JPH059509B2 - - Google Patents
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- JPH059509B2 JPH059509B2 JP58012687A JP1268783A JPH059509B2 JP H059509 B2 JPH059509 B2 JP H059509B2 JP 58012687 A JP58012687 A JP 58012687A JP 1268783 A JP1268783 A JP 1268783A JP H059509 B2 JPH059509 B2 JP H059509B2
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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
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- 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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- Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
Description
この発明は、板状素材状態での打ち抜き加工性
が良好なFe−Ni系のIC（集積回路）用リードフレ
ーム材料に関するものである。 近時のエレクトロニクス分野等の発展に伴い、
IC（集積回路）、LSI（大規模集積回路）の需要が
飛躍的に増大し、その通電端子として使用される
リードフレーム材料の需要もそれに付随して著し
く増大している。従来、このようなリードフレー
ム材料としては、典型的には42％Ni−Fe合金で
代表されるFe−Ni系の熱膨張制御合金等の帯材
が使用され、この帯材を裁断してめつき処理した
後、打ち抜き加工してリードフレームに成形され
るのが一般的である。 ところで、このようなリードフレーム材料は、
通常板厚が0.20〜0.25mm程度であるが、最近では
0.10mm程度の極薄板材も使用されるようになつて
きており、その形状は、シリコンチツプが載置さ
れるパツド（またはステージ）部と、その周囲か
ら外方側に延びアイランドとともにプラスチツク
モールドされるインナーリード部およびその外部
のアウターリード部が枠体内に設けられるもので
あり、これを打ち抜き加工により成形している。
この場合、例えばインナーリード部相互の間隔は
200〜300μｍ程度と極めて小さいため、著しく精
度の高い打ち抜き加工が行われる。従つて、打ち
抜き用金型の精度が高いことが要求されることは
もちろん、リードフレーム材料自体が良好な打ち
抜き加工性を有していることが要求される。 しかしながら、従来のFe−Ni系熱膨張制御合
金、典型的には42％Ni−Fe合金に、加工性改善
のために0.5％程度のMnを添加した合金からなる
リードフレーム材料では、前述したような極めて
精度の高い打ち抜きプレス加工に際して、バリや
カエリの発生とそれにもとづく打ち抜きカスの除
去の問題や、材料送りの問題など、打ち抜き加工
時に支障を来たすおそれが大きく、またリードフ
レーム材料の寸法精度を劣化させたり、高価な打
ち抜き金型の寿命を短くしたりするなどの欠点を
有していた。 本発明者らは、従来からリードフレーム材料と
して多用され、最も実用性の高いFe−Ni系熱膨
張制御合金についてさらに検討を加え、前述した
如き欠点を低減し、打ち抜き加工性が良好であ
り、従つて打ち抜き加工時のバリやカエリの発生
が極めて少なく、また打ち抜き後の歪も小さく、
打ち抜き金型の寿命を延長しうるリードフレーム
材料を得ることを目的として実験研究を進めた結
果、この発明を完成するに至つた。 すなわち、この発明による打ち抜き加工性に優
れたリードフレーム材料は、重量％で、Ni：30
〜54％、Mn：1.0％以下、Ｓ：0.003〜0.020％、
およびSe：0.25％以下、Ca：0.065％以下、Te：
