JPH0225532A - 半導体機器リード材又は導電性ばね材用高力高導電銅合金 - Google Patents
半導体機器リード材又は導電性ばね材用高力高導電銅合金Info
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- JPH0225532A JPH0225532A JP17269688A JP17269688A JPH0225532A JP H0225532 A JPH0225532 A JP H0225532A JP 17269688 A JP17269688 A JP 17269688A JP 17269688 A JP17269688 A JP 17269688A JP H0225532 A JPH0225532 A JP H0225532A
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Landscapes
- Conductive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔目 的〕
本発明は、トランジスタや集積回路（ｒｃ）などの半導
体機器のリード材、コネクター、端子。
体機器のリード材、コネクター、端子。
リレー、スイッチ等の導電性ばね材に適する鋼合金に関
するものである。
するものである。
従来、半導体機器のリード材としては、熱膨張係数が低
く、素子及びセラミックとの接着及び封着性の良好なコ
バール（Ｆｅ−２９Ｎｉ−１６Ｃｏ） 、４２合金（Ｆ
ｅ−４２Ｎｉ）などの高ニッケル合金が好んで使われて
きた。しかし、近年、半導体回路の集積度の向上に伴い
消費電力の高いＩＣが多くなってきたことと、封止材料
として樹脂が多く使用され、かつ素子とリードフレーム
の接着も改良が加えられたことにより、使用されるリー
ド材も放熱性のよい銅基合金が使われるようになってき
た。
く、素子及びセラミックとの接着及び封着性の良好なコ
バール（Ｆｅ−２９Ｎｉ−１６Ｃｏ） 、４２合金（Ｆ
ｅ−４２Ｎｉ）などの高ニッケル合金が好んで使われて
きた。しかし、近年、半導体回路の集積度の向上に伴い
消費電力の高いＩＣが多くなってきたことと、封止材料
として樹脂が多く使用され、かつ素子とリードフレーム
の接着も改良が加えられたことにより、使用されるリー
ド材も放熱性のよい銅基合金が使われるようになってき
た。
一般に半導体機器のリード材としては以下のような特性
が要求されている。
が要求されている。
（１） リードが電気信号伝達部であるとともに、パ
ッケージング工程中及び回路使用中に発生する熱を外部
に放出する機能を併せ持つことを要求される為、優れた
熱及び電気伝導性を示すもの。
ッケージング工程中及び回路使用中に発生する熱を外部
に放出する機能を併せ持つことを要求される為、優れた
熱及び電気伝導性を示すもの。
（２） リードとモールドとの密着性が半導体素子保
護の観点から重要であるため、リード材とモールド材の
熱膨張係数が近いこと。
護の観点から重要であるため、リード材とモールド材の
熱膨張係数が近いこと。
（３） パッケージング時の種々の加熱工程が加わる
為、耐熱性が良好であること。
為、耐熱性が良好であること。
（４） リードはリード材を抜き打ち加工し、又曲げ
加工して作製されるものがほとんどである為、これらの
加工性が良好なこと。
加工して作製されるものがほとんどである為、これらの
加工性が良好なこと。
（５） リードは表面に貴金属のメツキを行う為、こ
れら貴金属とのメツキ密着性が良好であること。
れら貴金属とのメツキ密着性が良好であること。
（６） パッケージング後に封止材の外に露出してい
る。いわゆるアウター・リード部に半田付けするものが
多いので良好な半田付は性を示すこと。
る。いわゆるアウター・リード部に半田付けするものが
多いので良好な半田付は性を示すこと。
（７）機器の信頼性及び寿命の観点から耐食性が良好な
こと。
こと。
（８）価格が低廉であること。
これら各種の要求特性に対し、従来から使用されている
合金は一長一短があり、満足すべきものは見い出されて
