JPS6033177B2 - 半導体装置用リ−ド線 - Google Patents
半導体装置用リ−ド線Info
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- JPS6033177B2 JPS6033177B2 JP56098842A JP9884281A JPS6033177B2 JP S6033177 B2 JPS6033177 B2 JP S6033177B2 JP 56098842 A JP56098842 A JP 56098842A JP 9884281 A JP9884281 A JP 9884281A JP S6033177 B2 JPS6033177 B2 JP S6033177B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はモールド型半導体装置に用いられるリード線の
構成に関するものである。
構成に関するものである。
整流作用を目的とする半導体装置においては、半導体素
子を固着するためのモリブデン又はタングステンより成
る固着チップに良導体の線材を溶接接合して成るリード
線が一般に用いられている。
子を固着するためのモリブデン又はタングステンより成
る固着チップに良導体の線材を溶接接合して成るリード
線が一般に用いられている。
従来この種の良導体の線村として銅又は銅合金（ジルコ
ン鋼等）が用いられているが、冶金学的に見て銅とモリ
ブデン、銅とタングステンは相互溶解度が極めて小さく
、通常の溶接条件で拡散合金化を生ずることは極めて困
難であり、従って充分な機械的接合を得なければならず
、良好な接合を得るためには溶接作業条件が極めて限定
されると共に、必要以上に溶接バリを生じさせる必要が
あり、外観的な商品価値の低下はさけがたいものであっ
た。
ン鋼等）が用いられているが、冶金学的に見て銅とモリ
ブデン、銅とタングステンは相互溶解度が極めて小さく
、通常の溶接条件で拡散合金化を生ずることは極めて困
難であり、従って充分な機械的接合を得なければならず
、良好な接合を得るためには溶接作業条件が極めて限定
されると共に、必要以上に溶接バリを生じさせる必要が
あり、外観的な商品価値の低下はさけがたいものであっ
た。
又熔接バリ部は多くの場合内部に気孔状の空隙を有して
おり、半導体装置組立工程における酸処理等の工程で残
澄が溶接欠陥中に残り、漸次溶接部を腐食浸食して熔接
強度が経時的に低下する現象の原因となり、製品の信頼
性を低下させる原因となるものである。
おり、半導体装置組立工程における酸処理等の工程で残
澄が溶接欠陥中に残り、漸次溶接部を腐食浸食して熔接
強度が経時的に低下する現象の原因となり、製品の信頼
性を低下させる原因となるものである。
即ち、この様なモリブデン又はタングステンより成るチ
ップに接合して用いられるリード線としては■電気伝導
性、熱伝導性が良好であること、■モリブデン又はタン
グステンに対し良好な溶接接合性を有すること、■溶接
部の耐食性が良好であり、溶接欠陥（気孔）を生じにく
いこと、■材料として充分に軟かく、容易に曲げ加工、
伸直加工が行えること、等の材料特性が要求される。
ップに接合して用いられるリード線としては■電気伝導
性、熱伝導性が良好であること、■モリブデン又はタン
グステンに対し良好な溶接接合性を有すること、■溶接
部の耐食性が良好であり、溶接欠陥（気孔）を生じにく
いこと、■材料として充分に軟かく、容易に曲げ加工、
伸直加工が行えること、等の材料特性が要求される。
本発明はモリブデン又はタングステンより成る半導体固
着チップに対し冶金的接合の容易な良導体線材を用いる
ことにより、小さな熔接面積で充分な溶接強度を得、さ
りこ以後の各工程の処理に対する耐食性を有する半導体
装置用リード線を提供せんとするものである。本発明は
ニッケル３０〜５５重量％、シリコン０．０１〜０．３
の重量％、マンガン０．０１〜１．００重量％、残部鉄
よりなる合金において含有酸素量を３０ＰＰＭ以下とす
るニッケル・鉄合金芯線の外周に該芯線に対する重量比
で２０〜６０％の銅を被覆して成る複合線の片端にモリ
ブデン又はタングステンより成る半導体固着チップを熔
接接合して成ることを特徴とする半導体装置用リード線
である。
