JPS58108761A - 電子部品 - Google Patents
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- JPS58108761A JPS58108761A JP56207190A JP20719081A JPS58108761A JP S58108761 A JPS58108761 A JP S58108761A JP 56207190 A JP56207190 A JP 56207190A JP 20719081 A JP20719081 A JP 20719081A JP S58108761 A JPS58108761 A JP S58108761A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（発明の属する技術分野〕
本発明は小型電子部品すなわちＩＣ，ダイオード、トラ
ンジスタ等の半導体装置Ｃ二好適するリード端子を改良
したものＣ二関する。
ンジスタ等の半導体装置Ｃ二好適するリード端子を改良
したものＣ二関する。
（従来技術とその問題点）
近年（二おいては半導体装置の高出力化、多機能化等が
要ボされており、これを満足するために種々の検討がな
されている。そして更（二上記を十分に解決させた上に
生産性を向上させて低価格化を計ることの出来る楊成に
することが加えられ極めてきひしい要求となっている。
要ボされており、これを満足するために種々の検討がな
されている。そして更（二上記を十分に解決させた上に
生産性を向上させて低価格化を計ることの出来る楊成に
することが加えられ極めてきひしい要求となっている。
上記緒特性を十分に維持して量産化が可能である半導体
装置の構造においては、樹脂モールト−二よるパッケー
ジ型が最も有力視されており、これ笠の型の半導体装置
においてもその製造工程でマウンティング、ボンデング
及びめっき工程等による柚々の工程を経て光取される。
装置の構造においては、樹脂モールト−二よるパッケー
ジ型が最も有力視されており、これ笠の型の半導体装置
においてもその製造工程でマウンティング、ボンデング
及びめっき工程等による柚々の工程を経て光取される。
この苛酷な条件のもとで使用される部品Ｈ料として、リ
ードフレームがある。このリードフレームはその１史用
俵件として電気抵抗が小さいこと、衣■融化か少ないこ
と、引張り強度が十分であること、曲げ加工が多いので
延性のめること、高温特性、例えば２５０℃以上４二お
いて上記機械的強度が十分であること、半田とのぬれ性
がよいこと、経時変化や半田耐候性があること、等種々
の特性を維持しなけれはならない。
ードフレームがある。このリードフレームはその１史用
俵件として電気抵抗が小さいこと、衣■融化か少ないこ
と、引張り強度が十分であること、曲げ加工が多いので
延性のめること、高温特性、例えば２５０℃以上４二お
いて上記機械的強度が十分であること、半田とのぬれ性
がよいこと、経時変化や半田耐候性があること、等種々
の特性を維持しなけれはならない。
さて導電率が商い鉋（ＣＵ）があるが烏温特性や強度が
不十分である。したがってＯｕに他の元素を添加してい
るがこの場合には次の点で問題がある。
不十分である。したがってＯｕに他の元素を添加してい
るがこの場合には次の点で問題がある。
すなわちＯｕ中のＺｎ、Ｆｅ等の添加元素がリードフレ
ームとして使用され半田付けされたとき、半田に拡散す
るため耐候性が低下する。この耐候性の悪化を防止する
ために上記Ｏｕを含む合金製のＩＪ−ドフレームの表面
≦二Ｎ１及び８ｎのめっきを２層Ｃ二はどこす。
ームとして使用され半田付けされたとき、半田に拡散す
るため耐候性が低下する。この耐候性の悪化を防止する
ために上記Ｏｕを含む合金製のＩＪ−ドフレームの表面
≦二Ｎ１及び８ｎのめっきを２層Ｃ二はどこす。
このようにめっき工程を２回も設けると製造工程が増力
日するのでリードフレームとしての年価が＾くなるので
好１しくなく、出来ることならＮ１めつき工程を省くこ
とがリードフレームの低価格化につながるので好ましい
。
日するのでリードフレームとしての年価が＾くなるので
好１しくなく、出来ることならＮ１めつき工程を省くこ
とがリードフレームの低価格化につながるので好ましい
。
本発明者等はこれシニジｂ戦して特公昭５３−４２３９
０号に示す発明を完ｈｌＸ、シ得た。この発明はＯｕ
１：ＯｒとＺｒとＳｌとを少量ずつ添加したものでかな
りの特性を維持することが出来た。しかしながら、上記
発明では添加金属元素が小ｉ：（０，０１〜０．３重量
％）［７か冷加出来ないので必ずしも十分な強度が得ら
れないこと及び添加元素が微小であるため規制が困難に
なり易い等の間眺１．が発生し易いこと等を釉々横側し
た。例えばＯｕ ｌｆｌ ｄｒのみで上記条件を十分に
満足出来る状態にする５二はどうすれはよいか、Ｃｕｔ
′：、ＯｒとＺｒとを添加した場合、あるいは他の元素
の添加の横側である。
０号に示す発明を完ｈｌＸ、シ得た。この発明はＯｕ
１：ＯｒとＺｒとＳｌとを少量ずつ添加したものでかな
りの特性を維持することが出来た。しかしながら、上記
発明では添加金属元素が小ｉ：（０，０１〜０．３重量
％）［７か冷加出来ないので必ずしも十分な強度が得ら
れないこと及び添加元素が微小であるため規制が困難に
なり易い等の間眺１．が発生し易いこと等を釉々横側し
た。例えばＯｕ ｌｆｌ ｄｒのみで上記条件を十分に
満足出来る状態にする５二はどうすれはよいか、Ｃｕｔ
′：、ＯｒとＺｒとを添加した場合、あるいは他の元素
の添加の横側である。
例えばＯｒ、 Ｚｒ、 Ｎｉ、 Ｆｅおよび８ｎをＯｕ
