JPH0310698B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0310698B2 JPH0310698B2 JP57038680A JP3868082A JPH0310698B2 JP H0310698 B2 JPH0310698 B2 JP H0310698B2 JP 57038680 A JP57038680 A JP 57038680A JP 3868082 A JP3868082 A JP 3868082A JP H0310698 B2 JPH0310698 B2 JP H0310698B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alloy
- conductivity
- strength
- heat resistance
- thermal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W70/00—Package substrates; Interposers; Redistribution layers [RDL]
- H10W70/40—Leadframes
- H10W70/456—Materials
Landscapes
- Conductive Materials (AREA)
Description
本発明は半導体を要素とする機器のリード（リ
ードフレーム）として価格が安く、曲げ加工性が
良好で優れた電気（熱）伝導性、強度及び耐熱性
を有するリード材用銅合金に関するものである。 一般にIC、LSI等の半導体を要素とする機器は
何れも半導体ペレツト、アイランドリード及びボ
ンデイングワイヤによつて構成されたものをハー
メチツクシール、セラミツクシール又はプラスチ
ツクシールにより封止したもので種々の型式のも
のが用いられている。これら機器のリード（リー
ドフレーム）材には次のような特性が要求されて
いる。 (1) 熱及び電気の伝導性が良いこと。 (2) 耐熱性が良いこと。 (3) 強度が高いこと。 (4) 曲げ加工性が良いこと。 従来半導体機器のリード（リードフレーム）材に
は、Fe−29wt％Ni−18wt％Co合金（以下wt％
を単に％と略記）、Fe−42％Ni合金、Cu−５％
Sn−0.2％Ｐ合金、Cu−2.4％Fe−0.13％Zn−0.04
％Ｐ合金が用いられている。しかるにFe−29％
Ni−18％Co合金、Fe−42％Ni合金及びCu−５
％Sn−0.2％Ｐ合金は優れた強度、耐熱性と良好
な曲げ加工性を有するも電気（熱）伝導性が著し
く劣り、かつ価格が高い欠点があり、またCu−
2.4％Fe−0.13％Zn−0.04％Ｐ合金は充分な強度、
耐熱性及び電気（熱）伝導性を有する曲げ加工性
が劣る欠点がある。 本発明はこれに鑑み種々研究の結果、リード
（リードフレーム）として価格が安く、曲げ加工
性が良好で前記Cu−2.4％Fe−0.13％Zn−0.04％
Ｐ合金と同等以上の強度、耐熱性及び電気（熱）
伝導性を有する半導体機器のリード材用銅合金を
開発したもので、Ni0.05〜1.0％と、Cr、Zr、希
土類元素の何れか１種又は２種以上を合計0.01〜
0.3％と、O20.0010％以下を含み、残部Cuと不可
避的不純物からなることを特徴とするものであ
る。 即ち、本発明は通常の無酸素銅にNiを添加す
ることにより、銅特有の電気（熱）伝導性を著し
く劣化させることなく、強度及び耐熱性を向上
し、これにCr、Zr、希土類元素の何れか１種又
は２種以上を添加することにより、電気（熱）伝
導性をあまり低下させることなく、強度及び耐熱
性を更に向上せしめ、曲げ加工性が良好で、従来
のCu−2.4％Fe−0.13％Zn−0.04％Ｐ合金と同等
以上の強度、耐熱性及び電気（熱）伝導性を有す
る合金を得たものである。 しかして、本発明合金において、その組成範囲
を上記の如く限定したのは次の理由によるもので
ある。 O2含有量を0.0010％以下と限定したのは、各添
加元素の酸化を防止してそれぞれ有効に作用させ
るためで、O2含有量が0.0010％を越えると各添加
元素の酸化が生じ所期の効果が得られないためで
