JPS6046340A - リ−ドフレ−ム用銅合金 - Google Patents
リ−ドフレ−ム用銅合金Info
- Publication number
- JPS6046340A JPS6046340A JP15343883A JP15343883A JPS6046340A JP S6046340 A JPS6046340 A JP S6046340A JP 15343883 A JP15343883 A JP 15343883A JP 15343883 A JP15343883 A JP 15343883A JP S6046340 A JPS6046340 A JP S6046340A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alloy
- heat resistance
- copper alloy
- lead frame
- conductivity
- Prior art date
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- Pending
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- Conductive Materials (AREA)
- Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明合金は半導体を要素とするIC,LSI等の機器
のリードフレーム用銅合金特に電気(熱)伝導性、耐熱
性、曲げ加工性およびメッキ密着性に優れた銅合金に関
するものである。
のリードフレーム用銅合金特に電気(熱)伝導性、耐熱
性、曲げ加工性およびメッキ密着性に優れた銅合金に関
するものである。
一般に半導体を要素とするIC,LSI等の機器は何れ
も半導体ベレ”ット、リード、ボンディングワイヤによ
り構成されたものをハーメチックシール、セラミックシ
ールあるいはプラスチックシール技術により封止したも
のであり、種々の型式のものが使用されている。
も半導体ベレ”ット、リード、ボンディングワイヤによ
り構成されたものをハーメチックシール、セラミックシ
ールあるいはプラスチックシール技術により封止したも
のであり、種々の型式のものが使用されている。
而して従来これら機器のリードフレーム拐としては鉄−
ニッケル系材料としてコバール(ll’c−29%Ni
−17%CO合金)、712合金、コバールに金を被覆
したクラツド材、鉄−ニッケル合金にMを被覆したクラ
ツド材、銅合金としてリン青銅、C]9400(Cu
Fc−Zll−P合金)CI9500(Cu −Fe
−Co −Sn −P合金)、C]44]0(Cu−s
n−p合金)、C15000(Cu−Zr合金)宿が用
いられている。しかしながら」二記鉄−ニッケル系材料
は耐熱性、強度は優れているが、コストが高いとともに
、導電性か悪く、加工性も悪いため近時コストが安くか
つ加工性、メッキ密着性および半田付性が良好な銅系合
金が1−流を占めつつある。しかしながら上記の如ぎ銅
合金は耐熱性、電気(熱)的特性、曲げ加工性等が劣る
ためリードフレーム材として充分な特性を発揮すること
ができないものであった。特に最近のように高密度、高
集積度が強く要求されるところから高い導電率、強度、
曲げ加工性および耐熱性を有し、メッキ加工され易い表
面品質を有する材料が必要となって来た。すなわち■高
信頼性、■経済性、■サーマルパフォーマンスというも
のが現在のリードフレーム材への要求される条件となっ
ているのである。
ニッケル系材料としてコバール(ll’c−29%Ni
−17%CO合金)、712合金、コバールに金を被覆
したクラツド材、鉄−ニッケル合金にMを被覆したクラ
ツド材、銅合金としてリン青銅、C]9400(Cu
Fc−Zll−P合金)CI9500(Cu −Fe
−Co −Sn −P合金)、C]44]0(Cu−s
n−p合金)、C15000(Cu−Zr合金)宿が用
いられている。しかしながら」二記鉄−ニッケル系材料
は耐熱性、強度は優れているが、コストが高いとともに
、導電性か悪く、加工性も悪いため近時コストが安くか
つ加工性、メッキ密着性および半田付性が良好な銅系合
金が1−流を占めつつある。しかしながら上記の如ぎ銅
合金は耐熱性、電気(熱)的特性、曲げ加工性等が劣る
ためリードフレーム材として充分な特性を発揮すること
ができないものであった。特に最近のように高密度、高
集積度が強く要求されるところから高い導電率、強度、