に単に添加した場合（二酸化、導電率９％性の経時変化
、半田とのぬれ性及び耐候性、硬度外観の荒れ及び畠温
特性等について全べてを満足することが出来ない。
に単に添加した場合（二酸化、導電率９％性の経時変化
、半田とのぬれ性及び耐候性、硬度外観の荒れ及び畠温
特性等について全べてを満足することが出来ない。
この理由は強度を改善するためにＯｕに添加されたＮｉ
、Ｆｅ、Ｓｎその他の添加物が表面への不所望な析出又
σ績縮による経時変化に伴なう半田耐候性劣化の間紙、
あるいは導電性の低下や半田の外観が悪くなること等で
実用に供されない。
、Ｆｅ、Ｓｎその他の添加物が表面への不所望な析出又
σ績縮による経時変化に伴なう半田耐候性劣化の間紙、
あるいは導電性の低下や半田の外観が悪くなること等で
実用に供されない。
（発明の目的）
本発明者等は従゛来実施されて米た技術である基体金属
とこの基体金属に被覆する被覆金属とを選択し、この熱
衝を利用することによって完成したものである。
とこの基体金属に被覆する被覆金属とを選択し、この熱
衝を利用することによって完成したものである。
上記のように基体金属Ｃ二被徨を加えると基体金属を構
成する主成分であるＯｕｒ二従来に比して相当セ（の元
素を添加することが可能であることが判明した。しかし
伎榎を従来のように２層Ｃ−することし１完全に避けな
ければならない。
成する主成分であるＯｕｒ二従来に比して相当セ（の元
素を添加することが可能であることが判明した。しかし
伎榎を従来のように２層Ｃ−することし１完全に避けな
ければならない。
このことり二本発明の基本思想である被覆層は最小限８
二とどめこの被＆１ｍを利用して基体金属への元素の添
加を最大にすることに一致する。
二とどめこの被＆１ｍを利用して基体金属への元素の添
加を最大にすることに一致する。
すなわち、元素としてクロムＯｒ）ジルコニウムＺｒを
選定する。これは少ない童で本願の所期の目的を達成す
るに好適する材料である０史Ｃ−被覆物質としては錫Ｓ
ｎをａｎ −Ｐｂ系半田６二好適するように用いる。
選定する。これは少ない童で本願の所期の目的を達成す
るに好適する材料である０史Ｃ−被覆物質としては錫Ｓ
ｎをａｎ −Ｐｂ系半田６二好適するように用いる。
（発明の概要）
上記したＯｕにＯｒまたはＺｒの少なくとも一柚を添加
することが出来る。そしてその電は０．３≦Ｏｒ＋ Ｚ
ｒ≦２としするがＯｒの量は１．５襲を越えてはならな
い。まｆｃＺｒも１．０俤を越えないことが重要である
。更に被覆物質として８ｎをめつき等の手段で被覆する
ことができる。この被覆の厚さの好ましい廟、囲は２μ
ｍより厚くなければ被覆の役目を達成することはできな
い。
することが出来る。そしてその電は０．３≦Ｏｒ＋ Ｚ
ｒ≦２としするがＯｒの量は１．５襲を越えてはならな
い。まｆｃＺｒも１．０俤を越えないことが重要である
。更に被覆物質として８ｎをめつき等の手段で被覆する
ことができる。この被覆の厚さの好ましい廟、囲は２μ
ｍより厚くなければ被覆の役目を達成することはできな
い。
上記（二お・けるＯｒは第１図に示すように１Ｍ量比で
約０３〜１．５の範囲１：限定する０この理由はａｎの
被ａｊ＠との関係から上限Ｓ二ついては、Ｏｒが偏析し
易いので１．５％にとどめた。Ｏｒが多い賜金Ｃ−は多
少導電性は低下するがこの柚の電子部品用Ｃはほとんど
問題とならず強度性の向上による信頼性が極めて高いと
いう特徴が優先する０また下限については苛酷の条件で
の使用すなわち４００℃以上の尚温での加工手段折り曲
は頻度の商いもの１＝おいてＣｒｊ！独では添加量が約
０．３％未満では強度（ユ不安定要素が多くなって３０
％以下の歩留りとなり信頼性が慾い。
約０３〜１．５の範囲１：限定する０この理由はａｎの
被ａｊ＠との関係から上限Ｓ二ついては、Ｏｒが偏析し
易いので１．５％にとどめた。Ｏｒが多い賜金Ｃ−は多
少導電性は低下するがこの柚の電子部品用Ｃはほとんど
問題とならず強度性の向上による信頼性が極めて高いと
いう特徴が優先する０また下限については苛酷の条件で
の使用すなわち４００℃以上の尚温での加工手段折り曲
は頻度の商いもの１＝おいてＣｒｊ！独では添加量が約
０．３％未満では強度（ユ不安定要素が多くなって３０
％以下の歩留りとなり信頼性が慾い。
なお機械的強度＋Ｓｎ′＠膜との金属間化合物の形成及
び導電性等の各要素を考慮番二人れると添加量は０．５
〜１．０％の範囲が％（二望ましい。
び導電性等の各要素を考慮番二人れると添加量は０．５
〜１．０％の範囲が％（二望ましい。
また、Ｚｒについても同図１＝示す通り、０．３〜１．
０チの範囲で添加することが重要であってこれについて
もＣｒと同等の理由である。
０チの範囲で添加することが重要であってこれについて
もＣｒと同等の理由である。
更にＯｒとＺｒとを混合してＯｕｌ二添加する場合は０
．３〜２．０％とＯｒまたはＺｒ単独よりもその添加量
を多くすることが出来る。従ってより硬度のフレームリ
ードを形成するに都合がよい。
．３〜２．０％とＯｒまたはＺｒ単独よりもその添加量
を多くすることが出来る。従ってより硬度のフレームリ
ードを形成するに都合がよい。
なおｍ１表で示すようシー添加物のＺｒが１２％。
Ｃｒ １．６ ％あるいはＯｒ −Ｚｒの金側が２．４
％（Ｏｒｌ、２チ＋ Ｚｒ １．２％）等、上記軸重を
越えると溶＃製造上偏析が多くなり、所期の目的が連成
出来なくなることが判明している。
％（Ｏｒｌ、２チ＋ Ｚｒ １．２％）等、上記軸重を
越えると溶＃製造上偏析が多くなり、所期の目的が連成
出来なくなることが判明している。