ある。またNi含有量を0.05〜1.0％と限定したの
はその含有量が下限未満では所望の強度及び耐熱
性が得られず、上限を越えると電気（熱）伝導性
の低下が著しくなるためである。またCr、Zr、
希土類元素の何れか１種又は２種以上の合計含有
量を0.01〜0.3％と限定したのはそれぞれ単独又
は合計含有量が下限未満では充分な強度と耐熱性
が得られず、上限を越えると電気（熱）伝導性の
低下が著しくなるためである。 尚、希土類元素とはLa、Ce、Pr等のCe族希土
類元素で、これ等を単独又は混合物、特に希土類
元素の製錬過程で得られるミツシユメタル
（Ce40〜50％、La20〜40％、残部その他の希土類
元素）として用いてもよい。 またCu地金には無酸素銅を用いて不活性ガス
中で溶解するか、又は無酸素銅や電気銅を用いて
真空中で溶解する。これ等の地金に含まれる不可
避的不純物としては通常の地金に含まれる程度で
あれば何等合金の特性を損なうことはない。 以下、本発明合金を実施例について説明する。
黒鉛ルツボを用いて真空炉中で第１表に示す組成
の合金を溶解鋳造し、巾150mm、厚さ25mm、長さ
200mmの鋳塊を作成した。この鋳塊について一面
当り2.5mm面削した後、再加熱して熱間圧延によ
り巾150mm、厚さ８mmの板とした。これを酸洗し
た後冷間圧延と焼鈍を繰返して最終加工率40％、
厚さ0.3mmの板に仕上げた。これ等の板について、
強度、耐熱性、電気（熱）伝導性及び曲げ加工性
を調べた。その結果を従来合金と比較して第１表
に併記した。 電気（熱）伝導性については、熱伝導性と相関
の関係にある導電率をJIS−H0505に基づいて測
定し、強度については引張強さをJIS−Z2241に
基づいて測定した。 耐熱性については、厚さ0.3mmの板よりJIS−
Z2201に示された試験片を切出し、これをアルゴ
ン雰囲気中で100℃から700℃の温度まで50℃の間
隔で１時間加熱処理した後、引張試験を行ない、
縦軸に引張強さ、横軸に加熱温度を取つて軟化曲
線を画き、これより加熱前の引張強さと完全軟化
した時の引張強さの和の１／２となる温度（半軟
化温度）を求めた。 また曲げ加工性は厚さ0.3mmの板より巾10mm、
長さ50mmの短冊型試験片を切出し、その中央部で
180゜の密着曲げを行ない、曲げ部を観察して割れ
やしわのない平滑なものを曲げ加工性が良好とい
うことで○印、割れ等の欠陥が発生したものを曲
げ加工性が不良ということで×印、その中間のも
のを△印により表わした。尚、第１表中M.Mに
はミツシユメタル（Ce約50％）を用いた。
ードフレーム）として価格が安く、曲げ加工性が
良好で優れた電気（熱）伝導性、強度及び耐熱性
を有するリード材用銅合金に関するものである。 一般にIC、LSI等の半導体を要素とする機器は
何れも半導体ペレツト、アイランドリード及びボ
ンデイングワイヤによつて構成されたものをハー
メチツクシール、セラミツクシール又はプラスチ
ツクシールにより封止したもので種々の型式のも
のが用いられている。これら機器のリード（リー
ドフレーム）材には次のような特性が要求されて
いる。 (1) 熱及び電気の伝導性が良いこと。 (2) 耐熱性が良いこと。 (3) 強度が高いこと。 (4) 曲げ加工性が良いこと。 従来半導体機器のリード（リードフレーム）材に
は、Fe−29wt％Ni−18wt％Co合金（以下wt％
を単に％と略記）、Fe−42％Ni合金、Cu−５％
Sn−0.2％Ｐ合金、Cu−2.4％Fe−0.13％Zn−0.04
％Ｐ合金が用いられている。しかるにFe−29％
Ni−18％Co合金、Fe−42％Ni合金及びCu−５
％Sn−0.2％Ｐ合金は優れた強度、耐熱性と良好
な曲げ加工性を有するも電気（熱）伝導性が著し
く劣り、かつ価格が高い欠点があり、またCu−
2.4％Fe−0.13％Zn−0.04％Ｐ合金は充分な強度、
耐熱性及び電気（熱）伝導性を有する曲げ加工性
が劣る欠点がある。 本発明はこれに鑑み種々研究の結果、リード
（リードフレーム）として価格が安く、曲げ加工
性が良好で前記Cu−2.4％Fe−0.13％Zn−0.04％
Ｐ合金と同等以上の強度、耐熱性及び電気（熱）
伝導性を有する半導体機器のリード材用銅合金を
