JP3000154B2 - Lead frame material manufacturing method - Google Patents
Lead frame material manufacturing methodInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、エッチング加工性,封着性並びに成形加
工性に優れ、かつ高強度を有したリードフレーム材の製
造方法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to a method for producing a lead frame material having excellent etching workability, sealing property and molding workability and having high strength.
〈背景技術とその課題〉 一般に、半導体機器類にあっては、使用されるリード
材の特性もその性能やコストに大きな影響を及ぼすこと
が知られているが、従来、このような半導体機器のリー
ド材には、熱膨張係数が低く、かつ半導体素子やセラミ
ックスと比較的良好な接着性,封着性を示すFe−Ni系合
金が好んで使用されてきた。<Background technology and its problems> In general, in semiconductor devices, it is known that the characteristics of the lead material used have a large effect on the performance and cost. As the lead material, an Fe-Ni-based alloy having a low coefficient of thermal expansion and showing relatively good adhesion and sealing properties to semiconductor elements and ceramics has been preferably used.
しかし、例えば“LSIをプラスチックパッケージング
するプロセス”におけるレジンモールド工程後の冷却過
程やプリント基盤への実装時、更には使用環境において
温度サイクルを受けた時等ではレジンとリード材との間
に熱応力がかかるのを避けることができないが、この応
力が過大になった場合には、使用するリード材が“従来
から用いられてきた実績のあるFe−Ni系合金(例えば42
%Ni−Fe合金)製のもの”であったとしてもパッケージ
にクラックが発生したり、接着界面が剥離したりしてパ
ッケージの耐湿信頼性が低下すると言う問題を避けるこ
とは難しかった。この問題は、モールドレジンとリード
材との熱膨張係数差に起因したもので、熱膨張係数差の
ために上記微小クラックや剥離界面が生じると、これを
通して外部から湿気が侵入し内部の半導体素子等を損傷
する虞れがあった訳である。However, for example, during the cooling process after the resin molding process in the “LSI plastic packaging process”, during mounting on a printed circuit board, or when subjected to a temperature cycle in the usage environment, the heat between the resin and the lead material Although it is unavoidable that stress is applied, if the stress becomes excessive, the lead material to be used may be a “Fe—Ni alloy (eg, 42
% Ni-Fe alloy), it is difficult to avoid the problem that cracks occur in the package and the bonding interface is peeled off, thereby lowering the moisture resistance reliability of the package. Is caused by the difference in the thermal expansion coefficient between the mold resin and the lead material.If the minute cracks and the peeling interface occur due to the difference in the thermal expansion coefficient, moisture enters from outside through this and the semiconductor elements etc. There was a risk of damage.
従って、LSIの耐湿信頼性を向上させるためには、リ
ードフレーム材として熱膨張係数がモールドレジンのそ
れにできるだけ近い化学組成のものを使用する必要があ
った。Therefore, in order to improve the humidity resistance reliability of the LSI, it is necessary to use a lead frame material having a chemical composition whose thermal expansion coefficient is as close as possible to that of the mold resin.
一方、最近、上記タイプのLSIにおいても高集積化が
進められており、この傾向は使用するリードフレームの
多ピン化を推進する結果をもたらしているが、リードフ
レームの多ピン化に対処するためにはより強度の高い素
材を使用することが要求される。On the other hand, recently, high integration has been promoted in the above-mentioned type of LSI, and this tendency has resulted in promoting the use of more pins in the lead frame to be used. Requires the use of higher strength materials.
なぜなら、リードフレームが多ピン化されると必然的
にピンが間隔が狭くなり、ピン自体の幅も小さくなる
が、それを実現するには精度が一段と高いエッチング加
工或いはプレス加工を要することとなる上、ピン幅に比
べて厚さが厚くなると言う事態を生じて加工がより一層
難しくなる懸念も生じる。そこで、これに対処すべく素
材厚を薄くする必要が出てくるが、薄板化するためには
従来以上の強度(リード変形に対する抵抗力)を持った
リードフレーム材が要求される訳である。This is because when the number of pins in the lead frame is increased, the distance between the pins is inevitably reduced, and the width of the pins themselves is also reduced. However, in order to achieve this, etching or pressing with higher precision is required. In addition, there is a concern that the thickness becomes thicker than the pin width, and the processing becomes more difficult. In order to cope with this, it is necessary to reduce the thickness of the material. However, in order to make the material thinner, a lead frame material having strength (resistance to lead deformation) higher than before is required.
また、特に多ピン或いは超多ピン用のリードフレーム
材では、成形のための加工はエッチング加工が中心とな
るため「エッチング加工性が優れていること」も重要な
要求特性となってきた。In particular, in the case of a lead frame material for a multi-pin or super-multi-pin device, "excellent etching processability" has also become an important required characteristic because the process for molding mainly involves etching.
