JPH0380856B2

JPH0380856B2 -

Info

Publication number: JPH0380856B2
Application number: JP60084228A
Authority: JP
Inventors: Rensei Futatsuka; Tadao Sakakibara; Shunichi Chiba; Manpei Kuwabara; Seiji Kumagai
Original assignee: Mitsubishi Shindoh Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Shindoh Co Ltd
Priority date: 1985-04-19
Filing date: 1985-04-19
Publication date: 1991-12-26
Also published as: JPS61242052A

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕この発明は、ICやLSIなどの半導体装置のリー
ド材に関し、特に、強度およびはんだ密着性に優
れた半導体装置用銅合金リード材に関するもので
ある。〔従来の技術〕従来、一般に、ICやLSIなどの半導体装置は、 (a) まず、リード素材として、板厚：0.1〜0.3mm
を有する条材を用意し、 (b) 上記リード素材から、製造しようとする半導
体装置の形状に適合したリードフレームをプレ
ス打抜き加工によつて形成させ、 (c) ついで、上記リードフレームの所定個所に高
純度SiまたはGeなどの半導体素子を、Agペー
ストなどの導電性樹脂を用いて加熱接着する
か、あるいは予め上記リード素材の片面にめつ
きしておいたAu、Ag、Niまたはこれらの複合
層からなる被膜を介して加熱拡散圧着するか
し、 (d) 上記の半導体素子とリードフレームとに渡つ
てAu線などによるワイヤボンデイング（結線）
を施し、 (e) 引続いて、上記半導体素子、結線、および半
導体素子が取り付けられた部分のリードフレー
ムなどを、これらを保護する目的で、プラスチ
ツクで封止し、 (f) 最終的に、上記リードフレームにおける相互
に連なる部分を切除してから、めつきを施して
リード材とし、そして (g) このようにして得られた、半導体装置用リー
ド材を電子機器の基盤にはんだ付けする、以上
(a)〜(g)の主要工程によつて製造、かつ使用され
ている。したがつて、半導体装置のリード材となるリー
ド素材には、良好なプレス打抜き性、半導体素子
の加熱接着に際して熱歪および熱軟化が生じない
耐熱性、良好な放熱性と導電性、および半導体装
置の輸送あるいは電気機器への組込みに際して曲
がりや繰返し曲げによつて破損が生じない強度、
さらに電子機器の基盤にはんだ付けした後に十分
な接合強度を維持することができる、良好なはん
だ密着性が要求され、特性的には、引張強さ：45
Kgｆ／mm²以上、伸び：５％以上、導電率（放熱
性、すなわち熱伝導性は導電率で換算評価され
る）：70％IACS以上、軟化点（耐熱性を評価する
ために利用される）：350℃、はんだ密着性：150
℃×1000時間加熱後、180度の密着曲げ試験にお
いて剥離を生じないこと、が要求されることか
ら、従来、リード素材として、Zr：0.15％を含有
し、残りがCuからなる組成を有するジルコニウ
ム銅や、Sn：0.2％およびＰ：0.01％を含有し、
残りがCuからなる組成（以上すべて重量％、以
下、特に断らないかぎり％はすべて重量％を意味
する）を有するCu合金が提案されている。〔発明が解決しようとする問題点〕しかしながら、近年では半導体装置の集積度は
益々向上する傾向にあり、このような高密度実装
に伴つて上記各特性、すなわち強度（引張強さ、
伸び）、導電性、耐熱性およびはんだ密着性が一
層改善されたリード材が要求されるようになつて
きているところから、上記組成の従来銅合金は、
次第にリード材として十分な特性を有する材料と
は言い難くなり、特に、上述の特性のうち、導電
性は満足するものの、強度が十分でない材料とな
りつつあり、また後者の0.2％Sn−0.01％Ｐ−Cu
合金はさらにはんだ密着性に問題があつた。〔問題点を解決するための手段〕そこで、本発明者等は、上述のような観点か
ら、従来の銅合金を改良して、集積度の高い半導
体装置のリード材としても実用に耐える材料を得
べく、そのリード素材に元来要求される良好なプ
レス打抜性や耐熱性を具備した上で、さらに強度
およびはんだ密着性に優れた銅合金に着目して研
究を進めた結果、 Sn：0.05〜0.5％未満、Ｐ：0.02〜0.1％、Mg：
0.024〜0.13％、を含有し、かつ重量比で、Ｐ／Mg＝0.75〜0.85、を満足し、残りがCuおよび不可避不純物からな
る組成を有する銅合金は、引張強さ：45Kgｆ／mm²
以上、伸び：５％以上、導電率：70％以上、軟化
点：400℃以上、はんだ密着性：大気中で150℃×
1000時間加熱後、180度密着曲げで剥離なし、の
要件を満たして、従来の上記銅合金よりも優れた
特性、就中、優れた強度（引張強さ、伸び）およ
びはんだ密着性を具備し、特にQuad、Flatおよ
びPLCC各タイプのIC用リード材としても十分実
用に供し得るという知見を得た。この発明は、上記知見に基づいて発明されたも
のであつて、上記組成を有する銅合金を提供する
ものである。以下に、本発明において成分組成を上記の通り
に限定した理由を述べる。 (a) Sn Sn成分には、リード材の強度を向上させる
ばかりでなく、耐熱性を改善する作用もある
が、その含有量が0.05％未満では前記作用に所
望の効果が得られず、一方0.5％以上含有させ
ると、導電率が低下して所望の優れた放熱性を
確保できないところから、その含有量を0.05〜
0.5％未満と定めた。 (b) ＰおよびMg これらの成分は、共存した場合にさほど導電
率を低下させずに強度を向上させる作用を有す
るとともに脱酸作用も有するが、その含有量
が、それぞれＰ：0.02％未満、 Mg：0.024％未満となると、前記作用に所望の効果が得られず、一方それ
がＰについて0.1％、そしてMgについて0.13％
を越えると、導電率低下の傾向が現われるよう
になることから、その含有量をそれぞれＰ：
0.02〜0.1％およびMg：0.024〜0.13％と定め
た。また、このＰとMgとは、Mg₃P₂のような化
合物を形成して、これが銅マトリツクス中に細
かく析出すると銅合金の強度と導電性が向上す
るけれども、過剰となつた一方のＰまたはMg
が単独で銅マトリツクス中に存在すると、すな
わち、上記化合物：Mg₃P₂におけるＰ／Mg重
量比：0.75〜0.85の範囲よりもＰ／Mg重量比
の値が上下にずれると、導電性は大巾に低下す
るようになるので、Ｐ／Mg（重量比）＝0.75〜
0.85を満足するように制御しなければならな
い。〔実施例〕つぎに、この発明の銅合金リード材を実施例に
より具体的に説明する。通常の低周波溝型誘導炉を用い、それぞれ第１
表に示される成分組成をもつた銅合金溶湯を調製
し、半連続鋳造法にて厚さ：150mm×幅：400mm×
長さ：1500mmの鋳塊とした後、圧延開始温度：
800℃にて熱間圧延を施して厚さ：11mmの熱延板
とし、ついで水冷後、前記熱延板の上下面を面削
して厚さ：10mmとし、引続いて冷間圧延と時効処
理を交互に繰返し施し、仕上圧延率：70％にて最
終冷間圧延を施して厚さ：0.25mmの条材とした
後、最後に250〜350℃の範囲内の温度に15分間保
持するという条件の下で歪取り焼鈍を施すことに
よつて、それぞれ本発明リード材１〜６および前
記組成からなる従来リー

