JPS61174344A - リ−ドフレ−ム用銅合金 - Google Patents
リ−ドフレ−ム用銅合金Info
- Publication number
- JPS61174344A JPS61174344A JP1602685A JP1602685A JPS61174344A JP S61174344 A JPS61174344 A JP S61174344A JP 1602685 A JP1602685 A JP 1602685A JP 1602685 A JP1602685 A JP 1602685A JP S61174344 A JPS61174344 A JP S61174344A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lead frame
- alloy
- weather resistance
- solder
- strength
- 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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Classifications
-
- 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
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
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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。
口、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雷気信
号を伝達１、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
。
号を伝達１、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）機榊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、あるいけはんだ付けして使
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、ダイボンディング、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５００℃〜４５０℃の高温にさらされるため、
この程度の加熱で機械的強度が低下しないことが必要で
ある。
板のソケットに差し込むか、あるいけはんだ付けして使
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、ダイボンディング、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５００℃〜４５０℃の高温にさらされるため、
この程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け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。
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け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）めった性が良いこと
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
目的に応じて金や銀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。
目的に応じて金や銀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
最終ユーザーでのけんだ実装を容易にするたため、ＩＣ
の外部リードにはあらかじめＳｎやはんだの被接が施さ
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いこと）などが必要とされ
る。
の外部リードにはあらかじめＳｎやはんだの被接が施さ
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いこと）などが必要とされ
る。
（ハ 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密着性の良いことが必要とされる。
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チＮｉ合金あるいはＦｅ−２９Ｎ
ｉ −１７ＣｏなどのＦｅ −Ｎｉ系合金あるいは鉄人
銅。
れているＦｅ −４２チＮｉ合金あるいはＦｅ−２９Ｎ
ｉ −１７ＣｏなどのＦｅ −Ｎｉ系合金あるいは鉄人
銅。
す／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衰微に増加しはじ
め、業界では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提案されてきた。
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衰微に増加しはじ
め、業界では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提案されてきた。
しかしながらこれらの合金にいずれも、機械的強度重視
あるいは電気伝導度重視のどちらかに片寄ったものが多
く、高強度と高電気伝導とをうまく両立させたものでは
なかった。さらにまた、これら鋼合金はＦｅ −Ｎｉ系
合金に比してけんだ耐候性が劣るという重大な欠点を有
している。すなわち、はんだ付は部を高温で長時間保持
