(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
合計で０．００４〜０．０７質量％となるようにＦｅ、ＮｉおよびＣｏの３種を含有し、さらにＰを０．００５〜０．０５質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物よりなることを特徴とする電子・電気部品用銅合金。
【請求項２】
Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、ＰおよびＣｕの含有量の合計が９９．９質量％以上であることを特徴とする請求項１に記載の電子・電気部品用銅合金。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の電子・電気部品用銅合金より製作した電子・電気部品用銅合金板条材。
【請求項４】
前記電子・電気部品用銅合金板条材を４００℃に加熱したホットプレート上に載置して３分間保持後、前記ホットプレートより前記電子・電気部品用銅合金板条材を除去して室温まで冷却する熱処理を行ったとき、前記電子・電気部品用銅合金板条材の熱処理前のビッカース硬さをＨ０、熱処理後のビッカース硬さをＨ１としたときＨ１≧０．９Ｈ０であることを特徴とする請求項３に記載の電子・電気部品用銅合金板条材。
【請求項５】
請求項３に記載の電子・電気部品用銅合金板条材において、圧延方向に対して直角な断面が、相対的に厚肉部と薄肉部を有するように圧延方向に連続して形成したことを特徴とする電子・電気部品用銅合金異形断面条材。
【請求項６】
前記電子・電気部品用銅合金異形断面条材を４００℃に加熱したホットプレート上に載置して３分間保持後、前記ホットプレートより前記電子・電気部品用銅合金異形断面条材を除去して室温まで冷却する熱処理を行ったとき、前記電子・電気部品用銅合金異形断面条材の熱処理前における厚肉部のビッカース硬さをＨａ０とし、薄肉部のビッカース硬さをＨｂ０とし、熱処理後における厚肉部のビッカース硬さをＨａ１とし、薄肉部のビッカース硬さをＨｂ１としたとき、Ｈａ１≧０．９Ｈａ０で、かつ、Ｈｂ１≧０．９Ｈｂ０であることを特徴とする請求項５に記載の電子・電気部品用銅合金異形断面条材。
【請求項７】
請求項３または請求項４に記載の電子・電気部品用銅合金板条材を用いて形成したことを特徴とするリードフレーム。
【請求項８】
請求項５または請求項６に記載の電子・電気部品用銅合金異形断面条材を用いて形成した相対的に厚肉部および薄肉部を有することを特徴とするリードフレーム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トランジスターのリードフレームや、コネクタその他、電気接点部品などの電子・電気部品用に好適に用いることができる電子・電気部品用銅合金およびその板条材、異形断面条材ならびにその板条材または異形断面条材より形成されるリードフレームに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、銅または銅合金は、導電率、熱伝導率、加工性、めっき・はんだ付け性などに優れるため、電子・電気部品用素材として大量に用いられている。電子・電気部品の内、ＵＬＳＩ、ＬＳＩなどの集積回路用のリードフレーム材としては、Ｃｕ-Ｎｉ-Ｓｉ系、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ−Ｓｎ系、Ｃｕ−Ｆｅ−Ｐ−Ｓｎ系、Ｃｕ−Ｆｅ系、Ｃｕ−Ｃｒ−Ｓｎ系など高強度で３０〜７０％ＩＡＣＳ程度の導電率を有する銅合金が多用されている。
【０００３】
一方、トランジスター、ミニトランジスターおよびパワートランジスターなどのディスクリート半導体用あるいはパワーＩＣ用のリードフレーム材としては、Ｃｕ−Ｆｅ−Ｐ系（Ｃ１９２１０など）、リン脱酸銅（Ｃ１２２０など）、無酸素銅（Ｃ１０２０など）、Ｃｕ−Ｚｒ系などの純銅系あるいは低合金銅合金が用いられている。これは、用途において高強度であることよりもむしろ電気および熱の伝導率が高いことが重要視されるためである。
【０００４】
これらの電子・電気用銅合金からなる部品としてのリードフレームは、通常平板条材より加工されるが、作動電流が大きく、発熱量の大きいトランジスターを搭載するリードフレームでは異形断面条材より製作されている。そして、リードフレームを製作する場合の異形断面条材は、厚肉のヒートシンク部と、このヒートシンク部より相対的に薄肉のリード部を有する形状のものを用いている。
