JPS6215622B2 - - Google Patents
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- JPS6215622B2 JPS6215622B2 JP58233702A JP23370283A JPS6215622B2 JP S6215622 B2 JPS6215622 B2 JP S6215622B2 JP 58233702 A JP58233702 A JP 58233702A JP 23370283 A JP23370283 A JP 23370283A JP S6215622 B2 JPS6215622 B2 JP S6215622B2
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- Japan
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- weight
- alloy
- copper
- strength
- lead
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- 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.)
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- Conductive Materials (AREA)
Description
本発明はトランジスタや集積回路（IC）など
の半導体機器のリード材に適する銅合金に関する
ものである。 従来、半導体機器のリード材としては熱膨張係
数が低く、素子およびセラミツクスとの接着およ
び封着性の良好なコバール合金、42合金などの高
ニツケル合金が好んで使われてきた。しかし近年
半導体回路の集積度の向上に伴ない消費電力の高
いICが多くなつてきたことと、封止材料として
樹脂が多く使用され、かつ素子とリードフレーム
の接着もペーストが多く用いられたことにより、
使用されるリード材も放熱性のよい銅基合金が使
われるようになつてきた。しかし、リード材とし
ては熱伝導性が良い、耐熱性が良い、ハンダ付け
性・メツキ密着性が良い、強度が高い、廉価であ
る等の広範な諸条件を全て満足する必要がある。
従来より使用されている無酸素銅、すず入り銅、
りん青銅、鉄入り銅などの銅基合金は何れも一長
一短があり、必ずしも満足し得るものではない。
たとえば無酸素銅では強度、耐熱性が低く、すず
入り銅、鉄入り銅では強度的に満足できず、りん
青銅では熱伝導性、耐熱性が低いという欠点を有
している。かかる点に鑑み、従来の銅基合金のも
つ欠点を改良し、半導体機器のリード材として好
適な諸特性を有する銅合金としてCu−Ni−Si合
金が提供されているが、強度的に完全に満足でき
るものではないので、本発明はCu−Ni−Si合金
をさらに改良し、半導体機器のリード材としてよ
り優れた諸特性を有する銅合金を提供しようとす
るものである。 本発明は、 Ni；1.0超〜4.0重量％、 Si；0.3超〜1.0重量％、 Cu及び不可避不純物；残り、 からなる合金にさらに副成分としてMn0.01〜1.0
重量％及び Ｐ；0.001〜0.1重量％、 As；0.001〜0.1重量％、 Sb；0.001〜0.1重量％、 Fe；0.01〜1.0重量％、 Co；0.01〜1.0重量％、 Cr；0.01〜1.0重量％、 Sn；0.01〜1.0重量％、 Al；0.01〜1.0重量％、 Ti；0.01〜1.0重量％、 Zr；0.01〜1.0重量％、 Mg；0.01〜1.0重量％、 Be；0.01〜1.0重量％、 Zn；0.01〜1.0重量％、 からなる群より選択された１種以上を総量で
0.001〜2.0重量％添加した組成を有することを特
徴とする半導体機器のリード材用銅合金ならびに Ni；1.0超〜4.0重量％、 Si；0.3超〜1.0重量％、 Cu及び不可避不純物；残り、 からなる合金にさらに副成分としてMn0.01〜1.0
重量％及び Ｐ；0.001〜0.1重量％、 As；0.001〜0.1重量％、 Sb；0.001〜0.1重量％、 Fe；0.01〜1.0重量％、 Co；0.01〜1.0重量％、 Cr；0.01〜1.0重量％、 Sn；0.01〜1.0重量％、 Al；0.01〜1.0重量％、 Ti；0.01〜1.0重量％、 Zr；0.01〜1.0重量％、 Mg；0.01〜1.0重量％、 Be；0.01〜1.0重量％、 Zn；0.01〜1.0重量％、 からなる群より選択された１種以上を総量で
