JPH05237694A - 金系ろう材の製造方法 - Google Patents
金系ろう材の製造方法Info
- Publication number
- JPH05237694A JPH05237694A JP32314991A JP32314991A JPH05237694A JP H05237694 A JPH05237694 A JP H05237694A JP 32314991 A JP32314991 A JP 32314991A JP 32314991 A JP32314991 A JP 32314991A JP H05237694 A JPH05237694 A JP H05237694A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- foil
- temperature
- rapid solidification
- gold
- eutectic alloy
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Metal Rolling (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 急冷凝固法で製造した金系共晶合金を、打ち
抜き或いは切断等の加工ができるように変形能を改善す
る。 【構成】 急冷凝固法により製造した非結晶質または多
結晶質のＡｕ−Ｓｉ系共晶合金の箔を、不活性雰囲気下
で、箔内に生じた金属間化合物が消滅する温度以上、金
系共晶合金の融点以下の温度で熱処理する。 【効果】 急冷凝固法により製造した金系共晶合金の変
形能を改善し、機械加工（せん断、打ち抜き等）を可能
とする。
抜き或いは切断等の加工ができるように変形能を改善す
る。 【構成】 急冷凝固法により製造した非結晶質または多
結晶質のＡｕ−Ｓｉ系共晶合金の箔を、不活性雰囲気下
で、箔内に生じた金属間化合物が消滅する温度以上、金
系共晶合金の融点以下の温度で熱処理する。 【効果】 急冷凝固法により製造した金系共晶合金の変
形能を改善し、機械加工（せん断、打ち抜き等）を可能
とする。
Description
【０００１】
【発明の利用分野】この発明は、電子機器を構成する半
導体素子部品の組立及び部品を相互に接続する技術の１
つである、ろう付けに使用する金系共晶合金のろう材の
製造方法に関するものである。
導体素子部品の組立及び部品を相互に接続する技術の１
つである、ろう付けに使用する金系共晶合金のろう材の
製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般的に、上記ろう材は、合金を溶解後
特殊な方法で熱間圧延、冷間圧延し、箔を製造してこの
箔を打ち抜き、あるいは切断して所定のサイズに加工し
て使用する。
特殊な方法で熱間圧延、冷間圧延し、箔を製造してこの
箔を打ち抜き、あるいは切断して所定のサイズに加工し
て使用する。
【０００３】これに対し特開昭６０−１９９５９３号公
報に示されているように、経済性の良い方法として、急
冷凝固法よりＡｕ，Ａｇ，Ｐｂ，Ｂｉ，Ｓｉ，Ｓｎ，Ｓ
ｂ，Ｉｎ，Ｇｅから選ばれた２種以上からなる合金の箔
を製造する方法が提案されている。この内の金系ろう材
は、流動性、ぬれ性、熱伝導性、耐熱性、耐食性に優
れ、半導体シリコンチップと共晶接合しやすく、ＩＣ用
ろう材としては非常に重要なものである。
報に示されているように、経済性の良い方法として、急
冷凝固法よりＡｕ，Ａｇ，Ｐｂ，Ｂｉ，Ｓｉ，Ｓｎ，Ｓ
ｂ，Ｉｎ，Ｇｅから選ばれた２種以上からなる合金の箔
を製造する方法が提案されている。この内の金系ろう材
は、流動性、ぬれ性、熱伝導性、耐熱性、耐食性に優
れ、半導体シリコンチップと共晶接合しやすく、ＩＣ用
ろう材としては非常に重要なものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法で製造した箔の内金系のものには、下記の問題があ
る。 （１）金系共晶多結晶箔は、金属間化合物を生成し、圧
延方式で製造した箔に比べて変形能が小さく、機械加工
すると箔が飛散した状態となり、加工性の面で全く実用
化できない。 （２）金系共晶非結晶箔は、製造当初は非常に変形能が
良いが、常温で放置すると、硬くて脆い箔に変化して、
多結晶箔と同じ性質となる（ここで非結晶箔とは、１８
０℃曲げに耐えられる箔、多結晶箔とは１８０℃曲げに
耐えられない箔ということで区別した。）。
法で製造した箔の内金系のものには、下記の問題があ
る。 （１）金系共晶多結晶箔は、金属間化合物を生成し、圧
延方式で製造した箔に比べて変形能が小さく、機械加工
すると箔が飛散した状態となり、加工性の面で全く実用
化できない。 （２）金系共晶非結晶箔は、製造当初は非常に変形能が
良いが、常温で放置すると、硬くて脆い箔に変化して、
多結晶箔と同じ性質となる（ここで非結晶箔とは、１８
０℃曲げに耐えられる箔、多結晶箔とは１８０℃曲げに
耐えられない箔ということで区別した。）。
【０００５】これら急冷凝固後の金系の箔が、加工性に
おいて問題があるのは、主として金属組織に起因するも
のと想定し、何らかの後処理によって改善できないかと
の観点で、発明者等は種々の試験を行った。その結果、
特定の条件下で熱処理すれば、加工性を飛躍的に改善で
きるとの知見を得た。
おいて問題があるのは、主として金属組織に起因するも
のと想定し、何らかの後処理によって改善できないかと
の観点で、発明者等は種々の試験を行った。その結果、
特定の条件下で熱処理すれば、加工性を飛躍的に改善で
きるとの知見を得た。
【０００６】すなわち本発明は、急冷凝固法で製造した
金系共晶合金を、打ち抜き或いは切断等の加工ができる
ように変形能を改善する方法を提供することを目的とす
る。
金系共晶合金を、打ち抜き或いは切断等の加工ができる
ように変形能を改善する方法を提供することを目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、金系共晶合金の箔の変形能を改善する方法
として、該箔を金属間化合物を消滅させる温度以上、融
点以下の温度で熱処理することを特徴とするものであ
る。より具体的には金系共晶合金箔は、非結晶質または
多結晶質であり、Ａｕ−Ｓｉ系共晶合金の箔では不活性
雰囲気下で２００℃〜３６０℃の温度で熱処理すること
が好ましい。
するために、金系共晶合金の箔の変形能を改善する方法
として、該箔を金属間化合物を消滅させる温度以上、融
点以下の温度で熱処理することを特徴とするものであ
る。より具体的には金系共晶合金箔は、非結晶質または
多結晶質であり、Ａｕ−Ｓｉ系共晶合金の箔では不活性
雰囲気下で２００℃〜３６０℃の温度で熱処理すること
が好ましい。
【０００８】本発明は、金系の共晶合金（Ａｕ−Ｓｉ
系、Ａｕ−Ｓｎ系、Ａｕ−Ｇｅ系、Ａｕ−Ｓｂ系、Ａｕ
−Ｇａ系等）の全体に適用できるものであるが、以下Ａ
ｕ−Ｓｉ系合金の実例をもとに本発明を説明する。図１
は、溶鋼を急冷して箔とする装置である。１は、金属を
溶解する、溶解容器である。共晶成分に調整した合金
（Ａｕ−３．１５ｗｔ％）４を、この容器１中で溶解
し、ノズル２より回転ロール３上に噴射して冷却し、箔
５を形成してコイルに巻取る。図２は、この箔を熱処理
する装置である。６は炉殻であり、７は発熱体である。
急冷凝固後の箔５は、この炉の中で、不活性雰囲気下で
熱処理される。８は、不活性ガスの入口、９は不活性ガ
スの出口である。炉温は熱電対１０により、制御され
る。
系、Ａｕ−Ｓｎ系、Ａｕ−Ｇｅ系、Ａｕ−Ｓｂ系、Ａｕ
−Ｇａ系等）の全体に適用できるものであるが、以下Ａ
ｕ−Ｓｉ系合金の実例をもとに本発明を説明する。図１
は、溶鋼を急冷して箔とする装置である。１は、金属を
溶解する、溶解容器である。共晶成分に調整した合金
（Ａｕ−３．１５ｗｔ％）４を、この容器１中で溶解
し、ノズル２より回転ロール３上に噴射して冷却し、箔
５を形成してコイルに巻取る。図２は、この箔を熱処理
する装置である。６は炉殻であり、７は発熱体である。
急冷凝固後の箔５は、この炉の中で、不活性雰囲気下で
熱処理される。８は、不活性ガスの入口、９は不活性ガ
スの出口である。炉温は熱電対１０により、制御され
る。
【０００９】
【作用】図１の急冷凝固装置により製造したＡｕ−Ｓｉ
系合金箔は、図２に示す熱処理装置によって、不活性ガ
ス雰囲気下で所定の温度に制御され熱処理される。この
工程において、重要なことは、非酸化性雰囲気で行うこ
とである。すなわち、酸化性雰囲気で熱処理すると、酸
化して粉状となるためである。又、熱処理は２００℃〜
３６３℃の範囲で行われることが好ましい。表１に熱処
理温度と曲げ試験の関係を示したが、熱処理温度の下限
値は、表１に示す実験結果に基づくものである。すなわ
ち、２００℃より下の温度では、曲げ試験で容易に割れ
てしまう。これは後述するような金属間化合物が存在し
ているためと推定される。一方、３６３℃を超えると融
けてしまう。従って熱処理温度は２００℃〜３６３℃と
するのがよい。なお、表１においては、加工性を示す指
標を曲げ性能で評価をしており、１８０℃曲げが可能で
あるならば、切断及び打ち抜きが可能であるのでこれを
目標とした。
系合金箔は、図２に示す熱処理装置によって、不活性ガ
ス雰囲気下で所定の温度に制御され熱処理される。この
工程において、重要なことは、非酸化性雰囲気で行うこ
とである。すなわち、酸化性雰囲気で熱処理すると、酸
化して粉状となるためである。又、熱処理は２００℃〜
３６３℃の範囲で行われることが好ましい。表１に熱処
理温度と曲げ試験の関係を示したが、熱処理温度の下限
値は、表１に示す実験結果に基づくものである。すなわ
ち、２００℃より下の温度では、曲げ試験で容易に割れ
てしまう。これは後述するような金属間化合物が存在し
ているためと推定される。一方、３６３℃を超えると融
けてしまう。従って熱処理温度は２００℃〜３６３℃と
するのがよい。なお、表１においては、加工性を示す指
標を曲げ性能で評価をしており、１８０℃曲げが可能で
あるならば、切断及び打ち抜きが可能であるのでこれを
目標とした。
【００１０】
【表１】 図１の装置により製造したままの箔体５は、このままで
は変形能が小さく使用に耐えない。これは下記の理由に
よるものと推定される。図３に急冷凝固後熱処理前の箔
を顕微鏡で観察したの断面組織写真を示す（中央部の白
地状帯が箔断面）。急冷凝固後熱処理前の箔には、Ａｕ
81Ｓｉ19、Ａｕ7 Ｓｉ1 、Ａｕ5 Ｓｉ1 等の金属間化合
物が析出しており、このために変形能が悪いと推定して
いる。表層は、内部とは、別の金属間化合物が析出して
おり、これが図３に示すやや黒っぽい非連続線状部分で
あろうと考えられる。この箔は色彩上銀色を呈している
が、これは金属間化合物によるものと推定している。図
４は急冷凝固後に熱処理を実施した箔の断面顕微鏡組織
写真である。この写真から明らかなように、図３にみら
れた表面の黒っぽい非連続線状部分が消失している。す
なわち熱処理後この箔は金色をしており、これは金属間
化合物が消失して、Ａｕが晶出したためであると考えら
れる。急冷凝固法により製造された箔においては、冷却
速度が早過ぎる為、Ａｕの晶出が起こる前に金属間化合
物が析出してしまう。この箔を２００℃以上３６３℃以
下の温度で熱処理を行うと、金属間化合物が分解すると
ともにＡｕとＳｉの原子が拡散移動して、ＡｕとＳｉの
共晶組織となる。
は変形能が小さく使用に耐えない。これは下記の理由に
よるものと推定される。図３に急冷凝固後熱処理前の箔
を顕微鏡で観察したの断面組織写真を示す（中央部の白
地状帯が箔断面）。急冷凝固後熱処理前の箔には、Ａｕ
81Ｓｉ19、Ａｕ7 Ｓｉ1 、Ａｕ5 Ｓｉ1 等の金属間化合
物が析出しており、このために変形能が悪いと推定して
いる。表層は、内部とは、別の金属間化合物が析出して
おり、これが図３に示すやや黒っぽい非連続線状部分で
あろうと考えられる。この箔は色彩上銀色を呈している
が、これは金属間化合物によるものと推定している。図
４は急冷凝固後に熱処理を実施した箔の断面顕微鏡組織
写真である。この写真から明らかなように、図３にみら
れた表面の黒っぽい非連続線状部分が消失している。す
なわち熱処理後この箔は金色をしており、これは金属間
化合物が消失して、Ａｕが晶出したためであると考えら
れる。急冷凝固法により製造された箔においては、冷却
速度が早過ぎる為、Ａｕの晶出が起こる前に金属間化合
物が析出してしまう。この箔を２００℃以上３６３℃以
下の温度で熱処理を行うと、金属間化合物が分解すると
ともにＡｕとＳｉの原子が拡散移動して、ＡｕとＳｉの
共晶組織となる。
【００１１】このようなメカニズムで箔の変形能が改善
されるものと考えられるが、このメカニズムは他の金系
ろう材にも適用でき、それぞれの成分系に応じた熱処理
温度を箔内に生じた金属間化合物が生ずる温度以上とす
ることにより、加工性が飛躍的に改善できることを確認
している。
されるものと考えられるが、このメカニズムは他の金系
ろう材にも適用でき、それぞれの成分系に応じた熱処理
温度を箔内に生じた金属間化合物が生ずる温度以上とす
ることにより、加工性が飛躍的に改善できることを確認
している。
【００１２】
【実施例】下記組成（イ）の溶鋼をＣｕ製ロールにて急
冷凝固条件（ロ）にて急冷凝固を行い、サイズ（ハ）の
箔を得た。得られた箔は銀色を呈しており、急冷凝固直
後では、１８０℃曲げ試験において全く割れは認められ
なかった。しかし、該箔を常温で大気中に３時間放置す
ると硬くて脆い箔に変化し、１８０℃曲げ試験において
容易に割れた。この箔を熱処理条件（ニ）にて熱処理を
行った。熱処理後の箔の色は金色であり、１８０℃曲げ
試験において割れは認められなかった。また、熱処理後
の箔を打ち抜き試験を行ったところ、打ち抜き性に全く
問題は無かった。 （イ）金系合金の組成 Ｓｉ：３．１５ｗｔ％ 残部：
Ａｕ （ロ）急冷凝固条件 溶解温度 ４００℃ 鋳造量 ２００ｇ 雰囲気 Ｈｅ （ハ）箔のサイズ 幅６mm、厚み５０μｍ （ニ）熱処理条件 温度 ２５０℃ 時間 ５分 雰囲気 Ｈｅ
冷凝固条件（ロ）にて急冷凝固を行い、サイズ（ハ）の
箔を得た。得られた箔は銀色を呈しており、急冷凝固直
後では、１８０℃曲げ試験において全く割れは認められ
なかった。しかし、該箔を常温で大気中に３時間放置す
ると硬くて脆い箔に変化し、１８０℃曲げ試験において
容易に割れた。この箔を熱処理条件（ニ）にて熱処理を
行った。熱処理後の箔の色は金色であり、１８０℃曲げ
試験において割れは認められなかった。また、熱処理後
の箔を打ち抜き試験を行ったところ、打ち抜き性に全く
問題は無かった。 （イ）金系合金の組成 Ｓｉ：３．１５ｗｔ％ 残部：
Ａｕ （ロ）急冷凝固条件 溶解温度 ４００℃ 鋳造量 ２００ｇ 雰囲気 Ｈｅ （ハ）箔のサイズ 幅６mm、厚み５０μｍ （ニ）熱処理条件 温度 ２５０℃ 時間 ５分 雰囲気 Ｈｅ
【００１３】
【発明の効果】急冷凝固により製造した金系共晶合金は
変形能が悪く、機械加工（せん断、打ち抜き等）が不可
能（歩留０％）であるが、本発明の熱処理によりこれを
可能とすることができる。
変形能が悪く、機械加工（せん断、打ち抜き等）が不可
能（歩留０％）であるが、本発明の熱処理によりこれを
可能とすることができる。
【００１４】また、圧延法に対し、経済的に有利な急冷
凝固法により製造した箔がろう材の素材として適用でき
るに至った工業的効果は極めて大きい。
凝固法により製造した箔がろう材の素材として適用でき
るに至った工業的効果は極めて大きい。
【図１】本発明の急冷凝固装置の概要を示す。
【図２】本発明の熱処理装置の概要を示す。
【図３】本発明による急冷凝固後熱処理前の箔を顕微鏡
で観察した断面金属組織写真を示す。
で観察した断面金属組織写真を示す。
【図４】本発明による急冷凝固後熱処理後の箔を顕微鏡
で観察した断面金属組織写真を示す。
で観察した断面金属組織写真を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 新 福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号 新 日本製鐵株式会社八幡製鐵所内
Claims (2)
- 【請求項１】 急冷凝固法により製造した非結晶質また
は多結晶質の金系共晶合金箔を、不活性雰囲気下で箔内
に生じた金属間化合物が消滅する温度以上金系共晶合金
の融点以下の温度で熱処理することを特徴とする金系ろ
う材の製造方法。 - 【請求項２】 急冷凝固法により製造した非結晶質また
は多結晶質のＡｕ−Ｓｉ系共晶合金の箔を、不活性雰囲
気下で２００℃〜３６３℃の温度で熱処理することを特
徴とする金系ろう材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32314991A JPH05237694A (ja) | 1991-12-06 | 1991-12-06 | 金系ろう材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32314991A JPH05237694A (ja) | 1991-12-06 | 1991-12-06 | 金系ろう材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05237694A true JPH05237694A (ja) | 1993-09-17 |
Family
ID=18151634
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32314991A Withdrawn JPH05237694A (ja) | 1991-12-06 | 1991-12-06 | 金系ろう材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05237694A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7851910B2 (en) | 2003-04-01 | 2010-12-14 | Infineon Technologies Ag | Diffusion soldered semiconductor device |
-
1991
- 1991-12-06 JP JP32314991A patent/JPH05237694A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7851910B2 (en) | 2003-04-01 | 2010-12-14 | Infineon Technologies Ag | Diffusion soldered semiconductor device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS6252464B2 (ja) | ||
| JPH09104956A (ja) | 高強度高導電性銅基合金の製造法 | |
| JPS58128292A (ja) | りん銅ろう薄帯 | |
| US11638973B2 (en) | Silver brazing material and joining method using the silver brazing material | |
| JPH0480102B2 (ja) | ||
| JP3344700B2 (ja) | プレス打ち抜き加工時の熱処理性に優れる高強度、高導電性リードフレーム用銅合金板 | |
| JP4568092B2 (ja) | Ｃｕ−Ｎｉ−Ｔｉ系銅合金および放熱板 | |
| JPS6231059B2 (ja) | ||
| JP2007301570A (ja) | はんだ合金 | |
| JP4043118B2 (ja) | 耐熱性に優れる電気・電子部品用高強度・高導電性Ｃｕ−Ｆｅ系合金板 | |
| JPS62296991A (ja) | 界面活性添加物により湿潤性が改良された低融点はんだ | |
| JPH05237694A (ja) | 金系ろう材の製造方法 | |
| JPH07284983A (ja) | 半田材料及びその製造方法 | |
| JPH05311364A (ja) | 高強度高導電性銅合金の製造方法 | |
| JP2504956B2 (ja) | メッキ密着性及びハンダ接合性に優れた電子機器用銅合金とその製造法 | |
| JP3014673B2 (ja) | 半導体装置用リードフレーム | |
| JPS6113912B2 (ja) | ||
| JPS63128158A (ja) | 高力高導電性銅基合金の製造方法 | |
| JP2662209B2 (ja) | メッキ密着性及びハンダ接合性に優れた電子機器用銅合金とその製造法 | |
| JPS58104148A (ja) | 半導体機器のリ−ド材用銅合金 | |
| JPS6340857B2 (ja) | ||
| JPS6112011B2 (ja) | ||
| JP3014672B2 (ja) | 半導体装置用リードフレーム | |
| JP2002012932A (ja) | Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ合金線材とその製造方法 | |
| JPH02274849A (ja) | 酸化物分散強化銅合金材の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990311 |