JPH0456096B2 - - Google Patents
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- JPH0456096B2 JPH0456096B2 JP62149916A JP14991687A JPH0456096B2 JP H0456096 B2 JPH0456096 B2 JP H0456096B2 JP 62149916 A JP62149916 A JP 62149916A JP 14991687 A JP14991687 A JP 14991687A JP H0456096 B2 JPH0456096 B2 JP H0456096B2
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Landscapes
- Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は電子機器用パツケージのリード材に関
し、特に800〜1000℃の高温加熱下でろう付け接
合されてＩ／Ｏ端子を形成し、かつ基板へのIC
実装時に折れ、屈曲等を起すことのない銅合金よ
りなるサイドブレーズ型のセラミツクパツケージ
ICやピン・グリツド・アレイICと言われる半導
体集積回路用のセラミツクパツケージのリード材
に適するものである。 〔従来の技術〕 集積回路のパツケージには、プラスチツク樹脂
を用いて素子を封止したものと、セラミツクを用
いたものがあり、プラスチツクタイプには種々の
銅合金ならなるリード材が用いられ、セラミツク
タイプに用いられるリード材には従来Co−Ni−
Fe合金（コバール）やFe−42％Ni合金（42アロ
イ）が多く使用されている。 コバールや42アロイはパツケージに用いるセラ
ミツクスとほぼ同等の熱拡張率を有するところか
ら、セラミツクスとの間に熱応力を発生させるこ
とがなく、セラミツクスの破壊が起らず、ろう付
け時の高温における熱覆歴によつても軟化する事
のない高い耐熱性を有している。 〔発明が解決しようとする問題〕 しかしながらコバールや42アロイは電気伝導度
が３％IACS程度と小さく、当然のことながら電
気伝導度と比例関係を示す熱伝導度も小さい。従
つてIC素子の発熱に対する熱放散性が劣り、信
頼性の観点から問題となつている。更に近年の高
密度化に伴つて発生する熱量は増加の傾向を示
し、この点においてもより放熱性の高い材料の開
発が望まれている。 これに対し、良熱伝導体である銅合金の使用が
考えられるが、耐熱性の面でコバールや42アロイ
に比較して劣り、高温でのろう付け時に軟化して
しまい、基板へのIC実装時に折れや屈曲が起り、
歩留りの低下を招くばかりか、信頼性を落す要因
となる。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明はこれに鑑み種々検討の結果、コバール
や42アロイと同等以上の耐熱性と高温強度及び電
気・熱伝導度を有するサイドブレーズ型のセラミ
ツクパツケージICやピン・グリツド・アレイIC
等の電子機器用パツケージのリード材を開発した
ものである。 即ち本発明リード材の一つは、Ni0.1〜4.5wt％
（以下wt％を％と略記）、Si0.05〜1.2％、V0.005
〜0.2％、Sn0.01％以上1.2％未満、Zn0.28〜5.0％
を含み、O2含有量を200ppm以下、H2含有量を
10ppm以下、Ｓ含有量を20ppm以下とし、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。 また本発明リード材の他の一つは、Ni0.1〜4.5
％、Si0.05〜1.2％、V0.005〜0.2％、Sn0.01％以
上1.2％未満、Zn0.28〜5.0％を含み、更に0.3％以
下のCa、Mg、ミツシユメタル、Ｐ、Cr、Zr、
Ｂ、Ｙ、La、Fe、Coの何れか１種又は２種以上
を合計0.5％以下含み、O2含有量を200ppm以下、
H2含有量を10ppm以下、Ｓ含有量を20ppm以下
とし、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。 〔作用〕 NiとSiはそれぞれ強度と耐熱性を高める元素
であり、同時添加による相互作用によりNi−Si
の析出化合物を形成し、強度向上や耐熱性の向上
