[发明专利]高强度高耐热性铜合金材

说明书

技术领域

本发明涉及作为电气电子部件的原材、特别是QFP(Quad Flat Pcakage)封装或QFN(Quad Flat no Lead Package)封装的导线架用原材等的半导体装置用导线架的原材适用的、氧化膜的密接性优异的高强度高耐热性铜合金材。

背景技术

历来，在高强度的导线架用原材中，大多使用由含有Ni和Si的Cu-Ni-Si系铜合金构成的铜合金板。另外，该Cu-Ni-Si铜合金之中，例如含有Ni：2.2～4.2质量％、Si：0.25～1.2质量％、Mg：0.05～0.30质量％的铜合金(C70250铜合金)由于强度和耐热性优异，所以作为通用合金被广泛使用。

最近，随着半导体装置的大容量化、小型化和高功能化，导线架的微细布线化得到发展，为了使该微细布线容易，导线架所用的铜合金板的板厚要求薄。随之，进一步要求这些半导体装置用导线架所用的铜合金板的高强度和高耐热性。铜合金板的高强度化要求随着薄板化而下降的处理性的确保和作为最终构成部件的强度的确保。另外，耐热性的提高要求防止用于形成导线架的冲压加工后的去应变热处理导致的软化，和防止半导体构件组装工序中受到热过程时的软化。这些不仅是导线架，而且涉及其他的电气电子部件，例如连接器、端子、开关、继电器等的导电性部件所使用的铜合金板。另外，作为微细布线加工所适用的加工法的蚀刻加工中，不会发生污迹，铜合金板的蚀刻加工面的平滑性优异，作为铜合金板所要求的重要因子受到瞩目。

还有，从低成本的观点出发，半导体部件通过热硬化性树脂密封的半导体芯片的封装化成为主流，保持封装的可靠性十分重要。封装的可靠性依存于模铸树脂和导线架的密接性，由于半导体部件的组装工序中的热过程，形成使导线架的表面劣化的氧化膜时，模铸树脂和导线架的密接性降低，由于向印刷基板的实装时的热封装裂纹和剥离发生，封装的可靠性下降。由此，为了保持封装的可靠性，保持导线架的氧化膜的密接性十分重要。

在这种背景下，由Cu-Ni-Si铜合金(C70250铜合金)构成的铜合金板虽然强度和耐热性优异，但是，具有在作为适于微细布线加工的加工法的蚀刻加工中，产生污迹，蚀刻加工面的平滑性差的问题。

因此，为了改善这种蚀刻面的平滑性，本发明的申请人提出了一种铜合金板，以Cu-Fe-P系铜合金为母材，由添加了Ni的Cu-Ni-Fe-P系铜合金构成，在该金属组织中Ni-Fe-P化合物析出(专利文献1)。

专利文献1特开2001-335864号公报

但是，该专利文献1所公开的Cu-Ni-Fe-P系铜合金板，虽然实现了其所期望的目的，但是，抗拉强度仅为700MPa左右，难以得到更高的强度，存在难以对应与现有相比进一步的导线架的薄壁化的问题。另外，该现有的Cu-Ni-Fe-P系铜合金板以高加工率进行终轧(最终冷轧)，所以虽然有可能高强度化，但是，这种强迫的高强度化会导致耐热性的降低，而且也不实用。

发明内容

本发明鉴于上述问题而形成，其目的在于，提供能够同时实现抗拉强度为750MPa以上，硬度为Hv220以上的高强度和高耐热性，不仅冲压加工，而且作为适于微细布线加工的加工法的蚀刻加工中也不会发生污迹，蚀刻加工面的平滑性优异，另外，用于保持封装的可靠性的氧化膜的密接性优异的高强度高耐热性铜合金材。

本发明的高强度高耐热性铜合金材含有Ni：0.4～1.0质量％、从Fe和Co构成的群中选出的至少一种元素M：以总量计0.03～0.3质量％、P：0.05～0.2质量％、Sn：0.1～3质量％、Zn：0.05～2.5质量％、Cr：0.0005～0.05质量％，Ni和M的含量和P的含量的比(Ni+M)/P为4～12，Ni和M的比Ni/M为3～12，余量是Cu和不可避免的杂质，

在金属组织中，粒径为1～20nm的微细的P化物析出粒子的个数为300个/μm²以上，粒径超过100nm的粗大晶析出物粒子的个数为0.5个/μm²以下，

所述P化物析出粒子的Sn含量，通过EDX分析测定的质量％比：以Sn/(Ni+M+P+Sn)计为0.01以上，

与轧制方向平行的方向的抗拉试验的破断拉伸率为5％以上。

所谓EDX分析是能量分散型荧光X射线分析。