JPH0535206B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0535206B2 JPH0535206B2 JP60052119A JP5211985A JPH0535206B2 JP H0535206 B2 JPH0535206 B2 JP H0535206B2 JP 60052119 A JP60052119 A JP 60052119A JP 5211985 A JP5211985 A JP 5211985A JP H0535206 B2 JPH0535206 B2 JP H0535206B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lead
- lead material
- strength
- heat resistance
- conductivity
- 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 - Fee Related
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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)
- Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
この発明はICやLSIなどの半導体装置のリード
材に関するものである。 〔従来の技術〕 従来、一般に、ICやLSIなどの半導体装置は、 (a) まず、リード素材として、板厚：0.1〜0.3mm
を有する条材を用意し、 (b) 上記リード素材から、製造しようとする半導
体装置の形状に適合したリードフレームを打抜
き加工によつて形成させ、 (c) ついで、上記リードフレームの所定個所に高
純度SiまたはGeなどの半導体素子を、Agペー
ストなどの導電性樹脂を用いて加熱接着する
か、あるいは予め上記リード素材の片面にめつ
きしておいたAu，Ag，Niあるいはこれらの複
合層の被膜を介して加熱拡散接着するかし、 (d) 上記の半導体素子とリードフレームとに渡つ
てAu線によるワイヤボンデイング（結線）を
施し、 (e) 引続いて、上記半導体素子、結線、および半
導体素子が取り付けられた部分のリードフレー
ムなどを、これらを保護する目的で、プラスチ
ツクで封止し、 (f) 最終的に、上記リードフレームにおける相互
に連なる部分を切除してリード材とする、以上
(a)〜(f)の主要工程によつて製造されている。 したがつて、半導体装置のリード材となるリー
ド素材には、良好なプレス打抜き性、半導体素子
の加熱接着に際して熱歪および熱軟化が生じない
耐熱性、良好な放熱性と導電性、さらに半導体装
置の輸送あるいは電気機器への組込みに際して曲
がりや繰返し曲げによつて破損が生じない強度が
要求され、特性的には、引張強さ47Kgｆ／mm2以
上、伸び：４％以上、導電率（放熱性、すなわち
熱伝導性は導電率で換算評価される）：13％IACS
以上、軟化点（耐熱性を評価するために利用され
る）：390℃以上が要求されることから、現在、リ
ード素材の一つとして、Sn：0.5〜5.0％、Ｐ：
0.01〜0.1％を含有し、残りがCuと不可避不純物
からなる組成（以上重量％）を有する燐青銅が実
用に供されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、近年に至り、半導体装置の集積
度は益々向上する傾向にあり、これに伴つて上記
各特性、すなわち強度（引張強度、伸び）、導電
性、プレス打抜き性および耐熱性が一層改善され
たリード材が要求されるようになつてきていると
ころから、上記組成の従来燐青銅は、次第にリー
ド材として十分な特性を有する材料とは言い難く
なり、特にプレス打抜き性および耐熱性について
問題がある材料となりつつあるのが現状である。 〔問題を解決するための手段〕 そこで、本発明者等は、上述のような観点か
ら、従来の燐青銅を改良して、集積度の高い半導
体装置のリード材としても実用に耐える材料を得
べく、特にプレス打抜き性および耐熱性のすぐれ
たCu合金に着目し研究を進めた結果、Sn：0.5〜
5.0％、Ｐ：0.01〜0.1％、Mg：0.01〜0.15％を含
有し、残りがCuと不可避不純物からなる組成
（以上重量％）を有する銅合金は、従来の燐青銅
