JPH03219054A - リードフレーム用Fe―Ni―Co合金およびその製法 - Google Patents

リードフレーム用Fe―Ni―Co合金およびその製法

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JPH03219054A
JPH03219054A JP1408190A JP1408190A JPH03219054A JP H03219054 A JPH03219054 A JP H03219054A JP 1408190 A JP1408190 A JP 1408190A JP 1408190 A JP1408190 A JP 1408190A JP H03219054 A JPH03219054 A JP H03219054A
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less
alloy
plastic working
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lead frame
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Tsuyuki Watanabe
渡辺 津之
Atsushi Kato
淳 加藤
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Yamaha Corp
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Yamaha Corp
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本願発明は、多ピンIC用リードフレーム材料なととし
て好適なFe−Ni−Co合金およびその製法に関し、
特定の元素を特定量添加することにより、従来の合金よ
りも優れた変形抵抗を示し、従来の合金と同等の低熱膨
張性を確保したしの、および、その製法に関するしので
ある。
「従来の技術」 近年、集積度の高い大規模集積回路(LSI)や超人規
模集積回路(超L S I )などの開発が盛んとなっ
てきているが、このようなLSIや超LSIにおいては
、ノリコン素子が大型化し、発熱量も多くなってきてい
る。従ってシリコン素子とり−ドフレームとの間の熱膨
張率の差異が大さい場合は、通電発熱によるリードフレ
ームの膨張と収縮によりシリコン素子が熱ストレスを受
けて割れたり、亀裂を生じたりするおそれがある。そこ
でl。
Slや超LSI用などのリードフレーム材料にあっては
、特にその熱膨張率をシリコン素子の熱膨張率に近付け
る必要がある。
このため従来から、リードフレーム用の材料においては
、シリコン素子なとに作用する熱応力を緩和することを
目的とした低膨張のFe−Ni合金として、42 A 
1loy(42%N i−F e)(特開昭55119
156号など)、コバール(29%Ni−17%Co−
F e)、および、低膨張コバール(29%Ni−13
%Co−FeX特開昭59−198741号)などが知
られている。
「発明が解決しようとする課題」 ところが、最近、リードフレームの多ピン化に伴い、以
前はインナーリードの幅が0.3〜0,51程度であっ
たものが、0.1〜0.211+n程度の幅になる場合
が生じてきているとともに、外部り−I・についても細
くなる傾向にある。
このため、リートの材料強度が不足することから、製造
]−程途中なとにおいて、運搬時やセパレータのテーピ
ング時に、あるいは、基板への接続時に、リードが外力
による変形を起こすことがあり、このことが重大な問題
となりつつある。
そこで本願発明者らは、先に、特願昭63−31564
7号明細書、特願平1−164583号明細書、特願平
1−172510号明細書などにおいて、Fe−Ni−
Co系合金に特定量のHeあるいはその他の元素を添加
することで高強度と低熱膨張性を確保した合金について
特許出願している。
これらの特許出願においては、Ni26〜34%、Co
8−20%、l1e0.01〜2%、M n 1%以下
、Si0.5%以下、Cu5%以下、C011%以下を
主体とする組成をf了し、更に、必要に応してSやNを
特定量含有することで目的を達成している。
本願発明は、先に本願発明者らが特許出願している技術
を更に発展させて前記課題を解決するためになされたも
ので、従来合金よりも硬度と引張強度に優れ、しかもシ
リコン素子に近い低熱膨張率を示すリードフレーム用F
 e−N i−G o合金およびその製法を提供するこ
とを目的とする。
「課題を解決するための手段」 請求項1に記載した発明は前記課題を解決するために、
Ni26−34%、008〜20%、Be0.01〜2
%、M n 1%以下、Si0.5%以下、Cu5%以
下、CO、1%以下を含み、0.01〜2%のAIと0
.01〜2%のTiのうち、少なくとも1種を含み、F
e残部及び不可避不純物の組成にしたものである。
請求項2に記載した発明は前記課題を解決するために、
Ni26〜34%、008〜20%、Be0.01〜2
%、Mn1%以下、Si 0.5%以下、Cu5%以下
、C011%以下を含み、0.01〜1%のNbと0.
01〜4%のMoと0.01〜4%のWと0.01〜1
%の■と0.01〜3%のCrと0.001〜0.5%
のBと0.001−1%のZrと0.001−1%のミ
ツシュメタルのうち、少なくとも1種以上を含み、Fe
残部及び不可避不純物の組成にしたものである。
請求項3に記載した発明は前記課題を解決するために、
Ni26〜34%、008〜20%、Be0.01〜2
%、M n 1%以下、Si 0.5%以下、Cu 5
%以下、C011%以下を含み、0.01〜2%のAI
と0.01〜2%のTiのうち、少なくとも1種を含み
、0.01−1%のNbと0.01〜4%のMoと0.
