JPH0353375B2 - - Google Patents
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- JPH0353375B2 JPH0353375B2 JP59001742A JP174284A JPH0353375B2 JP H0353375 B2 JPH0353375 B2 JP H0353375B2 JP 59001742 A JP59001742 A JP 59001742A JP 174284 A JP174284 A JP 174284A JP H0353375 B2 JPH0353375 B2 JP H0353375B2
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- Japan
- Prior art keywords
- heat resistance
- alloy
- strength
- plating adhesion
- marked
- Prior art date
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- Conductive Materials (AREA)
Description
本発明は、半導体を要素とするIC、LSI等の機
器のリードフレーム用材料に関するものである。 これらの機器は、何れも半導体の導体ペレツ
ト、リード、ボンデイングワイヤーによつて構成
されたものをハーメチツクシールあるいはプラス
チツクシール等により封止したものであり、種々
の型式のものが使用されている。 従来、これら機器のリードフレーム材としては
コバール、Fe−42％Ni合金などの鉄系材料、ま
たリン青銅やアロイ194（Cu−Fe−Zn−Ｐ）、195
（Cu−Fe−Co−Sn−Ｐ）などの銅合金が使用さ
れていた。しかしながら、電子工業技術の進歩に
より近年では材料コストの高いコバーールやFe
−42％Ni合金から銅合金へと転換されると同時
に、銅合金の中でも高強度のもので、しかも高導
電性を有する材料が求められている。 銅合金リードフレーム材料として、必要な特性
は次の５項目である。 (1) 熱及び電気伝導性にすぐれていること。 (2) 耐熱性が良いこと。 (3) 曲げ加工性にすぐれていること。 (4) 強度が大きいこと。 (5) メツキ密着性（半田付け性）が良いこと。 本発明はかかる状況に鑑み銅合金であつても充
分にコバール、42合金に匹敵する強度をもち、耐
熱性、曲げ加工性メツキ密着性の良い材料の開発
に力をそそいだ結果、見出した合金であり、
Sn0.22〜1.0wt％、Cr0.05〜1.2wt％、P0.01〜
0.3wt％を含み残部Cuからなることを特徴とす
る。 このように本発明は、Cuを基材としてこれに
Sn、Cr、Ｐを添加するものであり、Snを添加す
ることにより、強度及び耐熱性を向上させるとと
もに、リードフレーム材に要求される熱、電気伝
導性の大巾な劣化を抑え、更にメツキ密着性、半
田付け性を劣化させない作用をもたせたもので
Snを0.22〜1.0wt％に限定した理由は、Snが
0.22wt％未満では熱、電気的特性及びメツキ密着
性は良好であるが強度的な向上が少なく、リード
フレーム材として、実用的ではない。Snが1.0wt
％をこえると強度は増加するが、熱、電気的特性
及びメツキ密着性、の劣化が大きくなり実際的で
なくなる。 次にCrはCuマトリツクス中に分散、析出して
合金の熱的、電気的特性を劣化させることなく耐
熱性を向上させる。Crを0.05〜1.2wt％に限定し
た理由は、0.05wt％未満では耐熱性向上の効果が
少なく0.05〜1.2wt％までは増加傾向にあるが、
1.2wt％を越えると耐熱性向上の効果は飽和して
しまいそれ以上添加量を増加させても、耐熱性は
もはや向上しないばかりでなくCrはCuマトリツ
クス中に析出して異相を作り、Cu基の部分に比
較してメツキ密着性が悪くなり半田付け性を劣化
させ、実用的ではなくなるからである。 又、ＰはCrと金属間化合物Cr−Ｐを生成しCr
と共存することにより強度、耐熱性をさらに向上
させる。Ｐを0.01〜0.3wt％に限定した理由は、
0.01wt％未満ではCrとの金属間化合物の生成が
少なく強度、耐熱性向上が認められず、0.3wt％
を越えると熱、電気的特性の劣化が大きく実用的
でなくなる。 以下に本発明の実施例について説明する。 黒鉛ルツボを使用して銅を溶解し、その湯面を
木炭粉末にて覆い、充分に溶解した後Ｐ、Cr、
Snの順で元素を添加、よく撹拌をした後、第１
表に示す成分で巾150mm、長さ200mm、厚さ25mmの
鋳塊を得た。次に鋳塊表面を一面あたり2.5mm面
削した後、熱間圧延を行なつて厚さ８mm、巾150
mmの板を作つた。しかる後焼鈍と冷間圧延をくり
返して、最終厚さ0.25mm厚さの板材を得た。尚中
間焼鈍後の仕上圧延率40％である。 かくして得た供試板浄について導電率、耐熱
性、引張り強さ、メツキ性、曲げ加工性を測定し
た。 その結果を第１表に示した。また比較のため従
来品であるコバール、アロイ194についても同様
な測定を行い第１表に併記した。 曲げ加工性はこの板材より巾10mm長さ50mmの短
冊試験片を切り出しその中央部で180゜密着曲げを
行い、該曲げ部の表面状態を観察し、割れ、しわ
の発生がなく平滑なものを曲げ加工性が良いとい
うことで〇印、割れが明らかに発生しているもの
を曲げ加工性が不良ということで×印、その中間
