JPH0118977B2 - - Google Patents

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JPH0118977B2
JPH0118977B2 JP57230402A JP23040282A JPH0118977B2 JP H0118977 B2 JPH0118977 B2 JP H0118977B2 JP 57230402 A JP57230402 A JP 57230402A JP 23040282 A JP23040282 A JP 23040282A JP H0118977 B2 JPH0118977 B2 JP H0118977B2
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JP
Japan
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based alloy
heat treatment
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JP57230402A
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Inventor
Hirozo Sugai
Shigemi Yamane
Takashi Kuze
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication of JPH0118977B2 publication Critical patent/JPH0118977B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】
［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、析出硬化型のCu基合金で形成した
リードフレームおよびその製造方法に関する。 （従来の技術） 従来より、リードフレームとしてFe−Ni系合
金で形成されたものが知られている。このFe−
Ni系合金で形成されたリードフレームは硬度が
大きく、折り曲げ性に優れているが、値段が高い
という欠点があつた。 近年、Fe−Ni系合金に代つて、値段の安価な
Cu基合金が検討されているが、Au線とのボンデ
イング性、硬度、折り曲げ性等の、リードフレー
ムに要求されるすべての特性を満足するものは得
られていなかつた。 （発明が解決しようとする課題） すなわち、従来のCu基合金では、例えば硬度
を上げるためにCuにSn、Niを添加するとAu線と
のボンデイング性や半田付け性が悪くなり、また
Au線とのボンデイング性を出すためにCuにZr、
Crを添加すると折り曲げ性が低下するという欠
点があつた。 本発明者らはこのような点に対処して鋭意研究
を進めた結果、従来の、Zr、Crの含有されたCu
基合金の折り曲げ性の低下は、その製造方法、す
なわち鋳造、凝固法によるものであり、その製造
方法を改良すれば、Au線とのボンデイング性、
硬度、折り曲げ性等をすべて満足するリードフレ
ームが得られることを見出した。 本発明はこのような知見に基づいてなされたも
ので、Au線とのボンデイング性、硬度および折
り曲げ性の改良されたリードフレームおよびその
製造方法を提供することを目的とする。 ［発明の構成］ （課題を解決するたの手段と作用） 第１の発明のリードフレームは、Cr0.1〜１重
量％、Zr0.05〜0.5重量％、残りCuおよび不純物
からなり、析出物（0.5〜50μｍ）が1000〜10000
個／mm2存在するCu基合金で形成したことを特徴
としており、第２の発明のリードフレームは、
Cr0.1〜１重量％、Zr0.05〜0.5重量％、Mg、Si、
Sn、Ni、Fe、Zn、Mn、Ｐの１種または２種以
上の１重量％以下（但し、SiおよびＰはそれぞれ
0.3重量％以下とする。）、残りCuおよび不純物か
らなり、析出物（0.5〜50μｍ）が1000〜10000
個／mm2存在するCu基合金で形成したことを特徴
としている。 また、第３の発明のリードフレームの製造方法
は、Cr0.1〜１重量％、Zr0.05〜0.5重量％、残り
Cuおよび不純物からなるCu基合金を連続鋳造法
により10℃／秒以上の冷却速度で凝固させつつ鋳
造し、更に熱間または冷間圧延し、溶体化熱処理
を行なつた後、冷間加工を施し、次いで400〜500
℃で時効硬化熱処理を行ない、析出物（0.5〜50μ
ｍ）の量を1000〜10000個／mm2の範囲に制御する
ことを特徴としている。 本発明において合金成分の組成を上述のように
限定したのは、Crが0.1重量％未満では強度及び
耐熱性が不足し、１重量％を越えると折り曲げ性
及び導電率が低下し、またZrが0.05重量％未満で
は強度及び耐熱性が不足し、0.5重量％を越える
と折り曲げ性及び導電率が低下するからによる。 また第２の発明においてCr、Zr以外に添加す
るMg、Si、Sn、Ni、Fe、Zn、Mn、Ｐ等の元素
は１量量％以下含有させることにより強度を向上
させる効果を奏する。なお、SiとＰはそれぞれ最
大0.3重量％までとする。 本発明のリードフレームにおいて、Cu中に添
加されたCrおよびZrは、後述する製造過程にお
いて、これらの元素とCuとの各種の化合物とし
て析出し、Cu基合金マトリツクス中で徐々に析
出し成長して合金組織を硬化させる。 第１図はこのようにして時効硬化熱処理の施さ
れたCu基合金中の析出物の状態を示す顕微鏡写
真（500倍）である。同図において符号１は析出
物、２はCu素地を示す。 本発明において、所期の特性を有するCu基合
金を得るには、上記析出物（0.5〜50μｍ）を1000
〜10000個／mm2の範囲に留める必要がある。 上記大きさの析出物が1000個／mm2より少いと本
発明としての効果が得られず、10000個／mm2を越
えると折り曲げ性が低下するのでいずれも好まし
くない。また、析出物の大きさの分布が上記範囲
を越えて大きな析出物側に偏ると、折り曲げ性の
