JP5539055B2

JP5539055B2 - Copper alloy material for electric / electronic parts and method for producing the same

Info

Publication number: JP5539055B2
Application number: JP2010139249A
Authority: JP
Inventors: 佳紀山本; 登萩原
Original assignee: 株式会社Ｓｈカッパープロダクツ
Priority date: 2010-06-18
Filing date: 2010-06-18
Publication date: 2014-07-02
Anticipated expiration: 2030-06-18
Also published as: CN102286675A; CN102286675B; JP2012001781A

Description

本発明は、例えばリードフレーム、コネクタや端子などの電気・電子部品の材料として好適に用いられる銅合金材、及びその製造方法に係わり、特に、高強度と高導電性を有するとともに、優れたエッチング性をも有する電気・電子部品用銅合金材、及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a copper alloy material suitably used as a material for electrical and electronic parts such as lead frames, connectors and terminals, and a method for producing the same, and in particular, has high strength and high conductivity, and excellent etching. The present invention relates to a copper alloy material for electric / electronic parts having a property and a method for producing the same.

近年の半導体パッケージは、小型化や軽量化などが進んでいる。リードフレームには薄い板厚の材料が使用されており、それに伴い強度の高い材料が求められている。この半導体パッケージを更に薄型化するには、エッチングによってリードフレームの板厚を部分的に薄くするハーフエッチング技術が広く使用されている。このハーフエッチング技術を用いることでリードフレームを形成する場合は、エッチング表面が均一に溶解されやすい材料を用いることが重要である。 In recent years, semiconductor packages have been reduced in size and weight. A thin material is used for the lead frame, and accordingly, a material having high strength is required. In order to further reduce the thickness of the semiconductor package, a half etching technique for partially reducing the thickness of the lead frame by etching is widely used. When forming a lead frame by using this half-etching technique, it is important to use a material whose etching surface is easily dissolved uniformly.

この半導体パッケージのリードフレームにはＣｕ合金材料が用いられる。この銅合金材料としては、Ｆｅ及びＰを含有するＣｕ−Ｆｅ−Ｐ系合金を用いるのが一般的である（例えば、特許文献１参照。）。 A Cu alloy material is used for the lead frame of the semiconductor package. As this copper alloy material, it is common to use a Cu-Fe-P alloy containing Fe and P (for example, refer to Patent Document 1).

このＣｕ−Ｆｅ−Ｐ系合金の一例としては、例えばＦｅ：０．０５〜０．１５質量％、Ｐ：０．０２５〜０．０４質量％含有する銅合金（Ｃ１９２１０）やＦｅ：２．１〜２．６質量％、Ｐ：０．０１５〜０．１５質量％、Ｚｎ：０．０５〜０．２質量％含有する銅合金（Ｃ１９４００）が標準的な合金として広く知られている。この合金は、熱処理することで銅の母相中にＦｅ、あるいはＦｅ−Ｐ化合物を析出させ、それにより導電性、熱伝導性や強度のそれぞれを同時に向上させるという利点を有している。 As an example of this Cu—Fe—P alloy, for example, Fe: 0.05 to 0.15 mass%, P: 0.025 to 0.04 mass% containing copper alloy (C19210) or Fe: 2.1 A copper alloy (C19400) containing ˜2.6 mass%, P: 0.015 to 0.15 mass%, and Zn: 0.05 to 0.2 mass% is widely known as a standard alloy. This alloy has the advantage that the heat treatment causes precipitation of Fe or Fe-P compounds in the copper matrix, thereby simultaneously improving the conductivity, thermal conductivity and strength.

特開平１−１３９７３６号公報Japanese Patent Laid-Open No. 1-139736

一般的なＣｕ−Ｆｅ−Ｐ系合金としては、引張強さが４００〜５００ＭＰａ程度である。しかしながら、半導体パッケージのリードフレームの薄板化の進行に伴い、リードフレームにますます強度の高い材料を必要とすると考えられる。半導体パッケージを薄型化するため、ハーフエッチングによってリードフレームの板厚を部分的に薄くする場合は、リードフレームの材料中に粗大な晶出物及び析出物が含まれると、エッチング表面の溶解が不均一になるという問題があった。従来のＣｕ−Ｆｅ−Ｐ系合金の中でも、Ｆｅの含有量が高いものは、Ｆｅの粗大な晶出物及び析出物が生じやすくなり、均一なエッチング性を確保するうえで問題があった。 As a general Cu—Fe—P alloy, the tensile strength is about 400 to 500 MPa. However, with the progress of thinning of the lead frame of the semiconductor package, it is considered that a material with higher strength is required for the lead frame. In order to reduce the thickness of the semiconductor package, when the lead frame is partially thinned by half-etching, if the lead frame material contains coarse crystals and precipitates, the etching surface will not dissolve. There was a problem of uniformity. Among conventional Cu—Fe—P alloys, those having a high Fe content are liable to produce coarse crystallized precipitates and precipitates of Fe, which is problematic in ensuring uniform etching properties.

従って、本発明の目的は、高強度と高導電性を有するとともに、ハーフエッチング時においても、均一なエッチング性を確保することを可能とした電気・電子部品用銅合金材、及びその製造方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a copper alloy material for electric / electronic parts that has high strength and high conductivity, and that can ensure uniform etching properties even during half-etching, and a method for producing the same. It is to provide.

本件発明者等は上記課題を解決すべく熱意検討を行った結果、本件請求項１及び２に係る発明である電気・電子部品用銅合金材と、請求項３に係る発明である電気・電子部品用銅合金材の製造方法によって効果的に達成することができることを見いだした。 As a result of enthusiastic investigations to solve the above problems, the inventors of the present invention have found that the copper alloy material for electric / electronic parts according to claims 1 and 2 and the electric / electronic of invention according to claim 3 It has been found that it can be effectively achieved by a method for producing a copper alloy material for parts.

［１］請求項１に係る発明は、０．０５〜０．５質量％のＦｅ、０．０５〜０．５質量％のＮｉ、０．０２〜０．２質量％のＰを含有し、ＦｅとＮｉの合計とＰの質量比（Ｆｅ＋Ｎｉ）／Ｐが３〜１０であり、ＦｅとＮｉの質量比Ｆｅ／Ｎｉが０．８〜１．２であり、残部がＣｕ及び不可避的不純物からなる銅合金であって、前記銅合金に含まれる粒径が１０ｎｍ以上である晶出物及び析出物のうち、粒径が１００ｎｍ以上である晶出物及び析出物の個数の割合が、１．０％以下であることを特徴とする電気・電子部品用銅合金材を提供する。 [1] The invention according to claim 1 contains 0.05 to 0.5 mass% Fe, 0.05 to 0.5 mass% Ni, 0.02 to 0.2 mass% P, The total mass of Fe and Ni and the mass ratio of P (Fe + Ni) / P is 3 to 10, the mass ratio of Fe to Ni is Fe / Ni is 0.8 to 1.2, and the balance is from Cu and inevitable impurities. The ratio of the number of crystallized substances and precipitates having a particle diameter of 100 nm or more among the crystallized substances and precipitates having a particle diameter of 10 nm or more contained in the copper alloy is 1. Provided is a copper alloy material for electric and electronic parts, characterized by being 0% or less.

［２］請求項２に係る発明は、０．０５〜０．５質量％のＦｅ、０．０５〜０．５質量％のＮｉ、０．０２〜０．２質量％のＰを含有し、ＦｅとＮｉの合計とＰの質量比（Ｆｅ＋Ｎｉ）／Ｐが３〜１０であり、ＦｅとＮｉの質量比Ｆｅ／Ｎｉが０．８〜１．２であり、更にＳｎ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｔｉから選択された１種以上の成分を合計で０．０３〜１．０質量％含有し、残部がＣｕ及び不可避的不純物からなる銅合金であって、前記銅合金に含まれる粒径が１０ｎｍ以上である晶出物及び析出物のうち、粒径が１００ｎｍ以上である晶出物及び析出物の個数の割合が、１．０％以下であることを特徴とする電気・電子部品用銅合金材を提供する。 [2] The invention according to claim 2 contains 0.05 to 0.5 mass% Fe, 0.05 to 0.5 mass% Ni, 0.02 to 0.2 mass% P, The total ratio of Fe and Ni and the mass ratio of P (Fe + Ni) / P is 3 to 10, the mass ratio of Fe and Ni Fe / Ni is 0.8 to 1.2, and Sn, Zn, Zr, Cr In addition, a copper alloy containing at least 0.03 to 1.0% by mass of one or more components selected from Ti, with the balance being Cu and inevitable impurities, the particle size contained in the copper alloy is The ratio of the number of crystallized substances and precipitates having a particle size of 100 nm or more out of the crystallized substances and precipitates of 10 nm or more is 1.0% or less, copper for electric and electronic parts, Provide alloy materials.