【０００５】
これらの板条材あるいは異形断面条材より形成されたリードフレームでは使用される銅合金の内、Ｃｕ−Ｆｅ−Ｐ系およびＣｕ−Ｚｒ系合金は耐熱性や強度が重視される製品に、また、無酸素銅は高導電率・高熱放散性が要求される製品に用いられる傾向が大きく、特に、リン脱酸銅は低価格であることから前記の用途に広く用いられている。
【０００６】
ところで、リードフレームなどを備えるトランジスターの主要組立工程は、リードフレームへのトランジスター素子の搭載（ダイボンディング）、トランジスター素子の電極とリード部とのワイヤボンディング、樹脂モールディングなどで構成され、これらの工程が連続的に行われている。
【０００７】
前記主要組立工程中、ダイボンディングにはＡｕ−Ｓｉ共晶接合法、はんだ付け法などが用いられるため、略２５０〜４５０℃に加熱された炉中にてシリコン素子がリードフレームに接合される最も高温の実装工程となる。そして、リードフレームの前記雰囲気での滞在時間は通常１０〜１２０秒程度であるが、工程切替え、連続実装ラインの故障などによりライン停止が必要になると、前記炉中での滞在時間が１２０秒を越え、最大５分間程度になってしまうことがある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記のようなライン停止が起こった場合など、リードフレームが不要に長期間炉中で滞在するため、従来使用されている電子・電気部品用銅合金であるリン脱酸銅を素材とするリードフレームにおいては加熱時間の増加と共に軟化が進行し、その後の工程でのリード変形、また、トランジスターの基板実装時におけるリードの曲がり等が発生し、実装工程の生産性低下あるいは製品歩留りの低下を発生させてしまうことがあった。
【０００９】
本発明は前記の問題点を解決するためになされ、高導電率で耐熱性に優れ、かつ、製作したリードフレームを用いるこことで、トランジスター組立工程における生産性および歩留りの低下を防止することができる電子・電気部品用銅合金、その板条材、異形断面条材およびリードフレームを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するためつぎのように構成した。すなわち、第１の態様は、合計で０．００４〜０．０７質量％となるようにＦｅ、ＮｉおよびＣｏの３種を含有し、さらにＰを０．００５〜０．０５質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物よりなることを特徴とする電子・電気部品用銅合金とした。
【００１１】
また、本発明の第２の態様は、第１の態様において、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、ＰおよびＣｕの含有量の合計が９９．９質量％以上である電子・電気部品用銅合金とした。
【００１２】
さらに、本発明の第３の態様は、第１または第２の態様の電子・電気部品用銅合金より製作した電子・電気部品用銅合金板条材とした。
そして、本発明の第４の態様は、第３の態様の電子・電気部品用銅合金板条材を４００℃に加熱したホットプレート上に載置して３分間保持後、前記ホットプレートから前記電子・電気部品用銅合金板条材を除去して室温まで冷却する熱処理を行ったとき、前記電子・電気部品用銅合金板条材の熱処理前のビッカース硬さをＨ０、熱処理後のビッカース硬さをＨ１としたときＨ１≧０．９Ｈ０である構成とした。
【００１３】
さらに、本発明の第５の態様は第３の態様の電子・電気部品用銅合金板条材において、圧延方向に対して直角な断面が、相対的に厚肉部と薄肉部を有するように圧延方向に連続して形成した電子・電気部品用銅合金異形断面条材とした。
【００１４】
また、本発明の第６の態様は、第５の態様の電子・電気部品用銅合金異形断面条材を、４００℃に加熱したホットプレート上に載置して３分間保持後、前記ホットプレートより除去して室温まで冷却する熱処理を行ったとき、前記電子・電気部品用銅合金異形断面条材の熱処理前における厚肉部のビッカース硬さをＨａ０、薄肉部のビッカース硬さをＨｂ０、熱処理後における厚肉部のビッカース硬さをＨａ１、薄肉部のビッカース硬さをＨｂ１としたとき、Ｈａ１≧０．９Ｈａ０で、かつＨｂ１≧０．９Ｈｂ０であるように構成した。