また被檄層の厚さを２μｍ以上とする理由は、厚さが薄
いと当然のことながらこの被核層はボーラン状であるか
らその大部分から酸素の侵入があって、それ青の界面か
酸化されて半田とのぬれ性等を害する４、従って実用に
供しない。
いと当然のことながらこの被核層はボーラン状であるか
らその大部分から酸素の侵入があって、それ青の界面か
酸化されて半田とのぬれ性等を害する４、従って実用に
供しない。
Ａお本発明者等は、象加物としてＯｒ及び／またはＺｒ
以外に半田の成分と同等のＳｎ、６るいはＦｅ（二つい
ても検討を行ったがいずれも失敗５二刹っている。これ
Ｆｉ第１表の比較例１〜６にボす通りで硬度または接合
強度が不安定となって実用上、多くの問題を発生するこ
とになって好１しくガいことも確認されている。さて上
記Ｏｕを含む金属基体にＳｎをめつきして作ったリード
フレームは使用後□ においても半田との耐候性は低下しないことが確認され
た。
以外に半田の成分と同等のＳｎ、６るいはＦｅ（二つい
ても検討を行ったがいずれも失敗５二刹っている。これ
Ｆｉ第１表の比較例１〜６にボす通りで硬度または接合
強度が不安定となって実用上、多くの問題を発生するこ
とになって好１しくガいことも確認されている。さて上
記Ｏｕを含む金属基体にＳｎをめつきして作ったリード
フレームは使用後□ においても半田との耐候性は低下しないことが確認され
た。
すなわちＯｕにＯｒまたはＺｒの少なくとも一方を函加
し溶解し、インゴットを作成し、熱間加工θを屓＾ （６００−９００℃）をほどこし、板厚、巾３０ｍ程度
１ユ成形した素材を所定の熱処理を加えてＯｒまたはＺ
ｒの析出硬化型鋼合金基体金属に形成した。次いでＩＣ
用リードフレームに好適するようにプレス加工し、３５
０°Ｃで約１０秒加熱し、脱脂した後リードフレーム（
１）に成形した。
し溶解し、インゴットを作成し、熱間加工θを屓＾ （６００−９００℃）をほどこし、板厚、巾３０ｍ程度
１ユ成形した素材を所定の熱処理を加えてＯｒまたはＺ
ｒの析出硬化型鋼合金基体金属に形成した。次いでＩＣ
用リードフレームに好適するようにプレス加工し、３５
０°Ｃで約１０秒加熱し、脱脂した後リードフレーム（
１）に成形した。
このＩＣ用リードフレームの評価の一部である力Ｉｌ熱
試験を次の通り行った。大気中で約１００〜１５０℃に
保持し、３００時間放置した後にＰｂ−８ｎ半田液（約
２６０℃）に浸漬（約５秒）してから接合強度及び折曲
げ強度で評価したところほとんど剥離は見られなかった
。また、上記とは逆５二Ｐｂ −Ｓｎ半田液（約２６０
℃）に浸漬（約５秒）し、半田を接着した後に大気中で
１００〜１５０℃で加熱した先の評価方法とは全く逆の
試験Ｃおいてもほとんど久“・化はないことを確認した
〇上記本発晶さｔ−ドフレームは第４図に示すように一
部の長い板体を切断して組立てることも出来る。これは
約０．４Ｍの朧さで巾が約２Ｎと板状にしたものでスプ
ールに巻き込んで収納できる。またその直径が例えば０
．４５ｍ−ロした線状とすることも出来る。
試験を次の通り行った。大気中で約１００〜１５０℃に
保持し、３００時間放置した後にＰｂ−８ｎ半田液（約
２６０℃）に浸漬（約５秒）してから接合強度及び折曲
げ強度で評価したところほとんど剥離は見られなかった
。また、上記とは逆５二Ｐｂ −Ｓｎ半田液（約２６０
℃）に浸漬（約５秒）し、半田を接着した後に大気中で
１００〜１５０℃で加熱した先の評価方法とは全く逆の
試験Ｃおいてもほとんど久“・化はないことを確認した
〇上記本発晶さｔ−ドフレームは第４図に示すように一
部の長い板体を切断して組立てることも出来る。これは
約０．４Ｍの朧さで巾が約２Ｎと板状にしたものでスプ
ールに巻き込んで収納できる。またその直径が例えば０
．４５ｍ−ロした線状とすることも出来る。
状をどのようにしてもよく、ＩＣ用のリードフレームを
始めダイオード、トランジスタ及びサイリスタ等の電子
部品用のリード端子（一部の電極としても司）として極
めて有効である。
始めダイオード、トランジスタ及びサイリスタ等の電子
部品用のリード端子（一部の電極としても司）として極
めて有効である。
すなわち金属基体はＯｕを主成分とし、これに０ｒＺｒ
の少なくとも一部を限定して添加することと、更（−最
小限にめっき（８ｎ）することと相乗させること（二よ
って、所期の目的である電気抵抗が小さい、引張り強度
９曲げ加工、高温特性及び半田耐候性等（−すぐれ電子
部品用のリード材として信頼性の極めて畠いものとなり
、笑用件が高い。またＢｒｒのめつきも１回で完成する
のでそれほど製造工程を複雑化することがなく価格も゛
安価である。
の少なくとも一部を限定して添加することと、更（−最
小限にめっき（８ｎ）することと相乗させること（二よ
って、所期の目的である電気抵抗が小さい、引張り強度
９曲げ加工、高温特性及び半田耐候性等（−すぐれ電子
部品用のリード材として信頼性の極めて畠いものとなり
、笑用件が高い。またＢｒｒのめつきも１回で完成する
のでそれほど製造工程を複雑化することがなく価格も゛
安価である。
（発明の実施例）
次に実施例を説明する。９９９％の純銅に重箪比で約１
．５チクロムを添加して溶解し、Ｏ＋ｃ Ｏｒ合金製の
インゴットを作り、このインゴットを鍛造した後に７５
０℃６二て約１時間焼鈍し、次Ｃ冷間圧延を施して巾約
３０Ｍ１厚さ約０．２５ｍ長さ約５００藺のＩＣ用リー
ドフレーム素材を形成した０この素材を所定の形状１ニ
ブレス等の手段によって打ち抜いた後に脱脂し酸洗して
洗浄しこれ６二厚さ約６μｍのａｎめつきを被覆してリ
ードフレームを完成した。
．５チクロムを添加して溶解し、Ｏ＋ｃ Ｏｒ合金製の
インゴットを作り、このインゴットを鍛造した後に７５
０℃６二て約１時間焼鈍し、次Ｃ冷間圧延を施して巾約
３０Ｍ１厚さ約０．２５ｍ長さ約５００藺のＩＣ用リー
ドフレーム素材を形成した０この素材を所定の形状１ニ
ブレス等の手段によって打ち抜いた後に脱脂し酸洗して
洗浄しこれ６二厚さ約６μｍのａｎめつきを被覆してリ
ードフレームを完成した。
この評価を第１表の実施例１に示す０すなわち強度を充
分備えており、酸化、接合強度、耐候性において極めて
良い結果を得た。ただ表面１−わずかであるが表面荒れ
現象が現われるが実用上はとんど問題と女らない。実施
例２は上記実施例１と同様の製造方法で形成したもので
あるがＯｒの爺を、・！ わずかに少なくしたものである。これは実施例１で発生
した表向荒れ現象もなくなり、夕゛１観もすぐれている
のでダイオード等のようにその一部を直（旧 ふ− 接１Ｌ極として用いる場合に好適する。
分備えており、酸化、接合強度、耐候性において極めて
良い結果を得た。ただ表面１−わずかであるが表面荒れ
現象が現われるが実用上はとんど問題と女らない。実施
例２は上記実施例１と同様の製造方法で形成したもので
あるがＯｒの爺を、・！ わずかに少なくしたものである。これは実施例１で発生
した表向荒れ現象もなくなり、夕゛１観もすぐれている
のでダイオード等のようにその一部を直（旧 ふ− 接１Ｌ極として用いる場合に好適する。
以下実施例３〜実施例９はいずれも上記実施例同様の製
造方法で形成したものでＯｒとＺｒとを混合した３元枢
分から成る金Ｆ４基体としたものである。この実施例３
〜９までは特に強度と耐候性にすぐれているという％徴
がある。実施例１０及び１１は添加物ｌ−Ｚｒを用いた
もので外表面にや＼荒れ現象が見られるものの所期の目
的を達成することが笑験的に立証されている。
造方法で形成したものでＯｒとＺｒとを混合した３元枢
分から成る金Ｆ４基体としたものである。この実施例３
〜９までは特に強度と耐候性にすぐれているという％徴
がある。実施例１０及び１１は添加物ｌ−Ｚｒを用いた
もので外表面にや＼荒れ現象が見られるものの所期の目
的を達成することが笑験的に立証されている。
なお上記（二おいては手導体用のリードフレームについ
て説明したがこれと類似の民生用電子部品（例えば電子
管のリード線、電球のリード線）にも適用できる。
て説明したがこれと類似の民生用電子部品（例えば電子
管のリード線、電球のリード線）にも適用できる。
第１図は本発明電子部品←←÷→の組成範囲を□説明す
るための説明図、第２図は本発明の一実施例であるリー
ドフレームを用いて形成したＩＣの横断面図、第３図は
第２図鑑二相いたリードフレームの正面図、第４図は本
発明（１係る他のリードフレームを用いて形成した半導
体装置の胸視図でめ０８） （７３１７）代理人 弁理士 則 近 恵 佑、 （ほ
か１名）手続補正書（自発） 特許庁長官殿 ■、事件の表示 昭和５６年特願第２０７１９０号 ２、発明の名称 亀子部品 ３ 補正をする者 事件との関係 特許出願人 （３０７）東戸芝浦電気株式会社 ４、代理人 〒１００ 東京都千代田区内辛町１−１−６ 明細書全文 □１１ 訂正明細書書 １、発明の名称 ゛ゼ子部品 ２、特許請求の範囲 基体全域が電量チで０．３≦Ｃｒ ＋ Ｚｒ ’−：！
、、Ｏ（ただしＣｒ １．５％以下、Ｚｒ ｉ、ｏ％以
下）及び残部がＣｕからなる合金で形成され、表面にＳ
ｎ被檎された電子６１５品。 ３、発明の詳細な説明 〔発明の礪する技術分野〕 本発明は小型嵯子部品すなわちＩＣ，ダイオードトラン
ジスタ等の半導体装置に好適するリード端子を改良した
ものに関する。 〔従来技術とその問題点〕 は 近年において半導体装置の高出力化、多機能化△ 等が請求されてｊ・す、これを満足するために種々の検
討かなされている。そして更に上記を十分に解決させた
上に生産性を向上でせて低価格化を計ることの出来る構
成にすることが加えられ極めてさびしい曽＊とな−・て
いる。 上記諸符性全十分に維持して菫腫化かり能である牛専体
装輌の構造においては、樹膓七−ルドによるバックージ
型が最も壱力視されており、これ等の型の半導体装置に
おいてもその製造工程でマウンティング、ボンデング及
びめっき工程等親よる種々の工程ケ経て完成される。 この竹酷な条件のもとで使用さＩする半導体装置用醒子
部品として、リードフレームがある。このリードフレー
ムはその使用条件として電気抵抗が小さいこと、表面酸
化が少ないこと、引張り強度が十分であること、曲げ加
工が多いので延性のあること、高温特性、例えば２５０
’Ｏ以上において上記機械的強度が十分でるること、半
田とのぬれ性がよいこと、経時変化や半田耐候性がある
こと、等棹々の特性を維持しなければならない。 さて４電車が高い銅（Ｃｕ ）は上記条件ヶ得るに好適
な拐料であるが高温特性や強度が不十分である。 したが−・てＣｕに他の元素を添加しているこの場合に
は次の点で間紙がある。すなわちＣｕ中のＺｎ。 Ｆｅ等のゐ加元素がリードフレームとして使用され半田
付けされたとき、半田に拡散するため耐候性の感化を防
止するために上記Ｃｕを含む合金製のリードフレームの
表面にＮｉ及びＳｎのめっきを２層にほどこす。 このようにめっき工程を２回も設けると製造工程が増加
するのでリードフレームとしての単価が尚くなるので好
捷しくなく、出来ること々らＮｉめっき工程を省くこと
がリードフレームの低価格化につながめので好せしい。 本本発明者等はこれに挑戦して特公昭５３−４３３５〕
０号に示す発明を完成し倚だ。この発明はＣｕにＣｒと
ＺｒとＳｔとを少量ずつ添加し７たものでかなりの特性
