JP2994230B2 - Agめっき性が優れた半導体リードフレーム用銅合金 - Google Patents

Agめっき性が優れた半導体リードフレーム用銅合金

Info

Publication number
JP2994230B2
JP2994230B2 JP14573495A JP14573495A JP2994230B2 JP 2994230 B2 JP2994230 B2 JP 2994230B2 JP 14573495 A JP14573495 A JP 14573495A JP 14573495 A JP14573495 A JP 14573495A JP 2994230 B2 JP2994230 B2 JP 2994230B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
copper alloy
content
lead frame
plating
semiconductor lead
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP14573495A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH08319528A (ja
Inventor
元久 宮藤
幸矢 野村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kobe Steel Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
Priority to JP14573495A priority Critical patent/JP2994230B2/ja
Publication of JPH08319528A publication Critical patent/JPH08319528A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2994230B2 publication Critical patent/JP2994230B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Landscapes

  • Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はAgめっき性が優れた半
導体リードフレーム用銅合金に関し、より詳細には、A
gめっき突起の発生が防止できる半導体リードフレーム
用銅合金に関する。
【0002】
【従来の技術】ICやトランジスタ等の半導体には、強
度及び熱放散性が優れているとともに製造コストも低
い、例えばCu−Ni−Si系(例えば特公昭61−5
8541号公報、特公昭62−31059号公報参照)
などの銅合金製リードフレームが多く用いられている。
リードフレームの製造工程においては、銅合金素材をエ
ッチングあるいはプレス加工によりリードフレーム形状
に加工した後、全面あるいは部分的にCu、Ni、Ag
などの単独あるいは多層めっきが施される。半導体の組
立工程において、リードフレームは、半導体素子をリー
ドフレームに接合するダイボンディング工程、及び半導
体素子とリードフレームをAu線で接合するワイヤボン
ディング工程を経るが、その接合部には、通常薄い下地
Cuめっきを施した上にAgめっきが施されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このAgめっきは、半
導体素子及びAu線とリードフレームとの接合不良を防
止するため平滑であることが要求されているが、従来は
Agの析出状態が不均一となり20〜100μm径で高
さが数μmのAgめっき突起が発生するなどの表面不良
がしばしば発生していた。このAgめっき突起は、半導
体素子及びAu線とリードフレームとの接合部信頼性を
低下させる要因となり得ることから、これを防止すべ
く、めっき前処理条件、Agめっき条件など幅広く検討
されているが、未だに有効な解決法はなく、Agめっき
の電流密度を低くするなど生産性を犠牲にして対応して
いるのが現状である。
【0004】本発明は従来技術のかかる問題点に鑑みて
なされたもので、銅合金素材自体を改善することでAg
めっき突起の発生を防止し、もって半導体装置の接合部
信頼性を高めるととともに、リードフレームの生産性の
低下を防止することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、半導体リ
ードフレーム用銅合金として知られるCu−Ni−Si
系合金に関し、Agめっき突起の発生原因について詳細
に調査した結果、Agめっき突起の発生状況が、銅合金
中に添加されるMg含有量に依存していることを見い出
し、その知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【0006】すなわち、本発明に係わるAgめっき性が
