JPH07216510A - High strength lead frame material and its production - Google Patents
High strength lead frame material and its productionInfo
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- JPH07216510A JPH07216510A JP3306794A JP3306794A JPH07216510A JP H07216510 A JPH07216510 A JP H07216510A JP 3306794 A JP3306794 A JP 3306794A JP 3306794 A JP3306794 A JP 3306794A JP H07216510 A JPH07216510 A JP H07216510A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置用の高強度リ
ードフレーム材料に関する。FIELD OF THE INVENTION This invention relates to high strength leadframe materials for semiconductor devices.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、ロジック等の半導体装置の高容
量、高集積化およびパッケージの薄肉化に伴いリードフ
レームは多ピン化、薄板化の傾向にある。このため従来
にも増して、高強度のリードフレーム材料が要求されて
いる。これら多ピン用Fe系リードフレーム材料とし
て、従来Fe-42Ni系,Fe-29Ni-17Co系(コバ
ール)が知られており、また後述のように多くの提案が
なされている。2. Description of the Related Art In recent years, with the increase in capacity and integration of semiconductor devices such as logic devices and the reduction in thickness of packages, lead frames have tended to have more pins and thinner plates. For this reason, there is a demand for lead frame materials with higher strength than ever before. Fe-42Ni-based and Fe-29Ni-17Co-based (Kovar) have been conventionally known as these Fe-based leadframe materials for multiple pins, and many proposals have been made as described later.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】多ピンリードフレーム
は主に微細加工が可能なフォトエッチング法で製造され
る。しかし、これら微細加工したFe-42Ni系または
Fe-29Ni-17Co系薄板多ピンリードフレームは、リ
ードの強度不足が原因でパッケージ組立て、搬送、実装
などの際に反り、曲がりなどリードばらつきが起こり易
く、また使用中の衝撃で座屈するなど種々問題があっ
た。The multi-pin lead frame is mainly manufactured by a photo-etching method which enables fine processing. However, these finely processed Fe-42Ni-based or Fe-29Ni-17Co-based thin-plate multi-pin lead frames are prone to lead variations such as warpage and bending during package assembly, transportation, and mounting due to insufficient lead strength. Also, there are various problems such as buckling due to impact during use.
【0004】Fe-Ni系あるいはFe-Ni-Co系合
金の改良については、Si,Mn,Crを含有させて強
化する試み((a)特開昭55-131155号)あるいはその他の
強化元素による高強度化の提案((b)特開平3-39446号、
(c)特開平3-39447号)、Fe-Ni-Co系合金について
の熱膨張に関するもの((イ)特開昭55-128565号、(ロ)特
開昭57-82455号、(ハ)特開昭61-6251号、(ニ)特公平1-817
号、(ホ)特公平1-5562号、(ヘ)特開平1-61042号)や、本
出願人が先に提案した2相組織強化によるもの((A)特
開平3-166340号、(B)特開平5-271876号)があるが、
(a)〜(c)は主要元素の他に強化元素を含有するため、表
面酸化が起こり易くリードフレームの主要特性であるハ
ンダ性、メッキ性を著しく劣化させる問題があり、ま
た、(イ)〜(ヘ)のうち(イ)以外のものは、いずれもリード
フレームの強度を積極的に改善しようとするものではな
い。In order to improve the Fe-Ni-based or Fe-Ni-Co-based alloy, it is attempted to strengthen it by adding Si, Mn, and Cr ((a) JP-A-55-131155) or other strengthening elements. Proposal of high strength ((b) JP-A-3-39446,
(c) JP-A-3-39447), related to thermal expansion of Fe-Ni-Co alloys ((A) JP-A-55-128565, (B) JP-A-57-82455, (C)) JP-A-61-6251, (D) Japanese Patent Publication 1-817
No. 1, (e) Japanese Patent Publication No. 1-5562, (f) Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-61042), and the two-phase structure strengthening previously proposed by the applicant ((A) Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-166340, ( B) There is Japanese Patent Laid-Open No. 5-271876),
Since (a) to (c) contains a strengthening element in addition to the main element, there is a problem that surface oxidation easily occurs and the solderability and plating property, which are the main characteristics of the lead frame, are significantly deteriorated. None of the items (a) to (f) other than (a) are intended to positively improve the strength of the lead frame.
【0005】なお前記(イ)のものは、強化機構が高C
(0.2〜0.35%程度)またはさらにHf,Nb,V,Zr,Ta,
W,Alの1種以上または2種以上添加するものである。
また、前記(A)は加工誘起マルテンサイトと逆変態オー
ステナイト析出により高強度化することに主眼があるた
め、高強度特性を得るのには、十分な冷間加工を要する
ものであり、これに伴い、多ピンかつ薄板のリードフレ
ームに有害な素材異方性(圧延方向と板幅方向の諸特性
の差)および形状(強圧延による材料の幅そり、うねり
等)の点で問題があった。また、(B)は(A)より高強
度でかつ異方性を低減したものであるが、固溶化処理後
の冷却過程またはその後の冷間圧延でのマルテンサイト
変態に主眼があるため、(A)に比べて低Ni組成になっ
ており、耐食性が劣化し熱膨張係数が上昇するという問
題があった。本発明は、高強度と良好なハンダ性、メッ
キ性、耐食性、熱膨張特性を有すると共に、異方性を抑
制し、または形状の点の問題を解決したリードフレーム
材料およびその製造方法を提供することを目的とする。In the above (a), the strengthening mechanism has a high C
(About 0.2 to 0.35%) or further Hf, Nb, V, Zr, Ta,
One or more or two or more of W and Al are added.
Further, since the above (A) is focused on increasing the strength by the processing-induced martensite and the reverse transformation austenite precipitation, sufficient cold working is required to obtain high strength characteristics. Accordingly, there was a problem in terms of material anisotropy (difference between various characteristics in the rolling direction and the sheet width direction) and shape (material warpage, waviness due to strong rolling, etc.) that are harmful to the multi-pin and thin lead frame. . Further, (B) has higher strength and reduced anisotropy than (A), but since the main focus is on the martensitic transformation in the cooling process after the solution treatment or in the subsequent cold rolling, The composition of Ni is lower than that of A), and there is a problem that the corrosion resistance deteriorates and the coefficient of thermal expansion increases. The present invention provides a lead frame material that has high strength and good solderability, plating properties, corrosion resistance, and thermal expansion properties, suppresses anisotropy, or solves the problem of shape, and a manufacturing method thereof. The purpose is to
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明者はFe-Ni-C
o系合金の相変態機構に着目して、組成および製造条件
について種々の実験を行った結果、固溶化処理とその後
常温より低い温度に積極的に冷却する冷却処理または該
冷却処理に加え、冷間加工を施すことにより、前記(A)
と同等のNi含有量領域において、固溶化処理後の冷間
加工を排しまたは低冷間加工率化して組織をマルテンサ
イト相とオーステナイト相の少なくとも2相組織化する
ことができることを見出した。また、これによる材料
は、リードフレームの各種特性、特にハンダ性、メッキ
性を損なわずに高強度化できるという(A)の提案の特徴
をそのまま有するとともに、さらに上記冷間加工を排し
または低加工率とすることで、前記の異方性や板形状の
問題を解決できることができることも本発明者によって
見出された。Means for Solving the Problems The present inventor has found that Fe--Ni--C
Focusing on the phase transformation mechanism of the o-based alloy, various experiments were conducted on the composition and manufacturing conditions, and as a result, a solution treatment and a cooling treatment for actively cooling to a temperature lower than normal temperature or a cooling treatment in addition to the cooling treatment were performed. By performing hot working, (A)
It has been found that, in the Ni content region equivalent to, the cold working after the solution treatment can be eliminated or the cold working ratio can be reduced to make the structure at least two phases of the martensite phase and the austenite phase. Further, the material thus obtained has the characteristic of the proposal (A) that the strength can be increased without deteriorating the various characteristics of the lead frame, particularly the solderability and the plating property, and further, the cold working can be eliminated or reduced. It was also found by the present inventor that the processing rate can solve the above-mentioned problems of anisotropy and plate shape.
