JP2825814B2 - 耐応力腐食割れ性の優れたｉｃリードフレーム用合金 - Google Patents
耐応力腐食割れ性の優れたｉｃリードフレーム用合金Info
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- JP2825814B2 JP2825814B2 JP63080568A JP8056888A JP2825814B2 JP 2825814 B2 JP2825814 B2 JP 2825814B2 JP 63080568 A JP63080568 A JP 63080568A JP 8056888 A JP8056888 A JP 8056888A JP 2825814 B2 JP2825814 B2 JP 2825814B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ICリードフレームに使用されるFe-Ni合金
の耐応力腐食割れ性の改良に関するものである。
の耐応力腐食割れ性の改良に関するものである。
従来より半導体装置のリードフレーム用材料として
は、半導体素子、ガラスあるいはセラミックス等との熱
膨張整合性の点で42合金（Fe-41％Ni）やコバール合金
（Fe-29％Ni-17％Co）が広く使用されている。
は、半導体素子、ガラスあるいはセラミックス等との熱
膨張整合性の点で42合金（Fe-41％Ni）やコバール合金
（Fe-29％Ni-17％Co）が広く使用されている。
しかしながら、この合金は耐応力腐食割れ性が十分で
なく、半導体装置の製造工程中あるいは各種電子機器に
組み込まれた後の使用中にしばしば応力腐食割れによる
リードの折損事故が発生することが知られている。
なく、半導体装置の製造工程中あるいは各種電子機器に
組み込まれた後の使用中にしばしば応力腐食割れによる
リードの折損事故が発生することが知られている。
特に最近では、これら半導体装置は原子力や航空機な
どの分野でこれまで以上に高い信頼性を要求されるよう
になり、半導体装置メーカーでも応力腐食割れの一つの
要因となる腐食性物質による汚染（例えばフォトエッチ
ング液、酸洗液、めっき液等の残存あるいは封止用樹脂
中の不純物等）を最小限に抑えるための努力がなされて
いる。
どの分野でこれまで以上に高い信頼性を要求されるよう
になり、半導体装置メーカーでも応力腐食割れの一つの
要因となる腐食性物質による汚染（例えばフォトエッチ
ング液、酸洗液、めっき液等の残存あるいは封止用樹脂
中の不純物等）を最小限に抑えるための努力がなされて
いる。
しかし、これら腐食性物質による汚染を完全に排除す
ることは不可能であり、業界では従来の42合金よりもさ
らに耐応力腐食割れ性の優れた合金の開発が待ち望まれ
ていた。
ることは不可能であり、業界では従来の42合金よりもさ
らに耐応力腐食割れ性の優れた合金の開発が待ち望まれ
ていた。
従来、耐応力腐食割れ性を改善する手段としては、 （１） 耐食性元素、すなわちSn＋Pbを0.005〜３％添
加する（特開昭60-251249号）、Pb＋Ruを0.005〜３％添
加する（特開昭60-251250号）、Ｂを0.0005〜0.5％添加
する（特開昭60-251251号）、Ge＋Siを0.005〜0.5％添
加する（特開昭60-251252号）方法、 （２） Mo等を特定量含有せしめ、これによる非金属介
在物を組織中に均一に分散させる方法（特開昭60-25595
4号）、 等が知られる。
加する（特開昭60-251249号）、Pb＋Ruを0.005〜３％添
加する（特開昭60-251250号）、Ｂを0.0005〜0.5％添加
する（特開昭60-251251号）、Ge＋Siを0.005〜0.5％添
加する（特開昭60-251252号）方法、 （２） Mo等を特定量含有せしめ、これによる非金属介
在物を組織中に均一に分散させる方法（特開昭60-25595
