JP2002237564A - リードピン用線材及びｐｇａ用リードピン及びｐｇａパッケージ - Google Patents
リードピン用線材及びｐｇａ用リードピン及びｐｇａパッケージInfo
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- JP2002237564A JP2002237564A JP2001033932A JP2001033932A JP2002237564A JP 2002237564 A JP2002237564 A JP 2002237564A JP 2001033932 A JP2001033932 A JP 2001033932A JP 2001033932 A JP2001033932 A JP 2001033932A JP 2002237564 A JP2002237564 A JP 2002237564A
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- lead
- wire
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 多ピン化に対応しリードピンが細線化しても
十分な剛性が得られ、高いヤング率を有する安価なFe基
材料でなるPGA用のリードピン用線材及び該リードピン
用線材を用いてなるPGA用リードピン、及び該PGA用リー
ドピンを用いてなるPGAパッケージを提供する。 【解決手段】 PGA用リードピンに用いられる線材であ
って、該線材はヤング率が170Gpa以上のFe基合金でなる
リードピン用線材。
十分な剛性が得られ、高いヤング率を有する安価なFe基
材料でなるPGA用のリードピン用線材及び該リードピン
用線材を用いてなるPGA用リードピン、及び該PGA用リー
ドピンを用いてなるPGAパッケージを提供する。 【解決手段】 PGA用リードピンに用いられる線材であ
って、該線材はヤング率が170Gpa以上のFe基合金でなる
リードピン用線材。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、PGA用リードピン
に用いられるリードピン用線材及び該リードピン用線材
を用いてなるPGA用リードピン、該PGA用リードピンを用
いてなるPGAパッケージに関するものである。
に用いられるリードピン用線材及び該リードピン用線材
を用いてなるPGA用リードピン、該PGA用リードピンを用
いてなるPGAパッケージに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】PGA(Pin Grid Array)型パッケージは
セラミック基盤あるいはプラスチック基板の裏面の全面
にピンを立てたもので、例えばセラミックパッケージ
は、その上面の中央部にSiチップを積載し、下面に外部
リードピンを縦横に整列配置させる。この外部リードピ
ンとして、従来は29wt%Ni-17wt%Co-Fe(ASTM F15)のFe-
Ni-Co系合金等が使用されており、この合金はパッケー
ジとして使用されるセラミックとの熱膨張係数の整合性
があり信頼性も高いことから広く使われてきた。例え
ば、特開昭60-10762号ではPGA用リードピンとしてFe-Ni
-Co系合金、42Ni合金、50Ni合金等の封着合金を用い全
外周面にNiメッキを有した複合リードピンが提案されて
おり、Fe-Ni-Co系合金やNi系合金は、ピン線径で0.45mm
が開示されている。
セラミック基盤あるいはプラスチック基板の裏面の全面
にピンを立てたもので、例えばセラミックパッケージ
は、その上面の中央部にSiチップを積載し、下面に外部
リードピンを縦横に整列配置させる。この外部リードピ
ンとして、従来は29wt%Ni-17wt%Co-Fe(ASTM F15)のFe-
Ni-Co系合金等が使用されており、この合金はパッケー