開発したもので、Ni0.05〜1.0％と、Cr、Zr、希
土類元素の何れか１種又は２種以上を合計0.01〜
0.3％と、O20.0010％以下を含み、残部Cuと不可
避的不純物からなることを特徴とするものであ
る。 即ち、本発明は通常の無酸素銅にNiを添加す
ることにより、銅特有の電気（熱）伝導性を著し
く劣化させることなく、強度及び耐熱性を向上
し、これにCr、Zr、希土類元素の何れか１種又
は２種以上を添加することにより、電気（熱）伝
導性をあまり低下させることなく、強度及び耐熱
性を更に向上せしめ、曲げ加工性が良好で、従来
のCu−2.4％Fe−0.13％Zn−0.04％Ｐ合金と同等
以上の強度、耐熱性及び電気（熱）伝導性を有す
る合金を得たものである。 しかして、本発明合金において、その組成範囲
を上記の如く限定したのは次の理由によるもので
ある。 O2含有量を0.0010％以下と限定したのは、各添
加元素の酸化を防止してそれぞれ有効に作用させ
るためで、O2含有量が0.0010％を越えると各添加
元素の酸化が生じ所期の効果が得られないためで
ある。またNi含有量を0.05〜1.0％と限定したの
はその含有量が下限未満では所望の強度及び耐熱
性が得られず、上限を越えると電気（熱）伝導性
の低下が著しくなるためである。またCr、Zr、
希土類元素の何れか１種又は２種以上の合計含有
量を0.01〜0.3％と限定したのはそれぞれ単独又
は合計含有量が下限未満では充分な強度と耐熱性
が得られず、上限を越えると電気（熱）伝導性の
低下が著しくなるためである。 尚、希土類元素とはLa、Ce、Pr等のCe族希土
類元素で、これ等を単独又は混合物、特に希土類
元素の製錬過程で得られるミツシユメタル
（Ce40〜50％、La20〜40％、残部その他の希土類
元素）として用いてもよい。 またCu地金には無酸素銅を用いて不活性ガス
中で溶解するか、又は無酸素銅や電気銅を用いて
真空中で溶解する。これ等の地金に含まれる不可
避的不純物としては通常の地金に含まれる程度で
あれば何等合金の特性を損なうことはない。 以下、本発明合金を実施例について説明する。
黒鉛ルツボを用いて真空炉中で第１表に示す組成
の合金を溶解鋳造し、巾150mm、厚さ25mm、長さ
200mmの鋳塊を作成した。この鋳塊について一面
当り2.5mm面削した後、再加熱して熱間圧延によ
り巾150mm、厚さ８mmの板とした。これを酸洗し
た後冷間圧延と焼鈍を繰返して最終加工率40％、
厚さ0.3mmの板に仕上げた。これ等の板について、
強度、耐熱性、電気（熱）伝導性及び曲げ加工性
を調べた。その結果を従来合金と比較して第１表
に併記した。 電気（熱）伝導性については、熱伝導性と相関
の関係にある導電率をJIS−H0505に基づいて測
定し、強度については引張強さをJIS−Z2241に
基づいて測定した。 耐熱性については、厚さ0.3mmの板よりJIS−
Z2201に示された試験片を切出し、これをアルゴ
ン雰囲気中で100℃から700℃の温度まで50℃の間
隔で１時間加熱処理した後、引張試験を行ない、
縦軸に引張強さ、横軸に加熱温度を取つて軟化曲
線を画き、これより加熱前の引張強さと完全軟化
した時の引張強さの和の１／２となる温度（半軟
化温度）を求めた。 また曲げ加工性は厚さ0.3mmの板より巾10mm、
長さ50mmの短冊型試験片を切出し、その中央部で
180゜の密着曲げを行ない、曲げ部を観察して割れ
やしわのない平滑なものを曲げ加工性が良好とい
うことで○印、割れ等の欠陥が発生したものを曲
げ加工性が不良ということで×印、その中間のも
のを△印により表わした。尚、第１表中M.Mに
はミツシユメタル（Ce約50％）を用いた。
【表】
【表】
第１表から明らかなように本発明合金は何れも
曲げ加工性が良好でその特性は導電率60〜93％
IACS、引張強さ46〜56Kg／mm、耐熱性350〜440
℃の範囲内にあり、従来合金であるCu−2.4％Fe
−0.13％Zn−0.04％Ｐ合金（No.24）と同等以上の
特性を有し、かつ曲げ加工性が優れていることが
判る。更に従来合金であるCu−５％Sn−0.2％Ｐ
合金（No.23）やFe−29％Ni−18％Co合金（No.
