JPS59140338A - リ−ドフレ−ム用銅合金 - Google Patents
リ−ドフレ−ム用銅合金Info
- Publication number
- JPS59140338A JPS59140338A JP1316983A JP1316983A JPS59140338A JP S59140338 A JPS59140338 A JP S59140338A JP 1316983 A JP1316983 A JP 1316983A JP 1316983 A JP1316983 A JP 1316983A JP S59140338 A JPS59140338 A JP S59140338A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alloy
- heat resistance
- strength
- copper alloy
- plating adhesion
- 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.)
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- Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
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】
本発明は半導体を要素とするＩＣ，ＬＳＩ等の機器のリ
ードフレーム用銅合金特に電気（熱）伝導性、耐熱性、
曲げ加工性及びメッキ密着性に優れた銅合金に関するも
のである。
ードフレーム用銅合金特に電気（熱）伝導性、耐熱性、
曲げ加工性及びメッキ密着性に優れた銅合金に関するも
のである。
一般に半導体を要素とするＩＣ，ＬＳＩ等の機器は何れ
″も半導体ペレット、リート、ボンディングワイヤによ
り構成されたものをハーメチックシール、セラミックシ
ール或いはプラスチックシール技術により封止したもの
であり、種々の型式のものが使用されている。
″も半導体ペレット、リート、ボンディングワイヤによ
り構成されたものをハーメチックシール、セラミックシ
ール或いはプラスチックシール技術により封止したもの
であり、種々の型式のものが使用されている。
而して従来これら機器のリードフレーム材とシテは鉄系
材料としてコバール（Ｆｅ−２９ｗｔ％Ｎｉ −１７ｗ
ｔ％ Ｃｏ合金）、Ｆ’ｅ ４２Ｎｉ合金、Ｆｅ５コ
バールに金を被覆したクラツド材、ｌ；”ｅ−Ｎｉ合金
にＡｌを被覆したクラツド材、銅合金とルてリン青銅、
アロイ１９’４ （Ｃｕ−Ｆｅ−Ｚｎ−Ｐ合金）、アロ
イ１９５ （Ｃｕ−Ｆｅ−Ｃｏ−８ｎ−ｒ−Ｐ合金）、
Ｃｕ−８ｎ−Ｐ合金等が用いられている。しかしながら
上記鉄系材料は耐熱性、強度は優れているがコストが高
いとともに導電性が悪く加工性も悪いため近時コストが
安くかつ加工性、メッキ密着性及び半田付性が良好な銅
系合金が主流を占めつつある。しかしながら上記の如き
銅合金は耐熱性及び曲げ加工性が劣るためリードクレー
ム拐として充分な特性を発揮することができないもので
あった。特に最近のように高密度、高集積度か強く要求
されるところから高い導電率、強度、曲げ加工性及び耐
熱性を有しメッキ加工され易い表面品質を有する材料が
必要となってきた。
材料としてコバール（Ｆｅ−２９ｗｔ％Ｎｉ −１７ｗ
ｔ％ Ｃｏ合金）、Ｆ’ｅ ４２Ｎｉ合金、Ｆｅ５コ
バールに金を被覆したクラツド材、ｌ；”ｅ−Ｎｉ合金
にＡｌを被覆したクラツド材、銅合金とルてリン青銅、
アロイ１９’４ （Ｃｕ−Ｆｅ−Ｚｎ−Ｐ合金）、アロ
イ１９５ （Ｃｕ−Ｆｅ−Ｃｏ−８ｎ−ｒ−Ｐ合金）、
Ｃｕ−８ｎ−Ｐ合金等が用いられている。しかしながら
上記鉄系材料は耐熱性、強度は優れているがコストが高
いとともに導電性が悪く加工性も悪いため近時コストが
安くかつ加工性、メッキ密着性及び半田付性が良好な銅
系合金が主流を占めつつある。しかしながら上記の如き
