JPS60145341A - 半導体機器のリ−ド材用銅合金 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、半導体を要素とするＩＣ，ＬＳＩ等の機器の
リードフレーム用材料に関するものである。

これらの機器は、倒れも半導体の導体ペレット、リード
、ボンディングワイヤーによって構成されたものを・・
−メチツクシールあるいはプラスチックシール等により
封止したものであり、種々の型式のものが使用されてい
る。

従来、これら機器のリードフレーム材としてはコバール
、Ｆｅ４２％Ｎｉ　合金々どの鉄系材料、壕だリン青銅
やアロイ１．９４　（Ｃｕ−Ｆｅ−Ｚｎ−Ｐ　）、１９
５（Ｃｕ−Ｆｅ−ｃｏ−８ｎ−Ｐ　）　”ｌどの銅合金
が使用されていた。しかしながら、電子工業技術の進歩
により近年では材料コストの高いコバールやＦｅ−１↓
２％　Ｎｉ　合金から銅合金へと転換されると同時に、
銅合金の中でも高強度のもので、しかも高導電性を有す
る材料がめられている。

銅合金リードフレーム材料として、必要な特性は次の５
項目である。

（１）熱及び電気伝導性にすぐれていること。

（２）　耐熱性が良いこと。

（３）　曲げ加工性にすぐれていること。

（４）　強度が大きいこと。

（５）　メッキ密着性（半田付は性）が良いこと。

本発明はかかる状況に鑑み銅合金であっても充分にコバ
ール、４２合金に匹敵する強度をもち、耐熱性、曲げ加
工性メッキ密着性の良い材料の開発に力をそそいだ結果
、見出した合金であり、Ｓｎ０．５−１．０ｗｔ％、　
Ｃｒ　０．０５−１．２ｗｔ％、　Ｐ　Ｏ，０１−０，
３ｗｔ％を含み残部Ｃｕ　からなることを特徴とする。

このように本発明は、Ｃｕを基材としてこれにＳｎ。

Ｏｒ、Ｐを添加するものであり、Ｓｎを添加するととに
より、強度及び耐熱性を向上させるとともに、リードフ
レーム材に要求される熱、電気伝導性の大巾力劣化を抑
え、更にメッキ密着性、半田付けに羨 性を劣化させない作用をも吟だものでＳｎを０．０５〜
］、、０ｗｔ％に限定した理由は、Ｓｎが０．０５ｗｔ
％　未満では熱、電気的特性及びメッキ密着性は良好で
あるが強度的な向上が少々く、リードフレーム材として
、実用的ではない。Ｓ（ロ）ｉ　］、、Ｏｗｔ％をこえ
ると強度は増加するが、熱、電気的特性及びメッキ密着
性、の劣化が大きくなり実際的でなくなる。

次にＯｒはＣｕマトリ、ジス中に分散、析出して合ノＵ 金の熱的、電気的特性を劣化させることなく１堅を向上
させる。Ｏｒを０．０５〜１２ｗｔ％に限定した理由は
、０．０５ｗｔ％未満では耐熱性向上の効果が少なく０
０５〜１．２ｗｔ％　までは増加傾向にあるが、１．２
ｗｔ％を越えると耐熱性向上の効果は飽和してしまいそ
れ以上添加量を増加させても、耐熱性はもはや向上しな
いばかりでなくｃｒは加マトリック中に析出して異相を
作り、Ｃｕ基の部分に比較してメッキ密着性が悪く々り
半田付は性を劣化させ、実用的ではなくなるからである
。

又、ＰはＯｒと金属間化合物Ｏｒ　−Ｐ　を生成しＯｒ
とと 共存することにより強度、耐熱性柚さらに向」ニさせる
。Ｐを０．０１〜０．３ｗｔ％に限定した理由は、０．
０１ｗｔ熱、電気的特性の劣化が大きく実用的で々くな
る。