4号）、 等が知られる。
前記従来技術によると耐応力腐食割れ性が改善され、
応力腐食割れによるリード折損事故を解消することがで
きる。
応力腐食割れによるリード折損事故を解消することがで
きる。
しかるに、リードフレーム用合金として要求される他
の特性を考えた場合には満足できない点がある。
の特性を考えた場合には満足できない点がある。
すなわち、前記従来技術はすべて耐応力腐食割れ性を
改善するために、何らかの元素を添加しているが、これ
ら元素の添加はめっき性、はんだ性を劣化させる要因と
なる。したがって、できればこのような元素を添加する
ことなく耐応力腐食割れ性を改善することが望ましい。
改善するために、何らかの元素を添加しているが、これ
ら元素の添加はめっき性、はんだ性を劣化させる要因と
なる。したがって、できればこのような元素を添加する
ことなく耐応力腐食割れ性を改善することが望ましい。
本発明は、以上の要請に応じ耐食性向上元素を添加す
ることなく、Fe-Ni合金の耐応力腐食割れ性を改善し、
応力腐食割れによるリード折損事故を解消するためにな
されたものである。
ることなく、Fe-Ni合金の耐応力腐食割れ性を改善し、
応力腐食割れによるリード折損事故を解消するためにな
されたものである。
本発明者は種々検討した結果、合金中に内在する残留
歪を小さくすることにより耐応力腐食割れ性を改善し得
ることを知見した。すなわち、本発明は、合金組成が重
量％にてC 0.05％以下、Si 0.05〜0.5％、Mn 0.1〜2.0
％、Ni 35〜55％、残部実質的にFeよりなり、圧延面の
（311）結晶面のＸ線回折ピーク半価幅（以下（311）面
の半価幅という）が0.65〜0.85度であることを特徴とす
る耐応力腐食割れ性の優れたICリードフレーム用合金で
ある。
歪を小さくすることにより耐応力腐食割れ性を改善し得
ることを知見した。すなわち、本発明は、合金組成が重
量％にてC 0.05％以下、Si 0.05〜0.5％、Mn 0.1〜2.0
％、Ni 35〜55％、残部実質的にFeよりなり、圧延面の
（311）結晶面のＸ線回折ピーク半価幅（以下（311）面
の半価幅という）が0.65〜0.85度であることを特徴とす
る耐応力腐食割れ性の優れたICリードフレーム用合金で
ある。
以下、本発明合金における圧延面の（311）結晶面の
Ｘ線回折ピーク半価幅および成分の限定理由について述
べる。
Ｘ線回折ピーク半価幅および成分の限定理由について述
べる。
（311）面の半価幅は合金中に内在する残留歪の半定
量的指標になるものであるが、この値を小さくすること
により、つまり残留歪を小さくすることにより、応力腐
食割れに対する感受性を鈍化させることができる。半価
幅が0.85度を越えて大きくなると応力腐食割れが多くな
る。逆に半価幅が0.65度未満と小さくし過ぎると合金の
機械的強度が低下しICのリードとして不適となるため0.
65〜0.85度に限定した。
量的指標になるものであるが、この値を小さくすること
により、つまり残留歪を小さくすることにより、応力腐
食割れに対する感受性を鈍化させることができる。半価
幅が0.85度を越えて大きくなると応力腐食割れが多くな
る。逆に半価幅が0.65度未満と小さくし過ぎると合金の
機械的強度が低下しICのリードとして不適となるため0.
65〜0.85度に限定した。
Ｃはあまり多く含有すると合金中に炭化物を形成し、
耐応力腐食割れ性を劣化させるため0.05％以下とした。
耐応力腐食割れ性を劣化させるため0.05％以下とした。
Siは合金溶解時の脱酸に必要な元素であるが、0.05％
未満では、脱酸の効果が十分でなく、0.5％を越えると
合金の加工性に悪影響を及ぼすため、0.05〜0.5％とし
た。
未満では、脱酸の効果が十分でなく、0.5％を越えると
合金の加工性に悪影響を及ぼすため、0.05〜0.5％とし
た。
Mnは合金の熱間加工性向上に有効な元素であるが、0.