0.001〜2.0重量％添加した組成を有し、かつ合金
中に含まれるO2が10ppm以下であることを特徴
とする半導体機器のリード材用銅合金である。 以上の本発明に係る合金はリード材に要求され
る放熱性、耐熱性、強度、ハンダ付け性、さらに
メツキ密着性等に優れている。 次に本発明合金を構成する合金成分の限定理由
を説明する。Niは所定量のSiと共に添加すること
により、本発明合金の強度を高め、しかも高導電
性を維持する効果があるが、Ni含有量が1.0重量
％以下では、リードフレーム材の中でも、特に強
度を必要とするリードフレーム材においては強度
が不十分である。またNi含有量が4.0重量％を超
えると加工性およびハンダ付け性が低下して好ま
しくない。Siの含有量を0.3重量％を超え、1.0重
量％以下とする理由は、Siの含有量が0.3重量％
以下ではNiを共添してもリードフレーム材の中
で特に高強度を必要とするリードフレーム材にお
いては強度が不十分であり、Si含有量が1.0重量
％を超えると加工性が急速に悪化し、またハンダ
付け性も低下するので、上記1.0重量％を上限と
する範囲におさえる必要がある。 さらにMnが0.01％未満では高強度でかつ耐食
性の合金が得られず、また1.0重量％を超えると
導電性の低下およびハンダ付け性の低下が著しく
なる為である。またＰ，As，Sb，Fe，Co，
Cr，Sn，Al，Ti，Zr，Mg，Be，Znの所定量の
添加によりMnの添加による効果を向上させるこ
とができ、それらの総量が0.001重量％未満で
は、高強度でかつ耐食性のある合金が得られず、
また2.0重量％を超えると導電性の低下およびハ
ンダ付け性の低下が著しくなる為である。また、
本発明合金においては、通常不純物として
10ppmをこえる酸素が含有されているが、さら
にこの不純物として含有される酸素を10ppm以
下とした理由は、酸素含有量を10ppm以下とす
ることにより、メツキ密着性が著しく改善される
為である。 O210ppm以下とするには溶解時に銅原料とし
て10ppm以下の無酸素銅を使用し、さらに酸素
が侵入しないように大気溶解（フラツクス、木炭
等による表面被覆）、不活性雰囲気溶解、還元ガ
ス雰囲気溶解（CO等）を行い鋳造する。 又、銅原料として10ppmを超える銅を用いる
場合は、カーボン、CO等の還元性物質により溶
湯状態で脱酸をし、無酸素銅を使用したと同じ条
件にすることも可能である。 以下に本発明合金を実施例で説明する。 実施例 第１表に示される本発明合金に係る各種成分組
成のインゴツトを高周波溶解炉で大気、不活性又
は還元性雰囲気中で溶解鋳造した。次にこれを
800℃で熱間圧延し、厚さ４mmの板とした。次に
この板を通常の酸洗処理した後、冷間圧延で厚さ
1.0mmとした。さらに750℃にて５分間の焼鈍を施
した後、冷間圧延で厚さ0.4mmの板とした。最後
にこの板を450℃にて１時間熱処理し試料とし
た。このようにして調整された試料の評価とし
て、強度は引張試験、耐熱性は加熱時間30分にお
ける軟化開始温度、導電性（放熱性）は電気伝導
率（％IACS）によつて示した。ハンダ付け性は
垂直式浸漬法で230℃のハンダ浴（すず60−鉛
40）に５秒間浸漬し、ハンダのぬれの状態を目視
観察した。メツキ密着性は試料に厚さ３μのAg
メツキを施し、450℃にて５分間加熱して表面に
発生するフクレの数を目視観察した。これらの結
果を比較合金とともに第１表に示した。 第１表に示すごとく本発明に係る合金は十分な
導電性とすぐれた耐熱性、強度、ハンダ付け性お
よび耐食性を兼ね具えることが明らかであり、本
発明合金は半導体機器のリード材として最適な合
金である。
の半導体機器のリード材に適する銅合金に関する
ものである。 従来、半導体機器のリード材としては熱膨張係
数が低く、素子およびセラミツクスとの接着およ
び封着性の良好なコバール合金、42合金などの高
ニツケル合金が好んで使われてきた。しかし近年
半導体回路の集積度の向上に伴ない消費電力の高
いICが多くなつてきたことと、封止材料として
樹脂が多く使用され、かつ素子とリードフレーム
の接着もペーストが多く用いられたことにより、
使用されるリード材も放熱性のよい銅基合金が使
われるようになつてきた。しかし、リード材とし
ては熱伝導性が良い、耐熱性が良い、ハンダ付け
性・メツキ密着性が良い、強度が高い、廉価であ
る等の広範な諸条件を全て満足する必要がある。
従来より使用されている無酸素銅、すず入り銅、
りん青銅、鉄入り銅などの銅基合金は何れも一長
一短があり、必ずしも満足し得るものではない。
たとえば無酸素銅では強度、耐熱性が低く、すず
