JPS6367538B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6367538B2 JPS6367538B2 JP56211850A JP21185081A JPS6367538B2 JP S6367538 B2 JPS6367538 B2 JP S6367538B2 JP 56211850 A JP56211850 A JP 56211850A JP 21185081 A JP21185081 A JP 21185081A JP S6367538 B2 JPS6367538 B2 JP S6367538B2
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- Japan
- Prior art keywords
- alloy
- heat resistance
- strength
- conductivity
- workability
- Prior art date
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Description
本発明は半導体を要素とする半導体機器のリー
ド材用銅合金、特に加工性が優れ、リード材とし
て価格が安く、導電性、強度及び耐熱性の優れた
半導体機器のリード材用銅合金に関するものであ
る。 一般にIC、LSI等の半導体を要素とする半導体
機器は何れも半導体ペレツト、アイランドリード
及びボンデイングワイヤーによつて構成されたも
のをハーメチツクシール、セラミツクシール又は
プラスチツクシールにより封止したもので、種々
の型式のものが用いられている。これ等の半導体
機器のリード材には従来コバール（Cu−29wt％
Ni−18wt％Co）、Fe−Ni合金（Fe−42wt％）、
燐青銅（Cu−Sn−Ｐ）、Cu−Fe−Zn−Ｐ合金
（CDA194）等が用いられている。しかしながら
何れも一長一短があり、例えばコバール及びFe
−Ni合金は強度及び耐熱性が優れているも、導
電性が劣り、価格が高い欠点があり、一方Cu−
Fe−Zn−Ｐ合金は価格が安く、かなりの強度及
び耐熱性を有するも、加工性が悪く、耐熱性が不
十分であり、またCu−Sn−Ｐ合金は価格が安く、
加工性が良好で導電性が優れているも、強度及び
耐熱性が不十分である欠点がある。 近年、半導体素子及び集積回路の分野における
封止技術の進歩により、リード材には価格の高い
コバールやFe−Ni合金から比較的価格の安いCu
系材料への転換が行なわれており、この代替材料
には、加工性が良好で、下記の特性が要求されて
いる。 (1) 電気及び熱の伝導性（導電性）が良いこと。 (2) 強度が高いこと。 (3) 曲げ及び打抜き加工性が良好なこと。 (4) 耐熱性が優れていること。 本発明はこれに鑑み、種々検討の結果、コスト
が安く、加工性が良好で、従来のCu−Fe−Zn−
Ｐ合金と同等以上の強度及び耐熱性を示し、かつ
導電性がはるかに優れた半導体機器のリード材用
銅合金を開発したもので、Fe0.03〜0.1wt％（以
下wt％を単に％と記載する。）、Co0.02〜0.1％、
Sn0.03〜0.2％、P0.005〜0.02％、残部Cuからな
ることを特徴とするものである。 即ち、本発明は、通常のCu地金にFe、Co及び
Snを添加することにより加工性及び導電性を著
しく劣化せしめることなく、強度及び耐熱性を向
上せしめ、これにＰを添加することにより、合金
の鋳塊品質を高め、リード材として要求される前
記特性を満足する合金を得たものである。 しかして、本発明合金においてFe、Co、Sn、
Ｐの含有量を前記の如く限定したのは次の理由に
よるものである。 Fe含有量を0.03〜0.1％、Co含有量を0.02〜0.1
％、Sn含有量を0.03〜0.2％としたのは、これ等
元素の何れかが下限未満では所望の強度及び耐熱
性が得られず、また何れかが上限を越えると必要
な導電率が低下するためである。またＰ含有量を
0.005〜0.02％としたのは、その含有量が0.005％
未満では効果が認められず、建全な鋳塊が得られ
ず、0.2％を超えると、合金の加工性を損ない、
かつ導電率を低下するためである。 以下、本発明を実施例について詳細に説明す
る。黒鉛ルツボを用いてCuを溶解し、その湯面
を木炭粉末で被覆した後、金属Sn、Cu−Fe母合
金、Cu−Co母合金、Cu−Ｐ母合金を用い、これ
等を順次添加し、最後にCu−Ｐ母合金を添加し、
これを金型に鋳造し、第１表に示す組成の巾150
mm、厚さ25mm、長さ250mmの鋳塊を得た。 これら鋳塊について表面を一面当り2.5mm面削
した後カラーチエツク法により鋳塊の建全性を調
べた後再加熱して熱間圧延を行ない、厚さ８mm、
巾150mmとした。これに冷間圧延と焼鈍を繰返し
加えて最終加工率40％の厚さ0.5mmの条に仕上げ
た。これ等の条について導電性、引張強さ、耐熱
性及び曲げ加工性を調べた。これ等の結果と鋳塊
の建全性を第１表に併記した。 導電率及び引張強さはJIS−H0505、JIS−
Z2241に基づいて測定した。また耐熱性は厚さ0.3
mmの条よりJIS−Z2201に示される引張試験片を
切り出し、これをアルゴン雰囲気中で１時間加熱
処理し、該加熱処理後の引張強さが完全に焼鈍軟
化させた前後の引張強さの和の1/2となる加熱処
理温度（通常半軟化温度という）を耐熱性の判断
基準とした。また曲げ加工性は厚さ0.3mmの条よ
り巾10mm、長さ50mmの短冊型試験片を切り出し、
その中央部で180゜の密着曲げを行ない、曲げ部の
状態を観際し、割れやしわの無い平滑なものを曲
げ加工性良好ということで〇印、割れ等の欠陥の
発生したものを曲げ加工性不良ということで×
印、その中間のものを△印で示した。更に鋳塊の
建全性については、カラーチエツク法により表面
欠陥のないものを〇印、それ以外のものを×印で
示した。
ド材用銅合金、特に加工性が優れ、リード材とし
て価格が安く、導電性、強度及び耐熱性の優れた
半導体機器のリード材用銅合金に関するものであ
る。 一般にIC、LSI等の半導体を要素とする半導体
機器は何れも半導体ペレツト、アイランドリード
及びボンデイングワイヤーによつて構成されたも
のをハーメチツクシール、セラミツクシール又は
プラスチツクシールにより封止したもので、種々
の型式のものが用いられている。これ等の半導体
機器のリード材には従来コバール（Cu−29wt％
Ni−18wt％Co）、Fe−Ni合金（Fe−42wt％）、
燐青銅（Cu−Sn−Ｐ）、Cu−Fe−Zn−Ｐ合金
（CDA194）等が用いられている。しかしながら
何れも一長一短があり、例えばコバール及びFe
−Ni合金は強度及び耐熱性が優れているも、導
電性が劣り、価格が高い欠点があり、一方Cu−
Fe−Zn−Ｐ合金は価格が安く、かなりの強度及
び耐熱性を有するも、加工性が悪く、耐熱性が不
十分であり、またCu−Sn−Ｐ合金は価格が安く、
加工性が良好で導電性が優れているも、強度及び
耐熱性が不十分である欠点がある。 近年、半導体素子及び集積回路の分野における
封止技術の進歩により、リード材には価格の高い
コバールやFe−Ni合金から比較的価格の安いCu
系材料への転換が行なわれており、この代替材料
には、加工性が良好で、下記の特性が要求されて
いる。 (1) 電気及び熱の伝導性（導電性）が良いこと。 (2) 強度が高いこと。 (3) 曲げ及び打抜き加工性が良好なこと。 (4) 耐熱性が優れていること。 本発明はこれに鑑み、種々検討の結果、コスト
が安く、加工性が良好で、従来のCu−Fe−Zn−
Ｐ合金と同等以上の強度及び耐熱性を示し、かつ
導電性がはるかに優れた半導体機器のリード材用
銅合金を開発したもので、Fe0.03〜0.1wt％（以
下wt％を単に％と記載する。）、Co0.02〜0.1％、
Sn0.03〜0.2％、P0.005〜0.02％、残部Cuからな
ることを特徴とするものである。 即ち、本発明は、通常のCu地金にFe、Co及び
Snを添加することにより加工性及び導電性を著
しく劣化せしめることなく、強度及び耐熱性を向
上せしめ、これにＰを添加することにより、合金
の鋳塊品質を高め、リード材として要求される前
記特性を満足する合金を得たものである。 しかして、本発明合金においてFe、Co、Sn、
Ｐの含有量を前記の如く限定したのは次の理由に
よるものである。 Fe含有量を0.03〜0.1％、Co含有量を0.02〜0.1
％、Sn含有量を0.03〜0.2％としたのは、これ等
元素の何れかが下限未満では所望の強度及び耐熱
性が得られず、また何れかが上限を越えると必要
な導電率が低下するためである。またＰ含有量を
0.005〜0.02％としたのは、その含有量が0.005％
未満では効果が認められず、建全な鋳塊が得られ
ず、0.2％を超えると、合金の加工性を損ない、
かつ導電率を低下するためである。 以下、本発明を実施例について詳細に説明す
る。黒鉛ルツボを用いてCuを溶解し、その湯面
を木炭粉末で被覆した後、金属Sn、Cu−Fe母合
金、Cu−Co母合金、Cu−Ｐ母合金を用い、これ
等を順次添加し、最後にCu−Ｐ母合金を添加し、
これを金型に鋳造し、第１表に示す組成の巾150
mm、厚さ25mm、長さ250mmの鋳塊を得た。 これら鋳塊について表面を一面当り2.5mm面削
した後カラーチエツク法により鋳塊の建全性を調
べた後再加熱して熱間圧延を行ない、厚さ８mm、
巾150mmとした。これに冷間圧延と焼鈍を繰返し
加えて最終加工率40％の厚さ0.5mmの条に仕上げ
た。これ等の条について導電性、引張強さ、耐熱
性及び曲げ加工性を調べた。これ等の結果と鋳塊
の建全性を第１表に併記した。 導電率及び引張強さはJIS−H0505、JIS−
Z2241に基づいて測定した。また耐熱性は厚さ0.3
mmの条よりJIS−Z2201に示される引張試験片を
切り出し、これをアルゴン雰囲気中で１時間加熱
処理し、該加熱処理後の引張強さが完全に焼鈍軟
化させた前後の引張強さの和の1/2となる加熱処
理温度（通常半軟化温度という）を耐熱性の判断
基準とした。また曲げ加工性は厚さ0.3mmの条よ
り巾10mm、長さ50mmの短冊型試験片を切り出し、
その中央部で180゜の密着曲げを行ない、曲げ部の
状態を観際し、割れやしわの無い平滑なものを曲
げ加工性良好ということで〇印、割れ等の欠陥の
発生したものを曲げ加工性不良ということで×
印、その中間のものを△印で示した。更に鋳塊の
建全性については、カラーチエツク法により表面
欠陥のないものを〇印、それ以外のものを×印で
示した。
【表】
【表】
第１表から明らかなように、本発明合金は、導
電率72％IACS以上、引張強さ42Kg／mm2以上、半
軟化温度350℃以上の特性を示し、鋳塊の建全性
及び曲げ加工性も良好であり、従来のリード材で
あるコバールと比較し、強度及び耐熱性は劣るも
導電性ははるかに優れており、Cu−Fe−Zn−Ｐ
合金と比較しても加工性及び導電性が優れ、強度
及び耐熱性はほぼ同等である。またCu−Sn−Ｐ
合金と比較し、導電性は幾分劣るも、耐熱性は同
等以上であり、強度ははるかに優れていることが
判る。 これに対し、Fe、Co、Snの何れかの含有量が
本発明合金の範囲より少ない比較合金（No.９〜
11）では何れも強度及び耐熱性が低下し、本発明
合金の範囲より多い比較合金（No.12〜14）では何
れも導電性の低下が著しいことが判る。またＰ含
有量が本発明合金の範囲より少ない比較合金（No.
15）では鋳塊の建全性が劣り、本発明合金の範囲
より多い比較合金（No.16）では曲げ加工性及び導
電性が低下していることが判る。 このように本発明合金は半導体機器のリード材
として価格が安く、従来のコバール、Cu−Fe−
Zn−Ｐ合金と比較し、熱及び電気の伝導性が優
れ、かつリード材として十分な強度、耐熱性、そ
の他の特性を具備しており、半導体機器の性能向
上、価格低減等に顕著な効果を奏するものであ
る。
電率72％IACS以上、引張強さ42Kg／mm2以上、半
軟化温度350℃以上の特性を示し、鋳塊の建全性
及び曲げ加工性も良好であり、従来のリード材で
あるコバールと比較し、強度及び耐熱性は劣るも
導電性ははるかに優れており、Cu−Fe−Zn−Ｐ
合金と比較しても加工性及び導電性が優れ、強度
及び耐熱性はほぼ同等である。またCu−Sn−Ｐ
合金と比較し、導電性は幾分劣るも、耐熱性は同
等以上であり、強度ははるかに優れていることが
判る。 これに対し、Fe、Co、Snの何れかの含有量が
本発明合金の範囲より少ない比較合金（No.９〜
11）では何れも強度及び耐熱性が低下し、本発明
合金の範囲より多い比較合金（No.12〜14）では何
れも導電性の低下が著しいことが判る。またＰ含
有量が本発明合金の範囲より少ない比較合金（No.
15）では鋳塊の建全性が劣り、本発明合金の範囲
より多い比較合金（No.16）では曲げ加工性及び導
電性が低下していることが判る。 このように本発明合金は半導体機器のリード材
として価格が安く、従来のコバール、Cu−Fe−
Zn−Ｐ合金と比較し、熱及び電気の伝導性が優
れ、かつリード材として十分な強度、耐熱性、そ
の他の特性を具備しており、半導体機器の性能向
上、価格低減等に顕著な効果を奏するものであ
る。
Claims (1)
- １ Fe0.03〜0.1wt％、Co0.02〜0.1wt％、Sn0.03
〜0.2wt％P0.005〜0.02wt％、残部Cuからなる半
導体機器のリード材用銅合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21185081A JPS58110647A (ja) | 1981-12-23 | 1981-12-23 | 半導体機器のリ−ド材用銅合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21185081A JPS58110647A (ja) | 1981-12-23 | 1981-12-23 | 半導体機器のリ−ド材用銅合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58110647A JPS58110647A (ja) | 1983-07-01 |
| JPS6367538B2 true JPS6367538B2 (ja) | 1988-12-26 |
Family
ID=16612620
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21185081A Granted JPS58110647A (ja) | 1981-12-23 | 1981-12-23 | 半導体機器のリ−ド材用銅合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58110647A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5853057B2 (ja) * | 1974-05-20 | 1983-11-26 | 株式会社神戸製鋼所 | 高導電性銅基合金 |
-
1981
- 1981-12-23 JP JP21185081A patent/JPS58110647A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58110647A (ja) | 1983-07-01 |
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