銅合金は耐熱性及び曲げ加工性が劣るためリードクレー
ム拐として充分な特性を発揮することができないもので
あった。特に最近のように高密度、高集積度か強く要求
されるところから高い導電率、強度、曲げ加工性及び耐
熱性を有しメッキ加工され易い表面品質を有する材料が
必要となってきた。
メッキ加工され易い表面品質とは、半導体ベレットとり
一ドフレーム並びにボンディングワイヤとリードフレー
ムの接続性を向上し、リードフレームの耐酸化性、耐腐
食性、半田付は性等を向」二維持するために行なう銀、
金、ニッケル、スズ等のメッキ被覆性が優れていること
で、このようなメッキ加工はリードフレームの加エコス
ト中大きな比重を占め品質信頼性に大きく影響する。
一ドフレーム並びにボンディングワイヤとリードフレー
ムの接続性を向上し、リードフレームの耐酸化性、耐腐
食性、半田付は性等を向」二維持するために行なう銀、
金、ニッケル、スズ等のメッキ被覆性が優れていること
で、このようなメッキ加工はリードフレームの加エコス
ト中大きな比重を占め品質信頼性に大きく影響する。
コバール、Ｆｅ−４２Ｎｉ合金等の鉄系材料は、導電性
、熱伝導性が劣るばかりかメッキ加工か困難で特別の工
夫を必要とする。例えばこれ等基材の表面にニッケル層
とＳｎ −Ｎｉ合金層とを順次被着した後、該Ｓ ｎ
−Ｎ ｉ合金層上に銀層を被着するか、或は基材の表面
に銀及び銅を含む／アンアルカリ性メッキ液にてメッキ
を施し、その表面にメッキを行なっている。一般にリー
ドフレーム材用銅合金として次の７項目を満足する材料
が強く要望されている。
、熱伝導性が劣るばかりかメッキ加工か困難で特別の工
夫を必要とする。例えばこれ等基材の表面にニッケル層
とＳｎ −Ｎｉ合金層とを順次被着した後、該Ｓ ｎ
−Ｎ ｉ合金層上に銀層を被着するか、或は基材の表面
に銀及び銅を含む／アンアルカリ性メッキ液にてメッキ
を施し、その表面にメッキを行なっている。一般にリー
ドフレーム材用銅合金として次の７項目を満足する材料
が強く要望されている。
（１１電気及び熱の伝導性が良いこと
（２） 耐熱性が良いこと
（３） 曲げ加工性が良いこと
（４） 強度が大きいこと
（５） メッキ密着性が良いこと
（６） 半田付は性が良いこと
（７）熱膨張係数がモールド材の熱膨張係数に近いこと
本発明はこれに鑑み種々研究の結果従来のリードフレー
ム用銅合金よりも耐熱性、曲げ加工性に優れ充分な強度
と電気（熱）伝導性及びメッキ密着性を有する半導体機
器のリードフレーム用銅合金を開発したもので（：ｒｏ
、０３〜０．４０ｗｔ％（以下ｗｔ％を単に係と略記す
る）、Ｎｉ Ｏ，０３〜０．４０％、Ｐ Ｏ，００５〜
０．０３％ を含み残部Ｃｕからなる合金に係る。
ム用銅合金よりも耐熱性、曲げ加工性に優れ充分な強度
と電気（熱）伝導性及びメッキ密着性を有する半導体機
器のリードフレーム用銅合金を開発したもので（：ｒｏ
、０３〜０．４０ｗｔ％（以下ｗｔ％を単に係と略記す
る）、Ｎｉ Ｏ，０３〜０．４０％、Ｐ Ｏ，００５〜
０．０３％ を含み残部Ｃｕからなる合金に係る。
即ち本発明合金はＣ１ｌを基材としこれにＣｒ、Ｎｉ、
Ｐを添加するものであり、ＣｒＮ ｉ３、Ｎ１ｘＰｙ等
の金属間化合物及びＣ「、ＮｉをＣｕ基中に微小析出物
として析出させ、またＰによる脱酸効果とにより銅合金
としての従来の常識を超える強度、耐熱性及び導電性を
有し、良好なメッキ密着性、半田付は性を有ずものであ
る。
Ｐを添加するものであり、ＣｒＮ ｉ３、Ｎ１ｘＰｙ等
の金属間化合物及びＣ「、ＮｉをＣｕ基中に微小析出物
として析出させ、またＰによる脱酸効果とにより銅合金
としての従来の常識を超える強度、耐熱性及び導電性を
有し、良好なメッキ密着性、半田付は性を有ずものであ
る。
しかして本発明合金においてＣｒ０．０３〜０．４０％
、Ｎｉ Ｏ，０３〜０．４０チ、Ｐｏ、００５〜０．０
３係と限定した理由はＣｒ Ｏ，０３％、ＮｉＯ，０３
％、Ｐｏ、００５％未満では必要とする強度、耐熱性が
