JPH0565569B2 - - Google Patents
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- JPH0565569B2 JPH0565569B2 JP62129288A JP12928887A JPH0565569B2 JP H0565569 B2 JPH0565569 B2 JP H0565569B2 JP 62129288 A JP62129288 A JP 62129288A JP 12928887 A JP12928887 A JP 12928887A JP H0565569 B2 JPH0565569 B2 JP H0565569B2
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- Japan
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- solder
- alloy
- materials
- lead frame
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- Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
この発明は、高強度と、すぐれたはんだの耐熱
剥離性を有する半導体装置用Cu合金製リードフ
レーム材に関するものである。 〔従来の技術〕 従来、IC、LSI、VLSIなどの半導体装置のリ
ードフレーム材として、例えば特開昭61−174345
号公報には、重量％で、Sn：1.0〜3.0％、Zn：
0.1〜2.0％、Ni：0.1〜1.0％を含有し、さらにAl、
Si、Mn、Mgのうちより選ばれた１種以上の元
素を合計で0.005〜0.5％含有し、残部が実質的に
CuからなるCu合金が記載されており、さらに特
開昭61−264144号公報には、Sn：0.8〜10.0％、
Ｐ：0.005〜0.08％、Ni：0.05〜1.0％、Al、Be、
Co、Cr、Fe、Hf、In、Mn、Mo、Mg、Pb、
Si、Te、Ti、Zn、Zrの１種又は２種以上を0.05
〜1.0％含有し、残部がCuおよび不可避不純物か
らなるCu合金が記載されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし、近年の半導体装置の高性能化および高
集積化に伴い、ピンを基板に直接ハンダ付けする
リードフレーム材が要求され、さらに小型化に伴
つてピンの足も細くなり、リードフレーム材にも
一層の薄肉化と高強度が要求されるようになつて
きたが、上記従来のCu合金製リードフレーム材
は、上記要求に対して十分に対応することができ
ないばかりでなく、はんだの耐熱剥離性にも満足
するものでないため、信頼性の点で問題点があつ
た。 〔問題点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
導電性を多少犠牲にしても薄肉化が可能で強度の
一層すぐれた半導体装置用Cu合金製リードフレ
ーム材を開発すべく研究を行つた結果、 Ｐを含有せずにNiを1.0％より多く含有した重
量％で（以下、％は重量％を示す）、 Sn：2.1〜2.8％、 Ni：1.0超〜2.0％、 Si：0.1〜0.5％、 Zn：0.1〜1.0％、 を含有し、残りがCuと不可避不純物からなる組
成を有し、上記SiはNiとNi2Si化合物を形成して
いるCu合金は、引張強さ；60Kgｆ／mm2以上の高
強度を有し、かつ、はんだの耐熱剥離性にもすぐ
れ、さらに、薄肉化されたリードフレーム材に要
求される繰り返し曲げ性および伸びにもすぐれた
特性をもつという知見を得たのである。 この発明は、上記知見にもとづいてなされたも
のであつて、 Sn：2.1〜2.8％、 Ni：1.0超〜2.0％、 Si：0.1〜0.5％、 Zn：0.1〜1.0％、 を含有し、残りがCuと不可避不純物からなる組
成を有し、上記SiはNiとNi2Si化合物を形成して
いるCu合金で構成された半導体装置用Cu合金製
リードフレーム材に特徴を有するものである。 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、強度と繰返し曲げ性を向上さ
せる作用があるが、その含有量が2.1％未満で
は、上記特性に所望の向上効果が得られず、一
方その含有量が2.8％を越えると熱間加工性が