を維持することが出来た。しかしながら、上記発明では
添加金属元素が小結（’ ００１−０．３重量係）シか
添加′ｂ来ないので必ずしも十分な強度が得られないこ
と及び添加元素が微小であるだめ規制が困難になり易い
等の問題が発生し易いこと等を種々検討した。例えばＣ
ｕ Ｋ Ｃｒのみでト記条件匍−廿分に／ｌ１ａ１足出
米る状態にするにはどうすればよい乃＞、ＣｕにＣｒと
Ｚｒとを添加した場合、あるいは他の元素の添加の検討
である。 他えばＣｒ 、Ｚｒ 、Ｎｉ 、ＦｅおよびＳｎをＣｕ
に単に添加−ドフレームの硬度、外観の荒れ及び尚温特
性等について全べてを満足することが出来ない。 この理由は強度を改善するためにＣｕに添加されたＮｉ
、Ｐ’ｅ 、Ｓｎその他の添加物が表面への不所望な
析出又は濃縮による経時変化に伴なう半田耐候性劣化の
問題、あるいは４電性の低下や半田の外観が悪くなるこ
と等で実用に供きれない。 〔発明の目的〕 本発明者等は従来実施されて米た技術である基体全極と
この基体金属に被覆する被覆金属とを選択し、この技術
を利用することによって完成したものである。 上記のように基体金属に被覆を加えると基体全組を構成
する主成分であるＣｕに従来に比して相当菫の元素を添
加することが可能であることが判明しり、シかし被覆を
従来のように２層にすることは完全に避けなければなら
ない。 このことは本発明の基本思想である被覆ｌ−は最小限に
とどめこの被覆層を利用して基体金属への元素の添加を
最大にすることに一致する。 すなわち、元素としてクロムＣｒ 、ジルコニウムＺｒ
′ｆ：選定する。これは少ない量で本願の所期の目的を
達成するに好適する材料である。更に被覆物ノ員として
はｄｓｎを５ｎ−Ｐｂ系半［Ｈに好適するように用いる
。 ［発明の析（、彎〕 上記［７たＣｕにＣｒまたはＺｒの少なくとも一種を添
加することが出来る。そしてその量は０．３ＳＣｒ＋Ｚ
ｒ＠２としするがＣｒＯ量は１５％を越えてはならない
。またＺｒも１．０％を越えないことが重要である。更
に被覆物質としてＳｎをめっき等の手段で−［４ｔする
ことができる。この被覆の厚さの好ましい範囲は２μｍ
より淳くなければ被覆の役目を達成することはできない
。 −１−紀におけるＣｒ１ｄ第１ｄに示すように重量比で
約（）、３〜１．５の範囲に限定する。この理由はＳｎ
の被覆層との関係から上限については、Ｃｒが偏析し易
いので１．５％にとどめた。Ｃｒが多い場合には多少導
電性は低下するがこの種の′螺子部品用にはほとんど問
題とならず強度性の向上による信頼性が極めて高いとい
う特徴が優先する。また下限については苛酷の条件での
使用、すなわち４００ ’Ｏ以上の＾温での加工手段折
り曲げ頻度の高いものにおいてＣｒ単独では添加量が約
０．３％未満では強度に不安定要素が多くなって３０チ
以下の歩留りとなり信頼性が悪い。 なお機械的強度、Ｓｎ被膜との金属間化合物の形成及び
導電性等の各要素を考慮に入れると添加量は０．５〜１
．０％の範囲が特に望ましい。 また、 Ｚｒについても同図に示す通り、０３〜１０チ
の範囲で添加することが重要であってこれについてもＣ
ｒと同等の理由である。 更にＣｒとＺｒとを混合してＣｕに添加する場合は０３
〜２０チとＣｒまたはＺｒ単独よりもその添加量を多く
することが出来ゐ。従ってより硬度のリードフレームを
形成するに４ＩＳ合がよい。 なお第１表で示すように添加物のＺｒが１．２％、Ｃｒ
１．６％あるいはＣｒ−Ｚｒの合計が２．４％（Ｃｒ
１．２％ 、 Ｚｒ １．２％）等、上記範囲を越え
ると溶解製造上偏析が多くなり、所期の目的が達成出来
なくなることが判明している。 また被接層の厚さを２μｍ以上とする理由は、厚さが薄
いと当然のことながらこの被覆層はボーラン状であるか
らその大部分から酸素の侵入があって、それ等の界面が
酸化されて半田とのぬれ性等を害する。従って実用に供
しない。 なお本発明者等は、添加物としてＣｒ及び／またはＺｒ
以外に半田の成分と同等のＳｎ、あるいはＦｅについて
も検討を行−・たがいずれも失敗に終っている。これは
第１表の比較例１〜６に示す通りで硬度または接合強度
が不安定となって実用上、多くの問題を発生することに
なって好ましくないことも確認されている。さて上記Ｃ
ｕを含む金属基体にＳｎをめっきして作ったリードフレ
ームは使用後においても半田との耐候性は低下しないこ
とが確認された。 すなわちＣｕ Ｋ ＣｒまたはＺｒの少なくとも一方を
添加し溶解し、インゴットを作成し、熱間加工（６００
〜９００°０）をほどこし、板厚Ｑ、 ５ｍＭ巾３０Ｉ
Ｉ１１程度に成形した素材を所定の熱処理を加えてＣｒ
またはＺｒの析出硬化型鋼合金基体金属に形成した。 次いでＩＣ用リードフレームに好適するようにプレス加
工し、＜１５０ ’０で約１０秒加熱し、脱脂した後に
酸によって洗浄し、Ｓｎめっきを約６μｍの厚さに被覆
して第２図または第３図に示すようにＩＣ用リードフレ
ーム（１）に成形した。 このＩＣ用リードフレームの評価の一部である加熱試験
を次の通り行った。大気中で約１００〜１５０”Ｏに保
持し、３００時間放置した後にＦ’ｂ−８ｎ半田液（約
２６０ ’０ ）浸漬（約５秒）してから接合強ＩＷ及
び折曲げ強度で評価したところ＋牙とんと剥離は見られ
なかった。１だ、上記とは逆にＰｂ −８ｎ半Ｈ］液（
約２６０ ’Ｃ）に浸漬（約５秒）し、半田を、１： 接着した後に大気中で１００〜１５０”（つで加熱した
先の評価方法とは全く逆の試験においてもほとんど変化
ｌｄカ・いことを確認した。 上記本発明に係るリードフレームは第４図に示すように
一本の長い板体を切断して組立てることも出来り。これ
