JPH0572455B2

JPH0572455B2 -

Info

Publication number: JPH0572455B2
Application number: JP6722186A
Authority: JP
Inventors: Haruyumi Kosuge; Katsuaki Kamio; Tomoaki Sano; Koichi Ito
Original assignee: Nippon Light Metal Co Ltd
Current assignee: Nippon Light Metal Co Ltd
Priority date: 1986-03-27
Filing date: 1986-03-27
Publication date: 1993-10-12
Also published as: JPS62224652A

Description

【発明の詳細な説明】

［発明の目的］本発明はリードフレーム用アルミニウム合金に
係り、熱履歴後の強度、固さ並びに曲げ加工性が
良好で、低コストなリードフレーム用アルミニウ
ム合金を提供しようとするものである。産業上の利用分野半導体を要素とするIC、LEDなどの機器にお
けるリードフレーム用アルミニウム合金。従来の技術半導体を要素とするIC、LSI、LED等の機器は
何れも半導体ペレツト、リード、ボンデイングワ
イヤによつて構成されたものをセラミツクスや樹
脂によつて封止したもので、種々の形式のものが
用いられている。然してこの種機器に使用される
リード用フレームは薄板をプレス打ち抜きして所
定の形状に形成した後、半導体の取りつけ、ワイ
ヤのボンデイング、樹脂の熱硬化、さらに組み付
けを容易にするため溶融ハンダ材が被覆されるこ
ととなり、多様な熱履歴を受ける。ところで従来
これらの機器におけるリードフレーム材として
は、鉄系材料としてコバール（Fe−29％Ni−17
％Co）、Fe−42％Ni合金、Fe−Ni合金にAlをク
ラツドした材料が用いられ、又銅系材料として
194合金、（Cu−Fe−Zn−Ｐ系）、195合金（Cu−
Fe−Co−Sn−Ｐ系）等が使用されてきた。即ち
前記鉄系材料は耐熱性、強度等が優れており、
MOS型IC、LSI等に広く採用され、銅系材料は
良好な熱伝導性や曲げ性を有し、しかも鉄系材料
に比較して安価であることから近年パワートラン
ジスタ、ダイオード、サイリスタ等の個別半導体
のリードフレーム材として広く使用されている。
近時、高集積化がますます進む中で、電気抵抗の
小さい、高熱伝導性、高強度の、銅合金も開発さ
れ、、鉄系材料に代わつて次第に使用されつつあ
る。なお、一部の銅合金より更に低価格な材料と
して、アルミニウム合金の使用が検討されている
が、実用に至つていない。発明が解決しようとする問題点しかし前記した鉄系材料のものは相当に高価格
であり、しかも熱伝導性や耐食性に劣る不利であ
る。この点銅系材料は鉄系材料よりは安価で、熱
伝導性、耐食性、曲げ性に優れたものであるが、
耐熱性、強度等は鉄系材料より劣り、しかもやは
りそれなりに高価格とならざるを得ない。アルミニウム合金によるものは価格的には最も
有利であるが、曲げ性等の機械的性質が劣るとい
う問題点を有している。「発明の構成」問題点を解決するための手段 Mg：3.0〜6.0wt％、Zn：0.5〜2.0wt％、 Cu：0.1〜0.5wt％を含有し、しかも Mn：0.20〜1.0wt％、Cr：0.05〜0.30wt％、 Zr：0.05〜0.25wt％、Ｖ：0.05〜0.20wt％、 Ti：0.01〜0.15wt％の何れか１種または２種以上を合計量で1.2wt％
以下含有し、残部がAlと不純物より成ることを
特徴とするリードフレーム用アルミニウム合金。作用 Mg：3.0％以上、Zn：0.5％以上、Cu：0.1％以
上を含有させることにより強度の向上が得られ、
且つ半田づけ性も向上される。 Mg：6.0％以下、Zn：2.0％以下、Cu：0.5％以
下とすることにより曲げ性を良好に維持し、しか
もこのものにMn：0.20％以上、Cr：0.05％以上、
Zr：0.05％以上、Ｖ：0.05％以上、Ti：0.01％以
上の何れか１種または２種以上含有させることに
よつて結晶粒を微細化して曲げ加工性を良好にす
る。 Mn：1.0％以下、Cr：0.30％以下、Zr：0.25％
以下、Ｖ：0.20％以下、Ti：0.15％以下とし、且
つそれらの複合添加時における合計量を1.2％以
下とすることによつて粗大な化合物の生成などに
よる曲げ加工性劣化を回避する。アルミニウムをベースとし前記のような関係で
夫々の元素を含有させることにより、リードフレ
ーム材を従来のものより適切に低コストでしかも
好ましい特性をもつたもとして提供する。なおMgが6.0％以下たることにより応力腐食割
れに敏感となる傾向をなからしめ、Znを0.5％以
上とすることにより半田づけ性が改善される。
Cuが0.5％以下たることで耐食性劣化をなからし
める。実施例上記した本発明について更に説明すると、本発
明においては前記のようにMg、Zn、Cuの適量を
アルミニウムに含有させることによりリードフレ
ーム材として必要な強度を高価格化を来すことな
しに得しめるもので、このような適量のMg、
Zn、CuはAl中に固溶して固溶体強化および加工
硬化により大きな強度を与える。即ちwt％（以下単に％という）で、Mgが3.0
％未満ではこのような効果が充分に得られず、一
方6.0％を超えると曲げ性を劣化し、しかも応力
腐食割れに敏感となるので、3.0〜6.0％とする。 Znは、0.5％以上の含有によつて強度の向上だ
けでなく、半田づけ性の向上が得られる。しかし
2.0％を超えると曲げ性の劣化が認められるので
これを上限とする。 Cuは、0.1％以上の添加で強度の向上が得られ
るが、0.5％を超えると曲げ性が劣化するので0.1
〜0.5％とする。本発明においては前記のような成分組成のもの
に体して、Mn：0.20〜1.0％、Cr：0.05〜0.30％、
Zr：0.05〜0.25％、Ｖ：0.05〜0.20％、Ti：0.01〜
0.15％の何れか１種または２種以上を含有させる
ことにより結晶粒を微細化し曲げ加工性を良好に
する。即ちこれらのものが下限値以下では効果が少な
く、又上限値以上となると金属間化合物、例えば
MnAl₆、AlMnSi、CrAl₇、ZrAl₃、VAl₁₀、
TiAl₃などの粗大な化合物が生成して曲げ加工性
を低下させる。特にMn、Cr、Zr、Ｖの場合は上
記した効果の他に耐熱性を付与することができ、
このような場合にはそれら元素についての上記化
合物をマトリツクス中に微細に分散して生成させ
ると該耐熱性をより効果的に付与することができ
る。なおこれらの元素を複合して添加する場合の
合計量としては1.2％以下とすることが好ましく、
1.2％を超えると曲げ性を劣化する傾向が認めら
れる。またこれらの元素をできるだけAl中に固溶さ
せた状態とすれば導電率および熱伝導率を低下さ
せることができ、LED用として利用する場合に
有効である。更に本発明によるものは、Ｂは0.001〜0.1％の
範囲では鋳造割れ防止および結晶粒微細化に有効
であり、添加させ得る。又不純物として、Fe≦
0.3％、Si≦0.2％の範囲であれば本発明の特性を
劣化させることがない。本発明合金によるリードフレーム材の製造は、
通常のアルミニウム合金と同様に溶解され、前記
した結晶粒微細化のためのTi又はＢが溶解炉又
は鋳造機への溶湯移送樋中へ連続的に添加され、
次いで溶湯の酸化物などの非金属介在物を除去す
べく濾過され、最後にDC鋳造などの半連続鋳造
法や、ハンター鋳造法などの連続鋳造圧延によつ
て鋳塊とされる。次いで鋳塊の均質化処理、熱間
圧延、または冷間圧延によつて所定の厚さの板と
し、最後に熱処理が施される。なお中間焼鈍のよ
うな熱処理は圧延の中間段階でも施されることが
ある。本発明によるものの具体的な製造例について説
明すると以下の如くである。次の第１表に示す成分を有する本発明例１〜９
および比較例Ａ−ＪのAl−Mg−Zn系合金を溶解
し、半連続鋳造にて厚さ70mmの鋳塊となした。

