JPH04221039A - Alloy material for lead frame and its production - Google Patents

Alloy material for lead frame and its production

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JPH04221039A
JPH04221039A JP41162490A JP41162490A JPH04221039A JP H04221039 A JPH04221039 A JP H04221039A JP 41162490 A JP41162490 A JP 41162490A JP 41162490 A JP41162490 A JP 41162490A JP H04221039 A JPH04221039 A JP H04221039A
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JP
Japan
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less
lead frame
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alloy
etching
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Application number
JP41162490A
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Japanese (ja)
Inventor
Masatoshi Eto
雅俊 衛藤
Norio Yuki
典夫 結城
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Eneos Corp
Original Assignee
Nippon Mining Co Ltd
Nikko Kyodo Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH04221039A publication Critical patent/JPH04221039A/en
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Abstract

PURPOSE:To improve etching characteristic, sealing characteristic, and formability by subjecting an alloy stock, in which respective contents of Ni, Co, Ti, Al, B, Fe, etc., are specified, to final annealing, cold rolling, and aging heat treatment under respectively prescribed conditions. CONSTITUTION:An alloy having a composition consisting of, by weight, 15-55% Ni, 2-30% Co, 0.2-3% Ti, 0.1-3% Al, 0.001-0.1% B, <=0.015% C, 0.001-0.15% Si, 0.1-1% Mn, <=0.01& P, <=0.005% S, <=0.01% 0, <=0.01% N, and the balance Fe is refined. Rolling is performed at 40-90% draft by using this alloy as a stock and final annealing is exerted under the conditions for regulating crystalline grain size to <=30mum. Subsequently, after the draft in the final cold rolling is regulated to 15-85%, aging heat treatment is performed at 300-800 deg.C.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】この発明は、エッチング加工性、
封着性並びに成形加工性に優れ、かつ高強度を有したリ
ードフレーム用合金材及びその製造方法に関するもので
ある。
[Industrial Application Field] This invention provides etching processability,
The present invention relates to an alloy material for lead frames that has excellent sealing properties and moldability and high strength, and a method for manufacturing the same.

【0002】0002

【従来の技術】一般に、半導体機器類にあっては、使用
されるリード材の特性もその性能やコストに大きな影響
を及ぼすことが知られているが、従来、このような半導
体機器のリード材には、熱膨張係数が低く、かつ半導体
素子やセラミックスと比較的良好な接着性、封着性を示
すFe−Ni系合金が好んで使用されてきた。しかし、
例えば『LSIをプラスチックパッケージングするプロ
セス』におけるレジンモールド工程後の冷却過程やプリ
ント基盤への実装時、更には使用環境において温度サイ
クルを受けた時等ではレジンとリード材との間に熱応力
がかかるのを避けることができないが、この応力が過大
になった場合には、使用するリード材が『従来から用い
られてきた実績のあるFe−Ni系合金(例えば42%
Ni−Fe合金)製のもの』であったとしてもパッケー
ジにクラックが発生したり、接着界面が剥離したりして
パッケージの耐湿信頼性が低下するという問題を避ける
ことは難しかった。この問題はモールドレジンとリード
材との熱膨張係数差に起因したもので、熱膨張係数差の
ために上記微小クラックや剥離界面が生じると、これを
通して外部から湿気が侵入し内部の半導体素子などを損
傷する恐れがあったのである。従って、LSIの耐湿信
頼性を向上させるためには、リードフレーム材として熱
膨張係数がモールドレジンのそれにできるだけ近い化学
組成のものを使用する必要があった。一方、最近、上記
タイプのLSIにおいても高集積化が進められており、
この傾向は使用するリードフレームの多ピン化を推進す
る結果をもたらしているが、リードフレームの多ピン化
に対処するためにより強度の高い素材を使用することが
要求される。なぜなら、リードフレームが多ピン化され
ると必然的にピン間隔が狭くなり、ピン自体の幅も小さ
くなるが、それを実現するには精度が一段と高いエッチ
ング加工あるいはプレス加工を要することとなる上、ピ
ン幅に比べて厚さが厚くなるという事態を生じて加工が
より一層難しくなる懸念も生じる。そこで、これに対処
すべく素材厚を薄くする必要が出てくるが、薄板化する
ためには従来以上の強度(リード変形に対する抵抗力)
を持ったリードフレーム材が要求されるのである。また
、特に多ピン、超多ピン用のリードフレーム材では、成
形のための加工はエッチング加工が中心となるため、『
エッチング加工性が優れていること』も重要な要求特性
となってきた。ここで、Fe−Ni系合金製リードフレ
ーム材のエッチング加工工程は、一般に、脱脂したリー
ドフレーム材の両面にフォトレジストを塗布し、パター
ンを焼き付けて現像した後、塩化第2鉄を主成分とする
エッチング液でエッチング加工し、その後前記レジスト
を除去する工程から構成されているのが普通である。 そして、この際のエッチング性を決める要因としては『
レジストの密着性』や『エッチング速度』等が挙げられ
るが、これらの中でも素材のエッチング速度が最も重要
な要因となっており、エッチング速度が速くなるにつれ
てリードフレーム材に形成されるピン幅、ピン間隔の制
御性が容易化することから、該エッチング速度によって
エッチング加工性の評価が概ね決定されてしまうと言っ
ても過言ではなかった。
[Prior Art] In general, it is known that the characteristics of the lead material used in semiconductor devices have a large effect on their performance and cost. For this purpose, Fe--Ni alloys have been preferably used, which have a low coefficient of thermal expansion and exhibit relatively good adhesion and sealing properties with semiconductor elements and ceramics. but,
For example, thermal stress can occur between the resin and lead material during the cooling process after the resin molding process in the "LSI plastic packaging process", during mounting on a printed circuit board, and when subjected to temperature cycles in the usage environment. Although this cannot be avoided, if this stress becomes excessive, the lead material used should be made of a Fe-Ni alloy (e.g. 42%
Even if the package is made of Ni--Fe alloy), it is difficult to avoid problems such as cracks occurring in the package or peeling of the adhesive interface, which deteriorates the moisture resistance reliability of the package. This problem is caused by the difference in thermal expansion coefficient between the mold resin and the lead material. When the above-mentioned microcracks or peeling interface occur due to the difference in thermal expansion coefficient, moisture can enter from the outside through this and cause damage to the internal semiconductor elements. There was a risk of damaging the Therefore, in order to improve the moisture resistance reliability of LSI, it is necessary to use a lead frame material having a chemical composition whose coefficient of thermal expansion is as close as possible to that of mold resin. On the other hand, recently, the above-mentioned types of LSIs are also becoming more highly integrated.
This trend has resulted in an increase in the number of pins in the lead frame used, but in order to cope with the increase in the number of pins in the lead frame, it is required to use a material with higher strength. This is because when a lead frame has a large number of pins, the pin spacing inevitably becomes narrower and the width of the pin itself becomes smaller, but achieving this requires etching or press processing with even higher precision. There is also a concern that the thickness will become thicker than the pin width, making processing even more difficult. Therefore, in order to deal with this, it becomes necessary to reduce the material thickness, but in order to make the material thinner, it is necessary to increase the strength (resistance against lead deformation) than before.
Therefore, a lead frame material with the following characteristics is required. In addition, especially for lead frame materials for high-pin count and ultra-high-pin count, etching is the main process for molding.
'Excellent etching processability' has also become an important required property. In general, the etching process for Fe-Ni alloy lead frame materials involves applying photoresist to both sides of a degreased lead frame material, baking and developing a pattern, and then using ferric chloride as the main component. Usually, the resist is etched using an etching solution, and then the resist is removed. The factors that determine the etching performance at this time are:
Among these factors, the etching speed of the material is the most important factor, and as the etching speed increases, the pin width and pin formed on the lead frame material increase. Since the interval can be easily controlled, it is no exaggeration to say that the evaluation of etching processability is largely determined by the etching rate.