は約’）、 ４ ｍｍの厚さで巾が約２羽と板状にした
ものでスグールに巻き込んで収納できる。 またその直径が例えば０４５朋にした線状とすることも
出来る。 〔発明の効果〕 上記のように本発明に係るリードフレームは、その形状
勿どのようにしてもよ＜、ＩＣ用のリードフレームを始
めダイオード、トランジスタ及びサイリスタ等の４子部
品用のリード端子（一部の電極としても可）として極め
て有効である。 すなわち金属基体はＣｕを主成分とし、これにＣｒ 、
Ｚｒの少なくとも一部を限定して添加することと、史に
最小限にめっき（Ｓｎ）すること、相乗させる゛ことに
よって、所期の目的である電気抵抗が小さい、引張り強
度、曲げ加工、高温特性及び半田耐候性等にすぐれ°、
を子□部品用のリード材として信頼性の極めて高いもの
となり、実用性が高い。またＳｎのめっきも１回で完成
するのでそれほど製造工程を複雑化することがなく価格
も安価である。 以下余白 〔発明の実施例」 次に実施例を説明する。９９．９９６の純銅に重量比で
約１．５％クロムを添加して溶解し、 Ｃｕ”Ｃｒ合金
製のインゴットを作り、このインゴットを鍛造した後に
７５０ ’Ｏにて約１時間焼鈍し、次に冷間圧延を施し
て巾約３０門、厚さ約０．２５朋長さ約５００・〃ｍの
ＩＣ川用−ドフレーム素材を形成した。この素材を所定
の形状にツーレス等の手段によって打ち抜いた後に脱１
旨し酸洗して洗浄しこれに厚さ約６μｍのＳｎめ−）き
を被蓚してリードフレームを完成１７た。 この針側を第１表の実施例１に示す。すなわち強度を充
分備えており、耐酸化、接合強度、耐候性において極め
て良い結果を得た。ただ表面にわずかであるが表面荒れ
現象が現われるが実用上はとんど問題とならない。実施
例２は上記実施例１と同様の製造方法で形成したもので
あるがＣｒの量をわずかに少なくしだものヤある。これ
は実施例１で発生［７だ表面荒れ現象もなくなり、外観
もすぐれているのでダイ〕−ド等のようにその一部全直
接電極として用いる動台に好適する。 以ト夷／ＡＩ１例３〜実施例９はいずれも上記実施例同
様の製造方法で形成したものでＣｒとＺｒとを混付し、
た３元成分から成る金属基体としたものであ、５゜この
実η１０例３〜９１では特に強度と耐吹性にｒぐ７’し
ているという特徴がある。実倫例１０及び１１はハ≧加
物にＺｒを用いたもので外衣曲にや−荒れ現象が見られ
るものの所期の目的を達成することが実験的に立証きれ
ている。 なお上記においては半導体用のリードフレーム（・こつ
いて説明したがこれと類似の民生用４ｄ子部品（例えば
−子宮のリード線、′直球のリード線）にも通用できイ
、。 ４、図面の簡単な説明 弔１図ｅ」：杢発明シ子部品の組成軸回を説明するだめ
の説明図、第２図は本４ら明の一実施例であるリードフ
レームを用いて形成したＩＣの横断同図、第５図は第２
図に用いたリードフレームの止面図、＄４図は本冗明に
係る他のリードフレームを用い−で形成しだ午専体装置
の斜視図である。
るための説明図、第２図は本発明の一実施例であるリー
ドフレームを用いて形成したＩＣの横断面図、第３図は
第２図鑑二相いたリードフレームの正面図、第４図は本
発明（１係る他のリードフレームを用いて形成した半導
体装置の胸視図でめ０８） （７３１７）代理人 弁理士 則 近 恵 佑、 （ほ
か１名）手続補正書（自発） 特許庁長官殿 ■、事件の表示 昭和５６年特願第２０７１９０号 ２、発明の名称 亀子部品 ３ 補正をする者 事件との関係 特許出願人 （３０７）東戸芝浦電気株式会社 ４、代理人 〒１００ 東京都千代田区内辛町１−１−６ 明細書全文 □１１ 訂正明細書書 １、発明の名称 ゛ゼ子部品 ２、特許請求の範囲 基体全域が電量チで０．３≦Ｃｒ ＋ Ｚｒ ’−：！
、、Ｏ（ただしＣｒ １．５％以下、Ｚｒ ｉ、ｏ％以
下）及び残部がＣｕからなる合金で形成され、表面にＳ
ｎ被檎された電子６１５品。 ３、発明の詳細な説明 〔発明の礪する技術分野〕 本発明は小型嵯子部品すなわちＩＣ，ダイオードトラン
ジスタ等の半導体装置に好適するリード端子を改良した
ものに関する。 〔従来技術とその問題点〕 は 近年において半導体装置の高出力化、多機能化△ 等が請求されてｊ・す、これを満足するために種々の検
討かなされている。そして更に上記を十分に解決させた
上に生産性を向上でせて低価格化を計ることの出来る構
成にすることが加えられ極めてさびしい曽＊とな−・て
いる。 上記諸符性全十分に維持して菫腫化かり能である牛専体
装輌の構造においては、樹膓七−ルドによるバックージ
型が最も壱力視されており、これ等の型の半導体装置に
おいてもその製造工程でマウンティング、ボンデング及
びめっき工程等親よる種々の工程ケ経て完成される。 この竹酷な条件のもとで使用さＩする半導体装置用醒子
部品として、リードフレームがある。このリードフレー
ムはその使用条件として電気抵抗が小さいこと、表面酸
化が少ないこと、引張り強度が十分であること、曲げ加
工が多いので延性のあること、高温特性、例えば２５０
’Ｏ以上において上記機械的強度が十分でるること、半
田とのぬれ性がよいこと、経時変化や半田耐候性がある
こと、等棹々の特性を維持しなければならない。 さて４電車が高い銅（Ｃｕ ）は上記条件ヶ得るに好適
な拐料であるが高温特性や強度が不十分である。 したが−・てＣｕに他の元素を添加しているこの場合に
は次の点で間紙がある。すなわちＣｕ中のＺｎ。 Ｆｅ等のゐ加元素がリードフレームとして使用され半田
付けされたとき、半田に拡散するため耐候性の感化を防
止するために上記Ｃｕを含む合金製のリードフレームの
