Cu-Ni-Si系銅合金板材及其制造方法以及通電部件技術

本發明專利技術提供一種銅合金板材，其具有在間距非常窄的蝕刻中也獲得高尺寸精度方面有利的蝕刻特性，具有如下的化學組成：以質量％計，Ni：1.00～4.50％、Si：0.10～1.40％，根據需要含有適量的Co、Mg、Cr、P、B、Mn、Sn、Ti、Zr、Al、Fe、Zn、Ag中的1種以上，在對于與軋制方向垂直的截面的EBSD測定中，將滿足與S1方位{241}＜112＞的晶體方位差為10

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】Cu
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Ni
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Si系銅合金板材及其制造方法以及通電部件


[0001]本專利技術涉及改善了蝕刻性的Cu
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Ni
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Si系銅合金板材及其制造方法、以及使用了所述Cu
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Ni
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Si系銅合金板材的通電部件。

技術介紹

[0002]Cu
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Ni
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Si系銅合金在銅合金中強度與導電性的平衡也比較良好，對連接器、引線框等通電部件、電子設備的散熱部件有用。以往，通電部件、散熱部件大多對板材實施沖壓而制作。近年來，隨著部件的小型化、形狀的復雜化，通過蝕刻加工制作產品的需求逐步提高。為了應對該需求，需要通過精密蝕刻形成形狀精度高的部件，需要得到表面凹凸盡可能少的(表面平滑性良好的)蝕刻面的原材料。
[0003]在Cu
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Ni
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Si系銅合金中，迄今為止提出了幾種改善蝕刻性的技術(例如后述的專利文獻1～3)。然而，近來，半導體封裝體的多引腳化、窄間距化不斷發展，要求引線框用的原材料能夠應對引腳間隔300μm左右以下的蝕刻性。若對抗蝕劑膜的狹縫部分進行蝕刻，則除了深度方向之外，也向狹縫的寬度方向(朝向抗蝕劑膜的下方的方向)進行蝕刻，因此蝕刻后形成的引腳的間隔一般大于抗蝕劑膜的狹縫寬度。在引腳寬度粗的情況下，能夠通過優化狹縫的尺寸等來避免狹縫寬度方向上的蝕刻的進行所引起的對尺寸精度的不良影響。但是，為了應對引腳間隔300μm左右的窄間距化，期望應用具有“容易在深度方向上蝕刻且難以在狹縫的寬度方向上蝕刻的特性”的銅合金板材。在本說明書中，如后所述，引入“蝕刻因子”這樣的指標來評價上述特性。評價為蝕刻因子越大的材料，上述特性越優異。基于同一蝕刻條件的蝕刻因子的計算例將在后面敘述。
[0004]在專利文獻1中公開了如下技術：在Cu
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Ni
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Si系銅合金中，通過實施固溶處理、中間冷軋、時效處理、精冷軋、采用張力矯平機(tension leveller)的形狀矯正、低溫退火的工序，制造具有KAM值高的組織狀態的板材，改善蝕刻加工面的平滑性。不過，由張力矯平機賦予的伸長率低于后述的本專利技術的方法，另外，低溫退火中的氣氛也沒有公開。
[0005]在專利文獻2中公開了如下技術：在含有Co的Cu
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Ni
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Si系銅合金板材中，通過實施兼作時效的前處理的特殊的固溶處理、時效處理、精冷軋、低溫退火的工序，制造具有Brass方位的集成度高的組織狀態的板材，改善蝕刻加工面的平滑性。未示出使用張力矯平機的工序。
[0006]在專利文獻3中公開了如下技術：在Cu
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Ni
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Si系銅合金中，通過實施固溶處理、時效處理、220～280℃下的擴散處理、冷軋、去應力退火的工序，制成所有歐拉角中的晶體方位的曲密度為12以下的晶體取向，改善蝕刻后的表面凹凸、尺寸精度。未示出使用張力矯平機的工序。
[0007]認為專利文獻1～3的技術中獲得了改善蝕刻加工面的平滑性的效果，與此相伴，蝕刻加工后的尺寸精度也提高。但是，在這些技術中，無法充分改善上述的蝕刻因子。即，關于近來的重視窄間距化的蝕刻精度的改善，不能充分滿足。
[0008]另一方面，在Cu
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Ni
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Si系銅合金中，為了均衡地提高強度、導電性、彎曲加工性、耐
應力緩和特性等，還研究了各種控制板材的集合組織的技術。
[0009]例如，在專利文獻4中公開了利用進行隔著冷軋的2次固溶處理的工序，得到Cube方位的平均面積率高、KAM值也高的組織狀態的技術。未示出使用張力矯平機的工序。
[0010]在專利文獻5中公開了如下技術：利用實施2階段的固溶處理的工序，調整為Cube方位{001}＜100＞的平均面積率為20％以上、Brass方位{011}＜211＞、S方位{123}＜634＞、Copper方位{112}＜111＞的3個方位的平均合計面積率為40％以下的集合組織。未示出使用張力矯平機的工序。
[0011]在專利文獻6中公開了如下技術：通過夾著最終固溶處理而實施2次精冷軋的方法，調整為Cube方位的比例為50％以上的集合組織。未示出使用張力矯平機的工序。
[0012]就這些專利文獻4～6中所示的集合組織而言，無法充分改善上述的蝕刻因子。
[0013]現有技術文獻
[0014]專利文獻
[0015]專利文獻1：日本特開2018
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35437公報
[0016]專利文獻2：日本特開2018
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62694號公報
[0017]專利文獻3：日本特開2018
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168438號公報
[0018]專利文獻4：日本特開2012
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177153號公報
[0019]專利文獻5：日本特開2011
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52316號公報
[0020]專利文獻6：日本特開2006
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152392號公報

技術實現思路

[0021]專利技術所要解決的課題
[0022]如上所述，以往對控制Cu
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Ni
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Si系銅合金板材的集合組織進行了各種研究，由此還提出了實現蝕刻性的改善。但是，最近半導體封裝體的窄間距化不斷發展，在以往的Cu
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Ni
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Si系銅合金板材中難以確保充分的蝕刻精度的用途也在不斷增加。
[0023]本專利技術的課題在于，在Cu
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Ni
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Si系銅合金板材中，提供一種在間距非常窄的蝕刻中也得到高尺寸精度方面有利的、“容易在深度方向上蝕刻且難以在狹縫的寬度方向上蝕刻的特性”優異的Cu
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Ni
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Si系銅合金板材(即蝕刻因子大的Cu
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Ni
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Si系銅合金板材)。
[0024]用于解決課題的手段
[0025]根據專利技術人的研究，可知以下內容。
[0026](i)為了確定能夠穩定地得到高蝕刻因子的集合組織，需要對于包含板厚方向的截面，不是板的表面(軋制面)，提高板的“內部”的晶體取向。
[0027](ii)作為其“內部”的晶體取向，將滿足與S1方位{241}＜112＞的晶體方位差為10
°
以內、與S2方位{231}＜124＞的晶體方位差為10
°
以內的至少一個條件的區域的面積設為S
S
，將與Brass方位{011}＜211＞的晶體方位差為10
°
以內的區域的面積設為S
B
時，控制為面積比S
B
/S
S
為0.40以上的晶體取向是極其有效的。
[0028](iii)為了更穩定地得到高的蝕本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】1.銅合金板材，具有如下的化學組成，以質量％計，Ni：1.00～4.50％、Si：0.10～1.40％、Co：0～2.00％、Mg：0～0.50％、Cr：0～0.50％、P：0～0.20％、B：0～0.20％、Mn：0～1.00％、Sn：0～1.00％、Ti：0～0.50％、Zr：0～0.30％、Al：0～1.00％、Fe：0～1.00％、Zn：0～1.00％、Ag：0～0.30％、Be：0～0.15％、余量由Cu和不可避免的雜質構成，在對于測定區域的EBSD(電子背散射衍射法)測定中，將滿足與S1方位{241}＜112＞的晶體方位差為10
°
以內、與S2方位{231}＜124＞的晶體方位差為10
°
以內的至少一個條件的區域的面積設為S
S
，將與Brass方位{011}＜211＞的晶體方位差為10
°
以內的區域的面積設為S
B
時，面積比S
B
/S
S
為0.40以上，其中，所述測定區域設置于從與軋制方向垂直的截面的板厚1/4位置至3/4位置的范圍內。2.根據權利要求1所述的銅合金板材，其中，在所述EBSD測定中，將晶體方位差15
°
以上的邊界視為晶界時的晶粒內的以步長0.05μm測定的KAM值為2.00
°
以上。3.根據權利要求1或2所述的銅合金板材，其中，在所述EBSD測定中，將晶體方位差15
°
以上的邊界視為晶界時的采用Area Fraction法求出的平均晶粒直徑為2.00μm以下。4.根據權利要求1～3中任一項所述的銅合金板材，其中，存在...

【專利技術屬性】
技術研發人員：姜婉青，兵藤宏，須田久，菅原章，
申請(專利權)人：同和金屬技術有限公司，
類型：發明
國別省市：