［３］上記［１］又は［２］記載の銅合金の素材を熱間圧延し、熱間圧延以降の工程で加工度２０％以上の冷間圧延と、４００〜４７０℃で１０秒〜１０分間加熱する熱処理との組み合わせを少なくとも２回以上実施することを特徴とする電気・電子部品用銅合金材の製造方法を提供する。 [3] The copper alloy material according to the above [1] or [2] is hot-rolled, cold-rolled with a workability of 20% or more in the steps after hot rolling, and 10 to 10 seconds at 400 to 470 ° C. Provided is a method for producing a copper alloy material for electric / electronic parts, wherein the combination with a heat treatment for heating for minutes is performed at least twice.

本発明の銅合金材は、従来のＣｕ−Ｆｅ−Ｐ系合金に比べて優れた強度を持ち、導電性においても良好な特性を維持する。それに加えて、材料中に粗大な晶出物及び析出物を含有させないことで均一なエッチング表面が得られる。 The copper alloy material of the present invention has excellent strength as compared with conventional Cu-Fe-P alloys, and maintains good characteristics in terms of conductivity. In addition, a uniform etching surface can be obtained by not including coarse crystals and precipitates in the material.

本発明の第１の実施の形態に係る電気・電子部品用銅合金材のＦｅの含有量、及びＮｉの含有量の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the content of Fe of the copper alloy material for electrical / electronic components which concerns on the 1st Embodiment of this invention, and the content of Ni. 本発明の第１の実施の形態に係る電気・電子部品用銅合金材のＦｅ及びＮｉの合計含有量とＰの含有量との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the total content of Fe and Ni, and the content of P of the copper alloy material for electrical / electronic parts according to the first embodiment of the present invention.

以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて具体的に説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the accompanying drawings.

［第１の実施の形態］
この第１の実施の形態に係る電気・電子部品用の銅合金材は、例えば薄型の半導体パッケージのリードフレームの材料として好適に用いられる。 [First Embodiment]
The copper alloy material for electric / electronic parts according to the first embodiment is suitably used as a material for a lead frame of a thin semiconductor package, for example.

（銅合金の主成分）
この第１の実施の形態である銅合金は、０．０５〜０．５質量％のＦｅ、０．０５〜０．５質量％のＮｉ、０．０２〜０．２質量％のＰを含有し、ＦｅとＮｉの合計とＰの質量比（Ｆｅ＋Ｎｉ）／Ｐが３〜１０であり、ＦｅとＮｉの質量比Ｆｅ／Ｎｉが０．８〜１．２であり、残部がＣｕ及び不可避的不純物からなる銅合金をベース材料としている。このような銅合金の組成によって、従来のＣｕ−Ｆｅ−Ｐ系合金よりも優れた強度を持ち、かつ、強度と導電性とをバランスよく兼備した材料を得ることができる。少ない合金元素の添加量で、効率的にＰ化合物の析出を促すことができるようになる。 (Main component of copper alloy)
The copper alloy according to the first embodiment contains 0.05 to 0.5 mass% Fe, 0.05 to 0.5 mass% Ni, and 0.02 to 0.2 mass% P. The mass ratio of Fe and Ni to P (Fe + Ni) / P is 3 to 10, the mass ratio of Fe to Ni is Fe to Ni, 0.8 to 1.2, and the balance is Cu and inevitable. The base material is a copper alloy made of impurities. With such a copper alloy composition, a material having a strength superior to that of a conventional Cu—Fe—P alloy and having a balance between strength and conductivity can be obtained. Precipitation of the P compound can be promoted efficiently with a small addition amount of the alloy element.

ＦｅとＮｉは、高強度と高導電率の特性が得られることを期待して添加するものであるが、Ｆｅのみを添加したＣｕ−Ｆｅ−Ｐ系合金では、低強度、及び高導電率の特性になりやすい。これとは逆に、Ｎｉだけを添加したＣｕ−Ｆｅ−Ｐ系合金では、高強度、及び低導電率の特性になりやすい。よって、強度と導電率とのバランスがよい材料を得るためには、ＦｅとＮｉとを組み合わせて添加することが有効である。その配合比率を検討した結果、ほぼ１対１の比率で添加することで、望ましい強度と導電率との特性が得られる。実用上に支障を生じない範囲としては、ＦｅとＮｉの質量比Ｆｅ／Ｎｉを０．８〜１．２に規定することが好適である。 Fe and Ni are added with the expectation that characteristics of high strength and high conductivity can be obtained. However, Cu—Fe—P based alloys to which only Fe is added have low strength and high conductivity. Prone to become characteristic. On the other hand, Cu—Fe—P based alloys to which only Ni is added tend to have characteristics of high strength and low electrical conductivity. Therefore, in order to obtain a material having a good balance between strength and electrical conductivity, it is effective to add Fe and Ni in combination. As a result of studying the blending ratio, it is possible to obtain desirable strength and conductivity characteristics by adding at a ratio of about 1: 1. As a range that does not hinder practical use, it is preferable that the mass ratio Fe / Ni of Fe and Ni is regulated to 0.8 to 1.2.

このＦｅ及びＮｉは、Ｐと一緒に添加することでＰ化合物を形成して材料中に分散析出し、材料の良好な導電率を維持しながら、強度を向上させる働きを有する。Ｆｅ、Ｎｉ、及びＰの組成比を特定の範囲に規定することで、導電率を低下させるＣｕ中の固溶元素量を抑えながら、析出物の分散による強度の向上を効果的に利用して、導電率及び強度を好ましいバランスで兼備した材料が得られる。 The Fe and Ni are added together with P to form a P compound and disperse and precipitate in the material, thereby improving the strength while maintaining good electrical conductivity of the material. By defining the composition ratio of Fe, Ni, and P in a specific range, the improvement in strength due to the dispersion of precipitates can be effectively utilized while suppressing the amount of solid solution elements in Cu that lower the conductivity. In addition, a material having a favorable balance of conductivity and strength can be obtained.

Ｐの添加量を０．０２質量％未満にすると、十分な量のＰ化合物を形成することができず、満足できる強度が得られない。一方、０．２質量％を超えてＰを添加すると、鋳造時や熱間加工時においてＰ化合物の偏析に起因する割れが起こりやすくなる。よって、Ｐの組成範囲としては、０．０２〜０．２質量％に規定することが好適である。 If the addition amount of P is less than 0.02% by mass, a sufficient amount of P compound cannot be formed, and satisfactory strength cannot be obtained. On the other hand, when P is added in excess of 0.2% by mass, cracks due to segregation of the P compound easily occur during casting or hot working. Therefore, the composition range of P is preferably specified to 0.02 to 0.2% by mass.

このＰの組成範囲に対して効果的に化合物を形成させ、高強度と高導電性とをバランスよく両立させるためには、Ｆｅ及びＮｉのそれぞれの組成範囲を０．０５〜０．５質量％となるように規定するとともに、ＦｅとＮｉの質量比Ｆｅ／Ｎｉを０．８〜１．２となるように規定する。そして、Ｆｅ及びＮｉの合計とＰの質量比（Ｆｅ＋Ｎｉ）／Ｐが３〜１０となるように規定することが必要である。 In order to effectively form a compound with respect to the composition range of P and balance both high strength and high conductivity in a well-balanced manner, the respective composition ranges of Fe and Ni are 0.05 to 0.5% by mass. And the mass ratio Fe / Ni of Fe and Ni is defined to be 0.8 to 1.2. And it is necessary to prescribe | regulate so that the mass ratio (Fe + Ni) / P of the sum total of Fe and Ni and P may be set to 3-10.

