[发明专利]电气电子部件用铜合金材料

说明书

技术领域

本发明涉及用作例如半导体引线框、连接器端子等电气电子部件的材料的电气电子部件用铜合金材料。

背景技术

就用于移动电话、笔记本个人电脑等的半导体封装的安装而言，通常利用使用了焊料的接合而进行。以往，焊料主要是Sn·Pb共晶系焊料，但近年来，Pb作为有害物质而受到限制，Sn浓度比以往更高的无铅焊料被广泛使用。

对于上述半导体封装，正在向小型化、薄型化发展。伴随着引线框中使用更薄的板厚的材料，从而要求强度高的材料。作为用于上述引线框的铜合金材料，有含有Fe和P的Cu-Fe-P系合金(例如参照专利文献1)。

作为其代表性的一例，例如含有Fe：2.1～2.6质量％、P：0.015～0.15质量％、Zn：0.05～0.2质量％的铜合金(C19400)作为标准的合金而广为人知。该合金具有如下优点：利用热处理而使Fe或Fe-P化合物在铜的母相中析出，从而分别同时提高导电性、热传导性、强度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平1-139736号公报

发明内容

发明要解决的课题

随着从以往广泛使用的Sn·Pb共晶焊料向无铅焊料发展，产生了以前没有的问题。即，大部分无铅焊料与以往的Sn·Pb共晶焊料相比，熔点高。因此，由于使用无铅焊料，因而部件接合时的加热温度要比以往高。

在电气电子部件的组装工序中反复进行加热时，由于接合界面为高温，从而促进材料中的Cu和焊料中的Sn相互扩散。结果促进Cu和Sn的金属间化合物的形成、生长，且超出了以往的程度。所形成的金属间化合物主要为Cu₆Sn₅和Cu₃Sn。尤其是Cu₃Sn具有脆性，在接合界面进行生长时，焊料接合的可靠性会大大降低。因此，为了提高焊料接合的可靠性，抑制该金属间化合物的生长成为重要的要点。

另外，广泛用作上述材料的Cu-Fe-P系合金中所含的Fe向焊料层的扩散速度快，具有促进Cu和Sn的金属间化合物的形成的作用。因此，Cu-Fe-P系合金中所含的Fe量增多时，金属间化合物变得容易生长，是不优选的。

因此，本发明的目的在于提供一种能够稳定地抑制金属间化合物的生长、提高焊料接合的可靠性的电气电子部件用铜合金材料。

解决课题的方法

本发明人进行了积极研究，结果发现，仅仅将Fe、Ni、P、Zn及Sn的含量规定在某一特定的范围时，稳定地抑制金属间化合物的生长的效果并不充分。本发明人等进一步发现用于更加稳定地抑制金属间化合物的生长的(Fe+Ni)/P的质量比、Fe/Ni的质量比、Zn/(Fe+Ni)的质量比及Sn/(Fe+Ni)的质量比的关系，从而完成了本发明。

即，本发明提供一种电气电子部件用铜合金材料，其特征在于，含有0.05～0.5质量％的Fe、0.05～0.5质量％的Ni、0.02～0.2质量％的P、0.1～3质量％的Zn、0.02～0.3质量％的Sn，这些成分的质量比存在(Fe+Ni)/P＝3～10、Fe/Ni＝0.8～1.2、Zn/(Fe+Ni)≥0.5、Sn/(Fe+Ni)≤0.5的关系，剩余部分由Cu及不可避免的杂质构成。

本发明进一步提供一种电气电子部件用铜合金材料，其特征在于，含有0.05～0.5质量％的Fe、0.05～0.5质量％的Ni、0.02～0.2质量％的P、0.1～3质量％的Zn、0.02～0.3质量％的Sn，这些成分的质量比存在(Fe+Ni)/P＝310、Fe/Ni＝0.8～1.2、Zn/(Fe+Ni)≥0.5、Sn/(Fe+Ni)≤0.5的关系，进一步含有合计0.03～1质量％的选自Zr、Cr、Ti中的一种以上的成分，剩余部分由Cu及不可避免的杂质构成。

发明效果

根据本发明，能够兼具高强度和导电性，并且在焊料接合中保持稳定的接合品质。

具体实施方式

以下具体地说明本发明的优选实施方式。

本实施方式所涉及的电气电子部件用铜合金材料被适宜地用作例如半导体封装的引线框的材料。

(铜合金的成分)