着チップに対し冶金的接合の容易な良導体線材を用いる
ことにより、小さな熔接面積で充分な溶接強度を得、さ
りこ以後の各工程の処理に対する耐食性を有する半導体
装置用リード線を提供せんとするものである。本発明は
ニッケル３０〜５５重量％、シリコン０．０１〜０．３
の重量％、マンガン０．０１〜１．００重量％、残部鉄
よりなる合金において含有酸素量を３０ＰＰＭ以下とす
るニッケル・鉄合金芯線の外周に該芯線に対する重量比
で２０〜６０％の銅を被覆して成る複合線の片端にモリ
ブデン又はタングステンより成る半導体固着チップを熔
接接合して成ることを特徴とする半導体装置用リード線
である。
以下、本発明を図面を用いて説明する。
第２図は、本発明のリード線の実施例を用いたガラスモ
ールド型ダィオ−ドの概略図である。
ールド型ダィオ−ドの概略図である。
図において、５は半導体素子で、その両極に本発明リー
ド線１，１′が接合されており、その周囲を封着ガラス
６により封着されている。本発明のリード線１，１′は
複合線２の片端に、モリブデン又はタングステンより成
る半導体固着チップ３を溶接接合して成るもので、４は
溶接時に必然的に生じた溶接バリである。
ド線１，１′が接合されており、その周囲を封着ガラス
６により封着されている。本発明のリード線１，１′は
複合線２の片端に、モリブデン又はタングステンより成
る半導体固着チップ３を溶接接合して成るもので、４は
溶接時に必然的に生じた溶接バリである。
複合線２は第３図にその断面形状を示す如く、ニッケル
３０〜５５重量％、シリコン０．０１〜０．３の重量％
、マンガン０．０１〜１．０の重量％を含む残部が本質
的に鉄と不純物とからなり、且つ、酸素含有量が３０Ｐ
ＰＭ以下とする鉄ニッケル合金芯線７の外周に該芯線に
対する重量比で２０〜６０％の銅８を被覆して成る複合
線である。冶金学的に考えて、銅とモリブデン、銅とタ
ングステンは相互溶解度が極めて小さく、強固な溶接接
合を生じにくいことは既に知られている通りであり、本
発明者らは、相互の溶解拡散を促進する添加元素を種々
検討の結果、鉄属元素の添加が極めて有効であることを
見出した。
３０〜５５重量％、シリコン０．０１〜０．３の重量％
、マンガン０．０１〜１．０の重量％を含む残部が本質
的に鉄と不純物とからなり、且つ、酸素含有量が３０Ｐ
ＰＭ以下とする鉄ニッケル合金芯線７の外周に該芯線に
対する重量比で２０〜６０％の銅８を被覆して成る複合
線である。冶金学的に考えて、銅とモリブデン、銅とタ
ングステンは相互溶解度が極めて小さく、強固な溶接接
合を生じにくいことは既に知られている通りであり、本
発明者らは、相互の溶解拡散を促進する添加元素を種々
検討の結果、鉄属元素の添加が極めて有効であることを
見出した。
しかし銅と鉄属元素を合金線として用いる場合、その合
金は固溶体硬化により極めて硬いものとなり、前述の要
求特性の一つである軟かさを失うばかりでなく、電気伝
導性の低下が甚しく、銅ニッケル合金のごとき抵抗材料
となる。又複合線の構造をとるにしても単に表被として
鉄属元素を被覆する場合には、その大半が溶接バリ成分
となり、銅とモリブデン、銅とタングステンの境界に残
って金属接合を促進する効果は極めて４・さし、。
金は固溶体硬化により極めて硬いものとなり、前述の要
求特性の一つである軟かさを失うばかりでなく、電気伝
導性の低下が甚しく、銅ニッケル合金のごとき抵抗材料
となる。又複合線の構造をとるにしても単に表被として
鉄属元素を被覆する場合には、その大半が溶接バリ成分
となり、銅とモリブデン、銅とタングステンの境界に残
って金属接合を促進する効果は極めて４・さし、。
又表面層に鉄又はニッケルが被覆された場合には、必然
的に銅のもつ半田付性は失われ、半導体装置を回路内に
組込む場合の作業性が低下する。
的に銅のもつ半田付性は失われ、半導体装置を回路内に
組込む場合の作業性が低下する。
以下の観点より、該用途のリード線に用いる複合線では
芯線として鉄族金属を用い、表面に銅を被覆することに
よって導電性、半田付性を付与したりード線材を用いる
ことが有効である。この種の複合線としては、通常電線
、リード線用として用いられている芯線に鉄を用いた銅
被鉄線を使用することが最も容易であり、コスト的にも
極めて安価であるが、銅被鉄線を用いた場合、溶接は容
易となり、、安定した熔接強度が得られるが、必然的に
溶接バリの組成は銅鉄の合金となる。
芯線として鉄族金属を用い、表面に銅を被覆することに
よって導電性、半田付性を付与したりード線材を用いる
ことが有効である。この種の複合線としては、通常電線
、リード線用として用いられている芯線に鉄を用いた銅
被鉄線を使用することが最も容易であり、コスト的にも
極めて安価であるが、銅被鉄線を用いた場合、溶接は容
易となり、、安定した熔接強度が得られるが、必然的に
溶接バリの組成は銅鉄の合金となる。
この合金は組織的に偏折が多く、耐食性に欠けると共に
、凝固過程において気孔上の欠陥を発生しやすいことは
良く知られた事実であり、この種のりード線として用い
た場合溶接部近傍が極めて耐食性の欠けるものとなり、
後工程の処理中に発錆を生じ、商品価値の極めて低いも
のとなる。本発明者らは、上述の銅被鉄線に代えて芯線
をニッケル合金とした銅被覆鉄ニッケル合金線を用いる
ことにより、極めて安定した熔接性と耐食性が得られる
ことを確認した。この場合、溶接時生ずる溶接バリは通
常耐食材料として知られる鋼鉄ニッケル合金となり、そ
の後の半導体装置の回路の組込み工程においても発錆、
腕化の恐れはない。
、凝固過程において気孔上の欠陥を発生しやすいことは
良く知られた事実であり、この種のりード線として用い
た場合溶接部近傍が極めて耐食性の欠けるものとなり、
後工程の処理中に発錆を生じ、商品価値の極めて低いも
のとなる。本発明者らは、上述の銅被鉄線に代えて芯線
をニッケル合金とした銅被覆鉄ニッケル合金線を用いる
ことにより、極めて安定した熔接性と耐食性が得られる
ことを確認した。この場合、溶接時生ずる溶接バリは通
常耐食材料として知られる鋼鉄ニッケル合金となり、そ
の後の半導体装置の回路の組込み工程においても発錆、
腕化の恐れはない。
さらに芯線として通常の鉄ニッケル合金線を用いる場合
、固着チップに用いるモリブデン・タングステンが易酸
化性の合属であることから、溶接時に鉄ニッケル合金中
に含有する酸素により、溶接界面に酸化物層を生成し、
溶接強度のバラッキ要因となることがある。
、固着チップに用いるモリブデン・タングステンが易酸
化性の合属であることから、溶接時に鉄ニッケル合金中
に含有する酸素により、溶接界面に酸化物層を生成し、
溶接強度のバラッキ要因となることがある。
こうした事実に基き、本発明ではモリブデン又はタング
ステンより成る半導体固着チップと溶接接合するりード
線として、銅被覆、低濃度（３０ＰＰＭ以下）酸素含有
鉄・ニッケル合金線を用いた半導体装置用ｌｊード線を
提案するものである。
ステンより成る半導体固着チップと溶接接合するりード
線として、銅被覆、低濃度（３０ＰＰＭ以下）酸素含有
鉄・ニッケル合金線を用いた半導体装置用ｌｊード線を
提案するものである。
この場合、ニッケル量を３０〜５５重量％としたのは所
要の耐蝕性を維持しつつ、高価なニッケルの量を抑制し
、且つ、良好なる加工性を得る為であり、シリコンを０
．０１〜０．３０重量％、マンガンを０．０１〜１．０
０重量％としたのは、該合金線の溶解銭造性を考慮した
ものであり、鉄ニッケル合金中の酸素含有量が３０ＰＰ
Ｍを越えると、溶接界面酸化による熔接強度のバラッキ
が生じる。
要の耐蝕性を維持しつつ、高価なニッケルの量を抑制し
、且つ、良好なる加工性を得る為であり、シリコンを０
．０１〜０．３０重量％、マンガンを０．０１〜１．０
０重量％としたのは、該合金線の溶解銭造性を考慮した
ものであり、鉄ニッケル合金中の酸素含有量が３０ＰＰ
Ｍを越えると、溶接界面酸化による熔接強度のバラッキ
が生じる。
また、表面の銅層を該芯線に対する重量比で２０〜６０
％としたのは、所要の導電率を得つつリード線本来の強
度を得る為で、２０〜未満では導電率・熱伝導性が不足
し、６０％を越えると強度的にもリード線本釆の要求を
満足することができなくなる。次に、本発明の実施例に
ついて述べる。
％としたのは、所要の導電率を得つつリード線本来の強
度を得る為で、２０〜未満では導電率・熱伝導性が不足
し、６０％を越えると強度的にもリード線本釆の要求を
満足することができなくなる。次に、本発明の実施例に
ついて述べる。
ニッケル４１．７重量％、シリコン０．０紅重量％、マ
ンガン０．４５重量％及び不可避の不純物を含み、酸素