低下するようになうことから、その含有量を
2.1〜2.8％と定めた。 (b) Ni Ni成分には、薄肉化しても強度および繰返
し曲げ性を向上させる作用があるが、その含有
量が1.0％以下では上記作用に所望の効果が得
られず、一方その含有量が2.8％を越えると熱
間加工性が低下するようになることから、その
含有量を1.0超〜2.0％と定めた。 (c) Si Si成分には、主としてNi2Siの化合物を形成
して強度を向上させる作用があるが、その含有
量が0.1％未満では所望の高強度を確保するこ
とができず、一方その含有量が0.5％を越える
と、遊離Siを形成するようになつて、はんだの
耐熱剥離性が損なわれるようになることから、
その含有量を0.1〜0.5％と定めた。 (d) Zn Zn成分には、はんだの耐熱剥離性を一段と
向上させる作用があるが、その含有量が0.1％
未満では、所望のすぐれたはんだの耐熱剥離性
を確保することができず、一方その含有量が１
％を越えると、はんだ付け性が劣化するように
なることから、その含有量を0.1〜１％と定め
た。 〔実施例〕 つぎに、この発明を実施例により具体的に説明
する。 通常の低周波溝型溶解炉を用い、木炭被覆下の
大雰囲気中で、それぞれ第１表に示される成分組
成をもつた合金溶湯を調製し、半連続鋳造法に
て、厚さ：160mm×幅：450mm×長さ：2400mmの寸
法のもつた鋳塊に鋳造し、この鋳塊に温度：800
℃で熱間圧延を施して、厚さ：10mmの熱延板と
し、熱間圧延後、直ちに水冷し、スケール除去の
面削を行ない、ついで上記熱延板に冷間圧延と焼
鈍、酸洗を交互に繰返し、厚さ：0.5mmの冷延板
とした時点で、これに温度：500℃に２時間保持
の条件で焼鈍を施し、再び冷間圧延にて、その厚
さを0.25mmとし、最終的に連続焼鈍炉を用いて、
温度：500℃、20秒間保持の条件で歪取り焼鈍を
施すことによつて、本発明Cu合金製リードフレ
ーム素材（以下、本発明リードフレーム素材とい
う）１〜９、比較Cu合金製リードフレーム素材
（以下、比較リード素材という）１〜４をそれぞ
れ製造した。なお、従来のCu合金製リードフレ
ーム素材（以下、従来リード素材という）は市販
品を用いた。 なお、比較リード素材１〜４は、いずれも構成
成分のうちのいずれかの成分含有量（第１表に※
印を付しもの）が、この発明の範囲から外れたも
のである。 この結果得られた本発明リード素材１〜９、比
較リード素材１〜４および従来リード素材につい
て、引張試験、はんだの熱剥離試験および繰り返
し試験を行ない、それぞれ引張強さ、伸び、はん
だの耐熱剥離性および繰り返し曲げ性を評価し
た。 上記引張試験は、圧延方向に平行に採取した
JIS5号試験片を用いて行ない、引張強さと伸びを
測定した。 上記はんだの熱剥離試験は、厚さ：0.25mm×
幅：15mm×長さ：60mmの寸法のもつた試験片を、
ロジンフラツクスで処理し、温度：230℃の60％
Sn−40％Pbのはんだ浴中に浸漬して、その表面
に上記はんだを付着させ、この状態で、大気中、
温度：150℃に1000時間保持の条件で加熱し、加
熱後、試験片を180°密着曲げし、再び180°曲げ戻
す条件で行ない、この180°曲げ部におけるはんだ
剥離の有無を観察した。 上記繰り返し曲げ試験は、厚さ：0.25mm×幅：
0.5mmの寸法のもつた試験片を、水平に置き、中
心を支点として一方端に取り付けた226.8ｇ（８
オンス）の錐りにより90°曲げ、再び水平に戻す
工程を１サイクルとし、これを繰り返し条件でそ
れぞれ10個の試験片について行ない、破断に至る
までの曲げサイクル数を測定し、この測定結果に
もとづいて10個の試験片の平均値を求めた。 上記引張試験、はんだ熱剥離試験および繰り返
し曲げ試験の結果を第１表に示した。 第１表に示された結果から、本発明リード素材
１〜９は、いずれも従来リード素材と同等あるい
はこれ以上のすぐれた繰り返し曲げ性もち、かつ
従来リード素材と比較して一段とすぐれてた引張
強さおよびはんだの耐熱剥離性をもつことが明ら
かであり、また、比較リード素材１〜４に見られ
るように、構成成分のうちのいずれかの成分含有
量でも、この発明の範囲から外れると、上記特性
のうちの少なくともいずれかの性質が劣ることも
明らかである。 さらに、本発明リード素材のその他の性質、た
とえば、熱および電気伝導性、めつき性およびは
んだ付け性なども調べたが、電気伝導性に関して
