JPH0680181B2 - リ−ドフレ−ム用銅合金材の製造方法 - Google Patents
リ−ドフレ−ム用銅合金材の製造方法Info
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- JPH0680181B2 JPH0680181B2 JP60078586A JP7858685A JPH0680181B2 JP H0680181 B2 JPH0680181 B2 JP H0680181B2 JP 60078586 A JP60078586 A JP 60078586A JP 7858685 A JP7858685 A JP 7858685A JP H0680181 B2 JPH0680181 B2 JP H0680181B2
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- soaking
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- 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
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- Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明は半導体集積回路のリードフレームに用いられる
銅合金材の製造方法に関するものである。
銅合金材の製造方法に関するものである。
(ロ)従来の技術 近年半導体集積回路は集積度の増大、小型化が進み、集
積回路のリードフレームに使われる材料は、薄肉化する
とともに小型化するので、材料の強度と導電性と熱放散
性の諸性能の高いものが用いられている。熱伝導と電気
伝導とは同一傾向を有する特性であるので、リードフレ
ーム材は強度と導電性の両性能を併せ持ち、しかもリー
ド部に成形されるので曲げ加工性の良好なもの、又チツ
プボンドやワイヤボンドもされるために半田や貴金属主
としてAgメツキをその表面に施されるのでメツキの密着
性(半田性)も要求されている。従つて現在銅合金材が
多く用いられている。
積回路のリードフレームに使われる材料は、薄肉化する
とともに小型化するので、材料の強度と導電性と熱放散
性の諸性能の高いものが用いられている。熱伝導と電気
伝導とは同一傾向を有する特性であるので、リードフレ
ーム材は強度と導電性の両性能を併せ持ち、しかもリー
ド部に成形されるので曲げ加工性の良好なもの、又チツ
プボンドやワイヤボンドもされるために半田や貴金属主
としてAgメツキをその表面に施されるのでメツキの密着
性(半田性)も要求されている。従つて現在銅合金材が
多く用いられている。
通常の金属材料は、高強度であるものは導電性が低く、
又高導電のものは強度が低いのであるが、その中では銅
合金は両性能を併せ持つものと云われている。従つて現
在工業的にリードフレーム材として使用されている銅合
金の中でリードフレーム材用の代表的なものは、アロイ
(Cu-2.3Fe-0.2Zn-0.03P)やEFTEC-5(Cu-1.0Fe-0.5Sn-
0.5Zn)であり、これらは引張り強度は50kg/mm2以上の
高い強度を有し、且つ導電率は50〜60%(IACS)であ
る。
又高導電のものは強度が低いのであるが、その中では銅
合金は両性能を併せ持つものと云われている。従つて現
在工業的にリードフレーム材として使用されている銅合
金の中でリードフレーム材用の代表的なものは、アロイ
(Cu-2.3Fe-0.2Zn-0.03P)やEFTEC-5(Cu-1.0Fe-0.5Sn-
0.5Zn)であり、これらは引張り強度は50kg/mm2以上の
高い強度を有し、且つ導電率は50〜60%(IACS)であ
る。
然し、LSIや超LSIなどの最近のICのリードフレームに望
まれる材料は高い強度を持つ上に導電率が70%以上のも
のを要求されている。この要求を満たす金属材料として
先に特願59-73986がある。
まれる材料は高い強度を持つ上に導電率が70%以上のも
のを要求されている。この要求を満たす金属材料として
先に特願59-73986がある。
(ハ)発明が解決しようとする問題点 上記の特願59-73986による銅合金と雖も合金鋳塊を圧延
