JPH0310696B2 - - Google Patents
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- JPH0310696B2 JPH0310696B2 JP1271582A JP1271582A JPH0310696B2 JP H0310696 B2 JPH0310696 B2 JP H0310696B2 JP 1271582 A JP1271582 A JP 1271582A JP 1271582 A JP1271582 A JP 1271582A JP H0310696 B2 JPH0310696 B2 JP H0310696B2
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
-
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- Conductive Materials (AREA)
Description
本発明は半導体を要素とする機器のリード材と
して、価格が安く、高導電（伝熱）性で、優れた
強度と耐熱性を示す銅合金に関するものである。 一般にIC、LSI等の半導体を要素とする機器は
何れも半導体ペレツト、アイランドリード及びボ
ンデイングワイヤーによつて構成したものをハー
メチツクシール、セラミツクシール又はプラスチ
ツクシールにより封止したもので、種々の型式の
ものが用いられており、これ等機器のリード（リ
ードフレーム）材には次のような特性が要求され
ている。 (1) 熱及び電気の伝導性が良いこと。 (2) 耐熱性が良いこと。 (3) 強度が高いこと。 (4) 曲げ加工性が良いこと。 従来半導体機器のリード（リードフレーム）材に
はCu−29wt％Ni−18wtCo合金（コバール）、Fe
−42wt％Ni合金、Cu−5wt％Sn−0.2wt％Ｐ合金
（燐青銅）、Cu−2.4wt％Fe−0.13wt％Zn−0.04wt
％Ｐ合金、Cu−0.15wt％Sn−0.01wt％Ｐ合金等
が用いられているが、何れも一長一短があり、満
足できるものではなかつた。即ちコバール、Fe
−Ni合金及び燐青銅は何れも熱及び電気の伝導
性が悪く、特にコバール及びFe−Ni合金は曲げ
加工性も劣り、価格も高い欠点があつた。また
Cu−Fe−Zn−Ｐ合金はある程度の導電性（熱伝
導性）と耐熱性を有するも、曲げ加工性が劣る欠
点があり、Cu−0.15wt％Sn−0.01wt％Ｐ合金は
優れた導電性（熱伝導性）を有するも強度及び耐
熱性が劣る欠点があつた。 本発明はこれに鑑み種々研究を重ねた結果、価
格が安く、曲げ加工性が良好で、従来のCu−
0.15wt％Sn−0.01wt％Ｐ合金と同等の導電（伝
熱）性とすればより優れた強度及び耐熱性を有
し、従来のCu−Fe−Zn−Ｐ合金と同等の強度及
び耐熱性とすれば、はるかに優れた導電（伝熱）
性を示すリード材用銅合金を開発したもので、
Fe0.05〜0.5wt％（以下wt％を単に％と略記）、
Sn0.05〜0.5％、Zn0.05〜1.5％、P0.002〜0.05％、
残部Cuと不可避的不純物からなることを特徴と
するものである。 即ち、本発明は通常のCu地金にFe、Sn及びZn
を添加することにより強度及び耐熱性の向上を計
り、これにＰを添加することにより合金の鋳塊品
質の向上を計つて、リード材として要求される諸
特性を満足する合金を得たもので、Fe、Sn、Zn
及びＰの含有量を上記の如く限定したのは次の理
由によるものである。 Fe含有量を0.05〜0.5％、Sn含有量を0.05〜0.5
％に限定したのは、これ等両元素の添加により
Cu特有の導電性（熱伝導性）を著しく低下せる
ことなく強度及び耐熱性を向上し得るも、両元素
の含有量が下限未満では所望の強度及び耐熱性が
得られず、両元素の含有量が上限を越えると強度
及び耐熱性は向上するも導電率が低下し、必要な
導電性（熱伝導性）が得られないためである。 またZn含有量を0.05〜1.5％に限定したのはZn
の添加により強度及び耐熱性を更に向上し得る
も、その含有量が0.05％未満では、その効果が大
きくなく、1.5％を越えると導電率の低下が著し
くなるためである。またＰ含有量を0.002〜0.05
％に限定したのはＰの添加により鋳塊品質が向上
し、その後の加工性を改善するも、その含有量が
