JPH1180862A - 耐熱性に優れたリードフレーム用Ｃｕ−Ｆｅ系合金材 - Google Patents
耐熱性に優れたリードフレーム用Ｃｕ−Ｆｅ系合金材Info
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- JPH1180862A JPH1180862A JP24401797A JP24401797A JPH1180862A JP H1180862 A JPH1180862 A JP H1180862A JP 24401797 A JP24401797 A JP 24401797A JP 24401797 A JP24401797 A JP 24401797A JP H1180862 A JPH1180862 A JP H1180862A
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- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 title 1
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Landscapes
- Conductive Materials (AREA)
- Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ひずみ除去の加熱をしても強度の低下が比較
的少ない耐熱性に優れたリードフレーム用Cu−Fe系合金
材を提供する。 【解決手段】 Fe： 1.5〜 2.6質量％、 P：0.01〜 0.1
質量％、Zn：0.01〜 0.2質量％を含有し、残部Cu及び不
可避不純物からなるリードフレーム用Cu−Fe系合金材で
あって、その内部組織が、析出したFe粒子のうち直径が
40nm以下のFe粒子の合金中の体積分率が 0.2％以上であ
る。
的少ない耐熱性に優れたリードフレーム用Cu−Fe系合金
材を提供する。 【解決手段】 Fe： 1.5〜 2.6質量％、 P：0.01〜 0.1
質量％、Zn：0.01〜 0.2質量％を含有し、残部Cu及び不
可避不純物からなるリードフレーム用Cu−Fe系合金材で
あって、その内部組織が、析出したFe粒子のうち直径が
40nm以下のFe粒子の合金中の体積分率が 0.2％以上であ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、耐熱性に優れたリ
ードフレーム用Cu−Fe系合金材に関するものである。
ードフレーム用Cu−Fe系合金材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電子機器に用いられる半導体装置の大容
量、小型、高機能化にともない、半導体装置に使用され
るリードフレームの小断面積化が進み一層の強度、導電
性、熱伝導性が要求されている。一方、従来より半導体
リードフレーム用銅合金としてはFeを含む銅合金が広く
用いられており、特にFe： 2.1〜 2.6質量％、 P：0.01
5 〜0.15質量％、Zn：0.05〜0.20質量％を含有する銅合
金（CDA194合金）は、銅合金の内でも強度、導電性、熱
伝導性に優れていることから多く用いられている。
量、小型、高機能化にともない、半導体装置に使用され
るリードフレームの小断面積化が進み一層の強度、導電
性、熱伝導性が要求されている。一方、従来より半導体
リードフレーム用銅合金としてはFeを含む銅合金が広く
用いられており、特にFe： 2.1〜 2.6質量％、 P：0.01
5 〜0.15質量％、Zn：0.05〜0.20質量％を含有する銅合
金（CDA194合金）は、銅合金の内でも強度、導電性、熱
伝導性に優れていることから多く用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体装置
は上記したように大容量、小型、高機能化が要求されて
きていることから、半導体製品の多ピン化、薄肉化がな
されつつあり、これに伴って、リードフレーム素材から
リードフレームへの打ち抜き加工の際に生じるひずみが
大きくなってきており、そのひずみを除去するために加
熱が必要になる。しかし、ひずみ除去の加熱をすると強
度が低下することが懸念され、特に上記のCu−Fe系合金