ここで、Fe−Ni系合金製リードフレーム材のエッチン
グ加工工程は、一般に、脱脂したリードフレーム材の両
面にフォトレジストを塗布し、パターンを焼き付けて現
像した後、塩化第2鉄を主成分とするエッチング液でエ
ッチング加工し、その後前記レジストを除去する工程か
ら構成されているのが普通である。そして、この際のエ
ッチング性を決める要因としては“レジストの密着性”
や“エッチング速度”等が挙げられるが、これらの中で
も素材のエッチング速度が最も重要な要因となってお
り、エッチング速度が速くなるにつれてリードフレーム
材に形成されるピン幅,ピン間隔の制御性が容易化する
ことから、該エッチング速度によってエッチング加工性
の評価が概ね決定されてしまうと言っても過言ではなか
った。Here, the etching process of the Fe-Ni alloy lead frame material is generally performed by applying a photoresist on both surfaces of a degreased lead frame material, baking and developing a pattern, and then using ferric chloride as a main component. In general, the method comprises a step of etching with an etching solution to be removed and then removing the resist. The factor that determines the etchability at this time is "resist adhesion"
And the "etching rate", among which the etching rate of the material is the most important factor. As the etching rate increases, the controllability of the pin width and pin spacing formed on the lead frame material increases. It was not an exaggeration to say that the evaluation of the etching processability was generally determined by the etching rate because of the simplification.
従って、半導体機器の集積度が上昇するに伴い、リー
ドフレーム材には優れた封着性や強度特性に加えて「よ
り速いエッチング速度特性(即ち良好なエッチング加工
性)」も求められるようになってきた訳であるが、未だ
エッチング加工性,封着性,強度、更には成形加工性等
の何れもを十分に満足した材料が見出されていないのが
現状であった。Accordingly, as the degree of integration of semiconductor devices increases, "faster etching rate characteristics (that is, better etching processability)" is required for lead frame materials in addition to excellent sealing properties and strength characteristics. However, at present, there has not been found any material which sufficiently satisfies all of the etching workability, the sealing property, the strength, and the moldability.
このようなことから、本発明が目的としたのは、強度
が高く、しかも優れたエッチング加工性,封着性並びに
成形加工性をも併せ持つところの、集積度の高い半導体
機器への適用を意図した場合でも十分な性能が発揮され
るリードフレーム材の工業的量産手段を確立することで
あった。In view of the above, an object of the present invention is to apply the present invention to a highly integrated semiconductor device having high strength and excellent etching processability, sealing property, and moldability. The objective was to establish a means for industrial mass production of lead frame materials that exhibited sufficient performance even in such cases.
〈課題を解決するための手段〉 本発明者等は、上記目的を達成すべく、特にFe−Ni系
合金リードフレーム材が有する比較的高い強度特性や低
い熱膨張係数等に着目し、その強度を更に向上させ、か
つエッチング加工性や成形加工性をも顕著に改善すると
共に安定して製造できる製造方法の研究を重ねた結果、
次のような新しい知見を得ることができた。即ち、 (a) リードフレーム材として比較的好ましいとされ
てきたFe−Ni系合金において、そのC,Si及びPの含有量
を、更にはN含有量をも特定の低い値に制限した場合に
は、該合金のエッチング速度が顕著に改善されるように
なる。<Means for Solving the Problems> In order to achieve the above object, the present inventors have paid particular attention to the relatively high strength characteristics and low thermal expansion coefficient of Fe-Ni alloy lead frame materials, and As a result of repeated research on a manufacturing method that can further stably manufacture while further improving the etching processability and forming processability, and further improving the processability,
The following new findings were obtained. That is, (a) In the case of Fe-Ni alloy which has been considered to be relatively preferable as a lead frame material, when the contents of C, Si and P, and also the N content are restricted to specific low values, The result is that the etching rate of the alloy is significantly improved.
(b) しかも、上記合金に幾つかの選ばれた特定の元
素の1種又は2種以上を所定の割合で含有させた場合に
は、リードフレーム材としての諸特性に格別な悪影響を
及ぼすことなく材料の強度を効果的に向上させことがで
きる上、Ni含有量の注意深い調整の下での上記特定元素
の添加は、その熱膨張係数をモールドレジンのそれに近
づけるのに極めて有効な手段となる。(B) In addition, when one or more selected specific elements are contained in the above alloy in a predetermined ratio, the properties as a lead frame material are significantly adversely affected. In addition to improving the strength of the material effectively, the addition of the above specific element under careful adjustment of the Ni content is a very effective means to bring the coefficient of thermal expansion close to that of the mold resin .
