(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａｇ；０．０５〜０．３質量％，Ｃｒ；０．０５〜０．３質量％，Ｐ；０．００１０質量％未満，Ｓｎ；０．００１０質量％未満を含み、残部がＣｕ及び不可避的不純物からなる銅合金であり、導電率（％ＩＡＣＳ）が９２％以上、７分間加熱後の硬度が圧延後の硬度の８０％となるときの温度が４５０℃以上であり、且つダイレクトボンディング性に優れていることを特徴とするリードフレーム用銅合金。
【請求項２】
Ａｇ；０．０５〜０．３質量％，Ｃｒ；０．０５〜０．３質量％，Ｐ；０．００１０質量％未満，Ｓｎ；０．００１０質量％未満を含み、Ｚｎ，Ｎｉ，Ｍｇ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ａｌのうちから選ばれる１種又は２種以上を合計で０．０１〜０．３質量％を含有し、残部がＣｕ及び不可避的不純物からなる銅合金であり、導電率（％ＩＡＣＳ）が９２％以上、７分間加熱後の硬度が圧延後の硬度の８０％となるときの温度が４５０℃以上であり、且つダイレクトボンディング性に優れていることを特徴とするリードフレーム用銅合金。
【請求項３】
Ａｇ；０．０５〜０．３質量％，Ｃｒ；０．０５〜０．３質量％，Ｐ；０．００１０質量％未満，Ｓｎ；０．００１０質量％未満を含み、残部がＣｕ及び不可避的不純物からなる銅合金を鋳造後熱間圧延し、冷間加工を行った後、８５０〜１０００℃で６００秒以上加熱処理し、水で急冷した後、４００〜７００℃の温度範囲で２〜６時間保持し、その後７０％以上の冷間圧延を行なうことを特徴とするリードフレーム用銅合金の製造法。
【請求項４】
Ａｇ；０．０５〜０．３質量％，Ｃｒ；０．０５〜０．３質量％，Ｐ；０．００１０質量％未満，Ｓｎ；０．００１０質量％未満を含み、Ｚｎ，Ｎｉ，Ｍｇ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ａｌのうちから選ばれる１種又は２種以上を合計で０．０１〜０．３質量％を含有し、残部がＣｕ及び不可避的不純物からなる銅合金を鋳造後熱間圧延し、冷間加工を行った後、８５０〜１０００℃で６００秒以上加熱処理し、水で急冷した後、４００〜７００℃の温度範囲で２〜６時間保持し、その後７０％以上の冷間圧延を行なうことを特徴とするリードフレーム用銅合金の製造法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リードフレーム材料として好適なリードフレーム用銅合金とその製造法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のリードフレーム用の銅合金としては、無酸素銅，Ｓｎ入り銅，Ｆｅ入り銅等の銅合金が広く知られている。
【０００３】
近年、電子機器の小型軽量化に伴い、こうしたリードフレーム材料も単に機械的強度が優れているのみでなく、以下のような特性が要求されてきている。
（１）電気及び熱伝導性が優れていること。
（２）耐軟化特性が優れていること。
（３）成形性が優れていること。
（４）ダイレクトボンディング性が優れていること。
しかしながら、従来の各種銅合金では、こうした特性を充分満足しているとはいえなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のようなリードフレーム材として求められる成形加工性，導電性，耐熱特性及びダイレクトボンディング性に優れた特性を兼ね備えたリードフレーム用銅合金とその製造法を提案する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本願の第１発明は、Ａｇ；０．０５〜０．３質量％，Ｃｒ；０．０５〜０．３質量％，Ｐ；０．００１０質量％未満，Ｓｎ；０．００１０質量％未満を含み、残部がＣｕ及び不可避的不純物からなる銅合金であり、導電率（％ＩＡＣＳ）が９２％以上、７分間加熱後の硬度が圧延後の硬度の８０％となるときの温度が４５０℃以上であり、且つダイレクトボンディング性に優れていることを特徴とするリードフレーム用銅合金であり、
【０００６】