で割れ、しわがわずかに発生しているものを△印
で表わした。 導電率及び引張り強さの測定はJIS−H0505、
JIS−Z2241に基いて行なつた。 また耐熱性は前記圧延材よりJIS−Z2201に規
定する引張り試験片を切り出し、これをアルゴン
ガス雰囲気中で400℃５分間加熱焼鈍した後引張
り試験を行ない、その引張り強さを焼鈍前と比較
し低下率が30％以下のものを耐熱性良好として〇
印、30％を越えるものを耐熱性不良として×印で
表わした。 メツキ密着性は圧延材より30×30mmのサンプル
を切り出し、表面脱脂→酸洗（サンプル表面0.3μ
溶解）Agメツキ（5μ）→加熱（温度450℃５分間
保持）の処理後表面観察を行なつて表面のフクレ
の有無を調べ、フクレ２個以下を〇印、３〜６個
を△印、７個以上を×印で表わした。
器のリードフレーム用材料に関するものである。 これらの機器は、何れも半導体の導体ペレツ
ト、リード、ボンデイングワイヤーによつて構成
されたものをハーメチツクシールあるいはプラス
チツクシール等により封止したものであり、種々
の型式のものが使用されている。 従来、これら機器のリードフレーム材としては
コバール、Fe−42％Ni合金などの鉄系材料、ま
たリン青銅やアロイ194（Cu−Fe−Zn−Ｐ）、195
（Cu−Fe−Co−Sn−Ｐ）などの銅合金が使用さ
れていた。しかしながら、電子工業技術の進歩に
より近年では材料コストの高いコバーールやFe
−42％Ni合金から銅合金へと転換されると同時
に、銅合金の中でも高強度のもので、しかも高導
電性を有する材料が求められている。 銅合金リードフレーム材料として、必要な特性
は次の５項目である。 (1) 熱及び電気伝導性にすぐれていること。 (2) 耐熱性が良いこと。 (3) 曲げ加工性にすぐれていること。 (4) 強度が大きいこと。 (5) メツキ密着性（半田付け性）が良いこと。 本発明はかかる状況に鑑み銅合金であつても充
分にコバール、42合金に匹敵する強度をもち、耐
熱性、曲げ加工性メツキ密着性の良い材料の開発
に力をそそいだ結果、見出した合金であり、
Sn0.22〜1.0wt％、Cr0.05〜1.2wt％、P0.01〜
0.3wt％を含み残部Cuからなることを特徴とす
る。 このように本発明は、Cuを基材としてこれに
Sn、Cr、Ｐを添加するものであり、Snを添加す
ることにより、強度及び耐熱性を向上させるとと
もに、リードフレーム材に要求される熱、電気伝
導性の大巾な劣化を抑え、更にメツキ密着性、半
田付け性を劣化させない作用をもたせたもので
Snを0.22〜1.0wt％に限定した理由は、Snが
0.22wt％未満では熱、電気的特性及びメツキ密着
性は良好であるが強度的な向上が少なく、リード
フレーム材として、実用的ではない。Snが1.0wt
％をこえると強度は増加するが、熱、電気的特性
及びメツキ密着性、の劣化が大きくなり実際的で
なくなる。 次にCrはCuマトリツクス中に分散、析出して
合金の熱的、電気的特性を劣化させることなく耐
熱性を向上させる。Crを0.05〜1.2wt％に限定し
た理由は、0.05wt％未満では耐熱性向上の効果が
少なく0.05〜1.2wt％までは増加傾向にあるが、
1.2wt％を越えると耐熱性向上の効果は飽和して
しまいそれ以上添加量を増加させても、耐熱性は
もはや向上しないばかりでなくCrはCuマトリツ
クス中に析出して異相を作り、Cu基の部分に比
較してメツキ密着性が悪くなり半田付け性を劣化
させ、実用的ではなくなるからである。 又、ＰはCrと金属間化合物Cr−Ｐを生成しCr
と共存することにより強度、耐熱性をさらに向上
させる。Ｐを0.01〜0.3wt％に限定した理由は、
0.01wt％未満ではCrとの金属間化合物の生成が
少なく強度、耐熱性向上が認められず、0.3wt％
を越えると熱、電気的特性の劣化が大きく実用的
でなくなる。 以下に本発明の実施例について説明する。 黒鉛ルツボを使用して銅を溶解し、その湯面を
木炭粉末にて覆い、充分に溶解した後Ｐ、Cr、
Snの順で元素を添加、よく撹拌をした後、第１
表に示す成分で巾150mm、長さ200mm、厚さ25mmの
鋳塊を得た。次に鋳塊表面を一面あたり2.5mm面
削した後、熱間圧延を行なつて厚さ８mm、巾150
mmの板を作つた。しかる後焼鈍と冷間圧延をくり
返して、最終厚さ0.25mm厚さの板材を得た。尚中
間焼鈍後の仕上圧延率40％である。 かくして得た供試板浄について導電率、耐熱
性、引張り強さ、メツキ性、曲げ加工性を測定し
た。 その結果を第１表に示した。また比較のため従
来品であるコバール、アロイ194についても同様
な測定を行い第１表に併記した。 曲げ加工性はこの板材より巾10mm長さ50mmの短
冊試験片を切り出しその中央部で180゜密着曲げを
行い、該曲げ部の表面状態を観察し、割れ、しわ
の発生がなく平滑なものを曲げ加工性が良いとい
うことで〇印、割れが明らかに発生しているもの
を曲げ加工性が不良ということで×印、その中間
で割れ、しわがわずかに発生しているものを△印
で表わした。 導電率及び引張り強さの測定はJIS−H0505、
JIS−Z2241に基いて行なつた。 また耐熱性は前記圧延材よりJIS−Z2201に規
定する引張り試験片を切り出し、これをアルゴン
ガス雰囲気中で400℃５分間加熱焼鈍した後引張
り試験を行ない、その引張り強さを焼鈍前と比較
し低下率が30％以下のものを耐熱性良好として〇
印、30％を越えるものを耐熱性不良として×印で