（たとえば１５０℃で５００〜２０００時間程度）する
と、はんだ／銅合金界面に銅合金中の各種添加元素（た
とえば、Ｎｉｒ Ｓｔ ＃ Ｆｅなど）とＳｎとの金属
間化合物層が形成され、銅合金母材とはんだの接合強度
が極度に低下しけんだが剥離１．やすくなる。この現象
は半導体装置の信頼性を茅１〜く低下させるものであり
、特に多少なりとも高温にさらされる可卵性のある用途
にお、いてけち命的な欠点となる。
あるいは電気伝導度重視のどちらかに片寄ったものが多
く、高強度と高電気伝導とをうまく両立させたものでは
なかった。さらにまた、これら鋼合金はＦｅ −Ｎｉ系
合金に比してけんだ耐候性が劣るという重大な欠点を有
している。すなわち、はんだ付は部を高温で長時間保持
（たとえば１５０℃で５００〜２０００時間程度）する
と、はんだ／銅合金界面に銅合金中の各種添加元素（た
とえば、Ｎｉｒ Ｓｔ ＃ Ｆｅなど）とＳｎとの金属
間化合物層が形成され、銅合金母材とはんだの接合強度
が極度に低下しけんだが剥離１．やすくなる。この現象
は半導体装置の信頼性を茅１〜く低下させるものであり
、特に多少なりとも高温にさらされる可卵性のある用途
にお、いてけち命的な欠点となる。
ハ１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、高強度と高電気伝導性とを兼
ね備えさらにはんだの耐候性を改善し、リードフレーム
用材料として好適な緒特性を有する新規な銅合金を提供
するものである。
ね備えさらにはんだの耐候性を改善し、リードフレーム
用材料として好適な緒特性を有する新規な銅合金を提供
するものである。
二０問題点を解決するための手段
発明者らは前述のような問題点を解決すべく銅母材に対
する各種合金元素の影響について実験を行った結果、Ｓ
ｎ ＃ ＺｎおよびＮｉを特定量含有せしめることによ
り高強度、高電気伝導性および良好なるはんだ耐候性を
兼ね備えた合金が得られることを見出し本発明に放った
ものであり、具体的には重＃チにてＳｎ １．０〜３．
０ ％ 、 ＺｎＯ，１〜２．０チおよびＮｉ０．１〜
１．０％、是部実質的にＣｕより成ることを特徴とする
リードフレーム用銅合金である。
する各種合金元素の影響について実験を行った結果、Ｓ
ｎ ＃ ＺｎおよびＮｉを特定量含有せしめることによ
り高強度、高電気伝導性および良好なるはんだ耐候性を
兼ね備えた合金が得られることを見出し本発明に放った
ものであり、具体的には重＃チにてＳｎ １．０〜３．
０ ％ 、 ＺｎＯ，１〜２．０チおよびＮｉ０．１〜
１．０％、是部実質的にＣｕより成ることを特徴とする
リードフレーム用銅合金である。
ホ０作 用
ＳｎおよびＮｉはいずれも合金中に固溶し、機械的強度
を向上させる元素であるがＳｎ１．０％未満あるいはＮ
ｉ０．１−未満では充分な弾度が得られず、逆ＫＳｎが
６．０％を超えるかあるいはＮｉが１．０ ％を超える
と電気伝導度の低下が大食〈なり過ぎるためＳｎ１．Ｏ
〜３．０％、Ｎｉｏ、１〜１．０チとした。
を向上させる元素であるがＳｎ１．０％未満あるいはＮ
ｉ０．１−未満では充分な弾度が得られず、逆ＫＳｎが
６．０％を超えるかあるいはＮｉが１．０ ％を超える
と電気伝導度の低下が大食〈なり過ぎるためＳｎ１．Ｏ
〜３．０％、Ｎｉｏ、１〜１．０チとした。
Ｚｎ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。
ころその機構については不明な点が多い。
おそらく合金中に従量固溶しているＮｌ ＋ Ｓｔ ＊
Ｆｅ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／母材界面にＮｉ 、 Ｓｔ ＊ Ｆｅ等とＳ
ｎとの金属間化合物が形成されるのを防いでいる本のと
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Ｚｎ ０ 、１〜２．０チとした。
Ｆｅ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／母材界面にＮｉ 、 Ｓｔ ＊ Ｆｅ等とＳ
ｎとの金属間化合物が形成されるのを防いでいる本のと
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Ｚｎ ０ 、１〜２．０チとした。
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高周波誘導溶解炉に熔解、鋳
造し、＠造および熱間圧延により厚さ５−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ｖＰ、鈍を繰り返１、、最終冷間圧延率２
５％にて板厚０．２５ｍに仕上げた。これらの試料につ
いて、電導度、引張強さおよびはんだ耐候性の試練を行
った結果を第１表に合わせて示す。
造し、＠造および熱間圧延により厚さ５−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ｖＰ、鈍を繰り返１、、最終冷間圧延率２
５％にて板厚０．２５ｍに仕上げた。これらの試料につ
いて、電導度、引張強さおよびはんだ耐候性の試練を行
った結果を第１表に合わせて示す。
従来合金のうち扁１２はＮｉ入り銅合金、扁１３はリン
青銅系の高強度合金、Ａ１４は４２Ｎｉ合金である。
青銅系の高強度合金、Ａ１４は４２Ｎｉ合金である。
はんだ耐候性については、厚さ０．２５ｍ、幅２０目、
長さ３０＋ｗの試料を用いＭＩＬ−８ＴＤ−２０２Ｆ
ＭＥＴＨＯＤ ２０８Ｄに基いてはんだ付けを行っ
たのち、その試料を大気中１５０℃で２０００時間保持
１２、その後半径２ヤの曲率に曲げ、再度曲げを戻しま
た場合の、母材からのけんだ剥離状況により判定した。
長さ３０＋ｗの試料を用いＭＩＬ−８ＴＤ−２０２Ｆ
ＭＥＴＨＯＤ ２０８Ｄに基いてはんだ付けを行っ
たのち、その試料を大気中１５０℃で２０００時間保持
１２、その後半径２ヤの曲率に曲げ、再度曲げを戻しま
た場合の、母材からのけんだ剥離状況により判定した。
第 １ 表
第１表から明らかなようにＳｎ１．０〜５．０％。
Ｚｎ０．１〜２．０％およびＮｉＯ，１〜１．Ｏ％を含
有するＣｕ基合金は高強度と高電気伝導性とを兼ね備え
、しかも良好なるはんだ耐候性を有していることがわか
る。ＳｎおよびＮｉが低過ぎるものけ強度が不足し、逆
に昼過き゛ると電気伝導度が低下しＣｕ合金の特長が損
われる。また比較例のうちＺｎを含有しないものおよび
従来合金のうち４２Ｎｉ合金以外のＣｕ合金ははんだ耐
候性が劣る。従来合金の４２Ｎｉ合金に比べ電導度が約
８倍以上あり、ＸＮｉ入り鋼合金、高強度銅合金に比べ
強度はほぼ同等であるが電導度が高く、はんだ耐候性に
おいて優れている。
有するＣｕ基合金は高強度と高電気伝導性とを兼ね備え
、しかも良好なるはんだ耐候性を有していることがわか
る。ＳｎおよびＮｉが低過ぎるものけ強度が不足し、逆
に昼過き゛ると電気伝導度が低下しＣｕ合金の特長が損
われる。また比較例のうちＺｎを含有しないものおよび
従来合金のうち４２Ｎｉ合金以外のＣｕ合金ははんだ耐
候性が劣る。従来合金の４２Ｎｉ合金に比べ電導度が約
８倍以上あり、ＸＮｉ入り鋼合金、高強度銅合金に比べ
強度はほぼ同等であるが電導度が高く、はんだ耐候性に
おいて優れている。
ト発明の詳細
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を具備し
、さらに１／：ｉんだ耐候性に本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かり得るものである。
ードフレーム材として充分な強度と電気伝導性を具備し
、さらに１／：ｉんだ耐候性に本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かり得るものである。
Claims (1)
- 重量％にてＳｎ１．０〜３．０％、Ｚｎ０．１〜２．
０％、Ｎｉ０．１〜１．０％を含有し残部実質的にＣｕ
より成ることを特徴とするリードフレーム用銅合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1602685A JPS61174344A (ja) | 1985-01-30 | 1985-01-30 | リ−ドフレ−ム用銅合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1602685A JPS61174344A (ja) | 1985-01-30 | 1985-01-30 | リ−ドフレ−ム用銅合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61174344A true JPS61174344A (ja) | 1986-08-06 |
Family
ID=11905052
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1602685A Pending JPS61174344A (ja) | 1985-01-30 | 1985-01-30 | リ−ドフレ−ム用銅合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61174344A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63161135A (ja) * | 1986-12-23 | 1988-07-04 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 電気部品用銅合金 |
| JPH02205644A (ja) * | 1989-02-01 | 1990-08-15 | Hitachi Cable Ltd | リードフレーム用高強度銅合金 |
| JPH02205643A (ja) * | 1989-02-01 | 1990-08-15 | Hitachi Cable Ltd | リードフレーム用高強度銅合金 |
| JPH0719884U (ja) * | 1993-08-23 | 1995-04-07 | 三星電子株式会社 | テープレコーダのドア開閉装置 |
| US7248141B2 (en) * | 2003-07-03 | 2007-07-24 | Koa Kabushiki Kaisha | Current fuse and method of making the current fuse |
-
1985
- 1985-01-30 JP JP1602685A patent/JPS61174344A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63161135A (ja) * | 1986-12-23 | 1988-07-04 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 電気部品用銅合金 |
| JPH02205644A (ja) * | 1989-02-01 | 1990-08-15 | Hitachi Cable Ltd | リードフレーム用高強度銅合金 |
| JPH02205643A (ja) * | 1989-02-01 | 1990-08-15 | Hitachi Cable Ltd | リードフレーム用高強度銅合金 |
| JPH0719884U (ja) * | 1993-08-23 | 1995-04-07 | 三星電子株式会社 | テープレコーダのドア開閉装置 |
| US7248141B2 (en) * | 2003-07-03 | 2007-07-24 | Koa Kabushiki Kaisha | Current fuse and method of making the current fuse |
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