01〜4%のWと0.01〜1%のVと0.01〜3%
のCrと0.001〜0.5%の13と0.001−1
%のZrと0.001−1%のミツツユメタルのうち、
少なくとも1種以上を含み、Fe残部及び不可避不純物
の組成にしたしのである。
請求項4に記載した発明は前記課題を解決するために、
請求項1又は請求項2又は請求項3に記載した組成を満
たすように原材料を配合し、溶解して得たインゴットを
目的の形状になるまで塑性加工と焼鈍処理を施し、最終
塑性加工後に300〜700℃の温度域において時効す
るものである。
1作用」 FeとNiとCOとMnとSiとCuとCを所定量含有
する低膨張率の合金に、Beを少量添加することで高強
度になるとと6に、Beの添加量が少量で済むので、合
金の主成分は低膨張率の合金であり、このため、リード
フレーム用の材料として好適な熱膨張率が確保される。
更に、前記組成に、AIとTiの少なくとも一方を所定
量添加することで析出硬化による強化がなされ、次いで
NbとM。
とWとVとCrとBとZrとミツツユメタルの少なくと
も1種を特定量添加することで固溶強化がなされて強化
される。
また、前記各組成とした合金に300〜700℃で熱処
理を施すと、引張り強さの制御が可能になり、時効硬化
する。
以下に本願発明を更に詳細に説明する。
本願発明の合金においては、Niにッケル)を26〜3
4%、Go(コバルト)を8〜20%、Be(ベリリウ
ム)を0.01〜2%、Mn(マンガン)を1%以下、
Si(ケイ素)を0.5%以下、Cu(銅)を5%以下
、C(炭素)を0.1%以下含存している合金が主体と
なっている。
そして前記組成を主体とする合金に、0.0!〜2%の
AI(アルミニウム)と0.01〜2%のTi(チタン
)とを添加している。
また、前記組成を主体とする合金に、0.01〜1%の
Nb(ニオブ)と0.01〜4%のMo(モリブデン)
と0,01〜4%のW(タングステン)と001〜1%
のV(バナジウム)と0,01〜3%のCr(クロム)
と0.001〜0.5%のB(ホウ素)と0.001−
1%のZr(ジルコニウム)と0.001〜1%のミツ
ツユメタル(混合希土類金属)のうち、少なくとも1種
以上を独自に添加するか、あるいは、それに加えて、前
記AIとTiの少なくとも1種を前記と同量添加してい
る。
前記組成において、NiとCoとCuの含有量を前記範
囲外にすると、リードフレーム材料が適用されるシリコ
ン素子等の熱膨張率に適応した熱膨張率が得られなくな
るために好ましくない。
Beの含有量を0.01%未満とすると、他の添加元素
の協力を得ても目的とする強度は得られず不都合であり
、Beの含有量が2.0%を越える場合、強度向上の割
に高価なりeの使用量が多くな−てコストが高くなり、
不適当である。
Siは脱酸剤として用いるが、含釘量が0.5%を越え
ると合金を脆化させるので不都合であり、Mnは鍛造性
を向上させるとともに脱酸剤として用いるが、含有量が
1%を越えると加工性を悪化させるので好ましくない。
Ci、t O、1%を越えると加工性を悪化させる。
AIとTiの6含14 itは下限値より少なくては目
的とする強度が得られず、上限値を越える場合は強度向
上の割にコスト高となり、好ましい熱膨張係数も得られ
ない。
NbとMoとWとVとC「とBとZrとミツシュメタル
の各含有量は下限値より少なくては目的とする強度が得
られず、上限値を越える場合は強度向上の割にコスト高
となり、好ましい熱膨張係数も得られない。
前記合金を製造するには、まず、前記の組成になるよう
に原材料を配合した後に、不純物の混入を避ける目的で
Arガスなどの雰囲気中で真空溶解を行って前記組成の
インゴットを得る。
次いでこのインゴットを1200〜1400°Cで鍛造
加工し、目的の形状、例えば目的の板厚になるまで、好
ましくは加工率70%以下で行う圧延加工と、800〜
1100℃で行う焼鈍処理を必要回数繰り返し施す。そ
して、最終圧延加工時に加工率を好ましくは50%以下
程度に設定し、最終圧延後に時効硬化処理を目的として
、300〜700℃の温度域において、望ましくは5時
間以内の熱処理を行い、所望の厚さの板材を得る。
前記時効処理温度において300℃以下では、析出粒子
が小さすぎて析出硬化が進まずに未時効となり、700
℃以上では時効により強度がピークになるまでの熱処理
時間が短かすぎて温度コントロールが困難であり、それ
を越えると析出粒子が大きくなりすぎて十分な析出硬化
が期待できずに強度を落としてしまう可能生らある。
以上説明したような製造方法で前記組成の合金を製造す
るならば、従来の合金よりも強度が高く変形抵抗が高い
とともに、シリコン素子やセラミック封止材料の熱膨張
率に近い熱膨張率のリードフレーム用材料を得ることが
できる。しかも前記合金は時効処理の温度と時間を調節
することにより引張強さを調節できるので、所望の強さ
のリードフレーム材料を得ることができる。更に、Be
の添加量が少量でも引張強度の向上効果が得られるので
、高価なりeの使用量が少なくて済み、低コストで製造
できる効果がある。
「実施例」 以下に示す第1表〜第4表の組成になるように各々原材
料を配合し、各配合物をArガスを含む80’l’or