よりもすぐれた特性、特に、プレス打抜き性およ
び耐熱性を具備するという知見を得た。 この発明は上記知見にもとづいて発明されたも
のであつて、以下に成分組成を上記の通りに限定
した理由を説明する。 (a) Sn Sn成分には、リード材の強度を著しく向上さ
せる作用があるが、その含有量が0.5％未満では
所望の高強度を確保することができず、一方5.0
％を越えて含有させると、熱間圧延性が著しく悪
くなる上に、導電性も劣化して十分な放熱性を確
保できないところから、その含有量を0.5〜5.0％
と定めた。 (b) Ｐ Ｐ成分は脱酸作用を有し、水素脆化の防止と燐
化合物生成による強度、導電性並びに耐熱性の向
上に寄与する成分であるが、その含有量が0.01％
未満では前記の特性向上に所望の効果が得られ
ず、一方0.1％を越えて含有させても、前記脱酸
作用による一層の特性向上効果が現われないこと
から、その含有量を0.01〜0.1％と定めた。 (c) Mg Mg成分は、脱酸作用を有し、かつMg3P2、
Mg2Snなどのマグネシウム化合物を析出させる
ことによつて、マトリツクスの強化、すなわち銅
合金の強度上昇並びに導電性およびプレス打抜き
性の向上に役立つ成分であるが、その含有量が
0.01％未満ではこのような作用に所望の効果が得
られず、一方0.15％を越えて含有させると、銅合
金の溶解鋳造時の湯流れに悪影響が現われ、さら
にプレス打抜き性が低下して金型摩耗が増加する
ところから、その含有量を0.01〜0.15％と定め
た。 〔実施例〕 つぎに、この発明の銅合金リード材を実施例に
より具体的に説明する。 通常の低周波溝型誘導炉を用い、それぞれ第１
表に示される成分組成をもつた銅合金溶湯を調製
し、半連続鋳造法にて厚さ：150mm×幅：400mm×
長さ：1500mmの鋳塊とした後、圧延開始温度：
800℃にて熱間圧延を施して厚さ：11mmの熱延板
とし、ついで水冷後、前記熱延板の上下面を面削
して厚さ：10mmとし、引続いて冷間圧延と焼鈍を
交互に繰返し施し、仕上圧延率：45％にて最終冷
間圧延を施した後、レベラー通板によつて、それ
ぞれ本発明リード材１〜４および従来燐青銅リー
ド材１〜２を製造した。 この結果得られた本発明リード材１〜４および
従来燐青銅リード材１〜２の引張強さ、伸び、導
電率および軟化点を測定したところ、第１表に示
す結果が得られた。 さらに、プレス打抜き性を評価するために、本
発明リード材１〜４および従来１〜２を通常のＷ
−Co系超硬合金金型を用い、縦：1.0mm、横：2.0
mmの長方形を毎分600ストロークで打抜き、スト
ローク数が100万回に達したときの上記金型の摩
耗量を測定し、その測定結果も第１表に示した。
材に関するものである。 〔従来の技術〕 従来、一般に、ICやLSIなどの半導体装置は、 (a) まず、リード素材として、板厚：0.1〜0.3mm
を有する条材を用意し、 (b) 上記リード素材から、製造しようとする半導
体装置の形状に適合したリードフレームを打抜
き加工によつて形成させ、 (c) ついで、上記リードフレームの所定個所に高
純度SiまたはGeなどの半導体素子を、Agペー
ストなどの導電性樹脂を用いて加熱接着する
か、あるいは予め上記リード素材の片面にめつ
きしておいたAu，Ag，Niあるいはこれらの複
合層の被膜を介して加熱拡散接着するかし、 (d) 上記の半導体素子とリードフレームとに渡つ
てAu線によるワイヤボンデイング（結線）を
施し、 (e) 引続いて、上記半導体素子、結線、および半
導体素子が取り付けられた部分のリードフレー
ムなどを、これらを保護する目的で、プラスチ
ツクで封止し、 (f) 最終的に、上記リードフレームにおける相互
に連なる部分を切除してリード材とする、以上
(a)〜(f)の主要工程によつて製造されている。 したがつて、半導体装置のリード材となるリー
ド素材には、良好なプレス打抜き性、半導体素子
の加熱接着に際して熱歪および熱軟化が生じない
耐熱性、良好な放熱性と導電性、さらに半導体装
置の輸送あるいは電気機器への組込みに際して曲
がりや繰返し曲げによつて破損が生じない強度が
要求され、特性的には、引張強さ47Kgｆ／mm2以
上、伸び：４％以上、導電率（放熱性、すなわち
熱伝導性は導電率で換算評価される）：13％IACS
以上、軟化点（耐熱性を評価するために利用され
る）：390℃以上が要求されることから、現在、リ
ード素材の一つとして、Sn：0.5〜5.0％、Ｐ：
