[发明专利]电子设备用铜合金及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及镀覆性得到改善的铜合金及其制造方法。

背景技术

为了赋予功能性，电子设备中使用的铜合金实施了各种镀覆，例如在使用于引线框用途的情况下，实施了用于引线接合(wire bonding)的镀银或构成其底层的镀铜、用于基板组装的镀焊锡等。

另外，近年来，还使用了镀覆引线框，所述镀覆引线框是在利用蚀刻或压制进行引线加工后再对整个引线框实施镀覆，在这种情况下，实施镀钯或构成其底层的镀镍。

近年来，要求电子设备中使用的电子部件进一步高集成化或小型化/薄型化，对应于这种要求，在引线框、端子、连接器中，多针化或窄间距化正在不断发展。另外，从环境问题的观点考虑，要求在基板组装时使用的焊锡的无铅化，但是在大量无铅焊锡的情况下，基板组装时的焊接焊锡的温度上升。

伴随着窄间距化，在引线框的制造工序中，有时会产生下述的问题：在实施镀银时，引起镀覆的异常析出并成长为突起状，引线接合的接合强度降低或在邻接的引线之间发生短路。

另外，在未实施镀银的部分露出底层的镀铜，在封装工序中被加热而在引线框表面形成氧化膜。此时，在引起镀铜的异常析出例如多孔状的析出时，存在下述问题：在引线框表面形成密合性差的氧化膜，模塑树脂和引线框的密合性降低，在对基板进行焊接焊锡时，在回焊炉(reflow furnace)内产生封装裂纹。

针对这些问题，提出了将成为镀覆异常析出的起点的铜合金中析出物的数量限制在一定值以下的方法或将添加元素或杂质元素的含量限制在一定值以下的方法等。但是，这些方法虽然对特定合金组成的铜合金是有效的，但并不能适用于其它的铜合金，没有发现能够适用于所有铜合金的方法。

另外，目前虽然提出了改善存在于金属材料表面的加工变质层的影响的方法，但这些方法是以改善镀层的密合性或焊锡浸润性为对象，与基于发现了镀覆的异常析出(例如突起状析出、多孔析出)和加工变质层厚度的关联的本发明本质上是不同的。

发明内容

按照本发明，能够提供不会产生镀覆的异常析出或氧化膜密合性降低的、镀覆性优异的电子设备用铜合金及其制造方法。

本发明人等对于在镀覆时或镀覆后产生的上述问题点进行了悉心研究，结果发现：在通过将铸造、热轧、冷轧、抛光处理、退火等工序进行适当组合的通常的工序制造的电子设备用铜合金的表层上存在包含非晶质组织的拜尔培层(上层)和极微细的结晶集合组织的微细结晶层(下层)的加工变质层，在该加工变质层的上面实施镀覆时，引起镀覆的异常析出，这成为上述问题点的原因，并进行进一步的研究，以至完成本发明。

铜合金通常是适当组合铸造、热轧、冷轧、抛光处理、退火等工序而制造的，在该过程中，铜合金受到各种塑性加工。上述塑性加工的结果，在铜合金的表层上形成与铜合金内部相比呈现微细的结晶组织的加工变质层和塑性变形层。

在本说明书和权利要求书中，所谓“加工变质层”是指上述各种塑性加工的结果，在铜合金的表层上产生的包含拜尔培层(上层)和微细结晶层(下层)的不均一且微细的结晶组织(例如非晶质～结晶粒径不足0.2μm)。上述拜尔培层由非晶质组织构成，上述微细结晶层由极微细的结晶集合组织构成。上述塑性变形层由结晶集合组织构成，所述结晶集合组织的晶粒比微细结晶层粗大(例如结晶粒径为0.2～3.0μm左右)，且越向下部越逐渐接近铜合金内部的晶粒大小(例如结晶粒径为3.0～10.0μm左右)。

本发明人等还发现：铜合金的表层上有上述加工变质层这样的不均一且微细的结晶组织的情况下，容易引起从镀覆初期阶段生成的核中优先进行核成长而成为突起状，或者在表层难以引起均匀的核生成而使镀覆皮膜成为多孔状等的异常析出。本发明是基于上述发现而完成的。

按照本发明，提供以下的方法：

(1)一种电子设备用铜合金，其中，表层的加工变质层的厚度为0.2μm以下。

(2)上述(1)所述的电子设备用铜合金，其中，在上述铜合金上实施镀覆。

(3)上述(1)或(2)所述的电子设备用铜合金，其中，在上述铜合金上实施镀银或镀铜。

(4)上述(1)～(3)中任一项所述的电子设备用铜合金，其含有0.05～0.5质量％的Cr、0.05～2.0质量％的Sn和0.05～1.0质量％的Zn，根据需要还含有0.01～0.5质量％的Si和0.01～0.5质量％的Zr中的一种或两种且合计为0.01～0.5质量％，其余部分包括铜(Cu)和不可避免的杂质。