入り銅、鉄入り銅では強度的に満足できず、りん
青銅では熱伝導性、耐熱性が低いという欠点を有
している。かかる点に鑑み、従来の銅基合金のも
つ欠点を改良し、半導体機器のリード材として好
適な諸特性を有する銅合金としてCu−Ni−Si合
金が提供されているが、強度的に完全に満足でき
るものではないので、本発明はCu−Ni−Si合金
をさらに改良し、半導体機器のリード材としてよ
り優れた諸特性を有する銅合金を提供しようとす
るものである。 本発明は、 Ni；1.0超〜4.0重量％、 Si；0.3超〜1.0重量％、 Cu及び不可避不純物；残り、 からなる合金にさらに副成分としてMn0.01〜1.0
重量％及び Ｐ；0.001〜0.1重量％、 As；0.001〜0.1重量％、 Sb；0.001〜0.1重量％、 Fe；0.01〜1.0重量％、 Co；0.01〜1.0重量％、 Cr；0.01〜1.0重量％、 Sn；0.01〜1.0重量％、 Al；0.01〜1.0重量％、 Ti；0.01〜1.0重量％、 Zr；0.01〜1.0重量％、 Mg；0.01〜1.0重量％、 Be；0.01〜1.0重量％、 Zn；0.01〜1.0重量％、 からなる群より選択された１種以上を総量で
0.001〜2.0重量％添加した組成を有することを特
徴とする半導体機器のリード材用銅合金ならびに Ni；1.0超〜4.0重量％、 Si；0.3超〜1.0重量％、 Cu及び不可避不純物；残り、 からなる合金にさらに副成分としてMn0.01〜1.0
重量％及び Ｐ；0.001〜0.1重量％、 As；0.001〜0.1重量％、 Sb；0.001〜0.1重量％、 Fe；0.01〜1.0重量％、 Co；0.01〜1.0重量％、 Cr；0.01〜1.0重量％、 Sn；0.01〜1.0重量％、 Al；0.01〜1.0重量％、 Ti；0.01〜1.0重量％、 Zr；0.01〜1.0重量％、 Mg；0.01〜1.0重量％、 Be；0.01〜1.0重量％、 Zn；0.01〜1.0重量％、 からなる群より選択された１種以上を総量で
0.001〜2.0重量％添加した組成を有し、かつ合金
中に含まれるO2が10ppm以下であることを特徴
とする半導体機器のリード材用銅合金である。 以上の本発明に係る合金はリード材に要求され
る放熱性、耐熱性、強度、ハンダ付け性、さらに
メツキ密着性等に優れている。 次に本発明合金を構成する合金成分の限定理由
を説明する。Niは所定量のSiと共に添加すること
により、本発明合金の強度を高め、しかも高導電
性を維持する効果があるが、Ni含有量が1.0重量
％以下では、リードフレーム材の中でも、特に強
度を必要とするリードフレーム材においては強度
が不十分である。またNi含有量が4.0重量％を超
えると加工性およびハンダ付け性が低下して好ま
しくない。Siの含有量を0.3重量％を超え、1.0重
量％以下とする理由は、Siの含有量が0.3重量％
以下ではNiを共添してもリードフレーム材の中
で特に高強度を必要とするリードフレーム材にお
いては強度が不十分であり、Si含有量が1.0重量
％を超えると加工性が急速に悪化し、またハンダ
付け性も低下するので、上記1.0重量％を上限と
する範囲におさえる必要がある。 さらにMnが0.01％未満では高強度でかつ耐食
性の合金が得られず、また1.0重量％を超えると
導電性の低下およびハンダ付け性の低下が著しく
なる為である。またＰ，As，Sb，Fe，Co，
Cr，Sn，Al，Ti，Zr，Mg，Be，Znの所定量の
添加によりMnの添加による効果を向上させるこ
とができ、それらの総量が0.001重量％未満で
は、高強度でかつ耐食性のある合金が得られず、
また2.0重量％を超えると導電性の低下およびハ
ンダ付け性の低下が著しくなる為である。また、
本発明合金においては、通常不純物として
10ppmをこえる酸素が含有されているが、さら
にこの不純物として含有される酸素を10ppm以
下とした理由は、酸素含有量を10ppm以下とす
ることにより、メツキ密着性が著しく改善される
為である。 O210ppm以下とするには溶解時に銅原料とし
て10ppm以下の無酸素銅を使用し、さらに酸素
が侵入しないように大気溶解（フラツクス、木炭
等による表面被覆）、不活性雰囲気溶解、還元ガ
ス雰囲気溶解（CO等）を行い鋳造する。 又、銅原料として10ppmを超える銅を用いる
場合は、カーボン、CO等の還元性物質により溶
湯状態で脱酸をし、無酸素銅を使用したと同じ条
件にすることも可能である。 以下に本発明合金を実施例で説明する。 実施例 第１表に示される本発明合金に係る各種成分組
成のインゴツトを高周波溶解炉で大気、不活性又
は還元性雰囲気中で溶解鋳造した。次にこれを
800℃で熱間圧延し、厚さ４mmの板とした。次に
この板を通常の酸洗処理した後、冷間圧延で厚さ
1.0mmとした。さらに750℃にて５分間の焼鈍を施
した後、冷間圧延で厚さ0.4mmの板とした。最後
にこの板を450℃にて１時間熱処理し試料とし
た。このようにして調整された試料の評価とし
て、強度は引張試験、耐熱性は加熱時間30分にお
ける軟化開始温度、導電性（放熱性）は電気伝導
率（％IACS）によつて示した。ハンダ付け性は
垂直式浸漬法で230℃のハンダ浴（すず60−鉛
40）に５秒間浸漬し、ハンダのぬれの状態を目視
観察した。メツキ密着性は試料に厚さ３μのAg
メツキを施し、450℃にて５分間加熱して表面に
発生するフクレの数を目視観察した。これらの結
果を比較合金とともに第１表に示した。 第１表に示すごとく本発明に係る合金は十分な
導電性とすぐれた耐熱性、強度、ハンダ付け性お
よび耐食性を兼ね具えることが明らかであり、本
発明合金は半導体機器のリード材として最適な合
金である。
【表】
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Ni；1.0超〜4.0重量％、 Si；0.3超〜1.0重量％、 Cu及び不可避不純物；残り からなる合金にさらに副成分としてMn；0.01〜
1.0重量％及び、 Ｐ；0.001〜0.1重量％、 As；0.001〜0.1重量％、 Sb；0.001〜0.1重量％、 Fe；0.01〜1.0重量％、 Co；0.01〜1.0重量％、 Cr；0.01〜1.0重量％、 Sn；0.01〜1.0重量％、 Al；0.01〜1.0重量％、 Ti；0.01〜1.0重量％、 Zr；0.01〜1.0重量％、 Mg；0.01〜1.0重量％、 Be；0.01〜1.0重量％、 Zn；0.01〜1.0重量％、 からなる群より選択された１種以上を総量で
0.001〜2.0重量％添加した組成を有することを特
徴とする半導体機器のリード材用銅合金。 ２ Ni；1.0超〜4.0重量％、 Si；0.3超〜1.0重量％、 Cu及び不可避不純物；残り からなる合金にさらに副成分としてMn；0.01〜
1.0重量％及び、 Ｐ；0.001〜0.1重量％、 As；0.001〜0.1重量％、 Sb；0.001〜0.1重量％、 Fe；0.01〜1.0重量％、 Co；0.01〜1.0重量％、 Cr；0.01〜1.0重量％、 Sn；0.01〜1.0重量％、 Al；0.01〜1.0重量％、 Ti；0.01〜1.0重量％、 Zr；0.01〜1.0重量％、 Mg；0.01〜1.0重量％、 Be；0.01〜1.0重量％、 Zn；0.01〜1.0重量％、 からなる群より選択された１種以上を総量で
0.001〜2.0重量％添加した組成を有し、かつ合金
中に含まれるO2が10ppm以下であることを特徴
とする半導体機器のリード材用銅合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23370283A JPS59145749A (ja) | 1983-12-13 | 1983-12-13 | 半導体機器のリ−ド材用銅合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23370283A JPS59145749A (ja) | 1983-12-13 | 1983-12-13 | 半導体機器のリ−ド材用銅合金 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57006061A Division JPS58124254A (ja) | 1982-01-20 | 1982-01-20 | 半導体機器のリ−ド材用銅合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59145749A JPS59145749A (ja) | 1984-08-21 |
| JPS6215622B2 true JPS6215622B2 (ja) | 1987-04-08 |
Family
ID=16959204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23370283A Granted JPS59145749A (ja) | 1983-12-13 | 1983-12-13 | 半導体機器のリ−ド材用銅合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59145749A (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5949293B2 (ja) * | 1982-06-05 | 1984-12-01 | 株式会社神戸製鋼所 | 電気電子部品用銅合金及びその製造法 |
| JPS61157651A (ja) * | 1984-12-28 | 1986-07-17 | Hitachi Metals Ltd | リ−ドフレ−ム用銅合金 |
| JPS60218440A (ja) * | 1984-04-13 | 1985-11-01 | Furukawa Electric Co Ltd:The | リ−ドフレ−ム用銅合金 |
| US4656003A (en) * | 1984-10-20 | 1987-04-07 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Copper alloy and production of the same |
| US4692192A (en) * | 1984-10-30 | 1987-09-08 | Ngk Insulators, Ltd. | Electroconductive spring material |
| US4594221A (en) * | 1985-04-26 | 1986-06-10 | Olin Corporation | Multipurpose copper alloys with moderate conductivity and high strength |
| US4606889A (en) * | 1985-11-07 | 1986-08-19 | Cabot Corporation | Copper-titanium-beryllium alloy |
| JPS6396232A (ja) * | 1986-10-09 | 1988-04-27 | Kobe Steel Ltd | プラスチツク．ピン・グリツド・アレイｉｃリ−ドピン用銅合金およびその製造方法 |
| US7182823B2 (en) | 2002-07-05 | 2007-02-27 | Olin Corporation | Copper alloy containing cobalt, nickel and silicon |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5278621A (en) * | 1975-12-26 | 1977-07-02 | Tamagawa Kikai Kinzoku Kk | Copper alloy for lead frames of semiconductor elements |
| JPS54402A (en) * | 1977-06-02 | 1979-01-05 | Kokusai Kikou Kk | Work of protecting normal plane suitable for planting and its method of construction |
| JPS54100257A (en) * | 1978-01-25 | 1979-08-07 | Toshiba Corp | Lead frame |
| JPS5616642A (en) * | 1979-07-20 | 1981-02-17 | Furukawa Kinzoku Kogyo Kk | High-strength corrosion-resistant copper alloy |
| JPS5834536B2 (ja) * | 1980-06-06 | 1983-07-27 | 日本鉱業株式会社 | 半導体機器のリ−ド材用の銅合金 |
| JPS5895850A (ja) * | 1981-12-02 | 1983-06-07 | Kobe Steel Ltd | 集積回路のリ−ドフレ−ム用銅合金 |
| JPH05106A (ja) * | 1991-06-25 | 1993-01-08 | Matsushita Electric Works Ltd | ミラーキヤビネツト |
-
1983
- 1983-12-13 JP JP23370283A patent/JPS59145749A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59145749A (ja) | 1984-08-21 |
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