[發明專利]電子設備用銅合金及引線框材

有效

• 申請號: 200980160752.1
• 申請日: 2009-08-20
• 公開（公告）號: CN102471831A
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發明（設計）人: 櫻井健;龜山嘉裕
• 申請（專利權）人: 三菱伸銅株式會社
• 主分類號: C22C9/00
• 分類號: C22C9/00;H01L23/50;C22F1/00;C22F1/08
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 康泉;王珍仙

技術領域

本發明涉及在半導體裝置、電子部件等電子設備中使用的電子設備用銅合金及引線框材。

背景技術

目前，IC或LSI等半導體裝置中使用的引線框、各種電子部件的端子和連接器通過對銅合金的薄板實施沖壓加工來制作。

其中，通過沖壓加工制作的引線框等中產生殘余應力。為了除去該殘余應力，雖然通常對沖壓加工后的引線框等實施400～450℃下的熱處理，然而已知由于該熱處理時銅合金的結晶組織重結晶化而使銅合金的強度降低。因此，對引線框等中使用的電子設備用銅合金要求耐熱性以不會由于上述熱處理而強度降低。

作為這種電子設備用銅合金，廣泛地提供了例如專利文獻1、2中公開的析出硬化型合金的一種Cu-Fe-P系合金(所謂的C194系合金)。該Cu-Fe-P系合金使Fe-P系化合物作為析出粒子分散在銅母相中，從而實現耐熱性、強度、電導率的提高。

通常，已知在上述析出硬化型合金中，分散在銅母相中的析出物粒子的尺寸對其特性有較大的影響。即，1μm以上的粗大粒子在重結晶時成為主要的成核位置，該粒子尺寸越大則越易形成重結晶核，因此耐熱性降低，但是若在銅母相中緊密地分散幾十納米以下的微細粒子，則利用釘扎效應束縛晶界移動，重結晶化被抑制，耐熱性提高。

專利文獻1公開了引線框用Cu-Fe系合金材，含有1.5～2.6質量％的Fe、0.01～0.1質量％的P、0.01～0.2質量％的Zn，剩余部分含有Cu和不可避免的雜質，其內部組織是析出的Fe粒子中直徑為40nm以下的Fe粒子的合金中的體積百分率為0.2％以上，即使進行除去應變的加熱，強度的降低也比較少、耐熱性優異。

專利文獻2公開了耐熱性優異的銅合金，該銅合金含有Fe，500℃下退火1分鐘后的Cube方位的方位密度為50％以下，500℃下退火1分鐘后的平均結晶粒徑為30μm以下。在該文獻中記載了這種銅合金通過在對含有Fe的銅合金熱軋后進行冷軋而制造冷軋銅合金時，在熱軋與最終冷軋之間至少各實施2次冷軋與退火的同時，以50～80％的加工率進行每1次的冷軋，最終冷軋時的加工率為30～85％來制造，在進行消除應力退火(歪み取り焼純)等熱處理時也幾乎不會引起強度降低、耐熱性優異的銅合金及其制法。

專利文獻1：日本特開平11-80862號

專利文獻2：日本特開2007-113121號

然而，最近隨著沖壓加工技術的提高，利用沖壓加工制作的引線框的多銷化得以進展，隨之存在加工后的殘余應力增大的趨勢，為了除去殘余應力，還進行500℃左右的高溫區域下的熱處理。最近要求經得起這些熱處理、不會引起強度的降低、進而耐熱性優異的Cu-Fe-P系合金。

發明內容

本發明人進行深入研究的結果發現，直徑小于15nm的非常微細的析出物粒子(Fe-P系化合物)在500℃的高溫區域，束縛粒子的移動的釘扎效應小、幾乎不能期待重結晶化的抑制效果，在透射型電子顯微鏡觀察中，每1μm²的析出物粒子的直徑在頻數分布圖中的峰值是在15～35nm的直徑范圍內，且該直徑范圍內的析出物粒子以總頻數的50％以上的頻率存在，該直徑范圍的峰的半寬為25nm以下的析出物粒子(Fe-P系化合物)對500℃左右的高溫區域下的重結晶化抑制非常有效，進而大大有助于耐熱性的提高。

本發明涉及的電子設備用銅合金的特征在于，含有1.5～2.4質量％的Fe、0.008～0.08質量％的P及0.01～0.5質量％的Zn，在透射型電子顯微鏡觀察中，每1μm²的析出物粒子的直徑在頻數分布圖中的峰值是在15～35nm的直徑范圍內，且該直徑范圍內的析出物粒子以總頻數的50％以上的頻率存在，其半寬為25nm以下。

即，本發明涉及的電子設備用銅合金的析出物粒子若為在上述頻數分布圖的限定范圍值內具有直徑的峰值的分布狀態，則即使在500℃左右的高溫區域下，也可以最大限度地發揮釘扎效應而抑制重結晶化，可以切實地防止高溫下的強度降低。若析出物粒子的直徑的峰值超出限定范圍值，則釘扎效應減小，不能抑制重結晶化，維持高溫下的強度變得困難。

此外，本發明涉及的電子設備用銅合金，優選含有0.003～0.5質量％的Ni和0.003～0.5質量％的Sn。

進一步地，本發明涉及的電子設備用銅合金，優選含有Al、Be、Ca、Cr、Mg和Si中的至少一種以上，其含量設定為0.0007～0.5質量％。

這些元素具有提高電子設備用銅合金的特性的效果，通過根據用途來選擇性地含有，能夠提高特性。