は、半導体装置のリードフレーム材として最低必
要な３％IACSより一段と高い20％IACS以上の導
電性を示し、熱電導性にもすぐれ、まためつき性
およびはんだ付け性に関しても、従来リード素材
とほぼ同等のすぐれたものであることを確認し
た。
剥離性を有する半導体装置用Cu合金製リードフ
レーム材に関するものである。 〔従来の技術〕 従来、IC、LSI、VLSIなどの半導体装置のリ
ードフレーム材として、例えば特開昭61−174345
号公報には、重量％で、Sn：1.0〜3.0％、Zn：
0.1〜2.0％、Ni：0.1〜1.0％を含有し、さらにAl、
Si、Mn、Mgのうちより選ばれた１種以上の元
素を合計で0.005〜0.5％含有し、残部が実質的に
CuからなるCu合金が記載されており、さらに特
開昭61−264144号公報には、Sn：0.8〜10.0％、
Ｐ：0.005〜0.08％、Ni：0.05〜1.0％、Al、Be、
Co、Cr、Fe、Hf、In、Mn、Mo、Mg、Pb、
Si、Te、Ti、Zn、Zrの１種又は２種以上を0.05
〜1.0％含有し、残部がCuおよび不可避不純物か
らなるCu合金が記載されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし、近年の半導体装置の高性能化および高
集積化に伴い、ピンを基板に直接ハンダ付けする
リードフレーム材が要求され、さらに小型化に伴
つてピンの足も細くなり、リードフレーム材にも
一層の薄肉化と高強度が要求されるようになつて
きたが、上記従来のCu合金製リードフレーム材
は、上記要求に対して十分に対応することができ
ないばかりでなく、はんだの耐熱剥離性にも満足
するものでないため、信頼性の点で問題点があつ
た。 〔問題点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
導電性を多少犠牲にしても薄肉化が可能で強度の
一層すぐれた半導体装置用Cu合金製リードフレ
ーム材を開発すべく研究を行つた結果、 Ｐを含有せずにNiを1.0％より多く含有した重
量％で（以下、％は重量％を示す）、 Sn：2.1〜2.8％、 Ni：1.0超〜2.0％、 Si：0.1〜0.5％、 Zn：0.1〜1.0％、 を含有し、残りがCuと不可避不純物からなる組
成を有し、上記SiはNiとNi2Si化合物を形成して
いるCu合金は、引張強さ；60Kgｆ／mm2以上の高
強度を有し、かつ、はんだの耐熱剥離性にもすぐ
れ、さらに、薄肉化されたリードフレーム材に要
求される繰り返し曲げ性および伸びにもすぐれた
特性をもつという知見を得たのである。 この発明は、上記知見にもとづいてなされたも
のであつて、 Sn：2.1〜2.8％、 Ni：1.0超〜2.0％、 Si：0.1〜0.5％、 Zn：0.1〜1.0％、 を含有し、残りがCuと不可避不純物からなる組
成を有し、上記SiはNiとNi2Si化合物を形成して
いるCu合金で構成された半導体装置用Cu合金製
リードフレーム材に特徴を有するものである。 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、強度と繰返し曲げ性を向上さ
せる作用があるが、その含有量が2.1％未満で
は、上記特性に所望の向上効果が得られず、一
方その含有量が2.8％を越えると熱間加工性が
低下するようになうことから、その含有量を
2.1〜2.8％と定めた。 (b) Ni Ni成分には、薄肉化しても強度および繰返
し曲げ性を向上させる作用があるが、その含有
量が1.0％以下では上記作用に所望の効果が得
られず、一方その含有量が2.8％を越えると熱
間加工性が低下するようになることから、その
含有量を1.0超〜2.0％と定めた。 (c) Si Si成分には、主としてNi2Siの化合物を形成
して強度を向上させる作用があるが、その含有
量が0.1％未満では所望の高強度を確保するこ
とができず、一方その含有量が0.5％を越える
と、遊離Siを形成するようになつて、はんだの
耐熱剥離性が損なわれるようになることから、
その含有量を0.1〜0.5％と定めた。 (d) Zn Zn成分には、はんだの耐熱剥離性を一段と
向上させる作用があるが、その含有量が0.1％
未満では、所望のすぐれたはんだの耐熱剥離性
を確保することができず、一方その含有量が１
％を越えると、はんだ付け性が劣化するように
なることから、その含有量を0.1〜１％と定め