【0007】すなわち、本願の第1発明は、重量%にて
Co 0.5〜22%、Ni 22〜32.5%、NiとCoの含有量
はCo 12%未満ではNi 27〜32.5%、Co 12%以上では
66%≦(2Ni+Co)≦74%の関係を満足し、残部はF
eと不可避的不純物からなり、さらに主要組織が常温よ
り低い温度に冷却する冷却処理または該冷却処理と冷間
加工によるマルテンサイト相およびオーステナイト相の
少なくとも2相からなる組織で、前記オーステナイト相
が30%以上であり、室温から200℃までの平均熱膨張係数
が(2〜9)×10マイナス6乗/℃、硬さがHVで240以上、ス
トリップの長さ方向の引張強さが78kgf/mm2(765MPa)以
上であり、引張り試験におけるストリップの長さ方向と
ストリップの幅方向の伸びの差が3.0%以下である異方性
の少ないことを特徴とする高強度リードフレーム材料で
あり、第2発明は、前記第1発明にそれぞれ記載の合金
組成の上に、さらにNb,Ti,Zr,Mo,V,W,
Beのいずれか1種または2種以上を合計で0.1〜3%添
加した前記第1発明に規定したのと同様の組織、特性値
の高強度リードフレーム材料である。That is, the first invention of the present application is 0.5 to 22% by weight%, Ni 22 to 32.5% by weight, Ni 27 to 32.5%, Co 12% or more when the content of Ni and Co is less than 12%. Then
The relation of 66% ≦ (2Ni + Co) ≦ 74% is satisfied, and the balance is F
e and unavoidable impurities, and a structure in which the main structure is cooled to a temperature lower than normal temperature, or a structure in which at least two phases of a martensite phase and an austenite phase are formed by the cooling processing and cold working, and the austenite phase is 30 % Or more, the average coefficient of thermal expansion from room temperature to 200 ° C is (2 to 9) × 10-6 / ° C, the hardness is HV 240 or more, and the tensile strength in the length direction of the strip is 78 kgf / mm. 2 (765 MPa) or more, a high-strength lead frame material characterized by less anisotropy with a difference in elongation in the length direction of the strip and the width direction of the strip in the tensile test of 3.0% or less. 2nd invention is Nb, Ti, Zr, Mo, V, W, in addition to the alloy composition described in the said 1st invention, respectively.
It is a high-strength leadframe material having the same structure and characteristic values as defined in the first aspect of the present invention, in which 0.1 to 3% in total of any one or more of Be is added.
【0008】また、本願の第3および第4発明は、それ
ぞれ前記第1および第2発明の組成に脱酸剤としてのS
i 0.5%以下、Mn 1.0%以下の少なくとも1種を添加し、
第1発明等に規定したのと同様の組織、特定値を有する
高強度リードフレーム材料である。なお、本発明の各材
料において、不可避的不純物のうち、Cは0.020%以下、
Sは0.015%以下、Oは150ppm以下、Nは100ppm以下とす
ることがそれぞれ望ましい。The third and fourth inventions of the present application are based on the compositions of the first and second inventions, respectively.
i 0.5% or less, Mn 1.0% or less at least one kind is added,
It is a high-strength leadframe material having the same structure and specific value as defined in the first invention and the like. In each material of the present invention, C is 0.020% or less of inevitable impurities,
Desirably, S is 0.015% or less, O is 150 ppm or less, and N is 100 ppm or less.
【0009】また、本願の第5発明(請求項6)は、前
記第1〜第4発明に記載の各組成の合金材料を、オース
テナイト化終了温度以上の温度に加熱する固溶化処理
と、該固溶化処理後に、要すれば冷間圧延等を組み合わ
せて施す常温より低い温度に積極的に冷却する冷却処理
および該冷却処理後に施す加熱処理の少なくとも三処理
を施して、主要組織がマルテンサイト相と30%以上のオ
ーステナイト相の少なくとも2相からなる組織とするこ
とを特徴とする高強度リードフレーム材料の製造方法で
ある。Further, a fifth invention (claim 6) of the present application is a solution treatment of heating the alloy material of each composition described in the first to fourth inventions to a temperature above an austenitizing end temperature, After the solution treatment, if necessary, at least three treatments of a cooling treatment for positively cooling to a temperature lower than room temperature, which is performed by combining cold rolling and the like, and a heating treatment performed after the cooling treatment are performed, and the main structure is a martensite phase. And a structure comprising at least two phases of austenite phase of 30% or more and 30% or more.
【0010】[0010]
【作用】本願の各材料の発明の合金組成は、前述の特開
平3−166340号(A)で提案したものとNi−C
o図上で重複する。この提案(A)の材料は、溶体化処
理によりオーステナイト相化した後、このオーステナイ
ト相を冷間加工で加工誘起マルテンサイト相化し、この
マルテンサイト相を焼鈍により逆変態オーステナイト相
化することにより高強度化したものである。そして、十
分な強度改善効果を得るためには40〜90%等の高い冷間
加工率が必要であり、その結果、前述のように強い異方
性を示すようになるとともに、ストリップの形状上の問
題があること、およびこの異方性の評価方法として長さ
方向を、ストリップの長手方向と板幅方向としてそれぞ
れ採取したテストピースによる引張り試験での伸びの差
によるものが有効であることが本発明者により確認され
た。The alloy composition of each material of the present invention is the same as that proposed in the above-mentioned JP-A-3-166340 (A) and Ni-C.
o Overlap on the figure. The material of this proposal (A) is transformed into austenite phase by solution treatment, and then, this austenite phase is transformed into a work-induced martensite phase by cold working, and this martensite phase is annealed to a reverse transformation austenite phase to obtain a high content. It is strengthened. And, in order to obtain a sufficient strength improvement effect, a high cold working rate of 40 to 90%, etc. is required. There is a problem of the above, and it is effective to evaluate the anisotropy by using the difference in elongation in the tensile test by the test piece taken in the length direction, the longitudinal direction of the strip and the strip width direction. Confirmed by the inventor.
【0011】そこで、種々テストの結果、本発明者は溶
体化処理と、その後サブゼロ処理等の常温より低い温度
に冷却する冷却処理との少なくとも二処理を施すことに
より、前記提案で必須であった冷間加工を排し、または
その加工率を低下し、これにより材料の異方性を皆無、
または大きく低下し、または板形状上の問題点をも解決
しつつ高強度化を達成し得ることを見出した。Therefore, as a result of various tests, the present inventor was indispensable in the above proposal by performing at least two treatments including a solution treatment and a cooling treatment such as a subzero treatment for cooling to a temperature lower than room temperature. Eliminates cold working or reduces its working rate, which eliminates material anisotropy,
It has also been found that the strength can be increased while remarkably decreasing, or solving the problems in the plate shape.
【0012】高い形状的精度、高い表面性状を有するス
トリップ材は、多回数、大加工量の冷間圧延工程を経て
仕上段階に持ち来されるため、この段階では高い塑性歪
と強い異方性を有している。したがって、本願の製造方
法発明では、先ず、溶体化処理によりこの歪および異方
性を除去するとともに、組織をオーステナイト化し、そ
の後サブゼロ処理等常温より低い温度に冷却する処理を
単独または冷間圧延等と組み合わせて適用し、オーステ
ナイト相中にマルテンサイト相を微細に析出させて強化
する。板材としての形状的精度を確保するには、加熱し
つつ張力を加えることにより矯正し、かつ材質的安定化
を図るのがよい。したがって、本発明において最終工程
は、加熱処理を施すのがよい(なお、この処理後、板材
としての形状的精度を損なわない程度以下の冷間圧延を
加えてもよい)。A strip material having a high geometrical accuracy and a high surface quality is brought to a finishing stage through a large number of cold rolling steps with a large amount of work, so that at this stage, a high plastic strain and a strong anisotropy are obtained. have. Therefore, in the manufacturing method invention of the present application, first, the strain and anisotropy are removed by solution heat treatment, the structure is austenitized, and then a process of cooling to a temperature lower than normal temperature such as sub-zero treatment is performed alone or by cold rolling. It is applied in combination with and finely precipitates the martensite phase in the austenite phase to strengthen it. In order to secure the shape accuracy of the plate material, it is preferable to correct it by applying tension while heating and to stabilize the material. Therefore, in the present invention, the final step is preferably a heat treatment (note that after this treatment, cold rolling may be added to an extent that does not impair the shape accuracy of the plate material).