0.20％以下、Bi：0.30％以下、Sn：2.5％以下、
Pb：0.30％以下の１種または２種以上を合計で
0.005〜2.5％、残部Feおよび不純物（Ｃ、Si、
Ｐ、Cu、Al、Ｎ、Ｏ等の成分よりなることを特
徴としている。 以下、この発明によるリードフレーム材料の成
分範囲（重量％）の限定理由について説明する。 Ni：30〜54％ Niはリードフレーム材料の組織をオーステナ
イト化する元素であるが、30％未満ではオーステ
ナイトが不安定となり、54％を超えると低温域
（例えば30〜450℃の温度範囲）の熱膨張係数が大
となり、シリコンチツプとの熱膨張係数差が大き
くなりすぎる。そのため、Ni含有量は30〜54％
とするが、より望しくは40〜43％とする。 Mn：1.0％以下 Mnはリードフレーム材料の加工性を向上させ
るのに有効な元素であるが、1.0％を超えると熱
膨張係数が大となり、シリコンチツプとの熱膨張
係数差が大きくなりすぎるので、1.0％以下とす
る。 Se：0.25％以下、Ca：0.065％以下、Te：0.20
％以下、Bi：0.30％以下、Sn：2.5％以下、Pb：
0.30％以下の１種または２種以上を合計で0.005
〜2.5％ Se、Ca、Te、Bi、Sn、Pbはいずれもリード
フレーム材料の打ち抜き加工性を高めるのに有効
な元素であり、このような効果を得るためにはこ
れらの元素の１種または２種以上を合計で0.005
％以上含有させる。しかしながら、含有量が多す
ぎると、リードフレーム材料の靭性を低下すると
同時に熱間加工性が著しく劣化するので、上記元
素の１種または２種以上を合計で2.5％以下とし、
且つ各元素の上限をそれぞれ前記した値に定め
る。 Ｓ：0.003〜0.020％ Ｓはリードフレーム材料の打ち抜き加工性を高
めるのに有効な元素であり、このような効果を得
るためには0.003％以上含有させる。しかし、含
有量が多すぎると熱間加工性が劣化し、鍛造時に
角割れを生ずるので、0.020％以下とする。 Fe：残部 Feはリードフレーム材料の強度を保持し、上
記添加成分のマトリツクスとして残部とする。 そのほか、不純物元素としては、溶解精錬時の
脱酸・脱窒元素、ガス成分および原材料から混入
する元素などが考えられるが、具体的には、
Mg：0.010％以下、Ｃ：0.02％以下、Si：0.50％
以下、Ｐ：0.010％以下、Cu：0.2％以下、Al：
0.03％以下、Ti：0.1％以下、Zr：0.1％以下、
Ｎ：50ppm以下、Ｏ：30ppm以下に規制すること
がより望ましい。 このような成分範囲のリードフレーム材料を製
造するに際しては、上記成分範囲の材料を溶製し
たのち造塊し、鍛造および粗圧延した後950℃以
下の温度で焼鈍し、30％以下程度の圧下率で最終
板厚まで冷間圧延し、その後500〜720℃の温度で
焼鈍することがより望ましい。ここで、焼鈍温度
を500〜720℃の範囲とすることがより望ましいの
は、500℃よりも低いと打ち抜きの際に歪を生じ
てその後の工程（自動ワイヤボンデイング工程
等）において支障をきたすことがあり、720℃よ
りも高いと再結晶を生じて打ち抜き加工性が低下
してくるためである。 次に、実施例について説明する。 表に示す成分の材料を溶製したのち造塊し、鍛
造および粗圧延した後950℃以下の温度で焼鈍し、
約30％の圧下率で冷間圧延して最終版厚（0.254
mm）とし、次いで、600℃で30分間焼鈍して薄板
状のリードフレーム材料とした。続いて、各リー
ドフレーム材料を打ち抜きプレス加工し、その切
断面を調べて剪断面比率を求めた。なお、プレス
加工は、金型のクリアランス10％、剪断速度200
mm／secで行つた。 このプレス加工において、材料を打ち抜いた後
の切断面は、打ち抜き金型により剪断される剪断
面と、これに続く破断面とからなり、この剪断面
部分が少ない程金型と材料との接触が少なくて済
み、また、バリやカエリの発生および歪も小さく
することができ、金型の寿命を延ばすことが可能
であり、全切断面のうちの剪断面部分の比率を剪
断面比率として打ち抜き性評価の値とした。この
剪断面比率の値を同じく表に示す。なお、この剪
断面比率が70％を超えると、実用上打ち抜きプレ
スラインにおいて、騒音の増大、金型寿命の低
下、打ち抜きバリの発生とこれに伴うカス取り不
良、寸法精度の低下などの不具合を生ずる。
が良好なFe−Ni系のIC（集積回路）用リードフレ
ーム材料に関するものである。 近時のエレクトロニクス分野等の発展に伴い、
IC（集積回路）、LSI（大規模集積回路）の需要が
飛躍的に増大し、その通電端子として使用される
リードフレーム材料の需要もそれに付随して著し
く増大している。従来、このようなリードフレー
ム材料としては、典型的には42％Ni−Fe合金で
代表されるFe−Ni系の熱膨張制御合金等の帯材
が使用され、この帯材を裁断してめつき処理した
後、打ち抜き加工してリードフレームに成形され
るのが一般的である。 ところで、このようなリードフレーム材料は、
通常板厚が0.20〜0.25mm程度であるが、最近では
0.10mm程度の極薄板材も使用されるようになつて
きており、その形状は、シリコンチツプが載置さ
れるパツド（またはステージ）部と、その周囲か
ら外方側に延びアイランドとともにプラスチツク
モールドされるインナーリード部およびその外部
のアウターリード部が枠体内に設けられるもので
あり、これを打ち抜き加工により成形している。
この場合、例えばインナーリード部相互の間隔は
200〜300μｍ程度と極めて小さいため、著しく精
度の高い打ち抜き加工が行われる。従つて、打ち
抜き用金型の精度が高いことが要求されることは
もちろん、リードフレーム材料自体が良好な打ち
抜き加工性を有していることが要求される。 しかしながら、従来のFe−Ni系熱膨張制御合
金、典型的には42％Ni−Fe合金に、加工性改善
のために0.5％程度のMnを添加した合金からなる
リードフレーム材料では、前述したような極めて
精度の高い打ち抜きプレス加工に際して、バリや
カエリの発生とそれにもとづく打ち抜きカスの除
去の問題や、材料送りの問題など、打ち抜き加工
時に支障を来たすおそれが大きく、またリードフ
レーム材料の寸法精度を劣化させたり、高価な打
ち抜き金型の寿命を短くしたりするなどの欠点を
有していた。 本発明者らは、従来からリードフレーム材料と
して多用され、最も実用性の高いFe−Ni系熱膨
張制御合金についてさらに検討を加え、前述した
如き欠点を低減し、打ち抜き加工性が良好であ
り、従つて打ち抜き加工時のバリやカエリの発生
が極めて少なく、また打ち抜き後の歪も小さく、
打ち抜き金型の寿命を延長しうるリードフレーム
材料を得ることを目的として実験研究を進めた結
果、この発明を完成するに至つた。 すなわち、この発明による打ち抜き加工性に優
れたリードフレーム材料は、重量％で、Ni：30
〜54％、Mn：1.0％以下、Ｓ：0.003〜0.020％、
およびSe：0.25％以下、Ca：0.065％以下、Te：
0.20％以下、Bi：0.30％以下、Sn：2.5％以下、
Pb：0.30％以下の１種または２種以上を合計で
0.005〜2.5％、残部Feおよび不純物（Ｃ、Si、
Ｐ、Cu、Al、Ｎ、Ｏ等の成分よりなることを特
徴としている。 以下、この発明によるリードフレーム材料の成
分範囲（重量％）の限定理由について説明する。 Ni：30〜54％ Niはリードフレーム材料の組織をオーステナ
イト化する元素であるが、30％未満ではオーステ
ナイトが不安定となり、54％を超えると低温域
（例えば30〜450℃の温度範囲）の熱膨張係数が大
となり、シリコンチツプとの熱膨張係数差が大き
くなりすぎる。そのため、Ni含有量は30〜54％
とするが、より望しくは40〜43％とする。 Mn：1.0％以下 Mnはリードフレーム材料の加工性を向上させ
るのに有効な元素であるが、1.0％を超えると熱
膨張係数が大となり、シリコンチツプとの熱膨張
係数差が大きくなりすぎるので、1.0％以下とす
る。 Se：0.25％以下、Ca：0.065％以下、Te：0.20
％以下、Bi：0.30％以下、Sn：2.5％以下、Pb：
0.30％以下の１種または２種以上を合計で0.005
〜2.5％ Se、Ca、Te、Bi、Sn、Pbはいずれもリード
フレーム材料の打ち抜き加工性を高めるのに有効
な元素であり、このような効果を得るためにはこ