に更に大きく寄与すると共に、半田信頼性をも向
上させる。しかしてNi0.1〜4.5％、Si0.05〜1.2％
と限定したのは、それぞれ下限未満では効果がな
く、上限を超えると熱間加工性や導電性を低下
し、また逆に半田信頼性を低下するためである。
Ｖの添加はろう付時に高温化における結晶の粗大
化を抑制するもので、高温・長時間によつてもそ
の作用を失わない。しかしてＶ含有量を0.05〜
0.2％と限定したのは、下限未満ではこの効果が
見られず、上限を超えると著しく鋳造製を悪化す
ると共に上記特性が飽和し、Ｖの添加が無駄とな
るためである。またSnは固溶成分としての働き
を持ち、延性を向上させてリード部の繰返し曲げ
性を強化し、更にNi−Si化合物の析出作用を均
一にする働きを持つ、しかしてSn含有量を0.01％
以上1.2％未満と限定したのは、下限未満では効
果が見られず、上限以上では導電性の低下や熱間
加工性を低下するためである。 さらに本発明リード材は上記添加元素の外に
Znを含有する。Znは半田やメツキとの接合強度
の劣化を抑制するのに有効であり、更に熱や電子
によるマイグレーシヨンを予防する働きを持つ元
素であり、その含有量を0.28〜5.0％としたのは、
下限未満では上記効果が少なく上限を越えると導
電性を低下すると共に、加工性を悪くするためで
ある。また本発明リード材は0.3％以下のCa、
Mg、ミツシユメタル（MM）、Ｐ、Cr、Zr、Ｂ、
Ｙ、La、Fe、Co（副成分）の何れか１種又は２
種以上を合計0.5％以下含有させてもよい。これ
等副成分を添加することによつて結晶粒が更に微
細化し、ろう付け等の高温熱処理時における強度
低下を抑制すると共に繰返し曲げ特性の低下をも
抑制し、かつ半田信頼性の向上にも有効である。
しかして上限を越えると導電率を低下すると共
に、加工性が悪くなつて製造が困難となる。 本発明リード材におけるO2、H2、Ｓの効果並
びに含有量の限定の理由は次の通りである。即ち
O2は前記Ni−Si化合物、或いはＶの微細かつ均
一な析出、並びに半田付け性、メツキ性の向上に
効果があるが、含有量が200ppmを越えるとこれ
等の効果が見られなくなり、またろう付時に高温
脆化を起しやすくなる。H2はろう付時における
高温脆化を防止する効果があるが、含有量が
10ppmを越えると逆に高温脆化を起しやすくなる
と共に、半田付け性、メツキ性、耐熱性等も悪く
なる。ＳはNi−Si化合物、或いはＶの微細かつ
均一な析出並びに熱間加工性向上の効果がある
が、含有量が20ppmを越えるとこれ等の効果が見
られないばかりか、逆に熱間加工性が悪くなる。 〔実施例〕 第１表に示す組成のCu合金を冷却鋳型を用い
て半連続鋳造し、850℃で熱間圧延後、面削して
厚さ10mmの板とした。これを加工率96％で冷間圧
延した後、500℃で30分間熱処理してから加工率
25％で冷間圧延し、厚さ0.3mmの板とし、更に400
℃で30分間調質焼純を行なつてリード材を作製し
た。 上記リード材について引張強さ、導電率、半田
接合部の接合強度、メツキ膜の密着性、繰返し曲
げ性、耐熱性を評価し、その結果を従来材（Fe
−42％Ni合金）と比較して第２表に示した。 引張強さはJIS−Z2241、導電率はJIS−H0505
に基づいて測定し、半田接合部の接合強度は、サ
ンプルに直径２mmの無酸素銅線を60〜40共晶半田
により半田付けしてから、150℃に500時間保持し
た後引張試験することにより求めた。 メツキ膜の密着性は、リード材を電解脱脂、酸
洗してから、ホウフツ化物浴を用いてSn−５％
Pb合金を7.5μmの厚さにメツキし、これを105℃
に1000時間保持した後、180℃に折曲げ、折曲げ
部におけるメツキ膜の剥離の有無を調べた。繰返
し曲げ性及び耐熱性に関しては、サンプルを875
℃で５分間加熱後、室温まで冷却し、その後450
℃で30分間の熱処理を行なつたリード材につい
て、繰返し曲げ性をMIL−STD883／2004
Condition B2で測定し、耐熱性はJIS−Z2241に
基づいて引張強さにより測定した。
し、特に800〜1000℃の高温加熱下でろう付け接
合されてＩ／Ｏ端子を形成し、かつ基板へのIC
実装時に折れ、屈曲等を起すことのない銅合金よ
りなるサイドブレーズ型のセラミツクパツケージ
ICやピン・グリツド・アレイICと言われる半導
体集積回路用のセラミツクパツケージのリード材
