JPS61157651A - リ−ドフレ−ム用銅合金 - Google Patents
リ−ドフレ−ム用銅合金Info
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- JPS61157651A JPS61157651A JP27986184A JP27986184A JPS61157651A JP S61157651 A JPS61157651 A JP S61157651A JP 27986184 A JP27986184 A JP 27986184A JP 27986184 A JP27986184 A JP 27986184A JP S61157651 A JPS61157651 A JP S61157651A
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- Japan
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- lead frame
- resin
- alloy
- adhesion
- copper alloy
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C9/00—Alloys based on copper
- C22C9/06—Alloys based on copper with nickel or cobalt as the next major constituent
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
- H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
- H01L23/495—Lead-frames or other flat leads
- H01L23/49579—Lead-frames or other flat leads characterised by the materials of the lead frames or layers thereon
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
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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】
イ、産業上の利用分野
本発明は半導体機器のリードフレーム材料に関するもの
である。
である。
ｐ、従来の技術
一般に半導体を要素とする集積回路のリードフレーム材
には次のような特性が要求される。
には次のような特性が要求される。
（１） 電気および熱の伝導性が良いこと回路部に電
気信号を伝達し、また回路部の発熱をすみやかに外部へ
放出させるため、優れた電気伝導性と熱伝導性が要求さ
れる。
気信号を伝達し、また回路部の発熱をすみやかに外部へ
放出させるため、優れた電気伝導性と熱伝導性が要求さ
れる。
（２）機械的強度が大きいこと
半導体機器は最終的にはそのリード先端部を各種回路基
板のソケットに差し込むか、あるいはハンダ付けして使
用されるためリード自体の強度が大きいことが必要であ
り、またリード部の繰返し折曲げに対する疲労強度の強
いことが必要である。
板のソケットに差し込むか、あるいはハンダ付けして使
用されるためリード自体の強度が大きいことが必要であ
り、またリード部の繰返し折曲げに対する疲労強度の強
いことが必要である。
（３） 耐熱性が良いこと（軟化温度が高いこと）半
導体機器の組立工程中、ダイポンディング、ワイヤーボ
ンディング、レジンモールド等の各工程において、リー
ドフレーム材は３００℃〜４５０℃の高温にさらされる
ため、この糧度の加熱で機械的強度が低下しないことが
必要である。
導体機器の組立工程中、ダイポンディング、ワイヤーボ
ンディング、レジンモールド等の各工程において、リー
ドフレーム材は３００℃〜４５０℃の高温にさらされる
ため、この糧度の加熱で機械的強度が低下しないことが
必要である。
（４） 熱膨張係数が半導体チップあるいはモールド
レジンに近いこと 加熱を伴う組立工程中の熱膨張差による歪に起因する半
導体チップの特性変動あるいはモールドレジンとの密着
性劣化を防ぐため、リードフレーム材には半導体チップ
あるいはモールドレジンと近似した熱膨張係数が必要と
される。
レジンに近いこと 加熱を伴う組立工程中の熱膨張差による歪に起因する半