第２発明は、Ａｇ；０．０５〜０．３質量％，Ｃｒ；０．０５〜０．３質量％，Ｐ；０．００１０質量％未満，Ｓｎ；０．００１０質量％未満を含み、Ｚｎ，Ｎｉ，Ｍｇ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ａｌのうちから選ばれる１種又は２種以上を合計で０．０１〜０．３質量％を含有し、残部がＣｕ及び不可避的不純物からなる銅合金であり、導電率（％ＩＡＣＳ）が９２％以上、７分間加熱後の硬度が圧延後の硬度の８０％となるときの温度が４５０℃以上であり、且つダイレクトボンディング性に優れていることを特徴とするリードフレーム用銅合金であり、
【０００７】
第３発明は、Ａｇ；０．０５〜０．３質量％，Ｃｒ；０．０５〜０．３質量％，Ｐ；０．００１０質量％未満，Ｓｎ；０．００１０質量％未満を含み、残部がＣｕ及び不可避的不純物からなる銅合金を鋳造後熱間圧延し、冷間加工を行った後、８５０〜１０００℃で６００秒以上加熱処理し、水で急冷した後、４００〜７００℃の温度範囲で２〜６時間保持し、その後７０％以上の冷間圧延を行なうことを特徴とするリードフレーム用銅合金の製造法であり、
【０００８】
第４発明は、Ａｇ；０．０５〜０．３質量％，Ｃｒ；０．０５〜０．３質量％，Ｐ；０．００１０質量％未満，Ｓｎ；０．００１０質量％未満を含み、Ｚｎ，Ｎｉ，Ｍｇ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ａｌのうちから選ばれる１種又は２種以上を合計で０．０１〜０．３質量％を含有し、残部がＣｕ及び不可避的不純物からなる銅合金を鋳造後熱間圧延し、冷間加工を行った後、８５０〜１０００℃で６００秒以上加熱処理し、水で急冷した後、４００〜７００℃の温度範囲で２〜６時間保持し、その後７０％以上の冷間圧延を行なうことを特徴とするリードフレーム用銅合金の製造法、
に関するものである。
【０００９】
本発明は上記のように構成された銅合金であり、導電性，耐熱特性，成形性及びダイレクトボンディング性に優れており、リードフレーム材料として好適なものである。
【００１０】
次に、本発明合金を構成する合金成分の添加理由とその限定理由を説明する。Ａｇを０．０５〜０．３質量％としたのは、Ａｇは固溶した状態でもＣｕの導電性を低下することなく、強度を上げる添加元素であり、０．０５質量％未満ではその効果が少なく、０．３質量％を越えると効果が飽和し、コストを上昇させてしまうため工業的でなくなる。
【００１１】
Ｃｒは析出効果によりＣｕの導電性を低下することなく、耐熱性，機械的強度を上げる添加元素であり、０．０５質量％未満ではその効果が小さく、０．３質量％を越えると鋳造性及び導電性の低下が避けられない。
【００１２】
Ｓｎを０．００１０質量％未満としたのは、０．００１質量％を越えるとＣｕの導電性を低下させ、ダイレクトボンディング性に悪影響を与える。
【００１３】
Ｐを０．００１０質量％未満としたのは、０．００１質量％を越えるとダイレクトボンディング性に悪影響を与えるからである。
【００１４】
また、Ｚｎ，Ｎｉ，Ｍｇ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ａｌのうち１種または２種以上の元素を添加するのは、導電率を大きく低下させることなく機械的強度を向上させることができ、その添加量が０．０１質量％未満ではその効果が小さく、０．３質量％を越えると導電性を大きく低下させてしまうからである。
【００１５】
本発明において、上記第一発明，第二発明に係る組成範囲の銅合金を８５０〜１０００℃で６００秒以上加熱するのは、製造時に生成した析出物を消失させ、Ｃｕマトリックス中に均一に固溶させるためであり、加熱温度８５０℃以下ではその効果が不充分であり、１０００℃以上では材料の一部が溶解する恐れがある。また、６００秒以上に保持するのは、それ以下では上記の効果が得られないためである。
【００１６】
４００〜７００℃の熱処理は、一度均一に固溶させたＣｒを均一に析出させるためであり、４００℃以下では充分な析出が促進されず、一方７００℃以上では析出物が粗大化してしまうからである。保持時間を２〜６時間にしたのは、２時間以下では充分な析出が促進されず、一方６時間以上では析出物が粗大化してしまうからである。
【００１７】