に適するものである。 〔従来の技術〕 集積回路のパツケージには、プラスチツク樹脂
を用いて素子を封止したものと、セラミツクを用
いたものがあり、プラスチツクタイプには種々の
銅合金ならなるリード材が用いられ、セラミツク
タイプに用いられるリード材には従来Co−Ni−
Fe合金（コバール）やFe−42％Ni合金（42アロ
イ）が多く使用されている。 コバールや42アロイはパツケージに用いるセラ
ミツクスとほぼ同等の熱拡張率を有するところか
ら、セラミツクスとの間に熱応力を発生させるこ
とがなく、セラミツクスの破壊が起らず、ろう付
け時の高温における熱覆歴によつても軟化する事
のない高い耐熱性を有している。 〔発明が解決しようとする問題〕 しかしながらコバールや42アロイは電気伝導度
が３％IACS程度と小さく、当然のことながら電
気伝導度と比例関係を示す熱伝導度も小さい。従
つてIC素子の発熱に対する熱放散性が劣り、信
頼性の観点から問題となつている。更に近年の高
密度化に伴つて発生する熱量は増加の傾向を示
し、この点においてもより放熱性の高い材料の開
発が望まれている。 これに対し、良熱伝導体である銅合金の使用が
考えられるが、耐熱性の面でコバールや42アロイ
に比較して劣り、高温でのろう付け時に軟化して
しまい、基板へのIC実装時に折れや屈曲が起り、
歩留りの低下を招くばかりか、信頼性を落す要因
となる。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明はこれに鑑み種々検討の結果、コバール
や42アロイと同等以上の耐熱性と高温強度及び電
気・熱伝導度を有するサイドブレーズ型のセラミ
ツクパツケージICやピン・グリツド・アレイIC
等の電子機器用パツケージのリード材を開発した
ものである。 即ち本発明リード材の一つは、Ni0.1〜4.5wt％
（以下wt％を％と略記）、Si0.05〜1.2％、V0.005
〜0.2％、Sn0.01％以上1.2％未満、Zn0.28〜5.0％
を含み、O2含有量を200ppm以下、H2含有量を
10ppm以下、Ｓ含有量を20ppm以下とし、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。 また本発明リード材の他の一つは、Ni0.1〜4.5
％、Si0.05〜1.2％、V0.005〜0.2％、Sn0.01％以
上1.2％未満、Zn0.28〜5.0％を含み、更に0.3％以
下のCa、Mg、ミツシユメタル、Ｐ、Cr、Zr、
Ｂ、Ｙ、La、Fe、Coの何れか１種又は２種以上
を合計0.5％以下含み、O2含有量を200ppm以下、
H2含有量を10ppm以下、Ｓ含有量を20ppm以下
とし、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。 〔作用〕 NiとSiはそれぞれ強度と耐熱性を高める元素
であり、同時添加による相互作用によりNi−Si
の析出化合物を形成し、強度向上や耐熱性の向上
に更に大きく寄与すると共に、半田信頼性をも向
上させる。しかしてNi0.1〜4.5％、Si0.05〜1.2％
と限定したのは、それぞれ下限未満では効果がな
く、上限を超えると熱間加工性や導電性を低下
し、また逆に半田信頼性を低下するためである。
Ｖの添加はろう付時に高温化における結晶の粗大
化を抑制するもので、高温・長時間によつてもそ
の作用を失わない。しかしてＶ含有量を0.05〜
0.2％と限定したのは、下限未満ではこの効果が
見られず、上限を超えると著しく鋳造製を悪化す
ると共に上記特性が飽和し、Ｖの添加が無駄とな
るためである。またSnは固溶成分としての働き
を持ち、延性を向上させてリード部の繰返し曲げ
性を強化し、更にNi−Si化合物の析出作用を均
一にする働きを持つ、しかしてSn含有量を0.01％
以上1.2％未満と限定したのは、下限未満では効
果が見られず、上限以上では導電性の低下や熱間
加工性を低下するためである。 さらに本発明リード材は上記添加元素の外に
Znを含有する。Znは半田やメツキとの接合強度
の劣化を抑制するのに有効であり、更に熱や電子
によるマイグレーシヨンを予防する働きを持つ元
素であり、その含有量を0.28〜5.0％としたのは、
下限未満では上記効果が少なく上限を越えると導
電性を低下すると共に、加工性を悪くするためで
ある。また本発明リード材は0.3％以下のCa、