得られず、Ｃｒ０．４０チ、Ｎｒ Ｏ，４０％、Ｐｏ、
０３係を超えると強度、耐熱性において優れた性能が得
られるが電気及び熱伝導性が低下し、曲げ加工性、メッ
キ密着性及び半田付は性も劣化するからである。
、Ｎｉ Ｏ，０３〜０．４０チ、Ｐｏ、００５〜０．０
３係と限定した理由はＣｒ Ｏ，０３％、ＮｉＯ，０３
％、Ｐｏ、００５％未満では必要とする強度、耐熱性が
得られず、Ｃｒ０．４０チ、Ｎｒ Ｏ，４０％、Ｐｏ、
０３係を超えると強度、耐熱性において優れた性能が得
られるが電気及び熱伝導性が低下し、曲げ加工性、メッ
キ密着性及び半田付は性も劣化するからである。
以下本発明合金を実施例について説明する。
黒鉛るつぼを使用してＣＬＩを溶解し、その湯面を木炭
粉末にて覆い十分溶解した後、Ｃｕ−Ｃｒ母合金、ＮＩ
、Ｐの順に添加しこれを鋳造し第１表に示す組成の幅１
５Ｃ１ｍｍ、長さ２００ｍｍ、厚さ２５ｍｍの鋳塊を得
た。
粉末にて覆い十分溶解した後、Ｃｕ−Ｃｒ母合金、ＮＩ
、Ｐの順に添加しこれを鋳造し第１表に示す組成の幅１
５Ｃ１ｍｍ、長さ２００ｍｍ、厚さ２５ｍｍの鋳塊を得
た。
次にこの鋳塊の表面を一面あたり２．５Ｍ而面した後、
熱間圧延を行ない幅１５０ｍｍ、厚さ８悶の板とし、し
かる後この板に冷間圧延と焼鈍を繰り返し加え最終圧延
率４０係にて厚さ０．４５朋の冷間圧延上がり材を得た
。
熱間圧延を行ない幅１５０ｍｍ、厚さ８悶の板とし、し
かる後この板に冷間圧延と焼鈍を繰り返し加え最終圧延
率４０係にて厚さ０．４５朋の冷間圧延上がり材を得た
。
これらの板について曲げ加工性、導電率、引張り強さ、
耐熱性、メッキ密着性、半田付は性及び熱膨張係数を測
定した。これらの結果を第１表に示す。なお比較のため
に第１表−に示す従来のリードフレーム用銅合金につい
ても同様な測定を行ない、その結果を第１表に併記した
。
耐熱性、メッキ密着性、半田付は性及び熱膨張係数を測
定した。これらの結果を第１表に示す。なお比較のため
に第１表−に示す従来のリードフレーム用銅合金につい
ても同様な測定を行ない、その結果を第１表に併記した
。
曲１げ加工性は板材より幅５朋、長さ５０ｍ＋ｎの短冊
型試験片を切り出しその中央部で１８０゜密着面げを行
ない、該曲げ部の表面状態を観察し割れ、しわの発生が
なく平滑なものを曲げ加工性が良いということで・○印
、割れが明らかに発生しているものを曲げ加工性不良と
いうことでＸ印、その中間で割れ、しわかわずかに発生
して（・ることな△印で表わした。
型試験片を切り出しその中央部で１８０゜密着面げを行
ない、該曲げ部の表面状態を観察し割れ、しわの発生が
なく平滑なものを曲げ加工性が良いということで・○印
、割れが明らかに発生しているものを曲げ加工性不良と
いうことでＸ印、その中間で割れ、しわかわずかに発生
して（・ることな△印で表わした。
導電率及び引張り強さの測定はＪＩＳ ＨＯ５０５及
びＪＩＳ−Ｚ２２４］に基づいて行なった。
びＪＩＳ−Ｚ２２４］に基づいて行なった。
メッキ密着性は上記鈍し材についてリードフレームのメ
ッキ工程と同様アルカリ脱脂（１分間）−２０％硝酸エ
ツチング（３０秒）−水洗−シアン化ストライクメッキ
（１０Ａ ／ ｄｙａ”、１０秒間）−シアン化銀メッ
キＣＩＡ／ｄｉ”）により厚さ７μの銀メッキを行ない
、これを大気中で加熱して銀メッキ層に発生する膨れを
観察し、その結果５５０℃、５分間加熱で全く膨れの見
られないものを○印、４５０°Ｃ１５分間加熱では膨れ
が見られないか、５５０℃、５分間加熱で膨れが発生す
るものをΔ印、７Ｉ５０°Ｃ１５分間ですでに膨れが発
生したものをＸ印で示した。
ッキ工程と同様アルカリ脱脂（１分間）−２０％硝酸エ
ツチング（３０秒）−水洗−シアン化ストライクメッキ
（１０Ａ ／ ｄｙａ”、１０秒間）−シアン化銀メッ
キＣＩＡ／ｄｉ”）により厚さ７μの銀メッキを行ない
、これを大気中で加熱して銀メッキ層に発生する膨れを
観察し、その結果５５０℃、５分間加熱で全く膨れの見
られないものを○印、４５０°Ｃ１５分間加熱では膨れ
が見られないか、５５０℃、５分間加熱で膨れが発生す
るものをΔ印、７Ｉ５０°Ｃ１５分間ですでに膨れが発
生したものをＸ印で示した。
半田付は性は垂直式浸漬法により、２３０″Ｃの５ｎ−
４０％ＰＩ）共晶半田浴に１０秒間浸漬したものの表面
を観察し、その結果表面が滑らかなものを○印、表面に
少し凹凸か見えるものをΔ印、表面に凹凸か生じ半田が
濡れていない部分を生じているものをＸ印で示した。
４０％ＰＩ）共晶半田浴に１０秒間浸漬したものの表面
を観察し、その結果表面が滑らかなものを○印、表面に
少し凹凸か見えるものをΔ印、表面に凹凸か生じ半田が
濡れていない部分を生じているものをＸ印で示した。
また耐熱性は前記圧延材よりＪＩＳ−Ｚ２２０１に規定
する引張り試験片を切り出し、これをアルゴン雰囲気中
で３５０°Ｃ１５分間加熱焼鈍した後、引張り試験を行
ない、その引張り強さを焼鈍前と比較し強さの低下率が
３０係以下のものを耐熱性良好として○印、３０係を超
えるものを耐熱性不良としてＸ印で表わした。
する引張り試験片を切り出し、これをアルゴン雰囲気中
で３５０°Ｃ１５分間加熱焼鈍した後、引張り試験を行
ない、その引張り強さを焼鈍前と比較し強さの低下率が
３０係以下のものを耐熱性良好として○印、３０係を超
えるものを耐熱性不良としてＸ印で表わした。
熱膨張係数は圧縮荷重法を用いて測定し、試料への荷重
は天秤の非平衡を利用し、試料の変位を検出し行なった
。
は天秤の非平衡を利用し、試料の変位を検出し行なった
。
第１表から明らかな如く本発明合金は導電率９０〜９３
チｌＡＣ３，引張り強さ３９〜４２ｋｇ／＋ＩＩ♂の特
性を示し良好な曲げ加工性と耐熱性を有しておりＣＬＩ
−Ｆｅ−ｚｎ−ｐ合金に匹敵する引張り強度とはるかに
優れた耐熱性、電気伝導性（熱伝導性）を有しているこ
とがわかる。さらにメッキ密着性、半田付は性もＣｕ−
Ｆｅ −Ｚｎ −Ｐ合金に比べ十分優れているのがわか
る。尚熱膨張係数は従来品のＣｕ−Ｆｅ−Ｚｎ−Ｐ合金
、ＣＬｌ−８ｎ−Ｐ合金とほぼ同様な値を示し問題はな
い。
チｌＡＣ３，引張り強さ３９〜４２ｋｇ／＋ＩＩ♂の特
性を示し良好な曲げ加工性と耐熱性を有しておりＣＬＩ
−Ｆｅ−ｚｎ−ｐ合金に匹敵する引張り強度とはるかに
優れた耐熱性、電気伝導性（熱伝導性）を有しているこ
とがわかる。さらにメッキ密着性、半田付は性もＣｕ−
Ｆｅ −Ｚｎ −Ｐ合金に比べ十分優れているのがわか
る。尚熱膨張係数は従来品のＣｕ−Ｆｅ−Ｚｎ−Ｐ合金
、ＣＬｌ−８ｎ−Ｐ合金とほぼ同様な値を示し問題はな
い。
これに対しＣｒ、Ｎｉ、Ｐの含有量が本発明合金の組成
範囲より少ない比較合金Ｎｕ ７．８．９ではいずれも
耐熱性が改善されず、Ｃｒ、Ｎｉ の含有量が本発明
合金の組成範囲より多い比較合金Ｎｕ １０Ｃｒ、 Ｎ
ｉ、 Ｐの含有量が本発明合金の組成範囲より多い比較
合金１％１１．１２１３では引張り強さ、耐熱性は十分
であるが導電率の低下が著しく、曲げ加工性、メッキ密
着性、半田付は性が劣ることがわかる。
範囲より少ない比較合金Ｎｕ ７．８．９ではいずれも
耐熱性が改善されず、Ｃｒ、Ｎｉ の含有量が本発明
合金の組成範囲より多い比較合金Ｎｕ １０Ｃｒ、 Ｎ
ｉ、 Ｐの含有量が本発明合金の組成範囲より多い比較
合金１％１１．１２１３では引張り強さ、耐熱性は十分
であるが導電率の低下が著しく、曲げ加工性、メッキ密
着性、半田付は性が劣ることがわかる。
以上詳述したように本発明合金は侵入た強度、耐熱性と
十分な導電性を併せ持ち、かつ曲げ加工性、メッキ密着
性、半田付は性も良好な銅合金であり、熱膨張係数も従
来の銅合金とほぼ同様な値を示し、半導体機器のリード
フレーム材として顕著な効果を奏するものである。
十分な導電性を併せ持ち、かつ曲げ加工性、メッキ密着
性、半田付は性も良好な銅合金であり、熱膨張係数も従
来の銅合金とほぼ同様な値を示し、半導体機器のリード
フレーム材として顕著な効果を奏するものである。
Claims (1)
- Ｃｒ Ｏ，０３〜０．４０ ｗｔ％、Ｎｉ Ｏ，０３〜