0.01〜0.1％を含有し、残りがCuと不可避不純物
からなる組成（以上重量％）を有する燐青銅が実
用に供されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、近年に至り、半導体装置の集積
度は益々向上する傾向にあり、これに伴つて上記
各特性、すなわち強度（引張強度、伸び）、導電
性、プレス打抜き性および耐熱性が一層改善され
たリード材が要求されるようになつてきていると
ころから、上記組成の従来燐青銅は、次第にリー
ド材として十分な特性を有する材料とは言い難く
なり、特にプレス打抜き性および耐熱性について
問題がある材料となりつつあるのが現状である。 〔問題を解決するための手段〕 そこで、本発明者等は、上述のような観点か
ら、従来の燐青銅を改良して、集積度の高い半導
体装置のリード材としても実用に耐える材料を得
べく、特にプレス打抜き性および耐熱性のすぐれ
たCu合金に着目し研究を進めた結果、Sn：0.5〜
5.0％、Ｐ：0.01〜0.1％、Mg：0.01〜0.15％を含
有し、残りがCuと不可避不純物からなる組成
（以上重量％）を有する銅合金は、従来の燐青銅
よりもすぐれた特性、特に、プレス打抜き性およ
び耐熱性を具備するという知見を得た。 この発明は上記知見にもとづいて発明されたも
のであつて、以下に成分組成を上記の通りに限定
した理由を説明する。 (a) Sn Sn成分には、リード材の強度を著しく向上さ
せる作用があるが、その含有量が0.5％未満では
所望の高強度を確保することができず、一方5.0
％を越えて含有させると、熱間圧延性が著しく悪
くなる上に、導電性も劣化して十分な放熱性を確
保できないところから、その含有量を0.5〜5.0％
と定めた。 (b) Ｐ Ｐ成分は脱酸作用を有し、水素脆化の防止と燐
化合物生成による強度、導電性並びに耐熱性の向
上に寄与する成分であるが、その含有量が0.01％
未満では前記の特性向上に所望の効果が得られ
ず、一方0.1％を越えて含有させても、前記脱酸
作用による一層の特性向上効果が現われないこと
から、その含有量を0.01〜0.1％と定めた。 (c) Mg Mg成分は、脱酸作用を有し、かつMg3P2、
Mg2Snなどのマグネシウム化合物を析出させる
ことによつて、マトリツクスの強化、すなわち銅
合金の強度上昇並びに導電性およびプレス打抜き
性の向上に役立つ成分であるが、その含有量が
0.01％未満ではこのような作用に所望の効果が得
られず、一方0.15％を越えて含有させると、銅合
金の溶解鋳造時の湯流れに悪影響が現われ、さら
にプレス打抜き性が低下して金型摩耗が増加する
ところから、その含有量を0.01〜0.15％と定め
た。 〔実施例〕 つぎに、この発明の銅合金リード材を実施例に
より具体的に説明する。 通常の低周波溝型誘導炉を用い、それぞれ第１
表に示される成分組成をもつた銅合金溶湯を調製
し、半連続鋳造法にて厚さ：150mm×幅：400mm×
長さ：1500mmの鋳塊とした後、圧延開始温度：
800℃にて熱間圧延を施して厚さ：11mmの熱延板
とし、ついで水冷後、前記熱延板の上下面を面削
して厚さ：10mmとし、引続いて冷間圧延と焼鈍を
交互に繰返し施し、仕上圧延率：45％にて最終冷
間圧延を施した後、レベラー通板によつて、それ
ぞれ本発明リード材１〜４および従来燐青銅リー
ド材１〜２を製造した。 この結果得られた本発明リード材１〜４および
従来燐青銅リード材１〜２の引張強さ、伸び、導
電率および軟化点を測定したところ、第１表に示
す結果が得られた。 さらに、プレス打抜き性を評価するために、本
発明リード材１〜４および従来１〜２を通常のＷ
−Co系超硬合金金型を用い、縦：1.0mm、横：2.0
mmの長方形を毎分600ストロークで打抜き、スト
ローク数が100万回に達したときの上記金型の摩
耗量を測定し、その測定結果も第１表に示した。
第１表に示される結果から、本発明リード材
は、同程度のSnおよびＰ含有量の従来燐青銅リ
ード材と比較して特に耐熱性が向上しているほ
か、打抜き加工に際しての金型摩耗量も少ないと
ころからプレス打抜き加工性にも優れ、さらに強
度および放熱性（導電性）にも優れ、従来の燐青
銅リード材よりも金型交換回数を減らすことがで
きるためにコストを大幅に削減することができ、
高集積度の半導体装置を低コストで量産できるこ
とがわかる。 また、本発明リード材は、銅合金で構成されて
いるために、Au，Ag，Ni，およびこれらの合金
