JPH02163331A - 酸化膜密着性に優れた高力高導電性銅合金 - 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］ 本発明はトランジスタや集積回路（ＩＣ）などの半導体
機器のリード材、コネクター、端子、リレー、スイッチ
等に用いられる、特に酸化膜密着性に優れた高力高導電
性銅合金に関するものである。

［従来の技術］ 従来、半導体機器のリード材としては、熱膨張係数が低
く、素子及びセラミックスの接着及び到着性の良好なコ
バール（Ｐｅ　−２９Ｎｉ　−１８Ｃｏ）、４２合金（
Ｆｅ−４２Ｎｉ）などの高ニッケル合金が好んで使われ
てきた。しかし、近年、半導体回路の集積度の向上に伴
い消費電力の高いＩＣが多くなってきたことと、封止材
料として樹脂が多く使用され、かつ素子とリードフレー
ムの接着も改良が加えられたことにより、使用されるリ
ード材も放熱性のよい銅基合金が使われるようになって
きた。

又、従来、電気機器用ばね、計測器用ばね、スイッチ、
コネクター等に用いられるばね用材料としては、安価な
黄銅、優れたばね特性および耐食性を有する洋白、ある
いは優れたばね特性を有するりん青銅が使用されていた
。

［発明が解決しようとする課′ＸＪ］ 上述の半導体機器特にリード材に対する各種の要求特性
に対し、従来より使用されている無酸素鋼、錫入り銅、
りん青銅、コバール、４２合金はいずれも一長一短があ
り、これらの特性を全て満足するものではない。

しかし、近年半導体に対する信頼度の要求がより厳しく
なるとともに、小型化に対応した面付実装タイプが多く
なってきたため、従来問題とされていなかった酸化膜密
着性が非常に重要な特性項目となってきた。

すなわち、リードフレームはパッケージングの過程で熱
が加わるため、酸化膜が必ず生成される。樹脂等で封止
された場合、樹脂と酸化膜、酸化膜と母材との密着強度
を比べると、酸化膜と母材の密着強度が一般に低い。こ
の場合、酸化膜と母材との間に剥離が生じることがあり
、そこから水分等が入り、ＩＣの信頼性を著しく低下さ
せてしまう。従って、酸化膜密着性はリードフレーム材
等に用いられる高力高導電性鋼合金として最も重要な特
性の一つである。

このような酸化膜密着性の厳しい要求に対し、現状の銅
合金では満足することができず、酸化膜密着性を改善し
た高力高導電性銅合金の出現が待たれていた。

［課題を解決するための手段］ 本発明はかかる点に鑑みなされたもので、半導体機器の
リード材として好適な２特性を有する鋼合金を提供しよ
うとするものである。

すなわち、本発明はＺｎＯ，１ｆｆ（量５以上１０重量
％以下を含み、さらにＢ　ＳＰ　−、Ｂ　ｅ　ｓ　Ａ　
１、Ａ、　ｓ　ｓ　　Ｓ　ｂ　−、Ｓ　　ｔ　％　　Ｔ
　　Ｉ　ＳＣｒ　ｓ　　Ｍ　ｎ　ｓ　　Ｍ　ｇ　ｓＦ　
　ｅ　ｓ　　Ｃｏ、Ｎｔ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ａｇ、　　Ｃｄ
。

Ｐ　ｂ、、Ｅ　ｎｓ　Ｈｆ　ｓ　Ｓ　ｎｓ希土類元素か
らなる群より選択された１種又は２ＦＩｉ以上を総量で
０．０１ｆｆｉ量％以上１０重量％以下含み、残部Ｃｕ
および不可避的不純物からなることを特徴とする酸化膜
密着性に優れた高力高導電性銅合金およびＺｎＯ，１重
量％以上１０重量％以下を含み、さらにＢＳＰｓ　Ｂｅ
５ＡＩＳＡＳ％　Ｓｂｓ　Ｓ　ｉ。

Ｔ　Ｒｓ　Ｃｒ、Ｍｎ５Ｍｇ、Ｆｅ５Ｃｏ、Ｎｉ１Ｚｒ
、ＭｏＳＡｇ５Ｃｄｓ　Ｐｂ、Ｉｎ、Ｈｆ。

Ｓｎ、希土類元素からなる群より選択された１種又は２
ＦＩｉ以上を総量で０．旧重量％以上１０重量％以下含
み、残部Ｃｕおよび不可避的不純物からなり、表面粗さ
が、中心線平均粗さ（Ｒａ）で０．２０μ厘以下、最大
高さ（Ｒｍａｘ）で１．５μｍ以下であることを特徴と
する酸化膜密着性に優れた高力高導電性銅合金を提供し
ようとするものである。

［発明の詳細な説明］ 以下に本発明合金を構成する合金成分の限定理由を説明
する。

Ｚｎは銅や銅合金に含有することにより、銅および銅合
金の酸化膜密着性を改善する効果がある。Ｚｎの含有量
を０．１玉量％以上１０重量％以下と限定するのは、０
．Ｌｆｆｉｕ％未満では酸化膜密着性は改善されず、１
０重量％を越えると耐応力腐食割れ性が劣化するためで
ある。