【0003】0003

【発明が解決しようとする課題】従って、半導体機器の
集積度が上昇するに伴い、リードフレーム材には優れた
封着性や強度特性に加えて『より速いエッチング速度特
性(すなわち良好なエッチング加工性)』も求められる
ようになってきた訳であるが、未だエッチング加工性、
封着性、強度、更には成形加工性などの何れをも十分に
満足した材料が見出されていないのが現状であった。従
って、LSIの耐湿信頼性を向上させるためには、リー
ドフレーム材として熱膨張係数がモールドレジンのそれ
にできるだけ近い化学組成のものを使用する必要があっ
た。そのため、最近、Niの他にCoをも主成分とし、
NiおよびCoの含有量を調整することにより、熱膨張
係数をモールドレジンの熱膨張係数に極力近づけたNi
−Co−Fe合金製のリードフレーム材も開発され、そ
の性能が着目されるようになっている。このようなこと
から、本発明が目的としたのは、強度が高く、しかも優
れたエッチング加工性、封着性並びに成形加工性をも併
せ持つところの、集積度の高い半導体機器への適用を意
図した場合でも十分な性能が発揮されるリードフレーム
材の工業的量産手段を確立することであった。
[Problems to be Solved by the Invention] Therefore, as the degree of integration of semiconductor devices increases, lead frame materials must not only have excellent sealing properties and strength properties, but also ``faster etching speed characteristics (i.e., good etching processability). However, there is still a need for etching processability,
At present, no material has been found that fully satisfies all of the sealing properties, strength, and moldability. Therefore, in order to improve the moisture resistance reliability of LSI, it is necessary to use a lead frame material having a chemical composition whose coefficient of thermal expansion is as close as possible to that of mold resin. Therefore, recently, in addition to Ni, Co is also used as a main component,
By adjusting the content of Ni and Co, the coefficient of thermal expansion of Ni is made as close as possible to that of the mold resin.
-Co-Fe alloy lead frame materials have also been developed, and their performance is attracting attention. Therefore, the purpose of the present invention is to apply it to highly integrated semiconductor devices that have high strength and also have excellent etching processability, sealing performance, and moldability. The objective was to establish an industrial means for mass production of lead frame materials that would exhibit sufficient performance even when