優れた半導体リードフレーム用銅合金は、Ni:0.4
〜4.0wt%、Si:0.1〜1.0wt%、Zn:
0.05〜2.0wt%、Mn:0.02〜1.0wt
%、Mg:0.00001〜0.001wt%(但し、
0.001wt%を含まず)、S:0.003wt%以
下含有し、さらに、B:0.001〜0.01wt%、
Cr0.001〜0.01wt%、Ti:0.001〜
0.01wt%、Zr:0.001〜0.01wt%の
中から選んだ1種又は2種以上を合計で0.001〜
0.01wt%含有し、残部銅及び不可避不純物からな
る銅合金、又は、上記合金元素に加え、Sn:0.1〜
2.0wt%を含有する銅合金である。
【0007】
【作用】以下、本発明に係わる銅合金の含有成分及び成
分割合について説明する。
【0008】Mg Mg含有量が銅合金中に0.001wt%以上となると
Agめっき突起が発生し始め、Mg含有量が多くなるほ
どその発生数が増加する。一方、Mgは原料、炉材及び
雰囲気から混入するSを安定したMgとの化合物の形で
母相中に固定し、熱間加工性を向上させる必須元素であ
る。後述するように、Mnも同様の効果を有するが化合
物の固定力は弱く、Mnの効果を補完するためにMgは
必要な元素である。Mgを含有しない場合は、フリーの
Sが熱間加工に際しての加熱中あるいは熱間加工中に粒
界を移動して粒界割れを生じさせるようになる。Mgの
添加効果は0.00001wt%以上で発揮されるが、
その含有量はAgめっき突起の抑制のため、0.001
wt%未満に制限される。なお、Mg含有量は、0.0
001〜0.001wt%(但し、0.001wt%は
含まず)であれば上記効果が安定するので望ましく、
0.0001〜0.0008wt%であればさらに望ま
しい。
【0009】Ni Niは銅合金の強度を向上させる元素であり、含有量が
0.4wt%未満ではSiが0.1〜1.0wt%含有
されていても強度が向上せず、また、4.0wt%を超
えて含有されると導電率が低下するほか、加工性が低下
し、強度の向上も少なくなる。よって、Ni含有量は
0.4〜4.0wt%とする。
【0010】Si Siはこれも銅合金の強度を向上させる元素であり、含
有量が0.1wt%未満ではNiが0.4〜4.0wt
%含有されていても強度が向上せず、また、1.0wt
%を超えて含有されると加工性と導電率が低下し、さら
に、はんだ密着性も低下する。よって、Si含有量は
0.1〜1.0wt%とする。
【0011】Zn Znはめっきされた錫及びはんだの剥離を抑制する効果
を持つ元素であり、含有量が0.05wt%未満ではこ
のような効果は少なく、また、2.0wt%を超えて含
有されるとはんだ濡れ性が低下する。よって、Zn含有
量は0.05〜2.0wt%とする。
【0012】Mn MnはSと結び付きやすく、SをMnSとして固定し熱
間加工性を向上させる元素であり、含有量が0.02w
t%未満ではこの効果が少なく、また、1.0wt%を
超えて含有されると、この効果は飽和するばかりでなく
造塊時の湯流れ性が悪化して造塊歩留りが低下し、導電
率も低下する。よって、Mn含有量は0.02〜1.0
wt%とする。
【0013】S Sは原料や炉、樋等の耐火材、燃料、雰囲気等から混入
し、金属との化合物あるいはフリーSとして存在し、加
熱中あるいは熱間加工中の割れの主原因をなす不純物元
素である。Sが0.003wt%を超えて含有される
と、Mgを0.001%近く含有させてもMgとの化合
物を形成しきれなくなり、フリーSが粒界を移動し粒界
割れが生じやすくなる。よって、Sは存在しないことが
望ましく、存在する場合は含有量は0.003wt%以
下に制限しなければならない。
【0014】Sn Snは強度、スティフネス強度及び繰り返し曲げ性の向
上に寄与する元素であり、含有量が0.1wt%未満で
はこれらの効果が少なく、また、2.0wt%を超えて
含有されると導電性及び熱間加工性を低下させる。よっ
て、Sn含有量は0.1〜2.0wt%とする。
【0015】B、Cr、Ti、Zr B、Cr、Ti、Zrはいずれの元素も熱間加工性を向
上させる元素であり、上記に説明した各元素を特定範囲
に含有させても熱間加工時の割れが完全には防止するこ
とができないのを解決することができるもので、含有量
が0.001wt%未満では熱間加工時の割れを抑制す
ることができず、また、0.01wt%を超えて含有さ
せると溶湯が酸化しやすくなり、健全な鋳塊が得られな
くなる。よって、B、Cr、Ti、Zrの含有量はそれ
ぞれ0.001〜0.01wt%とする。なお、B、C
r、Ti、Zrの2種以上を含有させる場合において
も、上記に説明したと同じ理由から合計含有量は0.0
01〜0.01wt%とする。
【0016】さらに、上記に説明した各元素以外に、F
e、Co、Alの元素の1種又は2種以上を0.2wt
%以下含有しても、本発明銅合金に必要な特性、すなわ