(c) また、上記合金材料においても、その結晶粒径
が強度及び成形加工性に少なからぬ影響を及ぼすが、該
結晶粒径を特定値以下に抑える手立てを講じることによ
ってリードフレームの多ピン化にとって好ましい「材料
強度の更なる向上」が期待できる上、成形加工性も改善
される。(C) Also in the above alloy material, the crystal grain size has a considerable effect on the strength and formability, but by taking measures to suppress the crystal grain size to a specific value or less, it is possible to increase the number of pins in the lead frame. In addition to the above, “further improvement in material strength” can be expected, and moldability is also improved.
(d) 上記合金系において、結晶粒径の微細化を混粒
にすることなく安定的に製造するには、最終焼鈍前の圧
延加工度を特定の範囲に制御する必要がある。(D) In the above-mentioned alloy system, in order to stably produce a fine grain size without mixing grains, it is necessary to control the rolling degree before final annealing to a specific range.
(e) 更に、異方性を大きくすることなく強度の向上
を図るには、最終冷間圧延の圧延加工度を特定の範囲に
制御する必要がある。(E) Further, in order to improve the strength without increasing the anisotropy, it is necessary to control the rolling degree of the final cold rolling to a specific range.
(f) 従って、Fe−Niを基本成分とした合金における
Ni,C,Si及びP等の含有量を総合的に調整すると同時
に、必要に応じてこれに特定合金元素の添加を行い、更
に最終焼鈍前の圧延加工度,最終焼鈍時の結晶粒径,最
終圧延の加工度を適正範囲に制御すると、強度,熱膨張
係数,封着性,成形加工性等の特性に優れ、しかも非常
に良好なエッチング加工性をも備えたリードフレーム材
を安定的に製造することが可能となる。(F) Therefore, in an alloy containing Fe-Ni as a basic component,
At the same time as adjusting the contents of Ni, C, Si and P, etc., at the same time, adding specific alloying elements to this, if necessary, further reduce the degree of rolling before final annealing, the crystal grain size during final annealing, By controlling the workability of the final rolling to an appropriate range, it is possible to stably produce leadframe materials with excellent properties such as strength, coefficient of thermal expansion, sealing properties, and formability, and also with very good etching workability. It can be manufactured.
本発明は、上記知見事項等を基に完成されたもので、 「Fe−Ni系合金リードフレーム材を製造するに際し、
重量割合にて C :0.015%以下(以降、重量割合を表わす%は重量%と
する), Si:0.001〜0.15%, Mn:0.1〜1.0%, P :0.01%以下, S :0.005%以下, O :0.010%以下, N :0.005%以下, Ni:33〜55% が含まれるか、或いは更に Co,Cr,Mo,W,V,Nb,Ta,Ti,Zr,Hf,Cu,A,Be,Mg及びCaの1
種以上: 合計で0.01〜5.0%, をも含有し、残部がFe及びその他の不可避的不純物から
成る合金を素材とすると共に、最終焼鈍は加工度:40〜9
0%(好ましくは50〜85%)の圧延を施した後に実施し
て結晶粒径が30μm以下(好ましくは20μm以下)の微
細粒組織を得、続く最終冷間圧延の加工度を40〜85%
(好ましくは50〜80%)に調整することにより、優れた
エッチング加工性,封着性及び成形加工性と高い強度と
を兼備したリードフレーム材を安定して製造できるよう
にした点」 に大きな特徴を有している。The present invention has been completed based on the above findings and the like, `` When manufacturing a Fe-Ni-based alloy lead frame material,
C: 0.015% or less by weight (hereinafter,% representing the weight is referred to as% by weight), Si: 0.001 to 0.15%, Mn: 0.1 to 1.0%, P: 0.01% or less, S: 0.005% or less, O: 0.010% or less, N: 0.005% or less, Ni: 33 to 55% or Co, Cr, Mo, W, V, Nb, Ta, Ti, Zr, Hf, Cu, A, Be , Mg and Ca 1
Species or more: The alloy contains 0.01 to 5.0% in total, the balance being Fe and other unavoidable impurities, and the final annealing has a workability of 40 to 9%.
0% (preferably 50 to 85%) rolling is carried out to obtain a fine grain structure having a crystal grain size of 30 μm or less (preferably 20 μm or less). %
(Preferably 50 to 80%) to stably produce a lead frame material having both excellent etching processability, sealing property and molding processability, and high strength. " Has features.
なお、この場合、 (a) 最終冷間圧延後に歪取り焼鈍を行う, (b) C含有量を0.005%以下に規制する, (c) Si含有量を0.001〜0.05%に調整する, (d) P含有量を0.003%以下に規制する, なる条件を単独或いは組み合わせて採用すると、得られ
るリードフレーム材の成形加工性やエッチング加工性の
改善効果は一段と顕著になり、多ピンリードフレーム材
の製造にもより一層十分に対応できるようになる。In this case, (a) strain relief annealing is performed after final cold rolling, (b) C content is regulated to 0.005% or less, (c) Si content is adjusted to 0.001 to 0.05%, (d) If the P content is regulated to 0.003% or less, the conditions for improving the formability and etching processability of the obtained lead frame material become more remarkable, and the effect of the multi-pin lead frame material is improved. It will be possible to more fully cope with manufacturing.
続いて、本発明において素材合金の成分組成,最終焼
鈍前における圧延の加工度,最終焼鈍時の結晶粒径、並
びに最終冷間圧延の加工度を前記の如くに数値限定した
理由を、その作用と共に説明する。Next, the reasons for limiting the numerical values of the component composition of the base alloy, the workability of rolling before final annealing, the crystal grain size at the time of final annealing, and the workability of final cold rolling as described above in the present invention are as follows. It is explained together with.
〈作用〉 A)素材合金の成分組成 Ni Niはリードフレーム材の熱膨張係数を決定するのに重
要な成分であり、封着性や封着後におけるパッケージと
の熱膨張差を小さくして優れた封着性,耐湿信頼性を確
保するためにはNi含有量を33〜55%の範囲に調整する必
要がある。従って、Ni含有量は33〜55%と定めたが、特
に好ましい範囲は40〜53%である。<Action> A) Composition of the material alloy Ni Ni is an important component in determining the thermal expansion coefficient of the lead frame material, and has excellent sealing properties and a small thermal expansion difference with the package after sealing. It is necessary to adjust the Ni content in the range of 33 to 55% in order to secure the sealing property and the moisture resistance reliability. Therefore, the Ni content is determined to be 33 to 55%, but a particularly preferred range is 40 to 53%.
C リードフレーム材中のC含有量が0.015%を超えると
鉄炭化物の生成が起こり、これがリードフレーム材のエ
ッチング性を害する。従って、C含有量の上限を0.015
%と定めたが、固溶Cもエッチング加工性に悪影響を与
えることからC含有量は低ければ低いほど良く、出来れ
ば0.005%以下にまで抑制するのが望ましい。C When the C content in the lead frame material exceeds 0.015%, iron carbide is generated, which impairs the etching property of the lead frame material. Therefore, the upper limit of the C content is 0.015
However, since the dissolved C also has an adverse effect on the etching processability, the C content is preferably as low as possible, and is desirably suppressed to 0.005% or less if possible.
Si Siは脱酸材として必要な元素であるが、一方でリード
フレーム材のエッチング加工性に大きな影響を及ぼす元
素でもある。即ち、Si含有量が増加するとエッチング速
度が遅くなってエッチング加工性が悪化する。このた
め、良好なエッチング加工性を確保するためにはSi含有
量を0.15%以下に調整する必要がある。特に、多ピンタ
イプのリードフレーム材の場合には一段と良好なエッチ
ング加工性が要求されることから、Si含有量は0.05%以
下にまで低減するのが望ましい。ただ、Si含有量を0.00
1%未満の領域にまで低減すると、脱酸効果が認められ
なくなってしまう。従って、Si含有量は0.001〜0.15%
と定めたが、上述したように出来れば0.001〜0.05%に
調整するのが望ましい。Si Si is an element necessary as a deoxidizing material, but is also an element that has a great effect on the etching processability of a lead frame material. That is, as the Si content increases, the etching rate decreases, and the etching processability deteriorates. Therefore, it is necessary to adjust the Si content to 0.15% or less in order to ensure good etching processability. In particular, in the case of a multi-pin type lead frame material, since even better etching workability is required, it is desirable to reduce the Si content to 0.05% or less. However, the Si content is 0.00
When it is reduced to a region of less than 1%, the deoxidizing effect is not recognized. Therefore, Si content is 0.001-0.15%
However, it is desirable to adjust to 0.001 to 0.05% if possible as described above.
Mn Mnはリードフレーム材の脱酸及び熱間加工性を確保す
るために添加される成分であるが、その含有量が0.1%
未満では、所望の脱酸効果が得られないばかりか、熱間
加工性も劣るようになる。一方、1.0%を超えてMnを含
有させるとリードフレーム材の硬さが上昇し過ぎて加工
性の悪化を招き、更には熱膨張係数も大きくなってしま
う。従って、Mn含有量は0.1〜1.0%と定めた。Mn Mn is a component added to ensure deoxidation and hot workability of the lead frame material, but its content is 0.1%
If it is less than 1, not only the desired deoxidizing effect cannot be obtained, but also the hot workability becomes poor. On the other hand, when Mn is contained in excess of 1.0%, the hardness of the lead frame material is excessively increased, thereby causing deterioration in workability and further increasing the coefficient of thermal expansion. Therefore, the Mn content is set to 0.1 to 1.0%.
P PもSiと同様、含有量が多くなるとリードフレーム材
のエッチング加工性に害を与える元素である。そして、
上記エッチング加工性への悪影響はP含有量が0.01%を
超えるとより顕著化することから、P含有量は0.01%以
下と定めた。しかし、P含有量を0.003%以下にまで低
減するとエッチング加工性改善効果が一層顕著となって
多ピンタイプのリードフレームへ適用する場合でも十分
満足できる結果が安定して確保できるようになることか
ら、望ましくは0.003%以下に調整するのが良い。PP, like Si, is an element that, if its content increases, impairs the etching processability of the lead frame material. And
Since the adverse effect on the etching processability becomes more remarkable when the P content exceeds 0.01%, the P content is set to 0.01% or less. However, when the P content is reduced to 0.003% or less, the effect of improving the etching workability becomes more remarkable, and a sufficiently satisfactory result can be stably secured even when applied to a multi-pin type lead frame. Preferably, it is adjusted to 0.003% or less.
S S含有量が0.005%を超えるとリードフレーム材中に
硫化物系介在物が多くなり、エッチング加工時の欠陥と
なってピン折れ等を引き起こすようになる。従って、S
含有量は0.005%以下と限定した。If the SS content exceeds 0.005%, sulfide-based inclusions increase in the lead frame material, which becomes a defect during etching and causes pin breakage and the like. Therefore, S
The content was limited to 0.005% or less.
O O含有量が0.010%を超えるとリードフレーム材中に
酸化物系介在物が多くなり、やはりエッチング加工時の
穿孔欠陥となることから、O含有量は0.010%以下と限
定した。If the O 2 O content exceeds 0.010%, oxide-based inclusions increase in the lead frame material, which also causes drilling defects at the time of etching, so the O content was limited to 0.010% or less.
N N含有量が0.005%を超えてもリードフレーム材のエ
ッチング加工性が悪化することから、N含有量の上限は
0.005%と定めた。Even if the N content exceeds 0.005%, the etching processability of the lead frame material deteriorates.
0.005%.
Co,Cr,Mo,W,V,Nb,Ta,Ti,Zr,Hf,Cu,A,Be,Mg及びCa これらの元素は何れもリードフレーム材の強度や熱膨
張係数を上昇させる作用を有しているため、材料強度の
向上、並びに熱膨張係数を上げてレジンモールドのそれ
に近付けることで封着性をより改善する目的で必要に応
じ1種又は2種以上が含有せしめられる。特に、Co,Cr,
Mo,W,V,Nb,Ta,Ti,Zr及びHfは、炭化物を形成して固溶炭
素を減少させるためにエッチング性向上効果を有してお
り、また炭化物の分散によって結晶粒を微細化し、強度
上昇及び曲げ性改善の効果をももたらす。Co, Cr, Mo, W, V, Nb, Ta, Ti, Zr, Hf, Cu, A, Be, Mg, and Ca All of these elements have the effect of increasing the strength and thermal expansion coefficient of the lead frame material. Therefore, one or two or more kinds may be contained as necessary for the purpose of improving the material strength and increasing the thermal expansion coefficient to approach that of the resin mold to further improve the sealing property. In particular, Co, Cr,
Mo, W, V, Nb, Ta, Ti, Zr and Hf have the effect of improving the etchability to form carbides and reduce the amount of solute carbon. In addition, it also has effects of increasing strength and improving bendability.
しかし、それらの含有量が合計で0.01%未満であると
前記作用による所望の効果が得られず、一方、合計の含
有量が5.0%を超えた場合には材料が硬くなり過ぎて成
形加工性を劣化を招くほか、適正な熱膨張係数の確保も
困難となることから、上記成分の含有量は、合計量で0.
01〜5.0%と定めた。However, if their contents are less than 0.01% in total, the desired effects of the above-mentioned effects cannot be obtained. On the other hand, if the total content exceeds 5.0%, the material becomes too hard and the moldability increases. In addition to causing deterioration, it is also difficult to secure an appropriate coefficient of thermal expansion, so the content of the above components is 0.
01-5.0%.
B)最終焼鈍前における圧延の加工度 最終焼鈍前の圧延加工度はリードフレーム材に所望強
度を確保する上で重要であるが、その加工度を特に40〜
90%に限定する理由は、圧延加工度が40%未満の場合に
は最終焼鈍時に安定して所望の微細な結晶粒が得られず
に混粒となってしまい、一方、90%を超える圧延加工度
になると最終焼鈍時に立方体組織が発達し過ぎて異常な
組織となり、この結果、異方性が発達し最終冷間圧延,
歪取り焼鈍を行っても所望する強度が得られなくなるこ
とにある。B) Degree of Rolling Before Final Annealing The degree of rolling before final annealing is important for securing the desired strength to the lead frame material.
The reason for limiting to 90% is that if the degree of rolling is less than 40%, the desired fine crystal grains are not obtained stably during final annealing, resulting in mixed grains. When the working degree is reached, the cubic structure develops too much during the final annealing, resulting in an abnormal structure. As a result, anisotropy develops and the final cold rolling,
The desired strength may not be obtained even when the strain relief annealing is performed.
C)最終焼鈍時の結晶粒径 最終焼鈍条件もリードフレーム材に所望強度を確保す
る上で重要であり、またエッチング性やプレス加工性に
も大きく影響する因子となるが、特に得られる結晶粒径
が30μm以下となるように調整する理由は、結晶粒径の
微細化が高強度化に大きく寄与する上、エッチング性や
プレス加工性にも好結果が得られて高精度リードフレー
ムの実現に有効であるのに対して、結晶粒径が30μmを
超えるとこれらの効果を確保することができなくなるた
めである。なお、最終焼鈍時の結晶粒径の調整は、周知
のように焼鈍温度及び処理時間の調節によって容易に行
うことができる。C) Grain size during final annealing The final annealing conditions are also important in ensuring the desired strength of the lead frame material, and also have a significant effect on the etching properties and press workability. The reason why the diameter is adjusted to be 30 μm or less is that the refinement of the crystal grain size greatly contributes to high strength, and good results are also obtained in etching and press workability, realizing a high precision lead frame. On the other hand, if the crystal grain size exceeds 30 μm, these effects cannot be secured. The crystal grain size during the final annealing can be easily adjusted by adjusting the annealing temperature and the processing time as is well known.
D)最終冷間圧延の加工度 最終圧延での加工度もリードフレーム材の強度に大き
な影響を与えるが、該加工度を特に40〜85%と限定する
理由は、該圧延加工度が40%未満の場合には強度改善に
顕著な効果が得られず、一方、85%を超えると強度の異
方性が顕著となるためである。D) Degree of work in final cold rolling The degree of work in final rolling also has a significant effect on the strength of the lead frame material. The reason for limiting the degree of work especially to 40 to 85% is that the degree of work in rolling is 40%. If it is less than 85%, a remarkable effect on strength improvement cannot be obtained, while if it exceeds 85%, strength anisotropy becomes remarkable.
E)歪取り焼鈍 最終圧延後に適正な歪取り焼鈍を行うことによってKb
値が向上し、その異方性も飛躍的に改善されると共に、
曲げ加工性及び封着性も改善されることから歪取り焼鈍
が行われる。例えば、還元性雰囲気中での連続焼鈍炉に
おいて炉温:500〜900℃,材料の炉内滞留時間:10〜120
秒間で熱処理することによって上記効果が得られる。E) Strain relief annealing By performing appropriate strain relief annealing after final rolling, Kb
The value has been improved and its anisotropy has been dramatically improved.
Since the bending property and the sealing property are also improved, the strain relief annealing is performed. For example, in a continuous annealing furnace in a reducing atmosphere, furnace temperature: 500 to 900 ° C., residence time of material in the furnace: 10 to 120
The above effect can be obtained by performing the heat treatment in seconds.
次いで、本発明の効果を実施例により更に具体的に説
明する。Next, the effects of the present invention will be described more specifically with reference to examples.
〈実施例〉 まず、真空溶解・鋳造によって第1表に示される如き
化学成分組成のFe−Ni系合金インゴットを得た後、これ
らに熱間圧延,酸洗を施し、次に冷間圧延と焼鈍とを繰
り返して板厚:0.125mmの冷延板を製造した。なお、この
時の“最終焼鈍前の冷間圧延”の加工度,最終焼鈍時の
結晶粒径、並びに最終冷間圧延の加工度は前記第1表に
示した通りであった。<Examples> First, Fe-Ni-based alloy ingots having the chemical composition shown in Table 1 were obtained by vacuum melting and casting, and then hot-rolled and pickled, and then cold-rolled. Annealing was repeated to produce a cold-rolled sheet having a sheet thickness of 0.125 mm. At this time, the working ratio of "cold rolling before final annealing", the crystal grain size at the time of final annealing, and the working ratio of final cold rolling were as shown in Table 1 above.
続いて、このように製造されたFe−Ni系合金リードフ
レーム材につき、“機械的特性",“エッチング性",“曲
げ加工性”及び“封着性”を調査し、その結果を第1表
に併せて示した。Subsequently, the “mechanical properties”, “etching properties”, “bending workability” and “sealability” of the Fe—Ni-based alloy lead frame material thus manufactured were investigated, and the results were taken as the first. It is also shown in the table.
ここで、機械的特性については、曲げモーメントに対
する材料の強度をKb値(ばね限界値)でもって評価し
た。Here, regarding the mechanical properties, the strength of the material with respect to the bending moment was evaluated based on the Kb value (spring limit value).
エッチング性については、製造された前記各冷延板を
脱脂してからレジスト膜を塗布し、パターンを焼付けて
現像した後、塩化第2鉄にて128ピンのリードフレーム
を全て同一条件下でエッチング加工したものにつき、ア
ウターリードピン幅とそのバラツキを測定して評価し
た。 Regarding the etching properties, each of the manufactured cold-rolled sheets was degreased, then a resist film was applied, and after baking and developing the pattern, the lead frame of 128 pins was all etched with ferric chloride under the same conditions. The processed one was evaluated by measuring the outer lead pin width and its variation.
曲げ加工性は、90゜繰り返し曲げ試験を行って評価し
た。The bending workability was evaluated by performing a 90 ° repeated bending test.
そして、封着性の評価は、樹脂封着後に熱サイクルを
付与してクラックが生じるかどうかを調べることによっ
て行った。The sealing property was evaluated by examining whether a crack was generated by applying a heat cycle after sealing the resin.
第1表に示される結果からは次の事項が明らかであ
る。The following items are apparent from the results shown in Table 1.
即ち、本発明例1〜4に係る材料は、比較例22〜35に
係るものに比べ機械的性質,エッチング性,曲げ加工
性,封着性の全てに亘って優れている。その中でも、本
発明例1に係るものはC,Si,Pの各含有量ともより好まし
い範囲にコントロールされているため、本発明例2〜4
に係るものと比較してもエッチング性が更に優れてい
る。That is, the materials according to Examples 1 to 4 of the present invention are superior to those according to Comparative Examples 22 to 35 in all of mechanical properties, etching properties, bending workability, and sealing properties. Among them, those according to Inventive Examples 1 to 4 were controlled in a more preferable range for each of the contents of C, Si, and P.
The etching properties are further superior to those according to the above.
また、本発明例5〜21に係るものは、Nb,Mo,Ti等を添
加しているために強度が一層向上している。Further, those according to Examples 5 to 21 of the present invention have further improved strength because Nb, Mo, Ti and the like are added.
一方、比較例22に係るものは、最終焼鈍前圧延の加工
度が低すぎるためにその後の焼鈍によって小さい結晶粒
径を実現することができず、Kb値が低くなっている。On the other hand, in the case of Comparative Example 22, the workability of the rolling before final annealing was too low, so that a small crystal grain size could not be realized by subsequent annealing, and the Kb value was low.
逆に、比較例23に係るものは、最終焼鈍前圧延の加工
度が大きすぎるためにその後の焼鈍により立方体組織が
発達してしまい、Kb値が低くなっている。On the other hand, in the case of Comparative Example 23, since the workability of the rolling before final annealing was too large, the cubic structure was developed by the subsequent annealing, and the Kb value was low.
比較例24に係るものは、最終冷間圧延の加工度が小さ
すぎるためにKb値が低くなっている。In the case of Comparative Example 24, the Kb value was low because the workability of final cold rolling was too small.
比較例25に係るものは、最終焼鈍時の結晶粒径が大き
かったためにKb値が低くなっている。In the case of Comparative Example 25, the Kb value was low because the crystal grain size at the time of final annealing was large.
比較例26に係るものは、最終圧延加工度が大きすぎた
ために曲げ加工性が劣っている。In the case of Comparative Example 26, the bending workability was inferior because the final rolling degree was too large.
比較例27〜29に係るものは、C,Si及びPの含有量が多
いためにエッチング加工性,曲げ加工性及び封着性が劣
るものとなっている。In the case of Comparative Examples 27 to 29, since the contents of C, Si and P are large, the etching workability, bending workability and sealing property are inferior.
比較例30〜33に係るものは、W,Mo,Co等の添加量が多
すぎたために曲げ加工性や封着性が劣る結果となってい
る。In the cases of Comparative Examples 30 to 33, since the added amounts of W, Mo, Co and the like were too large, the bending workability and the sealing property were inferior.
なお、第1図は、本発明例1と比較例34及び35に係る
ものの“曲げモーメントとへたり量との関係”を示した
グラフである。ここで、比較例34に係るものは板厚が0.
125mm、比較例35に係るものは板厚が0.15mmであって、
何れも従来の製造方法により作成したものである。FIG. 1 is a graph showing the “relationship between bending moment and sag amount” of Example 1 of the present invention and Comparative Examples 34 and 35. Here, those according to Comparative Example 34 had a plate thickness of 0.
125 mm, the one according to Comparative Example 35 has a thickness of 0.15 mm,
Each of them was prepared by a conventional manufacturing method.
この第1図からは、本発明で規定された通りの条件で
製造されたリードフレーム材は、その板厚を0.15mmから
0.125mmに薄くしたとしても同じ曲げモーメントに対す
るへたり量が少なく、変形に対する材料強度が強いこと
を確認することができる。From FIG. 1, it can be seen that the lead frame material manufactured under the conditions specified in the present invention has a plate thickness of 0.15 mm or less.
Even if the thickness is reduced to 0.125 mm, the amount of sag for the same bending moment is small, and it can be confirmed that the material strength against deformation is strong.
〈効果の総括〉 以上に説明した如く、この発明によれば、エッチング
加工性,封着性成形加工性に優れ、かつ強度の高いリー
ドフレーム材を安定して製造することができ、半導体機
器の更なる高集積化を可能とするなど、産業上極めて有
用な効果がもたらされる。<Summary of Effects> As described above, according to the present invention, it is possible to stably produce a high-strength lead frame material which is excellent in etching workability, sealing property, and moldability, and is suitable for semiconductor devices. Industrially extremely useful effects such as higher integration can be obtained.
第1図は、“曲げモーメントとへたり量との関係”を本
発明法に係る材料と比較法に係る材料とで対比したグラ
フである。FIG. 1 is a graph comparing the relationship between the bending moment and the set amount between the material according to the present invention and the material according to the comparative method.
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−279628(JP,A) 特開 昭61−210127(JP,A) 特開 平2−270941(JP,A)Continuation of the front page (56) References JP-A-61-279628 (JP, A) JP-A-61-210127 (JP, A) JP-A-2-270941 (JP, A)
Claims (7)
に際し、重量割合にて C :0.015%以下, Si:0.001〜0.15% Mn:0.1〜1.0%, P :0.01%以下, S :0.005%以
下, O :0.010%以下, N :0.005%以下, Ni:33〜55% が含まれ、残部がFe及びその他の不可避的不純物から成
る合金を素材とすると共に、最終焼鈍は加工度:40〜90
%の圧延を施した後に実施して結晶粒径が30μm以下の
微細粒組織を得、続く最終冷間圧延の加工度を40〜85%
に調整することを特徴とする、エッチング加工性及び封
着性に優れた高強度リードフレーム材の製造方法。When manufacturing a lead frame material of an Fe-Ni alloy, C: 0.015% or less, Si: 0.001 to 0.15% Mn: 0.1 to 1.0%, P: 0.01% or less, S: 0.005% by weight %, O: 0.010% or less, N: 0.005% or less, Ni: 33 to 55%, and the balance is made of an alloy consisting of Fe and other unavoidable impurities. ~ 90
% To obtain a fine grain structure with a crystal grain size of 30 μm or less.
A method for producing a high-strength lead frame material excellent in etching processability and sealing property, characterized in that the material is adjusted to:
Zr及びHfの1種以上を合計で0.01〜5.0重量%含み、残
部がFe及びその他の不可避的不純物から成る合金を使用
する、請求項1に記載のエッチング加工性及び封着性に
優れた高強度リードフレーム材の製造方法。(2) Co, Cr, Mo, W, V, Nb, Ta, Ti,
The high-etching and sealing property according to claim 1, wherein an alloy containing at least one of Zr and Hf in a total amount of 0.01 to 5.0% by weight and the balance being Fe and other unavoidable impurities is used. Manufacturing method of strength lead frame material.
種以上を合計で0.01〜5.0重量%含み、残部がFe及びそ
の他の不可避的不純物から成る合金を使用する、請求項
1又は2に記載のエッチング加工性及び封着性に優れた
高強度リードフレーム材の製造方法。3. The material further comprises one of Cu, A, Be, Mg and Ca.
3. A high-strength lead frame according to claim 1 or 2, wherein the alloy contains at least 0.01 to 5.0% by weight of a seed and the balance is Fe and other unavoidable impurities. The method of manufacturing the material.
項1乃至3の何れかに記載のエッチング加工性及び封着
性に優れた高強度リードフレーム材の製造方法。4. The method for producing a high-strength lead frame material excellent in etching workability and sealing property according to claim 1, wherein strain relief annealing is performed after final cold rolling.
合金を使用する、請求項1乃至4の何れかに記載のエッ
チング加工性及び封着性に優れた高強度リードフレーム
材の製造方法。5. The method for producing a high-strength lead frame material excellent in etching workability and sealing property according to claim 1, wherein an alloy having a C content of 0.005% by weight or less is used as a material. .
の合金を使用する、請求項1乃至5の何れかに記載のエ
ッチング加工性及び封着性に優れた高強度リードフレー
ム材の製造方法。6. The material has a Si content of 0.001 to 0.05% by weight.
The method for producing a high-strength lead frame material excellent in etching processability and sealing property according to any one of claims 1 to 5, using an alloy of (1).
合金を使用する、請求項1乃至6の何れかに記載のエッ
チング加工性及び封着性に優れた高強度リードフレーム
材の製造方法。7. The method for producing a high-strength lead frame material excellent in etching workability and sealing property according to claim 1, wherein an alloy having a P content of 0.003% by weight or less is used as a material. .
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