導体チップの特性変動あるいはモールドレジンとの密着
性劣化を防ぐため、リードフレーム材には半導体チップ
あるいはモールドレジンと近似した熱膨張係数が必要と
される。
（５） めっき性が良いこと
ダイボンディングされる部分のリードフレーム表面には
目的に応じて金や錯のめっきが施されるため、めっきの
被着性が良く、めっき欠陥の少ない材料であることが必
要である。
目的に応じて金や錯のめっきが施されるため、めっきの
被着性が良く、めっき欠陥の少ない材料であることが必
要である。
（６） はんだ付は性が良いこと
最終ユーザーでのはんだ 装を容易にするため、ＩＣの
外部リードにはあらかじめＳｎやはんだの被覆が施され
る。したがってリードフレーム材にははんだ濡れ性の良
いことまた、はんだ耐候性の良いこと（長時間使用中の
はんだ密着性の劣化が少な（・こと）などが必要とされ
る。
外部リードにはあらかじめＳｎやはんだの被覆が施され
る。したがってリードフレーム材にははんだ濡れ性の良
いことまた、はんだ耐候性の良いこと（長時間使用中の
はんだ密着性の劣化が少な（・こと）などが必要とされ
る。
（７） モールドレジンとの密着性が良いこと一般に
集積回路は最終的にはレジンモールドされるタイプが多
く、この場合レジンとの ７、。
集積回路は最終的にはレジンモールドされるタイプが多
く、この場合レジンとの ７、。
密着性の良いことが必要とされる。
しかしながら従来よりリードフレーム材料として用いら
れているＦｅ−４２％Ｎ＋合金あるいはＦｅ−２９Ｎ＋
−１７ＣｏなとのＦｅ−Ｎｉ系合金あるいは鉄人鋼、リ
ン青銅などのＣｕ基合金はいずれも一長一短があり、い
ずれかの必要特性を犠牲にして用途に応じた使い分けが
なされていた。
れているＦｅ−４２％Ｎ＋合金あるいはＦｅ−２９Ｎ＋
−１７ＣｏなとのＦｅ−Ｎｉ系合金あるいは鉄人鋼、リ
ン青銅などのＣｕ基合金はいずれも一長一短があり、い
ずれかの必要特性を犠牲にして用途に応じた使い分けが
なされていた。
これらリードフレーム材の中でもＣｕ基合金はＦｅ−Ｎ
ｉ系にくらべて熱伝導性、電気伝導性が極めてすぐれ、
また安価であるため近年その使用量は急激に増加しはじ
め、Ｃｕ基合金の欠点である機械的強度や耐熱性を改良
した各種の合金が開発されてきた。しかしながらこれら
の銅合金はいずれもモールドレジンとの密着性が悪いた
めリード７レームーレジン界面に微小な隙間が生じ易く
、しばしば外部環境からの水分浸入によるＩＣの寿命低
下を弓１き起こす大きな原因となっていた。
ｉ系にくらべて熱伝導性、電気伝導性が極めてすぐれ、
また安価であるため近年その使用量は急激に増加しはじ
め、Ｃｕ基合金の欠点である機械的強度や耐熱性を改良
した各種の合金が開発されてきた。しかしながらこれら
の銅合金はいずれもモールドレジンとの密着性が悪いた
めリード７レームーレジン界面に微小な隙間が生じ易く
、しばしば外部環境からの水分浸入によるＩＣの寿命低
下を弓１き起こす大きな原因となっていた。
発明が解決しようとする問題点
本発明はかかる点に鑑み、リードフレーム用銅合金のレ
ジン密着性を改善し、良好な熱伝導性、機械的強度、は
んだ付は性およびレジンとの密着性とを兼ねそなえ、リ
ードフレーム用材料として好適な諸特性を有する新規な
銅合金を提供するものである。
ジン密着性を改善し、良好な熱伝導性、機械的強度、は
んだ付は性およびレジンとの密着性とを兼ねそなえ、リ
ードフレーム用材料として好適な諸特性を有する新規な
銅合金を提供するものである。
二１問題点を解決するための手段
発明者はかかる問題点を解決すぺ（Ｃｕ−Ｎｉ−Ｔｉ−
Ｚｎ系鋼合金を対象に実験を行っ結果本合金にＡｔ＋
Ｓ ｌ ＋ ＭｎあるいはＭｇを含有せしめることによ
りレジンとの密着性が向上することを見出し、本発明に
到ったものであり、具体的には重量％にてＮｉ０．８〜
４．０％、 Ｔｉ ０．２〜４．０％、 Ｚｕ ０．１
〜２．０％残部Ｃｕより成り（Ｎｉ％／Ｔｉ％）＝１〜
４である合金にＡｌ、Ｓｉ、Ｍｕ、Ｍｇのうちより選ば
れたいずれか１種または２種以上の元素を合計で０．０
０５〜０．５チ含有せしめたことを特徴とするリードフ
レーム用銅合金である。
Ｚｎ系鋼合金を対象に実験を行っ結果本合金にＡｔ＋
Ｓ ｌ ＋ ＭｎあるいはＭｇを含有せしめることによ
りレジンとの密着性が向上することを見出し、本発明に
到ったものであり、具体的には重量％にてＮｉ０．８〜
４．０％、 Ｔｉ ０．２〜４．０％、 Ｚｕ ０．１
〜２．０％残部Ｃｕより成り（Ｎｉ％／Ｔｉ％）＝１〜
４である合金にＡｌ、Ｓｉ、Ｍｕ、Ｍｇのうちより選ば
