JPH08296012A - 銅合金の製造方法 - Google Patents
銅合金の製造方法Info
- Publication number
- JPH08296012A JPH08296012A JP10513795A JP10513795A JPH08296012A JP H08296012 A JPH08296012 A JP H08296012A JP 10513795 A JP10513795 A JP 10513795A JP 10513795 A JP10513795 A JP 10513795A JP H08296012 A JPH08296012 A JP H08296012A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】機械的強度と熱伝導性とを併せ備えた銅合金の
製造方法を提供する。 【構成】ＮｉとＳｉを含有する銅合金に対して行う溶体
化熱処理工程と時効熱処理工程との間に冷間圧延工程を
介在させ、この冷間圧延を加工度３０〜６０％の範囲内
にて行う。
製造方法を提供する。 【構成】ＮｉとＳｉを含有する銅合金に対して行う溶体
化熱処理工程と時効熱処理工程との間に冷間圧延工程を
介在させ、この冷間圧延を加工度３０〜６０％の範囲内
にて行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は銅合金の製造方法に関
し、特に、例えば、リードフレーム等の構成材料として
使用されるときの重要特性、即ち機械的強度と熱伝導性
とに優れた有用な銅合金の製造方法に関するものであ
る。
し、特に、例えば、リードフレーム等の構成材料として
使用されるときの重要特性、即ち機械的強度と熱伝導性
とに優れた有用な銅合金の製造方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】ＩＣやＬＳＩ等の半導体素子類を搭載す
るリードフレームは、製造工程中における変形を防止す
るための高い機械的強度、打ち抜きや曲げ加工時におけ
る良好な加工性、発生熱を外部に放出するための優れた
熱伝導性、或いはメッキ密着性や半田付性、更には耐食
性や耐熱性など様々な特性が要求されるが、中でも機械
的強度と熱伝導性の両特性は今後のリードフレームの将
来を展望するときに極めて重要な要素となる。
るリードフレームは、製造工程中における変形を防止す
るための高い機械的強度、打ち抜きや曲げ加工時におけ
る良好な加工性、発生熱を外部に放出するための優れた
熱伝導性、或いはメッキ密着性や半田付性、更には耐食
性や耐熱性など様々な特性が要求されるが、中でも機械
的強度と熱伝導性の両特性は今後のリードフレームの将
来を展望するときに極めて重要な要素となる。
【０００３】即ち、リードフレームへ搭載する素子類の
小型化と高密度化が今後より一層進展することは明らか
であるが、このことはリードフレームの薄肉化を直接意
味するものであり、従ってこのような趨勢に対処するた
めには、優れた機械的強度を有するリードフレームが必
要であり、そして次には高密度集積化に伴う発生熱増加
に対応できるようなより高い熱伝導性を備えていること
が重要となる。
小型化と高密度化が今後より一層進展することは明らか
であるが、このことはリードフレームの薄肉化を直接意
味するものであり、従ってこのような趨勢に対処するた
めには、優れた機械的強度を有するリードフレームが必
要であり、そして次には高密度集積化に伴う発生熱増加
に対応できるようなより高い熱伝導性を備えていること
が重要となる。
【０００４】一般にリードフレームの構成材料として
は、４２合金（Ｆｅ−４２％Ｎｉ）や銅系合金が主とし
て使用されているが、前者の材料は６５ｋｇｆ／ｍｍ2
以上の引張強度を有しているように強度面では高く評価
できる反面、導電率が約３％（ＩＡＣＳ）と極めて低い
ことから、導電率と同じ傾向を示す熱伝導特性は当然な
がら良くない。このため搭載素子の小型化と高密度化に
対処するためには、本質的に導電性つまり熱伝導性に優
れた銅系合金に依存せざるを得ないことになるが、周知