含有量が１坪ＰＭである鉄ニッケル合金線の外周に、当
該線に対して、４５重量％の無酸素鋼の被覆層を黄銅ロ
ー付した後、引伸、焼鈍をくり返して０．６側めにした
線村を伸直し、長さ３０伽に切断した後、直径１．仇舷
、長さ１．５脚のタングステンチップとっさあわせ電気
溶接を行なった。
ンガン０．４５重量％及び不可避の不純物を含み、酸素
含有量が１坪ＰＭである鉄ニッケル合金線の外周に、当
該線に対して、４５重量％の無酸素鋼の被覆層を黄銅ロ
ー付した後、引伸、焼鈍をくり返して０．６側めにした
線村を伸直し、長さ３０伽に切断した後、直径１．仇舷
、長さ１．５脚のタングステンチップとっさあわせ電気
溶接を行なった。
その結果、従来用いられていた酸素含有量が３０ＰＰＭ
以上の鉄ニッケル合金芯線を用いたりード線に比して、
本発明による材料では溶接部の９０ｏ屈曲試験値では大
差ないものの、よりきびしい１８０ｏ屈曲試験値では従
釆品で２％、２往復以下の製品であったのに対して、本
発明ではこの評価でも全数３往復以上と安定且つ十分な
熔接強度を有するリード線が得られた。
以上の鉄ニッケル合金芯線を用いたりード線に比して、
本発明による材料では溶接部の９０ｏ屈曲試験値では大
差ないものの、よりきびしい１８０ｏ屈曲試験値では従
釆品で２％、２往復以下の製品であったのに対して、本
発明ではこの評価でも全数３往復以上と安定且つ十分な
熔接強度を有するリード線が得られた。
尚、１８０ｏ屈曲試験とは第４図に示す如く、リード線
１の固着チップ３をホールド９，９′により固定し、複
合線２を十９００屈曲した後、元（ｏｏ）に戻し、さら
に一９００屈曲した後、再び元（ｏｏ）に戻す工程を複
合線２が破断するまで繰り返し、上記１工程を１回とし
た時の破断に至ぬまでの屈曲回数を測定する試験である
。
１の固着チップ３をホールド９，９′により固定し、複
合線２を十９００屈曲した後、元（ｏｏ）に戻し、さら
に一９００屈曲した後、再び元（ｏｏ）に戻す工程を複
合線２が破断するまで繰り返し、上記１工程を１回とし
た時の破断に至ぬまでの屈曲回数を測定する試験である
。
ところで、上述の２種類のりード線の溶接部断面をＸ線
マイクロアナライザーにより分析したところ従来の材料
ではタングステンと鉄ニッケル合金の境界で酸化物層が
認められたものの本発明品では酸化物層の存在は全く認
められなかった。
マイクロアナライザーにより分析したところ従来の材料
ではタングステンと鉄ニッケル合金の境界で酸化物層が
認められたものの本発明品では酸化物層の存在は全く認
められなかった。
また、本発明品の熔接バリ部には、Ｎｉを含有すること
から、耐蝕性を有することは従来品同様である。ここで
、本発明のリード線と従来用いられてきた酸素含有量が
３０ＰＰＭを越える鉄ニッケル合金線を含むリード線の
特性を比較した結果を第１図に示す。
から、耐蝕性を有することは従来品同様である。ここで
、本発明のリード線と従来用いられてきた酸素含有量が
３０ＰＰＭを越える鉄ニッケル合金線を含むリード線の
特性を比較した結果を第１図に示す。
第１図において横軸は破断に至る屈曲回数を示し、縦軸
はサンプルＩＯＮ副こ対する出現度数を示す。イは本発
明品口従来品。以上より本発明のリード線はきびしい評
価条件の中でも安定した溶接強度が得られることがわか
る。以上述べた様に、本発明のリード線は含有酸素量３
０ＰＰＭ以下の鉄ニッケル合金芯線の外周に該芯線に対
する重量比で２０〜６０％の銅を被覆して成る複合線の
片端にモリブデン又はタングステンより成る半導体固着
チップを熔接接合して成る為、溶接界面における酸化物
層の生成はなく、溶接部にもニッケルを含有することか
ら、極めて安定した溶接性と耐食性が得られるので製造
が容易で、製造歩留が良く、溶接強度が強く、かつ経時
的な腕化、発錆による商品価値の低下の必配もなく、半
導体装置の信頼性の向上、製造コストの低下に大きく寄
与する効果がある。
はサンプルＩＯＮ副こ対する出現度数を示す。イは本発
明品口従来品。以上より本発明のリード線はきびしい評
価条件の中でも安定した溶接強度が得られることがわか
る。以上述べた様に、本発明のリード線は含有酸素量３
０ＰＰＭ以下の鉄ニッケル合金芯線の外周に該芯線に対
する重量比で２０〜６０％の銅を被覆して成る複合線の
