铜合金材料及其制造方法技术

本发明专利技术提供铜合金材料及其制造方法，所述铜合金材料除了具有高强度、高导电率及良好的弯曲加工性以外，还兼具良好的耐热性。本发明专利技术的铜合金材料的特征在于，具有如下的合金组成：含有0.05～1.2质量％的Ni、0.01～0.15质量％的P和0.05～2.5质量％的Sn、其余部分由Cu和不可避免的杂质组成，用FE‑SEM观察电解抛光后的材料表面，每1μm×1μm的视野面积中，粒径为5～30nm的化合物粒子的个数比例为20个/μm

Copper alloy material and manufacturing method thereof

The invention provides a copper alloy material and a method for manufacturing the same, in addition to having high strength, high conductivity and good bending processability, the copper alloy material also has good heat resistance. The copper alloy material of the invention is characterized in that the alloy has the following components: containing 0.05 to 1.2 mass% Ni, 0.01 to 0.15 mass% P and 0.05 to 2.5 mass% Sn, the rest by Cu and unavoidable impurities, observe the surface material after electrolytic polishing with FE per SEM 1 m * 1 m view area, diameter of 5 to the number of compound particles, the proportion of 30nm is 20 / M

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】铜合金材料及其制造方法
本专利技术涉及铜合金材料及其制造方法，特别是涉及包括半导体装置中使用的引线框在内的电气电子部件中使用的铜合金材料及其制造方法。
技术介绍
用于IC、LSI等半导体装置的引线框通过将铜合金材料冲压加工而形成，此时，在材料中残留加工变形。如果残留有该加工变形，则在进行后续工序的蚀刻时，在材料中发生翘曲，引线框的引脚(leadpin)间隔的尺寸精度降低。因此，通常对冲压加工后的引线框施以400～450℃下的热处理，去除加工变形，但已知铜合金的结晶组织在该热处理时再结晶化，从而具有铜合金材料的强度降低的倾向。因此，引线框中所使用的电子设备用铜合金材料必须具备即使实施上述热处理，强度也不降低的特性(耐热性)。此外，对于引线框用铜合金材料，除了具备用于适用于小型化的部件的高强度和用于抑制部件的发热的高导电率以外，也要求兼具用于提高部件成型的自由度的良好的弯曲加工性。作为满足这样的要求的铜合金材料，广泛地提供了Cu-Ni-Sn-P系合金。Cu-Ni-Sn-P系合金能够通过使Ni-P系的化合物析出而兼具高强度、高导电率和良好的弯曲加工性。在专利文献1～9中研究了通过控制析出物的尺寸、分布，从而除了具有拉伸强度、导电率、弯曲加工性以外，兼具弹性、耐应力缓和特性、冲压加工性、耐蚀性、镀敷性、焊料润湿性、耐迁移性、热加工性等各种特性。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平4-154942号公报专利文献2：日本特开平4-236736号公报专利文献3：日本特开平10-226835号公报专利文献4：日本特开2000-129377号公报专利文献5：日本特开2000-256814号公报专利文献6：日本特开2001-262255号公报专利文献7：日本特开2001-262297号公报专利文献8：日本特开2006-291356号公报专利文献9：日本特开2007-100111号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题Cu-Ni-Sn-P系合金是兼具高强度、高导电率和良好的弯曲加工性的优异的合金系，但对于在冲压加工后的引线框中所实施的400～450℃的热处理的耐热性难以说充分。在专利文献1～9中，虽然均尝试了各材料特性的改进，但并没有着眼于耐热性的提高。鉴于上述实际情况，本专利技术的目的在于提供除了具有高强度、高导电率和良好的弯曲加工性以外还兼具良好的耐热性的铜合金材料及其制造方法。用于解决课题的手段本专利技术人对于在包括引线框在内的电气电子部件中使用的Cu-Ni-Sn-P系合金进行研究，发现通过具有含有0.05～1.2质量％的Ni、0.01～0.15质量％的P和0.05～2.5质量％的Sn的合金组成，并用FE-SEM观察电解抛光后的材料表面，每1μm×1μm的视野面积中，使粒径为5～30nm的化合物粒子的个数比例为20个/μm2以上，使粒径超过30nm的化合物粒子的个数比例为1个/μm2以下，从而得到不仅具备高强度、高导电率和良好的弯曲加工性而且还兼具良好的耐热性的铜合金材料，完成了本专利技术。即，本专利技术的主要特征如下所述。(1)铜合金材料，其特征在于，具有如下的合金组成：含有0.05～1.2质量％的Ni、0.01～0.15质量％的P和0.05～2.5质量％的Sn，其余部分由Cu和不可避免的杂质组成；用FE-SEM观察电解抛光后的材料表面，每1μm×1μm的视野面积中，粒径为5～30nm的化合物粒子的个数比例为20个/μm2以上，粒径超过30nm的化合物粒子的个数比例为1个/μm2以下。(2)铜合金材料，其特征在于，具有如下的合金组成：含有0.05～1.2质量％的Ni、0.01～0.15质量％的P和0.05～2.5质量％的Sn，进一步含有选自Fe、Zn、Pb、Si、Mg、Zr、Cr、Ti、Mn和Co中的至少1种成分，Fe为0.001～0.1质量％，Zn为0.001～0.5质量％，Pb为0.001～0.05质量％，Si为0.001～0.1质量％，Mg为0.001～0.3质量％，Zr为0.001～0.15质量％，Cr为0.001～0.3质量％，Ti为0.001～0.05质量％，Mn为0.001～0.2质量％且Co为0.001～0.2质量％，并且在含有Mg、Zr、Cr、Ti、Mn和Co中的2种以上时的合计含量为0.001～0.5质量％，其余部分由Cu和不可避免的杂质组成；用FE-SEM观察电解抛光后的材料表面，每1μm×1μm的视野面积中，粒径为5～30nm的化合物粒子的个数比例为20个/μm2以上，粒径超过30nm的化合物粒子的个数比例为1个/μm2以下。(3)上述(1)或(2)所述的铜合金材料，其特征在于，含有0.05～0.5质量％的Sn，拉伸强度为400MPa以上，导电率为50％IACS以上。(4)上述(1)或(2)所述的铜合金材料，其特征在于，含有超过0.5质量％且2.5质量％以下的Sn，拉伸强度为500MPa以上，导电率为25％IACS以上。(5)上述(1)～(4)中任一项所述的铜合金材料的制造方法，其特征在于，包括下述(a)～(e)的工序：(a)使直至300℃的冷却速度为30℃/分钟以上的熔解铸造工序；(b)以5℃/分钟以上升温，在600～1000℃下保持30分钟～10小时的均质化热处理工序；(c)使直至300℃的冷却速度为30℃/分钟以上的热轧工序；(d)使加工率为80％以上的冷轧工序；和(e)在350～600℃下保持5秒～10小时的退火工序。专利技术的效果根据本专利技术，通过具有如下的合金组成：含有0.05～1.2质量％的Ni、0.01～0.15质量％的P和0.05～2.5质量％的Sn，其余部分由Cu和不可避免的杂质组成，用FE-SEM观察电解抛光后的材料表面，每1μm×1μm的视野面积中，使粒径为5～30nm的化合物粒子的个数比例为20个/μm2以上，使粒径超过30nm的化合物粒子的个数比例为1个/μm2以下，从而可以提供除了具有高强度、高导电率和良好的弯曲加工性以外还兼具良好的耐热性的铜合金材料。附图说明图1为采用FE-SEM以倍率：50000倍观察本专利技术的铜合金材料(实施例14)的电解抛光后的表面时的SEM照片。图2为采用FE-SEM以倍率：50000倍观察比较例22的电解抛光后的表面时的SEM照片。具体实施方式以下对于本专利技术的铜合金材料的优选实施方式详细地说明。(铜合金材料的成分组成)本专利技术的铜合金材料的基本组成为含有0.05～1.2质量％的Ni、0.01～0.15质量％的P和0.05～2.5质量％的Sn，其余部分为Cu和不可避免的杂质。[必须含有的成分](Ni：0.05～1.2质量％)Ni是通过固溶于母相，而且与P形成化合物，从而使强度增加的元素。此外，Ni具有如下效果：通过与P生成化合物，使该生成物析出，从而在提高导电率的同时也使耐热性提高。但是，如果Ni含量低于0.05质量％，则无法充分地发挥其效果，此外，如果超过1.2质量％，则导电率显著地下降。因此，Ni含量设为0.05～1.2质量％，优选设为0.10～1.00质量％，更优选设为0.10～0.40质量％。(P：0.01～0.15质量％)P为通过与Ni生成化合物从而有助于强度的增加、导电率的上升和耐热性的提高的元素。但是，如果P含量低于0.01质量％，则无本文档来自技高网...