曲げ加工性および耐熱性を有し、メッキ加工され易い表
面品質を有する材料が必要となって来た。すなわち■高
信頼性、■経済性、■サーマルパフォーマンスというも
のが現在のリードフレーム材への要求される条件となっ
ているのである。
メッキ加工され易い表面品質とは半導体ペレットとリー
ドフレーム、ならびにボンディングワイヤとリードフレ
ームの接続性を向上し、リードフレームの耐酸化性、耐
腐食性、半田付性等を向上維持するために行う金、銀、
ニッケル、スズ等のメッキ被着性か優れていることで、
このようなメッキ加工はリードフレームの如き材料にお
いては加エコスト中大きな比重を占め品質信頼性に大き
く影響する。
ドフレーム、ならびにボンディングワイヤとリードフレ
ームの接続性を向上し、リードフレームの耐酸化性、耐
腐食性、半田付性等を向上維持するために行う金、銀、
ニッケル、スズ等のメッキ被着性か優れていることで、
このようなメッキ加工はリードフレームの如き材料にお
いては加エコスト中大きな比重を占め品質信頼性に大き
く影響する。
コバール、42合金等の鉄−ニッケル系42料は導電性
、熱伝導性が劣るばかりか、メッキ加工が困難で特別の
工夫を必要とする。例えばこれ等基材の表面にニッケル
層と5n−Ni合金層とを順次被着した後、該3n−N
i合金層上に銀層を被着するか、あるいは基材の表面に
銀および銅を含むシアンアルカリ性メッキ液にてメッキ
を施し、その表面にメッキを行っている。一般にリード
フレーム材用銅合金として次の7項目を満足する材料が
強く要望されている。
、熱伝導性が劣るばかりか、メッキ加工が困難で特別の
工夫を必要とする。例えばこれ等基材の表面にニッケル
層と5n−Ni合金層とを順次被着した後、該3n−N
i合金層上に銀層を被着するか、あるいは基材の表面に
銀および銅を含むシアンアルカリ性メッキ液にてメッキ
を施し、その表面にメッキを行っている。一般にリード
フレーム材用銅合金として次の7項目を満足する材料が
強く要望されている。
り、゛
(1)電気およ綴熱の伝導性が良いこと(2) 耐熱性
が良いこと (3) 曲げ加工性が良いこと (4) 強度が大きいこと (5) メッキ密着性が良いこと (6)−半田付性が良いこと (7) 熱膨張係数がモールド材の熱膨張係数に近いこ
と 本発明はこれに鑑み種々研究の結果従来のリードフレー
ム用銅合金よりも耐熱性、曲げ加工性に優れ充分な強度
と電気(熱)伝導性およびメッキ密着性を有する半導体
機器のリードフレーム用銅合金を開発したもので+11
zr 0.00 s〜0.3重量係(以下単に係と略
記)、Mg0.05〜0.4チを含み残部がCLIから
なる合金、+21 Zr O,005〜0.3係、B
O,005〜0.1 %を含み残部がCuかもなる合金
、(3) Zr O,005〜0.3 %、Mg 0.
05〜0.4 %、BO,005〜0.1チを含み残部
がCuからなる合金に係る。即ち本発明合金はCLIを
基材としく1) Zr 、 Mg、(21Zr、B、(
3) Zr、 B、 Mgを添加するものでありfil
Zr 、 MgをCu基中にCuxZr、y、 Zr
xMgy等の金属間化合物の微小析出物として析出さぜ
(21Zr、BをCu基中にCuxZry、 ZrxB
y等の金属間化合物の微小析出物として析出させ(31
Zr、 B、 MgをCu基中にCuxZry、 Zr
xBy、 ZrxMgy等の金属間化合物の微小析出物
として析出させることにより、銅合金としての従来の常
識を越える強度、耐熱性および導電性を有し、良好なメ
ッキ密着性、半田イτ1性を有するリードフレーム用銅
合金を得たものである。また本発明合金はCuの原料と
して通常の純銅、例えば電気鋼または無酸素銅は勿論、
リン脱酸銅も使用できるばかりでなくPか少量残存して
もほとんど同様の特性を有する合金が得られる。
が良いこと (3) 曲げ加工性が良いこと (4) 強度が大きいこと (5) メッキ密着性が良いこと (6)−半田付性が良いこと (7) 熱膨張係数がモールド材の熱膨張係数に近いこ
と 本発明はこれに鑑み種々研究の結果従来のリードフレー
ム用銅合金よりも耐熱性、曲げ加工性に優れ充分な強度
と電気(熱)伝導性およびメッキ密着性を有する半導体
機器のリードフレーム用銅合金を開発したもので+11
zr 0.00 s〜0.3重量係(以下単に係と略
記)、Mg0.05〜0.4チを含み残部がCLIから
なる合金、+21 Zr O,005〜0.3係、B
O,005〜0.1 %を含み残部がCuかもなる合金
、(3) Zr O,005〜0.3 %、Mg 0.
