JPS5976453A - 半導体装置のリ−ド材用Cu合金クラツド材 - Google Patents
半導体装置のリ−ド材用Cu合金クラツド材Info
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- JPS5976453A JPS5976453A JP57183554A JP18355482A JPS5976453A JP S5976453 A JPS5976453 A JP S5976453A JP 57183554 A JP57183554 A JP 57183554A JP 18355482 A JP18355482 A JP 18355482A JP S5976453 A JPS5976453 A JP S5976453A
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Classifications
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- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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- C22C9/00—Alloys based on copper
- C22C9/04—Alloys based on copper with zinc as the next major constituent
-
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- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
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- B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
-
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- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C9/00—Alloys based on copper
- C22C9/05—Alloys based on copper with manganese as the next major constituent
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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-
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-
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- Y10T428/12771—Transition metal-base component
- Y10T428/12861—Group VIII or IB metal-base component
- Y10T428/12903—Cu-base component
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】
この発明は、すぐれた導電性と放熱性を有し、かつ耐酸
化性にもすぐれ、特にこれらの特性が要求されるICや
LSIなどの半導体装置のリード材として使用するのに
適したCu合金クラツド材に関するものである。
化性にもすぐれ、特にこれらの特性が要求されるICや
LSIなどの半導体装置のリード材として使用するのに
適したCu合金クラツド材に関するものである。
従来、一般にICやLSIなどの半導体装置は(a)ま
ず、リード素材として、板厚:0.1〜0.3誌を有す
る条材を用意し、 (b)ついで、上記リード素材よりプレス打抜き加工に
より製造せんとする半導体装置の形状に適合したリード
フレームを形成シ1、 (c)上記リードフレームの所定個所に高純度Siある
いはGeなどの半導体素子を、瀞ペーストなどの導電性
樹脂を用いて加熱接着するか、あるいは予め上記リード
素材の片面にメッキしておいたAu、U、Niあるいは
これらの合金層を介して350℃以上の温度に加熱して
拡散圧着するか、さらにはAll −Si +Au −
Geなどの二元共晶合金の半田を用いて半田付けするか
し、 (d)上記半導体素子と上記′リードフレームとに渡っ
てAu線によるワイヤボンディング(結線)を施し・ (e)引続いて、上記半導体素子、結線、および半導体
素子が取付けられた部分のリードフレームを、これらを
保護する目的で、プラスチックあるいはセラミックスで
パック封止し、 (f)さらに、上記リードフレームにおける相互に連な
る部分を切除してリード材とし、 (g)必要に応じて、上記リード材の脚部に、半導体装
置の基板への接続を可能とするために、半田を被覆溶着
する、 以上(a)〜(g)の主要工程によって製造され、通常
上記リード材としては、Fe入り銅、りん青銅、さらに
AF入沙銅などのCu合金が使用されている。
ず、リード素材として、板厚:0.1〜0.3誌を有す
る条材を用意し、 (b)ついで、上記リード素材よりプレス打抜き加工に
より製造せんとする半導体装置の形状に適合したリード
フレームを形成シ1、 (c)上記リードフレームの所定個所に高純度Siある
いはGeなどの半導体素子を、瀞ペーストなどの導電性
樹脂を用いて加熱接着するか、あるいは予め上記リード
素材の片面にメッキしておいたAu、U、Niあるいは
これらの合金層を介して350℃以上の温度に加熱して
拡散圧着するか、さらにはAll −Si +Au −
Geなどの二元共晶合金の半田を用いて半田付けするか
し、 (d)上記半導体素子と上記′リードフレームとに渡っ
てAu線によるワイヤボンディング(結線)を施し・ (e)引続いて、上記半導体素子、結線、および半導体
素子が取付けられた部分のリードフレームを、これらを
保護する目的で、プラスチックあるいはセラミックスで
パック封止し、 (f)さらに、上記リードフレームにおける相互に連な
る部分を切除してリード材とし、 (g)必要に応じて、上記リード材の脚部に、半導体装
置の基板への接続を可能とするために、半田を被覆溶着
する、 以上(a)〜(g)の主要工程によって製造され、通常
上記リード材としては、Fe入り銅、りん青銅、さらに
AF入沙銅などのCu合金が使用されている。
しかし、上記の従来リード材用Cu合金は、すぐれた導
電性および放熱性をもつものの、耐酸化性に劣るもので
あるため、上記半導体装置の製造工程における半導体素
子の加熱接着時、およびプラスチックパック時に酸化皮
膜を形成し、したがってリード材脚部への半田材被覆溶
着、あるいはリード材脚部の半導体装置自体への半田付
けに際しては、この酸化皮膜を除去する工程が不可欠で
ある。このリード材表面の酸化皮膜除去には、半導体装
置自体を腐食させてしまうために通常の7ラツクスを使
用することができず、非腐食性フラックスの使用を子供
なくされるが、この非腐食性フラックスは酸化皮膜の除
去能力がきわめて低く、酸化皮膜を完全に除去すること
ができないので、使用することができない。したがって
酸洗などの化学的処理を施しているのが現状であるが、
この化学的処理は、リード材脚部のみの部分処理となる
ため、きわめて煩雑なものとなるばがりでなく、品質管
理、歩留、およびコストなどの面で問題がある。
電性および放熱性をもつものの、耐酸化性に劣るもので
あるため、上記半導体装置の製造工程における半導体素
子の加熱接着時、およびプラスチックパック時に酸化皮
膜を形成し、したがってリード材脚部への半田材被覆溶
着、あるいはリード材脚部の半導体装置自体への半田付
けに際しては、この酸化皮膜を除去する工程が不可欠で
ある。このリード材表面の酸化皮膜除去には、半導体装
置自体を腐食させてしまうために通常の7ラツクスを使
用することができず、非腐食性フラックスの使用を子供
なくされるが、この非腐食性フラックスは酸化皮膜の除
去能力がきわめて低く、酸化皮膜を完全に除去すること
ができないので、使用することができない。したがって
酸洗などの化学的処理を施しているのが現状であるが、
この化学的処理は、リード材脚部のみの部分処理となる
ため、きわめて煩雑なものとなるばがりでなく、品質管
理、歩留、およびコストなどの面で問題がある。
そこで、本発明者等は、上述のような観点から半導体装
置のリード材に要求されるすぐれた導電性と放熱性を具
備することは勿論のこと、耐酸化・性にもすぐれ’ft
’)−ド材用材料を開発すべく研究を行なった結果、半
導体装置のリード材として、芯材が純銀、りん青銅、M
入り銅、Cr入り銅、Zr入り銅、あるいはFe入り銅
などのCuおよびCu合金で構成され、かつ皮材または
部分皮材(すなわち、少なくとも半田付けされる表面部
分)か、重i%で、Mn : 7〜15%、zn:10
〜30%、Ni : 0.2〜10%、AA : 0.
1〜3%を含有し、さらに必要に応じてFe、COおよ
びSnのうちの1種または2種以上:0.2〜3%を含
有し、残りがCuと不可避不純物からなる組成を有する
Cu合金で構成されたCu合金クラツド材においては、
前記芯材によってリード材に要求されるすぐれた導電性
および放熱性が確保され、一方前記皮材はすぐれた耐酸
化性をもつことから、半導体素子の加熱溶着時およびプ
ラスチックパック時に酸化皮膜の形成が著しく少なく、
シたがってリード材脚部への半田材被覆溶着、あるいは
リード材脚部の半導体装デ基板への半田付けに際しては
、酸化皮膜除去のための化学的処理が不必要とな9、単
に非腐食性フラックスを使用するだけでリード材脚部へ
の半田材被覆およびこれの基板への半田材けが可能2な
るという知見を得たのである。
置のリード材に要求されるすぐれた導電性と放熱性を具
備することは勿論のこと、耐酸化・性にもすぐれ’ft
’)−ド材用材料を開発すべく研究を行なった結果、半
導体装置のリード材として、芯材が純銀、りん青銅、M
入り銅、Cr入り銅、Zr入り銅、あるいはFe入り銅
などのCuおよびCu合金で構成され、かつ皮材または
部分皮材(すなわち、少なくとも半田付けされる表面部
分)か、重i%で、Mn : 7〜15%、zn:10
〜30%、Ni : 0.2〜10%、AA : 0.
1〜3%を含有し、さらに必要に応じてFe、COおよ
びSnのうちの1種または2種以上:0.2〜3%を含
有し、残りがCuと不可避不純物からなる組成を有する
Cu合金で構成されたCu合金クラツド材においては、
前記芯材によってリード材に要求されるすぐれた導電性
および放熱性が確保され、一方前記皮材はすぐれた耐酸
化性をもつことから、半導体素子の加熱溶着時およびプ
ラスチックパック時に酸化皮膜の形成が著しく少なく、
シたがってリード材脚部への半田材被覆溶着、あるいは
リード材脚部の半導体装デ基板への半田付けに際しては
、酸化皮膜除去のための化学的処理が不必要とな9、単
に非腐食性フラックスを使用するだけでリード材脚部へ
の半田材被覆およびこれの基板への半田材けが可能2な
るという知見を得たのである。
この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであっ
て、以下に皮材の成分組成を上記の通りに限定した理由
を説明する。
て、以下に皮材の成分組成を上記の通りに限定した理由
を説明する。
(a) Mn
Mn成分には、皮材の強度を向上させると共に、Zn成
分との共存において酸化皮膜の形成を著しく抑制する作
用があるが、その含有量が、7%未満では前記作用に所
望の効果が得られず、−’i15%を越えて含有させる
と、合金製造時の溶解か困′難となるばかりでなく、冷
間加工性も低下するようになることから、その含有量を
7〜15%と定めた。
分との共存において酸化皮膜の形成を著しく抑制する作
用があるが、その含有量が、7%未満では前記作用に所
望の効果が得られず、−’i15%を越えて含有させる
と、合金製造時の溶解か困′難となるばかりでなく、冷
間加工性も低下するようになることから、その含有量を
7〜15%と定めた。
(b) Zn
・上記のように7.n成分には、Mnとの共存において
酸化皮膜の形成を抑制し、かつ強度を向上はせ、さらに
溶解時の脱水素効果によって鋳造欠陥を低減させる作用
があるが、その含有量が10%未満では前記作用に所望
の効果が得られず、一方30%を越えて含有させると、
強度が著しく向上する反面、延性の低下がはげしく、圧
延などの加工性が劣化するようになることから、その含
有量を10〜30%と定めた。
酸化皮膜の形成を抑制し、かつ強度を向上はせ、さらに
溶解時の脱水素効果によって鋳造欠陥を低減させる作用
があるが、その含有量が10%未満では前記作用に所望
の効果が得られず、一方30%を越えて含有させると、
強度が著しく向上する反面、延性の低下がはげしく、圧
延などの加工性が劣化するようになることから、その含
有量を10〜30%と定めた。
(c) Ni
Ni成分には、皮材の強度と耐熱性を向上させる作用が
あるが、その含有量が0.2%未満では所望の強度およ
び耐熱性を確保することができず、一方10%を越えて
含有させると、圧延などの加工性が劣化するようになる
ことから、その含有量を0.2〜10%と定めた。
あるが、その含有量が0.2%未満では所望の強度およ
び耐熱性を確保することができず、一方10%を越えて
含有させると、圧延などの加工性が劣化するようになる
ことから、その含有量を0.2〜10%と定めた。
(d) Al
Al成分には、皮材の強度および耐熱性を著しく向上さ
せ、かつ溶解時に強力な脱酸剤として働いて健全な鋳塊
を製造せしめる作用があるが、その含有量が0.1%未
満では前記作用に所望の効果か得られず、一方3%を越
えて含有させると、圧延などの加工性が劣化するように
なることから、その含有量を0.1〜3%と定めた。
せ、かつ溶解時に強力な脱酸剤として働いて健全な鋳塊
を製造せしめる作用があるが、その含有量が0.1%未
満では前記作用に所望の効果か得られず、一方3%を越
えて含有させると、圧延などの加工性が劣化するように
なることから、その含有量を0.1〜3%と定めた。
(e) Fe、 CoおよびSn
これらの成分には、皮材の強度をさらに一段と向上させ
る作用があるので、より高い強度が要求される場合に必
要に応じて含有されるが、その含有量が0.2%未満で
は所望の強度向上効果が得られず、一方3%を越えて含
有させると、圧延なとの加工性が劣化するようになるこ
とから、その含有量を0.2〜3%と定めた。
る作用があるので、より高い強度が要求される場合に必
要に応じて含有されるが、その含有量が0.2%未満で
は所望の強度向上効果が得られず、一方3%を越えて含
有させると、圧延なとの加工性が劣化するようになるこ
とから、その含有量を0.2〜3%と定めた。
つぎに、この発明のリード材用Cu合金クラツド材を実
施例により具体的に説明する。
施例により具体的に説明する。
実施例
通常の高周波炉を用い、大気中、黒鉛るつほにてそれぞ
れ第1表に示される成分組成をもった芯材用および皮材
用CuおよびCu合金溶湯を調製した後、同じ〈通常の
連続鋳造法にて縦:40朋×横:200*iX長さ:
3000龍の寸法をもったスラブとし、面削後、熱間圧
延にて枡厚:10mrn。
れ第1表に示される成分組成をもった芯材用および皮材
用CuおよびCu合金溶湯を調製した後、同じ〈通常の
連続鋳造法にて縦:40朋×横:200*iX長さ:
3000龍の寸法をもったスラブとし、面削後、熱間圧
延にて枡厚:10mrn。
熱延板とし、ついでこの熱延板に冷間圧延と光輝焼鈍を
1サイクルとする冷間圧延を繰り返し施して、それぞれ
所定厚さをもった冷延板とし、引続いてこれらの冷延板
をそれぞれ第1表に示される組合せにて重ね合わせ、通
常の条件でクラッドし、かつ1/2H材とすることによ
って、幅:30m++tX厚さ:0.25mmの全体寸
法を有し、かつ同じ〈第1表に示される形態(ただし、
人は芯材の上下両面全体に厚さ:0.025mmの皮材
を配したもの、Bは芯材の片面全体に厚さ: 0.03
闘の皮材を配したもの、Cは芯材の片面における両側部
に帽ニア、5xmXFJさ:0.05m+++の皮材を
それぞれ配したもの、Dは芯材の」−下両面における両
側部に幅ニア、5xmX厚さ:0.05mmの皮材をそ
れぞれ配したもの、Eは芯材の片面全体に厚さ:0.0
5txの皮材を配したもの、Fは芯材の上下両面全体に
厚さ:0.05闘の皮材を配したもの)をもった本発明
Cu合金クラツド材1〜16をそれぞれ製造した。
1サイクルとする冷間圧延を繰り返し施して、それぞれ
所定厚さをもった冷延板とし、引続いてこれらの冷延板
をそれぞれ第1表に示される組合せにて重ね合わせ、通
常の条件でクラッドし、かつ1/2H材とすることによ
って、幅:30m++tX厚さ:0.25mmの全体寸
法を有し、かつ同じ〈第1表に示される形態(ただし、
人は芯材の上下両面全体に厚さ:0.025mmの皮材
を配したもの、Bは芯材の片面全体に厚さ: 0.03
闘の皮材を配したもの、Cは芯材の片面における両側部
に帽ニア、5xmXFJさ:0.05m+++の皮材を
それぞれ配したもの、Dは芯材の」−下両面における両
側部に幅ニア、5xmX厚さ:0.05mmの皮材をそ
れぞれ配したもの、Eは芯材の片面全体に厚さ:0.0
5txの皮材を配したもの、Fは芯材の上下両面全体に
厚さ:0.05闘の皮材を配したもの)をもった本発明
Cu合金クラツド材1〜16をそれぞれ製造した。
ついで、この結果得られた本発明Cu合金クラツド材1
〜16の引張強さおよび伸び、さらに導電率を測定する
と共に、芯材と皮材の硬さくビッカース硬さ)も測定し
、この結果を第1表に示した。
〜16の引張強さおよび伸び、さらに導電率を測定する
と共に、芯材と皮材の硬さくビッカース硬さ)も測定し
、この結果を第1表に示した。
また、上記本発明Cu合金クラツド材1〜16に対して
、半導体装置の製造工程におけるプラスチック/eツク