た。 〔実施例〕 つぎに、この発明を実施例により具体的に説明
する。 通常の低周波溝型溶解炉を用い、木炭被覆下の
大雰囲気中で、それぞれ第１表に示される成分組
成をもつた合金溶湯を調製し、半連続鋳造法に
て、厚さ：160mm×幅：450mm×長さ：2400mmの寸
法のもつた鋳塊に鋳造し、この鋳塊に温度：800
℃で熱間圧延を施して、厚さ：10mmの熱延板と
し、熱間圧延後、直ちに水冷し、スケール除去の
面削を行ない、ついで上記熱延板に冷間圧延と焼
鈍、酸洗を交互に繰返し、厚さ：0.5mmの冷延板
とした時点で、これに温度：500℃に２時間保持
の条件で焼鈍を施し、再び冷間圧延にて、その厚
さを0.25mmとし、最終的に連続焼鈍炉を用いて、
温度：500℃、20秒間保持の条件で歪取り焼鈍を
施すことによつて、本発明Cu合金製リードフレ
ーム素材（以下、本発明リードフレーム素材とい
う）１〜９、比較Cu合金製リードフレーム素材
（以下、比較リード素材という）１〜４をそれぞ
れ製造した。なお、従来のCu合金製リードフレ
ーム素材（以下、従来リード素材という）は市販
品を用いた。 なお、比較リード素材１〜４は、いずれも構成
成分のうちのいずれかの成分含有量（第１表に※
印を付しもの）が、この発明の範囲から外れたも
のである。 この結果得られた本発明リード素材１〜９、比
較リード素材１〜４および従来リード素材につい
て、引張試験、はんだの熱剥離試験および繰り返
し試験を行ない、それぞれ引張強さ、伸び、はん
だの耐熱剥離性および繰り返し曲げ性を評価し
た。 上記引張試験は、圧延方向に平行に採取した
JIS5号試験片を用いて行ない、引張強さと伸びを
測定した。 上記はんだの熱剥離試験は、厚さ：0.25mm×
幅：15mm×長さ：60mmの寸法のもつた試験片を、
ロジンフラツクスで処理し、温度：230℃の60％
Sn−40％Pbのはんだ浴中に浸漬して、その表面
に上記はんだを付着させ、この状態で、大気中、
温度：150℃に1000時間保持の条件で加熱し、加
熱後、試験片を180°密着曲げし、再び180°曲げ戻
す条件で行ない、この180°曲げ部におけるはんだ
剥離の有無を観察した。 上記繰り返し曲げ試験は、厚さ：0.25mm×幅：
0.5mmの寸法のもつた試験片を、水平に置き、中
心を支点として一方端に取り付けた226.8ｇ（８
オンス）の錐りにより90°曲げ、再び水平に戻す
工程を１サイクルとし、これを繰り返し条件でそ
れぞれ10個の試験片について行ない、破断に至る
までの曲げサイクル数を測定し、この測定結果に
もとづいて10個の試験片の平均値を求めた。 上記引張試験、はんだ熱剥離試験および繰り返
し曲げ試験の結果を第１表に示した。 第１表に示された結果から、本発明リード素材
１〜９は、いずれも従来リード素材と同等あるい
はこれ以上のすぐれた繰り返し曲げ性もち、かつ
従来リード素材と比較して一段とすぐれてた引張
強さおよびはんだの耐熱剥離性をもつことが明ら
かであり、また、比較リード素材１〜４に見られ
るように、構成成分のうちのいずれかの成分含有
量でも、この発明の範囲から外れると、上記特性
のうちの少なくともいずれかの性質が劣ることも
明らかである。 さらに、本発明リード素材のその他の性質、た
とえば、熱および電気伝導性、めつき性およびは
んだ付け性なども調べたが、電気伝導性に関して
は、半導体装置のリードフレーム材として最低必
要な３％IACSより一段と高い20％IACS以上の導
電性を示し、熱電導性にもすぐれ、まためつき性
およびはんだ付け性に関しても、従来リード素材
とほぼ同等のすぐれたものであることを確認し
た。
【表】
［発明の効果］
この発明のCu合金製リードフレーム材は、高
強度とすぐれたはんだの耐熱剥離性を有し、さら
に薄肉化してもリードフレームに要求される繰り
返し曲げ、熱おび電気伝導性、めつき性およびは
んだ付け性などの特性にも、従来のCu合金製リ
ードフレーム材と同程度にすぐれているので、半
導体装置の高性能化および高集積化に寄与すると
ころ大なるものがあり、かつすぐれた性能を長期
に亘つて発揮する信頼性の高い半導体装置が得ら
れるというすぐれた効果を奏するものである。
強度とすぐれたはんだの耐熱剥離性を有し、さら
に薄肉化してもリードフレームに要求される繰り
返し曲げ、熱おび電気伝導性、めつき性およびは
んだ付け性などの特性にも、従来のCu合金製リ
ードフレーム材と同程度にすぐれているので、半