いない。
合金は一長一短があり、満足すべきものは見い出されて
いない。
又、従来、電気機器用ばね、計測器用ばね、スイッチ、
コネクター等に用いられるばね用材料としては、安価な
黄銅、優れたばね特性及び耐食性を有する洋白、あるい
は優れたばね特性を有するりん青銅が使用されていた。
コネクター等に用いられるばね用材料としては、安価な
黄銅、優れたばね特性及び耐食性を有する洋白、あるい
は優れたばね特性を有するりん青銅が使用されていた。
しかし、黄銅は強度、ばね特性が劣っており、又強度、
ばね特性の優れた洋白、りん青銅も洋白は１８ｗｔ％の
Ｎｉ、りん青銅は８ｗｔ％のＳｎを含むため、原料の面
及び製造上熱間加工性が悪い等の加工上の制約も加わり
高価な合金であった。さらには電気機器用等に用いられ
る場合、電気伝導度が低いという欠点を有していた。従
って、導電性が良好であり、ばね特性に優れた安価な合
金の現出が待たれていた。
ばね特性の優れた洋白、りん青銅も洋白は１８ｗｔ％の
Ｎｉ、りん青銅は８ｗｔ％のＳｎを含むため、原料の面
及び製造上熱間加工性が悪い等の加工上の制約も加わり
高価な合金であった。さらには電気機器用等に用いられ
る場合、電気伝導度が低いという欠点を有していた。従
って、導電性が良好であり、ばね特性に優れた安価な合
金の現出が待たれていた。
本発明はかかる点に鑑みなされたもので、従来の銅合金
のもつ欠点を改良し、半導体機器のリード材及び導電性
ばね材として好適な諸特性を有する銅合金を提供しよう
とするものである。
のもつ欠点を改良し、半導体機器のリード材及び導電性
ばね材として好適な諸特性を有する銅合金を提供しよう
とするものである。
特にＣｕ −Ｍ ｎ −Ｐ系合金を改良し、要求に合致
した銅合金を提供しようとするものである。すなわちＣ
ｕ −Ｍ ｎ −Ｐ系合金は優れた強度と導電性を示し
、半導体機器リード材としても導電性ばね材としても優
れた銅合金といえるが、特に応力緩和特性が良好である
ことが要求されるような場合、その応力緩和特性、半田
付は性、めっき性。
した銅合金を提供しようとするものである。すなわちＣ
ｕ −Ｍ ｎ −Ｐ系合金は優れた強度と導電性を示し
、半導体機器リード材としても導電性ばね材としても優
れた銅合金といえるが、特に応力緩和特性が良好である
ことが要求されるような場合、その応力緩和特性、半田
付は性、めっき性。
エツチング性については満足できる特性を示さず改良の
必要があった。
必要があった。
本発明者らは、これらの特性劣化要因を種々検討したと
ころ、結晶粒が微細すぎることやＭｎの酸化物や硫化物
がその原因であり、結晶粒度をある一定値以上にするこ
とにより応力緩和特性の改善がはかれ、さらに、合金中
のＯ，Ｓの含有量をある一定値以下とすることにより、
これら諸特性の改善をはかれることを見い出した。
ころ、結晶粒が微細すぎることやＭｎの酸化物や硫化物
がその原因であり、結晶粒度をある一定値以上にするこ
とにより応力緩和特性の改善がはかれ、さらに、合金中
のＯ，Ｓの含有量をある一定値以下とすることにより、
これら諸特性の改善をはかれることを見い出した。
本発明は、Ｍｎ０．５〜４．０ｗｔ％、Ｐ ０゜０５〜
１．０ｗｔ％を含み、かつＭｎとＰの重量比がＰ／Ｍｎ
０．１〜０．５で、残部Ｃｕ及び不可避的不純物からな
り、結晶粒度が０．０２０ｍを超えることを特徴とする
半導体機器リード材又は導電性ばね材用高力高導電鋼合
金及びＭｎ０．５〜４゜０ｗｔ％、Ｐ Ｏ，０５−１
，０ｗｔ％を含み、かつＭｎとＰの重量比がＰ／Ｍｎで
０．１〜０．５で、残部Ｃｕおよび不可避的不純物より
なり、該不純物のうち、０の含有量が０．００２０ｗｔ
％以下であり、結晶粒度が０．０．２０ｍ＋を超えるこ
とを特徴とする半導体機器リード材又は導電性ばね材用
高力高導電鋼合金並びにＭｎ０．５〜４．０ｗｔ％、Ｐ
０．０５〜１．０ｗｔ％を含み、かツＭ ｎとＰの
重量比がＰ／Ｍｎで０．１〜０．５で、残部Ｃｕおよび
不可避的不純物よりなり、該不純物のうち、Ｓの含有量
がＯ，００１５ｗｔ％以下であり、結晶粒度が０．０２
０＋＋ｓを超えることを特徴とする半導体機器リード材