0.002％未満では有効な働きが認められず、0.05
％を越えると加工性が劣化するためである。 以下、本発明合金を実施例について詳細に説明
する。 黒鉛ルツボを用いてCuを溶解し、その湯面を
木炭粉末で被覆した後Feを添加し、続いてZnと
Snを添加し、最終にＰ母合金を添加し、これを
金型に鋳造して第１表に示す合金組成の巾150mm、
厚さ25mm、長さ200mmの鋳塊を得た。この鋳塊表
面を一面当り2.5面削した後、カラーチエツク法
に表面状況を調べてから再加熱して熱間圧延によ
り厚さ８mm、巾150mmの板とした。この板を酸洗
した後、冷間圧延と、焼鈍を繰返し、最終加工率
40％、厚さ0.3mmの板に仕上げた。 これ等の板について、導電率（熱伝導性は導電
性と相関の関係にあるため測定しなかつた。）引
張強さ、耐熱性及び曲げ加工性を調べた。これ等
の結果と前記カラーチエツクの結果を第１表に示
す。 導電率及び引張強さはJIS−H0505及びJIS−
Z2241に基づいて測定した。また耐熱性は前記厚
さ0.3mmの板よりJIS−Z2201に示された引張試験
片を切出し、これをアルゴン雰囲気中で種々の温
度に１時間加熱処理して引張試験を行ない、その
引張強さが加熱処理前の引張強さと、完全に焼鈍
軟化させたときの引張強さとの和の1/2となる加
熱温度（通常半軟化温度）を求めて耐熱性の判断
基準とした。また曲げ加工性は前記厚さ0.3mmの
板より巾10mm、長さ50mmの短冊状試験片を切り出
し、その中央部で180℃の密着曲げを行なつて曲
げ部の観察を行ない、割れやしわのない平滑なも
のを曲げ性が良好ということで○印、割れ等の欠
陥が認められたものを曲げ性が不良ということで
×印、その中間のものを△印で表わした。更に鋳
塊品質については上記カラーチエツクにおいて、
表面欠陥のないものを○印、それ以外のものを×
印で表わした。
して、価格が安く、高導電（伝熱）性で、優れた
強度と耐熱性を示す銅合金に関するものである。 一般にIC、LSI等の半導体を要素とする機器は
何れも半導体ペレツト、アイランドリード及びボ
ンデイングワイヤーによつて構成したものをハー
メチツクシール、セラミツクシール又はプラスチ
ツクシールにより封止したもので、種々の型式の
ものが用いられており、これ等機器のリード（リ
ードフレーム）材には次のような特性が要求され
ている。 (1) 熱及び電気の伝導性が良いこと。 (2) 耐熱性が良いこと。 (3) 強度が高いこと。 (4) 曲げ加工性が良いこと。 従来半導体機器のリード（リードフレーム）材に
はCu−29wt％Ni−18wtCo合金（コバール）、Fe
−42wt％Ni合金、Cu−5wt％Sn−0.2wt％Ｐ合金
（燐青銅）、Cu−2.4wt％Fe−0.13wt％Zn−0.04wt
％Ｐ合金、Cu−0.15wt％Sn−0.01wt％Ｐ合金等
が用いられているが、何れも一長一短があり、満
足できるものではなかつた。即ちコバール、Fe
−Ni合金及び燐青銅は何れも熱及び電気の伝導
性が悪く、特にコバール及びFe−Ni合金は曲げ
加工性も劣り、価格も高い欠点があつた。また
Cu−Fe−Zn−Ｐ合金はある程度の導電性（熱伝
導性）と耐熱性を有するも、曲げ加工性が劣る欠
点があり、Cu−0.15wt％Sn−0.01wt％Ｐ合金は
優れた導電性（熱伝導性）を有するも強度及び耐
熱性が劣る欠点があつた。 本発明はこれに鑑み種々研究を重ねた結果、価
格が安く、曲げ加工性が良好で、従来のCu−
0.15wt％Sn−0.01wt％Ｐ合金と同等の導電（伝
熱）性とすればより優れた強度及び耐熱性を有
し、従来のCu−Fe−Zn−Ｐ合金と同等の強度及
び耐熱性とすれば、はるかに優れた導電（伝熱）
性を示すリード材用銅合金を開発したもので、
Fe0.05〜0.5wt％（以下wt％を単に％と略記）、
Sn0.05〜0.5％、Zn0.05〜1.5％、P0.002〜0.05％、
残部Cuと不可避的不純物からなることを特徴と
するものである。 即ち、本発明は通常のCu地金にFe、Sn及びZn
を添加することにより強度及び耐熱性の向上を計
り、これにＰを添加することにより合金の鋳塊品
質の向上を計つて、リード材として要求される諸
特性を満足する合金を得たもので、Fe、Sn、Zn
及びＰの含有量を上記の如く限定したのは次の理