05〜0.4 %、BO,005〜0.1チを含み残部
がCuからなる合金に係る。即ち本発明合金はCLIを
基材としく1) Zr 、 Mg、(21Zr、B、(
3) Zr、 B、 Mgを添加するものでありfil
Zr 、 MgをCu基中にCuxZr、y、 Zr
xMgy等の金属間化合物の微小析出物として析出さぜ
(21Zr、BをCu基中にCuxZry、 ZrxB
y等の金属間化合物の微小析出物として析出させ(31
Zr、 B、 MgをCu基中にCuxZry、 Zr
xBy、 ZrxMgy等の金属間化合物の微小析出物
として析出させることにより、銅合金としての従来の常
識を越える強度、耐熱性および導電性を有し、良好なメ
ッキ密着性、半田イτ1性を有するリードフレーム用銅
合金を得たものである。また本発明合金はCuの原料と
して通常の純銅、例えば電気鋼または無酸素銅は勿論、
リン脱酸銅も使用できるばかりでなくPか少量残存して
もほとんど同様の特性を有する合金が得られる。
而して本発明合金において+11 Zr O,005〜
0.3チ、Mg O,05〜0.4 %、 +21 Z
r O,005〜0.3 %、Bo、005〜o、1%
、(3) Zr O,005〜0.3 %、Mg O,
05〜0.4 %、Bo、o o s 〜o、1%と限
定した理由は(11Zr o、o O5%。
0.3チ、Mg O,05〜0.4 %、 +21 Z
r O,005〜0.3 %、Bo、005〜o、1%
、(3) Zr O,005〜0.3 %、Mg O,
05〜0.4 %、Bo、o o s 〜o、1%と限
定した理由は(11Zr o、o O5%。
Mg O,05%未満では必要とする強度、耐熱性が得
られず、Zr0.3%、Mg0.4ヂを越えると強度、
耐熱性においてずぐれた性能が得られるが、電気および
熱伝導性が低下し、曲げ加工性、メッキ密着性および半
田付性も劣化するからであり、(21Zr o、005
%、80.005% 未満では必要とする強度、耐熱
性が得られずZr0,3%、BO1+% を越えると強
度においてずぐれた性能かに4+られるか電気および熱
伝導性が低下し、曲げ加工性、メッキ密着性および半田
付性も劣化するからであり(3) Zr O,005%
、Mg0.05%、 Bo、005% 未満では必要と
する強度、耐熱性が得られず、ZrQ、3係、Mg0.
4%、BO61係を越えると強度、耐熱性においてずぐ
れた性能が得られるが電気および熱伝導性が低下し、曲
げ加工性、メッキ密着性゛および半田付性も劣化するか
らである。
られず、Zr0.3%、Mg0.4ヂを越えると強度、
耐熱性においてずぐれた性能が得られるが、電気および
熱伝導性が低下し、曲げ加工性、メッキ密着性および半
田付性も劣化するからであり、(21Zr o、005
%、80.005% 未満では必要とする強度、耐熱
性が得られずZr0,3%、BO1+% を越えると強
度においてずぐれた性能かに4+られるか電気および熱
伝導性が低下し、曲げ加工性、メッキ密着性および半田
付性も劣化するからであり(3) Zr O,005%
、Mg0.05%、 Bo、005% 未満では必要と
する強度、耐熱性が得られず、ZrQ、3係、Mg0.