れたいずれか１種または２種以上の元素を合計で０．０
０５〜０．５チ含有せしめたことを特徴とするリードフ
レーム用銅合金である。
ホ０作用
本発明においてＡｌ、Ｓｉ、ＭｎおよびＭｇはレジンモ
ールド工程で合金表面に基地合金やレジンとのなじみの
良い微細な酸化物粒子を形成しリードフレームとレジン
との密着性向上に寄与しているものと稚蚕されるが、そ
の含有量が合計で０．００５％未満では密着性向上の効
果が得られず逆に０．５％ を超えると合金のはんだ濡
れ性の劣化が著しくなるため０．００５〜０．５％に限
定した。
ールド工程で合金表面に基地合金やレジンとのなじみの
良い微細な酸化物粒子を形成しリードフレームとレジン
との密着性向上に寄与しているものと稚蚕されるが、そ
の含有量が合計で０．００５％未満では密着性向上の効
果が得られず逆に０．５％ を超えると合金のはんだ濡
れ性の劣化が著しくなるため０．００５〜０．５％に限
定した。
ＮｉおよびＴｉはＣｕマトリックス中にＮｉ Ｔｉある
いはＮｉＴｉとして微細に析出し、合金の電気伝導性を
あまり低下させずに機械的強度および耐熱性を向上させ
るものでありその組成比率を適正範囲内にコントロール
することが重要なポイントとなる。つまり重量％でのＮ
ｌ／ｌ′ｒｉ比率が１未満の場合には過剰のＴｉが、ま
た逆にＮｉ／Ｔｉ比率が４を超える場合には過剰のＮｉ
１それぞれＣｕマトリックス中に固溶し合金の電気伝導
性を低下させる。従ってＮｉ／Ｔｉ比率は１〜４とした
。次ＫＮｉおよびＴ１の絶対量に関しては、Ｎｉ Ｏ，
８４未満あるいはＴＩｏ、２％未満では充分な機械的強
度が得られず、またＮｉあるいはＴｉがそれぞれ４．０
％を超えると合金の加工性が劣化するとともにめつき性
、はんだ濡れ性等にも悪影響をおよぼすよ５になるたメ
Ｎｉ Ｏ，８〜４．０％Ｔｉ Ｏ，２〜４．０ ％に限
定した。
いはＮｉＴｉとして微細に析出し、合金の電気伝導性を
あまり低下させずに機械的強度および耐熱性を向上させ
るものでありその組成比率を適正範囲内にコントロール
することが重要なポイントとなる。つまり重量％でのＮ
ｌ／ｌ′ｒｉ比率が１未満の場合には過剰のＴｉが、ま
た逆にＮｉ／Ｔｉ比率が４を超える場合には過剰のＮｉ
１それぞれＣｕマトリックス中に固溶し合金の電気伝導
性を低下させる。従ってＮｉ／Ｔｉ比率は１〜４とした
。次ＫＮｉおよびＴ１の絶対量に関しては、Ｎｉ Ｏ，
８４未満あるいはＴＩｏ、２％未満では充分な機械的強
度が得られず、またＮｉあるいはＴｉがそれぞれ４．０
％を超えると合金の加工性が劣化するとともにめつき性
、はんだ濡れ性等にも悪影響をおよぼすよ５になるたメ
Ｎｉ Ｏ，８〜４．０％Ｔｉ Ｏ，２〜４．０ ％に限
定した。
それははんだ耐候性を改善する合金元素であるが今のと
ころその機構については不明な点が多い。おそらく合金
中に微量固溶しているＮｉ。
ころその機構については不明な点が多い。おそらく合金
中に微量固溶しているＮｉ。
Ｔ１等の原子のはんだ付は界面への拡散移動を抑制し、
はんだ／母材界７ｆ） Ｉｃ Ｎｉ 、’ＩＪ等とＳｎ
との金属間化合物が形成されるのを防いでいるものと推
定されるが、その添加量が０．１％未満では充分な効果
が得られず逆に２．０％を超えて含有せしめると合金の
電気伝導性が低下するとともに、耐食性が劣化するので
Ｚｎ０．１〜２．０％とした。
はんだ／母材界７ｆ） Ｉｃ Ｎｉ 、’ＩＪ等とＳｎ
との金属間化合物が形成されるのを防いでいるものと推
定されるが、その添加量が０．１％未満では充分な効果
が得られず逆に２．０％を超えて含有せしめると合金の
電気伝導性が低下するとともに、耐食性が劣化するので
Ｚｎ０．１〜２．０％とした。
へ、実施例
以下本発明を実施例により説明する。
第１表に示す組成の合金を 周波誘導溶解炉にて溶解、
鋳造し、鍛造および熱間圧延により厚さ５目まで圧延し
、ついで研削により表面の酸化スケールを除去したのち
冷間圧延、軟化焼鈍を繰り返し最終冷間圧延率５ｏチに
て板厚０．２５騨に仕上げ、４５０℃で、時効処理を行
った。
鋳造し、鍛造および熱間圧延により厚さ５目まで圧延し
、ついで研削により表面の酸化スケールを除去したのち
冷間圧延、軟化焼鈍を繰り返し最終冷間圧延率５ｏチに
て板厚０．２５騨に仕上げ、４５０℃で、時効処理を行
った。
これらの試料について電導度、引張強さ、はんだ濡れ性
およびはんだ耐候性の試験を行った結果を第２表に示す
。なおレジン密着性の評価は２５關Ｘ２５ｍｍの試料を
用い、３５０℃×２分間の加熱後、第１図に示す方法で
試料（１）の上に直径１０絽の穴の開いた金製（２）を
