JPS6012422B2 - リ−ド線材の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はリード線材に係り特に各種の半導体装置に好適
するりード線材およびその製造方法に関する。

各種電気機器に用いられるリード線材には導電性が良い
こと等の各種特性が要求されるが、なかでも特に半導体
装置に用いられるリード線材には、半導体装置の製造上
に必要な強度を有し、かつ製造過程の熱的条件を経たの
ちにも例えばステイフネスで示される強度、くり返し曲
げ回数で示される延性等の機械的特性の劣化しないおと
が要求される。

例えばダイオード型半導体装置では、リード線村はマム
ント処理やグラッシングの際７００３０〜８００℃の高
温になる。

またトランジスタ型半導体装置では、リード線材はヘッ
ディング工程、マウント工程、はんだデイツプ工程など
において１５０〜４００℃の比較的低温にさらされる。
したがってリード線材は、このような熱的条件を経た後
でも所定の強度、くり返し曲げ特性等が劣化してはなら
ない。従来、このような半導体装置に用いるリード線材
としては強度とくり返し曲げ性の優れた５０Ｎｉ−Ｆｅ
合でなるリード線材が用いられていた。

しかしながらこのリード線材は、はんだとのぬれ性、導
電率が好ましくない為最近は銅を主体とするり−ド線材
が用いられてきている。ただ銅を主体とするりード線材
は強度を向上させればくり返し曲げ性が劣化し、またく
り返し曲げ性を向上させれば強度が不足する難点があっ
た。したがって銅を主体とするりード線材においては強
度とくり返し曲げ性とをいかに両立させながら向上させ
るかが課題であった。本発明は、銅合金をリード線材に
通用すべく特にその加工方法を工夫したもので、強度、
くり返し曲げ性が陳れ更に導電率も好適な好ましいリー
ド線材を提供する。すなわち、本発明リード線材は、重
量％でＴｉｌ〜１５％、残余が実質的にＣｕでなる材料
、およびこの材料にＣｒ，Ｎｉ，Ｓｎを単独又は複合に
て０．１〜２％または／および蛇，Ｓｉ，Ｂを単独又は
複合にて０．００５〜０．５％添加した材料に熱間加工
を施こし、更に加工度６０％以上の袷間加工工程と７０
０〜８００ｏｏの温度へ加熱急袷する工程とを交互に施
こした後、焼鈍してなるものであって、冷間加工による
加工歪が残存し、かつ各成分が、完全には固落していな
い、強度及び延性の優れた、リード線村である。

本発明リード線材において、Ｔｉ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｓｎは
、夫々強度の向上に寄与するものであり、Ｃｒ，Ｎｉ，
Ｓｎのいずれか一種を含む場合は、Ｔｊは１〜４％でよ
い。これらの成分が多量に含まれると、加工性を劣化さ
せ、また少ないと強度向上の効果がなく、また熱伝導が
高くなるので上記範囲が望ましい。戊，Ｓｉ，Ｂは少量
でその効果があり脱酸効果の他、マトリックス中に分散
して強度を向上させると共に、結晶粒の租大化を防ぎ、
肌荒れ等を阻止する効果がある。しかし、あまり多く含
有しても、その割に効果がないので、上言己範囲が望ま
しい。上記の銅合金をリード線材として好ましいものと
するには、上記の範囲内で所定の組成でなる鋼合金に熱
間加工を施こし、ついで強度の袷間加工工程と銅合金が
軟化をはじめる温度ないし銅合金が完全には軟化してし
まわない温度の範囲へ加熱し急冷する加熱急冷工程とを
交互に施こした後競鈍することが必要である。