Ｊ？２１下に本発明の実施例について説明する。

黒鉛ルツボを使用して銅を溶解し、その湯面を木炭粉末
にて覆い、充分に溶解した後Ｐ、Ｏｒ、Ｓｎの順で元素
を添加、よく攪拌をした後、第１表に示す成分で巾１．
５０ｍ＋ｎ、長さ２００ｗｃ、厚さ２５ての鋳塊を得だ
。次に鋳塊表面を一面あたシ２．５祁面削した後、熱間
圧延を行なって厚さ８喘、巾１５０ｍの板を作った。し
かる後焼鈍と冷間圧延をくり返して、最終厚さ０．２５
ｗｌ１厚さの板材を得だ。尚中間焼鈍後の仕上圧延率ｌ
ＩＯ％である。

かくして得た供試板材について導電率、耐熱性、引張り
強さ、メッキ性、曲げ加工性を測定した。

その結果を第１表に示した。壕だ比較のだめ従来品であ
るコバール、アロイ１９４についてモ同様な測定を行い
第１表に併記した。

曲げ加工性はこの板材より巾１０ｍ＋＋長さ５０祁の短
冊試験片を切シ出しその中央部で１８０°密着曲げを行
い、該曲げ部の表面状態を観察し、割れ、しわの発生が
なく平滑Ａものを曲げ加工性が良いということで○印、
割れが明らかに発生しているものを曲げ加工性が不良と
いうことでＸ印、その中間で割れ、しわがわずかに発生
しているものを△印で表わした。

導電率及び引張り強さの測定はＪＩＳ−ＨＯ５０５、Ｊ
ＩＳ−Ｚ２２１ｔｌ　に基いて行なった。

材 また耐熱性は前記圧延榊よりＪＩＳ　−２２２０１に規
定する引張り試験片を切り出し、これをアルゴンガス雰
囲気中で４００℃５分間加熱焼鈍しだ後引張り試験を行
ない、その引張り強さを焼鈍前と比較し低下率が５０グ
以下のものを耐熱性良好として○印、、３０％を越える
ものを耐熱性不良としてＸ印で表わした。

メッキ密着性は圧延材より３０Ｘ３０ｙｎ＋ｎのサンプ
ルを切り出し、表面脱脂→酸洗（サンプル表面０．３μ
溶解）Ａｇメッキ（５μ）→加熱（温度１ｉ５０℃５分
間保持）の処理後表面観察を行なって表面のフクレの有
無を調べ、フクレ２個以下を○印、３〜６個をΔ印、７
個以上をＸ印で表わした。

第　１　表 第１表から明らかな如く本発明合金は導電率７２〜８８
％ＩＡＣｓ引張り強さ４２〜５２　Ｋｙ＆／；ｎＡの特
性を示しメッキ密着性曲げ加工性、耐熱性が良好であり
、従来合金である鉄系、コバールよりはるかに優れた導
電性（熱電導性）を有しメッキ密着性も良く、従来使用
されている銅合金のアロイ１９４より導電性が良好であ
り、耐熱性メッキ密着性も優れていることが判る。

これに対し、本発明合金の組成範囲よＪ　Ｓｎ含有量、
Ｏｒ含有量、Ｐ含有量のいずれか１種又は２種が少ない
比較合金Ｎα１０　、１．２　、　］Ｊ　、１６ではい
ずれも耐熱性は改善されず、本発明合金の組成範囲より
、Ｓｎ含有量、Ｃｒ含有匍のいずれか１種又は２種が多
いＮαＬｌ、１３，１５．１７では引張り強度、耐熱性
は充分であるが、導電性の低下が著しくメッキ密着性も
悪いことがわかる。

以上詳述したように、本発明合金はＰを含有することに
より、０ｒ−Ｐ　が共存し、より優れた強度、耐熱性と
充分な導電性を併せ持ち、かつ曲げ加工性メッキ密着性
も良好な銅合金であり、半導体機器のリード材として顕
著な効果を奏するものである。１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｓｎ　Ｏ，０５−１，０ｗｔ％、　Ｏｒ　０．０５−１
   ．２ｗｔ％、　Ｐ　Ｏ，０１−０，５ｗｔ％を含み残部
   Ｇｕからなることを特徴とする半導体機器のリード材用
   銅合金。