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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