4%、BO61係を越えると強度、耐熱性においてずぐ
れた性能が得られるが電気および熱伝導性が低下し、曲
げ加工性、メッキ密着性゛および半田付性も劣化するか
らである。
以下本発明合金を実施例により説明する。
黒鉛るつぼを使用してC1lを溶解し、その湯面を木炭
粉末にて覆い十分溶解した後、(11Zr 、 Mg、
f2)Zr、B、(31Zr、 B、 Mgの順に添加
しこれを鋳造し第1表に示す組成の幅150朋、長さ2
00闘、厚さ25朋の鋳塊を得た。次にこの鋳塊の表面
を一面あたり2.5期面削した後、熱間圧延を行い、幅
150朋、厚さ8期の板とし、しかる後この板に冷間圧
延と焼鈍を繰り返し加え最終圧延率40係にて厚さ0.
45 tnmの冷間圧延上がり材を得た。これらの板に
ついて曲げ加工性、導電率、引張り強さ、耐熱性、メッ
キ密着性、半田付性および熱膨張係数を測定した。これ
らの結果を第1表に示す。なお比較のために従来のリー
ドフレーム用合金についても同様な測定を行い、その結
果を第1表に併記した。
粉末にて覆い十分溶解した後、(11Zr 、 Mg、
f2)Zr、B、(31Zr、 B、 Mgの順に添加
しこれを鋳造し第1表に示す組成の幅150朋、長さ2
00闘、厚さ25朋の鋳塊を得た。次にこの鋳塊の表面
を一面あたり2.5期面削した後、熱間圧延を行い、幅
150朋、厚さ8期の板とし、しかる後この板に冷間圧
延と焼鈍を繰り返し加え最終圧延率40係にて厚さ0.
45 tnmの冷間圧延上がり材を得た。これらの板に
ついて曲げ加工性、導電率、引張り強さ、耐熱性、メッ
キ密着性、半田付性および熱膨張係数を測定した。これ
らの結果を第1表に示す。なお比較のために従来のリー
ドフレーム用合金についても同様な測定を行い、その結
果を第1表に併記した。
曲げ加工性は板材より幅5 mm、長さ50mmの短冊
型試験片を切り出し、その中央部で180゜密着的げを
行い、該曲げ部の表面状態を観察し割れ、しわの発生が
なく平滑なものを曲げ加工性が良いということで○印、
割れが明らかに発生しているものを曲げ加工性不良とい
うことでX印、その中間で割れ、しわがわずかに発生し
ているものをΔ印で表わした。
型試験片を切り出し、その中央部で180゜密着的げを
行い、該曲げ部の表面状態を観察し割れ、しわの発生が
なく平滑なものを曲げ加工性が良いということで○印、
割れが明らかに発生しているものを曲げ加工性不良とい
うことでX印、その中間で割れ、しわがわずかに発生し
ているものをΔ印で表わした。
導電率および引張り強さの測定はJ I 5−H2BO
3およびJIS−22241に基づいて行った。
3およびJIS−22241に基づいて行った。
メッキ密着性は上記板の鈍し材についてリードフレーム
のメッキ工程と同様にアルカリ脱脂(1分間)−20%
硝酸エツチング(30秒)−450°C加熱(5分間)
−550℃加熱(5分間)を行い、550℃、5分間加
熱で全く膨れ−の見られないものを○印、450℃、5
分間加熱では膨れは見られないが550℃、5分間加熱
で膨れが発生するものを△印、450′”C15分間加
熱ですでに膨れが発生したものをX印で示した。
のメッキ工程と同様にアルカリ脱脂(1分間)−20%
硝酸エツチング(30秒)−450°C加熱(5分間)
−550℃加熱(5分間)を行い、550℃、5分間加
熱で全く膨れ−の見られないものを○印、450℃、5
分間加熱では膨れは見られないが550℃、5分間加熱
で膨れが発生するものを△印、450′”C15分間加
熱ですでに膨れが発生したものをX印で示した。
半田付性は垂直式浸漬法により230℃の511−40
%pb 共晶半田浴に10秒間浸漬したものの表面を観
察し、その結果表面が滑らかなものを○印、表面に少し
凹凸が見えるものをΔ印、表面に凹凸が生じ半田が濡れ
ていない部分を生じているものをX印で示した。
%pb 共晶半田浴に10秒間浸漬したものの表面を観
察し、その結果表面が滑らかなものを○印、表面に少し
凹凸が見えるものをΔ印、表面に凹凸が生じ半田が濡れ
ていない部分を生じているものをX印で示した。
耐熱性は前記圧延材よりJIS−Z2201に規定する
引張り試験片を切り出し、これをアルゴン雰囲気中で3