【００１５】
さらに、本発明の第７の態様は、第３または第４の態様の電子・電気部品用銅合金板条材を用いて形成したリードフレームであり、また、本発明の第８の態様は、第５または第６の態様の電子・電気部品用銅合金異形断面条材を用いて形成したリードフレームである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる電子・電気部品用銅合金およびその板条材、異形断面条材ならびにリードフレームの実施の形態を、適宜図面を参照して説明する。
【００１７】
電子・電気部品用銅合金は、リードフレームや、コネクタなどの電気接点部品としての素材に使用され、合計で０．００４〜０．０７質量％となるようにＦｅ、ＮｉおよびＣｏの３種を含有し、さらにＰを０．００５〜０．０５質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物より構成されている。そして、電子・電気部品用銅合金の成分であるＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、ＰおよびＣｕの含有量の合計が９９．９質量％以上であることが好ましい構成である。
【００１８】
［組成の限定理由］
電子・電気部品用銅合金は、材料特性の面では特に、耐熱性、導電率および熱伝導率が高いことが必要であり、広汎に用いられるためにはなるべく安い価格で提供することが必要となる。このような必要性より、通常のリン脱酸銅と同じ製造設備を用いて製造できることを要件として、添加元素の種類と含有量について検討を加えて、電子・電気部品用銅合金を構成した。
【００１９】
そして、前記構成の電子・電気部品用銅合金から板条材、異形断面条材およびリードフレームを安価に提供するには、合金の溶解鋳造工程において特殊な設備を必要とする真空溶解、雰囲気溶解等を行うことや、また、加工熱処理工程において製造途中に何度も焼鈍を行うことは望ましくない。そのため、特殊な溶解設備を用いず、かつ熱延後の冷延工程において仕上げ圧延までの最低限の焼鈍で製造できることを考慮して組成を決定した。
【００２０】
電子・電気部品用銅合金は、Ｆｅ、ＮｉおよびＣｏを合計で０．００４〜０．０７質量％を含有させている。これらの元素が、いずれも銅に含有させると微量でもその耐熱性を向上させる効果が大きく、また、同時に強度、降伏応力も向上させる。
【００２１】
図１に、Ｐの含有量が０．０３８質量％、Ｆｅ、ＮｉおよびＣｏの合計含有量が０．００３〜０．０４１質量％であるＣｕ−（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ）−Ｐ合金（Ｃｕ、Ｆｅ、Ｎｉ、ＣｏおよびＰの含有量合計は９９．９７質量％以上）から製作した異形断面条材をホットプレート上で３分間加熱した後の、薄肉部における硬さ（Ｈｖ、荷重４.９Ｎ）の変化を示す。
【００２２】
各試料において、加熱温度の上昇に伴って硬さの低下量（軟化）が大きくなっていくが、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏの合計含有量が０．００３質量％の試料においては、４００℃以上の加熱によって急激に軟化する。一方、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏの合計含有量が０．００４質量％を越えると４００℃以上での軟化が小さくなり、耐熱性が大幅に改善される。特に、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏの合計含有量が０．０１質量％を越えると耐熱性の向上効果が一層大きくなり、４３０℃×３分間加熱後も初期硬さの８７％以上の硬さを保持させることが可能となる。
【００２３】
前記のように、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏの合計含有量が０．００４質量％未満であると、耐熱性を向上させる効果が得られない。また、これらの元素の合計含有量が０．０７質量％を越えると導電率の低下が大きくなる。従って、Ｆｅ、ＮｉおよびＣｏを合計で０．００４〜０．０７質量％の範囲で含有させることが必要である。なお、これらの元素は銅母相中に固溶あるいはその一部がリンとの化合物の形で析出して耐熱性の向上に寄与する。