又は導電性ばね材用高力高導電鋼合金であり、半導体機
器リード材又は導電性ばね材として優れた強度、電気及
び熱伝導性、耐熱性、ばね特性を有するばかりでなく、
応力緩和特性、半田付は性、めっき性、エツチング性を
も著しく改良したことを特徴とするものである。
１．０ｗｔ％を含み、かつＭｎとＰの重量比がＰ／Ｍｎ
０．１〜０．５で、残部Ｃｕ及び不可避的不純物からな
り、結晶粒度が０．０２０ｍを超えることを特徴とする
半導体機器リード材又は導電性ばね材用高力高導電鋼合
金及びＭｎ０．５〜４゜０ｗｔ％、Ｐ Ｏ，０５−１
，０ｗｔ％を含み、かつＭｎとＰの重量比がＰ／Ｍｎで
０．１〜０．５で、残部Ｃｕおよび不可避的不純物より
なり、該不純物のうち、０の含有量が０．００２０ｗｔ
％以下であり、結晶粒度が０．０．２０ｍ＋を超えるこ
とを特徴とする半導体機器リード材又は導電性ばね材用
高力高導電鋼合金並びにＭｎ０．５〜４．０ｗｔ％、Ｐ
０．０５〜１．０ｗｔ％を含み、かツＭ ｎとＰの
重量比がＰ／Ｍｎで０．１〜０．５で、残部Ｃｕおよび
不可避的不純物よりなり、該不純物のうち、Ｓの含有量
がＯ，００１５ｗｔ％以下であり、結晶粒度が０．０２
０＋＋ｓを超えることを特徴とする半導体機器リード材
又は導電性ばね材用高力高導電鋼合金であり、半導体機
器リード材又は導電性ばね材として優れた強度、電気及
び熱伝導性、耐熱性、ばね特性を有するばかりでなく、
応力緩和特性、半田付は性、めっき性、エツチング性を
も著しく改良したことを特徴とするものである。
次に本発明合金を構成する合金成分の限定理由を説明す
る。
る。
ＭｎはＣｕ中にＰと共添し、溶体化処理後時効処理を行
うことにより、Ｍ ｎ 、 Ｐ 等の金属間化合物とし
て析出し、導電率を低下させずに強度を向上させるため
であるが１Ｍｎを０．５〜４．０ｗｔ％添加する理由は
、０．５ｗｔ％未満では強度の向上は認められず、４．
０ｗｔ％を超えると導電性および加工性が劣化するため
である。
うことにより、Ｍ ｎ 、 Ｐ 等の金属間化合物とし
て析出し、導電率を低下させずに強度を向上させるため
であるが１Ｍｎを０．５〜４．０ｗｔ％添加する理由は
、０．５ｗｔ％未満では強度の向上は認められず、４．
０ｗｔ％を超えると導電性および加工性が劣化するため
である。
Ｐも同様にＭｎと共添し、金属間化合物とじて析出する
ことにより、導電率を低下させずに強度を向上させる元
素であるが、Ｐを０．０５〜１．０ｗｔ％添加する理由
は、０．０５ｗｔ％未満では強度の向上は認められず、
１．０ｗｔ％を超えると導電性および加工性が劣化する
ためである。
ことにより、導電率を低下させずに強度を向上させる元
素であるが、Ｐを０．０５〜１．０ｗｔ％添加する理由
は、０．０５ｗｔ％未満では強度の向上は認められず、
１．０ｗｔ％を超えると導電性および加工性が劣化する
ためである。
ＭｎとＰの重量比をＰ／Ｍｎで０．１〜０．５とする理
由は、０．１未満では強度向上が認められず。
由は、０．１未満では強度向上が認められず。
０．５を超えると金属間化合物として析出しないＰが多
くなり、導電性および加工性が劣化するためである。
くなり、導電性および加工性が劣化するためである。
結晶粒度を０．０２０ｍを超えるようにする理由は、結
晶粒度が０．０２０１以下であると応力緩和特性が悪く
なるためである。
晶粒度が０．０２０１以下であると応力緩和特性が悪く
なるためである。
具体的な製造方法として、たとえば中間焼鈍後、冷間圧
延と時効処理を行い、必要に応じてさらに冷間圧延や歪
取り焼鈍を行うとすると、結晶粒度は中間焼鈍により決
まり、結晶粒度が０．０２０１を超えるとはこの製造方
法では中間焼鈍での結晶粒度が０．０２０ｍを超えるよ
うにする必要がある。
延と時効処理を行い、必要に応じてさらに冷間圧延や歪
取り焼鈍を行うとすると、結晶粒度は中間焼鈍により決
まり、結晶粒度が０．０２０１を超えるとはこの製造方
法では中間焼鈍での結晶粒度が０．０２０ｍを超えるよ
うにする必要がある。
なお、時効処理や歪取り焼鈍により結晶粒度が変わる熱
処理条件を選択する場合は、熱処理後の結晶粒度が０．
