JPS5841779B2 - 半導体用リ−ド材 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、すぐれた導電率、耐繰返し曲げ性、釦よび
耐熱軟化性を兼ね備えたトランジスターやＩＣなどの半
導体用リード材に関するものである。

従来、一般に例えば半導体としてのトランジスターは、
第１図ａ−ｆに概略製造工程が平面図で例示されている
ように、 （ａ） 渣ず、厚さ： ０．２〜０．５ｉｍＸ幅＝２
０〜５０ｍｔｔｔの寸法をもった銅あるいは銅合金スト
リップからなるリード素材１の表面に、ニッケル、錫、
卦よび銀などのうちの１種または２種以上からなるメッ
キ層を形威しく第１図ａ参照）、（ｂ） 上記メッキ
層を形成したリード素材をプレス機械で順次打抜いて、
製造せんとするトランジスターの形状に適合したリード
フレーム２を底形しく同す参照）、 （ｃ） 上記リードフレーム２の所定個所に高純度シ
リコンあるいはゲルマニウムなどの半導体素子３を順次
約３００〜４００℃の温度で熱圧着して、前記半導体素
子３を上記メッキ層を介してリードフレーム２の所定個
所に接着しく同Ｃ参照）、 （ｄ） 上記半導体素子３と上記リードフレーム２と
にコレクターおよびエミッター用の結線４を施しく同ｄ
参照）、 （ｅ） 上記半導体素子３、結線４、釦よびリードフ
レーム２の半導体素子取付部を樹脂５で被覆しく同Ｃ参
照）、 （ｆ） 最終的にリードフレーム２にかげる相互に連
なる部分を除いて、リード材２′を有するトランジスタ
ーＡを得る（同ｆ参照）、 以上（ａ）〜（ｆ）からなる主要工程によって製造され
ている。

このため、製造されたトランジスターＡｌＣ１−いてリ
ード材２′となるリード素材１には、（１）上記（ａ）
工程にかけるメッキ処理に際して、メッキ層の密着がよ
く、メッキ層にはピンホールや極小突起（コブ）が発生
せず、しかも上記（ｃ）工程にかげる半導体素子３の熱
圧着に際して、前記メッキ層を押上げるようなフクレが
発生しないこと。

（２）一般に硬い材料はどプレス打抜きし易いため、通
常最終冷間圧延加工率を大きくして硬質としているが、
プレス打抜きが良好であること。

（３）上記（ｃ）工程にかげる半導体素子の熱圧着に際
して熱歪および熱軟化を生じないこと。

（４）トランジスターの使用に際して、放熱性が良く、
電気信号の良導体（高導電率、すなわち約９０％（ＩＡ
Ｃ８％）以上をもつもの）であること。

（５）トランジスターの輸送あるいは電気機器への組込
みに際して繰返し曲げを受けても破損しないこと。

などの諸特性を具備することが要求され、このことはＩ
Ｃなどの半導体のリード材においても同様である。

しかしながら、現在半導体用リード材として実用に供さ
れている、例えば無酸素銅にかいては、高い導電率を有
するが、約１７０〜２３０℃の温度で軟化するため、上
記（ｃ）工程にかける約３００〜４００℃の温度での半
導体素子の熱圧着時に熱歪を生じ易く、しかも耐繰返し
曲げ性も低いという問題点がある。

そこで、上記無酸素銅に合金成分を添加含有させて耐熱
軟化性）よび耐繰返し曲げ性の改善をはかることが試み
られ、現在、Ｐ ： ０．００４〜０、０４０重量％を
含有する燐脱酸銅、Ａ１：約０．１重量％を含有する銅
合金、釦よびＳｎ：約０．１５５重量％含有する銅合金
などの材料が半導体用リード材として実用に供され、確
かに前記合金成分の添加含有によって耐熱軟化性釦よび
耐繰返し曲げ性がある程度改善されたが、半導体素子の
熱圧着に際して適用される約３００〜４００°Ｇの温度
範囲、特にこの温度範囲の高温側の温度での熱軟化発生
を阻止することはできず、しかもある種の材料に釦いて
は導電率の低下が見られ、このように前記の合金成分含
有の銅合金もリード素材に要求される諸特性を十分満足
して具備しているものではないのが現状である。

また、上記リード素材のプレス打抜き性を向上させるた
めに最終冷間圧延加工率を高めると、耐熱軟化性釦よび
耐繰返し曲げ性が低下するようになることもよく知られ
るところである。

本発明者等は、上述のような観点から、リード材に要求
される約９０係以上の高導電率を有すると共に、半導体
素子の熱圧着に際して適用される約３００〜４００℃の
温度で熱軟化が起らず、しかも半導体の輸送あるいは電
気機器への組込みに際して繰返し曲げを受けても全く破
損が発生しないリード材を得べく、特に約９０係以上の
高導電率を有するが、耐熱軟化性釦よび耐繰返し曲げ性
が劣るＰ：０．００４〜０．０４０４０重量％有する燐
脱酸銅に着目し研究を行なった結果、との燐脱酸銅に、
Ｆｅ：０．０２〜０．１００重量％含有させると、前記
燐脱酸銅のもつ高導電率がそこなわれることなく、耐熱
軟化性釦よび耐繰返し曲げ性を著しく改善することがで
きるという知見を得たのである。

