JPS6338413B2

JPS6338413B2 -

Info

Publication number: JPS6338413B2
Application number: JP60208096A
Authority: JP
Inventors: Hidetoshi Akutsu; Takuro Iwamura; Masao Kobayashi
Original assignee: Mitsubishi Metal Corp
Current assignee: Mitsubishi Metal Corp
Priority date: 1985-09-20
Filing date: 1985-09-20
Publication date: 1988-07-29
Also published as: JPS6270541A

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕この発明は、ICやLSIなどの半導体装置の製造
に用いられるCu合金リード素材に関するもので
ある。〔従来の技術〕一般に、半導体装置のリード材となるCu合金
リード素材には、 (1) 良好なプレス打抜き性、 (2) 半導体素子の加熱接着あるいは加熱拡散圧着
に際して熱歪および熱軟化が生じない耐熱性、 (3) 良好な放熱性と導電性、 (4) 半導体装置の輸送あるいは電気機器への組込
みに際して曲がりや繰り返し曲げによつて破損
が生じない強度および伸び、が要求され、特性的には、特定使用分野に限つて
見れば、強度を評価する目的で、引張り強さ：40Kgｆ／
mm²以上、伸び：４％以上、放熱性および導電性を評価する目的で、導電
率：50％IACS以上、耐熱性を評価する目的で、軟化点：400℃以上、
を具備することが必要とされるが、これらの特性
を有するCu合金リード素材としては材料的に多
数のものが提案され、実用に供されている。〔発明が解決しようとする問題点〕しかし、近年の半導体装置における集積度の
益々の向上に伴つて、Cu合金リード素材には、
上記の特性を具備した上で、さらに高強度が要求
されるようになつており、この要求に十分対応で
きる特性を具備したCu合金リード素材の開発が
強く望まれている。〔問題点を解決するための手段〕そこで、本発明者等は、上述のような観点か
ら、半導体装置用Cu合金リード素材に要求され
る特性を具備した上で、さらに一段と高強度を有
するCu合金リード素材を開発すべく研究を行な
つた結果、重量％で（以下％は重量％を示す）、 Cr：0.05〜１％、 Zr：0.005〜0.3％、の１種または２種を含有し、Ｃ：５〜60ppm、を含有し、さらに、 Ni、Sn、Fe、Co、およびBeのうちの１種ま
たは２種以上（以下、これらを第１群金属とい
う）：0.005〜２％、 Mg、Si、Al、Zn、Mn、Ｂ、Ｐ、Li、Ｙ、お
よび希土類元素のうちの１種または２種以上（以
下、これらを第２群金属という）：0.001〜１％、 Ti、Nb、Ｖ、Ta、Hf、Mo、およびＷのうち
の１種または２種以上（以下、これらを第３群金
属という）：0.005〜２％、以上第１〜３群金属のうちのいずれか、または２
種以上を含有し、残りがCuと不可避不純物（た
だし酸素含有量は35ppm以下）からなる組成を有
するCu合金で構成されたリード素材は、引張り強さ：50Kgｆ／mm²以上、伸び：６％以上、導電率：50％IACS以上、軟化駆点：400℃以上、の特性を有し、これらの特性を有するCu合金リ
ード素材は、集積度の高い半導体装置のリード材
として十分満足する性能を発揮するという知見を
得たのである。この発明は、上記知見にもとづいてなされたも
のであつて、以下に成分組成を上記の通りに限定
した理由を説明する。 (a) CrおよびZr これらの成分には、強度および耐熱性を向上
させる作用があるが、その含有量がそれぞれ
Cr：0.05％未満、およびZr：0.005％未満では
前記作用に所望の効果が得られず、一方その含
有量が、それぞれCr：１％およびZr：0.3％を
越えると、非金属介在物が発生し易くなつて、
めつき性や導電率が低下するようになることか
ら、その含有量をCr：0.05〜１％、Zr：0.005
〜0.3％と定めた。 (b) ＣＣ成分には、炭化物を形成して、結晶粒およ
び析出物の微細化に寄与し、もつて強度を向上
させる作用があるが、その含有量が5ppm未満
では所望の高強度を確保することができず、一
方その含有量が60ppmを越えると塑性加工性が
低下するようになることから、この含有量を５
〜60ppmと定めた。ただし、この場合、不可避
不純物としての酸素含有量が35ppmを越える
と、Ｃ成分が5ppm未満となつてしまい、すな
わち5ppm以上のＣ成分を含有させることが困
難となつて、所望の高強度を確保することがで
きなくなるので、酸素含有量は35ppm以下とし
なければならない。 (c) 第１群金属これらの成分には、強度を向上させるほか、
プレス打抜き時の変形およびバリ発生を防止す
る作用があるが、その含有量が0.005％未満で
は前記作用に所望の効果が得られず、一方その
含有量が２％を越えると導電率が低下するよう
になることから、その含有量を0.005〜２％と
定めた。 (d) 第２群金属これらの成分には、いずれも脱酸作用がある
ほか、導電率、めつき性、およびはんだ付け性
を向上させる作用があるが、その含有量が
0.001％未満では前記作用に所望の効果が得ら
れず、一方その含有量が１％を越えると、前記
作用に劣化傾向が現われるようになることか
ら、その含有量を0.001〜１％と定めた。 (e) 第３群金属これらの成分には、強度および耐熱性を向上
させる作用があるが、その含有量が0.005％未
満では前記作用に所望の効果が得られず、一方
その含有量が２％を越えると導電率が低下する
ようになることから、その含有量を0.005〜２
％と定めた。〔実施例〕つぎに、この発明のCu合金リード素材を実施
例により具体的に説明する。通常の低周波溝型誘導炉を用い、Cu原料を黒
鉛板で覆うと共に、Ar雰囲気中で溶解し、溶落
後、溶湯温度が1220〜1480℃の範囲内の所定温度
に上昇した時点でArガスを吹込んで、溶湯の脱
ガスと撹拌を行ない、ついでこの状態の撹拌中の
溶湯に合金成分を添加して含有させ、かつ最終的
にCOガスを吹込んで、不可避不純物としての酸
素含有量を35ppm以下とすると共に、Ｃ含有量を
５〜60ppmの範囲内の所定含有量に調製してそれ
ぞれ第１表に示される成分組成をもつた溶湯と
し、ついで同じくAr雰囲気中にて、これを、水
冷鋳型を用い、平面形状：50mm□×高さ：100mm
の寸法をもつた鋳塊とし、この面削後の鋳塊に、
800〜950℃の範囲内の所定の熱間圧延開始温度に
て熱間圧延を施して厚さ：11mmの熱延板とし、つ
いで水冷後、前記熱延板の上下両面を0.5mmづつ
面削して厚さ：10mmとし、引続いてこれに通常の
条件で冷間圧延と焼鈍を交互に繰返し施して、厚
さ：0.3mmの条材とし、最終的に400〜550℃の範
囲内の所定温度で歪取り焼鈍を施すことによつて
本発明Cu合金リード素材１〜20をそれぞれ製造
した。ついて、この結果得られた本発明Cu合金リー
ド素材１〜20について、引張り強さ、伸び、導電
率、および軟化点を測定した。これらの結果を第
１表に示した。〔発明の効果〕第１表に示される結果から、本発明Cu合金リ
ード素材１〜20は、いずれも、

【表】

【表】 51Kgｆ／mm²以上の引張り強さ、 6.2％以上の伸び、 52％IACS以上の導電率、 410℃以上の軟化点、を示し、これらの値は半導体装置のリード素材に
要求される特性を十分満足して具備することを示
し、かつ強度が一段と高い値を示すことが明らか
である。上述のように、この発明のCu合金リード素材
は通常の半導体装置用Cu合金リード素材に要求
される伸び、導電率、および軟化点を具備した上
で、さらに一段と高い強度を具備するので、通常
の半導体装置は勿論のこと、集積度の高い半導体
装置のリード素材としてすぐれた性能を発揮する
ものである。

Claims

【特許請求の範囲】１ Cr：0.05〜１％、 Zr：0.005〜0.3％、のうちの１種または２種を含有し、Ｃ：５〜60ppm、を含有し、残りがCuと不可避不純物（ただし酸
素含有量は35ppm以下）からなる組成（以上重量
％）を有するCu合金で構成されたことを特徴と
する高強度を有する半導体装置用Cu合金リード
素材。２ Cr：0.05〜１％、 Zr：0.005〜0.3％、のうちの１種または２種を含有し、Ｃ：５〜60ppm、を含有し、さらに、 Ni、Sn、Fe、Co、およびBeのうちの１種ま
たは２種以上：0.005〜２％、を含有し、残りがCuと不可避不純物（ただし酸
素含有量は35ppm以下）からなる組成（以上重量
％）を有するCu合金で構成されたことを特徴と
する高強度を有する半導体装置用Cu合金リード
素材。３ Cr：0.05〜１％、 Zr：0.005〜0.3％、のうちの１種または２種を含有し、Ｃ：５〜60ppm、を含有し、さらに、 Mg、Si、Al、Zn、Mn、Ｂ、Ｐ、Li、Ｙ、お
よび希土類元素のうちの１種または２種以上：
0.001〜１％、を含有し、残りがCuと不可避不純物（ただし酸
素含有量は35ppm以下）からなる組成（以上重量
％）を有するCu合金で構成されたことを特徴と
する高強度を有する半導体装置用Cu合金リード
素材。４ Cr：0.05〜１％、 Zr：0.005〜0.3％、のうちの１種または２種を含有し、Ｃ：５〜60ppm、を含有し、さらに、 Ti、Nb、Ｖ、Ta、Hf、Mo、およびＷのうち
の１種または２種以上：0.005〜２％、を含有し、残りがCuと不可避不純物（ただし酸
素含有量は35ppm以下）からなる組成（以上重量
％）を有するCu合金で構成されたことを特徴と
する高強度を有する半導体装置用Cu合金リード
素材。５ Cr：0.05〜１％、 Zr：0.005〜0.3％、のうちの１種または２種を含有し、Ｃ：５〜60ppm、を含有し、さらに、 Ni、Sn、Fe、Co、およびBeのうちの１種ま
たは２種以上：0.005〜２％、 Mg、Si、Al、Zn、Mn、Ｂ、Ｐ、Li、Ｙ、お
よび希土類元素のうちの１種または２種以上：
0.001〜１％、を含有し、残りがCuと不可避不純物（ただし酸
素含有量は35ppm以下）からなる組成（以上重量
％）を有するCu合金で構成されたことを特徴と
する高強度を有する半導体装置用Cu合金リード
素材。６ Cr：0.05〜１％、 Zr：0.005〜0.3％、のうちの１種または２種を含有し、Ｃ：５〜60ppm、を含有し、さらに、 Ni、Sn、Fe、Co、およびBeのうちの１種ま
たは２種以上：0.005〜２％、 Ti、Nb、Ｖ、Ta、Hf、Mo、およびＷのうち
の１種または２種以上：0.005〜２％、を含有し、残りがCuと不可避不純物（ただし酸
素含有量は35ppm以下）からなる組成（以上重量
％）を有するCu合金で構成されたことを特徴と
する高強度を有する半導体装置用Cu合金リード
素材。７ Cr：0.05〜１％、 Zr：0.005〜0.3％、のうちの１種または２種を含有し、Ｃ：５〜60ppm、を含有し、さらに、 Mg、Si、Al、Zn、Mn、Ｂ、Ｐ、Li、Ｙ、お
よび希土類元素のうちの１種または２種以上：
0.001〜１％、 Ti、Nb、Ｖ、Ta、Hf、Mo、およびＷのうち
の１種または２種以上：0.005〜２％、を含有し、残りがCuと不可避不純物（ただし酸
素含有量は35ppm以下）からなる組成（以上重量
％）を有するCu合金で構成されたことを特徴と
する高強度を有する半導体装置用Cu合金リード
素材。８ Cr：0.05〜１％、 Zr：0.005〜0.3％、のうちの１種または２種を含有し、Ｃ：５〜60ppm、を含有し、さらに、 Ni、Sn、Fe、Co、およびBeのうちの１種ま
たは２種以上：0.005〜２％、 Mg、Si、Al、Zn、Mn、Ｂ、Ｐ、Li、Ｙ、お
よび希土類元素のうちの１種または２種以上：
0.001〜１％、 Ti、Nb、Ｖ、Ta、Hf、Mo、およびＷのうち
の１種または２種以上：0.005〜２％、を含有し、残りがCuと不可避不純物（ただし酸
素含有量は35ppm以下）からなる組成（以上重量
％）を有するCu合金で構成されたことを特徴と
する高強度を有する半導体装置用Cu合金リード
素材。