０２０ｍを超えるようにする必要がある。
処理条件を選択する場合は、熱処理後の結晶粒度が０．
０２０ｍを超えるようにする必要がある。
０含有量を０．００２０ｗｔ％以下とする理由は、０が
存在するとＭｎと結合し酸化物となり。
存在するとＭｎと結合し酸化物となり。
いわゆる介在物となって鋼中に存在するようになるが、
０含有量が０．００２０ｗｔ％を超えると介在物が多数
生成され、応力緩和特性、半田付は性、めっき性、エツ
チング性が著しく低下するためである。
０含有量が０．００２０ｗｔ％を超えると介在物が多数
生成され、応力緩和特性、半田付は性、めっき性、エツ
チング性が著しく低下するためである。
Ｓ含有量を０．００１５ｗｔ％以下とする理由は、Ｓが
存在すると、Ｍｎは非常にＳと結合しやすく、容易に硫
化物になり鋼中に存在するようになるが、Ｓ含有量がＯ
，００１５ｗｔ％を超えると硫化物が多数生成され、・
応力緩和特性、半田付は性、めっき性、エツチング性が
著しく低下するためである。
存在すると、Ｍｎは非常にＳと結合しやすく、容易に硫
化物になり鋼中に存在するようになるが、Ｓ含有量がＯ
，００１５ｗｔ％を超えると硫化物が多数生成され、・
応力緩和特性、半田付は性、めっき性、エツチング性が
著しく低下するためである。
以下に本発明材料を実施例をもって説明する。
第１表に示される本発明合金に係る各種成分組成のイン
ゴットを電気鋼あるいは無酸素鋼を原料として、高周波
溶解炉で大気、不活性又は還元性雰囲気中で溶解鋳造し
た。電気鋼を使用する場合は、還元′性雰囲気中で溶解
し酸素含有量を低下させることが推奨される。Ｓについ
ては本発明合金用としてＳ含有量０．００１５ｗｔ％以
下の銅原料を用いた。
ゴットを電気鋼あるいは無酸素鋼を原料として、高周波
溶解炉で大気、不活性又は還元性雰囲気中で溶解鋳造し
た。電気鋼を使用する場合は、還元′性雰囲気中で溶解
し酸素含有量を低下させることが推奨される。Ｓについ
ては本発明合金用としてＳ含有量０．００１５ｗｔ％以
下の銅原料を用いた。
次に、これを８００℃で熱間圧延して厚さ６Ｉの板とし
た後、８００℃×１時間の溶体化処理を行い５固剤を行
って冷間圧延で厚さ１．５ｎｍとした。これを７００℃
〜８００℃で１分〜３０分間熱処理して結晶粒度を調整
し、冷間圧延で厚さ０．３ｍとした。これを３５０℃で
２時間熱処理し、供試材とした。
た後、８００℃×１時間の溶体化処理を行い５固剤を行
って冷間圧延で厚さ１．５ｎｍとした。これを７００℃
〜８００℃で１分〜３０分間熱処理して結晶粒度を調整
し、冷間圧延で厚さ０．３ｍとした。これを３５０℃で
２時間熱処理し、供試材とした。
リード材及びばね材としての評価項目として、強度、伸
びを引張試験により評価し、ばね性をＫｂ値により評価
した。電気伝導性（放熱性）は導電率（％ＩＡＣ３）に
よって示した。応力緩和特性は１５０℃で、大気中にて
０．２％耐力の８０％の曲げ応力を負荷し、１０００時
間後の応力緩和特性を％で評価した。
びを引張試験により評価し、ばね性をＫｂ値により評価
した。電気伝導性（放熱性）は導電率（％ＩＡＣ３）に
よって示した。応力緩和特性は１５０℃で、大気中にて
０．２％耐力の８０％の曲げ応力を負荷し、１０００時
間後の応力緩和特性を％で評価した。
半田付は性は、垂直式浸漬法で２３０±５℃の半田浴（
すず６０％、鉛４０％）に５秒間浸漬し、半田のぬれの
状態を目視ｉ察することにより評価した。メツキ密着性
は試料に厚さ３μのＡｇメツキを施し、４５０℃にて５
分間加熱し、表面に発生するフクレの有無を目視観察す
ることにより評価した。これらの結果を比較合金ととも
に第１表ング性が著しく改善することができた。従って
、本発明合金は特に良好な応力緩和特性が要求される半
導体機器のリード材及び導電性ばね材として好適な材料
である。
すず６０％、鉛４０％）に５秒間浸漬し、半田のぬれの
状態を目視ｉ察することにより評価した。メツキ密着性
は試料に厚さ３μのＡｇメツキを施し、４５０℃にて５
分間加熱し、表面に発生するフクレの有無を目視観察す
ることにより評価した。これらの結果を比較合金ととも
