JPH0580540B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0580540B2 JPH0580540B2 JP60236382A JP23638285A JPH0580540B2 JP H0580540 B2 JPH0580540 B2 JP H0580540B2 JP 60236382 A JP60236382 A JP 60236382A JP 23638285 A JP23638285 A JP 23638285A JP H0580540 B2 JPH0580540 B2 JP H0580540B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- strength
- bendability
- alloy
- heat resistance
- less
- 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 - Lifetime
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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
「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、熱覆歴後の強度、硬度ならびに曲げ加工性
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等の機器におけ
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などの機器
は何れも半導体ペレツト、リード、ボンデイング
ワイヤにより構成されたものを、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抜きして所
定の形状に成形した後、組付けを容易とするため
溶融ハンダ材が被覆されることとなり、このよう
な工程において熱覆歴を受ける。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）などが使用されて来た。即ち
前記鉄系材料は耐熱性、強度などが優れており、
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、しかも鉄系のも
の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、高熱伝導度、高強度の銅合金も開発
され、鉄系材料に代つて次第に使用されつつあ
る。 なお一部に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も考えられているようで
ある。 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で
あり、しかも熱伝導性や耐食性に劣る不利があ
る。この点銅系材料によるものは鉄系材料よりは
安価で、熱伝導性や曲げ性に優れたものである
が、耐熱性や強度においては鉄系材料のものより
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、熱覆歴後の硬度、耐繰返し曲げ性
などの機械的性質が低い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 Cu：3.0〜6.5wt％、Mg：0.02〜1.7wt％、Si：
0.02〜0.5wt％ を含有し、しかも Mn：0.20〜1.2wt％、Cr：0.10〜0.30wt％、
Zr：0.05〜0.25wt％、Ｖ：0.05〜0.20wt％ の１種又は２種以上を添加し、残部がAlと不可
避的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、Si、Cuを下限以上に含有させることによ
り溶体化処理後の時効によつて、Mg2Si、Al−
Cu−Mg相などを析出し、析出硬化によつて大き
な強度を与える。又それらが上限以下とすること
によつて曲げ性劣化を回避する。 Mn、Cr、Zr、Ｖの何れか１種又は２種以上を
下限値以上に添加することにより耐熱性を向上
し、結晶粒径を微細化せしめ、しかもその上限以
下とすることにより曲げ性劣化を防止する。 実施例 上記したような本発明について更に説明する
と、本発明では前記のようにMg、Si、Cuを含有
させることによりリードフレーム材として必要な
強度を高価化を来すことなしに得ようとする。即
ちこれらの成分は溶体化処理後の時効によつて
Mg2Si、Al−Cu−Mg相などが析出し、その析出
硬化により大きな強度を得しめる。wt％（以下
単に％という）でMgが不純物としての上限であ
る0.05％以下の0.02％以下では充分な斯かる強度
が得られず、一方1.7％を超えると曲げ性が劣化
する。 Siも、不純物上限の0.05％より低い0.02％以下
では上記のような強度が得られず、しかも0.5％
を越えると強度は増加するが曲げ性が劣化するの
で0.02〜0.5％とした。 Cuは、上記のような条件下で3.0％未満では充
分な強度が得られず、一方6.5％を超えて添加し
てもそれ以上に強度の増加がなく、むしを曲げ性
を劣化させるので3.0〜6.5％とした。好ましい範
囲としては3.0〜6.2％である。 Mn、Cr、ZrおよびＶは、耐熱性を向上させる
ために添加し、又結晶粒径を小さくしてプレス打
抜き工程などにおける肌荒れを防止する。然して
これらの遷移金属元素はAl中に固溶した状態で
は導電率および熱伝導率を低下させる。又これら
の元素はMnAl6、AlMnSi、CrAl7、ZrAl3、
VAl10などの化合物について微細な粒子としてマ
トリツクスに分散しているとき最も耐熱性が高く
なる。 Mnが0.20％以下では上部のような耐熱性が有
効に得られず、一方1.0％以上となると粗大な
MnAl6粒子が生じて曲げ性を劣化する。 Crも0.10％以下では耐熱性に対する上記効果が
不充分であり、一方0.30％を超えると粗大な
CrAl7粒子が生じて曲げ性を劣化する。 Zrは、このもので上記のような耐熱性を得る
には0.05％以下では効果が乏しく、又0.25％以上
となると粗大なZrAl3粒子が生じて曲げ性を劣化
させるので、0.05〜0.25％とした。 Ｖは、0.05％以下では充分な耐熱性が得られ
ず、又0.20％以上では粗大なVAl10粒子が生じて
曲げ性を劣化する。 なお本発明によるものは上記成分以外に鋳造割
れ防止および結晶粒微細化のために一般的に添加
されているTi、Ｂの何れか一方又は双方を含有
させてもよい。特に本発明合金においてはこれら
の成分が前述した耐熱性向上元素の均一な分布を
図るという効果があり、それらの効果はTiが0.01
％未満、Ｂが0.001％未満では充分でなく、又Ti
が0.15％を超え、Ｂが0.01％を超えると、TiAl3、