Ｆｅ及びＮｉの含有量が組成範囲の下限を下回る場合は、Ｐ化合物の形成量が不十分になり、強度が不足する。一方、Ｆｅ及びＮｉの含有量が組成範囲の上限を超える場合は、余剰のＦｅ及びＮｉがＣｕ中に固溶して導電率を低下させるので好ましくない。 When the content of Fe and Ni is below the lower limit of the composition range, the amount of P compound formed becomes insufficient and the strength is insufficient. On the other hand, when the content of Fe and Ni exceeds the upper limit of the composition range, excess Fe and Ni are dissolved in Cu to lower the conductivity, which is not preferable.

Ｆｅ及びＮｉの合計含有量がＰの添加量の３倍未満になる場合は、化合物形成時においてＰが過剰になる。Ｆｅ及びＮｉの合計含有量がＰの添加量の１０倍を超える場合は、Ｆｅ及びＮｉが過剰になる。このような過剰成分はＣｕ中に固溶状態で存在するため、導電率を阻害する結果となる。よって、過剰成分をより少なくするためには、Ｆｅ及びＮｉの合計とＰの質量比（Ｆｅ＋Ｎｉ）／Ｐが３〜６となる範囲を選択することが更に望ましい。 When the total content of Fe and Ni is less than 3 times the amount of P added, P becomes excessive during compound formation. When the total content of Fe and Ni exceeds 10 times the addition amount of P, Fe and Ni become excessive. Since such an excess component exists in the solid solution state in Cu, it will result in inhibiting electrical conductivity. Therefore, in order to reduce excess components, it is more desirable to select a range in which the mass ratio of Fe and Ni to P (Fe + Ni) / P is 3-6.

ここで、この第１の実施の形態に係る銅合金の主成分の数値規定を下記の表１にまとめて示す。 Here, the numerical values of the main components of the copper alloy according to the first embodiment are summarized in Table 1 below.

図１を参照すると、同図には、上記表１に示すＦｅ及びＮｉの含有量の関係をまとめたグラフが示されている。このグラフにおいて、Ｆｅの含有量を横（Ｘ）軸に設定し、Ｎｉの含有量を縦（Ｙ）軸に設定している。 Referring to FIG. 1, a graph summarizing the relationship between the contents of Fe and Ni shown in Table 1 is shown. In this graph, the Fe content is set on the horizontal (X) axis, and the Ni content is set on the vertical (Y) axis.

この図１に示したグラフに基づいて、Ｆｅの含有量由来に対する質量比Ｆｅ／Ｎｉの最大含有量由来（以下、「Ｙ（Ｆｅ／Ｎｉ）Ｍａｘ由来」という。）、Ｆｅの含有量由来に対する質量比Ｆｅ／Ｎｉの最小含有量由来（以下、「Ｙ（Ｆｅ／Ｎｉ）Ｍｉｎ由来」という。）、Ｎｉの最大含有量由来（以下、「Ｙ（Ｎｉ）Ｍａｘ由来」という。）、及びＮｉの最小含有量由来（以下、「Ｙ（Ｎｉ）Ｍｉｎ由来」という。）のそれぞれをグラフにプロットすることで、銅合金のＦｅの含有量、Ｎｉの含有量、及びＦｅ／Ｎｉの質量比の数値限定範囲を求めた。 Based on the graph shown in FIG. 1, the mass ratio derived from the Fe content is derived from the maximum content of Fe / Ni (hereinafter referred to as “Y (Fe / Ni) Max derived”), and derived from the content of Fe. From the minimum content of mass ratio Fe / Ni (hereinafter referred to as “Y (Fe / Ni) Min”), from the maximum content of Ni (hereinafter referred to as “Y (Ni) Max”), and Ni By plotting each of the minimum content of Ni (hereinafter referred to as “Y (Ni) Min”) on a graph, the Fe content of the copper alloy, the Ni content, and the mass ratio of Fe / Ni A numerical limited range was determined.

図１に示した斜線部分は、Ｆｅの最小含有量（０．０５質量％）、及びＦｅの最大含有量（０．５質量％）で囲まれた領域と、Ｙ（Ｆｅ／Ｎｉ）Ｍａｘ由来、及びＹ（Ｆｅ／Ｎｉ）Ｍｉｎ由来で囲まれた領域と、Ｙ（Ｎｉ）Ｍａｘ由来、及びＹ（Ｎｉ）Ｍｉｎ由来で囲まれた領域とが互いに重なり合った部分であり、この第１の実施の形態による銅合金のＦｅの含有量、Ｎｉの含有量、及びＦｅ／Ｎｉの質量比の数値限定範囲である。 The hatched portion shown in FIG. 1 is derived from the region surrounded by the minimum Fe content (0.05% by mass) and the maximum Fe content (0.5% by mass), and Y (Fe / Ni) Max. And a region surrounded by Y (Fe / Ni) Min and a region surrounded by Y (Ni) Max and Y (Ni) Min are overlapped with each other. Is the numerical limitation range of the Fe content, the Ni content, and the mass ratio of Fe / Ni in the copper alloy according to the form.

次に、図２を参照すると、同図には、上記表１に示すＰ及び（Ｆｅ＋Ｎｉ）の含有量の関係をまとめたグラフが示されている。このグラフにおいて、（Ｆｅ＋Ｎｉ）の合計含有量を横（Ｘ）軸に設定し、Ｐの含有量を縦（Ｙ）軸に設定している。 Next, referring to FIG. 2, a graph summarizing the relationship between the contents of P and (Fe + Ni) shown in Table 1 is shown. In this graph, the total content of (Fe + Ni) is set on the horizontal (X) axis, and the content of P is set on the vertical (Y) axis.

この図２に示したグラフに基づいて、（Ｆｅ＋Ｎｉ）の合計含有量由来に対するＰの最大含有量由来（以下、「Ｙ（Ｐ）１０由来」という。）、（Ｆｅ＋Ｎｉ）の合計含有量由来に対するＰの最小含有量由来（以下、「Ｙ（Ｐ）３由来」という。）、Ｐの最大含有量（以下、「Ｙ（Ｐ）Ｍａｘ由来」という。）、及びＰの最小含有量（以下、「Ｙ（Ｐ）Ｍｉｎ由来」という。）のそれぞれをグラフにプロットすることで、銅合金のＦｅの含有量、Ｎｉの含有量、Ｐの含有量、及び（Ｆｅ＋Ｎｉ）／Ｐの質量比の数値限定範囲を求めた。 Based on the graph shown in FIG. 2, the maximum content of P is derived from the total content of (Fe + Ni) (hereinafter referred to as “Y (P) 10”), and the total content of (Fe + Ni) is derived. The minimum content of P (hereinafter referred to as “Y (P) 3”), the maximum content of P (hereinafter referred to as “Y (P) Max”), and the minimum content of P (hereinafter, referred to as “Y (P) Max”). By plotting each of “derived from Y (P) Min” on a graph, the Fe content, the Ni content, the P content, and the mass ratio of (Fe + Ni) / P in the copper alloy A limited range was determined.

図２に示す斜線部分は、（Ｆｅ＋Ｎｉ）の最小含有量（０．１質量％）、及び（Ｆｅ＋Ｎｉ）の最大含有量（１．０質量％）で囲まれた領域と、Ｙ（Ｐ）Ｍａｘ由来、及びＹ（Ｐ）Ｍｉｎで囲まれた領域と、Ｙ（Ｐ）１０由来、及びＹ（Ｐ）３由来で囲まれた領域とが互いに重なり合った部分であり、この第１の実施の形態による銅合金のＦｅの含有量、Ｎｉの含有量、Ｐの含有量、及び（Ｆｅ＋Ｎｉ）／Ｐの質量比の数値限定範囲である。 The hatched portion shown in FIG. 2 indicates a region surrounded by the minimum content (0.1% by mass) of (Fe + Ni) and the maximum content (1.0% by mass) of (Fe + Ni), and Y (P) Max. The region surrounded by the origin and Y (P) Min and the region surrounded by the origin of Y (P) 10 and Y (P) 3 are overlapping portions, and this first embodiment Is the numerical limitation range of the Fe content, the Ni content, the P content, and the mass ratio of (Fe + Ni) / P in the copper alloy.