【００２４】
一方、電子・電気部品用銅合金は、Ｐを０．００５〜０．０５質量％の範囲で含有した理由として、Ｐが前記成分範囲において、銅溶湯の脱酸を行い、溶湯に添加されるＦｅ、ＮｉおよびＣｏの酸化滅失を防止するために必要な元素であり、真空溶解、雰囲気溶解など特殊な設備や方法によらず溶解鋳造作業を可能にするためである。
【００２５】
Ｐの含有量が０．００５質量％未満であると溶湯の脱酸が十分でなく、溶湯中の酸素量が多くなり、Ｆｅ、ＮｉおよびＣｏの安定的な添加ができなくなる。また、鋳塊中の酸化銅や添加元素の酸化物が多くなり、合金の展延性低下、製造中における水素脆化（水素分圧の多い雰囲気で加熱すると合金中の酸素と合金に侵入した水素が化合して水蒸気となり、膨れが発生する）などが起き易くなる。また、Ｐの含有量が０．０５質量％を越えると導電率の低下が大きくなる。したがって、Ｐの含有量を０．００５〜０．０５質量％の範囲に規定する。
【００２６】
なお、本発明の銅合金においては、基本的に、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｐの組成を前記範囲とすることで目標とする耐熱性を安定して達成できるが、耐熱性、導電率および熱伝導率などの特性は微量でも、他の不純物元素の影響を受け易いため、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、ＰおよびＣｕの含有量を合計で９９．９質量％以上とすることが望ましい。
【００２７】
本発明の銅合金の導電率および熱伝導率の低下を最小限に抑えて、耐熱性を更に向上させるために、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｐを前記範囲で含んだ上に、Ｓｎ０．０１５質量％以下、好ましくは０．００１〜０．０１５質量％またはＺｎ０．０１質量％以下、好ましくは０．００１〜０．０１質量％の範囲で、あるいはＳｎとＺｎとを合計（ただし、各元素の上限は前記範囲である）で０．０２質量％以下、好ましくは０．００１〜０．０２質量％含有させることができる。ＳｎまたはＺｎあるいはＳｎ、Ｚｎ合計の含有量が０．００１質量％以上でこれらの元素を添加した顕著な耐熱性の向上効果がみられる。また、Ｓｎの含有量が０．０１５質量％を超えると製造工程において板条の表面にＳｎの酸化物が形成されやすくなる。Ｚｎの含有量が０．０１質量％を超えると、本発明の電子・電気部品用銅合金の特性に悪影響を与える。そして、Ｓｎ、Ｚｎ合計の含有量が０．０２質量％を超えると導電率および熱伝導率が低下してしまう。
【００２８】
なお、各成分を前記範囲として、それらのＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｐ、Ｓｎ、ＺｎおよびＣｕの合計の含有量を９９．９質量％以上とすることが望ましい。これは前記理由と同様に、耐熱性、導電率および熱伝導率などの特性は微量でも、他の不純物元素の影響を受け易いためである。
【００２９】
（不純物元素）
本発明の銅合金の組成において、不可避不純物とし、Ｈ、Ｏ、Ｌｉ、Ｂｅ、Ｂ、Ｃ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｓｅ、Ｓｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｐｔ、Ａｕ等の元素が存在し、これらの元素の含有量が合計で０．０１質量％未満であれば、本発明の電子・電気部品用銅合金の特性に悪影響を与えることはない。
【００３０】
これらの元素の内、特にＨ（水素）は１．５質量ｐｐｍ（以下単にｐｐｍ）以下、望ましくは１．０ｐｐｍ以下であることが好ましく、Ｏ（酸素）は４０ｐｐｍ以下、望ましくは３０ｐｐｍ以下であることが好ましい。前記範囲を超えると、水素は製造工程中に板材の膨れ、めっき膜の膨れ、酸素は還元雰囲気での焼鈍中の膨れ、展延性の低下、めっき性の低下などを招き易いからである。
【００３１】
［製造工程］
以下に本発明の電子・電気部品用銅合金板条材、異形断面条材およびリードフレームの製造法につき説明する。
（溶解鋳造）