れらの元素の１種または２種以上を合計で0.005
％以上含有させる。しかしながら、含有量が多す
ぎると、リードフレーム材料の靭性を低下すると
同時に熱間加工性が著しく劣化するので、上記元
素の１種または２種以上を合計で2.5％以下とし、
且つ各元素の上限をそれぞれ前記した値に定め
る。 Ｓ：0.003〜0.020％ Ｓはリードフレーム材料の打ち抜き加工性を高
めるのに有効な元素であり、このような効果を得
るためには0.003％以上含有させる。しかし、含
有量が多すぎると熱間加工性が劣化し、鍛造時に
角割れを生ずるので、0.020％以下とする。 Fe：残部 Feはリードフレーム材料の強度を保持し、上
記添加成分のマトリツクスとして残部とする。 そのほか、不純物元素としては、溶解精錬時の
脱酸・脱窒元素、ガス成分および原材料から混入
する元素などが考えられるが、具体的には、
Mg：0.010％以下、Ｃ：0.02％以下、Si：0.50％
以下、Ｐ：0.010％以下、Cu：0.2％以下、Al：
0.03％以下、Ti：0.1％以下、Zr：0.1％以下、
Ｎ：50ppm以下、Ｏ：30ppm以下に規制すること
がより望ましい。 このような成分範囲のリードフレーム材料を製
造するに際しては、上記成分範囲の材料を溶製し
たのち造塊し、鍛造および粗圧延した後950℃以
下の温度で焼鈍し、30％以下程度の圧下率で最終
板厚まで冷間圧延し、その後500〜720℃の温度で
焼鈍することがより望ましい。ここで、焼鈍温度
を500〜720℃の範囲とすることがより望ましいの
は、500℃よりも低いと打ち抜きの際に歪を生じ
てその後の工程（自動ワイヤボンデイング工程
等）において支障をきたすことがあり、720℃よ
りも高いと再結晶を生じて打ち抜き加工性が低下
してくるためである。 次に、実施例について説明する。 表に示す成分の材料を溶製したのち造塊し、鍛
造および粗圧延した後950℃以下の温度で焼鈍し、
約30％の圧下率で冷間圧延して最終版厚（0.254
mm）とし、次いで、600℃で30分間焼鈍して薄板
状のリードフレーム材料とした。続いて、各リー
ドフレーム材料を打ち抜きプレス加工し、その切
断面を調べて剪断面比率を求めた。なお、プレス
加工は、金型のクリアランス10％、剪断速度200
mm／secで行つた。 このプレス加工において、材料を打ち抜いた後
の切断面は、打ち抜き金型により剪断される剪断
面と、これに続く破断面とからなり、この剪断面
部分が少ない程金型と材料との接触が少なくて済
み、また、バリやカエリの発生および歪も小さく
することができ、金型の寿命を延ばすことが可能
であり、全切断面のうちの剪断面部分の比率を剪
断面比率として打ち抜き性評価の値とした。この
剪断面比率の値を同じく表に示す。なお、この剪
断面比率が70％を超えると、実用上打ち抜きプレ
スラインにおいて、騒音の増大、金型寿命の低
下、打ち抜きバリの発生とこれに伴うカス取り不
良、寸法精度の低下などの不具合を生ずる。
【表】
上記表に示すように、Se、Ca、Te、Bi、Sn、
Pbをいずれも含まないNo.１の場合（従来材）に
は剪断面比率が78％と高く、好ましくないという
結果であつた。これに対してSe、Ca、Te、Bi、
Sn、Pbの１種以上を含有したNo.２〜７の場合
（参考材）では剪断面比率が70％よりもかなり小
さく、良好な打ち抜き特性を示しており、上記成
分に加えてさらにＳを不純物レベル以上の有効量
を適量含有させたNo.８〜10の場合（本発明材）で
はより一層すぐれた打ち抜き加工性を有している
ことが確認された。 以上説明してきたように、この発明によるリー
ドフレーム材料は板状素材状態での打ち抜き加工
性が極めて良好であり、しかも歪が実際上問題と
ならない程小さく、従つて打ち抜き加工の際にバ
リやカエリが生ずるのを防ぐことができ、打ち抜
きカスの落下も円滑であり、高価な打ち抜き用金
型の寿命が延長され、打ち抜き後も精密な寸法精
度を維持し、品質の良好なリードフレームを得る
ことができるという著大なる効果を奏する。
Pbをいずれも含まないNo.１の場合（従来材）に
は剪断面比率が78％と高く、好ましくないという
結果であつた。これに対してSe、Ca、Te、Bi、