Mg、ミツシユメタル（MM）、Ｐ、Cr、Zr、Ｂ、
Ｙ、La、Fe、Co（副成分）の何れか１種又は２
種以上を合計0.5％以下含有させてもよい。これ
等副成分を添加することによつて結晶粒が更に微
細化し、ろう付け等の高温熱処理時における強度
低下を抑制すると共に繰返し曲げ特性の低下をも
抑制し、かつ半田信頼性の向上にも有効である。
しかして上限を越えると導電率を低下すると共
に、加工性が悪くなつて製造が困難となる。 本発明リード材におけるO2、H2、Ｓの効果並
びに含有量の限定の理由は次の通りである。即ち
O2は前記Ni−Si化合物、或いはＶの微細かつ均
一な析出、並びに半田付け性、メツキ性の向上に
効果があるが、含有量が200ppmを越えるとこれ
等の効果が見られなくなり、またろう付時に高温
脆化を起しやすくなる。H2はろう付時における
高温脆化を防止する効果があるが、含有量が
10ppmを越えると逆に高温脆化を起しやすくなる
と共に、半田付け性、メツキ性、耐熱性等も悪く
なる。ＳはNi−Si化合物、或いはＶの微細かつ
均一な析出並びに熱間加工性向上の効果がある
が、含有量が20ppmを越えるとこれ等の効果が見
られないばかりか、逆に熱間加工性が悪くなる。 〔実施例〕 第１表に示す組成のCu合金を冷却鋳型を用い
て半連続鋳造し、850℃で熱間圧延後、面削して
厚さ10mmの板とした。これを加工率96％で冷間圧
延した後、500℃で30分間熱処理してから加工率
25％で冷間圧延し、厚さ0.3mmの板とし、更に400
℃で30分間調質焼純を行なつてリード材を作製し
た。 上記リード材について引張強さ、導電率、半田
接合部の接合強度、メツキ膜の密着性、繰返し曲
げ性、耐熱性を評価し、その結果を従来材（Fe
−42％Ni合金）と比較して第２表に示した。 引張強さはJIS−Z2241、導電率はJIS−H0505
に基づいて測定し、半田接合部の接合強度は、サ
ンプルに直径２mmの無酸素銅線を60〜40共晶半田
により半田付けしてから、150℃に500時間保持し
た後引張試験することにより求めた。 メツキ膜の密着性は、リード材を電解脱脂、酸
洗してから、ホウフツ化物浴を用いてSn−５％
Pb合金を7.5μmの厚さにメツキし、これを105℃
に1000時間保持した後、180℃に折曲げ、折曲げ
部におけるメツキ膜の剥離の有無を調べた。繰返
し曲げ性及び耐熱性に関しては、サンプルを875
℃で５分間加熱後、室温まで冷却し、その後450
℃で30分間の熱処理を行なつたリード材につい
て、繰返し曲げ性をMIL−STD883／2004
Condition B2で測定し、耐熱性はJIS−Z2241に
基づいて引張強さにより測定した。
【表】
【表】
このように本発明リード材は、従来リード材
（Fe−42％Ni合金）よりも導電性、熱放散性がは
るかに優れていると共に、従来リード材と同等の
優れた耐熱性、強度、半田付け性、メツキ性等を
有し、電子機器におけるサイドブレーズ型やピ
ン・グリツド・アレイ型のセラミツクパツケージ
用リード材として好適であり、またプラスチツク
パツケージ用リード材としても適用できるもの
で、電子機器の信頼性を高めることは勿論のこ
と、電子機器の高集積化、小型化、高機能化を容
易にする等工業上顕著な効果を奏するものであ
る。
（Fe−42％Ni合金）よりも導電性、熱放散性がは
るかに優れていると共に、従来リード材と同等の
優れた耐熱性、強度、半田付け性、メツキ性等を
有し、電子機器におけるサイドブレーズ型やピ
ン・グリツド・アレイ型のセラミツクパツケージ
用リード材として好適であり、またプラスチツク
パツケージ用リード材としても適用できるもの
で、電子機器の信頼性を高めることは勿論のこ
と、電子機器の高集積化、小型化、高機能化を容
易にする等工業上顕著な効果を奏するものであ
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Ni0.1〜4.5wt％、Si0.05〜1.2wt％、V0.005
〜0.2wt％、Sn0.01wt％以上1.2wt％未満、Zn0.28
〜5.0wt％を含み、O2含有量を200ppm以下、H2
含有量を10ppm以下、Ｓ含有量を20ppm以下と
し、残部Cuと不可避的不純物からなる電子機器
用パツケージのリード材。 ２ Ni0.1〜4.5wt％、Si0.05〜1.2wt％、V0.005