からなるリードフレームではひずみ取りのための加熱に
より強度が低下し、素材の段階で有している高強度をリ
ードフレームとなったときに維持できないと言った問題
がある。
は上記したように大容量、小型、高機能化が要求されて
きていることから、半導体製品の多ピン化、薄肉化がな
されつつあり、これに伴って、リードフレーム素材から
リードフレームへの打ち抜き加工の際に生じるひずみが
大きくなってきており、そのひずみを除去するために加
熱が必要になる。しかし、ひずみ除去の加熱をすると強
度が低下することが懸念され、特に上記のCu−Fe系合金
からなるリードフレームではひずみ取りのための加熱に
より強度が低下し、素材の段階で有している高強度をリ
ードフレームとなったときに維持できないと言った問題
がある。
【０００４】本発明は、上記の問題点に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、ひずみ除去の加熱をしても
強度の低下が比較的少ない、すなわち耐熱性に優れたリ
ードフレーム用Cu−Fe系合金材を提供するものである。
ものであって、その目的は、ひずみ除去の加熱をしても
強度の低下が比較的少ない、すなわち耐熱性に優れたリ
ードフレーム用Cu−Fe系合金材を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係る耐熱性に優れたリードフレーム用Cu
−Fe系合金材は、Fe： 1.5〜 2.6質量％、 P：0.01〜
0.1質量％、Zn：0.01〜0.2質量％を含有し、残部Cu及び
不可避不純物からなるリードフレーム用Cu−Fe系合金材
であって、その内部組織が、析出したFe粒子のうち直径
が40nm以下のFe粒子の合金中の体積分率が 0.2％以上と
するものである。
めに、本発明に係る耐熱性に優れたリードフレーム用Cu
−Fe系合金材は、Fe： 1.5〜 2.6質量％、 P：0.01〜
0.1質量％、Zn：0.01〜0.2質量％を含有し、残部Cu及び
不可避不純物からなるリードフレーム用Cu−Fe系合金材
であって、その内部組織が、析出したFe粒子のうち直径
が40nm以下のFe粒子の合金中の体積分率が 0.2％以上と
するものである。
【０００６】以下本発明における化学成分並びに析出し
たFe粒子の直径とその体積分率の限定理由を説明する。
まず、化学成分の限定理由について、
たFe粒子の直径とその体積分率の限定理由を説明する。
まず、化学成分の限定理由について、
【０００７】Feは、強度を向上させる元素であるが、含
有量が 1.5質量％未満では微細析出Fe粒子の生成量が少
なく、導電性の向上は満たされるものの、強度向上への
寄与が不足する。一方、含有量が 2.6質量％を超えると
導電性が低下するとともに、鋳塊製造時に生成する粗大
な晶出物量が多くなり、最終製品（リードフレーム）で
の延性が低下する。また、鋳塊からリードフレーム素材
に圧延加工する際に、熱間圧延前の加熱あるいは中間焼
鈍においてFeの巨大析出物が生成し、圧延加工性が劣化
する上に、そのFeの巨大析出物が最終製品にも残ること
になり、耐熱性の低下を招くことになる。従って、Feの
含有量は 1.5〜 2.6質量％とする。
有量が 1.5質量％未満では微細析出Fe粒子の生成量が少
なく、導電性の向上は満たされるものの、強度向上への
寄与が不足する。一方、含有量が 2.6質量％を超えると
導電性が低下するとともに、鋳塊製造時に生成する粗大
な晶出物量が多くなり、最終製品（リードフレーム）で
の延性が低下する。また、鋳塊からリードフレーム素材
に圧延加工する際に、熱間圧延前の加熱あるいは中間焼
鈍においてFeの巨大析出物が生成し、圧延加工性が劣化
する上に、そのFeの巨大析出物が最終製品にも残ること
になり、耐熱性の低下を招くことになる。従って、Feの
含有量は 1.5〜 2.6質量％とする。
【０００８】Pは、脱酸作用があるほか、Feと金属間化
合物を形成し、Feを析出強化させる元素であるが、含有
量が0.01質量％未満ではFeが 1.5〜 2.6質量％存在して
も析出強化に寄与しない。一方、含有量が 0.1質量％を
超えると導電性が低下するとともに、Feの固溶限が低下
し、鋳塊製造時に粗大な晶出物量が多くなり、その晶出
物がひずみ除去加熱の際の回復現象の核になり最終製品
で耐熱性が低下する。従って、 Pの含有量を0.01〜 0.1
質量％とする。
合物を形成し、Feを析出強化させる元素であるが、含有
量が0.01質量％未満ではFeが 1.5〜 2.6質量％存在して
も析出強化に寄与しない。一方、含有量が 0.1質量％を
超えると導電性が低下するとともに、Feの固溶限が低下
し、鋳塊製造時に粗大な晶出物量が多くなり、その晶出
物がひずみ除去加熱の際の回復現象の核になり最終製品
で耐熱性が低下する。従って、 Pの含有量を0.01〜 0.1
質量％とする。
【０００９】Znは、 Pと同様に脱酸作用があるが、含有
量が0.01質量％未満では脱酸の効果が期待できない。一
方、含有量が 0.2質量％を超えると脱酸作用が飽和して
しまい、導電率も低下する。従って、Znの含有量を0.01
〜 0.2質量％とする。
量が0.01質量％未満では脱酸の効果が期待できない。一
方、含有量が 0.2質量％を超えると脱酸作用が飽和して
しまい、導電率も低下する。従って、Znの含有量を0.01
〜 0.2質量％とする。
【００１０】次に、析出Fe粒子の直径とその体積分率の
限定理由について、微細析出物の直径を40nm以下に限定
するのは、直径が40nmを超える大きさでは転位の移動・
消滅ならびにピン止め効果による再結晶粒の成長を妨ぐ
には有効ではなく、リードフレーム素材から最終製品
（リードフレーム）への打ち抜き加工の際に生じるひず
みを除去するための加熱の際に、回復及び再結晶粒の成
長を抑制できずに、耐熱性が低下するためである。
限定理由について、微細析出物の直径を40nm以下に限定
するのは、直径が40nmを超える大きさでは転位の移動・
消滅ならびにピン止め効果による再結晶粒の成長を妨ぐ
には有効ではなく、リードフレーム素材から最終製品
（リードフレーム）への打ち抜き加工の際に生じるひず
みを除去するための加熱の際に、回復及び再結晶粒の成
長を抑制できずに、耐熱性が低下するためである。
【００１１】直径を40nm以下の微細析出物の体積分率を
0.2％以上に限定するのは、微細析出物の直径が上記の
ように40nm以下であっても、その体積分率が 0.2％以下
では転位の移動・消滅ならびにピン止め効果による再結
晶粒の成長を妨ぐためには不十分な量であって、上記ひ
ずみを除去するための加熱の際に、回復及び再結晶粒の
生成・成長を抑制できずに、耐熱性が低下するためであ
る。従って、本発明では析出したFe粒子のうち直径が40
nm以下のFe粒子の合金中の体積分率を 0.2％以上とする
ものである。
0.2％以上に限定するのは、微細析出物の直径が上記の
ように40nm以下であっても、その体積分率が 0.2％以下
では転位の移動・消滅ならびにピン止め効果による再結
晶粒の成長を妨ぐためには不十分な量であって、上記ひ
ずみを除去するための加熱の際に、回復及び再結晶粒の
生成・成長を抑制できずに、耐熱性が低下するためであ
る。従って、本発明では析出したFe粒子のうち直径が40
nm以下のFe粒子の合金中の体積分率を 0.2％以上とする
ものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】Cu−Fe系合金材の化学成分がFe：
1.5〜 2.6質量％、 P：0.01〜 0.1質量％、Zn：0.01〜
0.2質量％となるように銅合金を溶解し、半連続鋳造法
にて造塊し、この後、得られた鋳塊を加熱し所定の厚み
まで熱間圧延する。更に、面削後、冷間圧延と中間焼鈍
を繰り返して、所定厚み（約 0.2mm程度）のリードフレ
ーム用Cu−Fe系合金材に製造する。なお、この製造過程
で、熱間圧延を比較的高い温度で終了させ、その後速や
かに水冷するとよく、これにより粗大なFeあるいはリン
化鉄（Fe-P）の析出が抑制される。
1.5〜 2.6質量％、 P：0.01〜 0.1質量％、Zn：0.01〜
0.2質量％となるように銅合金を溶解し、半連続鋳造法
にて造塊し、この後、得られた鋳塊を加熱し所定の厚み
まで熱間圧延する。更に、面削後、冷間圧延と中間焼鈍
を繰り返して、所定厚み（約 0.2mm程度）のリードフレ
ーム用Cu−Fe系合金材に製造する。なお、この製造過程
で、熱間圧延を比較的高い温度で終了させ、その後速や