低下をきたす。 本発明で言う析出物の大きさとは、その析出物
を含む最小円の直径を言う。 本発明において、Cu基合金の析出物の大きさ
および分布を上述のようにするためには、例えば
以下に示す製造過程を経ることによつて、析出物
の制御が行なえる。 まずCr、Zr等を含有するCu基合金を次のよう
に連続鋳造法により鋳造する。すなわち溶湯温度
1100〜1300℃より溶解鋳造を開始し、10℃／秒以
上の冷却速度で凝固させる。このように、鋳造時
の冷却を10℃／秒以上というように急冷すること
によつて、通常凝固時において生じる析出物の析
出を抑制でき、また析出したとしてもその成長を
おさえることが可能となる。 次に、熱間圧延及び冷間圧延を施す。この圧延
工程において析出した析出物は微細化される。 次いで、溶体化熱処理を行なつた後、冷間圧延
等の冷間加工により所定の大きさに仕上げる。こ
の溶体化熱処理によつて、過飽和状態の固溶体を
形成するが、これ以前の工程において析出物の発
生および成長が抑制されているため、過飽和状態
の形成が容易であるとともに、析出物として残存
しても充分に微細な状態が保てる。 この後、400〜500℃の温度で数時間加熱して時
効硬化熱処理を行なう。この時効硬化熱処理によ
つて、一旦固溶されたCrやZr等とCuとの各種の
化合物がCu基合金マトリツクス中で徐々に析出
する。そして、この析出物が上述した大きさおよ
び範囲内となるように、鋳造後の急冷工程および
溶体化熱処理工程の条件を考慮して時効硬化熱処
理時間を適宜設定する。 このように、鋳造後の冷却を10℃／秒以上とい
うように急冷することによつて、溶体化熱処理工
程前における析出物の発生および成長を抑制する
ことが可能となり、よつてその後の溶体化熱処理
および時効硬化熱処理によつて生じる析出物を本
発明の範囲内に制御することが可能となる。この
ようにして製造されたリードフレームは、Cu基
合金中に微細な析出物が均一に分散されたものと
なり、この微細な析出物によつて硬度のみなら
ず、折り曲げ性も極めて良好なリードフレームと
なる。 （実施例） 次に、本発明の実施例について説明する。 実施例 １〜８ 次表に示す組成のCu基合金を、1100〜1300℃
の溶湯から15℃／秒の冷却速度で連続鋳造した。
この鋳造時の冷却は通常の連続鋳造装置のジヤケ
ツト部として水冷ジヤケツトを用い、水冷ジヤケ
ツトを通過したインゴツトに対して水を吹きつけ
て冷却速度の調整を行つた。次いで、得られたイ
ンゴツトを750℃で４mmの寸法に熱間圧延し、850
℃より水焼きを行い溶体化熱処理を行なつた。 次に、冷間圧延により厚さ0.25mmの板状に仕上
げ、さらに450℃で１時間の時効硬化処理を行な
い打ち抜き加工により第２図に示す形状のリード
フレーム３を製造した。 このようにして得られたリードフレーム中の
0.5〜50μｍの大きさを有する析出物数の測定、お
よびリードフレームの折り曲げ性、硬度、Au線
とのボンデイング性を試験した。結果は次表に示
す通りであつた。なお第２表中、ボンデイング性
は、第３図に示すように、本発明のリードフレー
ム３のチツプ搭載部３ａにダイ接着剤４を介して
Siウエハー５を接着し、さらにその上にAu蒸着
膜６を形成した後、このAu蒸着膜６とこれに対
応するリードフレームの接続部３ｂをAgめつき
を施すことなく、Au線７で直接接続したときAu
線７のＡ部で破断したものを〇、Ｂ部で破断した
ものを△とした。符号８は樹脂モールド部を示
す。 比較例 次表に示す比較例のCu基合金を使用し、この
Cu基合金を通常の鋳型に入れて２℃／秒で冷却
して250×380mmのブロツクに仕上げた後、厚さ４
mmまで熱間圧延し、実施例と同じ条件で溶体化熱
処理を行なつた。次いで冷間圧延により実施例と
同様のサイズに仕上げ、実施例と同様に時効硬化
処理を行なつた。 その特性も合せて次表中に示す。
【表】
【表】 ＊３：一部ボンデイング不良有り。
［発明の効果］ 以上説明したように本発明のリードフレーム
は、Au線とのボンデイング性および硬度に優れ
るとともに、折り曲げ性も優れており、しかも値
段が安価であるという利点を有する。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明におけるCu基合金の金属組
織の顕微鏡写真、第２図は本発明の一実施例のリ
ードフレームの平面図、第３図はそのボンデイン
グ性の試験試料を示す拡大断面図である。 １……析出物、２……Cu基合金マトリツクス、
３……リードフレーム、４……ダイ接着剤、５…
…Siウエハー、６……Au蒸着膜、７……Au線。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ Cr0.1〜１重量％、Zr0.05〜0.5重量％、残り
    Cuおよび不純物からなり、析出物（0.5〜50μｍ）
    が1000〜10000個／mm2存在するCu基合金で形成し
    たことを特徴とするリードフレーム。 ２ Cr0.1〜１重量％、Zr0.05〜0.5重量％、Mg、
    Si、Sn、Ni、Fe、Zn、Mn、Ｐの１種または２
    種以上の１重量％以下（但し、SiおよびＰはそれ
    ぞれ0.3重量％以下とする。）、残りCuおよび不純
    物からなり、析出物（0.5〜50μｍ）が1000〜
    10000個／mm2存在するCu基合金で形成したことを
    特徴とするリードフレーム。 ３ Cr0.1〜１重量％、Zr0.05〜0.5重量％、残り
    Cuおよび不純物からなるCu基合金を連続鋳造法
    により10℃／秒以上の冷却速度で凝固させつつ鋳
    造し、更に熱間または冷間圧延し、溶体化熱処理
    を行なつた後、冷間加工を施し、次いで400〜500
    ℃で時効硬化熱処理を行ない、析出物（0.5〜50μ
    ｍ）の量を1000〜10000個／mm2の範囲に制御する
    ことを特徴とするリードフレームの製造方法。
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