〔発明の効果〕

第１表に示される結果から、本発明リード材
は、前述の、引張強さ：45Kgｆ／mm²以上、伸び：
５％以上、導電率：70％以上、軟化点：400℃以
上およびはんだ密着性：剥離なし、の要件を満た
し、従来の銅合金リード材と比較して特に強度が
向上しているほか、はんだ密着性にも優れ、全体
として、従来の銅合金リード材よりも、高集積度
の半導体装置に利用されるリード材として適して
いることがわかる。また、本発明リード材は、半導体装置のリード
材として本来要求されるスタンピング性、エツチ
ング性、メツキ性およびはんだ付け性などの特性
も十分満足するものであつた。上述のように、この発明のリード材は、十分な
放熱性と耐熱性を具備するばかりでなく、従来の
銅合金リード材よりも、特に強度およびはんだ密
着性に優れているので、この発明によると、これ
らの特性について高度の性能が要求される、例え
ばQuad、FlatおよびPLCCタイプのICのような
集積度の高い半導体装置のリード材として用いた
場合、特に優れた性能を発揮する銅合金リード材
を提供することができる。

【特許請求の範囲】

１ Feを0.02〜0.7重量％、ＰをFeに対して15〜
80重量％、及びIn、Sn、Pb、Sbから成る群から
選択される２種とZrとを合計量で0.01〜0.5重量
％含有し、残部が銅から成ることを特徴とする導
線用またはケーブル用耐屈曲高力高導電性銅合
金。