のようにこの材料は機械的強度が充分ではない。
は、４２合金（Ｆｅ−４２％Ｎｉ）や銅系合金が主とし
て使用されているが、前者の材料は６５ｋｇｆ／ｍｍ2
以上の引張強度を有しているように強度面では高く評価
できる反面、導電率が約３％（ＩＡＣＳ）と極めて低い
ことから、導電率と同じ傾向を示す熱伝導特性は当然な
がら良くない。このため搭載素子の小型化と高密度化に
対処するためには、本質的に導電性つまり熱伝導性に優
れた銅系合金に依存せざるを得ないことになるが、周知
のようにこの材料は機械的強度が充分ではない。
【０００５】この銅系合金の機械的強度を高める方法と
しては、一部特定組成の銅合金を対象とした高温での溶
体化熱処理と中低温での時効熱処理の工程とを有する方
法が知られている。この方法は溶体化の工程によって合
金成分を銅母相中にいったん固溶させた後、適当な温度
条件下で時効処理を施すことによって合金成分と銅或い
は合金成分同士の化合物を母相中に均一且つ微細な形状
で析出させ、この分散析出によって材料の強度を上昇さ
せ、同時に一方では固溶合金成分が少ないことにより良
好な導電性即ち熱の伝導性をも確保しようとするもので
ある。以上の溶体化熱処理と時効熱処理による分散析出
によって材料強度を高めると共に、熱伝導性をも高く維
持し得る可能性のある代表的銅合金として、Ｃｕ（銅）
−Ｎｉ（ニッケル）−Ｓｉ（シリコン）合金が知られて
いる。
しては、一部特定組成の銅合金を対象とした高温での溶
体化熱処理と中低温での時効熱処理の工程とを有する方
法が知られている。この方法は溶体化の工程によって合
金成分を銅母相中にいったん固溶させた後、適当な温度
条件下で時効処理を施すことによって合金成分と銅或い
は合金成分同士の化合物を母相中に均一且つ微細な形状
で析出させ、この分散析出によって材料の強度を上昇さ
せ、同時に一方では固溶合金成分が少ないことにより良
好な導電性即ち熱の伝導性をも確保しようとするもので
ある。以上の溶体化熱処理と時効熱処理による分散析出
によって材料強度を高めると共に、熱伝導性をも高く維
持し得る可能性のある代表的銅合金として、Ｃｕ（銅）
−Ｎｉ（ニッケル）−Ｓｉ（シリコン）合金が知られて
いる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この合金の場
合、ＮｉとＳｉの濃度を高くすると機械的強度が向上す
る一方で熱伝導性が低くなるという性質があり、従って
逆に濃度を低めに抑える場合には熱伝導性を高く確保で
きる反面、当然乍ら機械的強度の向上が望めなくなるこ
とから、これら互いに相矛盾する熱伝導性と機械的強度
とを同時に而も適切な水準に併備させることは極めて困
難であるとされてきた。
合、ＮｉとＳｉの濃度を高くすると機械的強度が向上す
る一方で熱伝導性が低くなるという性質があり、従って
逆に濃度を低めに抑える場合には熱伝導性を高く確保で
きる反面、当然乍ら機械的強度の向上が望めなくなるこ
とから、これら互いに相矛盾する熱伝導性と機械的強度
とを同時に而も適切な水準に併備させることは極めて困
難であるとされてきた。
【０００７】従って、本発明の目的は、銅系合金に対し
て高い機械的強度と良好な熱伝導性とを同時に付与する
ことのできる銅合金製造方法を提供することにある。
て高い機械的強度と良好な熱伝導性とを同時に付与する
ことのできる銅合金製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は前記の目的を達
成するため、ＮｉとＳｉを含有する銅合金に対して溶体
化熱処理と時効熱処理を施すための工程を加工工程の中
に含む銅合金の製造方法において、これら溶体化熱処理
工程と時効熱処理工程との間に冷間圧延工程を介在させ
ると共に、この冷間圧延工程における加工度をして３０
〜６０％の範囲内に設定したことを特徴とする銅合金の
製造方法を提供するものである。
成するため、ＮｉとＳｉを含有する銅合金に対して溶体
化熱処理と時効熱処理を施すための工程を加工工程の中
に含む銅合金の製造方法において、これら溶体化熱処理
工程と時効熱処理工程との間に冷間圧延工程を介在させ