【0004】0004

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく、特にFe−Ni−Co系合金リードフレ
ーム材が有する比較的高い強度特性や低い熱膨張係数な
どに着目し、その強度を更に向上させ、かつそのエッチ
ング加工性や成形加工性をも顕著に改善すると共に安定
して製造できる製造方法の研究を重ねた結果、次のよう
な新しい知見を得ることができた。即ち、(a)リード
フレーム材として比較的好ましいとされてきたFe−N
i−Co系合金において、そのC、SiおよびPの含有
量を更にはN含有量をも特定の低い値に制限した場合に
は、該合金のエッチング速度が顕著に改善されるように
なる。 (b)しかも、上記合金に対し、時効熱処理を施すこと
によって、リードフレーム材としての諸特性に格別な悪
影響を及ぼすことなく材料の強度を効果的に向上するこ
とができる上、Ni含有量の注意深い調整の下での上記
特定元素の添加は、その熱膨張系数をモールドレジンの
それに近づけるのに極めて有効な手段となる。 (c)また、上記合金材料においても、その結晶粒径が
強度および成形加工性に少なからず影響を及ぼすが、該
結晶粒径を特定値以下におさえる手立てを講じることに
よってリードフレームの多ピン化にとって好ましい『材
料強度の更なる向上』が期待できる上、成形加工性も改
善される。 (d)上記合金系において、結晶粒径の微細化を混粒に
することなく、安定的に製造するには、最終焼鈍前の圧
延加工度とを特定の範囲に制御する必要がある。 (e)更に、異方性を大きくすることなく強度の向上を
図るには、最終冷間圧延の圧延加工度を特定の範囲に制
御する必要がある。 (f)従って、Fe−Ni−Coを基本成分とした合金
におけるNi、C、SiおよびP等の含有量を総合的に
調整すると同時に、必要に応じてこれに特定合金元素の
添加を行ない、更に最終焼鈍前の圧延加工度、最終焼鈍
時の結晶粒径、最終圧延の加工度および時効熱処理条件
を適正範囲に制御すると強度、熱膨張係数、封着性、成
形加工性などの特性に優れ、しかも非常に良好なエッチ
ング加工性をも備えたリードフレーム材を安定的に製造
することが可能となる。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present inventors have focused particularly on the relatively high strength characteristics and low coefficient of thermal expansion of the Fe-Ni-Co alloy lead frame material, and As a result of repeated research into a manufacturing method that would further improve its strength, significantly improve its etching processability and moldability, and enable stable production, we were able to obtain the following new knowledge. That is, (a) Fe-N, which has been considered relatively preferable as a lead frame material;
In an i-Co alloy, if the contents of C, Si, and P, as well as the N content, are limited to specific low values, the etching rate of the alloy will be significantly improved. (b) Moreover, by subjecting the above alloy to aging heat treatment, the strength of the material can be effectively improved without any particular adverse effect on the properties as a lead frame material, and the Ni content can be reduced. Addition of the above-mentioned specific elements under careful control is an extremely effective means for bringing the coefficient of thermal expansion closer to that of the mold resin. (c) Also, in the above alloy materials, the crystal grain size has a considerable effect on strength and formability, but by taking measures to suppress the crystal grain size below a certain value, lead frames with a large number of pins can be made. ``Further improvement in material strength'' can be expected, which is preferable for many people, and moldability is also improved. (d) In the above-mentioned alloy system, in order to stably manufacture the crystal grain size without making the grains mixed, it is necessary to control the degree of rolling before final annealing within a specific range. (e) Furthermore, in order to improve the strength without increasing the anisotropy, it is necessary to control the degree of rolling in the final cold rolling within a specific range. (f) Therefore, while comprehensively adjusting the content of Ni, C, Si, P, etc. in the alloy containing Fe-Ni-Co as the basic component, specific alloying elements are added to this as necessary, Furthermore, if the degree of rolling before the final annealing, the grain size during the final annealing, the degree of workability of the final rolling, and the aging heat treatment conditions are controlled within appropriate ranges, properties such as strength, coefficient of thermal expansion, sealing property, and formability will be excellent. Moreover, it becomes possible to stably manufacture a lead frame material having very good etching processability.

【0005】本発明は、上記知見事項などを基にして完
成されたもので、■重量割合にて、Ni15〜55%、
Co2〜30%、Ti0.2〜3.0%、Al0.1〜
3.0%、B0.001%〜0.1%、C0.015%
以下、Si0.001〜0.15%、Mn0.1〜1.
0%、P0.010%以下、S0.005%以下、O0
.010%以下、N0.010%以下を含有し、残部が
Feおよびその他不可避的不純物から成るリードフレー
ム用合金材、並びに重合割合にて、Ni15〜55%、
Co2〜30%、Ti0.2〜3.0%、Al0.1〜
3.0%、B0.001%〜0.1%、C0.015%
以下、Si0.001〜0.15%、Mn0.1〜1.
0%、P0.010%以下、S0.005%以下、O0
.010%以下、N0.010%以下を含有し、残部が
Fe及びその他不可避的不純物から成る合金を素材とし
、最終焼鈍を加工度:40〜90%の圧延を施した後に
結晶粒径が30μm以下となる条件で実施し、続く最終
冷間圧延の加工度を15〜85%に調整した後に、30
0〜800℃の温度域で時効熱処理を行なうことを特徴
とするエッチング加工性、成形加工性および封着性に優
れた高強度リードフレーム材の製造方法である。なお、
かかる本発明において、(a)C含有量を0.005%
以下に調整する、(b)Si含有量を0.001〜0.
05%に調整する、(c)P含有量を0.003%以下
に調整する、なる条件を単独あるいは組み合わせて採用
すると、得られるリードフレーム材の成形加工性やエッ
チング加工性改善効果は一段と顕著になり、多リードフ
レーム材の製造にも一層十分対応できるようになる。
The present invention was completed based on the above-mentioned findings, etc.; (1) Ni 15 to 55% by weight;
Co2~30%, Ti0.2~3.0%, Al0.1~
3.0%, B0.001%~0.1%, C0.015%
Below, Si0.001-0.15%, Mn0.1-1.
0%, P0.010% or less, S0.005% or less, O0
.. 0.010% or less, N0.010% or less, and the balance consists of Fe and other unavoidable impurities, and the polymerization ratio is 15 to 55% Ni,
Co2~30%, Ti0.2~3.0%, Al0.1~
3.0%, B0.001%~0.1%, C0.015%
Below, Si0.001-0.15%, Mn0.1-1.
0%, P0.010% or less, S0.005% or less, O0
.. The material is an alloy containing 0.010% or less, N0.010% or less, and the balance consisting of Fe and other unavoidable impurities, and after final annealing and rolling with a workability of 40 to 90%, the crystal grain size is 30 μm or less. After adjusting the workability of the final cold rolling to 15 to 85%,
This is a method for producing a high-strength lead frame material having excellent etching processability, molding processability, and sealing property, which is characterized by performing aging heat treatment in a temperature range of 0 to 800°C. In addition,
In this invention, (a) C content is 0.005%
(b) Si content is adjusted to below 0.001 to 0.
(c) adjusting the P content to 0.003% or less, alone or in combination, the effect of improving the moldability and etching processability of the resulting lead frame material is even more remarkable. This makes it possible to more fully support the production of multi-lead frame materials.