ここで、表１の記載内容、図１及び図２の図示内容からみて、Ｆｅの含有量、Ｎｉの含有量、質量比（Ｆｅ／Ｎｉ）、及び（Ｆｅ＋Ｎｉ）の合計含有量の数値範囲を満足する銅合金の全てが、質量比｛（Ｆｅ＋Ｎｉ）／Ｐ｝＝３〜１０の関係を満たすものではないということは注意すべきである。 Here, in view of the description in Table 1 and the illustrations in FIGS. 1 and 2, the numerical range of the total content of Fe content, Ni content, mass ratio (Fe / Ni), and (Fe + Ni) It should be noted that not all satisfactory copper alloys satisfy the relationship of mass ratio {(Fe + Ni) / P} = 3-10.

その一例としては、次の銅合金の組成が挙げられる。Ｆｅ：０．４質量％、Ｎｉ：０．４質量％、及びＰ：０．０４質量％を含有する銅合金では、質量比（Ｆｅ／Ｎｉ）＝１、及び合計含有量（Ｆｅ＋Ｎｉ）＝０．８質量％であり、Ｆｅ、Ｎｉ、及びＰの含有量と同様に、上記表１の数値規定は満足する。しかしながら、この銅合金の組成は、質量比｛（Ｆｅ＋Ｎｉ）／Ｐ｝＝２０となり、上記表１の数値規定の全てを満足しない。 As an example, the following copper alloy composition may be mentioned. In a copper alloy containing Fe: 0.4 mass%, Ni: 0.4 mass%, and P: 0.04 mass%, the mass ratio (Fe / Ni) = 1 and the total content (Fe + Ni) = 0 0.8% by mass, and the numerical values in Table 1 above are satisfied as well as the contents of Fe, Ni, and P. However, the composition of this copper alloy is mass ratio {(Fe + Ni) / P} = 20, which does not satisfy all the numerical values defined in Table 1 above.

よって、質量比｛（Ｆｅ＋Ｎｉ）／Ｐ｝＝３〜１０の関係を満たすように、Ｆｅの含有量、Ｎｉの含有量、（Ｆｅ＋Ｎｉ）の合計含有量、Ｐの含有量、及びＦｅ／Ｎｉの質量比を決定することが肝要である。（Ｆｅ＋Ｎｉ）の合計含有量としては、０．１〜１．０質量％の範囲内に規定することが望ましい。 Therefore, the content of Fe, the content of Ni, the total content of (Fe + Ni), the content of P, and the content of Fe / Ni so as to satisfy the relationship of mass ratio {(Fe + Ni) / P} = 3-10 It is important to determine the mass ratio. The total content of (Fe + Ni) is preferably specified within the range of 0.1 to 1.0% by mass.

（銅合金の副成分）
この第１の実施の形態に係る上記銅合金に更に、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｔｉから選択された１種以上の成分を、合計で０．０３〜１．０質量％の範囲で添加してもよい。Ｓｎ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｔｉの元素は、強度の向上に効果的に働くとともに、耐熱性を向上させて高温下での強度低下を防ぐ作用を持つので、更に優れた強度を持ち、導電性においても良好な特性を期待することができる。 (Subcomponent of copper alloy)
One or more components selected from Sn, Zn, Zr, Cr, and Ti are further added to the copper alloy according to the first embodiment in a range of 0.03 to 1.0% by mass in total. May be. Elements of Sn, Zn, Zr, Cr, and Ti effectively work to improve strength, and have the effect of improving heat resistance and preventing strength reduction at high temperatures. Good properties can also be expected in terms of properties.

Ｓｎは、少量の添加でも強度を大きく向上させる効果を持った添加元素であり、耐熱性を向上させる効果も大きい。ただし、Ｓｎ含有量が多くなると、導電性を低下させる悪影響が大きくなる。 Sn is an additive element having an effect of greatly improving the strength even when added in a small amount, and has a large effect of improving the heat resistance. However, when Sn content increases, the bad influence which reduces electroconductivity becomes large.

Ｚｎは、強度向上の効果を持つとともに、はんだ濡れ性やＳｎめっき密着性の改善に大きな効果がある副成分である。ただし、Ｚｎ含有量が多くなると、Ｓｎと同様に、導電性を低下させる悪影響が大きくなる。 Zn is a secondary component that has an effect of improving strength and has a great effect on improving solder wettability and Sn plating adhesion. However, when Zn content increases, the bad influence which reduces electroconductivity becomes large like Sn.

ＺｒやＣｒは、強度や耐熱性を向上させる働きを持つとともに、導電率に与える悪影響が比較的に少ない副成分である。Ｚｒ含有量とＣｒ含有量が多すぎると、鋳造性の悪化などの悪影響が生じる。Ｔｉも、強度や耐熱性を向上させる効果に優れた副成分である。 Zr and Cr are subcomponents that have a function of improving strength and heat resistance and have relatively few adverse effects on conductivity. When there is too much Zr content and Cr content, bad influences, such as deterioration of castability, will arise. Ti is also a subcomponent excellent in the effect of improving strength and heat resistance.

これらの元素を単独もしくは組み合わせて添加することで、高強度と高導電性を期待できるが、その合計含有量が１．０質量％を超えると、導電率の低下や鋳造性の悪化などの悪影響が顕著になるので、好ましくない。よって、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｔｉの合計の組成範囲としては、１．０質量％以下に規定することが望ましい。 By adding these elements alone or in combination, high strength and high conductivity can be expected, but if the total content exceeds 1.0% by mass, adverse effects such as a decrease in conductivity and a deterioration in castability. Is not preferable. Therefore, the total composition range of Sn, Zn, Zr, Cr, and Ti is preferably specified to be 1.0% by mass or less.

（銅合金材料中の晶出物及び析出物の個数の割合）
この第１の実施の形態に係る銅合金材料では、均一なエッチング性を確保するために、銅合金材料中に含まれる晶出物及び析出物の大きさに注目している。ここで、晶出とは液体の中から固体が形成される現象を指し、析出とは、既に固体になっているものの中で固体の第２相が形成される現象を指す。本実施の形態において、例えば、鋳造工程で溶銅が固まるときに晶出物が生じ、既に固体になっている銅中で熱処理によって析出物が生じる。本願では、「晶出物及び析出物」を、母相である銅の中に生じた合金元素・化合物からなる第２相を包括的に含む表現として用いる。エッチングに悪影響を及ぼす可能性がある粒径１００ｎｍ以上の大きさの晶出物及び析出物を可能な限り生成しないように制御することが肝要である。 (Ratio of the number of crystallized substances and precipitates in the copper alloy material)
In the copper alloy material according to the first embodiment, attention is paid to the size of crystallized substances and precipitates contained in the copper alloy material in order to ensure uniform etching. Here, crystallization refers to a phenomenon in which a solid is formed from a liquid, and precipitation refers to a phenomenon in which a solid second phase is formed in what is already solid. In the present embodiment, for example, a crystallized product is generated when the molten copper is solidified in the casting process, and a precipitate is generated by heat treatment in the already solid copper. In the present application, “crystallized substance and precipitate” are used as an expression comprehensively including a second phase composed of alloy elements / compounds formed in copper as a parent phase. It is important to control the generation of crystallized substances and precipitates having a particle size of 100 nm or more that may adversely affect etching as much as possible.