ると共に、この冷間圧延工程における加工度をして３０
〜６０％の範囲内に設定したことを特徴とする銅合金の
製造方法を提供するものである。
【０００９】本発明は銅系合金としてＣｕ−Ｎｉ−Ｓｉ
合金を選定し、この合金を対象として溶体化熱処理と時
効熱処理とを行う際に、これら二つの工程間へ冷間圧延
工程を付加させれば当該銅合金の機械的強度と熱伝導性
とを変化させることが可能であることを発見し得たこ
と、そして更にこの冷間圧延における加工度が３０〜６
０％の範囲内に設定されたときに、初めて高い機械的強
度と良好な熱伝導性とを併せ持つ有用な銅合金が得られ
ることを見い出したものである。若し、この冷間圧延時
の加工度を３０％未満に設定する場合には、時効後の導
電率の回復が不足して熱伝導性に充分なものが得られな
くなり、逆に６０％を超えて設定すると、機械的強度の
向上が不充分になって本発明の目的達成は困難になる。
合金を選定し、この合金を対象として溶体化熱処理と時
効熱処理とを行う際に、これら二つの工程間へ冷間圧延
工程を付加させれば当該銅合金の機械的強度と熱伝導性
とを変化させることが可能であることを発見し得たこ
と、そして更にこの冷間圧延における加工度が３０〜６
０％の範囲内に設定されたときに、初めて高い機械的強
度と良好な熱伝導性とを併せ持つ有用な銅合金が得られ
ることを見い出したものである。若し、この冷間圧延時
の加工度を３０％未満に設定する場合には、時効後の導
電率の回復が不足して熱伝導性に充分なものが得られな
くなり、逆に６０％を超えて設定すると、機械的強度の
向上が不充分になって本発明の目的達成は困難になる。
【００１０】尚、機械的強度と熱伝導性とはＮｉの含有
量によっても影響を受けることから、この物質の量はで
きるだけ１．０〜５．０重量％の範囲内に押さえること
が望ましい。Ｎｉの量がこの範囲を下回ると機械的強度
が不足するようになり、逆にこの範囲を超過する場合に
は導電性つまり熱伝導性が低下するようになり、好まし
くない。又、Ｓｉの量も同様な意味で０．２〜１．０重
量％の範囲内にあることが望ましく、この範囲よりも少
なくなると機械的強度不足を招く傾向が生じ、逆にこの
範囲を超えると良好な熱伝導性を備えた銅合金が得にく
くなる。
量によっても影響を受けることから、この物質の量はで
きるだけ１．０〜５．０重量％の範囲内に押さえること
が望ましい。Ｎｉの量がこの範囲を下回ると機械的強度
が不足するようになり、逆にこの範囲を超過する場合に
は導電性つまり熱伝導性が低下するようになり、好まし
くない。又、Ｓｉの量も同様な意味で０．２〜１．０重
量％の範囲内にあることが望ましく、この範囲よりも少
なくなると機械的強度不足を招く傾向が生じ、逆にこの
範囲を超えると良好な熱伝導性を備えた銅合金が得にく
くなる。
【００１１】本発明によって製造される銅合金は、少な
くとも６５ｋｇｆ／ｍｍ2 の引張強度と、少なくとも４
０％（ＩＡＣＳ）の導電率とを備えているべきである。
Ｚｎは本発明によって得られる銅合金をリードフレーム
等へ適用するときに効果を発揮するもので、半田付界面
の劣化を防止する作用がある。その含有量は下限におい
ては実用的な劣化防止効果を確保するため、そして上限
においてはこれを加えることによる導電性への悪影響防
止のために、０．１〜１．５重量％の範囲内に設定すべ
きである。
くとも６５ｋｇｆ／ｍｍ2 の引張強度と、少なくとも４
０％（ＩＡＣＳ）の導電率とを備えているべきである。
Ｚｎは本発明によって得られる銅合金をリードフレーム
等へ適用するときに効果を発揮するもので、半田付界面
の劣化を防止する作用がある。その含有量は下限におい
ては実用的な劣化防止効果を確保するため、そして上限
においてはこれを加えることによる導電性への悪影響防
止のために、０．１〜１．５重量％の範囲内に設定すべ
きである。
【００１２】脱酸剤として添加されるＰは０．００３〜
０．３重量％の範囲内において使用することが望まし
い。この範囲を下回ると効果が得られず、逆にこの範囲
を超えると導電性への悪影響があり、好ましくない。
尚、所謂不可避的な不純物が本発明によって得られる銅