ち、高導電性、高強度、耐熱性、はんだ付け性、はんだ
の耐熱剥離性、熱間加工性等が実用上問題なく維持され
る。
【0017】
【実施例】以下、本発明の実施例について、その比較例
と比較して説明する。
【0018】(実施例1)下記表1に示す組成のCu−
Ni−Si系銅合金を、電気炉を使用して木炭の被覆下
で大気中で溶解した。
【0019】
【表1】
【0020】その後、この溶解した銅合金を鋳鉄製のブ
ックモールドに鋳造し、厚さが50mm、幅が70m
m、長さが180mmの鋳塊を製作した。これらの鋳塊
を表裏面でそれぞれ2.5mmだけ研削した後、900
℃の温度で厚さが15mmになるまで熱間圧延し、その
後700℃の温度から水中に急冷した。この熱間圧延材
の表面のスケールをグラインダにより除去した後、厚さ
が0.5mmになるまで冷間圧延した。この冷間圧延材
を500℃の温度で2時間加熱した後、酸洗いし、続い
て冷間圧延して厚さが0.25mmの板を得た。
【0021】これらの板から厚さが0.25mm、幅が
25mm、長さが60mmの試験片を切り出し、下記表
2の条件でCu下地めっき及びAgめっきを行った後、
40倍の実体顕微鏡で表面を観察し、径が20μm以上
のAgめっき突起の発生量を測定した。その結果を図1
に示す。
【0022】
【表2】
【0023】図1に示すように、本発明の実施例に相当
するMg含有量が0.001wt%未満ではAgめっき
突起の発生がなく、Mg含有量が0.001wt%以上
となるとMg含有量の増加に伴いAgめっき突起の発生
数が増加している。
【0024】(実施例2)Cu−Ni−Si合金を誘導
炉を使用して大気中で溶解し、半連続鋳造法により幅5
00mm、長さ4000mm、厚さ150mmの鋳塊を
製作した。鋳塊の組成を下記表3に示す。
【0025】
【表3】
【0026】本鋳塊を880℃に加熱後15mm厚さま
で熱間圧延した。熱間圧延後の表面を観察して割れの発
生状況から熱間加工性を評価した。
【0027】
【表4】
【0028】表4に示すように、本発明の実施例に相当
するNo.9及びNo.10はMgをそれぞれ0.00
03wt%、0.0007wt%含有するため、熱間加
工性に優れ割れの発生はない。一方、比較例であるN
o.11はMg含有量が0.00001wt%未満であ
るため熱間加工性に劣り、割れが発生している。
【0029】
【発明の効果】本発明によれば、Cu−Ni−Si系半
導体リードフレーム用銅合金のAgめっきにおいてAg
めっき突起の発生を防止することができ、半導体装置の
接合部信頼性を高めるとともに、リードフレームの生産
性の向上に大きく寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】Cu−Ni−Si系銅合金素材中のMg含有量
とAgめっき突起の発生個数の関係を示す図である。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Ni:0.4〜4.0wt%、Si:
    0.1〜1.0wt%、Zn:0.05〜2.0wt
    %、Mn:0.02〜1.0wt%、Mg:0.000
    01〜0.001wt%(但し、0.001wt%を含
    まず)、S:0.003wt%以下含有し、さらに、
    B:0.001〜0.01wt%、Cr0.001〜
    0.01wt%、Ti:0.001〜0.01wt%、
    Zr:0.001〜0.01wt%の中から選んだ1種
    又は2種以上を合計で0.001〜0.01wt%含有
    し、残部銅及び不可避不純物からなることを特徴とする
    Agめっき性が優れた半導体リードフレーム用銅合金。
  2. 【請求項2】 Ni:0.4〜4.0wt%、Si:
    0.1〜1.0wt%、Zn:0.05〜2.0wt
    %、Mn:0.02〜1.0wt%、Sn:0.1〜
    2.0wt%、Mg:0.00001〜0.001wt
    %(但し、0.001wt%を含まず)、S:0.00
    3wt%以下含有し、さらに、B:0.001〜0.0
    1wt%、Cr0.001〜0.01wt%、Ti:
    0.001〜0.01wt%、Zr:0.001〜0.
    01wt%の中から選んだ1種又は2種以上を合計で
    0.001〜0.01wt%含有し、残部銅及び不可避
    不純物からなることを特徴とするAgめっき性が優れた
    半導体リードフレーム用銅合金。
JP14573495A 1995-05-20 1995-05-20 Agめっき性が優れた半導体リードフレーム用銅合金 Expired - Lifetime JP2994230B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14573495A JP2994230B2 (ja) 1995-05-20 1995-05-20 Agめっき性が優れた半導体リードフレーム用銅合金