この第１の実施の形態に係る銅合金については、その材料中に含まれる粒径が１０ｎｍ以上である晶出物及び析出物のうち、粒径が１００ｎｍ以上である粒子の個数の割合が１．０％以下になるように制御する。 About the copper alloy which concerns on this 1st Embodiment, the ratio of the number of the particle | grains whose particle size is 100 nm or more is 1 among the crystallized substances and the precipitates whose particle size is 10 nm or more contained in the material. Control to be 0% or less.

この析出物の大きさは、通常、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いた観察結果によって判断することが多い。しかしながら、通常は、１万倍程度の観察では、粒径１０ｎｍ以下の大きさの析出物を観察することは困難である。そこで、この第１の実施の形態では、１万倍程度の観察によって確認できる１０ｎｍ以上の大きさの粒子を対象として、その中で１００ｎｍ以上の大きさの粒子の数を１．０％以下に抑えることで、良好なエッチング性が確保される。１００ｎｍを超える大きさの粒子の数が１．０％を超える場合は、エッチング面に突起などの不均一部分が生じる可能性があるので、好ましくない。 In general, the size of the precipitate is often determined by observation results using a transmission electron microscope (TEM). However, it is usually difficult to observe precipitates having a particle size of 10 nm or less by observation of about 10,000 times. Therefore, in this first embodiment, the number of particles having a size of 100 nm or more is reduced to 1.0% or less, targeting particles having a size of 10 nm or more that can be confirmed by observation of about 10,000 times. By suppressing, good etching property is ensured. When the number of particles having a size exceeding 100 nm exceeds 1.0%, it is not preferable because uneven portions such as protrusions may be formed on the etched surface.

ハーフエッチングで材料の板厚を薄くする際に、銅合金材料中に粗大な晶出物及び析出物が存在すると、その周囲でエッチングされる速度が不均一になり、エッチング後の表面に突起が生じるなどの不具合が生じる。このような不具合の原因となる粒子は１００ｎｍを超えるような大きさのものであり、粒子が１００ｎｍ以下であれば、実用上に問題は生じない。 When the thickness of the material is reduced by half-etching, if there are coarse crystals and precipitates in the copper alloy material, the etching rate becomes uneven at the periphery, and protrusions are formed on the etched surface. Inconvenience occurs. The particles that cause such a problem are those having a size exceeding 100 nm. If the particles are 100 nm or less, no practical problem occurs.

（第１の実施の形態の効果）
上記第１の実施の形態に係る銅合金は、従来のＣｕ−Ｆｅ−Ｐ系合金に比べて、より優れた強度と導電性を維持する。銅合金材料中に粗大な晶出物及び析出物を含有しないので、ハーフエッチングで均一なエッチング表面が得られる。このような材料は、リードフレームとして最適であり、特に半導体パッケージの薄型化に対して高い信頼性を持つ。そのため、半導体パッケージの薄型化の進展を材料面から支え、その発展に大きく寄与することができる。 (Effects of the first embodiment)
The copper alloy which concerns on the said 1st Embodiment maintains the intensity | strength and electroconductivity more excellent compared with the conventional Cu-Fe-P type alloy. Since the copper alloy material does not contain coarse crystals and precipitates, a uniform etching surface can be obtained by half etching. Such a material is optimal as a lead frame, and has high reliability especially for thinning of a semiconductor package. Therefore, the progress of the thinning of the semiconductor package can be supported from the material side and can greatly contribute to the development.

［第２の実施の形態］
（銅合金材の製造方法）
次に、以上のように形成された銅合金材を得るための好適な製造方法の一例を説明する。この第２の実施の形態に係る製造方法は、冷間圧延による加工硬化と熱処理による析出とを一度に急激に実施するのではなく、少しずつ何回にも分けて実施していくことで、冷間圧延による加工硬化や熱処理による析出をバランスよく最大限に引き出すことに特徴部を有している。 [Second Embodiment]
(Manufacturing method of copper alloy material)
Next, an example of a suitable manufacturing method for obtaining the copper alloy material formed as described above will be described. In the manufacturing method according to the second embodiment, work hardening by cold rolling and precipitation by heat treatment are not carried out rapidly at once, but by carrying out several times little by little, It has a feature to maximize the balance of work hardening by cold rolling and precipitation by heat treatment in a balanced manner.

この第２の実施の形態では、上記組成を持つ銅合金の素材を熱間圧延した後、熱間圧延以降の工程で、加工度２０％以上の冷間圧延と、４００〜４７０℃で１０秒〜１０分間加熱する熱処理との組み合わせを少なくとも２回以上、好ましくは３回以上実施することが好適である。これにより、粗大な晶出物及び析出物などの粒子が生成されることを防止しつつ、良好な強度と優れた導電性を持った銅合金材を製造することができる。 In this second embodiment, after hot rolling a copper alloy material having the above composition, cold rolling with a workability of 20% or more, and 400 to 470 ° C. for 10 seconds in the steps after hot rolling. It is suitable to carry out the combination with the heat treatment of heating for 10 minutes at least 2 times, preferably 3 times or more. Thereby, it is possible to produce a copper alloy material having good strength and excellent conductivity while preventing generation of particles such as coarse crystals and precipitates.

この第２の実施の形態に係る典型的な製造方法は、先ず、所定の組成の銅合金素材を熱間圧延によって加工する。この熱間圧延時の加熱は、鋳造工程で生じた晶出物及び析出物をいったん母相中に固溶させる溶体化の効果を持つ。より好ましい溶体化状態を得るためには、加熱温度を９００℃以上に設定することが望ましい。熱間圧延終了直後の温度としては、７００℃以上を維持できることが望ましく、熱間圧延後は、できるだけ急速に冷却することが望ましい。 In the typical manufacturing method according to the second embodiment, first, a copper alloy material having a predetermined composition is processed by hot rolling. The heating during the hot rolling has the effect of forming a solution in which the crystallized product and precipitate generated in the casting process are once dissolved in the matrix. In order to obtain a more preferable solution state, it is desirable to set the heating temperature to 900 ° C. or higher. The temperature immediately after the hot rolling is desirably maintained at 700 ° C. or higher, and it is desirable to cool as quickly as possible after the hot rolling.

従来のＣｕ−Ｆｅ−Ｐ系合金では、合金材料を４００〜６００℃で長時間保持する時効を行って強度と導電率の向上を図っていた。しかしながら、長時間の加熱は、析出物の成長を促進し、粗大な析出物が生じる原因となる。 In the conventional Cu-Fe-P-based alloy, aging of the alloy material at 400 to 600 ° C. for a long time is performed to improve strength and conductivity. However, heating for a long time promotes the growth of precipitates and causes coarse precipitates to be generated.

この第２の実施の形態に係る熱間圧延以降の工程においては、上述したように、冷間圧延による加工硬化と熱処理による析出とを組み合わせることで、強度と導電性との特性の向上を図る。析出物の成長を抑えつつ、強度と導電率を向上させるため、冷間圧延と短時間の熱処理とを繰り返して行う。その冷間圧延としては、その加工度が２０％以上になる範囲で実施する。冷間圧延加工度が２０％未満である場合は、銅合金素材の加工硬化が十分でないため、最終的に得られる銅合金の強度が低くなりやすい。 In the processes after the hot rolling according to the second embodiment, as described above, the characteristics of strength and conductivity are improved by combining work hardening by cold rolling and precipitation by heat treatment. . In order to improve the strength and conductivity while suppressing the growth of precipitates, cold rolling and short-time heat treatment are repeated. The cold rolling is performed in a range where the degree of processing becomes 20% or more. When the cold rolling degree is less than 20%, the work hardening of the copper alloy material is not sufficient, so that the strength of the finally obtained copper alloy tends to be low.

この冷間圧延では、繰り返しを重ねるほど、銅合金素材を加工硬化させ、その強度が向上していく。それに加えて、銅合金素材中には多数の格子欠陥が導入され、これが次の熱処理工程において、新たな析出物形成の起点として働くことから、均一に分散した析出を促進する効果をも持つ。これにより、初期の熱処理で生成した析出物が粗大化するのを抑え、新たな微細析出物を形成させることができる。 In this cold rolling, as the repetition is repeated, the copper alloy material is work-hardened and its strength is improved. In addition, a large number of lattice defects are introduced into the copper alloy material, which acts as a starting point for the formation of new precipitates in the next heat treatment step, and thus has an effect of promoting uniformly dispersed precipitation. Thereby, it can suppress that the precipitate produced | generated by the initial heat processing coarsens, and can form a new fine precipitate.