TiB2、AlB2などの粗大粒子を生じ、曲げ性を害
するので、Ti：0.01〜0.15％およびＢ：0.001〜
0.01％が適当な添加範囲である。 又不純物としてFe≦0.3％、Zn≦0.3％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
した結晶微細化剤のTiとＢが溶解炉中、又は鋳
造機への溶湯移送樋中へ連続的に添加され、次い
で溶湯中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
延又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表に示すような成分組成を有している
本発明例１〜８および比較例Ａ〜ＨのAl−Cu−
Mg系の合金を溶解鋳造して鋳塊となし、500℃
で８時間加熱した後、熱間圧延により５mm厚まで
圧延した。このようにして得られた合金板は、次
いでこの圧延板を溶体化処理し、水焼入れ後0.5
mm厚まで冷間圧延し、更に200℃で１時間の人工
時効を行つた。
係り、熱覆歴後の強度、硬度ならびに曲げ加工性
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等の機器におけ
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などの機器
は何れも半導体ペレツト、リード、ボンデイング
ワイヤにより構成されたものを、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抜きして所
定の形状に成形した後、組付けを容易とするため
溶融ハンダ材が被覆されることとなり、このよう
な工程において熱覆歴を受ける。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）などが使用されて来た。即ち
前記鉄系材料は耐熱性、強度などが優れており、
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、しかも鉄系のも
の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、高熱伝導度、高強度の銅合金も開発
され、鉄系材料に代つて次第に使用されつつあ
る。 なお一部に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も考えられているようで
ある。 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で
あり、しかも熱伝導性や耐食性に劣る不利があ
る。この点銅系材料によるものは鉄系材料よりは
安価で、熱伝導性や曲げ性に優れたものである
が、耐熱性や強度においては鉄系材料のものより
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、熱覆歴後の硬度、耐繰返し曲げ性
などの機械的性質が低い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 Cu：3.0〜6.5wt％、Mg：0.02〜1.7wt％、Si：
0.02〜0.5wt％ を含有し、しかも Mn：0.20〜1.2wt％、Cr：0.10〜0.30wt％、
Zr：0.05〜0.25wt％、Ｖ：0.05〜0.20wt％ の１種又は２種以上を添加し、残部がAlと不可
避的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、Si、Cuを下限以上に含有させることによ
り溶体化処理後の時効によつて、Mg2Si、Al−
Cu−Mg相などを析出し、析出硬化によつて大き
な強度を与える。又それらが上限以下とすること
によつて曲げ性劣化を回避する。 Mn、Cr、Zr、Ｖの何れか１種又は２種以上を
下限値以上に添加することにより耐熱性を向上
し、結晶粒径を微細化せしめ、しかもその上限以
下とすることにより曲げ性劣化を防止する。 実施例 上記したような本発明について更に説明する
と、本発明では前記のようにMg、Si、Cuを含有
させることによりリードフレーム材として必要な
強度を高価化を来すことなしに得ようとする。即
ちこれらの成分は溶体化処理後の時効によつて
Mg2Si、Al−Cu−Mg相などが析出し、その析出
硬化により大きな強度を得しめる。wt％（以下
単に％という）でMgが不純物としての上限であ
る0.05％以下の0.02％以下では充分な斯かる強度
が得られず、一方1.7％を超えると曲げ性が劣化
する。 Siも、不純物上限の0.05％より低い0.02％以下
では上記のような強度が得られず、しかも0.5％
を越えると強度は増加するが曲げ性が劣化するの
で0.02〜0.5％とした。 Cuは、上記のような条件下で3.0％未満では充
分な強度が得られず、一方6.5％を超えて添加し
てもそれ以上に強度の増加がなく、むしを曲げ性
を劣化させるので3.0〜6.5％とした。好ましい範
囲としては3.0〜6.2％である。 Mn、Cr、ZrおよびＶは、耐熱性を向上させる
ために添加し、又結晶粒径を小さくしてプレス打
抜き工程などにおける肌荒れを防止する。然して
これらの遷移金属元素はAl中に固溶した状態で
は導電率および熱伝導率を低下させる。又これら
の元素はMnAl6、AlMnSi、CrAl7、ZrAl3、
VAl10などの化合物について微細な粒子としてマ
トリツクスに分散しているとき最も耐熱性が高く
なる。 Mnが0.20％以下では上部のような耐熱性が有
効に得られず、一方1.0％以上となると粗大な
MnAl6粒子が生じて曲げ性を劣化する。 Crも0.10％以下では耐熱性に対する上記効果が
不充分であり、一方0.30％を超えると粗大な
CrAl7粒子が生じて曲げ性を劣化する。 Zrは、このもので上記のような耐熱性を得る
には0.05％以下では効果が乏しく、又0.25％以上
となると粗大なZrAl3粒子が生じて曲げ性を劣化
させるので、0.05〜0.25％とした。 Ｖは、0.05％以下では充分な耐熱性が得られ
ず、又0.20％以上では粗大なVAl10粒子が生じて
曲げ性を劣化する。 なお本発明によるものは上記成分以外に鋳造割
れ防止および結晶粒微細化のために一般的に添加
されているTi、Ｂの何れか一方又は双方を含有
させてもよい。特に本発明合金においてはこれら
の成分が前述した耐熱性向上元素の均一な分布を
図るという効果があり、それらの効果はTiが0.01
％未満、Ｂが0.001％未満では充分でなく、又Ti
が0.15％を超え、Ｂが0.01％を超えると、TiAl3、
TiB2、AlB2などの粗大粒子を生じ、曲げ性を害
するので、Ti：0.01〜0.15％およびＢ：0.001〜
0.01％が適当な添加範囲である。 又不純物としてFe≦0.3％、Zn≦0.3％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
した結晶微細化剤のTiとＢが溶解炉中、又は鋳