処理に相′当する条件、すなわ゛ち大気中、温度二25
0℃に10分間、20分間、および30分間保持の条件
で加熱を行ない、加熱後、非腐食性フラックスであるロ
ジンを用いて、皮材の半田ぬれ性を観察した。半田ぬれ
性は、半田が完全に溶着した場合な○印、半田の溶着が
不完全な場合をX印で評価した。これらの結果も第1表
に示した。
、半導体装置の製造工程におけるプラスチック/eツク
処理に相′当する条件、すなわ゛ち大気中、温度二25
0℃に10分間、20分間、および30分間保持の条件
で加熱を行ない、加熱後、非腐食性フラックスであるロ
ジンを用いて、皮材の半田ぬれ性を観察した。半田ぬれ
性は、半田が完全に溶着した場合な○印、半田の溶着が
不完全な場合をX印で評価した。これらの結果も第1表
に示した。
さらに比較の目的で、第1表には、上記の芯材、ずなわ
ち従来Cu合金材の同一条件での測定結果も合せて示し
た。
ち従来Cu合金材の同一条件での測定結果も合せて示し
た。
第1表に示されろ結果から明らかなように、本発明Cu
合自余クラツド材〜16は、いずれも半導体装置のリー
ド材に要求される特性、すなわち引張強さ=28kg/
−以上、硬さ:ビツカース硬さ80以上、伸び=2%以
上、導筒、率(放熱性、すなわち熱伝導性は導電率で換
算評価される):lAC3%で2%以上を有し、かつす
ぐれた耐酸化性をもつことから、半田付は性もきわめて
良好であるのに対して、従来Cu合全余材〜4において
は、リード材に要求される特性は具備するものの耐酸化
性の劣るものであるため、半田付は性のきわめて悪いも
のになっている。
合自余クラツド材〜16は、いずれも半導体装置のリー
ド材に要求される特性、すなわち引張強さ=28kg/
−以上、硬さ:ビツカース硬さ80以上、伸び=2%以
上、導筒、率(放熱性、すなわち熱伝導性は導電率で換
算評価される):lAC3%で2%以上を有し、かつす
ぐれた耐酸化性をもつことから、半田付は性もきわめて
良好であるのに対して、従来Cu合全余材〜4において
は、リード材に要求される特性は具備するものの耐酸化
性の劣るものであるため、半田付は性のきわめて悪いも
のになっている。
上述のように、この発明のCu合金クラツド材は、半導
体装置のリード材に要求される引張強さ、硬さ、伸び、
および導電率(放熱性)を有し、かつ少なくとも半田付
は部分か耐酸化性のすぐれた皮材で構成されているので
、半導体装置の製造工程におけるリード材脚部への半田
材の被覆溶着、あるいはリード材脚部の半導体装置基板
への半田付けに際しては、煩雑な化学的処理を必要とす
ることなく、単に非腐食性フラックスを使用するたけで
完全に行なうことができるのである。
体装置のリード材に要求される引張強さ、硬さ、伸び、
および導電率(放熱性)を有し、かつ少なくとも半田付
は部分か耐酸化性のすぐれた皮材で構成されているので
、半導体装置の製造工程におけるリード材脚部への半田
材の被覆溶着、あるいはリード材脚部の半導体装置基板
への半田付けに際しては、煩雑な化学的処理を必要とす
ることなく、単に非腐食性フラックスを使用するたけで
完全に行なうことができるのである。
Claims (2)
- (1)芯材を、導電性および放熱性のすぐれたCuおよ
びCu合金で構成し、皮材または部分皮材を、Mnニア
〜15%、Zn:10〜30%、Ni:0.2〜10%
、Al:0.1〜3%を含有し、残りがCuと不可避不
純物からなる組成(以上重置%″)を有する耐酸化性の
すぐれたCu合金で構成したことを特徴とする半導体装
置のリード材用Cu合金クラツド材0 - (2)芯材を、導電性および放熱性のすぐれたCuおよ
びCu合金で構成し、皮材または部分皮材を、Mnニア
〜15%、zn:10〜30%、Ni : 0.2〜1
0%、AA!:0.i〜3%を含有し、さらにFe。 Co NおよびSnのうちの1種または2種以上:0.
2〜3%を含有し、残りがCuと不可避不純物からなる
組成(以上重量%)を有する耐酸化性のすぐれたCu合
金で構成したことを特徴とする半導体装置のリード材用
Cu合金クラツド材。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57183554A JPS5976453A (ja) | 1982-10-19 | 1982-10-19 | 半導体装置のリ−ド材用Cu合金クラツド材 |
GB08323876A GB2131831B (en) | 1982-10-19 | 1983-09-06 | Copper alloy having high resistance to oxidation for use in leads of semiconductor devices and clad material containing said alloy |
US06/529,593 US4525434A (en) | 1982-10-19 | 1983-09-06 | Copper alloy having high resistance to oxidation for use in leads on semiconductor devices and clad material containing said alloy |
DE19833332482 DE3332482A1 (de) | 1982-10-19 | 1983-09-08 | Kupferlegierung mit hoher oxidationsbestaendigkeit, die sich fuer leiter in halbleitervorrichtungen eignet, und diese legierung enthaltendes verbundmaterial |
US06/682,374 US4632806A (en) | 1982-10-19 | 1984-12-17 | Copper alloy having high resistance to oxidation for use in leads on semiconductor devices |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57183554A JPS5976453A (ja) | 1982-10-19 | 1982-10-19 | 半導体装置のリ−ド材用Cu合金クラツド材 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5976453A true JPS5976453A (ja) | 1984-05-01 |
JPS6252464B2 JPS6252464B2 (ja) | 1987-11-05 |
Family
ID=16137831
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57183554A Granted JPS5976453A (ja) | 1982-10-19 | 1982-10-19 | 半導体装置のリ−ド材用Cu合金クラツド材 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US4525434A (ja) |
JP (1) | JPS5976453A (ja) |
DE (1) | DE3332482A1 (ja) |
GB (1) | GB2131831B (ja) |
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CN114616352A (zh) * | 2019-10-03 | 2022-06-10 | 先进合金控股私人有限公司 | 铜合金 |
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KR910003882B1 (ko) * | 1988-12-21 | 1991-06-15 | 풍산금속공업주식회사 | 전기 및 전자부품용 동합금과 그 제조방법 |
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KR100390591B1 (ko) * | 1999-05-05 | 2003-07-07 | 올린 코포레이션 | 황금빛을 띠는 구리 합금 |
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-
1982
- 1982-10-19 JP JP57183554A patent/JPS5976453A/ja active Granted
-
1983
- 1983-09-06 US US06/529,593 patent/US4525434A/en not_active Expired - Lifetime
- 1983-09-06 GB GB08323876A patent/GB2131831B/en not_active Expired
- 1983-09-08 DE DE19833332482 patent/DE3332482A1/de active Granted
-
1984
- 1984-12-17 US US06/682,374 patent/US4632806A/en not_active Expired - Fee Related
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DE3332482C2 (ja) | 1988-11-24 |
US4525434A (en) | 1985-06-25 |
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GB2131831A (en) | 1984-06-27 |
GB2131831B (en) | 1986-06-18 |
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