JPH0571656B2 - - Google Patents
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- JPH0571656B2 JPH0571656B2 JP23638185A JP23638185A JPH0571656B2 JP H0571656 B2 JPH0571656 B2 JP H0571656B2 JP 23638185 A JP23638185 A JP 23638185A JP 23638185 A JP23638185 A JP 23638185A JP H0571656 B2 JPH0571656 B2 JP H0571656B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
- H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
- H01L23/495—Lead-frames or other flat leads
- H01L23/49579—Lead-frames or other flat leads characterised by the materials of the lead frames or layers thereon
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
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- Physics & Mathematics (AREA)
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Description
「発明の目的」
本発明はリードフレーム用アルミニウム合金に
係り、熱履歴後の強度、硬度ならびに曲げ加工性
が良好で低コストなリードフレーム用アルミニウ
ム合金を提供しようとするものである。 産業上の利用分野 半導体を要素とするIC、LED等の機器におけ
るリードフレーム用アルミニウム合金。 従来の技術 半導体を要素とするIC、LSI、LEDなどの機器
は何れも半導体ペレツト、リード、ボンデイング
ワイヤにより構成されたものを、セラミツクスや
樹脂によつて封止したもので、種々の形式のもの
が用いられている。然してこの種機器に使用され
るリード用フレームは薄板をプレス打抜きして所
定の形状に成形した後、組付けを容易とするため
溶融ハンダ材が被覆されることとなり、このよう
な工程において熱履歴を受ける。ところで従来こ
れらの機器におけるリードフレーム材としては、
鉄系材料としてコバール（Fe−29％Ni−17％
Co）、Fe−42％Ni合金、Fe−Ni合金にAlをクラ
ツドした材料が用いられ、又銅系材料として194
合金（Cu−Fe−Zn−Ｐ系）、195合金（Cu−Fe
−Co−Sn−Ｐ系）などが使用されて来た。即ち
前記鉄系材料は耐熱性、強度などが優れており、
MOS型IC、LSI等に広く採用され、銅系材料は
良好な熱伝導性や曲げ性を有し、しかも鉄系のも
のに比較して安価であることから近年パワートラ
ンジスタ、ダイオード、サイリスタ等の個別半導
体のリードフレーム材として広く使用されてい
る。近時、高集積化がますます進む中で、電気抵
抗の小さい、高熱伝導度、高強度の銅合金も開発
され、鉄系材料に代つて次第に使用されつつあ
る。 なお一部に銅合金より更に低価格な材料として
アルミニウム合金の使用も考えられているようで
ある。 発明が解決しようとする問題点 しかし前記した鉄系材料のものは相当に高価で
あり、しかも熱伝導性や耐食性に劣る不利があ
る。この点銅系材料によるものは鉄系材料よりは
安価で、熱伝導性や曲げ性に優れたものである
が、耐熱性や強度においては鉄系材料のものより
劣り、しかもやはりそれなりに高価格とならざる
を得ない。 アルミニウム合金によるものは価格的には最も
有利であるが、熱履歴後の硬度、耐繰返し曲げ性
などの機械的性質が低いという問題点を有してい
る。 「発明の構成」 問題点を解決するための手段 Mg：3.0〜5.5wt％ を含有し、しかも Mn：0.20〜1.0wt％、Cr：0.10〜0.30wt％、 Zr：0.05〜0.25wt％、Ｖ：0.05〜0.20wt％ の中の何れか１種又は２種以上を添加し、残部が
Alと不可避的不純物より成ることを特徴とする
リードフレーム用アルミニウム合金。 作 用 Mgを3.0wt％以上含有させることにより、リ
ードフレーム材として必要な強度を得しめること
ができ、又6.0wt％以下とすることによつて曲げ
性が劣化し、しかも応力腐食割れに敏感となるよ
うな傾向を回避させる。 Mn、Cr、Zr、Ｖの何れか１種又は２種以上を
下限値以上に添加することにより耐熱性を向上
し、結晶粒径を微細化せしめ、しかもその上限以
下とすることにより曲げ性劣化を防止する。 実施例 上記したような本発明について更に説明する
と、本発明では前記のようにMgの適量を含有さ
せることによりリードフレーム材として必要な強
度を高価化を来すことなしに得ようとする。即ち
このMgの適量はAl中に固溶して固溶体強化およ
び加工強化により大きな強度を与えることができ
る。即ちwt％（以下単に％という）で、このMg
が3.0％以下ではこのような効果が充分に得られ
ず、一方6.0％以上の添加では曲げ性が劣化し、
しかも応力腐食割れに敏感となるので、3.0〜6.0
％の範囲とする。 Mn、Cr、ZrおよびＶは、耐熱性の向上および
結晶粒径を細かくするために添加される。即ちこ
れらの遷移金属元素はAl中に固溶した状態では
導電率および熱伝導率を低下させる。又これらの
元素はMnAl6、AlMnSi、CrAl7、ZrAl3、VAl10
などの化合物として微細な粒子状態としてマトリ
ツクスに分散しているときに最も耐熱性が高くな
る。 Mnが0.20％以下では上記のような耐熱性が有
効に得られず、一方1.0％以上となると粗大な
MnAl6粒子が生じて曲げ性を劣化する。 Crも0.10％以下では耐熱性に対する上記効果が
不充分であり、一方0.30％を超えると粗大な
CrAl7粒子が生じて曲げ性を劣化する。 Zrは、このもので上記のような耐熱性を得る
には0.05％以下では効果が乏しく、又0.25％以上
となると粗大なZrAl3粒子が生じて曲げ性を劣化
させるので、0.05〜0.25％とした。 Ｖは、0.05％以下では充分な耐熱性が得られ
ず、又0.20％以上では粗大なVAl10粒子が生じて
曲げ性を劣化する。 なお本発明によるものは上記成分以外に鋳造割
れ防止および結晶粒微細化のために一般的に添加
されているTi、Ｂの何れか一方又は双方を含有
させてもよい。特に本発明合金においてはこれら
の成分が前述した耐熱性向上元素の均一な分布を
図るという効果があり、それらの効果はTiが0.01
％未満、Ｂが0.001％未満では充分でなく、又Ti
が0.15％を超え、Ｂが0.01％を超えると、TiAl3、
TiB2、AlB2などの粗大粒子を生じ、曲げ性を害
するので、Ti：0.01〜0.15％およびＢ：0.001〜
0.01％が適当な添加範囲である。 又不純物としてFe≦0.3％、Zn≦0.3％の範囲で
あれば、本発明の特性を劣化させることがない。 本発明合金によるリードフレーム材の製造は、
通常のアルミニウム合金と同様に溶解され、前記
した結晶微細化剤のTiとＢが溶解炉中、又は鋳
造機への溶湯移送樋中へ連続的に添加され、次い
で溶湯中の酸化物などの非金属介在物を除去すべ
く濾過され、最後にDC鋳造などの半連続鋳造法
や、ハンター鋳造法などの連続鋳造圧延によつて
鋳塊とされる。次いで鋳塊の均質化処理、熱間圧
延又は冷間圧延によつて所定の厚さの板とし、最
後に熱処理が施される。なお熱処理は圧延の中間
段階でも施されることがある。 本発明によるものの具体的な製造例について説
明すると以下の如くである。 次の第１表に示すような成分組成を有している
本発明１〜９および比較例Ａ〜ＪのAl−Mg系の
合金を溶解鋳造して鋳塊となし、530℃で４時間
加熱した後、熱間圧延により５mm厚まで圧延し
た。このようにして得られた合金板は次いで0.5
mm厚さまで冷間圧延し、最後に150℃×1hrの安定
化焼鈍を行つた。
係り、熱履歴後の強度、硬度ならびに曲げ加工性
が良好で低コストなリードフレーム用アルミニウ
ム合金を提供しようとするものである。 産業上の利用分野 半導体を要素とするIC、LED等の機器におけ
るリードフレーム用アルミニウム合金。 従来の技術 半導体を要素とするIC、LSI、LEDなどの機器
は何れも半導体ペレツト、リード、ボンデイング
ワイヤにより構成されたものを、セラミツクスや
樹脂によつて封止したもので、種々の形式のもの
が用いられている。然してこの種機器に使用され
るリード用フレームは薄板をプレス打抜きして所
定の形状に成形した後、組付けを容易とするため
溶融ハンダ材が被覆されることとなり、このよう
な工程において熱履歴を受ける。ところで従来こ
れらの機器におけるリードフレーム材としては、
鉄系材料としてコバール（Fe−29％Ni−17％
Co）、Fe−42％Ni合金、Fe−Ni合金にAlをクラ
ツドした材料が用いられ、又銅系材料として194
合金（Cu−Fe−Zn−Ｐ系）、195合金（Cu−Fe
−Co−Sn−Ｐ系）などが使用されて来た。即ち
前記鉄系材料は耐熱性、強度などが優れており、
MOS型IC、LSI等に広く採用され、銅系材料は
良好な熱伝導性や曲げ性を有し、しかも鉄系のも
のに比較して安価であることから近年パワートラ
ンジスタ、ダイオード、サイリスタ等の個別半導
体のリードフレーム材として広く使用されてい
る。近時、高集積化がますます進む中で、電気抵
抗の小さい、高熱伝導度、高強度の銅合金も開発
され、鉄系材料に代つて次第に使用されつつあ
る。 なお一部に銅合金より更に低価格な材料として
アルミニウム合金の使用も考えられているようで
ある。 発明が解決しようとする問題点 しかし前記した鉄系材料のものは相当に高価で
あり、しかも熱伝導性や耐食性に劣る不利があ
る。この点銅系材料によるものは鉄系材料よりは
安価で、熱伝導性や曲げ性に優れたものである
が、耐熱性や強度においては鉄系材料のものより
劣り、しかもやはりそれなりに高価格とならざる
を得ない。 アルミニウム合金によるものは価格的には最も
有利であるが、熱履歴後の硬度、耐繰返し曲げ性
などの機械的性質が低いという問題点を有してい
る。 「発明の構成」 問題点を解決するための手段 Mg：3.0〜5.5wt％ を含有し、しかも Mn：0.20〜1.0wt％、Cr：0.10〜0.30wt％、 Zr：0.05〜0.25wt％、Ｖ：0.05〜0.20wt％ の中の何れか１種又は２種以上を添加し、残部が
Alと不可避的不純物より成ることを特徴とする
リードフレーム用アルミニウム合金。 作 用 Mgを3.0wt％以上含有させることにより、リ
ードフレーム材として必要な強度を得しめること
ができ、又6.0wt％以下とすることによつて曲げ
性が劣化し、しかも応力腐食割れに敏感となるよ
うな傾向を回避させる。 Mn、Cr、Zr、Ｖの何れか１種又は２種以上を
下限値以上に添加することにより耐熱性を向上
し、結晶粒径を微細化せしめ、しかもその上限以
下とすることにより曲げ性劣化を防止する。 実施例 上記したような本発明について更に説明する
と、本発明では前記のようにMgの適量を含有さ
せることによりリードフレーム材として必要な強
度を高価化を来すことなしに得ようとする。即ち
このMgの適量はAl中に固溶して固溶体強化およ
び加工強化により大きな強度を与えることができ
る。即ちwt％（以下単に％という）で、このMg
が3.0％以下ではこのような効果が充分に得られ
ず、一方6.0％以上の添加では曲げ性が劣化し、
しかも応力腐食割れに敏感となるので、3.0〜6.0
％の範囲とする。 Mn、Cr、ZrおよびＶは、耐熱性の向上および
結晶粒径を細かくするために添加される。即ちこ
れらの遷移金属元素はAl中に固溶した状態では
導電率および熱伝導率を低下させる。又これらの
元素はMnAl6、AlMnSi、CrAl7、ZrAl3、VAl10
などの化合物として微細な粒子状態としてマトリ
ツクスに分散しているときに最も耐熱性が高くな
る。 Mnが0.20％以下では上記のような耐熱性が有
効に得られず、一方1.0％以上となると粗大な
MnAl6粒子が生じて曲げ性を劣化する。 Crも0.10％以下では耐熱性に対する上記効果が
不充分であり、一方0.30％を超えると粗大な
CrAl7粒子が生じて曲げ性を劣化する。 Zrは、このもので上記のような耐熱性を得る
には0.05％以下では効果が乏しく、又0.25％以上
となると粗大なZrAl3粒子が生じて曲げ性を劣化
させるので、0.05〜0.25％とした。 Ｖは、0.05％以下では充分な耐熱性が得られ
ず、又0.20％以上では粗大なVAl10粒子が生じて
曲げ性を劣化する。 なお本発明によるものは上記成分以外に鋳造割
れ防止および結晶粒微細化のために一般的に添加
されているTi、Ｂの何れか一方又は双方を含有
させてもよい。特に本発明合金においてはこれら
の成分が前述した耐熱性向上元素の均一な分布を
図るという効果があり、それらの効果はTiが0.01
％未満、Ｂが0.001％未満では充分でなく、又Ti
が0.15％を超え、Ｂが0.01％を超えると、TiAl3、
TiB2、AlB2などの粗大粒子を生じ、曲げ性を害
するので、Ti：0.01〜0.15％およびＢ：0.001〜
0.01％が適当な添加範囲である。 又不純物としてFe≦0.3％、Zn≦0.3％の範囲で
あれば、本発明の特性を劣化させることがない。 本発明合金によるリードフレーム材の製造は、
通常のアルミニウム合金と同様に溶解され、前記
した結晶微細化剤のTiとＢが溶解炉中、又は鋳
造機への溶湯移送樋中へ連続的に添加され、次い
で溶湯中の酸化物などの非金属介在物を除去すべ
く濾過され、最後にDC鋳造などの半連続鋳造法
や、ハンター鋳造法などの連続鋳造圧延によつて
鋳塊とされる。次いで鋳塊の均質化処理、熱間圧
延又は冷間圧延によつて所定の厚さの板とし、最
後に熱処理が施される。なお熱処理は圧延の中間
段階でも施されることがある。 本発明によるものの具体的な製造例について説
明すると以下の如くである。 次の第１表に示すような成分組成を有している
本発明１〜９および比較例Ａ〜ＪのAl−Mg系の
合金を溶解鋳造して鋳塊となし、530℃で４時間
加熱した後、熱間圧延により５mm厚まで圧延し
た。このようにして得られた合金板は次いで0.5
mm厚さまで冷間圧延し、最後に150℃×1hrの安定
化焼鈍を行つた。
【表】
これらの板について、ハンダつけに相当した
275℃で30秒間の加熱をなしてから強度、硬さ、
90°曲げの繰返し曲げ性および導電率を測定した
結果は次の第２表の如くであり、前記繰返し曲げ
性の評価基準は上記のような275℃×30secの加熱
後に90°の繰返し曲げを３回以上行つても割れの
生じないものを良とし、割れの生じたものは不良
とした。総合評価については、強度、硬度、繰返
し曲げ性の全般について判断し評価した。
275℃で30秒間の加熱をなしてから強度、硬さ、
90°曲げの繰返し曲げ性および導電率を測定した
結果は次の第２表の如くであり、前記繰返し曲げ
性の評価基準は上記のような275℃×30secの加熱
後に90°の繰返し曲げを３回以上行つても割れの
生じないものを良とし、割れの生じたものは不良
とした。総合評価については、強度、硬度、繰返
し曲げ性の全般について判断し評価した。
【表】
又LED用リードフレームとして使用する場合、
該フレームは275℃×30secの加熱後の導電率が40
％IACS以下、好ましくは35％IACS以下であるこ
とが求められ、可視光線の全波長域に亘つて良好
な反射率が要求される。従来の銅合金材料や鉄系
材料で銅メツキの施されているものの場合、可視
光線の短波長側で反射率が劣り、そのため銀メツ
キが施されているが、上記のような本発明のもの
は良好な反射特性を有している。即ち0.38〜
0.77μｍの波長範囲において普通仕上げ板で65〜
75％、光輝仕上げ板で75〜80％を得ることができ
る。 更に上記した製造例および比較例のものについ
てハンダづけの評価のために、ハンダとしてSn
−Pb系の共晶ハンダを用い、超音波ハンダ付け
およびフラツクスを用いたデイツプ式のハンダ付
けを行い、その評価をなした結果は第３表の如く
である。
該フレームは275℃×30secの加熱後の導電率が40
％IACS以下、好ましくは35％IACS以下であるこ
とが求められ、可視光線の全波長域に亘つて良好
な反射率が要求される。従来の銅合金材料や鉄系
材料で銅メツキの施されているものの場合、可視
光線の短波長側で反射率が劣り、そのため銀メツ
キが施されているが、上記のような本発明のもの
は良好な反射特性を有している。即ち0.38〜
0.77μｍの波長範囲において普通仕上げ板で65〜
75％、光輝仕上げ板で75〜80％を得ることができ
る。 更に上記した製造例および比較例のものについ
てハンダづけの評価のために、ハンダとしてSn
−Pb系の共晶ハンダを用い、超音波ハンダ付け
およびフラツクスを用いたデイツプ式のハンダ付
けを行い、その評価をなした結果は第３表の如く
である。
【表】
【表】
「発明の効果」
以上説明したような本発明によれば、この種リ
ードフレームとして要求される耐熱性、特に強
度、硬度および曲げ性において好ましいバランス
を採つて安定状態に優れ、しかもハンダ付け性な
ども良好であるから工業的にその効果の大きい発
明である。
ードフレームとして要求される耐熱性、特に強
度、硬度および曲げ性において好ましいバランス
を採つて安定状態に優れ、しかもハンダ付け性な
ども良好であるから工業的にその効果の大きい発
明である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Mg：3.0〜5.5wt％ を含有し、しかも Mn：0.20〜1.0wt％、Cr：0.10〜0.30wt％、 Zr：0.05〜0.25wt％、Ｖ：0.05〜0.20wt％ の中の何れか１種又は２種以上を添加し、残部が
Alと不可避的不純物より成ることを特徴とする
リードフレーム用アルミニウム合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23638185A JPS6296641A (ja) | 1985-10-24 | 1985-10-24 | リ−ドフレ−ム用アルミニウム合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23638185A JPS6296641A (ja) | 1985-10-24 | 1985-10-24 | リ−ドフレ−ム用アルミニウム合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6296641A JPS6296641A (ja) | 1987-05-06 |
| JPH0571656B2 true JPH0571656B2 (ja) | 1993-10-07 |
Family
ID=16999942
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23638185A Granted JPS6296641A (ja) | 1985-10-24 | 1985-10-24 | リ−ドフレ−ム用アルミニウム合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6296641A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6362836A (ja) * | 1986-09-03 | 1988-03-19 | Sky Alum Co Ltd | 高強度耐熱性アルミニウム合金圧延板およびその製造方法 |
| JPH0674479B2 (ja) * | 1986-10-09 | 1994-09-21 | スカイアルミニウム株式会社 | リードフレーム、コネクタもしくはスイッチ用導電圧延材料 |
| JPH0717982B2 (ja) * | 1986-10-09 | 1995-03-01 | スカイアルミニウム株式会社 | リードフレーム、コネクタもしくはスイッチ用導電圧延材料 |
| JP2538183Y2 (ja) * | 1991-02-20 | 1997-06-11 | ナイルス部品株式会社 | 車両用メッセージ装置 |
-
1985
- 1985-10-24 JP JP23638185A patent/JPS6296641A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6296641A (ja) | 1987-05-06 |
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