ジとして使用されるセラミックとの熱膨張係数の整合性
があり信頼性も高いことから広く使われてきた。例え
ば、特開昭60-10762号ではPGA用リードピンとしてFe-Ni
-Co系合金、42Ni合金、50Ni合金等の封着合金を用い全
外周面にNiメッキを有した複合リードピンが提案されて
おり、Fe-Ni-Co系合金やNi系合金は、ピン線径で0.45mm
が開示されている。
【０００３】近年の多ピン化、パッケージの小型高密度
化に対応するためにはリード部線径を少なくとも0.3mm
以下と小さくする必要があるが、細線化するとリードピ
ンの剛性や電気抵抗が問題となってくる。この問題に対
して、例えば特開平4-335554号にはウルトラファインピ
ッチ（線径0.2mm以下）用リードピンとして、Cu系の芯
材の外面に封着用合金、Ti、ステンレス鋼の外皮材を設
け、さらに全面にNiメッキを施した複合リードピンや、
Ni製のリードピンも開示されている。
化に対応するためにはリード部線径を少なくとも0.3mm
以下と小さくする必要があるが、細線化するとリードピ
ンの剛性や電気抵抗が問題となってくる。この問題に対
して、例えば特開平4-335554号にはウルトラファインピ
ッチ（線径0.2mm以下）用リードピンとして、Cu系の芯
材の外面に封着用合金、Ti、ステンレス鋼の外皮材を設
け、さらに全面にNiメッキを施した複合リードピンや、
Ni製のリードピンも開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のファインピッチ
用のNi製リードピンや複合リードピンは、電気抵抗や強
度特性の点では有利であるものの、材料コストが高いと
いった問題点があった。本発明の目的は、多ピン化に対
応しリードピンが細線化しても十分な剛性が得られ、高
いヤング率を有する安価なFe基材料でなるPGA用のリー
ドピン用線材及び該リードピン用線材を用いてなるPGA
用リードピン、及び該PGA用リードピンを用いてなるPGA
パッケージを提供することにある。
用のNi製リードピンや複合リードピンは、電気抵抗や強
度特性の点では有利であるものの、材料コストが高いと
いった問題点があった。本発明の目的は、多ピン化に対
応しリードピンが細線化しても十分な剛性が得られ、高
いヤング率を有する安価なFe基材料でなるPGA用のリー
ドピン用線材及び該リードピン用線材を用いてなるPGA
用リードピン、及び該PGA用リードピンを用いてなるPGA
パッケージを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者は、Ni製リード
ピンやFe-Ni-Co系を用いた複合ピンと比して、安価なFe
基合金において細線化に伴う電気抵抗、剛性の問題を検
討した。その結果、電気抵抗については使用時に高周波
電流が流れることからピン材の外表面付近の電気抵抗が
重要となるが、一般的にリードピンはNi下地メッキを施
した上で、Auメッキを施されて使用されるケースが多
く、リードピン用線材としては極限までの低電気抵抗は
要求されないのであって、電気抵抗についてはFe-Ni-Co
系の現行リードピン用線材の電気抵抗より小さければ十
分である。そして、細線化に伴う剛性不足はリードピン
用線材のヤング率を高めることでリードピンとした時の
剛性を大きく改善できることを見いだし本発明に到達し
た。
ピンやFe-Ni-Co系を用いた複合ピンと比して、安価なFe
基合金において細線化に伴う電気抵抗、剛性の問題を検
討した。その結果、電気抵抗については使用時に高周波
電流が流れることからピン材の外表面付近の電気抵抗が
重要となるが、一般的にリードピンはNi下地メッキを施
した上で、Auメッキを施されて使用されるケースが多
く、リードピン用線材としては極限までの低電気抵抗は
要求されないのであって、電気抵抗についてはFe-Ni-Co
系の現行リードピン用線材の電気抵抗より小さければ十