25）と比較してもほぼ同等の強度及び耐熱性を有
し、導電率ははるかに優れていることが判る。 これに対し本発明合金の組成範囲よりNi含有
量の少ない比較合金No.13及びCr、Zr、M.Mの何
れか１種又は２種以上の合計含有量が少ない比較
合金No.14〜16では、何れも充分な強度と耐熱性が
得られず、またNi含有量の多い比較合金No.17及
びCr、Zr、M.Mの何れか１種又は２種以上の合
計含有量の多い比較合金No.18〜20では何れも導電
率の低下が著しいことが判る。 更に本発明合金の組成範囲よりO2含有量が多
い比較合金No.21〜22では酸素との親和力の強い添
加元素であるCr、Zr、M.Mが酸化し、充分な働
きがなくなり、鋳塊の健全性が劣り、かつ曲げ加
工性が劣化していることが判る。 このように本発明合金は半導体機器のリード
（リードフレーム）として曲げ加工性が良好で、
強度及び耐熱性が高く、特に電気（熱）の伝導性
が著しく優れている等リード材として顕著な効果
を奏するものである。
曲げ加工性が良好でその特性は導電率60〜93％
IACS、引張強さ46〜56Kg／mm、耐熱性350〜440
℃の範囲内にあり、従来合金であるCu−2.4％Fe
−0.13％Zn−0.04％Ｐ合金（No.24）と同等以上の
特性を有し、かつ曲げ加工性が優れていることが
判る。更に従来合金であるCu−５％Sn−0.2％Ｐ
合金（No.23）やFe−29％Ni−18％Co合金（No.
25）と比較してもほぼ同等の強度及び耐熱性を有
し、導電率ははるかに優れていることが判る。 これに対し本発明合金の組成範囲よりNi含有
量の少ない比較合金No.13及びCr、Zr、M.Mの何
れか１種又は２種以上の合計含有量が少ない比較
合金No.14〜16では、何れも充分な強度と耐熱性が
得られず、またNi含有量の多い比較合金No.17及
びCr、Zr、M.Mの何れか１種又は２種以上の合
計含有量の多い比較合金No.18〜20では何れも導電
率の低下が著しいことが判る。 更に本発明合金の組成範囲よりO2含有量が多
い比較合金No.21〜22では酸素との親和力の強い添
加元素であるCr、Zr、M.Mが酸化し、充分な働
きがなくなり、鋳塊の健全性が劣り、かつ曲げ加
工性が劣化していることが判る。 このように本発明合金は半導体機器のリード
（リードフレーム）として曲げ加工性が良好で、
強度及び耐熱性が高く、特に電気（熱）の伝導性
が著しく優れている等リード材として顕著な効果
を奏するものである。
Claims (1)
- １ Ni0.05〜1.0wt％と、Cr、Zr、希土類元素の
何れか１種又は２種以上を合計0.01〜0.3wt％と、
O20.0010wt％以下を含み、残部Cuと不可避的不
純物からなる半導体機器のリード材用銅合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57038680A JPS58155746A (ja) | 1982-03-11 | 1982-03-11 | 半導体機器のリ−ド材用銅合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57038680A JPS58155746A (ja) | 1982-03-11 | 1982-03-11 | 半導体機器のリ−ド材用銅合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58155746A JPS58155746A (ja) | 1983-09-16 |
| JPH0310698B2 true JPH0310698B2 (ja) | 1991-02-14 |
Family
ID=12531989
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57038680A Granted JPS58155746A (ja) | 1982-03-11 | 1982-03-11 | 半導体機器のリ−ド材用銅合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58155746A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2501305B2 (ja) * | 1994-06-06 | 1996-05-29 | 株式会社東芝 | 半導体装置 |
| CN113755714B (zh) * | 2021-06-22 | 2022-08-19 | 上海交通大学 | 一种适合于铸造工艺的高导热铜合金及其制备方法 |
-
1982
- 1982-03-11 JP JP57038680A patent/JPS58155746A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58155746A (ja) | 1983-09-16 |
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