かに水冷するとよく、これにより粗大なFeあるいはリン
化鉄（Fe-P）の析出が抑制される。
【００１３】
【実施例】表１に示す化学成分を有する銅合金をコアレ
ス炉にて溶解し、厚さ 150mm×幅600mm×長さ4000mmの
鋳塊を半連続鋳造法にて造塊した。これら各化学成分の
鋳塊を加熱後、熱間圧延にて厚さ16mmまで圧延した。そ
して更に面削後、冷間圧延と中間焼鈍を繰り返して、厚
さ約 0.2mmのリードフレーム用Cu−Fe系合金材を製造し
た。
ス炉にて溶解し、厚さ 150mm×幅600mm×長さ4000mmの
鋳塊を半連続鋳造法にて造塊した。これら各化学成分の
鋳塊を加熱後、熱間圧延にて厚さ16mmまで圧延した。そ
して更に面削後、冷間圧延と中間焼鈍を繰り返して、厚
さ約 0.2mmのリードフレーム用Cu−Fe系合金材を製造し
た。
【００１４】
【表１】
【００１５】上記で得たリードフレーム用Cu−Fe系合金
材より試験材を取り出し、その試験材を用いて、引張試
験、硬さ測定、導電率測定を行った。また、ひずみ除去
加熱後の強度測定の代わりに温度 450℃で 3分間加熱し
た後の硬さ測定を行った。これらの測定結果を表２に示
す。なお、表２に示す微細析出Fe粒子の直径は、透過型
電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観察、撮影した写真を用いて 1
個 1個測定しその平均を求めたものである。また、体積
分率は、観察時に測定した膜厚より観察体積を求め、そ
れと写真から求めた粒子の直径と数から求めた粒子の体
積との比率で求めたものである。また、表２に示す引張
強さ、硬さ、導電率等の目標値はこのリードフレーム用
Cu−Fe系合金材に要求されているものである。
材より試験材を取り出し、その試験材を用いて、引張試
験、硬さ測定、導電率測定を行った。また、ひずみ除去
加熱後の強度測定の代わりに温度 450℃で 3分間加熱し
た後の硬さ測定を行った。これらの測定結果を表２に示
す。なお、表２に示す微細析出Fe粒子の直径は、透過型
電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観察、撮影した写真を用いて 1
個 1個測定しその平均を求めたものである。また、体積
分率は、観察時に測定した膜厚より観察体積を求め、そ
れと写真から求めた粒子の直径と数から求めた粒子の体
積との比率で求めたものである。また、表２に示す引張
強さ、硬さ、導電率等の目標値はこのリードフレーム用
Cu−Fe系合金材に要求されているものである。
【００１６】
【表２】
【００１７】表２から明らかなように、本発明例No.1〜
3 は、引張特性、硬さ、導電率等が目標値を上回り、特
に耐熱性を示す 450℃× 3分加熱後硬さも高く、高強度
・高導電率を備えると共に高耐熱性を有していることが
分かる。
3 は、引張特性、硬さ、導電率等が目標値を上回り、特
に耐熱性を示す 450℃× 3分加熱後硬さも高く、高強度
・高導電率を備えると共に高耐熱性を有していることが
分かる。
【００１８】上記本発明例に対して、比較例No.4では、
Fe量が 1.4質量％と僅かに少なかったために、微細析出
Fe粒子の量、すなわち体積分率が0.18％と小さくなり、
結果、導電率と伸びが高くなったものの、引張強さ、耐
力、硬さが目標値を下回り、特に 450℃× 3分加熱にお
いて転位の移動・消滅を抑制することができず、回復現
象が進行し、加熱後の硬さが低くなり耐熱性が著しく劣
るものとなった。
Fe量が 1.4質量％と僅かに少なかったために、微細析出
Fe粒子の量、すなわち体積分率が0.18％と小さくなり、
結果、導電率と伸びが高くなったものの、引張強さ、耐
力、硬さが目標値を下回り、特に 450℃× 3分加熱にお
いて転位の移動・消滅を抑制することができず、回復現
象が進行し、加熱後の硬さが低くなり耐熱性が著しく劣
るものとなった。
【００１９】また、比較例No.5では、Fe量が 2.7質量％
と僅かに多かったために、鋳塊製造時に粗大な晶出物が
生成し、結果、引張強さ、耐力、硬さが目標値を上回っ
たものの、伸びが目標値を下回った。また、巨大な晶出
物、及び熱間圧延前の加熱あるいは中間焼鈍において生
成する巨大な析出物は、 450℃× 3分加熱において回復
現象の進行を妨げることができずに耐熱性が劣るものと
なった。
と僅かに多かったために、鋳塊製造時に粗大な晶出物が
生成し、結果、引張強さ、耐力、硬さが目標値を上回っ
たものの、伸びが目標値を下回った。また、巨大な晶出
物、及び熱間圧延前の加熱あるいは中間焼鈍において生
成する巨大な析出物は、 450℃× 3分加熱において回復
現象の進行を妨げることができずに耐熱性が劣るものと
なった。
【００２０】また、比較例No.6では、 P量が0.12質量％
と多かったために、 Pが固溶すると共にこの Pの固溶に
よりFeの固溶限が低下し、微細析出Fe粒子の直径とその
体積分率は満たすものの、特に 450℃× 3分加熱におい
て、鋳塊製造時に生成した晶出物が回復現象の核となっ
て進行し、加熱後の硬さが低くなり耐熱性が著しく劣る
ものとなった。
と多かったために、 Pが固溶すると共にこの Pの固溶に
よりFeの固溶限が低下し、微細析出Fe粒子の直径とその
体積分率は満たすものの、特に 450℃× 3分加熱におい
て、鋳塊製造時に生成した晶出物が回復現象の核となっ
て進行し、加熱後の硬さが低くなり耐熱性が著しく劣る
ものとなった。
【００２１】また、比較例No.7では、Zn量が0.25質量％
と多かったために、導電率が低下した。
と多かったために、導電率が低下した。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
半導体用リードフレームとして加熱後も強度低下の小さ
い、耐熱性に優れたリードフレーム用Cu−Fe系合金材を
提供することができる。
半導体用リードフレームとして加熱後も強度低下の小さ
い、耐熱性に優れたリードフレーム用Cu−Fe系合金材を
提供することができる。
Claims (1)
- 【請求項１】 Fe： 1.5〜 2.6質量％、 P：0.01〜 0.1
質量％、Zn：0.01〜0.2質量％を含有し、残部Cu及び不
可避不純物からなるリードフレーム用Cu−Fe系合金材で
あって、その内部組織が、析出したFe粒子のうち直径が
40nm以下のFe粒子の合金中の体積分率が 0.2％以上であ
ることを特徴とする耐熱性に優れたリードフレーム用Cu
−Fe系合金材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24401797A JPH1180862A (ja) | 1997-09-09 | 1997-09-09 | 耐熱性に優れたリードフレーム用Ｃｕ−Ｆｅ系合金材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24401797A JPH1180862A (ja) | 1997-09-09 | 1997-09-09 | 耐熱性に優れたリードフレーム用Ｃｕ−Ｆｅ系合金材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1180862A true JPH1180862A (ja) | 1999-03-26 |
Family
ID=17112479
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24401797A Pending JPH1180862A (ja) | 1997-09-09 | 1997-09-09 | 耐熱性に優れたリードフレーム用Ｃｕ−Ｆｅ系合金材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1180862A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6344171B1 (en) * | 1999-08-25 | 2002-02-05 | Kobe Steel, Ltd. | Copper alloy for electrical or electronic parts |
| JP2002294364A (ja) * | 2001-03-30 | 2002-10-09 | Kobe Steel Ltd | 電子・電気部品用銅合金板または条およびその製造方法 |
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