【0006】[0006]

【作用】続いて、本発明において素材合金の成分組成、
最終焼鈍前における圧延の加工度、最終焼鈍時の結晶粒
径、並びに最終冷間圧延の加工度を前記の如くに数値限
定した理由を、その作用と共に説明する。 A)素材合金の成分組成 Ni:Niはリードフレーム材の熱膨張係数を決定する
のに重要な成分であり、封着時や封着後におけるパッケ
ージとの熱膨張差を小さくして優れた封着性、耐湿信頼
性を確保するためには、Ni含有量を15〜55%に調
整する必要がある。従って、Ni含有量は15〜55%
と決めた。Co:Coもリードフレーム材の熱膨張係数
を決定するのに重要な成分である。そして、封着時や封
着後におけるパッケージとの熱膨張差を小さくして優れ
た封着性、耐湿信頼性を確保するためには、Co含有量
を2〜30%に調整する必要がある。従って、Co含有
量は2〜30%と決めた。Ti:Tiは時効強化によっ
て強度の向上に顕著な効果を示すが、その添加量が0.
2%未満であると析出硬化が得られず、3%を超えて添
加するとエッチング加工性、成形加工性が劣化し、熱膨
張係数が大きくなりすぎて封着性が劣るようになるため
、Ti含有量を0.2%〜3.0%と決めた。Al:A
lも時効強化によって強度の向上に顕著な効果を示すが
、その添加量が、0.1%未満であると析出硬化が得ら
れず、3%を超えて添加するとエッチング加工性、成形
加工性が劣化し、熱膨張係数が大きくなりすぎて封着性
が劣るようになるため、Al含有量が0.1%〜3.0
%と決めた。また、TiとAlは同時に添加することに
よって、それぞれ単独に添加した場合よりも強度上昇の
効果が顕著であるので、複合添加するのが望ましい。 C:リードフレーム材中のC含有量が0.015%を超
えると鉄炭化物の生成が起こり、これがリードフレーム
材のエッチング性を害する。従って、C含有量の上限を
0.015%と定めたが、固溶Cもエッチング加工性に
悪影響を与えることからC含有量は低いほどよく、でき
れば0.005%以下にまで抑制するのが望ましい。S
i:Siは脱散剤として必要な元素であるが、一方でリ
ードフレーム材のエッチング加工性に大きな影響を及ぼ
す元素でもある。即ち、Si含有量が増加するとエッチ
ング速度が遅くなってエッチング加工性が悪化する。こ
のため、良好なエッチング加工性を確保するためにはS
i含有量を0.15%以下に調整する必要がある。特に
、多ピンタイプのリードフレーム材の場合には一段と良
好なエッチング加工性が要求されることから、Si含有
量は0.05%以下にまで低減するのが望ましい。ただ
、Si含有量を0.001%未満の領域まで低減すると
脱酸効果が認められなくなってしまう。従って、Si含
有量は0.001〜0.15%と定めたが、上述したよ
うにできれば0.001〜0.05%に調整するのが望
ましい。Mn:Mnはリードフレーム材の脱酸および熱
間加工性を確保するために添加される成分であるが、そ
の含有量が0.1%未満では所望の脱酸効果が得られな
いばかりか、熱間加工性にも劣るようになる。一方、1
.0%を超えて含有させるとリードフレーム材の硬さが
上昇し過ぎて加工性の悪化を招き、更には熱膨張係数も
大きくなってしまう。従って、Mn含有量は0.1〜1
.0%と定めた。P:PもSiと同様、含有量が多くな
るとリードフレーム材のエッチング加工性に害を与える
元素である。そして、上記エッチング加工性への悪影響
はP含有量が0.01%を超えるとより顕在化すること
から、P含有量は0.01%以下と定めた。しかし、P
含有量を0.003%以下にまで低減すると、エッチン
グ加工性改善効果が一層顕著になって多ピンタイプのリ
ードフレームへ適用する場合でも十分満足できる結果が
安定して確保できるようになることから、望ましくは0
.003%以下に調整するのがよい。S:S含有量が0
.005%を超えるとリードフレーム材中に硫化物系介
在物が多くなり、エッチング加工時の欠陥となってピン
折れ等を引き起こすようになる。従って、S含有量は0
.005%以下と限定した。O:O含有量が0.010
%を超えるとリードフレーム材中に酸化物系介在物が多
くなり、やはりエッチング加工時の穿孔欠陥となること
からO含有量を0.010%以下と限定した。N:N含
有量が0.010%を超えるとリードフレーム材のエッ
チング加工性および成形加工性が悪化することから、N
含有量を0.010%以下とする。B:Bを添加するこ
とによって、材料の延性が改善され、成形加工性が向上
するために添加する。B含有量が0.001%未満では
、その効果が得られず、0.1%を超えて添加するとか
えって延性が低下するとともに、エッチング加工性も劣
化することから、B含有量を0.001%〜0.1%と
定めた。
[Operation] Next, in the present invention, the composition of the material alloy,
The reason why the working degree of rolling before final annealing, the grain size at the time of final annealing, and the working degree of final cold rolling are numerically limited as described above will be explained together with their effects. A) Composition of material alloy Ni: Ni is an important component in determining the thermal expansion coefficient of the lead frame material, and it reduces the difference in thermal expansion with the package during and after sealing, resulting in excellent sealing. In order to ensure adhesion and moisture resistance reliability, it is necessary to adjust the Ni content to 15 to 55%. Therefore, the Ni content is 15-55%
I decided. Co: Co is also an important component in determining the coefficient of thermal expansion of the lead frame material. In order to reduce the difference in thermal expansion with the package during and after sealing and to ensure excellent sealing performance and moisture resistance reliability, it is necessary to adjust the Co content to 2 to 30%. . Therefore, the Co content was determined to be 2 to 30%. Ti: Ti has a remarkable effect on improving strength through aging strengthening, but when the amount added is 0.
If it is less than 2%, precipitation hardening cannot be obtained, and if it is added in excess of 3%, etching processability and molding processability will deteriorate, and the coefficient of thermal expansion will become too large, resulting in poor sealing properties. The content was determined to be 0.2% to 3.0%. Al:A