電子・電気部品用銅合金の溶解鋳造には真空炉など特別な設備を必要とせず、通常の溶解炉や鋳造設備によって可能である。電子・電気部品用銅合金は、溶解した銅にＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏなどの高融点の金属を添加するが、添加量が微量であるため、使用する溶解炉に特に制限はなく、例えば、シャフト炉、溝型誘導路、コアレス炉、燃焼溶解炉などを使用することができる。
【００３２】
溶解原料としては、銅には電気銅、リン脱酸銅などの地金およびこれらのスクラップ材、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏにはこれらの純金属または銅との中間合金、ＰにはＣｕ−８〜１５質量％Ｐなどの中間合金を用いると良い。銅を１１００〜１２００℃程度に溶解し、前記の原料を添加し、合金溶湯温度１１００〜１２００℃で鋳造すると良い。
【００３３】
溶解鋳造工程においては、溶湯表面を木炭で被覆することによって、溶湯の酸化を防止することができる。また、水素の侵入防止には溶解原料、木炭、炉材、鋳型、鋳造樋、溶解鋳造作業に用いる治具など溶湯が接触するものを十分乾燥しておくことが望ましい。
【００３４】
鋳造は、生産性の点から連続鋳造または半連続鋳造が望ましいが、ダービル鋳造、金型鋳造などバッチ式の方法によっても良い。このような工程により製造された電子・電気部品用銅合金は、中高温脆性の程度が小さいので、鋳塊寸法に特に制限はないが、断面の厚さが最大５００ｍｍ程度、幅２０００ｍｍまでは問題なく可能である。鋳塊長さは熱延加熱炉の容量で決定される。
【００３５】
鋳造後、冷延と焼鈍のみによって板条材または異形断面条材を製造するためには厚さ１０〜３０ｍｍ、幅３００〜８００mm程度の薄板スラブを横形連続鋳造法で製造することが望ましい。
【００３６】
（加工熱処理）
本発明における電子・電気部品用銅合金は、７００〜１０５０℃で問題なく熱間圧延が可能である。均質化のために鋳塊が所定温度到達後３０分以上保持し、熱間圧延を開始することが望ましい。熱間圧延終了後の板厚はその後の冷間圧延工程能力などに合わせて決定すれば良く、通常１０〜３０ｍｍ程度である。本発明の電子・電気部品用銅合金は、析出硬化型ではないため、熱間圧延終了後の溶体化は特に行う必要はない。
【００３７】
熱間圧延終了後の板は酸化スケールが付着しているためフライスにより皮むきを行い、冷間圧延を行う。本発明の電子・電気部品用銅合金は、冷延中の加工硬化が大きくないため、焼鈍を行うことなく９９％程度までの冷間加工が可能である。したがって、通常は熱間圧延終了後、最終板厚近傍の厚さまで中間焼鈍することなく圧延し、その板厚にて焼鈍を行い、仕上げ圧延を行う。焼鈍条件と仕上げ圧延の加工率は目的とする強度に合わせて適宜決定すれば良い。
【００３８】
なお、焼鈍は連続焼鈍炉により行なっても、あるいはバッチ式の焼鈍炉で行なっても良い。また、仕上げ圧延後、テンションレベラーまたはスキンパス圧延による歪矯正、連続焼鈍炉またはバッチ炉を用いた短時間焼鈍による内部歪の低減・延性の回復、あるいはテンションアニーリング処理による歪矯正などを行なっても本発明の電子・電気部品用銅合金における耐熱性や導電率が損なわれるものではない。
【００３９】
最終形状を異形断面条材とするには、適当な厚さの板条材を加工素材として用い、圧延法、鍛造法、切削法あるいはこれらの組合せにより目的とする形状の異形断面条材を製造することができる。この場合も、焼鈍および仕上げ塑性加工条件は目的とする異形断面条材の形状および機械的特性に合わせて決定することができる。さらに、目的とする異形断面条材とした後、前記のテンションレベラーまたはスキンパス圧延による歪矯正、連続焼鈍炉またはバッチ炉を用いた短時間焼鈍による内部歪の低減・延性の回復、あるいはテンションアニーリング処理による歪矯正などを行なっても本発明の電子・電気部品用銅合金における耐熱性や導電率が損なわれるものではない。
【００４０】
なお、Ｓｉチップのダイボンディング、金またはアルミ線のワイヤボンディング、めっきなど問題なく行なうためには、板条材及び異形断面条材の平均表面粗さＲａが０．３μｍ以下であることが望ましく、前記表面粗さを達成できるように圧延ロールの表面粗さをコントロールすると良い。
【００４１】
このようにして製造される板条材及び異形断面条材は、加工熱処理条件を適当に選択することで、硬さ（Ｈｖ）８５〜１４０、引張り強さ２５０〜４５０Ｎ／ｍｍ2（圧延方向に平行方向）、伸び３〜３５％（圧延方向に平行方向）、導電率７０〜８５％ＩＡＣＳで、かつ従来のリン脱酸銅より耐熱性に優れる特性を持たせることができる。