Sn、Pbの１種以上を含有したNo.２〜７の場合
（参考材）では剪断面比率が70％よりもかなり小
さく、良好な打ち抜き特性を示しており、上記成
分に加えてさらにＳを不純物レベル以上の有効量
を適量含有させたNo.８〜10の場合（本発明材）で
はより一層すぐれた打ち抜き加工性を有している
ことが確認された。 以上説明してきたように、この発明によるリー
ドフレーム材料は板状素材状態での打ち抜き加工
性が極めて良好であり、しかも歪が実際上問題と
ならない程小さく、従つて打ち抜き加工の際にバ
リやカエリが生ずるのを防ぐことができ、打ち抜
きカスの落下も円滑であり、高価な打ち抜き用金
型の寿命が延長され、打ち抜き後も精密な寸法精
度を維持し、品質の良好なリードフレームを得る
ことができるという著大なる効果を奏する。
Claims (1)
- １ 重量％で、Ni：30〜54％、Mn：1.0％以下、
Ｓ：0.003〜0.020％、およびSe：0.25％以下、
Ca：0.065％以下、Te：0.20％以下、Bi：0.30％
以下、Sn：2.5％以下、Pb：0.30％以下の１種ま
たは２種以上を合計で0.005〜2.5％、残部Feおよ
び不純物よりなることを特徴とする板状素材状態
での打ち抜き加工性に優れたリードフレーム材
料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1268783A JPS59139655A (ja) | 1983-01-31 | 1983-01-31 | 打ち抜き加工性に優れたリードフレーム材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1268783A JPS59139655A (ja) | 1983-01-31 | 1983-01-31 | 打ち抜き加工性に優れたリードフレーム材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59139655A JPS59139655A (ja) | 1984-08-10 |
| JPH059509B2 true JPH059509B2 (ja) | 1993-02-05 |
Family
ID=11812283
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1268783A Granted JPS59139655A (ja) | 1983-01-31 | 1983-01-31 | 打ち抜き加工性に優れたリードフレーム材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59139655A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0762208B2 (ja) * | 1989-07-10 | 1995-07-05 | 住友金属工業株式会社 | 打抜き加工性にすぐれた鋼板 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5096418A (ja) * | 1973-12-27 | 1975-07-31 | ||
| JPS5172916A (ja) * | 1974-12-23 | 1976-06-24 | Daido Steel Co Ltd |
-
1983
- 1983-01-31 JP JP1268783A patent/JPS59139655A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5096418A (ja) * | 1973-12-27 | 1975-07-31 | ||
| JPS5172916A (ja) * | 1974-12-23 | 1976-06-24 | Daido Steel Co Ltd |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59139655A (ja) | 1984-08-10 |
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