特開 2015-129321 Ｃｕ−Ｆｅ−Ｐ系銅合金板の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2015-129321(P2015-129321A)

(43)【公開日】2015年7月16日

(54)【発明の名称】Ｃｕ−Ｆｅ−Ｐ系銅合金板の製造方法

(51)【国際特許分類】

   C22F 1/08 20060101AFI20150619BHJP

   H01B 13/00 20060101ALI20150619BHJP

   C25D 7/06 20060101ALI20150619BHJP

   C25D 7/12 20060101ALI20150619BHJP

   C25D 5/34 20060101ALI20150619BHJP

   C22C 9/00 20060101ALN20150619BHJP

   C22F 1/00 20060101ALN20150619BHJP

   H01B 1/02 20060101ALN20150619BHJP

【ＦＩ】

   C22F1/08 S

   H01B13/00 501Z

   C25D7/06 B

   C25D7/12

   C25D5/34

   C22C9/00

   C22F1/00 613

   C22F1/00 623

   C22F1/00 671

   C22F1/00 661A

   C22F1/00 681

   C22F1/00 682

   C22F1/00 683

   C22F1/00 685Z

   C22F1/00 691B

   C22F1/00 691C

   C22F1/00 694A

   H01B1/02 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-519(P2014-519)

(22)【出願日】2014年1月6日

(71)【出願人】

【識別番号】000176822

【氏名又は名称】三菱伸銅株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100101465

【弁理士】

【氏名又は名称】青山 正和

(72)【発明者】

【氏名】熊谷 淳一

(72)【発明者】

【氏名】船木 真一

(72)【発明者】

【氏名】菊川 一徳

(72)【発明者】

【氏名】内山 康孝

【テーマコード（参考）】

4K024

5G301

【Ｆターム（参考）】

4K024AA03

4K024BB10

4K024BB13

4K024BC01

4K024CA06

4K024DA01

4K024DA03

4K024DA04

4K024DA05

4K024GA02

5G301AA03

5G301AA04

5G301AA05

5G301AA07

5G301AA08

5G301AA09

5G301AA12

5G301AA23

5G301AA30

5G301AD05

(57)【要約】

【課題】板自体に良好な光沢性を有し、その表面にめっき処理がなされた後においても優れた光沢性を有し、半導体装置用リードフレームに適する。
【解決手段】表面の加工変質層の厚みが０．１〜０．５μｍであり、結晶粒径が０．０５〜０．５μｍであり、ＪＩＳ Ｚ８７４１準拠の入射角６０°で測定した表面の光沢度が圧延方向に対して平行方向および直角方向それぞれで５００％以上であり、且つ、その平行方向の光沢度と直角方向の光沢度の比が０．８〜１．２である銅合金板の製造方法であり、溶解鋳造、熱間圧延、熱処理、仕上げ冷間圧延をこの順で含む工程で製造するに際して、仕上げ冷間圧延の後に、銅合金板に施されためっき表面の光沢度を良好に保ち、且つ、めっき前処理に対して高い耐性を有する加工変質層を形成する為の第１表面処理工程を実施した後、銅合金表面の光沢度を得る為の第２表面処理工程を実施する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｆｅ；１．５〜２．４質量％、Ｐ；０．００８〜０．０８質量％、Ｚｎ；０．０１〜０．５質量％、残部がＣｕおよび不可避的不純物である組成を有し、圧延方向に平行な断面をＳＥＭで観察した際に、表面の加工変質層の厚みが０．１〜０．５μｍであり、結晶粒径が０．０５〜０．５μｍであり、ＪＩＳ Ｚ８７４１準拠の入射角６０°で測定した表面の光沢度が圧延方向に対して平行方向および直角方向それぞれで５００％以上であり、且つ、その平行方向の光沢度と直角方向の光沢度の比が０．８〜１．２である銅合金板の製造方法であり、溶解鋳造、熱間圧延、熱処理、仕上げ冷間圧延をこの順で含む工程で前記銅合金板を製造するに際して、前記仕上げ冷間圧延の後に、前記銅合金板に施されためっき表面の光沢度を良好に保ち、且つ、めっき前処理に対して高い耐性を有する前記加工変質層を形成する為の第１表面処理工程を実施した後、前記銅合金表面の光沢度を得る為の第２表面処理工程を実施することを特徴とするＣｕ−Ｆｅ−Ｐ系銅合金板の製造方法。

【請求項2】

前記第２表面処理工程が酸洗研磨処理であることを特徴とする請求項１に記載のＣｕ−Ｆｅ−Ｐ系銅合金板の製造方法。

【請求項3】

前記銅合金板は、Ｎｉ；０．００３〜０．５質量％及びＳｎ；０．００３〜０．５質量％を含有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＣｕ−Ｆｅ−Ｐ系銅合金板の製造方法。