【００４２】
なお、製造された板条材は、熱処理前の硬さをＨ０とし、熱処理後の硬さをＨ１としたときＨ１≧０．９Ｈ０の範囲となるように構成されると都合が良い。板条材は、熱処理後の硬さＨ１が、Ｈ１≧０．９Ｈ０より小さくなると、半導体の実装工程において、長時間高温で保たれた場合の軟化が大きくなり、リード部の曲がり、反りが大きくなることがある。
【００４３】
また、板状材の熱処理後の硬さＨ１は、その上限としてはＨＶ＝１３０、下限値はＨＶ＝８０としている。上限値が１３０を超えた場合、本発明の電子・電気部品用銅合金においては、リード部の延性が低下してしまい、半導体を基板に組込む工程、組込み後の基板のハンドリングなどにおいてリード部に割れが発生しやすくなってしまう。また、下限値が８０未満になると、リード部の強度が低いため、実装した半導体のハンドリング時や、半導体を基板に組込む工程においてリード部に曲がりが発生しやすく、目的とする半導体機器が製作できなくなる。したがって、熱処理前後の固さをＨ１≧０．９Ｈ０の範囲となるようにすることで、半導体の実装工程および半導体の基板への組込み工程において歩留りや生産性が低下することがなく都合が良い。
【００４４】
更に、図２に示すように、異形断面条材１０においては、その厚肉部１１の硬さをＨａ０とし、薄肉部１２の硬さをＨｂ０としたとき、Ｈｂ０／Ｈａ０の値が０．８〜１．１５に調整されていると内部に残留する応力が小さく、その後のスタンピング加工、ダイボンディング、ワイヤボンディング工程において問題の発生が少なくなる。
【００４５】
なお、異形断面条材１０は、熱処理前における厚肉部１１の硬さをＨａ０とし、薄肉部１２の硬さをＨｂ０とし、熱処理後における厚肉部１１の硬さをＨａ１とし、薄肉部１２の硬さをＨｂ１としたとき、Ｈａ１≧０．９Ｈａ０で、かつ、Ｈｂ１≧０．９Ｈｂ０の範囲となるように構成されている
【００４６】
このように、異形断面条材１０の肉厚部１１および肉薄部１２の硬さを熱処理前後で下限値としてＨａ１≧０．９Ｈａ０、Ｈｂ１≧０．９Ｈｂ０とすることにより、半導体の実装工程のライン停止などによる長時間の高温保持によっても、肉厚部および薄肉部の軟化が小さいため、肉厚部における反り、リード部の曲がりや反りが発生しない。
【００４７】
また、上限値として、Ｈａ１およびＨｂ１をそれぞれＨＶ＝１３０とし、下限値をＨＶ＝８０としている。上限値が１３０を超えた場合、本発明の電子・電気部品用銅合金においては、リード部の延性が低下してしまい、半導体を基板に組込む工程、組込み後の基板のハンドリングなどにおいてリード部が折れやすくなってしまう。また、下限値が８０未満になると、リード部の強度が低いため、実装した半導体のハンドリング時や、半導体を基板に組込む工程においてリード部に曲がりが発生しやすく、目的とする半導体機器が製作できなくなる。したがって、Ｈａ１≧０．９Ｈａ０、Ｈｂ１≧０．９Ｈｂ０とすることで、リード部の延性低下がなく、十分な強度を保持できるため、実装した半導体のハンドリング時や半導体を基板に組込む工程において、リード部の割れ、リード部の曲がりが発生せず、半導体の実装工程および半導体の基板への組込み工程において歩留りや生産性を良好に保つことができる。
【００４８】
（リードフレームの製造）
前記の板条材または異形断面条材に、通常は金型によるスタンピング加工を行なってリードフレームを製作する。本発明の銅合金板条材および異形断面条材は、リン脱酸銅、無酸素銅と比べて同等以上の内抜き加工性を有し、リードの平面性やばりの発生などに関しても良好である。
【００４９】
［実施例］
以下に本発明の実施例を比較例と共に詳細に説明する。なお、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
【００５０】
（第１実施例）
