JPH02111829A - リードフレーム用銅合金 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、半導体機器用のリードフレーム材料用銅合金
に関し、特にリードフレーム用銅−鉄合金に関する。

［従来の技術］ −殻に、半導体機器用リードフレーム材に要求される特
性として、高導電性、高強度、耐熱性等が挙げられる。

１．５〜２，６重量％Ｆｅを含む則−鉄合金は、引張り
強さ４５〜５５ｋｇ／ｍｒｒ１′、導電率６０〜７０％
ｌＡＣ３を有し、広くリードフレーム材として用いられ
ている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし近年、半導体機器の小型化に伴ない、リードフレ
ーム材の高強度化が望まれている０強度の上昇をはかる
手段として冷間加工度を高める方法があるが、前記銅−
鉄合金は、加工度の増加と共に耐熱性が低下するので、
タイボンディング時の加熱により軟化してしまうという
問題点があった。

また、従来、銅−鉄合金は８００〜１０５０℃に加熱後
、熱間圧延され、冷却後又は冷却途中での加熱によりｆ
ｆ１４１な析出相を得ようとするのが一般的であったが
、この様な工程の場合、熱間圧延後の冷却方法や、後工
程の如何にかかわらず、その軟化温度はたかだか３５０
〜４００℃にしかならないという問題点かあった。

本発明はかかる点に鑑み、銅−鉄系合金の耐熱性を改善
してダイボンディング後の機械的性質が良好なリードフ
レーム材を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明者等はかがる問題に
ついて、銅−鉄合金を対象に検討を重ね、本合金中に存
在するＦｅ析出相の寸法を厳密に制御することにより、
耐熱性が著しく改善されることを見出し、本発明に至っ
た。即ち、本発明のリードフレーム用銅−鉄合金におい
ては、１．０〜２．６重量％のＦｅを含む銅合金におい
て、分散したＦｅ析出物か５０〜５００人の粒子径に調
整されていることで耐熱性が向上されている。

また、１．０〜２．６重量％のＦｅを含み、さらにＰ’
、Ｚｎ、Ｓｉ、Ｓｂ、Ｉ　ｎ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｎｉおよび
Ｍｇよりなる群から選ばれた１種以上の元素を合計で０
．００５〜０．５重量％含有し、５０〜５００人の粒子
径を有するＦｅ析出物が分散することで耐熱性が向上さ
れている。

また、１．０〜２．６重量％のＦｅと０．００５〜４重
量％のＳｎを含み、５０〜５００人の粒子径を有するＦ
ｅ析出物が分散することで耐熱性か向上されている。

更に、１．０〜２．６重量％のＦｅと０．００５〜４重
量％のＳｎを含み、更にＰ、Ｚｎ、Ｓｉ、Ｓｂ、Ｉｎ、
Ａｌ、Ｍｎ、ＮｉおよびＭｇよりなる群から選ばれた１
種以上の元素を合計で０．００５〜０．５重量％含有し
、５０〜５００人の粒子径を有するＦｅ析出物が分散す
ることで耐熱性が向上されている。

以下に、本発明の銅合金についてさらに詳しく説明する
。

銅−鉄合金においては、熱処理条件に従って析出相が分
布しているが、その寸法によって耐熱性に与える効果が
全く異なることを発明者は見出した。すなわち、５０Å
以上５００Å以下の直径を持つＦｅ析出相が軟化抑制に
極めて効果的であることか分かったのである。具体的に
は、５００人を超える析出相を生じさせない場合には軟
化温度は６００℃以上に達することが分かったのである
。

これに対し、従来方法におけるように銅−鉄合金か例え
ば８００〜１０５０℃に加熱して熱間圧延されると、熱
間圧延後の冷却方法によらず、熱間圧延中およびその前
後の温度低下に伴って５００人を超えたＦｅ析出相が生
じる。そして、このＦｅ析出相が再結晶粒の優先発生場
所として作用し、耐熱性を著しく低下させるのである。

言い換えると、５００人を超えたＦｅ析出相が生じた場
合、後工程の如何にかかわらす、その軟化温度はたかだ
か３５０〜４００℃にしかならないのである。

５００人を超える析出相を生じさせないためには、熱間
圧延中の温度低下を起こさせない方法、熱間圧延終了後
再加熱して粗大析出相を消滅させる方法等、種々の方法
が考えられるが、いずれによっても効果に差はなく、鋳
造方法を含めて任意の方法を適用し得る。

成分組成に関しては、粗大Ｆｅの析出がＦｅ含有量と加
熱温度に強く依存する。Ｆｅ含有量の高い場合には加熱
温度を高くする必要かある。しかし、Ｆｅ含有量が２．
６重量％を超えると包晶反応により生じたＦｅ相が分散
するようになる。このＦｅ相は加熱によって消滅し得す
、耐熱性に悪影響を与えるのでＦｅ量の上限を２．６重
量％とする。一方、１．０重量％未満のＦｅ添加量では
充分な耐熱性が得られないので、Ｆｅｉの下限を１．０
重量％とする。

また、本合金は、１．０〜２，６％Ｆｅを含有すると同
時に、脱酸および強度改善の目的でＰ、Ｚｎ−Ｓｉ、Ｓ
ｂ、Ｉ　ｎ、Ａ１．Ｍｎ、ＮｉそしてＭｇを単独又は複
合して、合計で０．００５〜０．５重量％含有できる。