由によるものである。 Fe含有量を0.05〜0.5％、Sn含有量を0.05〜0.5
％に限定したのは、これ等両元素の添加により
Cu特有の導電性（熱伝導性）を著しく低下せる
ことなく強度及び耐熱性を向上し得るも、両元素
の含有量が下限未満では所望の強度及び耐熱性が
得られず、両元素の含有量が上限を越えると強度
及び耐熱性は向上するも導電率が低下し、必要な
導電性（熱伝導性）が得られないためである。 またZn含有量を0.05〜1.5％に限定したのはZn
の添加により強度及び耐熱性を更に向上し得る
も、その含有量が0.05％未満では、その効果が大
きくなく、1.5％を越えると導電率の低下が著し
くなるためである。またＰ含有量を0.002〜0.05
％に限定したのはＰの添加により鋳塊品質が向上
し、その後の加工性を改善するも、その含有量が
0.002％未満では有効な働きが認められず、0.05
％を越えると加工性が劣化するためである。 以下、本発明合金を実施例について詳細に説明
する。 黒鉛ルツボを用いてCuを溶解し、その湯面を
木炭粉末で被覆した後Feを添加し、続いてZnと
Snを添加し、最終にＰ母合金を添加し、これを
金型に鋳造して第１表に示す合金組成の巾150mm、
厚さ25mm、長さ200mmの鋳塊を得た。この鋳塊表
面を一面当り2.5面削した後、カラーチエツク法
に表面状況を調べてから再加熱して熱間圧延によ
り厚さ８mm、巾150mmの板とした。この板を酸洗
した後、冷間圧延と、焼鈍を繰返し、最終加工率
40％、厚さ0.3mmの板に仕上げた。 これ等の板について、導電率（熱伝導性は導電
性と相関の関係にあるため測定しなかつた。）引
張強さ、耐熱性及び曲げ加工性を調べた。これ等
の結果と前記カラーチエツクの結果を第１表に示
す。 導電率及び引張強さはJIS−H0505及びJIS−
Z2241に基づいて測定した。また耐熱性は前記厚
さ0.3mmの板よりJIS−Z2201に示された引張試験
片を切出し、これをアルゴン雰囲気中で種々の温
度に１時間加熱処理して引張試験を行ない、その
引張強さが加熱処理前の引張強さと、完全に焼鈍
軟化させたときの引張強さとの和の1/2となる加
熱温度（通常半軟化温度）を求めて耐熱性の判断
基準とした。また曲げ加工性は前記厚さ0.3mmの
板より巾10mm、長さ50mmの短冊状試験片を切り出
し、その中央部で180℃の密着曲げを行なつて曲
げ部の観察を行ない、割れやしわのない平滑なも
のを曲げ性が良好ということで○印、割れ等の欠
陥が認められたものを曲げ性が不良ということで
×印、その中間のものを△印で表わした。更に鋳
塊品質については上記カラーチエツクにおいて、
表面欠陥のないものを○印、それ以外のものを×
印で表わした。
【表】
【表】
第１表から明らかなように本発明合金は、引張
強さ40〜58Kg／mm2、耐熱性380〜480℃、導電率64
〜90％IACSの特性を有し、鋳塊品質が良好で曲
げ加工性も良く、特にSn含有量の少ないもので
は導電率80〜90％、引張強さ40〜45Kg／mm2、耐熱
性380〜420℃の特性を示し、従来合金No.17と比較
してほぼ同等の導電性とより優れた強度及び耐熱
性を有し、Sn含有量の多いものでは導電率64〜
70％IACS、引張強さ50〜58Kg／mm2、耐熱性450〜
480℃の特性を示し、従来合金No.16と比較して導
電性、強度及び耐熱性の点ですべて優れているこ
とが判る。 これに対し、Fe、Sn、ZnはＰの含有量が本発
明合金の組成範囲を越える比較合金No.９〜12では
何れも導電性の低下が著しく、特にＰ含有量の多
い比較合金No.12では曲げ加工性が低下しているこ
とが判る。また本発明合金の組成範囲より少ない
比較合金No.13、No.14では何れも強度及び耐熱性の
改善が認められず、特にＰ含有量の少ない比較合
金No.13では鋳塊品質が低下し、曲げ加工性が悪い
ことが判る。 また本発明合金のうちSn含有量の多いもので
は従来合金である燐青銅No.15と比較しても、同等
以上の強度及び耐熱性と、はるかに優れた導電性
を有することが判る。 このように本発明合金は、従来のリード材用銅
合金と比較し、リード材に要求される諸特性にお
いて、はるかに優れたもので、リード材又はリー
ドフレームに使用し、顕著な効果を奏するもので
ある。
強さ40〜58Kg／mm2、耐熱性380〜480℃、導電率64