L also has a remarkable effect on improving strength through aging strengthening, but if the amount added is less than 0.1%, precipitation hardening will not be obtained, and if it is added in excess of 3%, etching processability and molding processability will be affected. The Al content deteriorates and the thermal expansion coefficient becomes too large, resulting in poor sealing properties.
I decided on %. Further, by adding Ti and Al at the same time, the effect of increasing strength is more remarkable than when each is added individually, so it is desirable to add them in combination. C: When the C content in the lead frame material exceeds 0.015%, iron carbide is generated, which impairs the etchability of the lead frame material. Therefore, the upper limit of the C content was set at 0.015%, but since solid solution C also has a negative effect on etching processability, the lower the C content, the better, and it is best to suppress it to 0.005% or less if possible. desirable. S
i:Si is an element necessary as a dispersant, but it is also an element that has a large effect on the etching processability of the lead frame material. That is, as the Si content increases, the etching rate slows down and etching processability deteriorates. Therefore, in order to ensure good etching processability, S
It is necessary to adjust the i content to 0.15% or less. In particular, in the case of a multi-pin type lead frame material, even better etching processability is required, so it is desirable to reduce the Si content to 0.05% or less. However, if the Si content is reduced to less than 0.001%, the deoxidizing effect will no longer be observed. Therefore, although the Si content was determined to be 0.001 to 0.15%, it is desirable to adjust it to 0.001 to 0.05% if possible as described above. Mn: Mn is a component added to ensure deoxidation and hot workability of lead frame materials, but if its content is less than 0.1%, not only will the desired deoxidizing effect not be obtained, but Hot workability also becomes poor. On the other hand, 1
.. If the content exceeds 0%, the hardness of the lead frame material will increase too much, resulting in deterioration of workability and furthermore, the coefficient of thermal expansion will increase. Therefore, the Mn content is 0.1-1
.. It was set as 0%. P: Like Si, P is an element that harms the etching processability of lead frame materials when its content increases. Since the adverse effect on the etching processability becomes more apparent when the P content exceeds 0.01%, the P content is set to be 0.01% or less. However, P
When the content is reduced to 0.003% or less, the effect of improving etching processability becomes even more remarkable, and even when applied to multi-pin type lead frames, it becomes possible to stably secure sufficiently satisfactory results. , preferably 0
.. It is preferable to adjust it to 0.003% or less. S: S content is 0
.. If it exceeds 0.005%, sulfide-based inclusions will increase in the lead frame material, causing defects during etching, such as pin breakage. Therefore, the S content is 0
.. It was limited to 0.005% or less. O: O content is 0.010
%, oxide-based inclusions increase in the lead frame material, resulting in perforation defects during etching. Therefore, the O content was limited to 0.010% or less. N: If the N content exceeds 0.010%, the etching processability and molding processability of the lead frame material will deteriorate.
The content shall be 0.010% or less. B: B is added because the addition of B improves the ductility of the material and improves the moldability. If the B content is less than 0.001%, the effect cannot be obtained, and if it is added in excess of 0.1%, the ductility and etching processability will deteriorate. % to 0.1%.