造機への溶湯移送樋中へ連続的に添加され、次い
で溶湯中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
延又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表に示すような成分組成を有している
本発明例１〜８および比較例Ａ〜ＨのAl−Cu−
Mg系の合金を溶解鋳造して鋳塊となし、500℃
で８時間加熱した後、熱間圧延により５mm厚まで
圧延した。このようにして得られた合金板は、次
いでこの圧延板を溶体化処理し、水焼入れ後0.5
mm厚まで冷間圧延し、更に200℃で１時間の人工
時効を行つた。
【表】
これらの板について、ハンダづけに相当した
275℃で30秒間の加熱をなしてから強度、硬さ、
90°曲げの繰返し曲げ性および導電率を測定した
結果は次の第２表の如くであり、前記繰返し曲げ
性の評価基準は上記のような275℃×30secの加熱
後に90°の繰返し曲げを３回以上行つても割れの
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、硬度、繰返
し曲げ性の全般について判断し評価した。
275℃で30秒間の加熱をなしてから強度、硬さ、
90°曲げの繰返し曲げ性および導電率を測定した
結果は次の第２表の如くであり、前記繰返し曲げ
性の評価基準は上記のような275℃×30secの加熱
後に90°の繰返し曲げを３回以上行つても割れの
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、硬度、繰返
し曲げ性の全般について判断し評価した。
【表】
又LED用リードフレームとして使用する場合、
該フレームは275℃×30secの加熱後の導電率が40
％IACS以下、望ましくは35％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
は良好な反射特性を有している。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％を得ることができ
る。 更に上記した製造例および比較例のものについ
てハンダづけの評価のために、ハンダとしてSn
−Pb系の共晶ハンダを用い、超音波ハンダ付け
およびフラツクスを用いたデイツプ式のハンダ付
けを行い、その評価をなした結果は第３表の如く
である。
該フレームは275℃×30secの加熱後の導電率が40
％IACS以下、望ましくは35％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
は良好な反射特性を有している。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％を得ることができ
る。 更に上記した製造例および比較例のものについ
てハンダづけの評価のために、ハンダとしてSn
−Pb系の共晶ハンダを用い、超音波ハンダ付け
およびフラツクスを用いたデイツプ式のハンダ付
けを行い、その評価をなした結果は第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れば、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、硬度および曲げ性において好ましいバランス
を採つて安定状態に優れ、しかもハンダ付け性な
ども良好であるから工業的にその効果の大きい発
明である。
ードフレームとして要求される耐熱性、特に強
度、硬度および曲げ性において好ましいバランス
を採つて安定状態に優れ、しかもハンダ付け性な
ども良好であるから工業的にその効果の大きい発
明である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Cu：3.0〜6.5wt％、Mg：0.02〜1.7wt％、
Si：0.02〜0.5wt％ を含有し、しかも Mn：0.20〜1.0wt％、Cr：0.10〜0.30wt％、
Zr：0.05〜0.25wt％、Ｖ：0.05〜0.20wt％ の１種又は２種以上を添加し、残部がAlと不可
避的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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60236382A JPS6296644A (ja) | 1985-10-24 | 1985-10-24 | リ−ドフレ−ム用アルミニウム合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60236382A JPS6296644A (ja) | 1985-10-24 | 1985-10-24 | リ−ドフレ−ム用アルミニウム合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6296644A JPS6296644A (ja) | 1987-05-06 |
| JPH0580540B2 true JPH0580540B2 (ja) | 1993-11-09 |
Family
ID=16999956
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60236382A Granted JPS6296644A (ja) | 1985-10-24 | 1985-10-24 | リ−ドフレ−ム用アルミニウム合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6296644A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6389640A (ja) * | 1986-10-01 | 1988-04-20 | Sky Alum Co Ltd | 電子電気機器導電部品材料 |
| JPH0674479B2 (ja) * | 1986-10-09 | 1994-09-21 | スカイアルミニウム株式会社 | リードフレーム、コネクタもしくはスイッチ用導電圧延材料 |
| US20160099200A1 (en) * | 2014-10-01 | 2016-04-07 | Stmicroelectronics S.R.L. | Aluminum alloy lead frame for a semiconductor device and corresponding manufacturing process |
-
1985
- 1985-10-24 JP JP60236382A patent/JPS6296644A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6296644A (ja) | 1987-05-06 |
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