冷間圧延に引き続いて、４００〜４７０℃で１０秒〜１０分間加熱する熱処理を行う。この熱処理では、直前の冷間圧延で低下した延性を回復させつつ、繰り返しを重ねるごとに数多くの析出物が形成されて導電率が向上していく。これにより、Ｐ化合物の析出を促進し、導電率と強度との特性を向上させることができる。熱処理条件が４００〜４７０℃で１０秒〜１０分間の範囲より低温、短時間である場合は、析出が十分に起こらないために十分な導電率や強度を得ることができない。熱処理条件が４００〜４７０℃で１０秒〜１０分間の範囲より高温、長時間である場合は、一度の熱処理で一気に析出が進行して析出物が粗大化するおそれがある。 Subsequent to the cold rolling, heat treatment is performed by heating at 400 to 470 ° C. for 10 seconds to 10 minutes. In this heat treatment, while the ductility lowered by the immediately preceding cold rolling is recovered, a large number of precipitates are formed each time the repetition is repeated, and the conductivity is improved. Thereby, precipitation of P compound can be accelerated | stimulated and the characteristic of electrical conductivity and intensity | strength can be improved. In the case where the heat treatment condition is 400 to 470 ° C. and a temperature lower than the range of 10 seconds to 10 minutes and a short time, since precipitation does not occur sufficiently, sufficient conductivity and strength cannot be obtained. When the heat treatment conditions are 400 to 470 ° C. and a temperature higher than 10 seconds to 10 minutes and a long time, precipitation may progress at once in one heat treatment and the precipitate may be coarsened.

（第２の実施の形態の効果）
上記第２の実施の形態に係る銅合金材の製造方法によれば、従来の合金材料に比べて良好な強度と導電率を維持しつつ、材料内部に含まれる粗大な晶出物及び析出物の発生を抑えることができるようになり、エッチング性を向上させることができる。材料内部に大きな晶出物及び析出物を含まないので、薄い板厚に安定して加工することができる。 (Effect of the second embodiment)
According to the method for producing a copper alloy material according to the second embodiment, coarse crystallized substances and precipitates contained in the material while maintaining good strength and conductivity as compared with conventional alloy materials. It becomes possible to suppress the occurrence of this, and the etching property can be improved. Since the material does not contain large crystals and precipitates, it can be stably processed to a thin plate thickness.

以下に、表２〜６を参照しながら、本発明の更に具体的な実施の形態として、実施例１〜１１（試料Ｎｏ．１〜１１）及び比較例１〜１２（試料Ｎｏ．１〜１２）を挙げて詳細に説明する。なお、この実施例では、上記実施の形態の典型的な一例を挙げており、本発明は、これらの実施例及び比較例に限定されるものではないことは勿論である。
Below, with reference to Table 2-6, as further specific embodiment of the present invention, Examples 1 to 11 (Sample Nanba1～11) and Comparative Example 1 to 12 (the sample Nanba1～ 12 ) Will be described in detail. In addition, in this Example, the typical example of the said embodiment is given and, of course, this invention is not limited to these Examples and Comparative Examples.

下記の表２は実施例１〜１１、及び比較例１〜８として用いた試料の組成を、下記の表３は実施例１の第１〜第３回熱処理後の特性値を、下記の表４は実施例１〜１１、及び比較例１〜８の特性値を、下記の表５は比較例９〜１２の加工熱処理条件を、下記の表６は比較例９〜１２の特性値をそれぞれ示す。
Table 2 below shows the compositions of the samples used as Examples 1 to 11 and Comparative Examples 1 to 8, Table 3 below shows the characteristic values after the first to third heat treatments of Example 1, and the following table. 4 examples 1 to 11, and the characteristic values of Comparative examples 1 to 8, Table 5 below the thermomechanical processing conditions of Comparative example 9-12, Table 6 below shows the characteristics values of the comparative examples 9-12 respectively Show.

（実施例１）
無酸素銅を母材として、Ｆｅ：０．２質量％、Ｎｉ：０．２質量％、Ｐ：０．１質量％を含有した銅合金素材を高周波溶解炉で溶製し、厚さ２５ｍｍ、幅３０ｍｍ、長さ１５０ｍｍのインゴットに鋳造した。これを９５０℃に加熱して厚さ８ｍｍまで熱間圧延した後、厚さ２ｍｍ（加工度７５％）に冷間圧延して４５０℃で１分間焼鈍した。更に、これを厚さ０．７ｍｍ（加工度６５％）に冷間圧延して４５０℃で１分間焼鈍した。更に、これを厚さ０．２５ｍｍ（加工度６４％）に冷間圧延して４５０℃で１分間焼鈍することにより、表２の試料Ｎｏ．１（実施例１）に示す銅合金を製作した。なお、この製作途中において、第１〜第３回の４５０℃熱処理後ごとに中間サンプルを採取し、その導電率、引張強さ、及び伸びの特性を確認した。 Example 1
Using oxygen-free copper as a base material, a copper alloy material containing Fe: 0.2% by mass, Ni: 0.2% by mass, P: 0.1% by mass was melted in a high-frequency melting furnace, Cast into an ingot having a width of 30 mm and a length of 150 mm. This was heated to 950 ° C. and hot-rolled to a thickness of 8 mm, then cold-rolled to a thickness of 2 mm (working degree 75%) and annealed at 450 ° C. for 1 minute. Further, this was cold-rolled to a thickness of 0.7 mm (working degree 65%) and annealed at 450 ° C. for 1 minute. Further, this was cold-rolled to a thickness of 0.25 mm (working degree: 64%) and annealed at 450 ° C. for 1 minute. 1 (Example 1) was produced. In the middle of this production, an intermediate sample was taken after each of the first to third heat treatments at 450 ° C., and its conductivity, tensile strength, and elongation characteristics were confirmed.

以上のように製作した実施例１の銅合金について、第１〜第３回の４５０℃熱処理後の導電率、引張強さ、及び伸びの特性結果を表３にまとめて示す。表３から明らかなように、冷間圧延と熱処理の組み合わせを繰り返すごとに、導電率は上昇し、引張強さも向上していることが分かる。 About the copper alloy of Example 1 manufactured as mentioned above, the electrical conductivity, the tensile strength, and the characteristic result of elongation after the 1st-3rd 450 degreeC heat processing are put together in Table 3, and are shown. As is apparent from Table 3, each time the combination of cold rolling and heat treatment is repeated, the conductivity increases and the tensile strength also increases.

第２回熱処理終了後には６０％ＩＡＣＳを大きく超える良好な導電率と、５８０ＭＰａを超える高強度とを併せ持った銅合金が得られ、第３回熱処理終了後には更に、導電率と強度が向上した銅合金が得られた。しかも、強度の上昇に伴う伸びの低下量はわずかであり、第３回熱処理後でも、１０％の伸びが確保されるため、良好な曲げ加工性を有する銅合金が得られた。 After the completion of the second heat treatment, a copper alloy having a good conductivity greatly exceeding 60% IACS and a high strength exceeding 580 MPa was obtained, and the conductivity and strength were further improved after the completion of the third heat treatment. A copper alloy was obtained. In addition, the amount of decrease in elongation accompanying the increase in strength is slight, and 10% elongation is ensured even after the third heat treatment, so that a copper alloy having good bending workability was obtained.