【0013】本発明材料中のマルテンサイト相は、上記
冷却処理に伴うもののみならず、冷却処理の前後のいず
れかまたは両方で要すれば加える冷間加工による加工誘
起マルテンサイト相が含まれてもよい。すなわち、本発
明ではマルテンサイトを得るための冷間加工は必須では
なく、また所定の析出強化を得るためのマルテンサイト
相の量は、冷却処理による効果分だけ冷間加工を少なく
してよく、したがって冷間加工量を0とし、または少な
くして異方性の増加や板形状上の欠点を防止または抑制
することができる。The martensite phase in the material of the present invention includes not only the martensite phase associated with the cooling treatment, but also the martensite phase induced by the cold working which is added before or after the cooling treatment or both of them, if necessary. Good. That is, in the present invention, cold working for obtaining martensite is not essential, and the amount of martensite phase for obtaining a predetermined precipitation strengthening may be reduced by cold working by the effect of the cooling treatment, Therefore, the cold working amount can be set to 0 or reduced to prevent or suppress the increase in anisotropy and the defect in the plate shape.
【0014】また、本発明材料中のオーステナイト相
は、上記冷却処理や冷間加工後に残留したもののみなら
ず、上記のマルテンサイト中に、冷却処理や冷間加工の
後に必要により施される加熱処理により析出した逆変態
オーステナイト相が含まれても良く、また、この逆変態
オーステナイトのみでもよい。なお、本願の製造方法の
発明(請求項6)では、低熱膨張率化、低内部応力化の
点から加熱処理工程を必須の工程とした。すなわち、本
発明材料中のオーステナイト相は、溶体化処理によるも
の、逆変態によるもの、のいずれか一方または両方によ
るものである。また、本発明材料中のマルテンサイト相
は冷却処理によるものを必須とし、これのみまたはこれ
に加え、加工誘起によるものが含まれてよい。Further, the austenite phase in the material of the present invention is not limited to the one remaining after the cooling treatment or cold working, but may also be the heating that is optionally performed in the above martensite after the cooling treatment or cold working. The reverse transformed austenite phase precipitated by the treatment may be included, or only the reverse transformed austenite may be included. In the invention of the manufacturing method of the present application (claim 6), the heat treatment step is an essential step from the viewpoint of lowering the coefficient of thermal expansion and lowering internal stress. That is, the austenite phase in the material of the present invention is due to either one or both of solution treatment and reverse transformation. Further, the martensite phase in the material of the present invention is essentially required to be the one by the cooling treatment, and may include only or in addition to this, the one induced by the processing.
【0015】本願の第1および第3発明に係る合金は、
上記加熱処理を行なう場合、該熱処理中のマルテンサイ
ト相からオーステナイト相への逆変態が温度に敏感であ
るため、強度の焼鈍温度依存性が大きく、安定生産上多
少の問題があることがわかった。そこで、本発明者は、
前記特定元素の少量の添加により、加熱処理までのマル
テンサイト相からオーステナイト相への逆変態を抑制
し、さらにこれらの元素による固溶硬化または析出強化
を利用して強度の加熱処理温度依存性を緩和させつつ、
ハンダ性、メッキ性、熱膨張特性、耐食性を損なうこと
なく高強度化できることを見出し、第2および第4発明
をなした。The alloys according to the first and third inventions of the present application are
It was found that when the above heat treatment is performed, the inverse transformation from the martensite phase to the austenite phase during the heat treatment is temperature-sensitive, so that the annealing temperature has a large dependency on strength, and there are some problems in stable production. . Therefore, the present inventor
By the addition of a small amount of the specific element, to suppress the reverse transformation from the martensite phase to the austenite phase until heat treatment, further utilizing the solid solution hardening or precipitation strengthening by these elements to increase the heat treatment temperature dependence of the strength. While relaxing
The inventors have made the second and fourth inventions by discovering that the strength can be increased without impairing the solderability, plating property, thermal expansion property, and corrosion resistance.
【0016】また、本発明の材料は、その組織を制御す
ること、またはさらに特定元素による固溶強化あるいは
析出強化により強化することに特徴を有するが、本発明
材料についてもハンダ性、メッキ性を評価していく過程
で、脱酸剤として添加され残留するMn,Si、および炭
素、硫黄、酸素、窒素の不純物については、特定の値以
下に規制すると、一段とハンダ性、メッキ性が向上し、
強度や熱膨張特性以外に求められる実用特性が改善され
ることがわかった。Further, the material of the present invention is characterized in that its structure is controlled or further strengthened by solid solution strengthening or precipitation strengthening with a specific element. However, the material of the present invention also has solderability and plating property. In the process of evaluation, if the residual Mn, Si added as a deoxidizer and impurities of carbon, sulfur, oxygen, and nitrogen are regulated to below a specific value, the solderability and plating property will be further improved.
It was found that the required practical properties other than strength and thermal expansion properties were improved.
【0017】次に本発明の数値限定理由を述べる。Co
含有量は、その約17%付近およびで5%付近で熱膨張係数
を極小化するのに最適であり、0.5%より少ないか、22%
を越えると熱膨張係数が大きくなり、シリコンチップと
の熱膨張整合性を劣化させる。このため、Co含有量
は、0.5%〜22%の範囲に限定する。Ni含有量はCo量
との関係で決定される。Co12%未満でNiが27%より少
ないか、Co12%以上で(2Ni+Co)が66%より少な
いとオーステナイトが不安定となり過ぎ、オーステナイ
ト量が不足し、最終工程として焼鈍処理を加えたときで
さえ析出する逆変態オーステナイトが冷却過程でマルテ
ンサイト変態を起こし熱膨張係数が大きくなる。Next, the reasons for limiting the numerical values of the present invention will be described. Co
The content is optimal for minimizing the coefficient of thermal expansion at around 17% and around 5%, and is less than 0.5% or 22%.
If it exceeds, the coefficient of thermal expansion becomes large and the thermal expansion matching with the silicon chip is deteriorated. Therefore, the Co content is limited to the range of 0.5% to 22%. The Ni content is determined in relation to the Co content. If less than 12% Co and less than 27% Ni, or more than 12% Co and less than 66% (2Ni + Co), the austenite becomes too unstable, the austenite amount becomes insufficient, and precipitation occurs even when annealing is added as the final step. The reverse transformation austenite undergoes martensitic transformation in the cooling process and the coefficient of thermal expansion increases.
【0018】また、Co12%未満でNiが32.5%を越える
か、またはCo12%以上で(2Ni+Co)が74%を越え
ると、溶体化処理後冷間加工を併用した冷却処理でもマ
ルテンサイト変態が不十分となる。このため、十分な強
化のために必要な冷間加工量の増加から強異方性化し、
また、板形状の点からも、通常の用途に対し不向きとな
る。よって、Co12%未満ではNi27〜32.5%、Co12%
以上では66%≦(2Ni+Co)≦74%の関係を満足する
ようにNiを限定した。CoとNiの最も望ましい成分範
囲は、Ni 28.0〜30.0%、Co 6.0〜7.0%である。この範
囲は、耐食性、強度、熱膨張係数およびコストが通常の
リードフレーム材に対し調和している。When the content of Co is less than 12% and the content of Ni exceeds 32.5%, or when the content of Co is 12% or more and (2Ni + Co) exceeds 74%, the martensite transformation is unsatisfactory even in the cooling treatment combined with solution treatment and cold working. Will be enough. Therefore, due to the increase in the amount of cold work required for sufficient strengthening, strong anisotropy,
In addition, the plate shape also makes it unsuitable for ordinary applications. Therefore, if less than 12% Co, Ni27-32.5%, Co12%
In the above, Ni is limited so as to satisfy the relation of 66% ≦ (2Ni + Co) ≦ 74%. The most desirable component ranges of Co and Ni are Ni 28.0 to 30.0% and Co 6.0 to 7.0%. This range is consistent in corrosion resistance, strength, coefficient of thermal expansion and cost with conventional leadframe materials.