1％未満ではその効果が不十分であり、逆に2.0％を越え
ると本合金の基本的特性である熱膨張係数の増大をまね
くため、0.1〜2.0％に限定した。
1％未満ではその効果が不十分であり、逆に2.0％を越え
ると本合金の基本的特性である熱膨張係数の増大をまね
くため、0.1〜2.0％に限定した。
Niは本合金の基本成分であり、Niが35％未満の場合ま
たは55％を越える場合には、合金の熱膨張係数が大きく
なり過ぎ、半導体素子、ガラスあるいはセラミックスと
の整合性が保てなくなる。このためNiは35〜55％とし
た。
たは55％を越える場合には、合金の熱膨張係数が大きく
なり過ぎ、半導体素子、ガラスあるいはセラミックスと
の整合性が保てなくなる。このためNiは35〜55％とし
た。
なお、後述の実施例から理解されるように、Ｓおよび
Ｎの含有量を低減することは、いずれも本合金の耐応力
腐食割れ性向上のために有効であり、0.005％以下に限
定するのが望ましい。
Ｎの含有量を低減することは、いずれも本合金の耐応力
腐食割れ性向上のために有効であり、0.005％以下に限
定するのが望ましい。
以下本発明を実施例により説明する。
第１表に示す組成の合金を真空高周波誘導炉で溶解・
鋳造した後1000〜1100℃の温度で鍛造、熱間圧延を行な
い、さらに冷間圧延と軟化焼鈍を繰り返し、最終冷間圧
延率30％で厚さ0.10mmの板材に仕上げ、その後500〜900
℃の範囲内で歪取り焼鈍条件を変えて、圧延面の（31
1）面の半価幅を変動させた。しかる後、本材料から幅1
mm、長さ40mmの試料をフォトエッチングにより切り出
し、150〜200℃の温度にて第１図に示すような形に樹脂
封止を行なったものを121℃、２気圧、相対湿度100％の
条件下に500時間放置し、その時の試料の割れ発生頻度
を調査した。なお、試験は各合金毎にそれぞれ50個ずつ
の試料について行なった。結果を第１表に併せて示す。
鋳造した後1000〜1100℃の温度で鍛造、熱間圧延を行な
い、さらに冷間圧延と軟化焼鈍を繰り返し、最終冷間圧
延率30％で厚さ0.10mmの板材に仕上げ、その後500〜900
℃の範囲内で歪取り焼鈍条件を変えて、圧延面の（31
1）面の半価幅を変動させた。しかる後、本材料から幅1
mm、長さ40mmの試料をフォトエッチングにより切り出
し、150〜200℃の温度にて第１図に示すような形に樹脂
封止を行なったものを121℃、２気圧、相対湿度100％の
条件下に500時間放置し、その時の試料の割れ発生頻度
を調査した。なお、試験は各合金毎にそれぞれ50個ずつ
の試料について行なった。結果を第１表に併せて示す。
（311）面の半価幅を小さくする（つまり残留歪を小
さくする）ことにより、さらには合金のＳ、Ｎ含有量を
下げることにより、割れ発生頻度が低下することがわか
る。特に残留歪の影響は大であり、（311）面の半価幅
を小さくすることにより、耐応力腐食割れ性の大幅な改
善が可能である。しかしながら、ICのリードフレームに
はある程度のリード強度が必要であり、少なくともビッ
カース硬さ170以上は必要とされるため、（311）面の半
価幅もあまり大幅に小さくすることはできない。Fe-42N
i合金の歪取り焼鈍温度と硬さおよび（311）面の半価幅
との関係の一例を第２図に示すが、ビッカース硬さ170
以上を確保するためには、（311）面の半価幅は0.65度
以上にする必要がある。
さくする）ことにより、さらには合金のＳ、Ｎ含有量を
下げることにより、割れ発生頻度が低下することがわか
る。特に残留歪の影響は大であり、（311）面の半価幅
を小さくすることにより、耐応力腐食割れ性の大幅な改
善が可能である。しかしながら、ICのリードフレームに
はある程度のリード強度が必要であり、少なくともビッ
カース硬さ170以上は必要とされるため、（311）面の半
価幅もあまり大幅に小さくすることはできない。Fe-42N
i合金の歪取り焼鈍温度と硬さおよび（311）面の半価幅
との関係の一例を第２図に示すが、ビッカース硬さ170
以上を確保するためには、（311）面の半価幅は0.65度
以上にする必要がある。
以上の結果から、（311）面の半価幅を0.65〜0.85に
管理し、さらに望ましくはＳおよびＮの含有量を0.005
％以下に抑えることにより、機械的強度を損なうことな
く耐応力腐食割れ性の改善が可能となる。
管理し、さらに望ましくはＳおよびＮの含有量を0.005
％以下に抑えることにより、機械的強度を損なうことな
く耐応力腐食割れ性の改善が可能となる。