この場合、０゜００５重量％未溝０添加量では効果が見
られないし、逆に０，５重電％を超えると導電率が低下
するので望ましくない。

一方、ＳｎはＦｅと共存することにより強度改善に極め
て効果的であるので、使用目的に応じて０．００５〜４
重量％含有される。下限を０．００５重量％としたのは
、０．００５％未満では強度上昇の効果が見られないか
らで、逆に上限を４重量％とじたのは、４重量％を超え
ると導電率が低下すると共に曲げ加工性が低下するため
である。

また、上記の理由により１．０〜２．６重量％Ｆｅ、０
．００５〜４重量％Ｓｎを含有すると同時にＰ、Ｚｎ、
Ｓｉ、Ｓｂ、Ｉｎ、Ａｌ、Ｍｎ、ＮｉおよびＭｇよりな
る群から選ばれた１種以上の元素を合計で０．００５〜
０．５重量％含有することにより、さらに特性の改善が
可能となる。

本発明は、以下の実施例によってより明快に理解されよ
う。

［作用］ 上記のように構成された成分組成とＦｅ析出物を有する
鉄−銅合金でリードフレーム材を作製すると、軟化温度
が６００°Ｃ以上に達する耐熱性に富んだ半導体機器用
リードフレームが得られる。

［発明の効果］ 本発明は、以上説明したように構成されているので、以
下に記載されるような効果を奏する。

本発明合金は加工性および耐熱性に富み、表面性状か優
れているので、これを半導体機器用リードフレーム材と
して用いれば、ハンダめっき、曲げ加工性等に信頼性の
高い半導体機器が得られ、工業上顕著な効果をもたらす
。

［実施例］ 以下の実施例により本発明を更に詳しく説明するか、本
発明はこれに限定されるものではない。

１嵐璽ユ 明合金１〜５．　　＠合金６〜１０ 第１表に示す各組成の合金を次の方法で準備した。電気
銅及び電解鉄を高周波誘導溶解炉により、真空中又は木
炭被覆下で溶解後、Ｃｕ−１５％Ｐ母合金その池の冷延
によって５市厚の圧延板としたところで、目視検査によ
り表面欠陥の有無を調べた。

また、鋳塊の一部を切り出し、機械加工により直径４市
で長さ１０１ＤＩ平行部を有する丸棒試験片を作製しな
、これらの試験片は大気中６００　’Ｃ１及び８００℃
における引張り試験に供した。

また、５市厚冷延板をさらに圧延し、０．２５ｍｍ厚板
材を作製した。ただし、途中１市厚で５゜０℃、３時間
の中間焼鈍を行った。０．２５＋＋ｍ厚の板材の耐熱性
は、１時間の等時焼鈍によるヴイッカース硬さ（１ｋｇ
）の変化から、初期の硬さの８０％の硬さとなる温度を
求めて、軟化温度として評価した。導電率は４端子法に
より測定した。

第１表に示される結果から、本実施例合金は高温で高い
延性を示し、加工性に澤れることか分かる。また、その
ために本合金冷延板は表面欠陥のない優れた表面性状を
有することも明らかである。

第２表に示す各組成の合金を実施例１と同様にして準備
し、測定しな。

第２表に示される結果から、本実施例合金も高温で高い
延性を示し、加工性や表面性状に優れていることか分か
る。

第３表に示す各組成の合金を実施例１と同様にして準備
し、測定した。

第３表に示される結果から、本実施例合金も高温で高い
延性を示し、加工性や表面性状に優れていることか分か
る。

犬ｊ口Ｉユ 本発明合金３１〜３８．比較合金３９〜４０第４表に示
す各組成の合金を実施例１と同様にして′？＃、（ｉｉ
　Ｌ、測定した。

第４表に示される結果から、本実施例合金も高温で高い
延性を示し、加工性や表面性状に優れていることか分か
る。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）１．０〜２．６重量％のＦｅを含む銅合金におい
   て、５０〜５００Åの粒子径に調整されたＦｅ析出物が
   分散していることを特徴とする耐熱性に富むリードフレ
   ーム用銅合金。
2. （２）１．０〜２．６重量％のＦｅを含み、更にＰ、Ｚ
   ｎ、Ｓｉ、Ｓｂ、Ｉｎ、Ａｌ、Ｍｎ、ＮｉおよびＭｇよ
   りなる群から選ばれた１種以上の元素を合計で０．００
   ５〜０．５重量％含有し、５０〜５００Åの粒子径を有
   するＦｅ析出物が分散していることを特徴とする耐熱性
   に富むリードフレーム用銅合金。
3. （３）１．０〜２．６重量％のＦｅと０．００５〜４重
   量％のＳｎを含み、５０〜５００Åの粒子径を有するＦ
   ｅ析出物が分散していることを特徴とする耐熱性に富む
   リードフレーム用銅合金。
4. （４）１．０〜２．６重量％のＦｅと０．００５〜４重
   量％のＳｎを含み、さらにＰ、Ｚｎ、Ｓｉ、Ｓｂ、Ｉｎ
   、Ａｌ、Ｍｎ、ＮｉおよびＭｇよりなる群から選ばれた
   １種以上の元素を合計で０．００５〜０．５重量％含有
   し、５０〜５００Åの粒子径を有するＦｅ析出物が分散
   していることを特徴とする耐熱性に富むリードフレーム
   用銅合金。