【請求項4】

前記銅合金板は、Ａｌ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｃｒ、Ｍｇ及びＳｉのうちの少なくとも１種以上を含有し、その含有量の合計が０．０００７〜０．５質量％に設定されていることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のＣｕ−Ｆｅ−Ｐ系銅合金板の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、良好な光沢性を有し、表面にめっき処理が施された後も優れた光沢性を有する半導体装置用リードフレームとしての使用に適したＣｕ−Ｆｅ−Ｐ系銅合金板の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ＩＣやＬＳＩ等の半導体装置に用いられるリードフレーム用の銅合金板として、熱伝導性、プレス加工性、導電性、機械的強度等の特性のバランスが取れ、その表面にＳｎ、Ａｇ、Ｎｉ等のめっき処理が施されたＣｕ−Ｆｅ−Ｐ系銅合金板が多用されている。最近の発光ダイオードを用いたＬＥＤチップ等の光学部材では、リードフレーム自体に高い光沢度が必要であり、特に、銅合金板自体のみならずめっき処理後も優れためっき光沢度を有するＣｕ−Ｆｅ−Ｐ系銅合金板が求められている。
銅合金板は、一般的に鋳造、熱間圧延、冷間圧延、バフ研磨処理、焼鈍等の工程を適切に組み合わせて製造されており、その過程において、種々の塑性加工を受け、銅合金板の表層には、銅合金板内部よりも微細な結晶組織を呈する加工変質層と塑性変形層とが形成されている。加工変質層は、ベイルビー層（上層）と微細結晶層（下層） とからなり、その表面に形成されるめっきの諸性状に大きな影響を及ぼすことが知られている。
特許文献１では、銅合金の表層に存在する加工変質層の厚さを０．２μｍ以下、好ましくは、０．０５μｍ以下にすることにより、めっき時の異常析出を防止してめっき性を向上させ、また、表層の加工変質層の厚さが０．２μｍ以下の銅合金上にめっきを施したものをリードフレーム、端子、コネクタ等の電子機器に適用することにより、これらの製品の品質向上に寄与することが開示されている。
特許文献２では、良好な外観を有する光沢ニッケルめっき材、光沢ニッケルめっき材を用いた電子部品、及び、光沢ニッケルめっき材の製造方法が開示されており、光沢ニッケルめっき材は、圧延、スキンパス圧延、バフ研磨、ブラシ研磨により、表面に厚さが０．２μｍ以上で、結晶粒径が０．０１〜０．３μｍである加工変質層を形成した、ステンレス鋼、銅または銅合金等の金属基材と、該金属表面に形成したニッケルめっき層とを備えている。
特許文献３では、機械研磨上がりのＮｉ−Ｐ−Ｓｎ系銅合金板において、錫めっきの耐熱剥離性を改善した、Ｎｉ：０．４〜１．６％（ｍａｓｓ％、以下同じ）、Ｓｎ：０．４〜１．６％、Ｐ：０．０２７〜０．１５％、Ｆｅ：０．００５〜０．１５％、及びＺｎ：０．１〜１．１％を含み、Ｎｉ含有量とＰ含有量の比Ｎｉ／Ｐが１５未満、残部が銅と不可避不純物からなる銅合金板が開示されており、熱処理上がり後に機械研磨で表面を清浄化され、微細結晶粒からなる表層の加工変質層の厚さは０．４μｍ以下とされている。
特許文献４には、Ｆｅを０．１質量％以上３．０質量％以下、Ｐを０．０１質量％以上０．３質量％以下でそれぞれ含有し、残部がＣｕと不可避不純物からなる圧延された銅合金板において、銅合金板の表面層の加工変質層の厚さが１００ｎｍ以下とすることにより、銅合金板の酸化膜密着性を向上させることが開示されている。
特許文献５には、リードフレーム用基体の表面に、厚さが好ましくは３μｍ以下の銀又は銀合金の皮膜からなる反射層を設けた、圧延加工によって形成された光半導体装置用リードフレームであって、ＪＩＳＺ８７４１準拠の入射角６０°で測定した該基体の表面における光沢度が、圧延方向に対して平行方向および直角方向それぞれで５００％以上であって、かつ、その平行方向の光沢度と直角方向の光沢度の比が０．８〜１．２であるものが開示されており、ＬＥＤ・フォトカプラ・フォトインタラプタなどに使用される光半導体装置用リードフレームにおいて、近紫外域〜可視光域（波長３４０〜８００ｎｍ）における反射率が極めて良好な光半導体装置用基体、さらにその基体を用いたリードフレームおよびその製造方法が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００７−３９８０４号公報