rの真空雰囲気において溶解してインゴットを作成し、
次いでこのインゴットに1200〜1400℃で熱間鍛
造加工を施し、次いで、加工率70%以下で行う圧延加
工と800〜1100℃に加熱後に徐冷する焼鈍処理と
を繰り返し行い、最終圧延加工を加工率50%以下で行
って圧延加工を終了し、次いで、500℃に2時間加熱
する時効処理を行って試料Not〜94の板状の試験片
を得た。
谷試験片の引張強度(kg/mm”)と硬度(I(v)
と平均熱膨張係数(30〜300℃、×!0−1l/℃
)を測定し、その結果を第1表〜第4表に示す。
(以下、余白) 第1表ないし第4表に示す結果から、Al.!:Tiの
含(Tmに関し、本願発明で限定した範囲が適切である
ことが明らかになるとともに、NbとMOとWとVとC
rと13とZrとミツツユメタルの含有量に関し、本願
発明で限定した範囲が適切であることが明らかとなった
一方、前記の手順で製造した発明品の試料について、時
効処理時間と引張り強さの関係を求めた。
その結果を第1図に示す。
第1図から明らかなように、時効処理の温度が300℃
の場合、処理時間の経過とともに引張強度は緩やかなカ
ーブで上昇し、処理時間5時間程度でピークに向かい、
500℃の場合、引張強さのピークは2時間程度に短縮
され、700℃の場合、ピークは1時間程度に短縮され
るが1時間経過後の引張強度は減少している。
第1図に示す結果から鑑みて本願発明方法では時効処理
温度を300〜700℃の範囲に限定した。
「発明の効果」 以上説明したように本願発明によれば、FeとNiとC
oとMnとSiとCuとCを所定量含有する低熱膨張率
の合金に、Beを少量添加し、更に、AlとTiの少な
くとら1種、または、NbとMoとWと■とCrとBと
Zrとミツシュメタルの少なくとも1種を添加すること
で高強度にしたので、シリコン素子や封着用セラミック
などに近い熱膨張率を維持した上に、従来よりも硬度と
引張強度に優れた変形抵抗の大きな合金を提供すること
ができる。
従って本願発明によれば、シリコン素子や封着用セラミ
ックに熱履歴による熱ストレスをかけることがないとと
もに、リードが外力による変形を起こしにくい優れたリ
ードフレーム用合金を提供することができる。
一方、前記組成とした合金に、300〜700℃で熱処
理を施すと、時効硬化させることができるので、時効条
件の選定により引張り強さなどの値の制御が可能になり
、所望の引張強さと硬度とを有するリードフレーム用に
好適な合金を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は試験片の引張強さと時効処理時間の関係を示す
グラフである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)Ni26〜34%(重量%、以下同じ)Co8〜
    20% Be0.01〜2% Mn1%以下 Si0.5%以下 Cu5%以下 C0.1%以下を含み、 0.01〜2%のAlと 0.01〜2%のTiのうち、少なくとも1種を含み、 Fe残部及び不可避不純物 の組成を有するリードフレーム用Fe−Ni−Co合金
    。 (2)Ni26〜34% Co8〜20% Be0.01〜2% Mn1%以下 Si0.5%以下 Cu5%以下 C0.1%以下を含み、 0.01〜1%のNbと 0.01〜4%のMoと 0.01〜4%のWと 0.01〜1%のVと 0.01〜3%のCrと 0.001〜0.5%のBと 0.001〜1%のZrと 0.001〜1%のミッシュメタルのうち、少なくとも
    1種以上を含み、 Fe残部及び不可避不純物 の組成を有するリードフレーム用Fe−Ni−Co合金
    。 (3)Ni26〜34% Co8〜20% Be0.01〜2% Mn1%以下 Si0.5%以下 Cu5%以下 C0.1%以下を含み、 0.01〜2%のAlと 0.01〜2%のTiのうち、少なくとも1種を含み、 0.01〜1%のNbと 0.01〜4%のMoと 0.01〜4%のWと 0.01〜1%のVと 0.01〜3%のCrと 0.001〜0.5%のBと 0.001〜1%のZrと 0.001〜1%のミッシュメタルのうち、少なくとも
    1種以上を含み、 Fe残部及び不可避不純物 の組成を有するリードフレーム用Fe−Ni−Co合金
    。 (4)請求項1又は請求項2又は請求項3に記載した組
    成を満たすように原材料を配合し、溶解して得たインゴ
    ットを目的の形状になるまで塑性加工と焼鈍処理を施し
    、最終塑性加工後に、300〜700℃の温度域におい
    て時効することを特徴とするリードフレーム用Fe−N
    i−Co合金の製法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110129684A (zh) * 2019-05-15 2019-08-16 丹阳市华龙特钢有限公司 一种铁镍钴玻封合金
CN111074131A (zh) * 2019-12-26 2020-04-28 西北工业大学 一种共晶高熵合金的热机械处理方法

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