50℃、5分間加熱焼鈍した後、引張り試験を行い、そ
の引張り強さを焼鈍前と比較し、強度の低下率が30係
以下のものを耐熱性良好として○印、30%を超えるも
のを耐熱性不良としてX印で表わした。
引張り試験片を切り出し、これをアルゴン雰囲気中で3
50℃、5分間加熱焼鈍した後、引張り試験を行い、そ
の引張り強さを焼鈍前と比較し、強度の低下率が30係
以下のものを耐熱性良好として○印、30%を超えるも
のを耐熱性不良としてX印で表わした。
熱膨張係数の測定は圧縮荷重法を用い、試料への荷重は
天秤の非平衡を利用し、試料の変位を、検出して行った
。
天秤の非平衡を利用し、試料の変位を、検出して行った
。
第1表から明らかな如く本発明合金1’!11〜】8は
導電率62〜97%−AC8引張り強さ39〜56 k
gf /、、jの特性を示し良好な曲げ加工性と耐熱性
を有しており、Cu−Fe−Zn−P合金に匹敵する引
張り強度5耐熱性とはるかに優れた電気伝導性(熱伝導
性)を有していることがわかる。
導電率62〜97%−AC8引張り強さ39〜56 k
gf /、、jの特性を示し良好な曲げ加工性と耐熱性
を有しており、Cu−Fe−Zn−P合金に匹敵する引
張り強度5耐熱性とはるかに優れた電気伝導性(熱伝導
性)を有していることがわかる。
さらにCu−Zn合金に比べると本発明合金のうち導電
率92ヴ以上のものの引張り強度を見ると、39 ki
d f /yi+7以上でCu−Zr合金より強度が優
し−cいるのがわかる。他にメッキ密着性、手口」付性
もCu −Fe −Zn −P合金に比べ十分優れてい
るのがわかる。尚、熱膨張係数は従来品のCu−Fc−
Zn−P合金、CLI−Zr合金とほぼ同様な値を示し
、問題はない。
率92ヴ以上のものの引張り強度を見ると、39 ki
d f /yi+7以上でCu−Zr合金より強度が優
し−cいるのがわかる。他にメッキ密着性、手口」付性
もCu −Fe −Zn −P合金に比べ十分優れてい
るのがわかる。尚、熱膨張係数は従来品のCu−Fc−
Zn−P合金、CLI−Zr合金とほぼ同様な値を示し
、問題はない。
これに対してzrの少ない比較合金Nu l 9.20
は引張り強度か充分でなく、特に遅20は耐熱性が劣っ
ている。7.rの多い比較合金Ni 2 ]、22は曲
げ加工性が悪く、特に気22はメッキ密着性、半田付は
性が劣っている。Mgの少ない比較合金隘23は引張り
強度がない。Mgの多い比較合金%24は曲げ加工性、
メッキ密着性、半田付は性が悪く、導電率も低い。Bの
少ない比較合金陥25は引張り強度、耐熱性か充分でな
い。
は引張り強度か充分でなく、特に遅20は耐熱性が劣っ
ている。7.rの多い比較合金Ni 2 ]、22は曲
げ加工性が悪く、特に気22はメッキ密着性、半田付は
性が劣っている。Mgの少ない比較合金隘23は引張り
強度がない。Mgの多い比較合金%24は曲げ加工性、
メッキ密着性、半田付は性が悪く、導電率も低い。Bの
少ない比較合金陥25は引張り強度、耐熱性か充分でな
い。
Bの多い比較合金N1126は曲げ加工性、耐熱性、メ
ッキ密着性、半田利は性が悪い。Mg、13どもに少な
い比較合金1に27は引張り強度、耐熱性が劣っている
。Mg、Bともに多い比較合金Nu28は曲げ加工性、
メッキ密着性、半田伺は性が悪(、導電率も劣っている
のがわかる。
ッキ密着性、半田利は性が悪い。Mg、13どもに少な
い比較合金1に27は引張り強度、耐熱性が劣っている
。Mg、Bともに多い比較合金Nu28は曲げ加工性、
メッキ密着性、半田伺は性が悪(、導電率も劣っている
のがわかる。
以上詳述したように本発明合金は優れた強度、耐熱性と
十分な導電性をあわせ持ち、かつ曲げ加工性、メッキ密
着性、半田付は性も良好な調合゛金であり、熱膨張係数
も従来の銅合金とほぼ同様な値を示し、半導体機器のリ
ードフレーム材として顕著な効果を奏するものである。
十分な導電性をあわせ持ち、かつ曲げ加工性、メッキ密
着性、半田付は性も良好な調合゛金であり、熱膨張係数
も従来の銅合金とほぼ同様な値を示し、半導体機器のリ
ードフレーム材として顕著な効果を奏するものである。
Claims (1)