合金の中に含有されることは当然であり、更には本発明
の主旨を阻害しない範囲内において他の成分を加えるこ
とは何等差し支えない。
０．３重量％の範囲内において使用することが望まし
い。この範囲を下回ると効果が得られず、逆にこの範囲
を超えると導電性への悪影響があり、好ましくない。
尚、所謂不可避的な不純物が本発明によって得られる銅
合金の中に含有されることは当然であり、更には本発明
の主旨を阻害しない範囲内において他の成分を加えるこ
とは何等差し支えない。
【００１３】
【作用】ＮｉとＳｉとを含有する銅合金に対して溶体化
熱処理と時効熱処理とを施す際に、これら両処理工程間
に冷間圧延加工を介在させることによって銅合金の機械
的強度と導電性即ち熱伝導性とを変化させ、そしてこの
変化の因子となる冷間圧延時の加工度を最適な範囲に設
定することによって目標水準の機械的強度と熱伝導性と
を併せ備えた銅合金を製造する。
熱処理と時効熱処理とを施す際に、これら両処理工程間
に冷間圧延加工を介在させることによって銅合金の機械
的強度と導電性即ち熱伝導性とを変化させ、そしてこの
変化の因子となる冷間圧延時の加工度を最適な範囲に設
定することによって目標水準の機械的強度と熱伝導性と
を併せ備えた銅合金を製造する。
【００１４】
【実施例】表１は本発明の実施例と比較例において使用
された銅合金における銅以外の成分と、その含有量とを
示したものである。先ず表１の実施例と比較例の各銅合
金から厚さ１５０ｍｍの銅塊を製作し、更にこの銅塊を
対象に８５０°Ｃの温度下にて熱間圧延を施すことによ
って各１０ｍｍ厚の銅板を製作した。
された銅合金における銅以外の成分と、その含有量とを
示したものである。先ず表１の実施例と比較例の各銅合
金から厚さ１５０ｍｍの銅塊を製作し、更にこの銅塊を
対象に８５０°Ｃの温度下にて熱間圧延を施すことによ
って各１０ｍｍ厚の銅板を製作した。
【００１５】次にこれらの板を焼鈍、冷間圧延し、そし
てこれを繰り返すことによって所定厚さの板状体を製作
した後、引き続きこの板状体を８５０°Ｃの温度に加熱
し、然る後これを急冷することによって溶体化熱処理を
施した。次にこのようにして得られた各例の板状体に対
して夫々表１に表示した加工度の冷間圧延加工を加え、
然る後これらを対象に４５０°Ｃにて６０分間の時効熱
処理を施し、夫々所定のサンプルを製作した。
てこれを繰り返すことによって所定厚さの板状体を製作
した後、引き続きこの板状体を８５０°Ｃの温度に加熱
し、然る後これを急冷することによって溶体化熱処理を
施した。次にこのようにして得られた各例の板状体に対
して夫々表１に表示した加工度の冷間圧延加工を加え、
然る後これらを対象に４５０°Ｃにて６０分間の時効熱
処理を施し、夫々所定のサンプルを製作した。
【表１】 （備考）引張強度と導電率は、前者については６５ｋｇ
ｆ／ｍｍ2 以上を、後者については４０％以上を夫々評
価基準として設定し、これらの評価基準をクリアできた
ものを合格（○）、クリアできなかったものを不合格
（×）とした。
ｆ／ｍｍ2 以上を、後者については４０％以上を夫々評
価基準として設定し、これらの評価基準をクリアできた
ものを合格（○）、クリアできなかったものを不合格
（×）とした。
【００１６】
【発明の効果】以上の結果からも明らかなように、本発
明の銅合金は何れも目標水準を超える機械的強度と導電
率（即ち熱伝導性）とを有していることが認められる
が、このことは搭載素子の小型化に伴って今後益々薄肉
化し、そして高い熱伝導性を求められる、例えば、リー
ドフレーム類の構成材料として最適の材料であることを
意味するものであり、従って本発明がこの分野にもたら
す効果には極めて大きなものがある。
明の銅合金は何れも目標水準を超える機械的強度と導電
率（即ち熱伝導性）とを有していることが認められる
が、このことは搭載素子の小型化に伴って今後益々薄肉
化し、そして高い熱伝導性を求められる、例えば、リー
ドフレーム類の構成材料として最適の材料であることを
意味するものであり、従って本発明がこの分野にもたら
す効果には極めて大きなものがある。