表面にＮｉ及びＳｎのめっきを２層にほどこす。 このようにめっき工程を２回も設けると製造工程が増加
するのでリードフレームとしての単価が尚くなるので好
捷しくなく、出来ること々らＮｉめっき工程を省くこと
がリードフレームの低価格化につながめので好せしい。 本本発明者等はこれに挑戦して特公昭５３−４３３５〕
０号に示す発明を完成し倚だ。この発明はＣｕにＣｒと
ＺｒとＳｔとを少量ずつ添加し７たものでかなりの特性
を維持することが出来た。しかしながら、上記発明では
添加金属元素が小結（’ ００１−０．３重量係）シか
添加′ｂ来ないので必ずしも十分な強度が得られないこ
と及び添加元素が微小であるだめ規制が困難になり易い
等の問題が発生し易いこと等を種々検討した。例えばＣ
ｕ Ｋ Ｃｒのみでト記条件匍−廿分に／ｌ１ａ１足出
米る状態にするにはどうすればよい乃＞、ＣｕにＣｒと
Ｚｒとを添加した場合、あるいは他の元素の添加の検討
である。 他えばＣｒ 、Ｚｒ 、Ｎｉ 、ＦｅおよびＳｎをＣｕ
に単に添加−ドフレームの硬度、外観の荒れ及び尚温特
性等について全べてを満足することが出来ない。 この理由は強度を改善するためにＣｕに添加されたＮｉ
、Ｐ’ｅ 、Ｓｎその他の添加物が表面への不所望な
析出又は濃縮による経時変化に伴なう半田耐候性劣化の
問題、あるいは４電性の低下や半田の外観が悪くなるこ
と等で実用に供きれない。 〔発明の目的〕 本発明者等は従来実施されて米た技術である基体全極と
この基体金属に被覆する被覆金属とを選択し、この技術
を利用することによって完成したものである。 上記のように基体金属に被覆を加えると基体全組を構成
する主成分であるＣｕに従来に比して相当菫の元素を添
加することが可能であることが判明しり、シかし被覆を
従来のように２層にすることは完全に避けなければなら
ない。 このことは本発明の基本思想である被覆ｌ−は最小限に
とどめこの被覆層を利用して基体金属への元素の添加を
最大にすることに一致する。 すなわち、元素としてクロムＣｒ 、ジルコニウムＺｒ
′ｆ：選定する。これは少ない量で本願の所期の目的を
達成するに好適する材料である。更に被覆物ノ員として
はｄｓｎを５ｎ−Ｐｂ系半［Ｈに好適するように用いる
。 ［発明の析（、彎〕 上記［７たＣｕにＣｒまたはＺｒの少なくとも一種を添
加することが出来る。そしてその量は０．３ＳＣｒ＋Ｚ
ｒ＠２としするがＣｒＯ量は１５％を越えてはならない
。またＺｒも１．０％を越えないことが重要である。更
に被覆物質としてＳｎをめっき等の手段で−［４ｔする
ことができる。この被覆の厚さの好ましい範囲は２μｍ
より淳くなければ被覆の役目を達成することはできない
。 −１−紀におけるＣｒ１ｄ第１ｄに示すように重量比で
約（）、３〜１．５の範囲に限定する。この理由はＳｎ
の被覆層との関係から上限については、Ｃｒが偏析し易
いので１．５％にとどめた。Ｃｒが多い場合には多少導
電性は低下するがこの種の′螺子部品用にはほとんど問
題とならず強度性の向上による信頼性が極めて高いとい
う特徴が優先する。また下限については苛酷の条件での
使用、すなわち４００ ’Ｏ以上の＾温での加工手段折
り曲げ頻度の高いものにおいてＣｒ単独では添加量が約
０．３％未満では強度に不安定要素が多くなって３０チ
以下の歩留りとなり信頼性が悪い。 なお機械的強度、Ｓｎ被膜との金属間化合物の形成及び
導電性等の各要素を考慮に入れると添加量は０．５〜１
．０％の範囲が特に望ましい。 また、 Ｚｒについても同図に示す通り、０３〜１０チ
の範囲で添加することが重要であってこれについてもＣ
ｒと同等の理由である。 更にＣｒとＺｒとを混合してＣｕに添加する場合は０３
〜２０チとＣｒまたはＺｒ単独よりもその添加量を多く
することが出来ゐ。従ってより硬度のリードフレームを
形成するに４ＩＳ合がよい。 なお第１表で示すように添加物のＺｒが１．２％、Ｃｒ
１．６％あるいはＣｒ−Ｚｒの合計が２．４％（Ｃｒ
１．２％ 、 Ｚｒ １．２％）等、上記範囲を越え
ると溶解製造上偏析が多くなり、所期の目的が達成出来
なくなることが判明している。 また被接層の厚さを２μｍ以上とする理由は、厚さが薄
いと当然のことながらこの被覆層はボーラン状であるか
らその大部分から酸素の侵入があって、それ等の界面が
酸化されて半田とのぬれ性等を害する。従って実用に供
しない。 なお本発明者等は、添加物としてＣｒ及び／またはＺｒ
以外に半田の成分と同等のＳｎ、あるいはＦｅについて
も検討を行−・たがいずれも失敗に終っている。これは
第１表の比較例１〜６に示す通りで硬度または接合強度
が不安定となって実用上、多くの問題を発生することに
なって好ましくないことも確認されている。さて上記Ｃ
ｕを含む金属基体にＳｎをめっきして作ったリードフレ
ームは使用後においても半田との耐候性は低下しないこ
とが確認された。 すなわちＣｕ Ｋ ＣｒまたはＺｒの少なくとも一方を
添加し溶解し、インゴットを作成し、熱間加工（６００
〜９００°０）をほどこし、板厚Ｑ、 ５ｍＭ巾３０Ｉ
Ｉ１１程度に成形した素材を所定の熱処理を加えてＣｒ
またはＺｒの析出硬化型鋼合金基体金属に形成した。 次いでＩＣ用リードフレームに好適するようにプレス加
工し、＜１５０ ’０で約１０秒加熱し、脱脂した後に
酸によって洗浄し、Ｓｎめっきを約６μｍの厚さに被覆
して第２図または第３図に示すようにＩＣ用リードフレ
ーム（１）に成形した。 このＩＣ用リードフレームの評価の一部である加熱試験
を次の通り行った。大気中で約１００〜１５０”Ｏに保
持し、３００時間放置した後にＦ’ｂ−８ｎ半田液（約
２６０ ’０ ）浸漬（約５秒）してから接合強ＩＷ及
び折曲げ強度で評価したところ＋牙とんと剥離は見られ