に対するめつき性並びにはんだ付け性もきわめて
優れたものであつた。 上述のように、この発明のリード材は、従来の
燐青銅リード材よりも強度並びに放熱性にも優れ
ているばかりでなく、就中、プレス打抜き性およ
び耐熱性にも優れているので、この発明による
と、これらの特性について高度の性能が要求され
る、集積度の高い半導体装置のリード材として有
用な銅合金リード材を提供することができる。
は、同程度のSnおよびＰ含有量の従来燐青銅リ
ード材と比較して特に耐熱性が向上しているほ
か、打抜き加工に際しての金型摩耗量も少ないと
ころからプレス打抜き加工性にも優れ、さらに強
度および放熱性（導電性）にも優れ、従来の燐青
銅リード材よりも金型交換回数を減らすことがで
きるためにコストを大幅に削減することができ、
高集積度の半導体装置を低コストで量産できるこ
とがわかる。 また、本発明リード材は、銅合金で構成されて
いるために、Au，Ag，Ni，およびこれらの合金
に対するめつき性並びにはんだ付け性もきわめて
優れたものであつた。 上述のように、この発明のリード材は、従来の
燐青銅リード材よりも強度並びに放熱性にも優れ
ているばかりでなく、就中、プレス打抜き性およ
び耐熱性にも優れているので、この発明による
と、これらの特性について高度の性能が要求され
る、集積度の高い半導体装置のリード材として有
用な銅合金リード材を提供することができる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Sn：0.5〜5.0％、Ｐ：0.01〜0.1％、Mg：
0.01〜0.15％、 を含有し、残りがCuと不可避不純物からなる組
成（以上重量％）を有する銅合金で構成したこと
を特徴とする半導体装置用銅合金リード材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60052119A JPS61213332A (ja) | 1985-03-15 | 1985-03-15 | 半導体装置用銅合金リ−ド材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60052119A JPS61213332A (ja) | 1985-03-15 | 1985-03-15 | 半導体装置用銅合金リ−ド材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61213332A JPS61213332A (ja) | 1986-09-22 |
| JPH0535206B2 true JPH0535206B2 (ja) | 1993-05-26 |
Family
ID=12905983
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60052119A Granted JPS61213332A (ja) | 1985-03-15 | 1985-03-15 | 半導体装置用銅合金リ−ド材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61213332A (ja) |
Families Citing this family (1)
| 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 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5853700B2 (ja) * | 1981-04-09 | 1983-11-30 | 日本鉱業株式会社 | 半導体機器のリ−ド材用銅合金 |
| JPS6039141B2 (ja) * | 1981-12-28 | 1985-09-04 | 玉川機械金属株式会社 | 熱間加工性のすぐれたりん青銅 |
| JPS5956552A (ja) * | 1982-09-04 | 1984-04-02 | Kobe Steel Ltd | リ−ドフレ−ム用銅合金およびその製造法 |
-
1985
- 1985-03-15 JP JP60052119A patent/JPS61213332A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61213332A (ja) | 1986-09-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |