JPH0480102B2

JPH0480102B2 -

Info

Publication number: JPH0480102B2
Application number: JP63101748A
Authority: JP
Inventors: Rensei Futatsuka; Shunichi Chiba; Tadao Sakakibara
Original assignee: Mitsubishi Shindoh Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Shindoh Co Ltd
Priority date: 1988-04-25
Filing date: 1988-04-25
Publication date: 1992-12-17
Also published as: JPH01272733A; KR890016193A; DE3908513A1; KR960010816B1; DE3908513C2; US4877577A

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕この発明は、高強度を有し、かつはんだの耐熱
剥離性にすぐれ、さらにプレス打抜き（スタンピ
ングともいう）により条材からリードフレーム材
を成形するのに用いられる打抜き金型の摩耗を抑
制する性質（以下耐打抜金型摩耗性という）にも
すぐれた半導体装置用Cu合金製リードフレーム
材に関するものである。〔従来の技術〕従来、例えば、重量％で（以下％は重量％を示
す）、Cu−２％Sn−0.2％Ni−0.05％Ｐの代表組
成を有するCu合金が、ICやLSI、さらにVLSIな
どの半導体装置のリードフレーム材として用いら
れている。〔発明が解決しようとする課題〕しかし、近年の半導体装置の高性能化および高
集積化に伴い、これを構成するリードフレーム材
にも高強度が要求されるようになつているが、上
記の従来Cu合金製リードフレーム材は、リード
フレーム材に要求される繰り返し曲げ性や、熱お
よび電気伝導性、めつき性、さらにはんだ付け性
にすぐれるものの、強度不足が原因で、これらの
要求に十分対応することができないばかりでな
く、はんだの耐熱剥離性も満足するものでないた
め信頼性の点で問題があり、さらに経済性の面か
ら耐打抜金型摩耗性の改善にも注目されるように
なつている。〔課題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、高強度を有し、かつはんだの耐熱剥離性およ
び耐打抜金型摩耗性にすぐれた半導体装置のリー
ドフレーム材を開発すべく研究を行なつた結果、 Ni：0.5〜２％、Sn：1.2〜2.5％、Si：0.05〜
0.5％、Zn：0.1〜１％、Ca：0.001〜0.01％、
Mg：0.001〜0.05％、Pb：0.001〜0.01％、を含有し、残りがCuと不可避不純物からなる組
成を有するCu合金は、引張強さで60Kg／mm²以上
の高強度を有し、かつはんだの耐熱剥離性および
耐打抜金型摩耗性にすぐれ、さらに従来リードフ
レーム材と同等のすぐれた繰り返し曲げ性、熱お
よび電気伝導性、めつき性、並びにはんだ付け性
を有し、半導体装置のリードフレーム材として用
いるのに適した特性を有するものであるという知
見を得たのである。この発明は、上記知見にもとづいてなされたも
のであつて、以下に成分組成を上記の通りに限定
した理由を説明する。 (a) Ni Ni成分には、強度および繰り返し曲げ性を向
上させる作用があるが、その含有量が0.5％未満
では前記作用に所望の効果が得られず、一方その
含有量が２％を越えると熱間加工性が低下するよ
うになることから、その含有量を0.5〜２％と定
めた。 (b) Sn Sn成分には、Ni成分との共存において、強度
と繰り返し曲げ性を一段と向上させる作用がある
が、その含有量が1.2％未満では前記作用に所望
の向上効果が得られず、一方その含有量が2.5％
を越えると、Niと同様に熱間加工性が低下する
ようになることから、その含有量を1.2〜2.5％と
定めた。 (c) Si Si成分には、主としてNiと結合してNi₂Siや
Ni₃Siなどのニツケル珪化物を形成し、もつて強
度を向上させる作用があるが、その含有量が0.05
％未満では所望の高強度を確保することができ
ず、一方その含有量が0.5％を越えると、遊離Si
が形成されるようになつて、はんだの耐熱剥離性
が損なわれるようになることから、その含有量を
0.05〜0.5％と定めた。 (d) Zn Zn成分には、はんだの耐熱剥離性を一段と向
上させる作用があるが、その含有量が0.1％未満
では所望のすぐれたはんだの耐熱剥離性を確保す
ることができず、一方その含有量が１％を越える
とはんだ付け性が損なわれるようになることか
ら、その含有量を0.1〜１％と定めた。 (e) Ca、Mg、およびPb これらの成分には、３者共存した状態で耐打抜
金型摩耗性を著しく改善する作用があり、したが
つてこれら３成分のうちのいずれかの成分でも所
定量含有しない場合、すなわちいずれかの成分で
も、その含有量が0.001％未満になると、所望の
耐打抜金型摩耗性改善効果が得られず、一方その
含有量が、Caにあつては0.01％を越えると、添加
含有時の酸化消耗が激しく、含有歩留が著しく低
下するようになつて経済的でなく、またMgにあ
つては0.05％を越えると、Cu合金溶湯調製後の鋳
塊への鋳造性が悪化し、鋳塊欠陥が増加するよう
になり、さらにPbにあつては0.01％を越えると、
鋳造時には結晶粒界に析出するようになり、熱間
圧延性が低下することから、その含有量を、それ
ぞれCa：0.001〜0.01％、Mg：0.001〜0.05％、
Pb：0.001〜0.01％と定めた。なお、この発明のCu合金製リードフレーム材
を製造するに際して、その製造工程におけるCu
合金溶湯の調製時に、脱酸剤としてＰやAl、あ
るいはTiやＢなどを添加する場合があり、この
場合には時としてこれらの成分の微量を含有する
ようになることがあるかもしれないが、その含有
量が総量で0.02％以下であれば、その具備する特
性に何らの影響も及ぼさないので、許容されるも
のである。〔実施例〕つぎに、この発明のCu合金製リードフレーム
材を実施例により具体的に説明する。通常の低周波溝型溶解炉を用い、木炭被覆下の
大気雰囲気中で、それぞれ第１表に示される成分
組成をもつたCu合金溶湯を調製し、半連続鋳造
法にて、厚さ：160mm×幅：450mm×長さ：2400mm
の寸法をもつた鋳塊に鋳造し、この鋳塊に温度：
800℃で熱間圧延を施して、厚さ：10mmの熱延板
とした後、直ちに水冷し、スケール除去の面削を
行ない、引続いてこの熱延板に冷間圧延と焼鈍、
酸洗を交互に繰返し施して、厚さ：0.5mmの冷延
板とした時点で、これに温度：500℃に２時間保
持の条件で焼鈍を施し、再び冷間圧延にて、その
厚さを0.25mmとし、さらに最終的に連続焼鈍炉に
て、温度：500℃に20秒間保持の条件で歪取り焼
鈍を施すことによつて本発明Cu合金製リードフ
レーム材（以下、本発明リード材という）１〜
15、および比較Cu合金製リードフレーム材（以
下、比較リード材という）１〜８をそれぞれ製造
した。

【表】

〔発明の効果〕

第１表に示される結果から、本発明リード材１
〜15は、いずれも従来リード材に比して、一段と
すぐれた強度、はんだの耐熱剥離性、および耐打
抜金型摩耗性を有し、かつこれと同等のすぐれた
繰返し曲げ性を有するのに対して、比較リード材
１〜８に見られるように、構成成分のうちのいず
れの成分含有量もこの発明の範囲から低い方に外
れ、かつSiにあつては高い方に外れると、強度、
はんだの耐熱剥離性、および耐打抜金型摩耗性の
うちの少なくともいずれかの性質が劣つたものに
なることが明らかである。また、本発明リード材１〜15について、熱およ
び電気伝導性、めつき性、およびはんだ付け性も
調べたが、電気伝導性に関しては、半導体装置の
リードフレーム材（例えばFe−42％Ni合金）と
して最低必要な３％（IACS％）より一段と高い
20％以上の導電性を有し、熱伝導性にもすぐれ、
まためつき性およびはんだ付け性に関しても、従
来リード材とほぼ同等のすぐれたものであること
を確認した。上述のように、この発明のCu合金製リードフ
レーム材は、高強度、並びにすぐれたはんだの耐
熱剥離性および耐打抜金型摩耗性を有し、さらに
リードフレームに要求される繰返し曲げ性、熱お
よび電気伝導性、めつき性、およびはんだ付け性
などの特性にもすぐれているので、半導体装置の
高性能化および高集積化に寄与するほか、打抜金
型の使用寿命の延命化を可能とし、かつすぐれた
性能を長期に亘つて発揮する信頼性の高いもので
ある。

Claims

【特許請求の範囲】１ Ni：0.5〜２％、Sn：1.2〜2.5％、Si：0.05〜
0.5％、Zn：0.1〜１％、Ca：0.001〜0.01％、
Mg：0.001〜0.05％、Pb：0.001〜0.01％、を含有し、残りがCuと不可避不純物からなる組
成（以上重量％）を有するCu合金で構成したこ
とを特徴とする高強度を有し、かつはんだの耐熱
剥離性および耐打抜金型摩耗性にすぐれた半導体
装置用Cu合金製リードフレーム材。