なかった。１だ、上記とは逆にＰｂ −８ｎ半Ｈ］液（
約２６０ ’Ｃ）に浸漬（約５秒）し、半田を、１： 接着した後に大気中で１００〜１５０”（つで加熱した
先の評価方法とは全く逆の試験においてもほとんど変化
ｌｄカ・いことを確認した。 上記本発明に係るリードフレームは第４図に示すように
一本の長い板体を切断して組立てることも出来り。これ
は約’）、 ４ ｍｍの厚さで巾が約２羽と板状にした
ものでスグールに巻き込んで収納できる。 またその直径が例えば０４５朋にした線状とすることも
出来る。 〔発明の効果〕 上記のように本発明に係るリードフレームは、その形状
勿どのようにしてもよ＜、ＩＣ用のリードフレームを始
めダイオード、トランジスタ及びサイリスタ等の４子部
品用のリード端子（一部の電極としても可）として極め
て有効である。 すなわち金属基体はＣｕを主成分とし、これにＣｒ 、
Ｚｒの少なくとも一部を限定して添加することと、史に
最小限にめっき（Ｓｎ）すること、相乗させる゛ことに
よって、所期の目的である電気抵抗が小さい、引張り強
度、曲げ加工、高温特性及び半田耐候性等にすぐれ°、
を子□部品用のリード材として信頼性の極めて高いもの
となり、実用性が高い。またＳｎのめっきも１回で完成
するのでそれほど製造工程を複雑化することがなく価格
も安価である。 以下余白 〔発明の実施例」 次に実施例を説明する。９９．９９６の純銅に重量比で
約１．５％クロムを添加して溶解し、 Ｃｕ”Ｃｒ合金
製のインゴットを作り、このインゴットを鍛造した後に
７５０ ’Ｏにて約１時間焼鈍し、次に冷間圧延を施し
て巾約３０門、厚さ約０．２５朋長さ約５００・〃ｍの
ＩＣ川用−ドフレーム素材を形成した。この素材を所定
の形状にツーレス等の手段によって打ち抜いた後に脱１
旨し酸洗して洗浄しこれに厚さ約６μｍのＳｎめ−）き
を被蓚してリードフレームを完成１７た。 この針側を第１表の実施例１に示す。すなわち強度を充
分備えており、耐酸化、接合強度、耐候性において極め
て良い結果を得た。ただ表面にわずかであるが表面荒れ
現象が現われるが実用上はとんど問題とならない。実施
例２は上記実施例１と同様の製造方法で形成したもので
あるがＣｒの量をわずかに少なくしだものヤある。これ
は実施例１で発生［７だ表面荒れ現象もなくなり、外観
もすぐれているのでダイ〕−ド等のようにその一部全直
接電極として用いる動台に好適する。 以ト夷／ＡＩ１例３〜実施例９はいずれも上記実施例同
様の製造方法で形成したものでＣｒとＺｒとを混付し、
た３元成分から成る金属基体としたものであ、５゜この
実η１０例３〜９１では特に強度と耐吹性にｒぐ７’し
ているという特徴がある。実倫例１０及び１１はハ≧加
物にＺｒを用いたもので外衣曲にや−荒れ現象が見られ
るものの所期の目的を達成することが実験的に立証きれ
ている。 なお上記においては半導体用のリードフレーム（・こつ
いて説明したがこれと類似の民生用４ｄ子部品（例えば
−子宮のリード線、′直球のリード線）にも通用できイ
、。 ４、図面の簡単な説明 弔１図ｅ」：杢発明シ子部品の組成軸回を説明するだめ
の説明図、第２図は本４ら明の一実施例であるリードフ
レームを用いて形成したＩＣの横断同図、第５図は第２
図に用いたリードフレームの止面図、＄４図は本冗明に
係る他のリードフレームを用い−で形成しだ午専体装置
の斜視図である。
Claims (1)
- 基体金属が１量比で０．３≦Ｏｒ ＋ Ｚｒ≦２．０（
ただしＣ！ｒ １．５％以下＋Ｚｒｌ、０％以下）及び
残部がＯｕからなる合笠で形成され、表面にＳｎｎ被爆
ｆた電子部品
Priority Applications (5)
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|---|---|---|---|
| JP56207190A JPS58108761A (ja) | 1981-12-23 | 1981-12-23 | 電子部品 |
| KR8205179A KR860000230B1 (ko) | 1981-12-23 | 1982-11-16 | 전자부품 |
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| JP56207190A JPS58108761A (ja) | 1981-12-23 | 1981-12-23 | 電子部品 |
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Family Applications (1)
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-
1982
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- 1982-12-23 EP EP82111930A patent/EP0084161B1/en not_active Expired
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| EP0084161B1 (en) | 1989-02-22 |
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| KR840002776A (ko) | 1984-07-16 |
| EP0084161A2 (en) | 1983-07-27 |
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