分である。そして、細線化に伴う剛性不足はリードピン
用線材のヤング率を高めることでリードピンとした時の
剛性を大きく改善できることを見いだし本発明に到達し
た。
【０００６】すなわち本発明は、PGA用リードピンに用
いられる線材であって、該線材はヤング率が170GPa以
上、電気伝導度IACSが5%以上のFe基合金でなるリードピ
ン用線材である。好ましくは質量％でC:0.1%以下、(Ti,
Zr,V,Nb,Hf,Ta)の群から選ばれる一種またはニ種以上を
0.001〜0.3%を含有し、残部実質的にFeからなるリード
ピン用線材であり、更に好ましくは質量％でB:0.0001〜
0.01％を含有するリードピン用線材である。また本発明
は、上述のリードピン用線材を用いてなるPGA用リード
ピンであり、好ましくは、前記PGA用リードピンの表面
にはメッキが施されているPGA用リードピンである。ま
た本発明は、前記のPGA用リードピンを用いてなるPGAパ
ッケージである。
いられる線材であって、該線材はヤング率が170GPa以
上、電気伝導度IACSが5%以上のFe基合金でなるリードピ
ン用線材である。好ましくは質量％でC:0.1%以下、(Ti,
Zr,V,Nb,Hf,Ta)の群から選ばれる一種またはニ種以上を
0.001〜0.3%を含有し、残部実質的にFeからなるリード
ピン用線材であり、更に好ましくは質量％でB:0.0001〜
0.01％を含有するリードピン用線材である。また本発明
は、上述のリードピン用線材を用いてなるPGA用リード
ピンであり、好ましくは、前記PGA用リードピンの表面
にはメッキが施されているPGA用リードピンである。ま
た本発明は、前記のPGA用リードピンを用いてなるPGAパ
ッケージである。
【０００７】
【発明の実施の形態】上述したように、本発明の重要な
特徴はPGA用リードピンに用いられるリードピン用線材
として高ヤング率を持つFe基合金を用いたことにある。
以下に詳しく本発明を説明する。先ず、本発明ではヤン
グ率が170GPa以上のFe基合金とする必要がある。これ
は、ヤング率が170GPa未満ではリードピンを0.3mm以下
の細線にした時リードの剛性が低くリード挿入時に折れ
等の不具合が発生して、例えばファインピッチ用のリー
ドピンには不向きとなり、当然のことながら線径0.2mm
以下のウルトラファインピッチ用のリードピンに用いる
ことが困難になる。従って、リードピン用線材のヤング
率は170GPa以上とする必要がある。
特徴はPGA用リードピンに用いられるリードピン用線材
として高ヤング率を持つFe基合金を用いたことにある。
以下に詳しく本発明を説明する。先ず、本発明ではヤン
グ率が170GPa以上のFe基合金とする必要がある。これ
は、ヤング率が170GPa未満ではリードピンを0.3mm以下
の細線にした時リードの剛性が低くリード挿入時に折れ
等の不具合が発生して、例えばファインピッチ用のリー
ドピンには不向きとなり、当然のことながら線径0.2mm
以下のウルトラファインピッチ用のリードピンに用いる
ことが困難になる。従って、リードピン用線材のヤング
率は170GPa以上とする必要がある。
【０００８】また本発明では、リードピン用線材の電気
伝導度IACSを5%以上と規定した。これは、上述したよう
に、従来リードピンに用いられてきたFe-Cr-Co系合金と
比して電気抵抗を低いものとする必要があるため、電気
伝導度IACSを5%以上と規定した。なお、このIACSで5%以
上の優れた電気伝導度を、より容易に達成するには、Fe
基合金への合金元素の総和は、5mass%以下とすると良
い。
伝導度IACSを5%以上と規定した。これは、上述したよう
に、従来リードピンに用いられてきたFe-Cr-Co系合金と
比して電気抵抗を低いものとする必要があるため、電気
伝導度IACSを5%以上と規定した。なお、このIACSで5%以
上の優れた電気伝導度を、より容易に達成するには、Fe