【技术保护点】
铜合金材料，其特征在于，具有如下的合金组成：含有0.05～1.2质量％的Ni、0.01～0.15质量％的P和0.05～2.5质量％的Sn，其余部分由Cu和不可避免的杂质组成；用FE‑SEM观察电解抛光后的材料表面，每1μm×1μm的视野面积中，粒径为5～30nm的化合物粒子的个数比例为20个/μm

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.24 JP 2015-0898691.铜合金材料，其特征在于，具有如下的合金组成：含有0.05～1.2质量％的Ni、0.01～0.15质量％的P和0.05～2.5质量％的Sn，其余部分由Cu和不可避免的杂质组成；用FE-SEM观察电解抛光后的材料表面，每1μm×1μm的视野面积中，粒径为5～30nm的化合物粒子的个数比例为20个/μm2以上，粒径超过30nm的化合物粒子的个数比例为1个/μm2以下。2.铜合金材料，其特征在于，具有如下的合金组成：含有0.05～1.2质量％的Ni、0.01～0.15质量％的P和0.05～2.5质量％的Sn，进一步含有选自Fe、Zn、Pb、Si、Mg、Zr、Cr、Ti、Mn和Co中的至少1种成分，Fe为0.001～0.1质量％，Zn为0.001～0.5质量％，Pb为0.001～0.05质量％，Si为0.001～0.1质量％，Mg为0.001～0.3质量％，Zr为0.001～0.15质量％，Cr为0.001～0.3质量％，Ti为0.001～0.05质量％，Mn为0.001～0.2质量％且Co为0.001～0.2质量％，并且...

【专利技术属性】
技术研发人员：藤井惠人，矶松岳己，樋口优，
申请(专利权)人：古河电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP