JP4329967B2 - プラスチック基板に設けられるピングリッドアレイ用ｉｃリードピンに適した銅合金線材 - Google Patents

プラスチック基板に設けられるピングリッドアレイ用ｉｃリードピンに適した銅合金線材 Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチック基板に設けられるピングリッドアレイ（Pin Grid Array：ＰＧＡ)用ＩＣリードピン（以下、ＰＧＡ用ＩＣリードピンと略記する。）に適した銅合金線材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＰＧＡ用ＩＣリードピンは、半導体素子を搭載した基板の裏面に電気入出力端子としてろう付けなどにより設けられている。そして前記基板にはセラミックス材が用いられ、ＰＧＡ用ＩＣリードピンには前記セラミックス基板と同等の低熱膨張係数を有し、引張強さおよび繰り返し曲げ性に優れるコバール（Kovar:Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金）が主に用いられていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年、前記基板にプラスチック基板が使用されるようになり、プラスチック基板の場合はＰＧＡ用ＩＣリードピンに低熱膨張係数材を用いる必要がない。
一方、ＩＣの機能向上のために、ＣＰＵ(Central Processing Unit) における伝送高速化およびＩＣの高密度化が望まれており、ＰＧＡ用ＩＣリードピンには高導電率材料が要求されている。
このようなことから、本発明者等は、ＣＰＵの伝送高速化とＩＣの高密度化に対応できる、プラスチック基板に設けられるＰＧＡ用ＩＣリードピンについて研究し、その必要特性は６２％ＩＡＣＳ以上の導電率、コバール同等の引張強さ、高度の繰り返し曲げ性であることを突き止め、さらに研究を重ねて本発明を完成させるに至った。
本発明は、プラスチック基板に設けられるＰＧＡ用ＩＣリードピンに適した、導電率、引張強さおよび繰り返し曲げ性に優れる銅合金線材の提供を目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、Ｆｅを２．１〜２．６ｗｔ％、Ｚｎを０．０５〜０．２ｗｔ％、Ｐを０．０１５〜０．１５ｗｔ％含有し残部が不可避不純物とＣｕからなる銅合金線材において、導電率が６２％ＩＡＣＳ以上６８％ＩＡＣＳ以下、引張り強さが４４０ＭＰａ以上５００ＭＰａ以下であり、線材の端部に２３０ｇの荷重を吊り下げて９０度曲げした際の繰り返し曲げ回数が９回以上であることを特徴とするプラスチック基板に設けられるピングリッドアレイ用ＩＣリードピンに適した銅合金線材である。
請求項２記載の発明は、Ｆｅを２．１〜２．５ｗｔ％、Ｚｎを０．１〜０．２ｗｔ％、Ｐを０．１ｗｔ％含有し残部が不可避不純物とＣｕからなる銅合金線材において、導電率が６２％ＩＡＣＳ以上６８％ＩＡＣＳ以下、引張り強さが４４０ＭＰａ以上５００ＭＰａ以下であり、線材の端部に２３０ｇの荷重を吊り下げて９０度曲げした際の繰り返し曲げ回数が９回以上であることを特徴とするプラスチック基板に設けられるピングリッドアレイ用ＩＣリードピンに適した銅合金線材である。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本願請求項１の発明の銅合金線材は、Ｃｕ−Ｆｅ−Ｚｎ−Ｐ合金線材であり、合金元素量を適正化することにより、６２％ＩＡＣＳ以上６８％ＩＡＣＳ以下の導電率と、４４０ＭＰａ以上５００ＭＰａ以下の引張り強さと、実用上差し支えない程度の繰り返し曲げ性とを具備した、プラスチック基板に設けられるピングリッドアレイ用ＩＣリードピンに適した銅合金線材である。
【０００６】
本発明において、導電率を６２％ＩＡＣＳ以上６８％ＩＡＣＳ以下に規定する理由は、６２％ＩＡＣＳ未満ではＣＰＵの伝送高速化やＩＣの高密度化に十分対応できず、６８％ＩＡＣＳを超えると引張り強さが低下してＩＣ組み立て時および使用中にピンが損傷する恐れがあるためである。また引張強さを４４０ＭＰａ以上５００ＭＰａ以下に規定する理由は、４４０ＭＰａ未満ではＩＣ組み立て時および使用中にピンが損傷する恐れがあり、５００ＭＰａを超えると十分な繰り返し曲げ性が得られなくなるためである。
【０００７】
以下に、本発明の銅合金線材の合金元素について説明する。
【０００８】
本願請求項１の発明のＣｕ−Ｆｅ−Ｚｎ−Ｐ合金線材において、Ｆｅ、ＺｎおよびＰは強度向上に寄与する。この銅合金線材でＦｅを２．１〜２．６ｗｔ％、Ｚｎを０．０５〜０．２ｗｔ％、Ｐを０．０１５〜０．１５ｗｔ％にそれぞれ規定する理由は、いずれが下限値未満でも十分な引張強さが得られず、いずれが上限値を超えても十分な導電率または繰り返し曲げ性が得られないためである。
【０００９】
本発明の銅合金線材は、例えば、溶解鋳造、熱間加工（押出、圧延など）、引抜加工（伸線加工含む）をこの順に施す常法により製造できる。導電率、引張強さなどの特性は、主に合金組成により決まるが、引抜加工時に施す中間焼鈍などの熱処理条件を選定することにより調整することができる。
【００１０】
【実施例】
以下に本発明を実施例により詳細に説明する。
（実施例１）
本発明規定組成のＣｕ−Ｆｅ−Ｚｎ−Ｐ合金を常法により溶解鋳造して鋳塊とし、この鋳塊に熱間押出と引抜加工をこの順に施し、次いで中間焼鈍を入れながら伸線加工して直径０．４ｍｍの線材を製造した。
【００１１】
（比較例１）
各銅合金の組成を本発明規定値外とした他は、実施例１と同じ方法により直径０．４ｍｍの線材を製造した。
【００１２】
実施例１および比較例１で製造した各々の線材について引張り強さ、導電率、繰り返し曲げ性を調べた。さらに前記ＰＧＡ用ＩＣリードピンに施されるＡｕめっきの密着性についても調査した。繰り返し曲げ性は、線材の端部に２３０ｇの荷重を吊り下げて９０度曲げを左右方向に行い破断するまでの曲げ回数を測定した。曲げ回数は１往復を１回と数えた。曲げ回数は９回以上なら実用上問題ないため曲げ回数が９回以上のものを良好と判定した。
Ａｕめっき密着性は、前記線材にＡｕを常法によりめっきし、このＡｕめっき線材を捻回試験して調べた。捻回試験は、チャック間距離５０ｍｍ、５０回正転後４０回反転する条件で行った。Ａｕめっきの剥離の有無は目視観察により判定した。結果を表１に示す。
【００１３】
【表１】
Figure 0004329967
【００１４】
表１より明らかなように、本発明例のＮｏ．１〜４は、いずれも、導電率が６２％ＩＡＣＳ以上６８％ＩＡＣＳ以下、引張強さが４４０ＭＰａ以上５００ＭＰａ以下であり、繰り返し曲げ性およびＡｕめっき密着性も良好で、プラスチック基板に設けられるＰＧＡ用ＩＣリードピンとして優れた特性を示した。
他方、比較例のＮｏ．５はＦｅおよびＺｎが少ないため、引張強さが低く、Ｎｏ．６はＦｅおよびＺｎが多いため、導電率および繰り返し曲げ性に劣り、比較例は全てＰＧＡ用ＩＣリードピンとして不適当であった。
【００１５】
実施例１で製造した本発明例の線材をヘッダー加工してＰＧＡ用ＩＣリードピンとし、これを用いて高速・高密度ＩＣを組み立てた。このＩＣは良好に稼働し、またＰＧＡ用ＩＣリードピンは組み立て時に曲がりや破断を起こすようなことがなかった。これはＰＧＡ用ＩＣリードピンが高導電率であり、また引張強さおよび繰り返し曲げ性に優れたためである。
【００１６】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明の銅合金線材は、ＣＰＵの伝送高速化やＩＣの高密度化に十分対応し得る導電率、従来のコバールと同等の引張強さ、実用上差し支えない程度の高度の繰り返し曲げ性を具備するものであり、プラスチック基板に設けられるＰＧＡ用ＩＣリードピンに好適である。依って、工業上顕著な効果を奏する。