基合金への合金元素の総和は、5mass%以下とすると良
い。
【０００９】ところで、本発明で言うFe基合金とは、Fe
を質量%で50%以上含有するものであれば、特に限定する
ものではないが、種々の合金元素を過剰に添加すると、
材料コストの面でFe-Ni-Co系合金やNi製リードピンの材
料コストと然程変わらなくなったり、電気伝導度を劣化
させる。そのため、本発明で用いる線材として好ましく
は、例えばJIS G 3505に示されるような実質的にFeでな
る軟鋼線を用いれば良い。この低Cの軟鋼線であれば、
電気伝導度IACSで5%以上と、ヤング率も170GPa以上の両
立を図ることが可能である。
を質量%で50%以上含有するものであれば、特に限定する
ものではないが、種々の合金元素を過剰に添加すると、
材料コストの面でFe-Ni-Co系合金やNi製リードピンの材
料コストと然程変わらなくなったり、電気伝導度を劣化
させる。そのため、本発明で用いる線材として好ましく
は、例えばJIS G 3505に示されるような実質的にFeでな
る軟鋼線を用いれば良い。この低Cの軟鋼線であれば、
電気伝導度IACSで5%以上と、ヤング率も170GPa以上の両
立を図ることが可能である。
【００１０】本発明では好ましくは質量％でC:0.1%以
下、(Ti,Zr,V,Nb,Hf,Ta)の群から選ばれる一種またはニ
種以上を0.001〜0.3%を含有し、残部実質的にFeからな
ると規定した。これらの合金元素は結晶粒微細化させる
効果がありリードピン線材の耐力を向上させ耐折れ性を
改善したり、熱間加工性を向上させる。以下に成分限定
理由を詳細に述べる。
下、(Ti,Zr,V,Nb,Hf,Ta)の群から選ばれる一種またはニ
種以上を0.001〜0.3%を含有し、残部実質的にFeからな
ると規定した。これらの合金元素は結晶粒微細化させる
効果がありリードピン線材の耐力を向上させ耐折れ性を
改善したり、熱間加工性を向上させる。以下に成分限定
理由を詳細に述べる。
【００１１】C:0.1mass%以下 CはTi,Zr,V,Nb,Hf,Taと結合して炭化物を析出し結晶粒
微細化させるのに効果があると共に耐折れ性も改善す
る。しかしながら、これらの元素が多すぎると粗大な炭
化物を生成し、ヘッダー加工時に割れの原因となる場合
があるため上限を0.1％とした。(Ti,Zr,V,Nb,Hf,Ta)の
群から選ばれる一種またはニ種以上を0.001〜0.3mass%
これらの合金元素は炭素と結合し微細な炭化物を析出し
結晶粒を微細にする効果があり耐力を向上させ、0.001
％以上でその効果が認められる。多すぎると粗大な炭化
物の生成や固溶元素量が増えヘッダー加工性を害する場
合があるため上限を0.3％とした。 B：0.0001〜0.01mass％ Bは粒界に偏析し粒界を強化し、熱間加工性を向上させ
る効果がある。この効果は0.0001％以上の少量でも効果
があるが、0.01％を越えるとボライド等を形成し熱間加
工性やヘッダー加工性を害する場合があるので上限を0.
01％とした。
微細化させるのに効果があると共に耐折れ性も改善す
る。しかしながら、これらの元素が多すぎると粗大な炭
化物を生成し、ヘッダー加工時に割れの原因となる場合
があるため上限を0.1％とした。(Ti,Zr,V,Nb,Hf,Ta)の
群から選ばれる一種またはニ種以上を0.001〜0.3mass%
これらの合金元素は炭素と結合し微細な炭化物を析出し
結晶粒を微細にする効果があり耐力を向上させ、0.001
％以上でその効果が認められる。多すぎると粗大な炭化
物の生成や固溶元素量が増えヘッダー加工性を害する場
合があるため上限を0.3％とした。 B：0.0001〜0.01mass％ Bは粒界に偏析し粒界を強化し、熱間加工性を向上させ
る効果がある。この効果は0.0001％以上の少量でも効果
があるが、0.01％を越えるとボライド等を形成し熱間加
工性やヘッダー加工性を害する場合があるので上限を0.
01％とした。
【００１２】以上が、本発明で規定する好ましい成分範
囲であるが、本発明では上述した元素以外に、特に好ま
しい範囲として、以下に示す不可避的不純物元素や、本
発明で規定する優れたヤング率を損なわない範囲で、以
下の元素を含有することができる。 Al:0.5%以下、Si:0.5%以下、Mn:0.8%以下、P:0.05%以
下、S:0.5%以下、Cr:1.0%以下、W:0.5%以下、Mo:1.0%以
下、Co:0.5%以下、Ni:0.5%以下、N:0.02%以下
囲であるが、本発明では上述した元素以外に、特に好ま
しい範囲として、以下に示す不可避的不純物元素や、本
発明で規定する優れたヤング率を損なわない範囲で、以
下の元素を含有することができる。 Al:0.5%以下、Si:0.5%以下、Mn:0.8%以下、P:0.05%以
下、S:0.5%以下、Cr:1.0%以下、W:0.5%以下、Mo:1.0%以
下、Co:0.5%以下、Ni:0.5%以下、N:0.02%以下
【００１３】以上、詳述した本発明のPGA用リードピン
線材を用いれば、リードピンを0.3mm以下の細線にして
も、リード挿入時に折れ等の不具合が発生しない剛性を
有しているので、特に0.3mm以下のファインピッチ用の
リードピンや、線径0.2mm以下のウルトラファインピッ
チ用のリードピンに好適となる。また、当然のことなが
ら、この本発明のリードピンに、Niの下地メッキを施
し、更にAuメッキを施して、PGA用のリードピンとする
ことも可能である。これら、本発明のリードピンを用い
てPGAパッケージにすれば、多ピン化、パッケージの小
型高密度化に対応することができる。
線材を用いれば、リードピンを0.3mm以下の細線にして
も、リード挿入時に折れ等の不具合が発生しない剛性を
有しているので、特に0.3mm以下のファインピッチ用の
リードピンや、線径0.2mm以下のウルトラファインピッ
チ用のリードピンに好適となる。また、当然のことなが
ら、この本発明のリードピンに、Niの下地メッキを施
し、更にAuメッキを施して、PGA用のリードピンとする
ことも可能である。これら、本発明のリードピンを用い
てPGAパッケージにすれば、多ピン化、パッケージの小
型高密度化に対応することができる。
【００１４】
【実施例】PGA用のリードピン用線材となる合金を高周
波真空溶解炉にて溶製した。溶製した鋼塊を熱間圧延
後、冷間引抜き、中間焼鈍を経て、冷間引抜きにて線径
0.3mmに加工して、再結晶温度で焼鈍してリードピン用
線材とした。化学組成を表１に示し、ヤング率、電気伝
導度及び引張試験を行ない0.2%耐力を測定した結果を表
２に示す。
波真空溶解炉にて溶製した。溶製した鋼塊を熱間圧延
後、冷間引抜き、中間焼鈍を経て、冷間引抜きにて線径
0.3mmに加工して、再結晶温度で焼鈍してリードピン用
線材とした。化学組成を表１に示し、ヤング率、電気伝
導度及び引張試験を行ない0.2%耐力を測定した結果を表
２に示す。
【００１５】
【表１】
【００１６】
【表２】
【００１７】表２から、No.1〜5は本発明によるリード
ピン用線材であり、いずれも170Gpa以上の高いヤング率
を有して、且つ電気伝導度も例えば比較No.6の29%Ni-17
Co-Fe合金より、はるかに良好な結果であった。しか
も、本発明のNo.1〜5の本発明リードピン用線材の耐力
は、比較No.6の29%Ni-17Co-Fe合金とほぼ同等乃至同等
以上の耐力を有することが分かる。またTi、Nbの添加に
より耐力が向上することも分かる。
ピン用線材であり、いずれも170Gpa以上の高いヤング率
を有して、且つ電気伝導度も例えば比較No.6の29%Ni-17
Co-Fe合金より、はるかに良好な結果であった。しか
も、本発明のNo.1〜5の本発明リードピン用線材の耐力
は、比較No.6の29%Ni-17Co-Fe合金とほぼ同等乃至同等
以上の耐力を有することが分かる。またTi、Nbの添加に
より耐力が向上することも分かる。
【００１８】このリードピン用線材を3mmの長さに切断
しヘッダー加工して、PGA用リードピンを得た。更にこ
のリードピンに対してNi下地メッキとAuメッキを施しPG
A用リードピンとした。以上、実施例で説明した本発明
のPGA用リードピンはリード挿入時に折れ等の不具合が
発生しない剛性を有して、ファインピッチ用のリードピ
ンや、線径0.2mm以下のウルトラファインピッチ用のリ
ードピンへ適用するのに好適であり、本発明のリードピ