純度９９．９６質量％の電気銅、リン脱酸銅スクラップを配合したものを銅原料、Ｃｕ−１０質量％Ｆｅ、Ｃｕ−１０質量％Ｎｉ、Ｃｕ−１０質量％ＣｏをそれぞれＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏの原料、Ｃｕ−１５質量％Ｐをリン原料とし、木炭被覆下のコアレス溶解炉で所定の割合に配合した前記原料を溶解した。溶解順序は銅溶解後、リンで脱酸し、その後Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏを添加した。このようにして製作した溶湯を半連続鋳造し、厚さ１５０ｍｍ、幅５００ｍｍ、長さ４０００ｍｍのスラブを造塊した。造塊したスラブに、以下の加工熱処理を行なって厚さ０．２５ｍｍの薄板を製作した。この薄板より析試料を採取し、ＪＩＳに規定の方法などにより、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｐ、Ｈ、Ｏの含有量を分析した。分析結果を表１に示す。
【００５１】
【表１】
0004392104.tif 000002
【００５２】
次に、これらのスラブを８５０℃で１時間加熱後、直ちに熱間圧延して厚さ１５ｍｍのホットコイルを製作した。このホットコイルを０．３８ｍｍまで冷間圧延した。前記冷延材を脱脂後、７２５℃の還元雰囲気に保った連続焼鈍炉に所定の速度で通板し、軟質材コイルとした。このコイルを０．２５ｍｍまで冷間圧延し、耐熱性を測定した。
【００５３】
耐熱性は、以下の要領で各試料について５個ずつ測定し、その平均値より算出した。
（１）前記コイルより３０ｍｍ×３０ｍｍの試験片を切出し、切断面のばり取りを行った後、加熱前の硬さＨ０（Ｈｖ、測定荷重４．９Ｎ）を測定する。
【００５４】
（２）１５〜２５℃、相対湿度４０〜８５％の室内にホットプレートを設置し、その表面温度を４００℃とし、所定温度到達後前記試験片を載置して３分間保持する。
（３）３分間経過後、試験片を除去し、表面の酸化膜を除去後、加熱後の硬さＨ１を測定してＨ１／Ｈ０を求める。
【００５５】
また、導電率の測定はＪＩＳＨ０５０５に準拠して実施した。
このようにして求めた結果を表２に示す。
【００５６】
【表２】
0004392104.tif 000003
【００５７】
本発明の実施例の試料１〜４においては、いずれも良好な耐熱性を有する。
一方、比較例の試料５においては、Ｆｅ、ＮｉおよびＣｏの総含有量が本発明の下限値を下回るため、耐熱性が低下している。比較例の試料６においては、Ｐ含有量が少なく、酸素の含有量が多くなったため、還元性雰囲気の連続焼鈍において水蒸気による膨れが発生したため製品化が困難と思われ、その後の冷間圧延を中止した。比較例の試料７においては、水素含有量が多く（溶解鋳造時の原料が湿っていたため）、連続焼鈍において水素による膨れが発生したため、やはりその後の冷間圧延を中止した。比較例の試料８においては、Ｆｅ、ＮｉおよびＣｏの総含有量が本発明の上限値を上回るため、耐熱性は高いが、導電率が低下してしまい、リードフレームとして必要な使用時の発熱や熱放散性等の点で要求を満たせないものと思われる。
【００５８】
（試料３−１、ＳｎおよびＺｎの添加例（本発明）表１に示さず）
前記と同様にして、Ｆｅ０．０１２質量％、Ｎｉ０．０１７質量％、Ｃｏ０．００６質量％、Ｐ０．０３８質量％さらにＳｎ０．０１１質量％、Ｚｎ０．００５質量％を含有し、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｐ、Ｓｎ、ＺｎおよびＣｕを合計で９９．９２質量％含有する厚さ０．２５ｍｍのコイルを製作した。なお、ＨとＯの含有量は、それぞれ０．６ｐｐｍ、１５ｐｐｍであった。
【００５９】
このコイルより試料を採取したところ、加熱前の硬さ（Ｈ０）、加熱後の硬さ（Ｈ１）および導電率を測定した。その結果、Ｈ０＝１１７、Ｈ１＝１１４、Ｈ１／Ｈ０＝０．９７、導電率＝８１％ＩＡＣＳであった。Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｐの含有量がほぼ等しい試料３と同じ導電率を確保しながら、Ｓｎ，Ｚｎを添加した場合、耐熱性が更に向上していることが分かる。
【００６０】
（第２実施例）
第１実施例と同様な手順で、厚さ１５０ｍｍ、幅５００ｍｍ、長さ４０００ｍｍのスラブを造塊し、厚さ１５ｍｍのホットコイルを製作した。このホットコイルを２．６ｍｍに冷間圧延し、７５０℃で還元雰囲気に保った連続焼鈍炉に所定の速度で通板し、軟質材コイルとした。前記熱処理を行ったコイルを厚さ２．０ｍｍに冷間圧延し、さらに幅５０ｍｍに幅切りを行い異形断面条材加工用の素条材とした。
【００６１】