Claims (2)

  1. Ｆｅを２．１〜２．６ｗｔ％、Ｚｎを０．０５〜０．２ｗｔ％、Ｐを０．０１５〜０．１５ｗｔ％含有し残部が不可避不純物とＣｕからなる銅合金線材において、導電率が６２％ＩＡＣＳ以上６８％ＩＡＣＳ以下、引張り強さが４４０ＭＰａ以上５００ＭＰａ以下であり、線材の端部に２３０ｇの荷重を吊り下げて９０度曲げした際の繰り返し曲げ回数が９回以上であることを特徴とするプラスチック基板に設けられるピングリッドアレイ用ＩＣリードピンに適した銅合金線材。
  2. Ｆｅを２．１〜２．５ｗｔ％、Ｚｎを０．１〜０．２ｗｔ％、Ｐを０．１ｗｔ％含有し残部が不可避不純物とＣｕからなる銅合金線材において、導電率が６２％ＩＡＣＳ以上６８％ＩＡＣＳ以下、引張り強さが４４０ＭＰａ以上５００ＭＰａ以下であり、線材の端部に２３０ｇの荷重を吊り下げて９０度曲げした際の繰り返し曲げ回数が９回以上であることを特徴とするプラスチック基板に設けられるピングリッドアレイ用ＩＣリードピンに適した銅合金線材。
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