- (1) Zr O,005〜0.3重量係、Mg 0.
05〜0.4重量%を含み残部がCuからなることを特
徴とするリードフレーム用銅合金。 (21Zr O,005〜0.3重量係、B O,00
5〜0.1重量係を含み残部がC1lからなることを肪
徴とするリードフレーム用銅合金。 (31Zr O,005〜0.3重量係、Mg 0.0
5〜0.4重量%、Bo、005〜0.1重量係を含み
残部がCuがもなることを特徴とするリードフレーム用
銅合金。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15343883A JPS6046340A (ja) | 1983-08-23 | 1983-08-23 | リ−ドフレ−ム用銅合金 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15343883A JPS6046340A (ja) | 1983-08-23 | 1983-08-23 | リ−ドフレ−ム用銅合金 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6046340A true JPS6046340A (ja) | 1985-03-13 |
Family
ID=15562523
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15343883A Pending JPS6046340A (ja) | 1983-08-23 | 1983-08-23 | リ−ドフレ−ム用銅合金 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6046340A (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61284946A (ja) * | 1985-06-11 | 1986-12-15 | Mitsubishi Shindo Kk | 半導体装置用Cu合金リ−ド素材 |
US4859417A (en) * | 1986-09-11 | 1989-08-22 | Europa Metalli-Lmi Societa Per Azioni | Copper-based metal alloy of improved type, particularly for the construction of electronic components |
JPH02263939A (ja) * | 1989-04-03 | 1990-10-26 | Nippon Mining Co Ltd | 高導電率高耐熱性銅合金及びその製造方法 |
JPH074651A (ja) * | 1993-04-19 | 1995-01-10 | Rinnai Corp | 燃焼装置 |
JP4550148B1 (ja) * | 2009-03-13 | 2010-09-22 | 三菱伸銅株式会社 | 銅合金及びその製造方法 |
US9777348B2 (en) | 2004-03-29 | 2017-10-03 | Akihisa Inoue | Copper alloy and copper alloy manufacturing method |
CN112159911A (zh) * | 2020-10-26 | 2021-01-01 | 有研工程技术研究院有限公司 | 一种高强度高导电耐疲劳铜合金及其制备方法和应用 |
US10935102B2 (en) | 2017-07-28 | 2021-03-02 | Honda Motor Co., Ltd. | Metal element for continuously variable transmission and method of producing the same |
-
1983
- 1983-08-23 JP JP15343883A patent/JPS6046340A/ja active Pending
Cited By (10)
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