【0007】B)最終焼鈍前における圧延の加工度最終
焼鈍前の圧延加工度はリードフレーム材に所望強度を確
保する上で重要であるが、その加工度を特に40〜90
%に限定する理由は、圧延加工度が40%未満の場合に
は最終焼鈍時に安定して所望の微細な結晶粒が得られず
に混粒となってしまい、逆に90%を超える圧延加工度
になると最終焼鈍時に立方体組織が発達し過ぎて異常な
組織となり、この結果、異方性が発達し、最終冷間圧延
、歪取り焼鈍を行っても所望する強度が得られなくなる
ことにある。 C)最終焼鈍時の結晶粒径 最終焼鈍条件もリードフレーム材に所望強度を確保する
上で重要であり、またエッチング性やプレス加工性にも
大きく影響する因子となるが、特に得られる結晶粒径が
30μm以下となる条件で最終焼鈍を実施する理由は、
結晶粒径の微細化が高強度化に大きく寄与する上、エッ
チング性やプレス加工性にも好結果が得られて高精度の
フレームの実現に有効であるのに対して、結晶粒径が3
0μmを超えるとこれらの効果を確保することが出来な
くなるためである。なお、最終焼鈍時の結晶粒径の調整
は、周知のように焼鈍温度および時間を調節することに
よって容易に行うことができる。 D)最終冷間圧延の加工度 最終圧延での加工度もリードフレーム材の強度に大きな
影響を与えるが、該加工度を特に15〜85%と限定す
る理由は、該圧延加工度が15%未満の場合には強度改
善に顕著な効果が得られず、一方85%を越えると強度
の異方性が顕著となり、成形加工性も劣化するためであ
る。 E)時効熱処理 最終圧延後に適正な時効熱処理を行うことによってKb
値が向上し、その異方性も飛躍的に改善されるとともに
、成形加工性および封着性が改善されるため、300℃
〜800℃の温度域で時効熱処理を行う。300℃未満
の温度では、時効現象が生じるのに、10時間を超える
時間を要し、また、十分な強度の上昇が得られない。 800℃を超える温度で時効すると、1時間以内で強度
のピークが得られるが、そのピークでの強度は、300
℃〜800℃の温度域で時効熱処理を行った場合に比較
すると、低いものとなるため、時効温度は300℃〜8
00℃とする。
B) Rolling degree before final annealing The degree of rolling before final annealing is important in ensuring the desired strength of the lead frame material, but the degree of rolling is particularly important when the degree of rolling is 40 to 90.
The reason why it is limited to % is that if the degree of rolling is less than 40%, the desired fine grains cannot be stably obtained during final annealing, resulting in mixed grains, whereas if the degree of rolling is less than 90%, If the temperature reaches a certain degree, the cubic structure will develop too much during the final annealing, resulting in an abnormal structure, and as a result, anisotropy will develop, making it impossible to obtain the desired strength even if final cold rolling and strain relief annealing are performed. . C) Crystal grain size during final annealing The final annealing conditions are also important in ensuring the desired strength of the lead frame material, and are also factors that greatly affect etching properties and press workability. The reason for carrying out the final annealing under the conditions that the diameter is 30 μm or less is as follows.
Reducing the grain size greatly contributes to high strength, and also produces good results in etching and press workability, which is effective in realizing high-precision frames.
This is because if the thickness exceeds 0 μm, these effects cannot be ensured. Note that the grain size during final annealing can be easily adjusted by adjusting the annealing temperature and time, as is well known. D) Working degree of final cold rolling The working degree of the final cold rolling also has a large effect on the strength of the lead frame material, but the reason why the working degree is particularly limited to 15 to 85% is that the working degree of the final cold rolling is 15%. If it is less than 85%, no significant effect on strength improvement will be obtained, whereas if it exceeds 85%, anisotropy in strength will become noticeable and moldability will deteriorate. E) Aging heat treatment By performing appropriate aging heat treatment after final rolling, Kb
The value is improved, the anisotropy is also dramatically improved, and the molding processability and sealing properties are improved.
Aging heat treatment is performed in a temperature range of ~800°C. At temperatures below 300° C., it takes more than 10 hours for the aging phenomenon to occur, and a sufficient increase in strength cannot be obtained. When aging at a temperature exceeding 800°C, a peak strength is obtained within 1 hour, but the strength at that peak is 300°C.
The aging temperature is lower than when aging heat treatment is performed in the temperature range of 300℃ to 800℃.
00℃.

【0008】[0008]

【実施例】次いで、本発明の効果を実施例により更に具
体的に説明する。まず、真空溶解・鋳造によって表1に
示される化学成分組成のFe−Ni−Co系合金インゴ
ットを得た後、これらに熱間圧延、酸洗を施し、次に冷
間圧延と焼鈍を繰り返して板厚:0.1mmの冷延板を
製造し、最終冷間圧延後に600℃、3時間の時効熱処
理を行った。なお、この時の『最終焼鈍前の冷間圧延』
の加工度、最終焼鈍時の結晶粒径、並びに最終冷間圧延
の加工度は前記表2に示したとおりであった。
[Example] Next, the effects of the present invention will be explained in more detail with reference to Examples. First, Fe-Ni-Co alloy ingots having the chemical composition shown in Table 1 were obtained by vacuum melting and casting, then hot rolled and pickled, and then cold rolled and annealed repeatedly. A cold-rolled plate having a plate thickness of 0.1 mm was produced, and after the final cold rolling, an aging heat treatment was performed at 600°C for 3 hours. In addition, "cold rolling before final annealing" at this time
The working degree, the grain size at the final annealing, and the working degree at the final cold rolling were as shown in Table 2 above.