表わした。 メツキ密着性は圧延材より30×30mmのサンプル
を切り出し、表面脱脂→酸洗（サンプル表面0.3μ
溶解）Agメツキ（5μ）→加熱（温度450℃５分間
保持）の処理後表面観察を行なつて表面のフクレ
の有無を調べ、フクレ２個以下を〇印、３〜６個
を△印、７個以上を×印で表わした。
【表】
【表】
第１表から明らかな如く本発明合金は導電率72
〜88％IACS引張り強さ42〜52Kgｆ／mm2の特性を
示しメツキ密着性曲げ加工性、耐熱性が良好であ
り、従来合金である鉄系、コバールよりはるかに
優れた導電性（熱電導性）を有しメツキ密着性も
良く、従来使用されている銅合金のアロイ194よ
り導電性が良好であり、耐熱性メツキ密着性も優
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Sn含
有量、Cr含有量、Ｐ含有量のいずれか１種又は
２種が少ない比較合金No.10、12、14、16ではいず
れも耐熱性は改善されず、本発明合金の組成範囲
より、Sn含有量、Cr含有量のいずれか１種又は
２種が多いNo.11、13、15では引張り強度、耐熱性
は充分であるが、導電性の低下が著しくメツキ密
着性も悪いことがわかる。 以上詳述したように、本発明合金はＰを含有す
ることにより、Cr−Ｐが共存し、より優れた強
度、耐熱性と充分な導電性を併せ持ち、かつ曲げ
加工性メツキ密着性も良好な銅合金であり、半導
体機器のリード材として顕著な効果を奏するもの
である。
〜88％IACS引張り強さ42〜52Kgｆ／mm2の特性を
示しメツキ密着性曲げ加工性、耐熱性が良好であ
り、従来合金である鉄系、コバールよりはるかに
優れた導電性（熱電導性）を有しメツキ密着性も
良く、従来使用されている銅合金のアロイ194よ
り導電性が良好であり、耐熱性メツキ密着性も優
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Sn含
有量、Cr含有量、Ｐ含有量のいずれか１種又は
２種が少ない比較合金No.10、12、14、16ではいず
れも耐熱性は改善されず、本発明合金の組成範囲
より、Sn含有量、Cr含有量のいずれか１種又は
２種が多いNo.11、13、15では引張り強度、耐熱性
は充分であるが、導電性の低下が著しくメツキ密
着性も悪いことがわかる。 以上詳述したように、本発明合金はＰを含有す
ることにより、Cr−Ｐが共存し、より優れた強
度、耐熱性と充分な導電性を併せ持ち、かつ曲げ
加工性メツキ密着性も良好な銅合金であり、半導
体機器のリード材として顕著な効果を奏するもの
である。
Claims (1)
- １ Sn0.22〜1.0wt％、Cr0.05〜1.2wt％、P0.01
〜0.3wt％含み残部Cuからなることを特徴とする
半導体機器のリード材用銅合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP174284A JPS60145341A (ja) | 1984-01-09 | 1984-01-09 | 半導体機器のリ−ド材用銅合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP174284A JPS60145341A (ja) | 1984-01-09 | 1984-01-09 | 半導体機器のリ−ド材用銅合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60145341A JPS60145341A (ja) | 1985-07-31 |
| JPH0353375B2 true JPH0353375B2 (ja) | 1991-08-14 |
Family
ID=11510014
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP174284A Granted JPS60145341A (ja) | 1984-01-09 | 1984-01-09 | 半導体機器のリ−ド材用銅合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60145341A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61264144A (ja) * | 1985-05-20 | 1986-11-22 | Nippon Mining Co Ltd | 半田耐熱剥離性に優れた高力高導電銅合金 |
| JPH01312047A (ja) * | 1988-06-13 | 1989-12-15 | Yazaki Corp | 高力高導電性銅合金の製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58123746A (ja) * | 1982-01-18 | 1983-07-23 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 曲げ加工性に優れた半導体機器リード材 |
-
1984
- 1984-01-09 JP JP174284A patent/JPS60145341A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60145341A (ja) | 1985-07-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |