JPS59140340A - リ−ドフレ−ム用銅合金 - Google Patents
リ−ドフレ−ム用銅合金Info
- Publication number
- JPS59140340A JPS59140340A JP1317283A JP1317283A JPS59140340A JP S59140340 A JPS59140340 A JP S59140340A JP 1317283 A JP1317283 A JP 1317283A JP 1317283 A JP1317283 A JP 1317283A JP S59140340 A JPS59140340 A JP S59140340A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alloy
- copper alloy
- heat resistance
- lead frame
- conductivity
- 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.)
- Pending
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- Lead Frames For Integrated Circuits (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
ードフレーム用鋼合金特に電気（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。
ードフレーム用鋼合金特に電気（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、リード、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、リード、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しては鉄系
材料としてｊバール（ｐｃ−２９ｗｔ％Ｎｉ −］ ７
ｗｔ％ＣＯ合金）、Ｆｅ−４２Ｎｉ合金、Ｆｅ’、＝
＋バールに金を被覆したクラツド材、ｐ’ ｅ −Ｎ
ｉ合金にＡ４を被覆したクラツド材、銅合金としてリン
青銅、アロイ１９４ （Ｃｕ−Ｆｃ−Ｚｎ−Ｐ合金）、
アロイ１９５ （Ｃｕ−Ｆｅ−Ｃｏ −５ｎ−Ｐ合金）
、Ｃｕ−３ｎ−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か
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は性が良好
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フ
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、高集積度が強（
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ｊバール（ｐｃ−２９ｗｔ％Ｎｉ −］ ７
ｗｔ％ＣＯ合金）、Ｆｅ−４２Ｎｉ合金、Ｆｅ’、＝
＋バールに金を被覆したクラツド材、ｐ’ ｅ −Ｎ
ｉ合金にＡ４を被覆したクラツド材、銅合金としてリン
青銅、アロイ１９４ （Ｃｕ−Ｆｃ−Ｚｎ−Ｐ合金）、
アロイ１９５ （Ｃｕ−Ｆｅ−Ｃｏ −５ｎ−Ｐ合金）
、Ｃｕ−３ｎ−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か
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は性が良好
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フ
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、高集積度が強（
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、半導体ペレットとリ
ー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、半田付は性等を向上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。
ー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、半田付は性等を向上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が困難で特別の工
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５ｎ−Ｎｉ合金層とを順次被着した後、該５ｎ−Ｎｉ
合金層上に銀層を被着するか、或いは基材の表面に銀及
び銅を含むシ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が困難で特別の工
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５ｎ−Ｎｉ合金層とを順次被着した後、該５ｎ−Ｎｉ
合金層上に銀層を被着するか、或いは基材の表面に銀及
び銅を含むシ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。
（１） 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 （力 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Ｍｏ ０
．０３〜０．４０ｗｔ％（以下ｗｔ％を単に％と略記す
る）、Ｎ１ｏ、０３〜０．４０ ％、 Ｐ Ｏ，００，
５〜０．０３係 を含み残部Ｃｕからなる合金π係る。
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 （力 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Ｍｏ ０
．０３〜０．４０ｗｔ％（以下ｗｔ％を単に％と略記す
る）、Ｎ１ｏ、０３〜０．４０ ％、 Ｐ Ｏ，００，
５〜０．０３係 を含み残部Ｃｕからなる合金π係る。
即ち本発明合金はＣｕを基材としこれにＭＯ，Ｎｉ、Ｐ
を添加するものであり、ＭｏＮｉ 、 ＭｏＮ１３、Ｍ
ｏＮ１４、ＭＯＰ、 ＭＯＰ２、Ｍｏ３ｐ 、 Ｎ ｉ
Ｘｐ ｙの金属間化合物及びＭＯＮｉ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越える強度、耐熱性及び
導電性を有し、良好なメッキ密着性、半田付は性を有す
るものである。
を添加するものであり、ＭｏＮｉ 、 ＭｏＮ１３、Ｍ
ｏＮ１４、ＭＯＰ、 ＭＯＰ２、Ｍｏ３ｐ 、 Ｎ ｉ
Ｘｐ ｙの金属間化合物及びＭＯＮｉ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越える強度、耐熱性及び
導電性を有し、良好なメッキ密着性、半田付は性を有す
るものである。
しかして本発明合金においてＭｏ ０．０３〜０．４０
係、ＮＩｏ、０３〜０．４０％、Ｐｏ、００５〜０．０
３係と限定した理由はＭｏ０．０３％、Ｎｉｏ、０３％
、Ｐｏ、００５％未満では必要とする強度、耐熱性が得
られず、ＭＯｏ、４０係、ＮＩｏ、４０１Ｐ０．０３％
を越えると強度、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
性及び半田伺は性も劣化するからである。
係、ＮＩｏ、０３〜０．４０％、Ｐｏ、００５〜０．０
３係と限定した理由はＭｏ０．０３％、Ｎｉｏ、０３％
、Ｐｏ、００５％未満では必要とする強度、耐熱性が得
られず、ＭＯｏ、４０係、ＮＩｏ、４０１Ｐ０．０３％
を越えると強度、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
性及び半田伺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Ｃｕを溶解し、その湯面を木炭粉
末にて覆い十分溶解した後、ＭＯ−５０％Ｎ１母合金、
Ｐの順に添加しこれを鋳造し第１表に示す組成の幅１５
０朋、長さ２００ ｍｍ、厚さ２５醋の鋳塊を得た。
末にて覆い十分溶解した後、ＭＯ−５０％Ｎ１母合金、
Ｐの順に添加しこれを鋳造し第１表に示す組成の幅１５
０朋、長さ２００ ｍｍ、厚さ２５醋の鋳塊を得た。
次にこの鋳塊の表面を一面あたり２．５ ｍｍ面削した
後、熱間圧延を行ない幅１５０關、厚さ８ｍｍ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％にて厚さ０．４５ａｍの冷間圧延上がり材
を得た。
後、熱間圧延を行ない幅１５０關、厚さ８ｍｍ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％にて厚さ０．４５ａｍ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。
曲げ加工性は板材より幅５關、長さ５０＋ｎｍの短冊型
試験片を切り出しその中央部で１８００密着曲げを行な
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、しわがわずかに発生し
ていることを△印で表わした。
試験片を切り出しその中央部で１８００密着曲げを行な
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、しわがわずかに発生し
ていることを△印で表わした。
導電率及び引張り強さの測定はＪ Ｉ ５−ＨＯ５０５
及びＪＩＳ−Ｚ２２４］に基づいて行なった。
及びＪＩＳ−Ｚ２２４］に基づいて行なった。
メッキ密着性は上記板の鈍し材についてリードフレーム
のメーソ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（ＩＯＡ／ｄ、１．１０秒間）−シアン化銀メッ
キ（Ｉ Ａ ／ ｄｔｒｊ ）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℃、５分間加
熱では膨れが見られないか、５５０°Ｃ１５分間加熱で
膨れが発生ずるものをΔ印、４５０℃、５分間ですでに
膨れが発生したものをＸ印で示した。
のメーソ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（ＩＯＡ／ｄ、１．１０秒間）−シアン化銀メッ
キ（Ｉ Ａ ／ ｄｔｒｊ ）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℃、５分間加
熱では膨れが見られないか、５５０°Ｃ１５分間加熱で
膨れが発生ずるものをΔ印、４５０℃、５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℃の５ｎ−４
０％ｐｂ共晶半田浴に１０秒間浸漬したものの表面を観
察し、その結果表面か滑らかなものを○印、表面に少し
凹凸が見えるものをΔ印、表面に凹凸が生じ半田が濡れ
ていない部分を生じているものをＸ印で示した。
０％ｐｂ共晶半田浴に１０秒間浸漬したものの表面を観
察し、その結果表面か滑らかなものを○印、表面に少し
凹凸が見えるものをΔ印、表面に凹凸が生じ半田が濡れ
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−Ｚ２２０＋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
て３５０℃、５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か３
０％以下のものを耐熱性良好として○印、３０係を越え
るものを耐熱性不良として×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
て３５０℃、５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か３
０％以下のものを耐熱性良好として○印、３０係を越え
るものを耐熱性不良として×印で表わした。
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４１〜４４に９／ｄの特性を示
し良好な曲げ加工性と耐熱性を有しておりＣｕ −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、半田伺は性もＣｌ１−
Ｆｃ −Ｚｎ −Ｐ合金に比べ十分優れているのかわか
る。尚熱膨張係数は従来品のＣｕ −Ｆｃ −Ｚｎ −
Ｐ合金、Ｃｕ−３ｎ−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４１〜４４に９／ｄの特性を示
し良好な曲げ加工性と耐熱性を有しておりＣｕ −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、半田伺は性もＣｌ１−
Ｆｃ −Ｚｎ −Ｐ合金に比べ十分優れているのかわか
る。尚熱膨張係数は従来品のＣｕ −Ｆｃ −Ｚｎ −
Ｐ合金、Ｃｕ−３ｎ−Ｐ合金とほぼ同様な値を示し問題
はない。
これに対しＭＯ５Ｎｌ、Ｐの含有量か本発明合金の組成
範囲より少ない比較合金ＮＬ１７．８．９てはいずれも
耐熱性が改善されず、Ｎｏ、ＮＩ 含有量が本発明合
金の組成範囲より多い比較合金Ｎｉ Ｉ Ｏ。
範囲より少ない比較合金ＮＬ１７．８．９てはいずれも
耐熱性が改善されず、Ｎｏ、ＮＩ 含有量が本発明合
金の組成範囲より多い比較合金Ｎｉ Ｉ Ｏ。
ＭＯ，Ｎｉ、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’！ｉ］１．１２１３では引張り強さ、耐
熱性は十分であるが導電率の低下か著しく、曲げ加工性
、メッキ密着性、半田（−Ｊけ性が劣ることがわかる。
い比較合金１’！ｉ］１．１２１３では引張り強さ、耐
熱性は十分であるが導電率の低下か著しく、曲げ加工性
、メッキ密着性、半田（−Ｊけ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優れた強度、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)
- ＭＯ０，０３〜０．４０ ｗｔ％、Ｎｉ Ｏ，０３〜０
．４０ ｗｔ％、ＰＯ，００５〜０．０３ｗｔ％を含み
残部がＣｕよりなることを特徴とするり一ドフレーム用
銅合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1317283A JPS59140340A (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 |
|---|---|---|---|
| JP1317283A JPS59140340A (ja) | 1983-01-29 | 1983-01-29 | リ−ドフレ−ム用銅合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59140340A true JPS59140340A (ja) | 1984-08-11 |
Family
ID=11825759
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1317283A Pending JPS59140340A (ja) | 1983-01-29 | 1983-01-29 | リ−ドフレ−ム用銅合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59140340A (ja) |
Cited By (2)
| 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 |
| EP1918391A2 (en) * | 2002-09-04 | 2008-05-07 | Dept Corporation | Metallic material, electroinic component, electronic device and electronic optical component manufactured by using the metallic material and working method of the metallic material |
-
1983
- 1983-01-29 JP JP1317283A patent/JPS59140340A/ja active Pending
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 |
| EP1918391A2 (en) * | 2002-09-04 | 2008-05-07 | Dept Corporation | Metallic material, electroinic component, electronic device and electronic optical component manufactured by using the metallic material and working method of the metallic material |
| EP1918391A3 (en) * | 2002-09-04 | 2009-01-07 | Dept Corp | Metallic material, electronic component, electronic device and electronic optical component produced using the metallic material, and method of processing the metallic material |
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