【0009】[0009]

【表1】[Table 1]

【0010】0010

【表2】 続いて、このように製造されたFe−Ni−Co系合金
リードフレーム材につき、”機械的特性”、”エッチン
グ性”、”成形加工性”および”封着性”を調査し、そ
の結果を表2に併せて示した。
[Table 2] Next, the ``mechanical properties'', ``etchability'', ``formability'', and ``sealability'' of the Fe-Ni-Co alloy lead frame material manufactured in this way were investigated. The results are also shown in Table 2.

【0011】ここで機械的性質については、曲げモーメ
ントに対する材料の強度をKb値(ばね限界値)でもっ
て評価した。エッチング性については、製造された前記
各厚さ0.1mmの板材試料を脱脂してからレジスト膜
を塗布し、パターンを焼き付けて現像した後、塩化第2
鉄にて128ピンのリードフレームをすべて同一条件下
でエッチング加工したものにつき、アウターリードピン
幅とそのバラツキを測定した評価した。成形加工性は、
90度繰り返し曲げ試験を行って評価した。そして、封
着性の評価は、樹脂封着後に熱サイクルを付与してクラ
ックが生じるかどうかを調べることによって行った。表
2に示される結果からは次の事項が明らかである。即ち
、本発明例No.1〜5に係わる材料は、比較例No.
6〜14に比べ、機械的性質、エッチング性、成形加工
性および封着性に優れている。その中でも本発明例No
.1に係わるものは、C、Si、Pの各含有量ともより
好ましい範囲にコントロールされているため、本発明例
No.2〜5に係わるものと比較してもエッチング性が
更に優れている。一方、比較例No.6に係わるものは
、最終焼鈍前圧延加工度が低すぎるためにその後の焼鈍
によって小さい結晶粒径を実現することができず、Kb
値が低くなっている。比較例No.7に係わるものは、
最終圧延加工度が小さすぎるためにKb値が低くなって
いる。比較例No.8に係わるものは、TiおよびAl
を添加していないために強度が低いものとなっている。 比較例No.9に係わるものは、Tiの含有量が多いた
めにエッチング加工性、成形加工性及び封着性の劣るも
のとなっている。比較例No.10に係わるものは、A
lの含有量が多いためにエッチング加工性、成形加工性
及び封着性の劣るものとなっている。比較例.11〜1
2に係わるものは、C、SiおよびPの含有量が多いた
めにエッチング加工性、成形加工性及び封着性が劣るも
のとなっている。なお、図1は、本発明例No.1と比
較例No.13および14に係わるものの『曲げモーメ
ントとへたり量との関係』を示したグラフである。ここ
で、比較例No.13に係わるものは、板厚が0.1m
m、比較例No.14に係わるものは、板厚が0.15
mmであって、何れも従来の製造方法により作製したも
のである。この図1からは、本発明で規定されたとおり
の条件で製造されたリードフレーム材は、その板厚を0
.15mmから0.1mmに薄く下としても同じ曲げモ
ーメントに対するへたり量が少なく、変形に対する材料
強度が強いことを確認することができる。
As for the mechanical properties, the strength of the material against bending moment was evaluated using the Kb value (spring limit value). Regarding etching properties, after degreasing each of the manufactured plate samples with a thickness of 0.1 mm, a resist film was applied, a pattern was baked and developed, and dichloride dichloride was applied.
A 128-pin lead frame made of iron was etched under the same conditions, and the outer lead pin width and its variation were measured and evaluated. The moldability is
Evaluation was performed by conducting a 90 degree repeated bending test. The sealability was evaluated by applying a thermal cycle after resin sealing and examining whether cracks were generated. The following points are clear from the results shown in Table 2. That is, invention example No. The materials related to Nos. 1 to 5 are Comparative Example No.
Compared to Nos. 6 to 14, they have excellent mechanical properties, etching properties, moldability, and sealing properties. Among them, present invention example No.
.. Inventive Example No. 1, the C, Si, and P contents are all controlled within a more preferable range. The etching properties are even better than those related to Nos. 2 to 5. On the other hand, comparative example No. Regarding No. 6, because the rolling workability before final annealing is too low, it is not possible to achieve a small grain size by subsequent annealing, and Kb
The value is low. Comparative example no. Regarding 7,
The Kb value is low because the final rolling degree is too small. Comparative example no. Those related to 8 are Ti and Al
Because it does not contain any additives, its strength is low. Comparative example no. In the case of No. 9, the etching processability, molding processability, and sealing property are poor because of the large Ti content. Comparative example no. Items related to 10 are A.
Since the content of 1 is large, the etching processability, molding processability, and sealing properties are poor. Comparative example. 11-1
The material related to No. 2 has a high content of C, Si, and P, and therefore has poor etching processability, molding processability, and sealing property. In addition, FIG. 1 shows the example No. of the present invention. 1 and comparative example no. It is a graph showing "the relationship between the bending moment and the amount of settling" regarding No. 13 and No. 14. Here, comparative example No. Items related to 13 have a plate thickness of 0.1m.
m, Comparative Example No. For those related to 14, the plate thickness is 0.15
mm, and all were manufactured using conventional manufacturing methods. From FIG. 1, it can be seen that the lead frame material manufactured under the conditions specified in the present invention has a plate thickness of 0.
.. Even if the thickness is reduced from 15 mm to 0.1 mm, the amount of settling for the same bending moment is small, and it can be confirmed that the material has strong strength against deformation.

