主として10μ
m以上の大きいFe粒子であり、これを所定数以下に制
限することでめっき性及びプレス打ち抜き性を改善でき
る。本発明はこの知見を元になされたものである。すな
わち、本発明に関わるリードフレーム用銅合金は、F
e:1.2〜2.2mass%、P:0.005〜0.
08mass%、Zn:0.1〜5.0mass%、残
部がCuと不可避不純物からなり、長径10μm以上の
Fe粒子の個数が0個/mm 2 であることを特徴とす
る。
由について説明する。 (Fe) 本発明の銅合金は母相中に微細に析出したFe粒子によ
って強化される。Feの含有量が1.2mass%未満
では、材料を時効処理してもFe粒子の析出量が少な
く、十分な強度が得られないため、Feの含有量は1.
2mass%以上必要である。一方、Feの含有量が
2.2mass%を越えると鋳塊の冷却を強化しても1
0μm以上のFe化合物が晶出しやすくなり、本発明の
目的であるFe晶出物の寸法と密度の目標を満足するこ
とが難しくなり、かつ凝固後の冷却中に強化に寄与しな
い粗大なFe化合物が析出しやすくなるため、Feの上
限値を2.2mass%とする。Fe含有量を下げ1.
2〜1.8%としたとき、Fe含有量が1.8%より多
いときに比べ粗大なFe粒子が晶出又は析出しにくく、
これを1個/mm2以下に制限することが比較的容易と
なる。
て除去するために0.005〜0.08mass%含有
させる。添加する0.005mass%未満では脱酸効
果は十分でない。また、0.08mass%を越えて鋳
塊中に残留するとCu+Cu3Pの低融点共晶による熱
間割れを起こし、また、Feの晶出物の寸法が粗大化し
やすく、かつその発生量も多くなるため好ましくない。
また、溶解、鋳造中に十分な脱酸がなされない場合は造
塊あるいは鋳塊の熱間圧延が困難となる。従って、Pの
含有量は0.005〜0.08mass%とする。
あり、含有量が0.1mass%未満ではこの様な効果
は少なく、また5.0mass%を越えて含有されても
その効果は飽和し、かえって溶融錫及びはんだの濡れ拡
がり性が劣化する。従って、Zn含有量は0.1〜5.
0mass%とする。
さと密度を上記のように規定した理由は、めっきの膨れ
とプレス金型の摩耗が、Fe粒子の粒子寸法10μm、
粒子密度5個/mm2を境にして特に激しくなるためで
ある。好ましくは粒子寸法10μm以上のFe粒子が1
個/mm2以下、さらに好ましくは0個/mm2であり、
これはFe含有量1.8%以下のとき達成しやすい。
の摩耗に対しては、Fe粒子は微細であるほど望まし
い。本発明では、Fe、Pの含有量を前述の範囲にする
ことで、10μm以上のFe粒子の低減に大きな効果が
あるが、さらにはCuの融点より100〜150℃程度
高温(1180〜1250℃)に保持して溶湯に添加し
たFeの完全溶解を計り、またその温度より溶湯及び凝
固後の鋳塊の急冷を行うとFe粒子の微細化にはより効
果がある。溶湯の冷却速度が小さいと、溶湯中で形成さ
れるFe粒子が凝集する時間が長くなるため、溶湯の冷
却速度は0.35℃/s以上であることが望ましい。ま
た、凝固物の冷却速度についても、冷却速度が小さいと
Feの析出物が大きくなるため、凝固後300℃まで2
℃/s以上で冷却することが望ましい。
金の実施例を説明する。表1に示す組成の銅合金を電気
炉にて大気中、木炭被覆下で溶解し、厚さ50mm、幅
80mm、長さ180mmの鋳塊を溶製した。次いで、
各鋳塊は900℃の温度より厚さ15mmまで熱間圧延
し、約700℃で水中に投入して急冷した。続いて、熱
延材の表面疵取りを行った後、冷間圧延にて、厚さ0.
45mmに調整し、550℃の温度で1時間保持後、冷
却途中で450℃の温度に4時間保持する2段熱処理を
行った。
らに厚さ0.25mmまで冷間圧延し、機械的性質及び
導電率の測定に供した。図1にこの冷延材の機械的性質
及び導電率を、表2に機械的性質、Fe粒子の形態、A
gめっき性及び耐食性を示す。その測定手順等は下記の
通りである。 (Fe粒子)冷延材の断面ミクロ組織を光学顕微鏡(倍
率×1000)で観察し、長径1μm以上の寸法のFe
粒子の数をカウントし、Fe粒子の大きさを長径10μ
m以上、3μm以上10μm未満、及び1μm以上3μ
m未満に分類し、それぞれ1mm2当りの個数を調べ
た。 (Agめっき性)Cu下地めっき:CuCN+KCN
浴、厚さ0.12μm→Agめっき:AgCN+KCN
浴、厚さ4μmの処理を行った後、大気中で450℃の
温度で5分間加熱し、Agめっき面のSEM観察によ
り、1mm2当りの加熱膨れ個数を調べた。 (耐食性)JISZ2371に準じて5時間露出する塩
水噴霧試験を行った後、表面の腐食状況を調べた。な
お、No.9の合金は脱酸不足により鋳塊中にブローホ
ールが多く加工できなかった。また、NO.7の合金は
熱間圧延にて割れが発生、同じく加工ができなかった。
従って、No.7及びNo.9については、熱間圧延後
の冷延、熱処理などの工程を行わなかった。
2%に満たないと引張強さ、耐力、硬さが十分でない。
表2の結果から、Fe含有量2.2mass%以下の合
金は長径10μm以上のFe粒子はなく、3〜10μm
及び1〜3μmの範囲のものもきわめて少ない。特にF
e含有量1.8mass%以下のものは1μm以上のF
e粒子の晶出又は析出がなかった。また、Fe含有量
2.2mass%以下の合金はAgめっき性、耐食性も
優れている。一方、Fe含有量2.2mass%を越え
る合金は、Fe粒子の大きさと個数(特に10μm以上
の個数)、Agめっき性及び耐食性の点で劣っている。
半導体の組立工程で多く用いられるAgめっき性に優
れ、又素材の耐食性も高く、信頼性の高い合金である。
従って、本発明合金によって、歩留り向上、コストダウ
ン等の効果が得られるものである。また、機械的特性は
従来のCDA194合金とほぼ同等である。
e含有量の関係を示す図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 Fe:1.2〜2.2mass%、P:
0.005〜0.08mass%、Zn:0.1〜5.
0mass%、残部がCuと不可避不純物からなり、長
径10μm以上のFe粒子の個数が0個/mm 2 である
ことを特徴とするリードフレーム用銅合金。 - 【請求項2】 Fe:1.2〜1.8mass%、P:
0.005〜0.08mass%、Zn:0.1〜5.
0mass%、残部がCuと不可避不純物からなり、長
径10μm以上のFe粒子の個数が0個/mm 2 である
ことを特徴とするリードフレーム用銅合金。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22770396A JP3344687B2 (ja) | 1996-08-09 | 1996-08-09 | リードフレーム用銅合金 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP22770396A JP3344687B2 (ja) | 1996-08-09 | 1996-08-09 | リードフレーム用銅合金 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH1053825A JPH1053825A (ja) | 1998-02-24 |
JP3344687B2 true JP3344687B2 (ja) | 2002-11-11 |
Family
ID=16865033
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22770396A Expired - Lifetime JP3344687B2 (ja) | 1996-08-09 | 1996-08-09 | リードフレーム用銅合金 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3344687B2 (ja) |
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KR101638494B1 (ko) * | 2009-08-20 | 2016-07-11 | 미츠비시 신도 가부시키가이샤 | 전자기기용 동합금 및 리드프레임재 |
JP5988794B2 (ja) * | 2012-09-14 | 2016-09-07 | Dowaメタルテック株式会社 | 銅合金板材およびその製造方法 |
JP6026934B2 (ja) * | 2013-03-27 | 2016-11-16 | 株式会社神戸製鋼所 | Ledのリードフレーム用銅合金板条 |
-
1996
- 1996-08-09 JP JP22770396A patent/JP3344687B2/ja not_active Expired - Lifetime
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JPH1053825A (ja) | 1998-02-24 |
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