により条又は板状に加工するときの熱処理の仕方によつ
てリードフレーム材に必要な諸性能即ち強度を表す引張
り強さ、曲げ加工性を表す伸び、導電性を表す導電率、
メツキ密着性などの値が左右されることが知見された。
そこで特願59-73986に準じる銅合金の圧延に当つての最
良の熱処理法を検討することにした。
により条又は板状に加工するときの熱処理の仕方によつ
てリードフレーム材に必要な諸性能即ち強度を表す引張
り強さ、曲げ加工性を表す伸び、導電性を表す導電率、
メツキ密着性などの値が左右されることが知見された。
そこで特願59-73986に準じる銅合金の圧延に当つての最
良の熱処理法を検討することにした。
(ニ)問題点を解決するための手段 特願59-73986に示す成分系の銅合金の鋳塊において、メ
ツキ密着性に関してはその特殊添加元素による化合物の
発達した異相を細かく拡散させるための有効な灼熱温度
と加熱時間、及び熱間圧延温度の検討。
ツキ密着性に関してはその特殊添加元素による化合物の
発達した異相を細かく拡散させるための有効な灼熱温度
と加熱時間、及び熱間圧延温度の検討。
次に冷間圧延間の中間焼鈍において、塑性加工による歪
除去と上記添加元素化合物の析出による析出硬化度、導
電率の変化などとの両者に対して共に最良の中間焼鈍温
度と加熱時間の検討。
除去と上記添加元素化合物の析出による析出硬化度、導
電率の変化などとの両者に対して共に最良の中間焼鈍温
度と加熱時間の検討。
次に冷間圧延上りにおいて、仕上り焼鈍による塑性加工
による伸び減退の回復と引張り強さと析出硬化度との保
持に対しての最良の仕上り焼鈍温度と加熱時間の検討。
による伸び減退の回復と引張り強さと析出硬化度との保
持に対しての最良の仕上り焼鈍温度と加熱時間の検討。
以上のような各種熱処理の温度及び時間を検討した結果
として次に述べるような発明を得た。即ちTi0.1〜1%,
Ni0.1〜2%を含み、更にSn0.1〜3%,Cr0.1〜1.5%の
いずれか又は双方共に含み、残部Cuからなる銅合金(以
下本合金と称す)を板又は条に圧延加工するに際し、鋳
塊の均熱加熱温度を850℃を超え950℃以下の範囲で0.5
時間〜24時間加熱し、熱間圧延では均熱炉から鋳塊を取
出し直ちに圧延してよく、又炉からとり出し一旦冷却し
てから再度加熱してよく、均熱温度で熱間圧延を開始す
ることである。次に、冷間圧延であるが、その中間焼鈍
の条件は450℃以上600℃未満で加熱時間は5分〜4時間
で行い、次に冷間圧延終了後の仕上り焼鈍は250℃〜500
℃で加熱時間は5分〜4時間で圧延加工を行う製造方法
である。
として次に述べるような発明を得た。即ちTi0.1〜1%,
Ni0.1〜2%を含み、更にSn0.1〜3%,Cr0.1〜1.5%の
いずれか又は双方共に含み、残部Cuからなる銅合金(以
下本合金と称す)を板又は条に圧延加工するに際し、鋳
塊の均熱加熱温度を850℃を超え950℃以下の範囲で0.5
時間〜24時間加熱し、熱間圧延では均熱炉から鋳塊を取
出し直ちに圧延してよく、又炉からとり出し一旦冷却し
てから再度加熱してよく、均熱温度で熱間圧延を開始す
ることである。次に、冷間圧延であるが、その中間焼鈍
の条件は450℃以上600℃未満で加熱時間は5分〜4時間
で行い、次に冷間圧延終了後の仕上り焼鈍は250℃〜500
℃で加熱時間は5分〜4時間で圧延加工を行う製造方法
である。
(ホ)作用 (i)本発明における、鋳塊の熱間圧延前の加熱即ち均
熱処理は、鋳塊中の成分元素の偏析を除去するために行
うものであり、特に本合金中に生じるTi-Ni,Ti-Cr,Ti-S
nの化合物の偏析を細く分散させる作用がある。そのた
めには均熱温度を850℃を超え950℃以下の範囲が必要
で、若し850℃以下では化合物の偏析除去の効果は少
く、上記化合物の偏析は以後の工程の圧延、焼鈍でも除
去されず最終製品のリードフレーム材の表面に残り、メ
ツキ密着性(半田性)の劣化を来たす結果となる。850
℃を超える温度なら高い程作用は大きいが950℃を超え
ると過熱状態となる。尚均熱加熱時間は鋳塊の容量によ
るが偏析の除去に要する時間として最短1/2時間でそれ
より長い程よいが24時間が限度である。又均熱加熱の作
用効果を更にあげるために熱間圧延は均熱加熱の温度で