【0012】0012

【発明の効果】この発明によれば、エッチング加工性、
封着性、成形性に優れ、かつ強度の高いリードフレーム
材を安定して製造することができ、半導体機器の更なる
高集積化を可能にするなど、産業上極めて有効な効果が
もたらされる。
[Effect of the invention] According to this invention, etching processability,
It is possible to stably produce lead frame materials with excellent sealing properties, moldability, and high strength, and extremely effective industrial effects are brought about, such as enabling even higher integration of semiconductor devices.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図1は本発明の実施例と比較例の曲げモーメントへたり
量との関係を示すグラフである。
FIG. 1 is a graph showing the relationship between the amount of bending moment sag in an example of the present invention and a comparative example.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  重量割合にて、Ni15〜55%、C
o2〜30%、Ti0.2〜3.0%、Al0.1〜3
.0%、B0.001%〜0.1%、C0.015%以
下、Si0.001〜0.15%、Mn0.1〜1.0
%、P0.010%以下、S0.005%以下、O0.
010%以下、N0.010%以下を含有し、残部がF
eおよびその他不可避的不純物から成るリードフレーム
用合金材。
Claim 1: Ni 15-55%, C
o2~30%, Ti0.2~3.0%, Al0.1~3
.. 0%, B0.001% to 0.1%, C0.015% or less, Si0.001 to 0.15%, Mn0.1 to 1.0
%, P0.010% or less, S0.005% or less, O0.
0.010% or less, N0.010% or less, and the balance is F.
An alloy material for lead frames consisting of e and other unavoidable impurities.
【請求項2】  C含有量が0.005%以下である請
求項1記載のリードフレーム用合金材。
2. The alloy material for lead frames according to claim 1, wherein the C content is 0.005% or less.
【請求項3】  Si含有量が0.001〜0.05%
である請求項1又は2記載のリードフレーム用合金材。
[Claim 3] Si content is 0.001 to 0.05%
The alloy material for lead frames according to claim 1 or 2.
【請求項4】  P含有量が0.003%以下である請
求項1ないし3のいずれかに記載のリードフレーム用合
金材。
4. The alloy material for a lead frame according to claim 1, wherein the P content is 0.003% or less.
【請求項5】  重合割合にて、Ni15〜55%、C
o2〜30%、Ti0.2〜3.0%、Al0.1〜3
.0%、B0.001%〜0.1%、C0.015%以
下、Si0.001〜0.15%、Mn0.1〜1.0
%、P0.010%以下、S0.005%以下、O0.
010%以下、N0.010%以下を含有し、残部がF
e及びその他不可避的不純物から成る合金を素材とし、
最終焼鈍を加工度:40〜90%の圧延を施した後に結
晶粒径が30μm以下となる条件で実施し、続く最終冷
間圧延の加工度を15〜85%に調整した後に、300
〜800℃の温度域で時効熱処理を行なうことを特徴と
するエッチング加工性、成形加工性および封着性に優れ
た高強度リードフレーム材の製造方法。
Claim 5: Polymerization ratio of 15 to 55% Ni, C
o2~30%, Ti0.2~3.0%, Al0.1~3
.. 0%, B0.001% to 0.1%, C0.015% or less, Si0.001 to 0.15%, Mn0.1 to 1.0
%, P0.010% or less, S0.005% or less, O0.
0.010% or less, N0.010% or less, and the balance is F.
Made from an alloy consisting of e and other unavoidable impurities,
Final annealing is carried out under conditions such that the grain size becomes 30 μm or less after rolling with a working degree of 40 to 90%, and after adjusting the working degree of the final cold rolling to 15 to 85%,
A method for producing a high-strength lead frame material having excellent etching processability, molding processability, and sealing property, the method comprising performing aging heat treatment in a temperature range of ~800°C.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2003069007A1 (en) * 2002-02-15 2003-08-21 Jfe Steel Corporation Low thermal expansion alloy thin sheet and its production method
CN105441795A (en) * 2014-08-22 2016-03-30 上海梅山钢铁股份有限公司 Low carbon cold-rolled steel sheet for LED lead frame and production method thereof
CN107123720A (en) * 2017-05-05 2017-09-01 广东澳洋顺昌金属材料有限公司 Patch type bracket and preparation method thereof

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003069007A1 (en) * 2002-02-15 2003-08-21 Jfe Steel Corporation Low thermal expansion alloy thin sheet and its production method
CN105441795A (en) * 2014-08-22 2016-03-30 上海梅山钢铁股份有限公司 Low carbon cold-rolled steel sheet for LED lead frame and production method thereof
CN105441795B (en) * 2014-08-22 2017-10-27 上海梅山钢铁股份有限公司 A kind of LED lead frame low-carbon cold rolling steel plate and its production method
CN107123720A (en) * 2017-05-05 2017-09-01 广东澳洋顺昌金属材料有限公司 Patch type bracket and preparation method thereof

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