ンを用いてPGAパッケージにすれば、多ピン化、パッケ
ージの小型高密度化に対応することができる。
しヘッダー加工して、PGA用リードピンを得た。更にこ
のリードピンに対してNi下地メッキとAuメッキを施しPG
A用リードピンとした。以上、実施例で説明した本発明
のPGA用リードピンはリード挿入時に折れ等の不具合が
発生しない剛性を有して、ファインピッチ用のリードピ
ンや、線径0.2mm以下のウルトラファインピッチ用のリ
ードピンへ適用するのに好適であり、本発明のリードピ
ンを用いてPGAパッケージにすれば、多ピン化、パッケ
ージの小型高密度化に対応することができる。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば安価であると共に、リー
ドピンの剛性を飛躍的に改善することができ、多ピン化
対応のPGAの実用化にとって欠くことのできない技術と
なる。
ドピンの剛性を飛躍的に改善することができ、多ピン化
対応のPGAの実用化にとって欠くことのできない技術と
なる。
Claims (6)
- 【請求項１】 PGA用リードピンに用いられる線材であ
って、該線材はヤング率が170GPa以上、電気伝導度IACS
が5%以上のFe基合金でなることを特徴とするリードピン
用線材。 - 【請求項２】 質量％でC:0.1%以下、(Ti,Zr,V,Nb,Hf,T
a)の群から選ばれる一種またはニ種以上を0.001〜0.3%
を含有し、残部実質的にFeからなることを特徴とする請
求項１に記載のリードピン用線材。 - 【請求項３】 質量％でB:0.0001〜0.01％を含有すると
ことを特徴とする請求項１または２に記載のリードピン
用線材。 - 【請求項４】 請求項１乃至３の何れかに記載のリード
ピン用線材を用いてなることを特徴とするPGA用リード
ピン。 - 【請求項５】 請求項４に記載のPGA用リードピンの表
面にはメッキが施されていることを特徴とするPGA用リ
ードピン。 - 【請求項６】 請求項４または５に記載のPGA用リード
ピンを用いてなることを特徴とするPGAパッケージ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001033932A JP2002237564A (ja) | 2001-02-09 | 2001-02-09 | リードピン用線材及びｐｇａ用リードピン及びｐｇａパッケージ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001033932A JP2002237564A (ja) | 2001-02-09 | 2001-02-09 | リードピン用線材及びｐｇａ用リードピン及びｐｇａパッケージ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002237564A true JP2002237564A (ja) | 2002-08-23 |
Family
ID=18897615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001033932A Pending JP2002237564A (ja) | 2001-02-09 | 2001-02-09 | リードピン用線材及びｐｇａ用リードピン及びｐｇａパッケージ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002237564A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101798782B1 (ko) * | 2016-08-01 | 2017-11-17 | 주식회사 포스코 | 전도성 및 연신율이 우수한 저탄소 선재, 강선 및 그 제조방법 |
-
2001
- 2001-02-09 JP JP2001033932A patent/JP2002237564A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101798782B1 (ko) * | 2016-08-01 | 2017-11-17 | 주식회사 포스코 | 전도성 및 연신율이 우수한 저탄소 선재, 강선 및 그 제조방법 |
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