JPS63143231A - リ−ドフレ−ム用銅合金 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、主に半導体装置のリードフレーム用として使
用されるＣｕ合金に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に半導体を要素とする集積回路用リードフレームに
は次のような特性が要求される。

（１）電気および熱の伝導性が良いこと。

（２）機械的強度が高いこと、 （３）繰り返し曲げ性に優れていること、（４）耐熱性
が良いこと（軟化温度が高いこと）、（５）めっき性が
良いこと、 （６）はんだ付性が良いこと。

しかしながら、従来よりリードフレーム材料として用い
られているＦｅ−４２Ｎｉ合金は機械的強度や耐熱性に
優れているが、電気および熱伝導性が悪く、また、すす
入銅、鉄人鋼は強度に問題があり、リン青銅は耐熱性が
悪いなどそれぞれ欠点を有していた。

このような点から本発明者らは高強度でしかも高電導度
を有する材料として特願昭５９−３８６１６号、同５９
−２７９８５９号、同５９−２７９８６０号、同５９−
２７９８６１号にＮ　ｉ−Ｔ　ｉを含有したＣｕ合金を
提案した。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、従来のＮｉ−Ｔｉを含有するＣｕ合金は高強
度、高伝導度、耐熱性を具備するものの、リードフレー
ムの重要な特性である繰り返し曲げ性やめっき性に悪影
響を及ぼすという問題が生じた。

本発明は、高強度と高電導性、耐熱性を兼ね備え、さら
に良好な繰り返し曲げ性とめっき性を有するリードフレ
ーム用銅合金の提供を目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者は、繰り返し曲げ性とめっき性に悪影響を及ぼ
す原因を追及した結果、Ｎｉ、Ｔｉを含有するＣｕ合金
では合金中に粗大な金属間化合物が晶出しており、それ
らがリードフレームの重要な特性である繰り返し曲げ性
やめっき性に悪影響を及ぼすのではないかと推測するに
到った。そこでこの晶出物につき種々検討した結果、こ
の晶出物粒径が３μｍ以下であれば繰り返し曲げ性やめ
っき性の問題を解消することができることを見出した。

すなわち本発明は１重量比で少なくとも０．８〜４．０
％のＮｉと０．２〜４，０％のＴｉをＮｉ（％）／Ｔｉ
（％）が１〜４の範囲で含むリードフレーム用銅合金に
おいて、晶出物の粒径が３μｍ以下であることを特徴と
するリードフレーム用銅合金である。

以下本発明の成分限定理由について述べる。

本発明において、ＮｉとＴ１はＮ　ｉ−Ｔ　ｉ系の金属
間化合物を析出して合金を強化するのに必要な元素であ
り、その効果を十分ならしめるためにそれぞれ最低０．
８％、０．２％必要であるが、ＮｉあるいはＴｉの量が
４％を越えると未固溶の金属間化合物が増加して合金の
加工性や延性を低めるので、それぞれ０．８〜４．０％
、０．２〜４．０％の範囲とする。またＮｉ（％）／Ｔ
ｉ（％）が１より小さいかあるいは４より大きいとそれ
ぞれ固溶してマトリックス中に残存するＮｉおよびＴｉ
の量が増加して電導度を低下させるので、この比を１〜
４の範囲とする。

本発明におけるＣｕ合金は必要に応じてＮｉ。

Ｔｉ以外の合金元素を含むことができる。Ｍ　ｎ。

Ｍｇ、およびＺｎは、半田耐候性を改善する合金元素で
あるが、今のところその機構については不明点が多い。

おそらく、合金中の微量固溶している元素の半田付は界
面への拡散移動を抑制し、半田／母材界面にＴｉやＮｉ
とＳｎとのもろい金属間化合物が形成されるのを防いで
いるものと推定されるが、その含有量がＭｎあるいはＺ
ｎの場合は、０．１％未満、Ｍｇの場合は０．０５％未
満では十分な効果が得られず、逆にＭｎあるいはＺｎを
１．０％を越えて含有せしめても、またＭｇの場合０．
６％を越えて含有せしめてもそれ以上の効果は得られな
いうえ１合金の電気伝導度が低下し過ぎるため、それぞ
れＭｎ０．１〜］、、Ｏ％、Ｍｇ　０．０５−０．６％
、　　Ｚｎ　Ｏ，１＝１．０％の範囲とした。

またＭｎ、ＺｎおよびＭｇを複合的に含有せしめる場合
、その総和が１．０％を越えると合金の電気伝導度の低
下が無視できなくなるため、その総和量をＯ，ＯＳ〜１
．０％の範囲とした。

上記のＣｕ合金は一般に１０００℃以下での鍛造、溶体
化処理、熱間圧延、および焼鈍と冷間圧延の繰り返しの
工程に従って製造されるが、本発明者が種々実験検討し
た結果、冷間圧延工程に至る前のいずれかの工程で充分
高温域において充分なる時間、ソーキング処理を施すこ
とにより、溶製時に合金中に晶出したＮ　ｉ−Ｔ　ｉの
粗大な金属間化合物の粒径を３μｍ以下に制御すること
ができる。

〔実施例〕

第１表に示した本発明に係る各種組成の合金を高周波誘
導溶解炉にて溶製した。一部は、インゴットの状態で１
０１０−１０５０℃で２−５０Ｈｒのソーキング処理後
、鍛造および熱間圧延により、また一部は鍛造後、スラ
ブの状態で１０１０〜１０５０℃で２〜５０Ｈｒのソー
キング処理後、熱間圧延によりそれぞれ５Ｉの板とした
。ついで研削により表面のスケールを除去したのち冷間
圧延、軟化焼鈍を繰り返し、最終冷間圧延率５０％にて
板厚０．２５ｍｍに仕上げ、４５０℃で時効処理をし試
料とした。

こうして調整された試料の評価として、晶出物の粒径の
副室、めっきフクレの有無、繰り返し曲げ特性の副室を
行なった。晶出物については、圧延方向に平行な断面を
埋込み研磨後光学顕微鏡にて観察した。

第１図、第２図は、それぞれ試料番号２．１５に対応す
る光学顕微鏡写真である。第２図の比較合金は粗大晶出
物を含むのに対し、第１図の本発明の合金は、粗大晶出
相が消失している。めっきフクレについては、試料に厚
さ４μのＡｇめっきを施し、５００℃で３分間のベーキ
ングテストをしたのち、発生したフクレの数を測定した
。繰り返し曲げ性については、厚さ０．２５ｍｍ、幅Ｌ
ｏｗ、長さ４０ｍの試料を用いて９０’曲げを繰り返し
、破断するまでの回数を数えた。

第１表に示すごとく、本発明リードフレーム用銅合金（
１〜１１）は、いずれもめっき性が向上（フクレ数が減
少）し、繰り返し曲げ性も良好な値を示している。これ
に対して、比較例に示したようにソーキング処理を行な
わないか、あるいはソーキング温度が低い場合には１合
金中に粗大晶出物が残り、めっき性や繰り返し曲げ性が
劣化することがわかる。

第２表は、第１表に例示した本発明合金と従来合金およ
び比較例の引張強度、電気伝導度、軟化温度を示したも
のである。なお、比較合金Ｎｏ、２２゜Ｎｏ、２３のＮ
ｉ（％）／Ｔｉ（％）比は、それぞれ０．３．２０で本
発明から外れるものである。

第１表、第２表より本発明合金は、従来合金に比べ高強
度、高伝導度、耐熱性を兼ね備え、さらに良好な繰り返
し曲げ性とめっき性を有することがわかった。

〔発明の効果〕

本発明によれば、高強度と高電導性、耐熱性を兼ね備え
、さらに良好な繰り返し曲げ性とめっき性を有するＮ　
ｉ−Ｔ　ｉ含有合金を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の断面金属組織写真、第２図
は従来製造方法により得られた合金の断面金属組織写真
である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　重量比で少なくとも０．８〜４．０％のＮｉと０．
   ２〜４．０％のＴｉをＮｉ（％）／Ｔｉ（％）が１〜４
   の範囲で含むリードフレーム用銅合金において、晶出物
   の粒径が３μｍ以下であることを特徴とするリードフレ
   ーム用銅合金。 ２　Ｃｕ合金がＮｉ０．８〜４．０％、Ｔｉ０．２〜４
   ．０％（ただしＮｉ（％）／Ｔｉ（％）が１〜４）、さ
   らにＭｇ０．０５〜０．６％、Ｍｎ０．１〜１．０％お
   よびＺｎ０．１〜１．０％のうち１種又は２種以上をＭ
   ｇ＋Ｍｎ＋Ｚｎの合計で０．０５〜１．０％含有し、残
   部実質的にＣｕである特許請求の範囲第１項記載のリー
   ドフレーム用銅合金。