また、本発明では耐食性を改善するための合金元素の
添加を行なっていないため、はんだ性、めっき性を劣化
させることがない。
添加を行なっていないため、はんだ性、めっき性を劣化
させることがない。
〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明によればICリードフレー
ム用42合金のはんだ性、めっき性および機械的強度を損
なうことなく耐応力腐食割れ性を改善することができ、
半導体装置の高信頼化ひいてはエレクトロニクス製品の
高信頼化が図れ、工業上の効果は極めて大きい。
ム用42合金のはんだ性、めっき性および機械的強度を損
なうことなく耐応力腐食割れ性を改善することができ、
半導体装置の高信頼化ひいてはエレクトロニクス製品の
高信頼化が図れ、工業上の効果は極めて大きい。
第１図は、応力腐食割れ試験試料の斜視図、第２図は歪
取り焼鈍温度と硬さおよび（311）面半価幅との関係の
一例を示す図である。 1:Fe-Ni合金試料、2:封止樹脂
取り焼鈍温度と硬さおよび（311）面半価幅との関係の
一例を示す図である。 1:Fe-Ni合金試料、2:封止樹脂
Claims (2)
- 【請求項１】合金組成が重量％にてC 0.05％以下、Si
0.05〜0.5％、Mn 0.1〜2.0％、Ni 35〜55％、残部実質
的にFeよりなり、ビッカース硬さが170HV以上かつ圧延
面の（311）結晶面のＸ線回折ピーク半価幅が0.65〜0.8
5度であることを特徴とする耐応力腐食割れ性の優れたI
Cリードフレーム用合金。 - 【請求項２】合金中のＳおよびＮの含有量がそれぞれ0.
005％以下、0.005％以下である特許請求の範囲第１項記
載の耐応力腐食割れ性の優れたICリードフレーム用合
金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63080568A JP2825814B2 (ja) | 1988-04-01 | 1988-04-01 | 耐応力腐食割れ性の優れたｉｃリードフレーム用合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63080568A JP2825814B2 (ja) | 1988-04-01 | 1988-04-01 | 耐応力腐食割れ性の優れたｉｃリードフレーム用合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01255646A JPH01255646A (ja) | 1989-10-12 |
| JP2825814B2 true JP2825814B2 (ja) | 1998-11-18 |
Family
ID=13721942
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63080568A Expired - Lifetime JP2825814B2 (ja) | 1988-04-01 | 1988-04-01 | 耐応力腐食割れ性の優れたｉｃリードフレーム用合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2825814B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5845353A (ja) * | 1982-08-18 | 1983-03-16 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 耐応力腐食割れ性のすぐれた封着用又は集積回路リードフレーム用Ｆｅ―Ｎｉ合金 |
| JP2510154B2 (ja) * | 1986-01-10 | 1996-06-26 | 川崎製鉄株式会社 | Ｆｅ−Ｎｉ系合金冷延板とその製造方法 |
-
1988
- 1988-04-01 JP JP63080568A patent/JP2825814B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01255646A (ja) | 1989-10-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080911 Year of fee payment: 10 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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