重ね、その穴にレジン粉末（３）を充填したのちホット
プレート（４）上で約１７０℃で２分間加熱し、レジン
を硬化させたのち試料（１）とモールド金製（２）とを
水平方向に引張りその時のせん断剥離強度により評価し
た。
およびはんだ耐候性の試験を行った結果を第２表に示す
。なおレジン密着性の評価は２５關Ｘ２５ｍｍの試料を
用い、３５０℃×２分間の加熱後、第１図に示す方法で
試料（１）の上に直径１０絽の穴の開いた金製（２）を
重ね、その穴にレジン粉末（３）を充填したのちホット
プレート（４）上で約１７０℃で２分間加熱し、レジン
を硬化させたのち試料（１）とモールド金製（２）とを
水平方向に引張りその時のせん断剥離強度により評価し
た。
はんだ濡れ性については、厚さ０゜２５龍、幅２０鶴、
長さ３０＋ｎ＋の試料を用いＭＩＬ−８ＴＤ−２０２Ｆ
ＭＥ−ＹＨＯＤ ２０８Ｄに基づいてはんだ付けを行
い、はんだの濡れ状態を目視で観察した。またはんだ耐
候性については、前記の方法ではんだ付けした試料を大
気中１５０℃で５００時間保持したのち半径２朋の曲率
に曲げ、再度臼げを戻した場合の母材からのはんだ剥離
状況により判定した。
長さ３０＋ｎ＋の試料を用いＭＩＬ−８ＴＤ−２０２Ｆ
ＭＥ−ＹＨＯＤ ２０８Ｄに基づいてはんだ付けを行
い、はんだの濡れ状態を目視で観察した。またはんだ耐
候性については、前記の方法ではんだ付けした試料を大
気中１５０℃で５００時間保持したのち半径２朋の曲率
に曲げ、再度臼げを戻した場合の母材からのはんだ剥離
状況により判定した。
第−表および第２表の結果から明らかなよ５に、Ｎｉ０
１８〜４．０％、 Ｔｉ Ｏ，２〜４．０ ％ 、 Ｚ
ｎ ０．１〜２．０ ％を含有し、Ｔｉ量に対するＮｉ
量の比率Ｎｉ／Ｔｉが１〜４の範囲内に管理され、さら
にＡｌ、 Ｓ ｉ 、Ｍｎ ＋Ｍｇのうちより選ばれた
いずれか１種又は２種以上の元素を合計でｏ、ｏｏｓ〜
０．５％含有したＣｕ基合金は高強度、高電気伝導性お
よび良好なるはんだ付は性を具備し、さらにレジンとの
密着性が非常にすぐれていることがわかる。Ｎｉ／Ｔｉ
比が１〜４の範囲をはずれると電気伝導度は著しく低下
しＣｕ合金の長所が失われ、それを含有しないものはは
んだ耐候性が劣りまたＡｌ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｍｇのうちの
いずれをも含有しないものはレジン密着性が劣る。
１８〜４．０％、 Ｔｉ Ｏ，２〜４．０ ％ 、 Ｚ
ｎ ０．１〜２．０ ％を含有し、Ｔｉ量に対するＮｉ
量の比率Ｎｉ／Ｔｉが１〜４の範囲内に管理され、さら
にＡｌ、 Ｓ ｉ 、Ｍｎ ＋Ｍｇのうちより選ばれた
いずれか１種又は２種以上の元素を合計でｏ、ｏｏｓ〜
０．５％含有したＣｕ基合金は高強度、高電気伝導性お
よび良好なるはんだ付は性を具備し、さらにレジンとの
密着性が非常にすぐれていることがわかる。Ｎｉ／Ｔｉ
比が１〜４の範囲をはずれると電気伝導度は著しく低下
しＣｕ合金の長所が失われ、それを含有しないものはは
んだ耐候性が劣りまたＡｌ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｍｇのうちの
いずれをも含有しないものはレジン密着性が劣る。
ト２ 発明の詳細
な説明したように本発明に係゛る合金は半導体装置用の
リードフレーム材として充分な強度と電気伝導性とはん
だ付は性とを具備し、さらにレジンとの密着性も優れて
いるため、極めて信頼性の高いリードフレーム材となり
得るものである。
リードフレーム材として充分な強度と電気伝導性とはん
だ付は性とを具備し、さらにレジンとの密着性も優れて
いるため、極めて信頼性の高いリードフレーム材となり
得るものである。
第１図はレジン密着性の測定方法を示す断面図である。
１：試料、２：金減、３ニレジン、４：ホットプレート
悴／図
Claims (1)
- 重量％にてＮｉ０．８〜４．０％およびＴｉ０．２〜４
．０％を（Ｎｉ％／Ｔｉ％）＝１〜４の範囲内で含有し
、さらにＺｎ０．１〜２．０％およびＡｌ、Ｓｉ、Ｍｎ
、Ｍｇのうちより選ばれたいずれか１種または２種以上
の元素を合計で０．００５〜０．５％含有し、残部実質
的に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 (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27986184A JPS61157651A (ja) | 1984-12-28 | 1984-12-28 | リ−ドフレ−ム用銅合金 |