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14573495A JP2994230B2 (ja) 1995-05-20 1995-05-20 Agめっき性が優れた半導体リードフレーム用銅合金

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08319528A JPH08319528A (ja) 1996-12-03
JP2994230B2 true JP2994230B2 (ja) 1999-12-27

Family

ID=15391916

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP14573495A Expired - Lifetime JP2994230B2 (ja) 1995-05-20 1995-05-20 Agめっき性が優れた半導体リードフレーム用銅合金

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2994230B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7946022B2 (en) 2005-07-05 2011-05-24 The Furukawa Electric Co., Ltd. Copper alloy for electronic machinery and tools and method of producing the same

Also Published As

Publication number Publication date
JPH08319528A (ja) 1996-12-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4787986B2 (ja) 銅合金およびその製造方法
JPS6252464B2 (ja)
JP5050753B2 (ja) めっき性に優れた電気・電子部品用銅合金の製造方法
JP4567906B2 (ja) 電子・電気部品用銅合金板または条およびその製造方法
JP3904118B2 (ja) 電気、電子部品用銅合金とその製造方法
JPH0480102B2 (ja)
JP2516622B2 (ja) 電子電気機器用銅合金とその製造法
JP3049137B2 (ja) 曲げ加工性が優れた高力銅合金及びその製造方法
JP3459520B2 (ja) リードフレーム用銅合金
JP3772319B2 (ja) リードフレーム用銅合金およびその製造方法
JP2994230B2 (ja) Agめっき性が優れた半導体リードフレーム用銅合金
JP2002194461A (ja) リードフレーム用銅合金及びその製造方法
JP4568092B2 (ja) Cu−Ni−Ti系銅合金および放熱板
JPH11343527A (ja) プレス打ち抜き加工時の熱処理性に優れる高強度、高導電性銅合金
JP2000144284A (ja) 耐熱性に優れる高強度・高導電性Cu−Fe系合金板
JPH0788549B2 (ja) 半導体機器用銅合金とその製造法
JPH0718355A (ja) 電子機器用銅合金およびその製造方法
JPH0717982B2 (ja) リードフレーム、コネクタもしくはスイッチ用導電圧延材料
JP2662209B2 (ja) メッキ密着性及びハンダ接合性に優れた電子機器用銅合金とその製造法
JPH034612B2 (ja)
JP3404278B2 (ja) 焼鈍割れ性を改善したCu−Ni−Si系銅基合金
JPH01165733A (ja) 高強度高導電性銅合金
JPH0696757B2 (ja) 耐熱性および曲げ加工性が優れる高力、高導電性銅合金の製造方法
JPH0314897B2 (ja)
JPH0572455B2 (ja)

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081022

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081022

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091022

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091022

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101022

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111022

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111022

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121022

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131022

Year of fee payment: 14

EXPY Cancellation because of completion of term