〜90％IACSの特性を有し、鋳塊品質が良好で曲
げ加工性も良く、特にSn含有量の少ないもので
は導電率80〜90％、引張強さ40〜45Kg／mm2、耐熱
性380〜420℃の特性を示し、従来合金No.17と比較
してほぼ同等の導電性とより優れた強度及び耐熱
性を有し、Sn含有量の多いものでは導電率64〜
70％IACS、引張強さ50〜58Kg／mm2、耐熱性450〜
480℃の特性を示し、従来合金No.16と比較して導
電性、強度及び耐熱性の点ですべて優れているこ
とが判る。 これに対し、Fe、Sn、ZnはＰの含有量が本発
明合金の組成範囲を越える比較合金No.９〜12では
何れも導電性の低下が著しく、特にＰ含有量の多
い比較合金No.12では曲げ加工性が低下しているこ
とが判る。また本発明合金の組成範囲より少ない
比較合金No.13、No.14では何れも強度及び耐熱性の
改善が認められず、特にＰ含有量の少ない比較合
金No.13では鋳塊品質が低下し、曲げ加工性が悪い
ことが判る。 また本発明合金のうちSn含有量の多いもので
は従来合金である燐青銅No.15と比較しても、同等
以上の強度及び耐熱性と、はるかに優れた導電性
を有することが判る。 このように本発明合金は、従来のリード材用銅
合金と比較し、リード材に要求される諸特性にお
いて、はるかに優れたもので、リード材又はリー
ドフレームに使用し、顕著な効果を奏するもので
ある。
Claims (1)
- １ Fe0.05〜0.5wt％、Sn0.05〜0.5wt％、Zn0.05
〜1.5wt％、P0.002〜0.05wt％、残部Cuと不可避
的不純物からなる半導体器のリード材用銅合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1271582A JPS58130549A (ja) | 1982-01-29 | 1982-01-29 | 半導体機器のリ−ド材用銅合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1271582A JPS58130549A (ja) | 1982-01-29 | 1982-01-29 | 半導体機器のリ−ド材用銅合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58130549A JPS58130549A (ja) | 1983-08-04 |
| JPH0310696B2 true JPH0310696B2 (ja) | 1991-02-14 |
Family
ID=11813120
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1271582A Granted JPS58130549A (ja) | 1982-01-29 | 1982-01-29 | 半導体機器のリ−ド材用銅合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58130549A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6299429A (ja) * | 1985-10-25 | 1987-05-08 | Kobe Steel Ltd | 剪断加工性に優れるリ−ドフレ−ム材 |
| JPH07138678A (ja) * | 1994-05-09 | 1995-05-30 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
| JPH07138679A (ja) * | 1994-05-09 | 1995-05-30 | Toshiba Corp | ボンディングワイヤー |
| JP4781008B2 (ja) * | 2005-05-12 | 2011-09-28 | 株式会社神戸製鋼所 | 異形断面銅合金板及びその製造方法 |
-
1982
- 1982-01-29 JP JP1271582A patent/JPS58130549A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58130549A (ja) | 1983-08-04 |
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