圧延を開始することである。若し操業上の都合で鋳塊が
一旦冷却されたときは均熱の加熱温度まで再度上げてか
ら熱間圧延を開始する方がよい。
熱処理は、鋳塊中の成分元素の偏析を除去するために行
うものであり、特に本合金中に生じるTi-Ni,Ti-Cr,Ti-S
nの化合物の偏析を細く分散させる作用がある。そのた
めには均熱温度を850℃を超え950℃以下の範囲が必要
で、若し850℃以下では化合物の偏析除去の効果は少
く、上記化合物の偏析は以後の工程の圧延、焼鈍でも除
去されず最終製品のリードフレーム材の表面に残り、メ
ツキ密着性(半田性)の劣化を来たす結果となる。850
℃を超える温度なら高い程作用は大きいが950℃を超え
ると過熱状態となる。尚均熱加熱時間は鋳塊の容量によ
るが偏析の除去に要する時間として最短1/2時間でそれ
より長い程よいが24時間が限度である。又均熱加熱の作
用効果を更にあげるために熱間圧延は均熱加熱の温度で
圧延を開始することである。若し操業上の都合で鋳塊が
一旦冷却されたときは均熱の加熱温度まで再度上げてか
ら熱間圧延を開始する方がよい。
(ii)又冷間圧延中の中間焼鈍は、冷間圧延の塑性加工
による歪を除去すると共に本合金のような析出型銅合金
のときは、中間焼鈍によつても加熱温度次第で析出がコ
ントロール出来て、析出硬化が得られる。
による歪を除去すると共に本合金のような析出型銅合金
のときは、中間焼鈍によつても加熱温度次第で析出がコ
ントロール出来て、析出硬化が得られる。
中間焼鈍の温度によつては伸びもでるし引張り強さも上
り、しかも添加元素が固溶状態から析出してくるので導
電率も上るのである。以上のような中間焼鈍による作用
効果を得るためには、本合金に於いて上記(i)で述べ
たような均熱処理をし、その温度で熱間圧延をされたも
のは、中間焼鈍温度は450℃以上600℃未満が最良であ
る。若し450℃未満のときは軟化及び析出が不完全であ
り、600℃以上のときは軟化及び析出がオーバーとな
る。尚加熱時間は軟化と析出に要する時間は最短5分
で、長い程良いが4時間が限度である。
り、しかも添加元素が固溶状態から析出してくるので導
電率も上るのである。以上のような中間焼鈍による作用
効果を得るためには、本合金に於いて上記(i)で述べ
たような均熱処理をし、その温度で熱間圧延をされたも
のは、中間焼鈍温度は450℃以上600℃未満が最良であ
る。若し450℃未満のときは軟化及び析出が不完全であ
り、600℃以上のときは軟化及び析出がオーバーとな
る。尚加熱時間は軟化と析出に要する時間は最短5分
で、長い程良いが4時間が限度である。
(iii)又仕上げ焼鈍であるが、上述即ち(i)(ii)
で述べたような均熱処理、熱間圧延、冷間圧延中の中間
焼鈍を施行したものは250〜500℃の焼鈍することにより
引張り強さは向上し伸びも回復し導電率も70%以上とな
り、メツキ密着性の良好な諸性能が得られる。尚加熱時
間は最短5分で長い程よいが24時間が限度でこれ以上長
くしても効果はない。
で述べたような均熱処理、熱間圧延、冷間圧延中の中間
焼鈍を施行したものは250〜500℃の焼鈍することにより
引張り強さは向上し伸びも回復し導電率も70%以上とな
り、メツキ密着性の良好な諸性能が得られる。尚加熱時
間は最短5分で長い程よいが24時間が限度でこれ以上長
くしても効果はない。
尚以上のような作用効果が得られる材料は本合金で示す
ようなTi,Ni,Sn,Crを添加元素として少量含んだ析出型
銅合金である。
ようなTi,Ni,Sn,Crを添加元素として少量含んだ析出型
銅合金である。
(ヘ)実施例 表1に示すような化学組成を有する2種の銅合金(符合
をA,Bとする)を高周波真空炉にて溶解鋳造し、厚さ8m
m,巾100mm,長さ800mmの鋳塊をつくり、これらの鋳塊を
片面当り2.5mm面削した後、表1に示すようなAは比較
的高い温度の930℃で15時間、Bは比較的低い温度の855
℃で10時間の条件で均熱加熱した後、直ちに熱間圧延し
て厚さ8mmにした。続いて冷間圧延→中間焼鈍→冷間圧
延→仕上焼鈍を行つて厚さ0.25mmのAとBとの2種類の
板をつくつたのであるが、このときの中間焼鈍と仕上焼
鈍とは表1に示すようにAでは中間焼鈍530℃×3.5時
間、仕上焼鈍400℃×2時間(A1)と中間焼鈍560℃×3
時間、仕上焼鈍350℃×1時間(A2)と中間焼鈍560℃×