| US06/707,206 US4612167A (en) | 1984-03-02 | 1985-03-01 | Copper-base alloys for leadframes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27986184A JPS61157651A (ja) | 1984-12-28 | 1984-12-28 | リ−ドフレ−ム用銅合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61157651A true JPS61157651A (ja) | 1986-07-17 |
| JPS6330979B2 JPS6330979B2 (ja) | 1988-06-21 |
Family
ID=17616963
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27986184A Granted JPS61157651A (ja) | 1984-03-02 | 1984-12-28 | リ−ドフレ−ム用銅合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61157651A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005118896A1 (ja) * | 2004-06-02 | 2005-12-15 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | 電気電子機器用銅合金 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS572851A (en) * | 1980-06-06 | 1982-01-08 | Nippon Mining Co Ltd | Copper alloy for lead material of semiconductor device |
| JPS58123862A (ja) * | 1982-01-20 | 1983-07-23 | Nippon Mining Co Ltd | 半導体機器のリ−ド材用銅合金の製造方法 |
| JPS59145749A (ja) * | 1983-12-13 | 1984-08-21 | Nippon Mining Co Ltd | 半導体機器のリ−ド材用銅合金 |
| JPS59145746A (ja) * | 1983-12-13 | 1984-08-21 | Nippon Mining Co Ltd | 半導体機器のリ−ド材用銅合金 |
-
1984
- 1984-12-28 JP JP27986184A patent/JPS61157651A/ja active Granted
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS572851A (en) * | 1980-06-06 | 1982-01-08 | Nippon Mining Co Ltd | Copper alloy for lead material of semiconductor device |
| JPS58123862A (ja) * | 1982-01-20 | 1983-07-23 | Nippon Mining Co Ltd | 半導体機器のリ−ド材用銅合金の製造方法 |
| JPS59145749A (ja) * | 1983-12-13 | 1984-08-21 | Nippon Mining Co Ltd | 半導体機器のリ−ド材用銅合金 |
| JPS59145746A (ja) * | 1983-12-13 | 1984-08-21 | Nippon Mining Co Ltd | 半導体機器のリ−ド材用銅合金 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005118896A1 (ja) * | 2004-06-02 | 2005-12-15 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | 電気電子機器用銅合金 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6330979B2 (ja) | 1988-06-21 |
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