この加工工程を具体的に述べれば、まず所定の組成でな
る銅合金ィンゴットを溶製する。

このィンゴットを７００００〜８００ｏｏで鍛造、熱圧
等の熱間加工により線材とする。これを酸洗後、強度の
冷間伸線加工を行なう。この場合の加工は６０％以上の
強加工であることが必要である。これを銅合金が軟化を
はじめる温度ないし銅合金が完全には軟化してしまわな
い温度の範囲へ加熱し急冷する。この温度は７００〜８
００ｏｏの範囲である。このように、袷間加工の後、通
常の溶体化処理を行なわずに材料が完全には軟化してし
まわない温度で加熱急冷することが組成成分と相換って
本発明の好ましいリード線材をもたらす。ここで前記の
温度範囲で加熱急冷するのは冷間加工の加工歪をある程
度残し、かつ各成分を完全には固溶させないためであり
、このことが強度の向上をもたらすと考えられる。この
温度が７００ｑｏより低いと、あるいは８００℃より高
いといずれもくり返し曲げが劣り、強度のバランスが落
ちる。またこの意味で加熱後の急冷は速い程好ましく、
炉冷のような徐冷では強度向上およびくり返し曲げの改
善の効果が少ない。例えば連続処理で急空冷あるいはバ
ッチ式で強制空冷等が望ましい。更に注目すべきことに
、この加工方法によるリード線材は各成分が公知のもの
よりも多量に含まれても導電率の低下はその割には少な
い。例えば溶体化処理を施こしたものと比較すると導電
率は高く、強度くり返し曲げ性も優れており好ましいリ
ード線村である。さて加熱急冷加工の後、再度の冷間伸
線加工を行なう。この場合も６０％以上の強加工である
ことが望ましい。次いで蛾鈍を行なう。蛾鈍温度は３２
５Ｃｏ〜５５０ｏｏの範囲が望ましい。実施例第１表の
組成のィンゴットを溶製し、７５０ｑｏにて約２時間加
熱した後、鍛造、熱圧を行ない直径７帆の線材とした。

これを更に加工率約６０％以上の袷間伸線加工と７５０
ｑｏで加熱急冷とを交互に行ない直径１．５側の線材と
した。第１表 この線材をそれぞれ２組に分割し、（一方をＡグループ
、他方をＢグループとする。

）Ａグループは約７５ぴ０で約８ｈ／分の速度で連続嬢
鎚を行ない、更に袷間伸線を行ない直径０．４５５側の
線材とし、次いで約４５０ｑｏで２時間の燐鎚を行った
。Ｂグループは従来行なわれているように約９００ｑｏ
で約２０分溶体化処理後、急冷し、冷間伸線加工で直径
０．４５５肋の線村とし、次いで約４５０ｏｏで２時間
競鈍した。こうして得られたＡ，Ｂグループのリード線
としての特性を評価した。その結果を第２表に示す。な
おくり返し曲げ性は４５０夕の荷重にて角度９び曲げ（
曲げ部の角は０．粥とする。）をくり返し行ない、破断
する迄の回数で示す。第２表 また、従来例と試料番号４．５．６のＡグループの特性
を比較した結果を第３表に示す。

第３表 第２表、第３表から明らかなように本発明に係るリード
線は、強度、くり返し曲げ性が従来の５０Ｎｉ−Ｆｅ合
金より優れ、また導電率も高い。

さらにＡグループのものは、Ｂグループのものと比較し
、これらの諸特性がさらに向上し、特に、くり返し曲げ
性と導電率において、顕著であり、またはんだ付性も良
いのでリード線として、好ましいものである。これに対
しＢグループのものは析出硬化によりステイフネスは好
ましいがくり返し曲げ性および導電率が低い。

このような本発明リード線の優れた特性は、Ｔｉ，Ｃｒ
，Ｎｉ，Ｓｎ，Ｓｊ，蛇，Ｂを１種以上含有することと
工夫された加工方法が相換って得られたものである。こ
うして得られたりード線（試料番号１〜８，Ａグループ
）を半導体装置のリード線として組み込み、従来多く用
いられている５０Ｎｉ−Ｆｅ合金材のものと比較したと
ころ、メッキ性、ハンダとのぬれ性も良好であり、導電
率も高いので良好な結果を得た。

以上述べたように本発明リード線材は優れた特性を有し
特に半導体装置のリード線村に好適するもので工業上の
価値は高い。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 重量％でＴｉ１〜５％残部が実質的にＣｕである材
   料に熱間加工を施し、ついで加工度６０％以上の冷間加
   工工程と７００〜８００℃の温度へ加熱し急冷する加熱
   急冷工程とを交互に施したのち、焼鈍してなる冷間加工
   による加工歪が残存しかつ各成分が完全には固溶してい
   ない強度および延性の優れたリード線材の製造方法。 ２ 重量％でＴｉ１〜５％、Ｃｒ．Ｎｉ，Ｓｎを単独又
   は複合で０．１〜２％または／およびＧｅ，Ｓｉ，Ｂを
   単独又は複合で０．００５〜０．５％、残部が実質的に
   Ｃｕである材料に熱間加工を施し、ついで加工度６０％
   以上の急冷加工工程と７００〜８００℃の温度へ加熱し
   急冷する加熱急冷工程とを交互に施した後焼鈍してなる
   、冷間加工による加工歪が残存しかつ各成分が完全には
   固溶していないリード線材の製造方法。