【0019】Mnは含まれないことが望ましく、脱酸剤
として使用する場合でも2.0%を越えると熱膨張係数を増
大させ、また、ハンダ性、メッキ性を劣化させるので2.
0%以下に限定した。Siは材料中に残存しない方が望ま
しい。脱酸剤として使用される場合でも0.5%を越えると
熱膨張係数の上昇やハンダ性、メッキ性の劣化を生ずる
ので0.5%以下に限定した。SiとMnは脱酸剤として使用
する場合は、上記以内で1種または2種を用いる。It is desirable that Mn is not contained, and even if it is used as a deoxidizer, if it exceeds 2.0%, the thermal expansion coefficient increases, and the solderability and plating property deteriorate.
Limited to 0% or less. It is desirable that Si does not remain in the material. Even when it is used as a deoxidizer, if it exceeds 0.5%, the coefficient of thermal expansion rises and the solderability and plating property deteriorate, so it was limited to 0.5% or less. When Si and Mn are used as a deoxidizing agent, one or two kinds are used within the above range.
【0020】Nb,Ti,Zr,Mo,V,W,Beは、本発明材
料の固溶強化あるいは析出強化により基地を強化し、ま
た、前述の加熱処理時のマルテンサイト相からオーステ
ナイト相への逆変態の温度依存性を緩和する元素として
重要である。本発明材料は、オーステナイトとマルテン
サイトの少なくとも二相からなる組織とすることにより
強化されるが、熱膨張特性の点からオーステナイト量は
多い方が望ましく、加熱処理を行う場合、その温度はで
きるだけ高くとることが望ましい。しかし、これらの添
加元素が無添加で、加熱処理を施す場合、その温度の上
昇とともに、機械的特性が急激に低下する。このため、
生産安定性の点からも高温熱処理側の機械的特性をこれ
らの元素を添加して安定化させることが望ましい。ま
た、これらの元素の添加は、加熱処理を行わない場合で
も固溶強化、析出強化の効果を有し有用である。Nb, Ti, Zr, Mo, V, W, and Be strengthen the matrix by solid solution strengthening or precipitation strengthening of the material of the present invention, and also from the martensite phase to the austenite phase during the above-mentioned heat treatment. It is important as an element that relaxes the temperature dependence of reverse transformation. The material of the present invention is strengthened by forming a structure consisting of at least two phases of austenite and martensite, but it is desirable that the amount of austenite is large from the viewpoint of thermal expansion characteristics, and when heat treatment is performed, the temperature is as high as possible. It is desirable to take. However, when these additive elements are not added and the heat treatment is performed, the mechanical characteristics rapidly decrease as the temperature rises. For this reason,
From the viewpoint of production stability, it is desirable to stabilize the mechanical properties on the high temperature heat treatment side by adding these elements. Further, addition of these elements is effective because it has the effect of solid solution strengthening and precipitation strengthening even when heat treatment is not performed.
【0021】これら固溶強化元素あるいは析出強化元素
を添加することで、特に、加熱処理を行う場合の高温側
の硬さ、すなわち機械的特性の低下を防止できる。これ
らの元素の添加量が0.1%未満では、機械的特性改善に効
果がなく、3%を越えると表面酸化を促進し、ハンダ性、
メッキ性を著しく損なう。また、これら元素はオーステ
ナイト生成側に作用するので添加量が増えると基質のオ
ーステナイトが安定化し過ぎるため、添加量は0.1〜3%
に限定する。望ましい添加量は0.2〜2.5%である。By adding these solid solution strengthening elements or precipitation strengthening elements, it is possible to prevent the hardness on the high temperature side, that is, the deterioration of mechanical properties, especially when heat treatment is performed. If the added amount of these elements is less than 0.1%, there is no effect in improving the mechanical properties, and if it exceeds 3%, surface oxidation is promoted, solderability,
Plateability is significantly impaired. Further, since these elements act on the austenite generation side, if the addition amount increases, the austenite of the substrate becomes too stable, so the addition amount is 0.1 to 3%.
Limited to A desirable amount of addition is 0.2 to 2.5%.
【0022】次に不純物元素について述べる。不純物で
あるCは0.020%を越えると素材のエッチング性を著しく
劣化させ、さらに炭化物の過剰析出によりハンダ性、メ
ッキ性を悪くするため、0.020%以下に限定するのがよ
く、さらにCの望ましい範囲は0.010%以下である。S
は、0.015%を越えると、過剰のMnSが形成され、表面
疵等が発生しやすくなり、また、固溶Sは熱間加工性を
低下させるため、0.015%以下に限定するのがよく、さら
にSの望ましい範囲は0.008%以下である。Next, the impurity element will be described. If C, which is an impurity, exceeds 0.020%, the etching property of the material is significantly deteriorated, and further, excessive precipitation of carbide deteriorates the solderability and plating property. Therefore, it is preferable to limit the content to 0.020% or less. Is 0.010% or less. S
Is more than 0.015%, excessive MnS is formed, surface defects are likely to occur, and solid solution S deteriorates hot workability, so it is preferable to limit it to 0.015% or less. The desirable range of S is 0.008% or less.
【0023】Oは150ppmを越えると脱酸剤のSiおよび
不可避的に混入したAl,Mg等、Oとの親和力の強い元
素と過剰の酸化物を形成し、それが表面清浄度を悪く
し、ハンダ性、メッキ性を低下させるため150ppm以下と
するのがよく、さらにOの望ましい範囲は、80ppm以下
である。Nはオーステナイト安定化作用があるため、10
0ppmを越えて含有させるとオーステナイト相が安定化し
すぎ、マルテンサイトへの変態が起りにくくなる。さら
に窒化物が過剰に析出しハンダ性、メッキ性を低下させ
るため、100ppm以下とするのがよく、さらにNの好まし
い量は50ppm以下である。When O exceeds 150 ppm, it forms an excess oxide with an element having a strong affinity with O, such as Si as a deoxidizer and Al, Mg mixed inevitably, which deteriorates the surface cleanliness. The amount is preferably 150 ppm or less in order to reduce the solderability and the plating property, and the desirable range of O is 80 ppm or less. Since N has an austenite stabilizing effect, 10
If the content exceeds 0 ppm, the austenite phase is excessively stabilized and transformation to martensite is less likely to occur. Further, since nitride is excessively deposited and solderability and plating property are deteriorated, the content is preferably 100 ppm or less, and the preferable amount of N is 50 ppm or less.
【0024】また、最終の主要組織は、マルテンサイト
相とオーステナイト相(一部残留オーステナイトを含ん
でもよい)からなる少なくとも2相でなる組織とする
が、オーステナイト相が30%以下では十分な強化が得ら
れず、また熱膨張係数も大きくなり、シリコンチップと
の整合性が悪くなるため、オーステナイト相は30%以上
に限定する。オーステナイト量の望ましい範囲は60%以
上である。なお、本発明におけるオーステナイト相の量
(%)は、後述の実施例にて説明するX線回折強度から求
めた値とする。本願の各材料の発明では、機械的特性と
熱膨張率を特定した。本発明材料の硬さおよび引張強さ
は、従来材である42合金(200HV,引張強さ 64kgf/m
m2、(628MPa)程度)より十分に高強度化している点か
ら、硬さHVは240以上、引張強さ(ストリップの長さ方
向)は、78kgf/mm2(765MPa)以上に限定する。望ましい硬
さおよび引張り強さは、HV250以上および81kgf/mm2(794
MPa)以上である。The final main structure is a structure consisting of at least two phases consisting of a martensite phase and an austenite phase (which may partially contain retained austenite). However, if the austenite phase is 30% or less, sufficient strengthening is achieved. The austenite phase is limited to 30% or more because it is not obtained and the coefficient of thermal expansion becomes large and the compatibility with the silicon chip becomes poor. The desirable range of the amount of austenite is 60% or more. The amount of austenite phase in the present invention
(%) Is a value obtained from the X-ray diffraction intensity described in Examples below. In the invention of each material of the present application, mechanical characteristics and coefficient of thermal expansion were specified. The hardness and tensile strength of the material of the present invention are 42 alloys (200HV, tensile strength 64kgf / m
m 2 (about 628 MPa)), the hardness HV is 240 or more, and the tensile strength (stripe length direction) is 78 kgf / mm 2 (765 MPa) or more. Desirable hardness and tensile strength are HV250 or higher and 81 kgf / mm 2 (794
MPa) or higher.