この発明は、上記知見にもとすいてなされたものであり
、以下にＦｅ含有量を上述のように限定した理由を具体
的データにもとづいて説明する。

すなわち、１ずＰ含有量を０．０２４と一定にし、Ｆｅ
含有量をそれぞれｔｒ（積極添加含有せず）、０．０２
係、０．０７係、０．１０係、釦よび０．１５ｑ６とし
た、寸法：長さ１５００關×幅３８０關×厚さ１６０ｍ
ｍの銅合金素材を用意し、ついで前記素材のそれぞれに
熱間圧延を施して板厚１２ｍｍとした後、片面０．５ｍ
ｍづつの面削を両面に施し、引続いて冷間圧延、中間焼
鈍、ふ・よび酸洗を繰返し行ない、最終的にそれぞれ０
１（矯正圧延は行なう、以下Ｏ材という）、１５係（以
下１／２Ｈ材という）、釦よび３５係（以下Ｈ材という
）の加工率の最終冷間圧延を施して、いずれも最終板厚
が０．４關をもった、Ｏ材、１／２Ｈ材、釦よびＨ材の
３種からなる板材をそれぞれのＦｅ含有量のものについ
て製造した。

ついで、このようにして得られた板材について導電率、
軟化温度、卦よび繰返し曲げ回数を測定し、導電率と軟
化温度の関係、および導電率と繰返し曲げ回数の関係を
第２図すよび第３図に示した。

な公、軟化温度に関しては、上記板材を種々の温度に１
時間加熱保持し、加熱後の前記板材のビッカース硬さを
加熱温度ごとに測定し、前記板材に急激な硬さ低下が起
る加熱温度を軟化温度とした。

また、繰返し曲げ回数に関しては、長さ２００間×幅１
５鼎×厚さ０．４ｍｍの寸法をもった上記板材の一方端
部を、幅０．５ ｍｍ、深さ７０ｍｔｔｔをもった溝内
に挿入して直立させ、左右両側への９００づつの交互的
げを行ない、９０°曲げを１回として数え、前記板材の
破断１での曲げ回数をもって繰返し曲げ回数とした。

第２図会よび第３図に示される結果から明らかなように
、Ｆｅを含有しない場合（Ｆｅ：ｔｒ）には、約９０％
以上の高導電率を示すが、軟化温度訃よぴ繰返し曲げ回
数とも低いものとなって釦り、したがって半導体素子の
熱圧着に際しては熱歪耘よび熱軟化の発生を完全に回避
することができないと共に、半導体の輸送あるいは電気
機器への組込みに際しても破損の発生を１ぬがれること
かできない。

また、この発明の範囲から高い方に外れたＦｅ：０．１
５％含有の場合には、軟化温度釦よび繰返し曲げ回数と
もきわめて高い値を示すが、導電率が著しく低下したも
のになってかり、リード材に要求される約９０％以上の
導電率を有していないものであった。

これに対して、この発明の範囲内のＦｅ：０．０２係、
Ｆｅ：０．０７％、釦よびＦｅ：０．１０％をそれぞれ
含有する場合には、約９０係以上の高導電率を保持した
状態で、半導体素子の熱圧着温度の上限温度である約４
００℃よりも高い軟化温度をもつと共に、繰返し曲げ回
数もＦｅを含有しないもの、すなわち従来公知の燐脱酸
銅に比して改善されたものになっている。

以上の結果から、この発明のリード材にかげるＦｅ含有
量を０．０２〜０．１０％と定めたのである。

なふ・、不可避不純物としてのＺｎは、０．２０％ｔで
含有しても、この発明のリード材の特性に悪影響を及ぼ
すものではない。

上述のように、この発明のリード材は、トランジスター
釦よびＩＣなどの半導体用リード材に要求されるメッキ
性釦よびプレス打抜性は勿論のこと、導電性、耐熱軟化
性、釦よび耐繰返し曲げ性のすべてを具備するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ−ｆはトランジスターの概略製造工程を示す平
面図、第２図釦よび第３図は種々のＦｅ含有量に関して
、導電率と、軟化温度）よび繰返し曲げ回数との関係を
示した図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｉ Ｐ：０．００４〜０．０４０係 Ｃｕｂよび不可避不純物：残り、 からなる組成を有する半導体用リード材に、Ｆｅ ：
   ０．０２〜０．１０％、 （以上重量係）を含有させることによって、導電率の低
   下なく、耐繰返し曲げ柱上よび耐熱軟化性を改善したこ
   とを特徴とする半導体用リード材。