【表】前記のような各鋳塊は、530℃で４時間加熱し
た後、熱間圧延により６mm厚さまで圧延した。さ
らに0.5mm厚さまで冷間圧延し、最後に500℃10分
間の焼鈍を行なつた。これらの板について、ハン
ダ付けに相当する275℃で30秒間加熱してから強
度、硬さ、繰り返し曲げ性および導電率を測定し
た結果は次の第２表の如くである。

【表】

【表】なお上記第２表における繰り返し曲げ性の評価
基準は、繰り返し曲げ操作を３回以上行なつても
割れの生じないものを「良」とし、割れの生じた
ものは「不良」とした。総合評価については強
度、硬さ、繰り返し曲げ性の全般について判断し
評価した。又LED溶リードフレームとして使用する場合、
275℃で30秒の加熱後の導電率が35％IACS以下、
好ましくは30％IACS以下であることが求められ、
可視光線の全波長域に亘つて良好な反射率が要求
される。従来の銅合金材料や鉄系材料で銅メツキ
の施されているものの場合可視光線の短波長側で
反射率が劣り、そのため銀メツキが施されている
が、上記のような本発明のものは何等の処理を必
要としないで良好な反射特性を有し、即ち0.38〜
0.77μｍの波長範囲において普通仕上げ板で65〜
75％、光輝仕上げ板で75〜80％を得ることがき
る。更に上記した製造例のものについてハンダ付け
評価のために、Sn−Pb系の共晶ハンダを用い、
超音波ハンダ付けおよびフラクツスを用いなデイ
ツプ式のハンダ付けを行ないその評価をなした結
果は次の第３表の如くである。

【表】「発明の効果」以上説明したような本発明によるときは、この
種リードフレームとして要求される耐熱性、特に
強度、硬さと共に曲げ性を適切に具備し、好まし
いバランスをもつた材質が得られ、又ハンダづけ
性などにおいても良好であつて、好ましいリード
フレームを低コストに提供し得るものであるから
工業的にその効果の大きい発明である。

Claims

【特許請求の範囲】１ Mg：3.0〜6.0wt％、Zn：0.5〜2.0wt％、 Cu：0.1〜0.5wt％を含有し、しかも Mn：0.20〜1.0wt％、Cr：0.05〜0.30wt％、 Zr：0.05〜0.25wt％、Ｖ：0.05〜0.20wt％、 Ti：0.01〜0.15wt％の何れか１種または２種以上を合計量で1.2wt％
以下含有し、残部がAlと不純物より成ることを
特徴とするリードフレーム用アルミニウム合金。