【0025】また、熱膨張係数はSiチップとの整合性
の点からα30-200=(2〜9)×10マイナス6乗/℃に限定す
る。望ましい熱膨張係数はα30-200=(4.5〜7.5)×10マ
イナス6乗/℃である。異方性が大きくなると4方向にリ
ードを持つQFPタイプなどのパッケージにおいて、長
手方向と幅方向のリードの曲げの形状等が違うため問題
となる。そこで、本発明では異方性の測定法として、テ
ストピースの長さ方向を、板材の長手方向とする場合と
幅方向とする場合の引張り試験における伸びの差を用い
た。この伸びの差が3.0%を越えると上記曲げ形状等の相
違による不具合が顕著となる。このため、3.0%以下に規
定する。望ましくは2.0%以下である。Further, the coefficient of thermal expansion is limited to α 30-200 = (2-9) × 10 −6 powers / ° C. from the viewpoint of compatibility with Si chips. A desirable coefficient of thermal expansion is α30-200 = (4.5 to 7.5) × 10 -6 powers / ° C. When the anisotropy becomes large, a problem arises in a QFP type package having leads in four directions because the bending shapes of the leads in the longitudinal direction and the width direction are different. Therefore, in the present invention, as a method of measuring anisotropy, the difference in elongation in the tensile test when the length direction of the test piece is the longitudinal direction and the width direction of the plate material is used. If the difference in elongation exceeds 3.0%, the problem due to the difference in the above-mentioned bending shape becomes remarkable. For this reason, 3.0% or less is specified. It is preferably 2.0% or less.
【0026】次に、本発明材料の製造方法について述べ
る。リードフレーム材料の製造の最終段階においては、
先ず固溶化処理により、それ以前に受けた歪、異方性を
除去するとともにオーステナイト化することは既に述べ
た。固溶化処理温度がオーステナイト化終了温度以下で
は、その後の室温までの冷却過程やその後マルテンサイ
ト変態を促進させるための常温より低い温度への冷却処
理、またはさらにこの冷却処理の前または後に必要によ
り挿入する冷間圧延等で、マルテンサイト変態が十分起
こらないため、この固溶化処理温度はオーステナイト化
終了温度以上とする。オーステナイト化終了温度は成分
系で変化するが、約650℃程度である。しかし、異方性
を十分に消去するために、この処理は再結晶温度である
約800℃以上とすることが望ましい。Next, a method for producing the material of the present invention will be described. At the final stage of manufacturing leadframe material,
First, it has already been described that the solution treatment to remove the strain and anisotropy which had been received before, and to austenite the solution. When the solution treatment temperature is lower than the austenitization end temperature, the cooling process to the room temperature thereafter and the cooling process to a temperature lower than the room temperature for accelerating the martensitic transformation thereafter, or further before or after this cooling process are inserted as necessary. Since the martensitic transformation does not sufficiently occur in cold rolling or the like, the solution treatment temperature is set to the austenitization end temperature or higher. The austenitizing finish temperature is about 650 ° C, although it varies depending on the component system. However, in order to sufficiently eliminate the anisotropy, it is desirable that this treatment be performed at a recrystallization temperature of about 800 ° C. or higher.
【0027】固溶化処理後の冷却処理は、本発明で最も
重要な処理であり、この処理により冷間加工を排しまた
は低加工率化して異方性の増加を抑えて大幅な相変態を
生ぜしめることにより、所定の強度化効果を得ることが
できる。この冷却処理は、マルテンサイト変態促進の点
から0℃以下、さらには-40℃以下に冷却するものである
ことが望ましい。また、上記固溶化処理後の冷却処理の
前、後または両方に必要により加える冷間加工の加工率
は、80%を越えると圧延方向と板幅方向との素材異方性
が強くなり、また形状的に幅反り、うねり等が生じやす
い点で好ましくなく、冷間加工率は80%以下に限定する
のがよい。望ましくは、60%以下、さらに望ましくは50%
以下に抑えることでより低い異方性と良好な素材形状が
得られる。本方法発明では、冷却処理を必須として行な
うので冷間加工を不要、またはその加工率を低減するこ
とができ、これにより異方性、板形状の点で有利とな
る。また、この冷間加工は冷却処理で残留したオーステ
ナイト相を加工誘起マルテンサイトに変態させる効果も
ある。The cooling treatment after the solution treatment is the most important treatment in the present invention. By this treatment, the cold working is eliminated or the low working ratio is suppressed to suppress the increase of anisotropy and a large phase transformation is caused. A predetermined strength-enhancing effect can be obtained by the generation. From the viewpoint of accelerating martensitic transformation, this cooling treatment is preferably performed at 0 ° C. or lower, and more preferably at −40 ° C. or lower. In addition, before or after the cooling treatment after the solution treatment, the working ratio of the cold working added as necessary before or after both, the material anisotropy in the rolling direction and the strip width direction becomes strong when it exceeds 80%, and It is not preferable because the shape tends to be warped, waviness, etc., and the cold working rate is preferably limited to 80% or less. Desirably 60% or less, more desirably 50%
By controlling the amount to the following, lower anisotropy and a good material shape can be obtained. In the present invention, since the cooling treatment is indispensable, cold working is unnecessary, or the working rate can be reduced, which is advantageous in terms of anisotropy and plate shape. Further, this cold working also has an effect of transforming the austenite phase remaining in the cooling treatment into work-induced martensite.
【0028】このようにして上記固溶化処理後の冷却過
程またはその後の冷却処理や冷間加工等でのマルテンサ
イト相の析出により高強度化が達成される。なお、加熱
処理を施す場合、その処理前のマルテンサイト相の量が
10%以下であるとこの加熱処理で十分な逆変態オーステ
ナイト析出強化が得られないため、この処理前のマルテ
ンサイト量は10%以上とするのがよい。より安定した析
出強化を得るためには50%以上とするのがよい。一方、
上記の加熱処理温度は、これがオーステナイト化終了温
度を越えると全てのマルテンサイト相がオーステナイト
相に変態してマルテンサイト相が消失し、所望の析出強
化が得られないためオーステナイト化終了温度以下とす
ることが必要である。In this way, high strength is achieved by precipitation of the martensite phase in the cooling process after the solution treatment or in the subsequent cooling process or cold working. When heat treatment is applied, the amount of martensite phase before the treatment is
If it is 10% or less, sufficient reverse transformation austenite precipitation strengthening cannot be obtained by this heat treatment, so the amount of martensite before this treatment is preferably 10% or more. In order to obtain more stable precipitation strengthening, it is preferable to set it to 50% or more. on the other hand,
The above heat treatment temperature is not more than the austenitization end temperature because all the martensite phases are transformed into the austenite phase when the austenite end temperature is exceeded and the martensite phase disappears, and desired precipitation strengthening cannot be obtained. It is necessary.
【0029】[0029]
【実施例】本発明材料を実施例により説明する。表1に
示す組成の合金を真空溶解炉で溶解、鋳造し、1100〜11
50℃での鍛造と熱間圧延で3mm厚さとし、さらに1000℃
×1Hrの溶体化処理後0.5mm厚み(圧化率 83%)まで冷間圧
延を施した。表の試料No.のうちA〜Pは本発明に係る合
金材料、V〜Zは比較合金材料であり、このうちVは強化
元素を過剰に含有するもの、W,XはNiが本発明の規定よ
り高いもの、Y,ZはNiが本発明の規定より低いものであ
る。上記各々の材料(0.5mm厚さ)に対し、0.25mmまでの
冷間圧延、800℃の固溶化処理、-70℃の冷却処理、0.12
5mmまで冷間圧延(50%)、560〜600℃の加熱処理の一連の
処理(製造方法1)を施した。表2に上記製造過程の組織
比率と加熱処理後の各種特性(測定条件等は表に付記)を
示す。EXAMPLES The material of the present invention will be described with reference to examples. Alloys having the compositions shown in Table 1 were melted and cast in a vacuum melting furnace,
Forged at 50 ℃ and hot rolled to a thickness of 3mm, then 1000 ℃
After the solution heat treatment of × 1Hr, cold rolling was performed to a thickness of 0.5 mm (compression ratio: 83%). Of the sample Nos. In the table, A to P are alloy materials according to the present invention, V to Z are comparative alloy materials, of which V contains excessive strengthening elements, and W and X are Ni of the present invention. Higher than specified, Y and Z have lower Ni than specified in the present invention. For each of the above materials (0.5 mm thickness), cold rolling up to 0.25 mm, solution treatment at 800 ° C, cooling treatment at -70 ° C, 0.12
A series of treatments (manufacturing method 1) of cold rolling (50%) to 5 mm and heat treatment at 560 to 600 ° C. were performed. Table 2 shows the structure ratio in the manufacturing process and various characteristics after the heat treatment (measurement conditions and the like are shown in the table).
【0030】また、表3には前記合金材料のうち、A,L,
Hの材料(0.5mm厚さ)について、800℃の固溶化処理、0.1
25mmまでの冷間圧延(75%)、続いて560〜600℃加熱処理
の一連の処理(製造方法2)を施した材料の各段階での
組織比率と加熱処理後の各種特性(測定条件等は表に付
記)を示す。また、表4には、組成Aの材料の前記工程中
の板厚 0.25mmの冷間圧延材について、800℃の固溶化処
理、0℃の冷却処理、50%の冷間圧延(t=0.125mm)および5
60℃の加熱処理をそれぞれ施したもの(製造方法3)、8
00℃の固溶化処理、50%の冷間圧延(t=0.125mm)、-70℃
の冷却処理および560℃の加熱処理をそれぞれ行なった
もの(製造方法4)、ならびに、800℃の固溶化処理、-70
℃の冷却処理および560℃の加熱処理をそれぞれ行なっ
たもの(製造方法5 t=0.25mm)について、それぞれ最終
状態でのオーステナイト量および各主要特性を示す。Table 3 shows that among the alloy materials, A, L, and
For H material (0.5mm thickness), solution treatment at 800 ℃, 0.1
Cold rolling up to 25 mm (75%), followed by a series of heat treatments at 560 to 600 ° C (manufacturing method 2), structural ratios at each stage, and various characteristics after heat treatment (measurement conditions, etc.) Indicates the table). In addition, Table 4 shows that for the cold-rolled material of the composition A having the plate thickness of 0.25 mm in the above process, the solution treatment at 800 ° C, the cooling treatment at 0 ° C, and the cold rolling at 50% (t = 0.125). mm) and 5
Heat treated at 60 ℃ (Production method 3), 8
Solid solution treatment at 00 ℃, cold rolling at 50% (t = 0.125mm), -70 ℃
Which has been subjected to cooling treatment at 560 ° C. and heat treatment at 560 ° C. (manufacturing method 4), and solid solution treatment at 800 ° C., -70
The amounts of austenite in the final state and the respective main characteristics are shown for those subjected to the cooling treatment at ℃ and the heat treatment at 560 ° C (manufacturing method 5 t = 0.25 mm).
【0031】なお、組織比率は、以下の式により求めた
値である。但し、フェライトを含む場合、これはIαに
含まれる。 オーステナイト相(%)={Iγ/(Iα+Iγ)}×100 Iα=Iα(110)+Iα(200)+Iα(211) Iα(110)等はマルテンサイトのX線回折強度 Iγ=Iγ(111)+Iγ(200)+Iγ(220)+Iγ(311) Iγ(111)等はオーステナイトのX線回折強度 また、異方性は引張り試験によるストリップの長さ方向
と幅方向の伸びの差で表示した。この時の伸びの測定は
0.125t×25w×100L(平行部:5w×25L)の引張り試験片を
インストロン型万能試験にてクロスヘッド速度 0.5mm/m
inで引張り試験し、試験片の平行部に取付けた伸び計に
よった。The tissue ratio is a value obtained by the following formula. However, when ferrite is included, it is included in Iα. Austenite phase (%) = {Iγ / (Iα + Iγ)} × 100 Iα = Iα (110) + Iα (200) + Iα (211) Iα (110) is the X-ray diffraction intensity of martensite Iγ = Iγ (111) + Iγ ( 200) + Iγ (220) + Iγ (311) Iγ (111) and the like are X-ray diffraction intensities of austenite. Also, the anisotropy is indicated by the difference between the elongation in the length direction and the elongation in the width direction of the strip by the tensile test. The measurement of elongation at this time
Crosshead speed of 0.5 mm / m for 0.125t × 25w × 100L (parallel part: 5w × 25L) tensile test piece in Instron type universal test
Tensile test was conducted with in, and an extensometer attached to the parallel part of the test piece was used.
【0032】[0032]
【表1】 [Table 1]
【0033】[0033]
【表2】 [Table 2]
【0034】表2から、本発明材料A1〜P1および比較材
料V1,Y1,Z1は、加熱処理後の組織比率IIIでわかるよう
に、30%以上のオーステナイト相とマルテンサイト相と
の混合組織であり、組成上オーステナイトが安定になり
過ぎて100%となった比較材料W1,X1に比べて、高強度の
特性を示していることがわかる。さらに、本発明材料A1
〜P1は、組成上オーステナイトが不安定になり過ぎた比
較材料Y1,Z1に比べ耐食性が優れ、また熱膨張係数も低
く優れている。また、Nb,Ti,Zr,Mo,V,W,Beの1
種または2種以上添加した本発明材料G1〜N1およびP1
は、これらを添加しないA1〜F1およびO1に比べて高強度
化している。すなわち、これらのうち、A1,O1に対してG
1〜K1,P1およびE1に対してL1〜N1は、それぞれNiおよび
Coの含有量で対応しているが、後者は高硬度、高引張強
さとなっている。しかし、比較材料V1は、強化元素を過
剰に含有するため、メッキ性が「膨れ有り」と悪くなって
いる。As can be seen from Table 2, the materials A1 to P1 of the present invention and the comparative materials V1, Y1, and Z1 have a mixed structure of austenite phase and martensite phase of 30% or more, as can be seen from the structure ratio III after heat treatment. Therefore, it can be seen that, compared with the comparative materials W1 and X1 in which the austenite became too stable in terms of composition and became 100%, it exhibited higher strength characteristics. Furthermore, the present invention material A1
P1 to P1 are superior in corrosion resistance to the comparative materials Y1 and Z1 in which the austenite is too unstable due to their composition, and also have a low coefficient of thermal expansion. In addition, 1 of Nb, Ti, Zr, Mo, V, W, Be
Material of the present invention G1 to N1 and P1 added with one or more kinds
Has a higher strength than those of A1 to F1 and O1 in which these are not added. That is, of these, G for A1, O1
L1-N1 for 1-K1, P1 and E1 are Ni and
Corresponding to the content of Co, the latter has high hardness and high tensile strength. However, since the comparative material V1 contains an excessive amount of the strengthening element, the plating property is poor with "swelling".
【0035】また、SiとMnを含有しないO1,P1は、そ
れぞれ対応するA1,M1とほぼ同等の特性を有している。
また、表2の各材料は最終固溶化処理後の冷間加工率が
50%と少ないため、異方性が伸びの差で2.5%以下と小さ
く、またメッキ性、耐食性も異状ない。表3から、従来
の製造方法(製造方法2)による材料A2,L2,H2は、本発
明でいう冷却処理を施すことなく、強圧延率(75%)とし
たものであり、この結果、対応する表2でのA1,L1,H1に
対し異方性が大きくなり、また、冷間圧延後マルテンサ
イト相の量が少ないため(オーステナイト量が多い)、強
度的にも表2のA1,L1,H1に比し、劣ることがわかる。Further, O1 and P1 which do not contain Si and Mn have substantially the same characteristics as the corresponding A1 and M1.
In addition, each material in Table 2 has a cold working ratio after the final solution treatment.
Since it is as small as 50%, the anisotropy is as small as 2.5% or less due to the difference in elongation, and the plating property and corrosion resistance are the same. From Table 3, the materials A2, L2, and H2 according to the conventional manufacturing method (manufacturing method 2) have a strong rolling rate (75%) without the cooling treatment according to the present invention. The anisotropy is larger than that of A1, L1 and H1 in Table 2, and the amount of martensite phase after cold rolling is small (the amount of austenite is large). , It is inferior to H1.
【0036】[0036]
【表3】 [Table 3]
【0037】[0037]
【表4】 [Table 4]
【0038】表4のA3,A4およびA5は、製造工程上、前
述のA1に対し、それぞれ冷却処理の温度を0℃に上昇し
たもの、50%の冷間圧延を冷却処理の前に行なったも
の、および冷間圧延を省略したものである。これらは、
特性的にはA1に比し、メッキ性、耐食性で差異はなく、
熱膨張率と異方性は同等または優れ、強度的にはやや劣
るが、従来の製造方法によるA2に比し、異方性では格段
によく強度的にも優っている。次に、図1(a),(b)およ
び(c)は、表1のAについて、前記の製造方法1での、
それぞれ800℃の固溶化処理(0.25t)後、-70℃の冷却処
理後および加熱処理(最終処理)後の組織を示す写真(倍
率 400倍)である。また、図(d)は表1のAについて、前記
製造方法2での加熱処理(最終処理)後の組織を示す写
真(倍率 400倍)である。A3, A4 and A5 in Table 4 are obtained by increasing the temperature of the cooling treatment to 0 ° C. with respect to the above-mentioned A1 in the manufacturing process, and performing 50% cold rolling before the cooling treatment. And those with cold rolling omitted. They are,
Characteristically, there is no difference in plating property and corrosion resistance compared to A1,
The coefficient of thermal expansion and anisotropy are equal or superior, and are slightly inferior in strength, but they are significantly better in anisotropy and superior in strength than A2 produced by the conventional manufacturing method. Next, FIGS. 1 (a), (b), and (c) show the results of the above-mentioned manufacturing method 1 for A in Table 1.
3 is photographs (magnification: 400 times) showing the structures after solid solution treatment (0.25 t) at 800 ° C., cooling treatment at −70 ° C. and heat treatment (final treatment), respectively. Further, FIG. (D) is a photograph (magnification: 400 times) showing the structure after heat treatment (final treatment) in Production Method 2 for A in Table 1.
【0039】すなわち、図1(a)は固溶化処理により、
オーステナイト 100%となっていることがわかる。な
お、黒い班点状のものは非金属介在物である。図1(b)
は、上記(a)のものに-70℃の冷却処理を施したものであ
り、この処理により冷間加工を施さないでも組織比率は
表2のA1のIに示すように、オーステナイト(白い部分)
が45%に低下し、一方、マルテンサイトが55%(黒い部分)
生じている。That is, FIG. 1 (a) shows that by the solution treatment,
You can see that it is 100% austenite. The black dots are non-metallic inclusions. Figure 1 (b)
Is the above-mentioned (a) that has been subjected to a cooling treatment at -70 ° C. Even if no cold working is performed by this treatment, the structure ratio is as shown in I of A1 of Table 2, austenite (white part )
Is 45%, while martensite is 55% (black part)
Has occurred.
【0040】図1(c)は、上記の(b)に50%の冷間圧延と5
60℃の加熱処理を施したものであり、組織比率は表2に
示すように、冷間圧延によりオーステナイトは32%に減
少した後、加熱処理による逆変態オーステナイトの出現
により、オーステナイト量が88%となり、高強度化と組
織安定化が図られたものである。図1(d)は、固溶化処
理〔(a)とほぼ同組織でオーステナイト 100%〕後の材料
に表3に示すように75%の冷間圧延と560℃の加熱処理を
施したテストピースによるもので、オーステナイト量は
冷間圧延のみによるため、78%までしか減少せず、その
後加熱処理により92%に上昇したものであり、また、写
真から異方性がかなり大きいことが想像されよう。FIG. 1 (c) shows the above (b) with 50% cold rolling and 5%
As shown in Table 2, the heat treatment at 60 ℃, the austenite content is 88% due to the appearance of reverse transformed austenite after the heat treatment after the reduction of austenite to 32% by cold rolling. Therefore, the strength and structure of the structure are stabilized. Fig. 1 (d) shows a test piece obtained by subjecting the material after solution treatment [almost the same structure as (a) and austenite 100%] to 75% cold rolling and 560 ° C heat treatment as shown in Table 3. Since the amount of austenite was only cold-rolled, it decreased to only 78% and then increased to 92% by heat treatment, and it can be imagined from the photograph that the anisotropy is considerably large. .
【0041】[0041]
【発明の効果】以上に述べたように、本発明材料は、本
発明者らによる特開平3-166340号(A)と同じFe-Ni-Co合
金組成を占めるものであり、該Aと同様に良好なハンダ
性、メッキ性、耐食性、低熱膨張性を有するとともに、
製造過程中に冷却処理を導入することにより、固溶化処
理後の冷間加工を排し、または低い冷間加工率を可能と
し、これにより、特に異方性をより低下した高強度リー
ドフレーム材料であり、QFP等のリードフレームに適
するものである。また、第2および第4発明の材料は、
Nb,Ti,Zr,Mo,V,W,Beの1種または2
種以上を添加することで、より安定した低熱膨張、高強
度の特性が得られるものである。As described above, the material of the present invention occupies the same Fe-Ni-Co alloy composition as in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-166340 (A) by the present inventors. Has good solderability, plating properties, corrosion resistance, and low thermal expansion,
By introducing a cooling treatment during the manufacturing process, the cold working after the solution treatment is eliminated, or a low cold working rate is possible, and in particular, a high-strength lead frame material with a lower anisotropy is obtained. And is suitable for a lead frame such as QFP. The materials of the second and fourth inventions are
One or two of Nb, Ti, Zr, Mo, V, W, Be
By adding more than one species, more stable low thermal expansion and high strength characteristics can be obtained.
【図1】本発明の実施例1および従来の製造方法の各過
程の材料の金属ミクロ組織を示す写真である。(a),(b)
および(c)は、表1のAについて、前記の製造方法1で
の、それぞれ800℃の固溶化処理(0.25t)後、-70℃の冷
却処理後および加熱処理(最終処理)後の組織を示す写真
(倍率 400倍)である。また、図(d)は表1のAについて、
前記製造方法2(従来方法)での加熱処理(最終処理)
後の組織を示す写真(倍率 400倍)である。1 is a photograph showing a metal microstructure of a material in each step of Example 1 of the present invention and a conventional manufacturing method. (a), (b)
And (c) are the structures of A in Table 1 after the solution treatment at 800 ° C. (0.25 t), the cooling treatment at −70 ° C., and the heat treatment (final treatment) in the above production method 1. Showing pictures
(Magnification 400 times). Also, Figure (d) is for A in Table 1,
Heat treatment (final treatment) in the manufacturing method 2 (conventional method)
It is a photograph (magnification 400 times) showing the later structure.
Claims (7)
2.5%、NiとCoの含有量はCo 12%未満ではNi 27
〜32.5%、Co 12%以上では66%≦(2Ni+Co)≦74
%の関係を満足し、残部はFeと不可避的不純物からな
り、さらに主要組織が常温より低い温度に冷却する冷却
処理または該冷却処理と冷間加工によるマルテンサイト
相およびオーステナイト相の少なくとも2相からなる組
織で、前記オーステナイト相が30%以上であり、室温か
ら200℃までの平均熱膨張係数が(2〜9)×10マイナス6乗
/℃、硬さがHVで240以上、ストリップの長さ方向の引張
強さが78kgf/mm2(765MPa)以上であり、引張り試験にお
けるストリップの長さ方向とストリップの幅方向の伸び
の差が3.0%以下である異方性の少ないことを特徴とする
高強度リードフレーム材料。1. Co 0.5 to 22% and Ni 22 to 3 in% by weight.