3時間、仕上焼鈍400℃×1時間(A3)の3種類の焼鈍
を行い、Bでは中間焼鈍560℃×3時間、仕上焼鈍280℃
×3時間行つた。このように本発明による製造方法によ
つてつくられたA1,A2,A3,Bの4種の板をリードフレーム
用銅合金材としてこれらより試料をとり引張り強さ、伸
び、導電率を測定し、メツキ密着性を次のようにして試
験した。即ち、厚さ0.25mm,巾30mm,長さ80mmの供試料の
板に5μ銀メツキをし、450℃×5分間大気中で加熱し
て から表面の膨れを目視又は実体顕微鏡で観察した。判定
は膨れ5個以下は○、5個以上は×とした。
をA,Bとする)を高周波真空炉にて溶解鋳造し、厚さ8m
m,巾100mm,長さ800mmの鋳塊をつくり、これらの鋳塊を
片面当り2.5mm面削した後、表1に示すようなAは比較
的高い温度の930℃で15時間、Bは比較的低い温度の855
℃で10時間の条件で均熱加熱した後、直ちに熱間圧延し
て厚さ8mmにした。続いて冷間圧延→中間焼鈍→冷間圧
延→仕上焼鈍を行つて厚さ0.25mmのAとBとの2種類の
板をつくつたのであるが、このときの中間焼鈍と仕上焼
鈍とは表1に示すようにAでは中間焼鈍530℃×3.5時
間、仕上焼鈍400℃×2時間(A1)と中間焼鈍560℃×3
時間、仕上焼鈍350℃×1時間(A2)と中間焼鈍560℃×
3時間、仕上焼鈍400℃×1時間(A3)の3種類の焼鈍
を行い、Bでは中間焼鈍560℃×3時間、仕上焼鈍280℃
×3時間行つた。このように本発明による製造方法によ
つてつくられたA1,A2,A3,Bの4種の板をリードフレーム
用銅合金材としてこれらより試料をとり引張り強さ、伸
び、導電率を測定し、メツキ密着性を次のようにして試
験した。即ち、厚さ0.25mm,巾30mm,長さ80mmの供試料の
板に5μ銀メツキをし、450℃×5分間大気中で加熱し
て から表面の膨れを目視又は実体顕微鏡で観察した。判定
は膨れ5個以下は○、5個以上は×とした。
このようにして測定した結果を表2に示した。
表2によれば本発明の実施によるものはいずれも導電率
70%以上、引張り強さ55kg/mm2以上、伸び8%以上でメ
ツキ密着性は良好を示している。
70%以上、引張り強さ55kg/mm2以上、伸び8%以上でメ
ツキ密着性は良好を示している。
次に比較例として、表3に示すような化学組成を有する
C,A,Eの3種類の鋳塊を実施例と同じ条件でつくり、均
熱、中間焼鈍、仕上焼鈍などを表3に示したような諸種
の条件(本発明によらない条件には※印を附した)で行
い、その他は実施例と同じ条件でC1,C2,A4,A5,A6,E1,E
2,E3の8種類の0.25mmの板をつくり試験した。それらの
結果を表4に示した。
C,A,Eの3種類の鋳塊を実施例と同じ条件でつくり、均
熱、中間焼鈍、仕上焼鈍などを表3に示したような諸種
の条件(本発明によらない条件には※印を附した)で行
い、その他は実施例と同じ条件でC1,C2,A4,A5,A6,E1,E
2,E3の8種類の0.25mmの板をつくり試験した。それらの
結果を表4に示した。
表4によれば、C鋳塊からつくられたC1及びC2は均熱温
度が低過ぎたため、メツキ密着性が悪かつたが、圧延に
おける中間焼鈍や仕上焼鈍が本発明によつて施行したの
で、導電率、引張り強さ、伸びは良好であつた。A焼鈍
からつくられたA4及びA5,A6はいずれも均熱温度が本発
明によるものであつたのでメツキ密着性はよかつた。し
かしA4,A5,A6のいずれも中間焼鈍温度がA4は高過ぎ、A
5,A6は低過ぎたので、いずれも導電率は低く、A5,A6の
伸びは低かつた。同じ鋳塊Aからつくられた表2のA1,A
2,A3と比べると中間焼鈍、仕上焼鈍により導電率、伸び
に差がでている。E鋳塊からつくられたE1,E2,E3はいず
れも均熱温度が高過ぎたのでいずれもメツキ密着性は悪
かつた。又仕上焼鈍がE2は低過ぎ、E3は高過ぎたためE2
は伸びが低く、E3は引張り強さが低かつた。
度が低過ぎたため、メツキ密着性が悪かつたが、圧延に
おける中間焼鈍や仕上焼鈍が本発明によつて施行したの
で、導電率、引張り強さ、伸びは良好であつた。A焼鈍
からつくられたA4及びA5,A6はいずれも均熱温度が本発
明によるものであつたのでメツキ密着性はよかつた。し