前記素条材を用いて、異形断面中間条材（ピルガー圧延および凹部を形成した圧延ロールとフラットロールによる圧延）を製作し、この中間材に連続焼鈍（炉温７００℃、加熱帯長さ：２０ｍ、通板速度１０〜１５ｍ／ｓ）を行った後、凹部を形成した圧延ロールとフラットロールで仕上げ圧延を行なって異形断面条材を製作した（図２参照、厚肉部肉厚Ｔ2＝１．２５ｍｍ、薄肉部肉厚Ｔ1＝０．４０ｍｍ、厚肉部幅Ｄ1＝２９ｍｍ、薄肉部幅Ｄ2＝２３ｍｍ、全幅７５ｍｍ、厚肉部の立上り角度α＝１５°）。
【００６２】
このように製作した異形断面条材より長手方向に５０ｍｍ長さの試験片を切断し、切断部のばりを除去後、第１実施例と同様の方法によって耐熱性を測定した。
なお、本発明の試料１１については、異形断面条材作成後、長手方向に０．３％の伸びを発生させる引張り応力を加える歪矯正処理を行った本発明の試料１１−２も製作した。歪矯正を行なっていない本発明の試料は１１−１とした（いずれも本発明の実施例）。異形断面条材におけるＣｕ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｐ、Ｈ、Ｏの含有量の分析結果を表３に、耐熱性の測定結果を表４に示す。
【００６３】
【表３】
0004392104.tif 000004
【００６４】
【表４】
0004392104.tif 000005
【００６５】
本発明の実施例の試料９、１０、１１−１、および１１−２においては、ホットプレート加熱による硬さの低下が小さく、厚肉部及び薄肉部とも加熱後硬さが加熱前の硬さの９０％以上と良好な耐熱性を有する。
一方、比較例の試料１２においては、Ｆｅ、Ｎｉ、及びＣｏの総含有量が本発明の下限値より小さいため、ホットプレート加熱後の軟化が大きく、厚肉部及び薄肉部とも加熱後硬さが加熱前の硬さの９０％未満と耐熱性が低下している。また、比較例の試料１３においては、耐熱性は良好であるものの、導電率が低下してしまい、パワートランジスター用リードフレームに要求される放熱性に対する要求を満足できない。
【００６６】
【発明の効果】
本発明の電子・電気部品用銅合金およびその板条材、異形断面条材ならびにリードフレームは、以下のような優れた効果を有する。
（１）電子・電気部品用銅合金およびその板条材、異形断面条材ならびにリードフレームは、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏを合計で０．００４〜０．０７質量％と、Ｐを０．００５〜０．０５質量％含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物とする構成としているため、導電率を維持した状態で、かつ耐熱性に優れる。また、前記条件の含有範囲で、かつ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｐ、Ｃｕの含有量の合計が、９９．９質量％以上となるように構成しているため、目標とする耐熱性を安定して達成することが可能となる。
【００６７】
（２）前記構成の電子・電気部品用銅合金板条材または異形断面条材あるいはリードフレームは、熱処理前後の硬さを所定の範囲に特定することで、材質の硬さ、圧延方向に平行の引張り強さ、圧延方向に平行方向の伸び、および、導電率を維持しながら、従来のリン脱酸銅より耐熱性に優れた特性をもたせることができる。
【００６８】
（３）前記構成の電子・電気部品用銅合金の板条材および異形断面条材によりリードフレームを製作すると、従来のリン脱酸銅と同等の導電率、熱伝導率を保持しながら、耐熱性を更に向上させることが可能となるため、半導体実装プロセスの加熱時におけるライン停止などのトラブルによってもリードフレームの軟化が発生せず、または発生する軟化量が小さい。したがって、リードフレームの実装工程においてリードフレームの変形（曲がり、反り、平坦度の低下）が発生し難く、その結果として半導体生産性及び半導体の歩留りが向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の電子・電気部品用銅合金の硬さと加熱温度の関係を示すグラフ図である。
【図２】  本発明の電子・電気部品用銅合金から形成した異形断面条材を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０      異形断面条材
１１      厚肉部
１２      薄肉部
【図１】
0004392104.tif 000006
【図２】
0004392104.tif 000007