Claims (3)
- 【請求項１】ＮｉとＳｉを含有する銅合金に対して溶体
化熱処理と時効熱処理を行うための工程を加工工程の中
に含む銅合金の製造方法において、前記溶体化熱処理工
程と時効熱処理工程との間に冷間圧延工程を介在させ、
この冷間圧延工程における加工度を３０〜６０％の範囲
内に設定することを特徴とする銅合金の製造方法。 - 【請求項２】前記銅合金が０．１〜１．５重量％のＮｉ
と、０．２〜１．０重量％のＳｉと、０．１〜１．５％
のＺｎとを含有していることを特徴とする請求項第１項
記載の銅合金の製造方法。 - 【請求項３】前記銅合金が０．００３〜０．３重量％の
Ｐを含有していることを特徴とする請求項第２項記載の
銅合金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10513795A JPH08296012A (ja) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | 銅合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10513795A JPH08296012A (ja) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | 銅合金の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08296012A true JPH08296012A (ja) | 1996-11-12 |
Family
ID=14399370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10513795A Pending JPH08296012A (ja) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | 銅合金の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08296012A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007084927A (ja) * | 2005-08-26 | 2007-04-05 | Hitachi Cable Ltd | 銅合金製バッキングプレートおよび該銅合金の製造方法 |
| JP2007084928A (ja) * | 2005-08-26 | 2007-04-05 | Hitachi Cable Ltd | 銅合金製バッキングプレートおよび該銅合金の製造方法 |
| JP2007119845A (ja) * | 2005-10-27 | 2007-05-17 | Hitachi Cable Ltd | 剪断加工性に優れる高強度銅合金材およびその製造方法 |
-
1995
- 1995-04-28 JP JP10513795A patent/JPH08296012A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007084927A (ja) * | 2005-08-26 | 2007-04-05 | Hitachi Cable Ltd | 銅合金製バッキングプレートおよび該銅合金の製造方法 |
| JP2007084928A (ja) * | 2005-08-26 | 2007-04-05 | Hitachi Cable Ltd | 銅合金製バッキングプレートおよび該銅合金の製造方法 |
| JP2007119845A (ja) * | 2005-10-27 | 2007-05-17 | Hitachi Cable Ltd | 剪断加工性に優れる高強度銅合金材およびその製造方法 |
| JP4556842B2 (ja) * | 2005-10-27 | 2010-10-06 | 日立電線株式会社 | 剪断加工性に優れる高強度銅合金材およびその製造方法 |
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