導体装置の高性能化および高集積化に寄与すると
ころ大なるものがあり、かつすぐれた性能を長期
に亘つて発揮する信頼性の高い半導体装置が得ら
れるというすぐれた効果を奏するものである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Sn：2.1〜2.8％、 Ni：1.0超〜2.0％、 Si：0.1〜0.5％、 Zn：0.1〜1.0％、 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％）を有し、上記SiはNiとNi2Si化
合物を形成しているCu合金で構成されたことを
特徴とする半導体装置用Cu合金製リードフレー
ム材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12928887A JPS63293130A (ja) | 1987-05-26 | 1987-05-26 | 半導体装置用Ｃｕ合金製リ−ドフレ−ム材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12928887A JPS63293130A (ja) | 1987-05-26 | 1987-05-26 | 半導体装置用Ｃｕ合金製リ−ドフレ−ム材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63293130A JPS63293130A (ja) | 1988-11-30 |
| JPH0565569B2 true JPH0565569B2 (ja) | 1993-09-20 |
Family
ID=15005869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12928887A Granted JPS63293130A (ja) | 1987-05-26 | 1987-05-26 | 半導体装置用Ｃｕ合金製リ−ドフレ−ム材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63293130A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2870779B2 (ja) * | 1989-02-01 | 1999-03-17 | 日立電線株式会社 | リードフレーム用高強度銅合金 |
| JPH02205643A (ja) * | 1989-02-01 | 1990-08-15 | Hitachi Cable Ltd | リードフレーム用高強度銅合金 |
| JP2870780B2 (ja) * | 1989-02-01 | 1999-03-17 | 日立電線株式会社 | リードフレーム用高強度銅合金 |
| JPH02205644A (ja) * | 1989-02-01 | 1990-08-15 | Hitachi Cable Ltd | リードフレーム用高強度銅合金 |
| JP2673973B2 (ja) * | 1991-03-07 | 1997-11-05 | 三菱伸銅 株式会社 | 耐熱間圧延割れ性のすぐれた高強度Ｃｕ合金 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61174345A (ja) * | 1985-01-30 | 1986-08-06 | Hitachi Metals Ltd | リ−ドフレ−ム用銅合金 |
| 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 |
| JPS63192835A (ja) * | 1987-02-05 | 1988-08-10 | Furukawa Electric Co Ltd:The | セラミツクパツケ−ジ用リ−ド材 |
| JP2555067B2 (ja) * | 1987-04-24 | 1996-11-20 | 古河電気工業株式会社 | 高力銅基合金の製造法 |
-
1987
- 1987-05-26 JP JP12928887A patent/JPS63293130A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63293130A (ja) | 1988-11-30 |
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