【特許文献2】特開２０１１−２１４０６６号公報

【特許文献3】特開２０１０−２３６０３８号公報

【特許文献4】特開２０１２−１５３９５０号公報

【特許文献5】特開２０１３−２０１３９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来のめっき（主にＡｇめっき、或いは、Ｎｉめっき）処理が表面に施されたＣｕ−Ｆｅ−Ｐ系銅合金板は、光沢度が不足気味で均質性に欠け、リードフレームとしてＬＥＤなどの光学部材へ適用した際に、光学素子からの光の取出し効率を低下させる大きな要因となっていた。

【0005】

本発明では、上述の欠点を改良し、銅合金板自体に良好な光沢性を有し、その表面にめっき（主にＡｇめっき、或いは、Ｎｉめっき）処理がなされた後においても優れた光沢性を有する半導体装置用リードフレームとしての使用に適したＣｕ−Ｆｅ−Ｐ系銅合金板の製造方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明者らは、特願２０１３−１４３４５４にて、特定の組成を有するＣｕ−Ｆｅ−Ｐ系銅合金母板の表面に形成された加工変質層と、その加工変質層の表面に形成されたＡｇめっき層或いはＮｉめっき層の光沢度との関係につき、鋭意検討した結果、加工変質層の厚みと結晶粒径と表面粗さの比｛（Ｒｚ＝最大高さ粗さ）／（Ｒｑ＝二乗平均平方根粗さ）｝とが、それぞれに適正な範囲内である場合にのみ、加工変質層の表面に均質で良好な光沢度を有するＡｇめっき層或いはＮｉめっき層が形成されることを見出し、光沢度に優れためっき付き銅合金板を提案している。
また、上述のＣｕ−Ｆｅ−Ｐ系銅合金母板は、溶解鋳造、熱間圧延、熱処理、仕上げ冷間圧延をこの順で含む工程で銅合金母板を製造するに際して、仕上げ冷間圧延の前或いは後に、ライン速度を２０〜１２０ｍｍ/ｍｉｎとして、ワイヤー直径が０．１〜０．６ｍｍである回転型ワイヤーブラシにて、押付け圧力を１〜１５ＫＰａ、回転数を５００〜２５００ｒｐｍとして、仕上げ冷間圧延の前或いは後の銅合金板の表面を機械研磨することにより、上述の最適な加工変質層が得られ、その表面上にＡｇめっき或いはＮｉめっきを施した際に、均質で良好な光沢度を有するＡｇめっき層或いはＮｉめっき層が得られることも見出し、Ｃｕ−Ｆｅ−Ｐ系銅合金母板の製造方法を提案している。

【0007】

本発明者らは、上記の特許出願を基礎に鋭意検討の結果、Ｆｅ；１．５〜２．４質量％、Ｐ；０．００８〜０．０８質量％、Ｚｎ；０．０１〜０．５質量％、残部がＣｕおよび不可避的不純物である組成を有し、圧延方向に平行な断面をＳＥＭで観察した際に、表面の加工変質層の厚みが０．１〜０．５μｍであり、結晶粒径が０．０５〜０．５μｍであり、ＪＩＳ Ｚ８７４１準拠の入射角６０°で測定した表面の光沢度が圧延方向に対して平行方向および直角方向それぞれで５００％以上であり、且つ、その平行方向の光沢度と直角方向の光沢度の比が０．８〜１．２である銅合金板につき、溶解鋳造、熱間圧延、熱処理、仕上げ冷間圧延をこの順で含む工程で製造する場合に、仕上げ冷間圧延の後に、銅合金板に施されためっき表面の光沢度を良好に保ち、且つ、めっき前処理に対して高い耐性を有する加工変質層を形成する為の第１表面処理工程を実施した後、銅合金板自体の表面に優れた光沢度を得る為の第２表面処理工程を実施することにより、銅合金板自体の表面の光沢度に優れ、更に、銅合金板に施されためっき表面の光沢度も良好となるＣｕ−Ｆｅ−Ｐ系銅合金板が得られることを見出した。
この場合、第１表面処理工程により、銅合金板に施されためっき表面の光沢度を良好に保ち、且つ、めっき前処理による劣化の少ない加工変質層が形成され、第２表面処理工程により、加工変質層の表面が均質に微細化され、銅合金板自体の表面の光沢度が良好になると考えられる。

【0008】

即ち、本発明のＣｕ−Ｆｅ−Ｐ系銅合金板の製造方法は、Ｆｅ；１．５〜２．４質量％、Ｐ；０．００８〜０．０８質量％、Ｚｎ；０．０１〜０．５質量％、残部がＣｕおよび不可避的不純物である組成を有し、圧延方向に平行な断面をＳＥＭで観察した際に、表面の加工変質層の厚みが０．１〜０．５μｍであり、結晶粒径が０．０５〜０．５μｍであり、ＪＩＳ Ｚ８７４１準拠の入射角６０°で測定した表面の光沢度が圧延方向に対して平行方向および直角方向それぞれで５００％以上であり、且つ、その平行方向の光沢度と直角方向の光沢度の比が０．８〜１．２である銅合金板の製造方法であり、溶解鋳造、熱間圧延、熱処理、仕上げ冷間圧延をこの順で含む工程で前記銅合金板を製造するに際して、前記仕上げ冷間圧延の後に、前記銅合金板に施されためっき表面の光沢度を良好に保ち、且つ、めっき前処理に対して高い耐性を有する前記加工変質層を形成する為の第１表面処理工程を実施した後、前記銅合金表面の光沢度を得る為の第２表面処理工程を実施することを特徴とする。

【0009】

本発明では、Ｆｅ；１．５〜２．４質量％、Ｐ；０．００８〜０．０８質量％、Ｚｎ；０．０１〜０．５質量％、残部がＣｕおよび不可避的不純物である組成を有する銅合金板を、溶解鋳造、熱間圧延、熱処理、仕上げ冷間圧延をこの順で含む工程で製造するに際して、仕上げ冷間圧延後に、銅合金板に施されためっき表面の光沢度を良好に保ち、且つ、めっき前処理に対して高い耐性を有する加工変質層を形成する為の第１表面処理工程を実施した後、銅合金表面の光沢度を得る為の第２表面処理工程を実施することにより、圧延方向に平行な断面をＳＥＭで観察した際に、表面の加工変質層の厚みが０．１〜０．５μｍであり、結晶粒径が０．０５〜０．５μｍであり、ＪＩＳ Ｚ８７４１準拠の入射角６０°で測定した表面の光沢度が圧延方向に対して平行方向および直角方向それぞれで５００％以上であり、且つ、その平行方向の光沢度と直角方向の光沢度の比が０．８〜１．２である銅合金板が製造される。
仕上げ冷間圧延後の第１表面処理工程により、銅合金板に施されためっき表面の光沢度を良好に保ち、且つ、めっき前処理による劣化の少ない加工変質層が形成され、第２表面処理工程により、加工変質層の表面が均質に微細化され、銅合金板自体の表面の光沢度が良好になる。

【0010】

本発明での第１表面処理工程とは、切削表面処理、ブラスト表面処理、ブラッシング表面処理、圧延表面処理、研磨表面処理などで表面を処理し、加工変質層を形成する工程であり、加工変質層の厚みを０．１〜０．５μｍ、結晶粒径を０．０５〜０．５μｍとして、銅合金板に施されためっき表面の光沢度を良好に保ち、且つ、めっき前処理による劣化の少ない加工変質層が形成される。
本発明での第２表面処理工程とは、切削表面処理、ブラスト表面処理、ブラッシング表面処理、圧延表面処理、研磨表面処理などで表面を処理し、第１表面処理工程で形成された加工変質層の表面を均質に微細化し、銅合金板自体の表面の光沢度を良好にする工程である。
本発明の第１表面処理工程と第２表面処理工程では、その表面処理方法はそれぞれ異なり、第２表面処理工程は、加工変質層の表面を均質に微細化する目的であるので、第１表面処理工程より軽度の表面処理方法であることが好ましい。
本発明の製造方法により得られた銅合金板は、圧延方向に平行な断面をＳＥＭで観察した際に、表面の加工変質層の厚みが０．１〜０．５μｍであり、結晶粒径が０．０５〜０．５μｍであり、また、ＪＩＳ Ｚ８７４１準拠の入射角６０°で測定した表面の光沢度が圧延方向に対して平行方向および直角方向それぞれで５００％以上であり、且つ、その平行方向の光沢度と直角方向の光沢度の比が０．８〜１．２である。
加工変質層の厚みが０．１μｍ未満であると、めっき前処理による劣化が大きくなり、
厚みが０．５μｍを超えると、めっき後の充分な光沢度が得られなくなる。
結晶粒径が０．０５μｍ未満では、めっき後の光沢度の均質性に乏しくなり、０．５μｍを超えると、めっき後に充分な光沢度が得えられず、めっき前処理による劣化も大きくなる。
ＪＩＳ Ｚ８７４１準拠の入射角６０°で測定した表面の光沢度が圧延方向に対して平行方向および直角方向それぞれで５００％以上であり、その平行方向の光沢度と直角方向の光沢度の比が０．８〜１．２であることにより、張出し加工を行っても、割れが発生し難く、波長３４０〜８００ｎｍの光の反射率に優れるリードフレーム用の基体とすることができる。
また、表面の光沢度を圧延平行方向と圧延直角方向で所定の関係に調整することによって、その表面に施されるめっき層の厚さを薄くしても、銅合金表面に生じる圧延筋の影響を著しく小さくして、近紫外域から可視光域まで（波長３４０〜８００ｎｍ）における反射率が著しく高い光反射特性を有する光半導体装置用リードフレーム用の基体とすることができる。
本発明でのめっき前処理とは、汚れを銅合金板の表面から除去し、目的とするめっきに最も適した清浄な状態にする操作又は工程であり、脱脂洗浄、酸洗い・酸電解洗浄、電解洗浄などを含む。

【0011】

更に、本発明のＣｕ−Ｆｅ−Ｐ系銅合金板の製造方法は、前記第２表面処理工程が酸洗研磨処理であることを特徴とする。
第２表面処理工程は、形成された加工変質層の表面を均質に微細化する工程であり、処理自体に微調整を必要とする工程であり、例えば、銅合金板の製造ラインで使用している酸洗研磨処理であることが好ましく、酸洗液、ライン速度、研磨ロールの粒度を適宜選択して酸洗及び機械研磨を実施することにより、効率的に目的とする本発明のＣｕ−Ｆｅ−Ｐ系銅合金を得ることができる。

【0012】

更に、本発明のＣｕ−Ｆｅ−Ｐ系銅合金板の製造方法は、前記銅合金板は、Ｎｉ；０．００３〜０．５質量％及びＳｎ；０．００３〜０．５質量％を含有することを特徴とする。
Ｎｉは、母相中に固溶して強度を向上させる効果を有しており、０．００３質量％未満ではその効果を奏功せしめることができない。一方、０．５質量％を超えて含有すると導電率の低下をきたす。このため、Ｎｉを含有する場合には、０．００３〜０．５質量％の範囲内とすることが好ましい。
Ｓｎは、母相中に固溶して強度を向上させる効果を有しており、０．００３質量％未満ではその効果を奏功せしめることができない。一方、０．５質量％を超えて含有すると導電率の低下をきたす。このため、Ｓｎを含有する場合には、０．００３〜０．５質量％の範囲内とすることが好ましい。

【0013】

更に、本発明のＣｕ−Ｆｅ−Ｐ系銅合金板の製造方法は、前記銅合金板は、Ａｌ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｃｒ、Ｍｇ及びＳｉのうちの少なくとも１種以上を含有し、その含有量の合計が０．０００７〜０．５質量％に設定されていることを特徴とする。
これらの元素は、銅合金板の様々な特性を向上させる役割を有しており、用途に応じて選択的に添加することが好ましい。

【発明の効果】

【0014】

本発明により、板自体に良好な光沢性を有し、その表面にめっき（主にＡｇめっき、或いは、Ｎｉめっき）処理がなされた後においても優れた光沢性を有し、半導体装置用リードフレームとしての使用に適したＣｕ−Ｆｅ−Ｐ系銅合金板の製造方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の一実施形態の製造方法にて製造されたＣｕ−Ｆｅ−Ｐ系銅合金板の断面概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
本発明の一実施形態の製造方法にて製造されたＣｕ−Ｆｅ−Ｐ系銅合金板（以下、単に銅合金板という）１は、Ｆｅ；１．５〜２．４質量％、Ｐ；０．００８〜０．０８質量％、Ｚｎ；０．０１〜０．５質量％、残部がＣｕおよび不可避的不純物である組成を有し、圧延方向に平行な断面をＳＥＭで観察した際に、表面の加工変質層２の厚みが０．１〜０．５μｍであり、結晶粒径が０．０５〜０．５μｍであり、ＪＩＳ Ｚ８７４１準拠の入射角６０°で測定した表面の光沢度が圧延方向に対して平行方向および直角方向それぞれで５００％以上であり、且つ、その平行方向の光沢度と直角方向の光沢度の比が０．８〜１．２である。

【0017】

［銅合金板の成分組成］
本発明で使用する銅合金板１の基本組成は、Ｆｅ；１．５〜２．４質量％、Ｐ；０．００８〜０．０８質量％、Ｚｎ；０．０１〜０．５質量％、残部がＣｕおよび不可避的不純物である。
Ｆｅは、銅の母相中に分散する析出物粒子を形成して強度及び耐熱性を向上させる効果があるが、その含有量が１．５質量％未満では析出物の個数が不足し、その効果を奏功せしめることができない。一方、２．４質量％を超えて含有すると、強度及び耐熱性の向上に寄与しない粗大な析出物粒子が存在してしまい、耐熱性に効果のある析出物粒子が不足してしまうことになる。このため、Ｆｅの含有量は１．５〜２．４質量％の範囲内とすることが好ましい。
Ｐは、Ｆｅと共に銅の母相中に分散する析出物粒子を形成して強度及び耐熱性を向上させる効果があるが、その含有量が０．００８質量％未満では析出物粒子の個数が不足し、その効果を奏功せしめることができない。一方、０．０８質量％を超えて含有すると、強度及び耐熱性の向上に寄与しない粗大な析出物が存在してしまい、耐熱性に効果のあるサイズの析出物粒子が不足してしまうことになると共に導電率及び加工性が低下してしまう。このため、Ｐの含有量は０．００８〜０．０８質量％の範囲内とすることが好ましい。
Ｚｎは、銅の母相中に固溶して半田耐熱剥離性を向上させる効果を有しており、０．０１質量％未満ではその効果を奏功せしめることができない。一方、０．５質量％を超えて含有しても、更なる効果を得ることが出来なくなると共に母層中への固溶量が多くなって導電率の低下をきたす。このため、Ｚｎの含有量は０．０１〜０．５質量％の範囲内とすることが好ましい。

【0018】

更に、この基本組成に対し、Ｎｉ；０．００３〜０．５質量％及びＳｎ；０．００３〜０．５質量％を含有していることが好ましい。
Ｎｉは、母相中に固溶して強度を向上させる効果を有しており、０．００３質量％未満ではその効果を奏功せしめることができない。一方、０．５質量％を超えて含有すると導電率の低下をきたす。このため、Ｎｉを含有する場合には、０．００３〜０．５質量％の範囲内とすることが好ましい。
Ｓｎは、母相中に固溶して強度を向上させる効果を有しており、０．００３質量％未満ではその効果を奏功せしめることができない。一方、０．５質量％を超えて含有すると導電率の低下をきたす。このため、Ｓｎを含有する場合には、０．００３〜０．５質量％の範囲内とすることが好ましい。
更に、前述の基本組成に対し、或いは、この基本組成にＮｉ；０．００３〜０．５質量％及びＳｎ；０．００３〜０．５質量％を含有している上述の組成に対して、Ａｌ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｃｒ、Ｍｇ及びＳｉのうちの少なくとも１種以上を含有し、その含有量の合計が０．０００７〜０．５質量％に設定されていることが好ましい。
これらの元素は、銅合金の様々な特性を向上させる役割を有しており、用途に応じて選択的に添加することが好適である。

【0019】

［銅合金板の加工変質層］
本発明の製造方法により得られた銅合金板１の表面の加工変質層２は、圧延方向に平行な断面をＳＥＭで観察した際に、厚みが０．１〜０．５μｍであり、結晶粒径が０．０５〜０．５μｍであり、また、ＪＩＳ Ｚ８７４１準拠の入射角６０°で測定した表面の光沢度が圧延方向に対して平行方向および直角方向それぞれで５００％以上であり、且つ、その平行方向の光沢度と直角方向の光沢度の比が０．８〜１．２である。
加工変質層２の厚みが０．１μｍ未満であると、めっき前処理による劣化が大きくなり、厚みが０．５μｍを超えると、めっき後の充分な光沢度が得られなくなる。
結晶粒径が０．０５μｍ未満では、めっき後の光沢度の均質性に乏しくなり、０．５μｍを超えると、めっき後に充分な光沢度が得えられず、めっき前処理による劣化も大きくなる。
ＪＩＳ Ｚ８７４１準拠の入射角６０°で測定した表面の光沢度が圧延方向に対して平行方向および直角方向それぞれで５００％以上であり、その平行方向の光沢度と直角方向の光沢度の比が０．８〜１．２であることにより、張出し加工を行っても、割れが発生し難く、波長３４０〜８００ｎｍの光の反射率に優れるリードフレーム用の基体とすることができる。
また、表面の光沢度を圧延平行方向と圧延直角方向で所定の関係に調整することによって、その表面に施されるめっき層の厚さを薄くしても、銅合金表面に生じる圧延筋の影響を著しく小さくして、近紫外域から可視光域まで（波長３４０〜８００ｎｍ）における反射率が著しく高い光反射特性を有する光半導体装置用リードフレーム用の基体とすることができる。

【0020】

［銅合金板の製造方法］
本発明では、Ｆｅ；１．５〜２．４質量％、Ｐ；０．００８〜０．０８質量％、Ｚｎ；０．０１〜０．５質量％、残部がＣｕおよび不可避的不純物である組成を有する銅合金板を、溶解鋳造、熱間圧延、熱処理、仕上げ冷間圧延をこの順で含む工程で製造するに際して、仕上げ冷間圧延後に、銅合金板に施されためっき表面の光沢度を良好に保ち、且つ、めっき前処理に対して高い耐性を有する加工変質層を形成する為の第１表面処理工程を実施した後、銅合金表面の光沢度を得る為の第２表面処理工程を実施することにより、圧延方向に平行な断面をＳＥＭで観察した際に、表面の加工変質層の厚みが０．１〜０．５μｍであり、結晶粒径が０．０５〜０．５μｍであり、ＪＩＳ Ｚ８７４１準拠の入射角６０°で測定した表面の光沢度が圧延方向に対して平行方向および直角方向それぞれで５００％以上であり、且つ、その平行方向の光沢度と直角方向の光沢度の比が０．８〜１．２である銅合金板１が製造される。
仕上げ冷間圧延後の第１表面処理工程により、銅合金板１に施されためっき表面の光沢度を良好に保ち、且つ、めっき前処理による劣化の少ない加工変質層２が形成され、第２表面処理工程により、加工変質層２の表面が均質に微細化され、銅合金板自体の表面の光沢度が良好になる。

【0021】

本発明での第１表面処理工程とは、切削表面処理、ブラスト表面処理、ブラッシング表面処理、圧延表面処理、研磨表面処理などで表面を処理し、加工変質層２を形成する工程であり、加工変質層２の厚みを０．１〜０．５μｍ、結晶粒径を０．０５〜０．５μｍとして、銅合金板に施されためっき表面の光沢度を良好に保ち、且つ、めっき前処理による劣化の少ない加工変質層２が形成される。
本発明での第２表面処理工程とは、切削表面処理、ブラスト表面処理、ブラッシング表面処理、圧延表面処理、研磨表面処理などで表面を処理し、第１表面処理工程で形成された加工変質層２の表面を均質に微細化し、銅合金板自体の表面の光沢度を良好にする工程である。
本発明の第１表面処理工程と第２表面処理工程では、その表面処理方法はそれぞれ異なり、第２表面処理工程は、加工変質層２の表面が均質に微細化する目的であるので、第１表面処理工程より軽度の表面処理方法であることが好ましい。
本発明でのめっき前処理とは、汚れを銅合金板の表面から除去し、目的とするめっきに最も適した清浄な状態にする操作及び工程であり、脱脂洗浄、酸洗い・酸電解洗浄、電解洗浄などを含む。

【0022】

また、本発明の製造方法では、前記第２表面処理工程が酸洗研磨処理であることが好ましい。
第２表面処理工程は、形成された加工変質層２の表面を均質に微細化する工程であり、処理自体に微調整を必要とする工程であり、銅合金板の製造ラインで使用している酸洗研磨処理であることが好ましく、酸洗液、ライン速度、研磨ロールの粒度を適宜選択して酸洗及び機械研磨を実施することにより、効率的に目的とする本発明のＣｕ−Ｆｅ−Ｐ系銅合金を得ることができる。

【0023】

［加工変質層の表面に施されたＡｇめっき層或いはＮｉめっき層］
発光ダイオードを用いたＬＥＤチップ等への適用では、リードフレーム自体に均質な高い光沢度が求められ、そのめっきとしては、Ａｇめっき或いはＮｉめっきが特に好ましいが、用途に応じては、Ｎｉ−Ａｕめっき、Ｎｉ−Ｐｄ−Ａｕめっき等でも支障はない。
加工変質層２の表面に形成されるＡｇめっき層或いはＮｉめっき層等のめっき層３の厚みは、特に制限はなく、用途に応じて適宜選択すれば良いが、費用対効果を考慮すると１〜５μｍが好適である。そのめっき手法や条件も特に限定はされないが、例えば、Ｎｉめっき層３は、銅合金板１の表面を脱脂及び酸洗した後に、無光沢Ｎｉめっき浴（スルファミン酸ニッケル；６０ｇ／ｌ、ホウ酸；４０ｇ／ｌ）を使用して、液温６０℃、電流密度５Ａ/ｄｍ^２にてＮｉめっきを施して形成されることが好ましい。また、例えば、Ａｇめっき層３は、銅合金板１の表面を脱脂及び酸洗した後に、Ａｇめっき浴（シアン化銀；５０ｇ／Ｌ、シアン化；ナトリウム１００ｇ／Ｌ、炭酸カリウム；１０ｇ／Ｌ）を使用して、液温２０℃、電流密度１．０Ａ/ｄｍ^２にてＡｇめっきを施して形成されることが好ましい。

【実施例】

【0024】

以下、本発明の実施例について比較例を含めて詳細に説明する。
表１に示す組成の銅合金（添加元素以外の成分はＣｕ及び不可避不純物）を、電気炉にて還元性雰囲気下で溶解し、厚さが３０ｍｍ、幅が１００ｍｍ、長さが２５０ｍｍの鋳塊を作製した。この鋳塊を７３０℃にて１時間加熱した後、圧延率６７％にて熱間圧延を施して厚さ１０ｍｍに仕上げ、その表面をフライスで板厚８ｍｍになるまで面削した後、９２０℃にて３時間の溶体化処理を施し、板厚１．５ｍｍまで冷間圧延を施し、４５０〜５７５℃にて３〜１２時間の時効処理を施し、加工率７０％にて仕上げ冷間圧延を施し、各銅合金板を作製した。
更に、それらの仕上げ冷間圧延後の銅合金板を表１に示す方法にて、第１表面処理、第２表面処理工程を施し、表面に表１に示す加工変質層を有する各銅合金板を作製した。
ブラッシング表面処理（表１には「ブラシ」と表記）は、ライン速度を２０〜１２０ｍｍ/ｍｉｎとして、ワイヤー直径が０．１０〜０．６ｍｍである回転型ワイヤーブラシにて、回転数を５００〜２５００ｒｐｍとして、仕上げ冷間圧延後の銅合金板の表面を機械研磨した。
研磨（バフ）表面処理（表１には「研磨」と表記）は、ライン速度を６０ｍｍ/ｍｉｎとして、ナイロン不織布にアルミナ製砥粒（番手１０００）を含有したバフ材を使用した研磨ロールにて、回転数を１０００ｒｐｍとして、仕上げ冷間圧延後の銅合金板の表面を機械研磨した。
スキンパス圧延表面処理（表１には「スキンパス圧延」と表記）は、微張力をかけた状態で加工率０．５％にて、仕上げ冷間圧延後の銅合金板の表面を圧延研磨した。
酸洗・研磨表面処理（表１には「酸洗」と表記）は、酸洗液として濃度２５質量％でｐＨ＝１の希硫酸の水溶液を使用し、浸漬時間を１８０秒として酸洗処理を実施した後、ライン速度を６０ｍｍ/ｍｉｎとして、ナイロン不織布にアルミナ製砥粒（番手５００）を含有したバフ材を使用した研磨ロールにて、回転数を８００ｒｐｍとして、仕上げ冷間圧延後の銅合金板の表面を機械研磨した。
これらの銅合金板につき、加工変質層の厚み、結晶粒径、及び、表面の光沢度を測定した。
表面の加工変質層の厚み、結晶粒径は、イオンミリングシステム（日立ハイテクノロジーズ社ＩＭ４０００）を用いて試料の表面の横断面を研磨し、圧延方向に平行な断面を走査型電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ）にて観察して測定した。
表面の光沢度は、光沢度計（日本電色工業製反射濃度計ＮＤ−１）を用いて、ＪＩＳ Ｚ８７４１準拠の入射角６０°で測定した。
これらの結果を表１に示す。この表１において、光沢度は、圧延方向と平行方向又は直角方向のいずれかの光沢度のうちの最低値を示しており、光沢度比は、圧延方向と平行方向の光沢度に対する直角方向の光沢度の比を示す。

【0025】

【表1】

【0026】

次に、これらの銅合金板につき、超音波、アルカリ洗浄、アルカリ電解洗浄、酸浸漬の順にめっき前処理を施した後に、その表面の光沢度を測定した。
表面の光沢度は、光沢度計（日本電色工業製反射濃度計ＮＤ−１）を用いて、ＪＩＳ Ｚ８７４１準拠の入射角６０°で測定した。
これらの結果を表２に示す。
次に、めっき前処理後の銅合金板につき、無光沢Ｎｉめっき浴（スルファミン酸ニッケル；６０ｇ／ｌ、ホウ酸；４０ｇ／ｌ）を使用して、試料の表面に、液温６０℃、電流密度５Ａ/ｄｍ^２にて厚さ３μｍのＮｉめっき層を形成し、表面の光沢度を測定した。
表面の光沢度は、光沢度計（日本電色工業製反射濃度計ＮＤ−１）を用いて、ＪＩＳ Ｚ８７４１準拠の入射角６０°で測定した。
これらの結果を表２に示す。この表２においても、光沢度は、圧延方向と平行方向又は直角方向のいずれかの光沢度のうちの最低値を示しており、光沢度比は、圧延方向と平行方向の光沢度に対する直角方向の光沢度の比を示す。

【0027】

【表2】

【0028】

これらの結果より、本発明の製造方法で製造された実施例１〜５の銅合金板は、比較例の１〜４の銅合金板と比べ、良好な光沢性を有し、めっき前処理にても加工変質層の劣化が少なく、表面にＮｉめっきがなされた後においても優れた光沢性を有しており、半導体装置用リードフレームの素材として最適であることが良くわかる。

【0029】

以上、本発明の実施形態の製造方法について説明したが、本発明はこの記載に限定されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

【符号の説明】

【0030】

１ Ｃｕ−Ｆｅ−Ｐ系銅合金板
２ 加工変質層
３ めっき層

【図1】