かしA4,A5,A6のいずれも中間焼鈍温度がA4は高過ぎ、A
5,A6は低過ぎたので、いずれも導電率は低く、A5,A6の
伸びは低かつた。同じ鋳塊Aからつくられた表2のA1,A
2,A3と比べると中間焼鈍、仕上焼鈍により導電率、伸び
に差がでている。E鋳塊からつくられたE1,E2,E3はいず
れも均熱温度が高過ぎたのでいずれもメツキ密着性は悪
かつた。又仕上焼鈍がE2は低過ぎ、E3は高過ぎたためE2
は伸びが低く、E3は引張り強さが低かつた。
(ト)発明の効果 上述したように、本発明で定められた析出型銅合金を用
い、均熱処理や中間焼鈍処理と仕上焼鈍処理を本発明に
よるように組合せて圧延により製造するときは、高強度
で導電率70%以上の曲げ加工良好で、メツキ密着性や半
田性のよいリードフレーム用銅合金材が得られ、電子工
業上顕著な効果を奏するものである。
い、均熱処理や中間焼鈍処理と仕上焼鈍処理を本発明に
よるように組合せて圧延により製造するときは、高強度
で導電率70%以上の曲げ加工良好で、メツキ密着性や半
田性のよいリードフレーム用銅合金材が得られ、電子工
業上顕著な効果を奏するものである。
Claims (1)
- 【請求項1】Ti0.1〜1%、Ni0.1〜2%を含み、更にSn
0.1〜3%とCr0.1〜1.5%とをいずれか又は共に含み、
残部Cuからなる銅合金の鋳塊を均熱加熱後熱間圧延し、
次に冷間圧延を中間焼鈍を挟んで繰返し行い、最後に仕
上焼鈍を施すとき、均熱加熱を850℃を超え950℃以下の
温度範囲で0.5時間〜24時間、中間焼鈍を450℃以上600
℃未満の温度範囲で5分〜4時間、仕上焼鈍を250℃〜5
00℃の温度範囲で5分〜4時間行うことを特徴とするリ
ードフレーム用銅合金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60078586A JPH0680181B2 (ja) | 1985-04-15 | 1985-04-15 | リ−ドフレ−ム用銅合金材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60078586A JPH0680181B2 (ja) | 1985-04-15 | 1985-04-15 | リ−ドフレ−ム用銅合金材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61238948A JPS61238948A (ja) | 1986-10-24 |
| JPH0680181B2 true JPH0680181B2 (ja) | 1994-10-12 |
Family
ID=13666012
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60078586A Expired - Lifetime JPH0680181B2 (ja) | 1985-04-15 | 1985-04-15 | リ−ドフレ−ム用銅合金材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0680181B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5751253A (en) * | 1980-09-11 | 1982-03-26 | Kobe Steel Ltd | Manufacture of copper alloy with high electric conductivity |
| JPS5827966A (ja) * | 1981-08-12 | 1983-02-18 | Nippon Mining Co Ltd | 高力導電銅合金の熱処理方法 |
| JPS59193233A (ja) * | 1983-04-15 | 1984-11-01 | Toshiba Corp | 銅合金 |
-
1985
- 1985-04-15 JP JP60078586A patent/JPH0680181B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61238948A (ja) | 1986-10-24 |
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