（実施例２〜１２）
表２に示す組成を有する試料Ｎｏ．２〜１１（実施例２〜１１）の銅合金を溶解鋳造し、上記実施例１と同じ工程で加工熱処理を行い、厚さ０．２５ｍｍの試料を製作した。各実施例２〜１１における銅合金の特性を表４にまとめて示す。表４から明らかなように、実施例２〜１１のいずれも、６０％ＩＡＣＳを超える高い導電率と、５５０ＭＰａを超える高強度を併せ持った銅合金が得られた。しかも、１０％の伸びが確保されており、良好な曲げ加工性を有する銅合金が得られた。 (Examples 2 to 12)
Sample No. having the composition shown in Table 2 was used. Copper alloys of 2 to 11 (Examples 2 to 11) were melt-cast and subjected to thermomechanical processing in the same process as in Example 1 to prepare a sample having a thickness of 0.25 mm. The characteristics of the copper alloys in Examples 2 to 11 are summarized in Table 4. As is apparent from Table 4, in all of Examples 2 to 11, a copper alloy having both high conductivity exceeding 60% IACS and high strength exceeding 550 MPa was obtained. Moreover, 10% elongation was ensured, and a copper alloy having good bending workability was obtained.

上記実施例１〜１１の銅合金について、透過型電子顕微鏡を用いて晶出物及び析出物を観察した。粒径が１０ｎｍ以上、及び粒径が１００ｎｍ以上である晶出物及び析出物をカウントし、粒径が１００ｎｍ以上である粒子の個数の割合を求めた。 With respect to the copper alloys of Examples 1 to 11, crystallized substances and precipitates were observed using a transmission electron microscope. Crystallized substances and precipitates having a particle diameter of 10 nm or more and a particle diameter of 100 nm or more were counted, and the ratio of the number of particles having a particle diameter of 100 nm or more was determined.

その結果、表４に示すように、各実施例１〜１１の銅合金材料中に含まれる粒径１００ｎｍ以上の晶出物及び析出物の個数の割合は１．０％以下であり、エッチング性の良い材料であることが判明した。各実施例１〜１１の銅合金は、例えば薄型半導体パッケージのリードフレームとして十分な導電性と強度が得られるということが分かった。 As a result, as shown in Table 4, the ratio of the number of crystallized substances and precipitates having a particle diameter of 100 nm or more contained in the copper alloy materials of Examples 1 to 11 was 1.0% or less, and the etching property It turned out to be a good material. It has been found that the copper alloys of Examples 1 to 11 can obtain sufficient conductivity and strength as a lead frame of a thin semiconductor package, for example.

［比較例］
次に、上記実施の形態に係る銅合金の組成の限定理由を、比較例を挙げて説明する。 [Comparative example]
Next, the reason for limiting the composition of the copper alloy according to the above embodiment will be described with reference to a comparative example.

表２に示す組成を有する比較例１〜８の銅合金を溶解鋳造し、上記実施例１と同じ工程で加工熱処理を行い、厚さ０．２５ｍｍの試料Ｎｏ．１〜８を製作した。各比較例１〜８における銅合金の特性を表４にまとめて示す。 The copper alloys of Comparative Examples 1 to 8 having the compositions shown in Table 2 were melt-cast and subjected to thermomechanical processing in the same process as in Example 1 above. 1-8 were produced. Table 4 summarizes the characteristics of the copper alloys in Comparative Examples 1 to 8.

（比較例１及び２）
比較例１及び２の銅合金は、表２に示すように、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｐの含有量が上記実施の形態に係る銅合金の規定範囲から外れたものである。この比較例１の銅合金は、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｐの含有量が低すぎる一例であり、表４に示すように、上記実施例に比べて引張強さが低く、十分な強度が得られない結果となった。この比較例２の銅合金は、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｐの含有量が多すぎる一例である。この比較例２の銅合金では、特に、伸びの値が低くなっており、曲げ加工での割れが発生しやすいことから、本発明の初期の目的を満足させることはできない。 (Comparative Examples 1 and 2)
As shown in Table 2, in the copper alloys of Comparative Examples 1 and 2, the contents of Fe, Ni, and P deviate from the specified range of the copper alloy according to the above embodiment. The copper alloy of Comparative Example 1 is an example in which the contents of Fe, Ni, and P are too low, and as shown in Table 4, the tensile strength is lower than that of the above example, and sufficient strength cannot be obtained. As a result. The copper alloy of Comparative Example 2 is an example in which the contents of Fe, Ni, and P are too large. In the copper alloy of Comparative Example 2, in particular, the elongation value is low, and cracking in bending is likely to occur, so the initial object of the present invention cannot be satisfied.

（比較例３及び４）
比較例３及び４の銅合金は、表２に示すように、ＦｅとＮｉの合計とＰの質量比が規定範囲から外れた一例である。表４から明らかなように、比較例３及び４の銅合金は、Ｆｅ、Ｎｉの添加量が過剰になった場合やＰの添加量が過剰になった場合でも、導電率が低下していることが分かる。比較例３及び４の銅合金の引張強さについても、上記実施例に比べて低い値となっていることが分かる。 (Comparative Examples 3 and 4)
As shown in Table 2, the copper alloys of Comparative Examples 3 and 4 are examples in which the mass ratio of P to the total of Fe and Ni deviates from the specified range. As is clear from Table 4, the copper alloys of Comparative Examples 3 and 4 have reduced conductivity even when the addition amount of Fe and Ni is excessive or when the addition amount of P is excessive. I understand that. It can be seen that the tensile strengths of the copper alloys of Comparative Examples 3 and 4 are also lower than those of the above Examples.

（比較例５及び６）
比較例５及び６の銅合金は、表２に示すように、ＦｅとＮｉの質量比が規定範囲から外れた一例である。表４から明らかなように、Ｆｅの比率が高すぎる比較例５は、上記実施例に比べて引張強さが不足していることが分かる。Ｎｉの比率が高すぎる比較例６は、上記実施例に比べて導電率が低くなっていることが分かる。 (Comparative Examples 5 and 6)
As shown in Table 2, the copper alloys of Comparative Examples 5 and 6 are examples in which the mass ratio of Fe and Ni deviates from the specified range. As is clear from Table 4, it can be seen that Comparative Example 5 in which the ratio of Fe is too high is insufficient in tensile strength compared to the above Examples. It can be seen that the comparative example 6 in which the Ni ratio is too high has a lower conductivity than the above example.

（比較例７及び８）
比較例７及び８の銅合金は、表２に示すように、副成分として添加したＳｎ、Ｚｎなどの含有量が過剰になった一例である。表４から明らかなように、比較例７及び８の銅合金のいずれもが、引張強さは良好であるが、上記実施例に比べて導電率が大きく低下していることが分かる。 (Comparative Examples 7 and 8)
As shown in Table 2, the copper alloys of Comparative Examples 7 and 8 are examples in which the contents of Sn, Zn and the like added as auxiliary components are excessive. As is apparent from Table 4, it can be seen that all of the copper alloys of Comparative Examples 7 and 8 have good tensile strength, but the conductivity is greatly reduced as compared with the above Examples.

（比較例９〜１２）
次に、比較例９〜１２を挙げて、上記実施の形態に係る銅合金に適した製造方法における加工熱処理条件の限定理由を説明する。
(Comparative Example 9-12)
Next, the comparative reasons 9 to 12 will be given to explain the reason for limiting the thermomechanical processing conditions in the manufacturing method suitable for the copper alloy according to the above embodiment.

上記実施例１と同様の組成成分を有する銅合金に熱間圧延を行った後、表５に示す条件下で冷間圧延と熱処理との組み合わせを繰り返して実施し、試料Ｎｏ．９〜１２（比較例９〜１２）の銅合金を製作した。各比較例９〜１２における銅合金の特性、及び析出物の観察結果を表６にまとめて表す。
After hot-rolling a copper alloy having the same composition as in Example 1, the combination of cold-rolling and heat treatment was repeated under the conditions shown in Table 5. Copper alloys of 9 to 12 (Comparative Examples 9 to 12 ) were manufactured. Table 6 summarizes the characteristics of the copper alloys and the observation results of the precipitates in Comparative Examples 9 to 12 .

（比較例９）
比較例９は、表５に示すように、冷間圧延の加工度が規定条件より低い一例である。この比較例９の銅合金では、表６に示すように、引張強さが低くなるのに伴い、導電率も、上記実施例の銅合金に比べて低くなっていることが分かる。 (Comparative Example 9)
As shown in Table 5, Comparative Example 9 is an example in which the degree of cold rolling work is lower than the specified condition. In the copper alloy of Comparative Example 9, as shown in Table 6, it can be seen that as the tensile strength is lowered, the conductivity is also lower than that of the copper alloy of the above example.