Ｚｎ以外にＢＳＰＮ　Ｂｅ、、ＡＬＳＡｓｓ　５ｂｓＳ
　ｉｓ　Ｔ　ｉ　ｓ　Ｃｒ、Ｍｎ、Ｍｇ５Ｆｅ、Ｃ０％
Ｎｉ、Ｚ　ｒ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｐｂ、Ｉ　ｎ。

Ｈｆ、Ｓｎ、希土類元素からなる群より選択された１ｇ
ｉ又は２種以上を含有するのは、Ｚｎのみの含有では強
度が不十分なため、強度を向上させるためである。含有
量を０．０１重量％以上、１０重量％以下限定するのは
０．０１重量％未満では強度向上の効果がなく、１０重
量％を越えると導電率が著しく低下するためである。

表面粗さを中心線平均粗さ（Ｒａ）で０．２０μｍ以下
、最大高さ（Ｒｍａｘ）で１．５μｍ以下とするのは、
表面を平滑にすることにより酸化膜密着性を向上させる
ためである。

次に本発明を実施例により具体的に説明する。

［実施例コ 第１表に示す本発明合金に係る各種成分組成のインゴッ
トを、電気銅あるいは無酸素銅を原料として高周波溶解
炉で、大気、又は不活性あるいは還元性雰囲気中で溶解
・鋳造を行った。

次にこれにインゴットの面側を行った後、８５０℃で１
時間加熱し、熱間圧延で５ｍｍの板とした後、冷間圧延
と中間焼鈍を適宜繰返し、最終的１：ｆ）、２５ｍの板
とし試験に供した。

リード材及びばね材としての評価項目として強度、引張
強さ、伸び、ばね限界値により評価した。電気伝導性（
放熱性）は導電率（％ＩＡＣ５）によって示した。繰り
返し曲げ性は曲げＲ０，２５ｍｍの折り曲げ治具を用い
、９０°往復曲げを行い破断までの回数を測定した。

半田付は性は、垂直式浸漬法によって、２３０±５℃の
半田浴（Ｓｎ６０％、Ｐ　ｂ　４０％）に５秒間浸漬し
て半田のぬれの状態を目視観察することにより評価した
。半田の耐熱剥離性は、上記の方法で半田付けした試料
を大気中１５０℃、５００時間加熱後、０．２５ｍｍＨ
の９０″曲げを行い剥離の有無を評価した。

メツキ密着性は試料に厚さ　３μのＡｇメツキを施し、
４５０℃にて５分間加熱し、表面に発生するフクレの有
無を目視観察することにより評価した。プレス成形性は
打ち抜き加工後のブレス破面を観察することにより評価
した。

耐熱性は加熱時間５分における軟化温度により評価した
。

酸化膜密着性は試料を２００〜５００℃の温度にて３分
間大気中で加熱して表面に酸化膜を生成させ、試料表面
に粘着テープをはり、テープを試料から一気にはがして
酸化膜の剥離の有無により評価を行った。酸化膜が剥離
し始める温度を第１表に示す。

〔発明の効果］ 第１表において本発明合金Ｎｏ、４．７．８．９．１０
．１１は比較合金Ｎｏ、１４、Ｎｏ、１５またはＮｏ、
１７にＺｎ及びその他の元素を添加した合金である。Ｚ
ｎの添加により酸化膜密着性が著しく改浮されているこ
とが明らかである。また、本発明合金Ｎｏ、３は比較合
金Ｎｏ、ｌｆＳのＺｎ？１１度を高くした合金で、酸化
膜密着性が改善されている。

本発明合金Ｎｏ、１２は、比較合金Ｎｏ、１８の表面粗
さを小さくした材料で、これにより他の２特性を維持し
たまま酸化膜密着性が改善されている。よって、本発明
合金は酸化膜密着性が著しく改善され、リードフレーム
等に用いられる高力高導電性銅合金として好適である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｚｎ０．１重量％以上１０重量％以下を含み、さ
   らに、Ｂ、Ｐ、Ｂｅ、Ａｌ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｓｉ、Ｔｉ、
   Ｃｒ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ａ
   ｇ、Ｃｄ、Ｐｂ、Ｉｎ、Ｈｆ、Ｓｎ、希土類元素からな
   る群より選択された１種又は２種以上を総量で０．０１
   重量％以上１０重量％以下含み、残部Ｃｕおよび不可避
   的不純物からなることを特徴とする酸化膜密着性に優れ
   た高力高導電性銅合金。
2. （２）Ｚｎ０．１重量％以上１０重量％以下を含み、さ
   らにＢ、Ｐ、Ｂｅ、Ａｌ、ＡＳ、Ｓｂ、 Ｓｉ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｚ
   ｒ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｐｂ、Ｉｎ、Ｈｆ、Ｓｎ、希土
   類元素からなる群より選択された１種又は２種以上を総
   量で０．０１重量％以上１０重量％以下含み、残部Ｃｕ
   および不可避的不純物からなり、表面粗さが、中心線平
   均粗さ（Ｒａ）で０．２０μｍ以下、最大高さ（Ｒ＿ｍ
   ＿ａ＿ｘ）で１．５μｍ以下であることを特徴とする酸
   化膜密着性に優れた高力高導電性銅合金。