０．４０ ｗｔ％、ＰＯ００♂５〜０．０３ｗｔ％を含
み残部がＣｕよりなることを特徴とするリードフレーム
用銅合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1316983A JPH0674463B2 (ja) | 1983-01-29 | 1983-01-29 | リ−ドフレ−ム用銅合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1316983A JPH0674463B2 (ja) | 1983-01-29 | 1983-01-29 | リ−ドフレ−ム用銅合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59140338A true JPS59140338A (ja) | 1984-08-11 |
| JPH0674463B2 JPH0674463B2 (ja) | 1994-09-21 |
Family
ID=11825669
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1316983A Expired - Lifetime JPH0674463B2 (ja) | 1983-01-29 | 1983-01-29 | リ−ドフレ−ム用銅合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0674463B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4620885A (en) * | 1985-11-19 | 1986-11-04 | Nakasato Limited | Spring material for electric and electronic parts |
| JPS634034A (ja) * | 1986-06-19 | 1988-01-09 | 豊山金属工業株式会社 | 電気、電子部品用銅合金及び銅合金板の製造方法 |
| US6149741A (en) * | 1996-07-30 | 2000-11-21 | Establissements Griset | Copper-based alloy having a high electrical conductivity and a high softening temperature for application in electronics |
-
1983
- 1983-01-29 JP JP1316983A patent/JPH0674463B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4620885A (en) * | 1985-11-19 | 1986-11-04 | Nakasato Limited | Spring material for electric and electronic parts |
| JPS634034A (ja) * | 1986-06-19 | 1988-01-09 | 豊山金属工業株式会社 | 電気、電子部品用銅合金及び銅合金板の製造方法 |
| US6149741A (en) * | 1996-07-30 | 2000-11-21 | Establissements Griset | Copper-based alloy having a high electrical conductivity and a high softening temperature for application in electronics |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0674463B2 (ja) | 1994-09-21 |
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