〜0.2wt％、Sn0.01wt％以上1.2wt％未満、Zn0.28
〜5.0wt％を含み、更に0.3wt％以下のCa、Mg、
ミツシユメタル、Ｐ、Cr、Zr、Ｂ、Ｙ、La、
Fe、Coの何れか１種又は２種以上を合計0.5wt％
以下含み、O2含有量を200ppm以下、H2含有量を
10ppm以下、Ｓ含有量を20ppm以下とし、残部
Cuと不可避的不純物からなる電子機器用パツケ
ージのリード材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14991687A JPS63313844A (ja) | 1987-06-16 | 1987-06-16 | 電子機器用パッケ−ジのリ−ド材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14991687A JPS63313844A (ja) | 1987-06-16 | 1987-06-16 | 電子機器用パッケ−ジのリ−ド材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63313844A JPS63313844A (ja) | 1988-12-21 |
| JPH0456096B2 true JPH0456096B2 (ja) | 1992-09-07 |
Family
ID=15485394
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14991687A Granted JPS63313844A (ja) | 1987-06-16 | 1987-06-16 | 電子機器用パッケ−ジのリ−ド材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63313844A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7168331B2 (ja) * | 2018-03-09 | 2022-11-09 | トヨタ自動車株式会社 | 銅基合金 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6386838A (ja) * | 1986-09-30 | 1988-04-18 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 半導体リ−ド用銅合金 |
| JPS63109133A (ja) * | 1986-10-23 | 1988-05-13 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 電子機器用銅合金とその製造法 |
| JPS63274729A (ja) * | 1987-04-30 | 1988-11-11 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 電子・電気機器用銅合金 |
-
1987
- 1987-06-16 JP JP14991687A patent/JPS63313844A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6386838A (ja) * | 1986-09-30 | 1988-04-18 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 半導体リ−ド用銅合金 |
| JPS63109133A (ja) * | 1986-10-23 | 1988-05-13 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 電子機器用銅合金とその製造法 |
| JPS63274729A (ja) * | 1987-04-30 | 1988-11-11 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 電子・電気機器用銅合金 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63313844A (ja) | 1988-12-21 |
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