（比較例１０）
比較例１０は、表５に示すように、冷間圧延の加工度が規定条件より低い場合であって、冷間圧延及び熱処理の繰り返し実施回数を増やした一例である。この比較例１０の銅合金は、表６に示すように、比較例９の銅合金に比べて引張強さ及び導電率ともに向上しているが、上記実施例の銅合金に比べて引張強さが劣る結果になったことが分かる。冷間圧延及び熱処理の繰り返し実施回数を増やせば、銅合金の特性を向上させることは期待できる。しかしながら、その繰り返し実施回数の増加は、製造コストの増加に直結するため、５回を超える冷間圧延及び熱処理の繰り返し処理は好ましくない。 (Comparative Example 10)
As shown in Table 5, Comparative Example 10 is an example in which the degree of cold rolling work is lower than the specified condition, and the number of repeated cold rolling and heat treatments is increased. As shown in Table 6, the copper alloy of Comparative Example 10 is improved in both tensile strength and electrical conductivity as compared with the copper alloy of Comparative Example 9, but the tensile strength is higher than that of the copper alloy of the above example. It turns out that the result became inferior. Increasing the number of repeated cold rolling and heat treatments can be expected to improve the properties of the copper alloy. However, since the increase in the number of repeated executions directly leads to an increase in manufacturing cost, the cold rolling and heat treatment repeated processing exceeding 5 times are not preferable.

（比較例１１〜１２）
比較例１１〜１２は、表５に示すように、熱処理条件が規定範囲を外れた一例であるが、表６に示すように、十分な導電率が得られないということが分かる。
(Comparative Example 11 to 12)
As shown in Table 5, Comparative Examples 11 to 12 are examples in which the heat treatment conditions are outside the specified range, but as shown in Table 6, it can be seen that sufficient conductivity cannot be obtained.

比較例１１は、表５に示すように、熱処理温度が低い一例である。この比較例１１の銅合金は、表６に示すように、十分な導電率が得られないということが分かる。 Comparative Example 11 is an example in which the heat treatment temperature is low as shown in Table 5. As shown in Table 6, it can be seen that the copper alloy of Comparative Example 11 cannot obtain sufficient electrical conductivity.

比較例１２は、表５に示すように、熱処理温度が高い一例である。この比較例１２の銅合金は、表６に示すように、上記実施例と同等の良好な引張強さ、及び導電率が得られる。しかしながら、析出物の観察結果から、粒径１００ｎｍ以上の大きな析出物が、より多く発生していることが分かり、上記実施例の銅合金のように均一なエッチング性を維持することはできない。 Comparative Example 12 is an example in which the heat treatment temperature is high as shown in Table 5. As shown in Table 6, the copper alloy of Comparative Example 12 has good tensile strength and electrical conductivity equivalent to those of the above examples. However, from the observation results of the precipitates, it can be seen that a larger amount of large precipitates having a particle size of 100 nm or more is generated, and it is not possible to maintain uniform etching properties as in the copper alloys of the above examples.

以上のように上記実施の形態で規定した条件範囲を外れた比較例の銅合金のいずれもが、上記実施例の銅合金に比べて不十分な特性しか得られないということが理解できる。 As described above, it can be understood that any of the copper alloys of the comparative examples that deviate from the condition range defined in the above embodiment can obtain only insufficient characteristics as compared with the copper alloys of the above examples.

上記実施の形態に係る銅合金は、従来よりも高強度を持つ圧延銅箔の製造が可能になる。半導体パッケージのリードフレーム、コネクタ、リレーやスイッチなどの電気・電子部品の材料として用いられるだけでなく、例えばプリント配線板や電池の集電体などの用途で使われる圧延銅箔の材料としても有効に活用できる。 The copper alloy which concerns on the said embodiment becomes possible [manufacture of the rolled copper foil with higher intensity | strength than before]. Not only is it used as a material for electrical and electronic parts such as semiconductor package lead frames, connectors, relays and switches, but it is also effective as a material for rolled copper foil used in applications such as printed wiring boards and battery current collectors. Can be used for

Claims

０．０５〜０．５質量％のＦｅ、０．０５〜０．５質量％のＮｉ、０．０２〜０．２質量％のＰを含有し、ＦｅとＮｉの合計とＰの質量比（Ｆｅ＋Ｎｉ）／Ｐが３〜１０であり、ＦｅとＮｉの質量比Ｆｅ／Ｎｉが０．８〜１．２であり、残部がＣｕ及び不可避的不純物からなる銅合金であって、
前記銅合金に含まれる粒径が１０ｎｍ以上である晶出物及び析出物のうち、粒径が１００ｎｍ以上である晶出物及び析出物の個数の割合が、１．０％以下であり、導電率が６０％ＩＡＣＳ以上であり、引張強さが５５０ＭＰａを超えることを特徴とする電気・電子部品用銅合金材。 0.05 to 0.5% by mass of Fe, 0.05 to 0.5% by mass of Ni, 0.02 to 0.2% by mass of P, and the mass ratio of the sum of Fe and Ni to P ( Fe + Ni) / P is 3 to 10, the mass ratio Fe / Ni is Fe / Ni is 0.8 to 1.2, and the balance is a copper alloy composed of Cu and inevitable impurities,
Of the crystals and precipitates having a particle size of 10 nm or more contained in the copper alloy, the ratio of the number of crystals and precipitates having a particle size of 100 nm or more is 1.0% or less, A copper alloy material for electrical and electronic parts, characterized in that the rate is 60% IACS or more and the tensile strength exceeds 550 MPa.

０．０５〜０．５質量％のＦｅ、０．０５〜０．５質量％のＮｉ、０．０２〜０．２質量％のＰを含有し、ＦｅとＮｉの合計とＰの質量比（Ｆｅ＋Ｎｉ）／Ｐが３〜１０であり、ＦｅとＮｉの質量比Ｆｅ／Ｎｉが０．８〜１．２であり、更にＳｎ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｔｉから選択された１種以上の成分を合計で０．０３〜１．０質量％含有し、残部がＣｕ及び不可避的不純物からなる銅合金であって、
前記銅合金に含まれる粒径が１０ｎｍ以上である晶出物及び析出物のうち、粒径が１００ｎｍ以上である晶出物及び析出物の個数の割合が、１．０％以下であり、導電率が６０％ＩＡＣＳ以上であり、引張強さが５５０ＭＰａを超えることを特徴とする電気・電子部品用銅合金材。 0.05 to 0.5% by mass of Fe, 0.05 to 0.5% by mass of Ni, 0.02 to 0.2% by mass of P, and the mass ratio of the sum of Fe and Ni to P ( Fe + Ni) / P is 3-10, Fe / Ni mass ratio Fe / Ni is 0.8-1.2, and one or more components selected from Sn, Zn, Zr, Cr, Ti Is a copper alloy containing 0.03 to 1.0% by mass in total, the balance being Cu and inevitable impurities,
Of the crystals and precipitates having a particle size of 10 nm or more contained in the copper alloy, the ratio of the number of crystals and precipitates having a particle size of 100 nm or more is 1.0% or less, A copper alloy material for electrical and electronic parts, characterized in that the rate is 60% IACS or more and the tensile strength exceeds 550 MPa.

上記銅合金を熱間圧延し、熱間圧延以降の工程で加工度２０％以上の冷間圧延と、４００〜４７０℃で１０秒〜１０分間加熱する熱処理との組み合わせを少なくとも２回以上実施することを特徴とする、請求項１又は２に記載の電気・電子部品用銅合金材の製造方法。
The copper alloy is hot-rolled, and a combination of cold rolling with a workability of 20% or more and heat treatment heated at 400 to 470 ° C. for 10 seconds to 10 minutes is performed at least twice or more in the steps after hot rolling. The method for producing a copper alloy material for electric / electronic parts according to claim 1 or 2 .