2.5%, the content of Ni and Co is less than Co 12% Ni 27
〜32.5%, Co 12% or more 66% ≦ (2Ni + Co) ≦ 74
%, The balance consists of Fe and unavoidable impurities, and a cooling treatment for cooling the main structure to a temperature lower than normal temperature or at least two phases of a martensite phase and an austenite phase by the cooling treatment and cold working. , The austenite phase is 30% or more, the average thermal expansion coefficient from room temperature to 200 ℃ (2 ~ 9) × 10 minus 6
/ ° C, hardness is HV 240 or more, strip length tensile strength is 78 kgf / mm 2 (765 MPa) or more, and the difference in elongation between the strip length direction and the strip width direction in the tensile test is High strength leadframe material characterized by less than 3.0% anisotropy.
2.5%、Nb,Ti,Zr,Mo,V,W,Beのいずれ
か1種または2種以上を合計で 0.1〜3%、NiとCoの
含有量はCo 12%未満ではNi 27〜32.5%、Co 12%以
上では66%≦(2Ni+Co)≦74%の関係を満足し、残
部はFeと不可避的不純物からなり、さらに主要組織が
常温より低い温度に冷却する冷却処理または該冷却処理
と冷間加工によるマルテンサイト相およびオーステナイ
ト相の少なくとも2相からなる組織で、前記オーステナ
イト相が30%以上であり、室温から200℃までの平均熱膨
張係数が(2〜9)×10マイナス6乗/℃、硬さがHVで240以
上、ストリップの長さ方向の引張強さが78kgf/mm2(765M
Pa)以上であり、引張り試験におけるストリップの長さ
方向とストリップの幅方向の伸びの差が3.0%以下である
異方性の少ないことを特徴とする高強度リードフレーム
材料。2. Co 0.5 to 22%, Ni 22 to 3 in% by weight.
2.5%, Nb, Ti, Zr, Mo, V, W, Be of one or more kinds in total of 0.1 to 3%, Ni and Co contents of Co 27% to Ni 27 to 32.5% , Co 12% or more, the relationship of 66% ≦ (2Ni + Co) ≦ 74% is satisfied, the balance consists of Fe and unavoidable impurities, and the main structure is cooled to a temperature lower than room temperature or a cooling process with the cooling process. It is a structure composed of at least two phases of a martensite phase and an austenite phase by hot working, the austenite phase is 30% or more, and the average thermal expansion coefficient from room temperature to 200 ° C. is (2 to 9) × 10 −6 power / ℃, hardness HV 240 or more, strip length tensile strength 78kgf / mm 2 (765M
Pa) or more, and the difference in elongation between the length direction of the strip and the width direction of the strip in a tensile test is 3.0% or less, and the high-strength leadframe material is characterized by little anisotropy.
下の少なくとも1種を含み、Co 0.5〜22%、Ni 22〜
32.5%、NiとCoの含有量はCo 12%未満ではNi 27
〜32.5%、Co 12%以上では66%≦(2Ni+Co)≦74
%の関係を満足し、残部はFeと不可避的不純物からな
り、さらに主要組織が常温より低い温度に冷却する冷却
処理または該冷却処理と冷間加工によるマルテンサイト
相およびオーステナイト相の少なくとも2相からなる組
織で、前記オーステナイト相が30%以上であり、室温か
ら200℃までの平均熱膨張係数が(2〜9)×10マイナス6乗
/℃、硬さがHVで240以上、ストリップの長さ方向の引張
強さが78kgf/mm2(765MPa)以上であり、引張り試験にお
けるストリップの長さ方向とストリップの幅方向の伸び
の差が3.0%以下である異方性の少ないことを特徴とする
高強度リードフレーム材料。3. At least one of Si 0.5% or less and Mn 2.0% or less by weight% is included, and Co 0.5 to 22%, Ni 22 to
32.5%, the content of Ni and Co is less than Co 12% Ni 27
〜32.5%, Co 12% or more 66% ≦ (2Ni + Co) ≦ 74
%, The balance consists of Fe and unavoidable impurities, and a cooling treatment for cooling the main structure to a temperature lower than normal temperature or at least two phases of a martensite phase and an austenite phase by the cooling treatment and cold working. , The austenite phase is 30% or more, the average thermal expansion coefficient from room temperature to 200 ℃ (2 ~ 9) × 10 minus 6
/ ° C, hardness is HV 240 or more, strip length tensile strength is 78 kgf / mm 2 (765 MPa) or more, and the difference in elongation between the strip length direction and the strip width direction in the tensile test is High strength leadframe material characterized by less than 3.0% anisotropy.
の少なくとも1種を含み、Co 0.5〜22%、Ni 22〜3
2.5%、Nb,Ti,Zr,Mo,V,W,Beのいずれ
か1種または2種以上を合計で 0.1〜3%、NiとCoの
含有量はCo12%未満ではNi 27〜32.5%、Co 12%以
上では66%≦(2Ni+Co)≦74%の関係を満足し、残
部はFeと不可避的不純物からなり、さらに主要組織が
常温より低い温度に冷却する冷却処理または該冷却処理
と冷間加工によるマルテンサイト相およびオーステナイ
ト相の少なくとも2相からなる組織で、前記オーステナ
イト相が30%以上であり、室温から200℃までの平均熱膨
張係数が(2〜9)×10マイナス6乗/℃、硬さがHVで240以
上、ストリップの長さ方向の引張強さが78kgf/mm2(765M
Pa)以上であり、引張試験におけるストリップの長さ方
向とストリップの幅方向の伸びの差が3.0%以下である異
方性の少ないことを特徴とする高強度リードフレーム材
料。4. A 0.5% to 22% Co, 22 to 3% Ni, containing at least one of Si 0.5% or less and Mn 2.0% or less by weight.
2.5%, Nb, Ti, Zr, Mo, V, W, Be, or any one or more of them in total of 0.1 to 3%, and when the content of Ni and Co is less than Co 12%, Ni 27 to 32.5%, When Co is 12% or more, the relation of 66% ≦ (2Ni + Co) ≦ 74% is satisfied, the balance consists of Fe and unavoidable impurities, and the main structure is cooled to a temperature lower than room temperature or the cooling process and cold treatment. A structure consisting of at least two phases of a martensite phase and an austenite phase by processing, the austenite phase is 30% or more, and the average coefficient of thermal expansion from room temperature to 200 ° C is (2 to 9) × 10 −6 powers / ° C. , Hardness of 240 or more at HV, tensile strength in the length direction of the strip is 78 kgf / mm 2 (765M
Pa) or more and a difference in elongation between the length direction of the strip and the width direction of the strip in a tensile test is 3.0% or less, and a high-strength leadframe material characterized by little anisotropy.
7.0%である請求項1〜4のいずれかに記載の高強度リー
ドフレーム材料の製造方法。5. Ni 28.0 to 30.0% and Co 6.0 to% by weight.
It is 7.0%, The manufacturing method of the high strength lead frame material in any one of Claims 1-4.
合金を、オーステナイト化終了温度以上の温度に加熱す
る固溶化処理と、該固溶化処理後常温より低い温度に冷
却する冷却処理および該冷却処理後に施す加熱処理の少
なくとも三処理を施して、主要組織がマルテンサイト相
と30%以上のオーステナイト相の少なくとも2相からな
る組織とすることを特徴とする高強度リードフレーム材
料の製造方法。6. A solution treatment for heating the alloy having the composition according to any one of claims 1 to 5 to a temperature above an austenitizing end temperature, and a cooling treatment for cooling the solution to a temperature lower than room temperature after the solution treatment. And at least three heat treatments to be performed after the cooling treatment to produce a high-strength leadframe material characterized in that the main structure is a structure consisting of at least two phases of a martensite phase and an austenite phase of 30% or more. Method.
加工を施す請求項6の高強度リードフレーム材料の製造
方法。7. The method for producing a high-strength leadframe material according to claim 6, wherein cold working is performed at least before or after the cooling treatment.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3306794A JPH07216510A (en) | 1994-02-04 | 1994-02-04 | High strength lead frame material and its production |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP3306794A JPH07216510A (en) | 1994-02-04 | 1994-02-04 | High strength lead frame material and its production |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07216510A true JPH07216510A (en) | 1995-08-15 |
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ID=12376394
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3306794A Pending JPH07216510A (en) | 1994-02-04 | 1994-02-04 | High strength lead frame material and its production |
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Country | Link |
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JP (1) | JPH07216510A (en) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1994
- 1994-02-04 JP JP3306794A patent/JPH07216510A/en active Pending
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