７０％以上の冷間加工を行うのは、機械的強度を向上させるためである。最終熱処理は、冷間加工で生じた歪みを軽減させ、伸びの回復をはかるためである。次に、本発明の実施の形態を説明する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
実施例１
図１は本発明に係る合金試験片の作成工程を示す概略説明図で、表１に示す成分組成の合金（Ｎｏ．１〜３，Ｎｏ．７が第１発明、Ｎｏ．４〜６が第２発明）となるように高周波真空溶解炉にて溶解し、４０ｍｍ（幅）×１００ｍｍ（長さ）×１０ｍｍ（厚み）のインゴットに鋳造した。９００℃で熱間圧延し、厚さ１０ｍｍの板とし、冷間加工を行った後、８５０〜１０００℃で６００秒以上加熱処理（一次加熱処理）した後、水で急冷した。
【００１９】
その後、４００〜７００℃の温度範囲で２〜６時間保持して加熱処理（二次加熱処理）した後、７０％以上の冷間圧延し厚さ０．２５ｍｍの板として最終熱処理を施した。
【００２０】
このようにして調整された試料の評価として、機械強度は引張り試験、伸びはＪＩＳ５号試験片、硬度はヴィッカース硬度計により、耐軟化性は７分間加熱後の硬度が圧延後の硬度の８０％となるときの温度、導電性と伝熱性は導電率（％ＩＡＣＳ）、ダイレクトボンディング性はＡｕワイヤーをダイレクトボンディングを施した後に５ｇの荷重で引張り試験を行って剥離したか否かで評価を行い、剥離しないものは○印、剥離したものは×印とした。その結果を、表１に示す。
【００２１】
【表１】
0003769695.tif 000002
【００２２】
表１中の比較材は、本発明に係る第一発明，第二発明で規定した成分組成範囲外のものであり、例えばＮｏ．８はＰが、Ｎｏ．９はＳｎが、Ｎｏ．１０はＡｇ、Ｎｏ．１１はＣｒ、Ｎｏ．１２はＡｇとＰ、Ｎｏ．１３はＡｇ，Ｐ，Ｓｎ、Ｎｏ．１４はＣｒとＰが、Ｎｏ．１５はＡｇとその他の成分が、Ｎｏ．１６はその他の成分がそれぞれ本願発明の成分組成の範囲外である。
【００２３】
表１に示すように、本発明に係る合金は、充分な機械的強度，導電性，耐熱特性及びダイレクトボンディング性を有することが明らかで、高い信頼性が要求される電気・電子機器部材、特にリードフレーム材料として好適であることが分る。
【００２４】
実施例２
本発明に係る合金組成範囲内の合金の製造法において、その製造条件が前記第三発明、第四発明で規定する条件内・外の場合につき製造比較試験を行った。その結果を表２に示す。
【００２５】
【表２】
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【００２６】
表２中、合金成分組成はＮｏ．１７とＮｏ．２２とは表１中のＮｏ．３に、Ｎｏ．１８とＮｏ．２３とは表１中のＮｏ．４に、Ｎｏ．１９とＮｏ．２４とは表１中のＮｏ．５に、Ｎｏ．２０とＮｏ．２５とは表１中のＮｏ．６の成分組成と同じであり、製造条件、特に一次加熱処理条件を変化させた場合である。試験片の作成工程は実施例１と同様に図１に示す通りである。
【００２７】
表２から分るように、本発明で規定する成分組成範囲内で、製造条件も規定条件内であるＮｏ．１７，１８，１９，２０の機械的強度，導電性，耐熱特性及びダイレクトボンディング性も実施例１の（表１に示す）Ｎｏ．３，４，５，６と同等で優れた特性を示しているが、一次加熱処理条件の異なるＮｏ．２２，２５，二次加熱条件の異なるＮｏ．２３，２４の合金は特に導電率，ダイレクトボンディング性が劣る。
【００２８】
【発明の効果】
本発明に係る銅合金とその製造法は、上記実施例からも分かるように、成形加工性，機械的強度，導電性，耐熱特性及びダイレクトボンディング性に優れ、高い信頼性が要求される電気・電子機器部材、特にリードフレーム材料として好適である。
【００２９】
また、本発明の合金は溶解，熱間圧延，冷間圧延及び中間熱処理等が極めて容易であって何ら技術的な困難さは全くなく、特殊な熱処理や複雑な工程が必要な銅基合金より簡単でコスト安に製造することができるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る合金試験片の作成工程を示す概略説明図である。
【図１】
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