に第１表ング性が著しく改善することができた。従って
、本発明合金は特に良好な応力緩和特性が要求される半
導体機器のリード材及び導電性ばね材として好適な材料
である。
以下余白
付は性、めっき性が著しく改善されて、高力高導電銅合
金として優れた特性を有することが明らかである。
金として優れた特性を有することが明らかである。
Claims (3)
- （１）Ｍｎ０．５〜４．０ｗｔ％、Ｐ０．０５〜１．０
ｗｔ％を含み、かつ、ＭｎとＰの重量比がＰ／Ｍｎで０
．１〜０．５で、残部Ｃｕ及び不可避的不純物からなり
、結晶粒度が０．０２０ｍｍを超えることを特徴とする
半導体機器リード材又は導電性ばね材用高力高導電鋼合
金。 - （２）Ｍｎ０．５〜４．０ｗｔ％、Ｐ０．０５〜１．０
ｗｔ％を含み、かつＭｎとＰの重量比がＰ／Ｍｎで０．
１〜０．５で、残部Ｃｕおよび不可避的不純物よりなり
、該不純物のうち、Ｏの含有量が０．００２０ｗｔ％以
下であり、結晶粒度が０．０２０ｍｍを超えることを特
徴とする半導体機器リード材又は導電性ばね材用高力高
導電鋼合金。 - （３）Ｍｎ０．５〜４．０ｗｔ％、Ｐ０．０５〜１．０
ｗｔ％を含み、かつＭｎとＰの重量比がＰ／Ｍｎで０．
１〜０．５で、残部Ｃｕ及び不可避的不純物からなり、
該不純物のうち、Ｓの含有量が０．００１５ｗｔ％以下
であり、結晶粒度が０．０２０ｍｍを超えることを特徴
とする半導体機器リード材又は導電性ばね材用高力高導
電銅合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17269688A JPH0225532A (ja) | 1988-07-13 | 1988-07-13 | 半導体機器リード材又は導電性ばね材用高力高導電銅合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17269688A JPH0225532A (ja) | 1988-07-13 | 1988-07-13 | 半導体機器リード材又は導電性ばね材用高力高導電銅合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0225532A true JPH0225532A (ja) | 1990-01-29 |
Family
ID=15946658
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17269688A Pending JPH0225532A (ja) | 1988-07-13 | 1988-07-13 | 半導体機器リード材又は導電性ばね材用高力高導電銅合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0225532A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013081136A1 (ja) | 2011-12-02 | 2013-06-06 | 日産化学工業株式会社 | ルチル型酸化チタンゾルの製造方法 |
-
1988
- 1988-07-13 JP JP17269688A patent/JPH0225532A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013081136A1 (ja) | 2011-12-02 | 2013-06-06 | 日産化学工業株式会社 | ルチル型酸化チタンゾルの製造方法 |
| KR20140099500A (ko) | 2011-12-02 | 2014-08-12 | 닛산 가가쿠 고교 가부시키 가이샤 | 루틸형 산화티탄졸의 제조 방법 |
| US9023147B2 (en) | 2011-12-02 | 2015-05-05 | Nissan Chemical Industries, Ltd. | Method for producing rutile type titanium oxide sol |
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