片端にモリブデン又はタングステンより成る半導体固着
チップを熔接接合して成る為、溶接界面における酸化物
層の生成はなく、溶接部にもニッケルを含有することか
ら、極めて安定した溶接性と耐食性が得られるので製造
が容易で、製造歩留が良く、溶接強度が強く、かつ経時
的な腕化、発錆による商品価値の低下の必配もなく、半
導体装置の信頼性の向上、製造コストの低下に大きく寄
与する効果がある。
第１図は本発明のリード線イと、従来のリード線口の１
８００屈曲試験の結果を示す図、第２図は本発明のリー
ド線の実施例を用いたガラスモールド型ダイオードの概
略図である。 第３図は第２図に示す複合線２の断面図である。第４図
は１８０ｏ屈曲試験の概要を示す図である。１・・リー
ド線、２・・複合線、３・・固着チップ、４・・溶接バ
リ、５・・半導体素子、６・・封着ガラス、７・・芯線
、８・・銅。 券】図力２図 力３図 オ４図
８００屈曲試験の結果を示す図、第２図は本発明のリー
ド線の実施例を用いたガラスモールド型ダイオードの概
略図である。 第３図は第２図に示す複合線２の断面図である。第４図
は１８０ｏ屈曲試験の概要を示す図である。１・・リー
ド線、２・・複合線、３・・固着チップ、４・・溶接バ
リ、５・・半導体素子、６・・封着ガラス、７・・芯線
、８・・銅。 券】図力２図 力３図 オ４図
Claims (1)
- １ 重量％でニツケル３０〜５５％、シリコン０．０１
〜０．３％、マンガン０．０１〜１％、残部鉄よりなる
鉄・ニツケル合金の芯線の含有酸素量が３０ＰＰＭ以下
であり、該ニツケル・鉄合金芯線の外周に、該芯線に対
する重量比で２０〜６０％の銅を被覆してなる線合線の
片端にモリブデン又はタングステンよりなる半導体固着
用チツプを溶接接合してなることを特徴とする半導体装
置用リード線。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56098842A JPS6033177B2 (ja) | 1981-06-24 | 1981-06-24 | 半導体装置用リ−ド線 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56098842A JPS6033177B2 (ja) | 1981-06-24 | 1981-06-24 | 半導体装置用リ−ド線 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS581058A JPS581058A (ja) | 1983-01-06 |
| JPS6033177B2 true JPS6033177B2 (ja) | 1985-08-01 |
Family
ID=14230502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56098842A Expired JPS6033177B2 (ja) | 1981-06-24 | 1981-06-24 | 半導体装置用リ−ド線 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6033177B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59117657U (ja) * | 1983-01-25 | 1984-08-08 | 川崎製鉄株式会社 | 溶滓流量調節装置 |
| US4605533A (en) * | 1985-04-19 | 1986-08-12 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Lead frame coated with aluminum as a packaging material in integrated circuits |
-
1981
- 1981-06-24 JP JP56098842A patent/JPS6033177B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS581058A (ja) | 1983-01-06 |
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