JPS6130646A - リ−ドフレ−ム材料の製造方法 - Google Patents

リ−ドフレ−ム材料の製造方法

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JPS6130646A
JPS6130646A JP15210484A JP15210484A JPS6130646A JP S6130646 A JPS6130646 A JP S6130646A JP 15210484 A JP15210484 A JP 15210484A JP 15210484 A JP15210484 A JP 15210484A JP S6130646 A JPS6130646 A JP S6130646A
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JP
Japan
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lead frame
basicity
slag
less
frame material
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JP15210484A
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English (en)
Inventor
Toshio Yanagiya
柳谷 敏夫
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Daido Steel Co Ltd
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Daido Steel Co Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、リードフレーム材料の製造方法に関し、特に
、低塩基度操業による、42%)Ji−Fo 系アロイ
に代表されるリードフレーム材料の溶製法に関する。
近年のエレクトロニクス分野等の発展に伴ない、IC(
集積回路)の需要が飛躍的に増大し、そのリードフレー
ム材料の需要も付随的に著しく増大している。一般にこ
れらリードフレーム材料は典型的には42%Ni−Fe
合金で代表されるF・−Ni系の熱膨張制御合金等の帯
材を裁断、メッキ処理後、打ち抜き加工して形成される
ものである。リードフレーム材料は、一般に、その中心
に、半導体素子(半導体チップ)を搭載するタブと称さ
れる部分があル、又、そのクプの周囲に、リードと称さ
れる部分があシ、例えば、リードフレームの前記タブ上
に半導体チップを搭載しs Au18% A/線等のワ
イヤにより、肖該チップとリードとを接続(ボンディン
グ)した後に、合成樹脂等によシ封止して半導体集積回
路装置が得られる。   ・ リードフレーム材料は、ワイヤボンデイング性を良好に
したシする等のためにh Ag  メッキ等のメッキが
施される。従って、そのメッキ性の良否はリードフレー
ム材料の品質につながる重大なポイントでメル、それ故
、良好なメッキ性を保有していることが強く要求される
又、リードフレーム表面に疵がないこともリードフレー
ム材料の品質上重要であル、フクレ疵があ夛、上記した
メッキ性を劣化させるようなことがあってはならない。
従来、かかる42%Ni−Fe系リードフレーム材料(
以下単に42N1 という)を、スラグを用い、溶製す
る場合、そのスラグにあっては高塩基度のものをなるべ
く使用しなければならないとされていた。
即ち1品質に悪影響を及ばす溶存(ロ)をできるだけ下
げるためには、高塩基度のものを使用しなければならな
いとされ、その丸め、高塩基度のスラグを如何にして必
要量安定に確保するかに努力が払われてきた。
しかるに、本発明者ら位、高塩基度操業にょる前記した
42N1 リードフレーム材料について、フクレ疵の問
題やAg  メッキ性の劣化の問題に遭遇し、かかるリ
ードフレーム材料の溶製法について再検討をせまられた
そこで、本発明者らは、従来の高塩基度操業の考え方か
らは、(9)が増加し、不可とされていた低塩基度操業
により、42N1 の溶製を行なったところ、驚くべき
ことに、従来、低塩基度操業では(ロ)が増加すると予
測されていたのに反して、(ロ)の増加は殆んどなく、
高塩基度操業の場合の(至)と同様の水準を保持できる
ことを知見した。
又、次のような事実も知見した。
即ち、42 Ni  については、その表面にMg−A
l量  主体のスピネル系介在物が形成されるが、低塩
基度操業による、これらスピネル系介在物を構成するM
gやA7などの挙動を調査検討したところ、低塩基度操
業によれば、Mg、Al量を減少させ、かかるMg−A
l主体のスピネル系介在物の形態(成分組成、融点、表
面肌など)に変化をもたらすことができることが判った
。そして、かかるスピネル系介在物の形態の変化による
と思われる、フクレ疵の減少b Ag  メッキ性の向
上を計ることができることが判った。
本発明は上記知見に基づいて完成されたもので、本発明
は、低塩基度スラグによるリードフレーム材料の創造方
法特に十の溶獅法に係るものである。
本発明は従来の高塩基度操業法に代えて低塩基度操業に
より42 Ni  などのリードフレーム材料を得るこ
とにあるが、ここに塩基度としては2.5以下であるこ
とが適嶋である。
塩基度は、鉱滓(スラグ)の性質を表わす値として使用
され、一般に塩基性成分と酸性成分の比であシ、塩基成
分として分子にMgO(%)やMnO(%)やFeO(
%)を加えたル、酸性成分として分母にA120s(%
)などを加えたルする場合もあるが、本発明でいう塩基
度とは010(%)/5iO2(%)c以下、07 B
といり〕を用いたものをいう。
この塩基度(0/8)ti2.5以下であるが、好まし
くは2.0以下、特に好ましくは1.5〜2.0であル
、G/8=1.5が最適である。この078が2.5を
越える場合フクレ疵やムg メッキ性に問題を生じ、一
方、C/ Sが1.0近傍以下になると(ロ)は極端に
増加し、ays中1.5ではフリー回も低くかつ溶製炉
の耐火物溶損汚染による(口)インプットも少ないので
トータル(9)を低値にする適正スラグとなシ、これら
を考慮すると上記C/ S値とすることが良い。
スラグ組成の例としては次のものがある。
溶製は、例えば、公知のL F (Ladle rur
naae)法によル行われる。第1図にLP法の原理図
の一例を示す。このLF法祉、電極1からのアークを取
鍋2内溶鋼3上のスラグ4中で発生させるいわゆるサブ
マージド・アーク精錬を行うものて、合成スラグを添加
し、例えば図示のように装置下部よJ) Arガスを吹
込み、Arガスによる攪拌を行ない表がら取鍋(レード
ル)2内を強還元性雰囲気に維持した状態で溶製を行な
う。
このLP法設備では、加熱、ガス攪拌、脱ガス、除滓(
スラグオン)が効率よく行われるようになっている。
本発明が適用されるリードフレーム材料の基本組成#′
1Ni−Fθペース合金で44)、Ni 含有量は30
〜54%の範囲内で変化させ得る。■含有量の好ましい
範囲は40〜43%であシ、最も好ましくは42%であ
る。
とのN1  はリードフレーム材料の組織をオーステナ
イトする元素であるが、30%未満で抹オーステナイト
が不安定となシ、54%を越えると低温域(例えば30
〜45Cの温度範囲)での熱膨張係数が大となシ、牛導
体チップ特にシリコン単結晶基板よシ成るチップ(以下
シリコンチップという)との熱膨張係数差が大過くなシ
望ましくない。
リードフレーム材料は上記のごと(1)Ji−F・あっ
てはメッキ性や打抜き加工性や前記シリコンチップとの
熱膨張係数差などを考慮する必要がある。
リードフレーム材料の具体例をその成分範囲の限定理由
とともに例示すると次の通ルである。
〔具体例〕
重量%で%Nt:so 〜54%、Mn : 1,0%
以下、およびBe : 0,25%以下、 Oa : 
0−065%以下、Ta : 0,20%以下、Bi 
: o、5o%以下、Sn : 2,5%以下、Pb 
: 0,30%以下の1種または2種以上を合計で0.
005〜2.5%、必要に応じてs : o−o o 
6〜0.020%、残部reおよび不純物(C、Si 
、 P 、 Cu 、ム/ I N10等の成分および
Sを積極的に添加しない場合のSなど) 〔リードフレーム材料の成分範囲(重量%)の限定理由
〕 N1 :so〜54% 前述の通〕 Mn  @ 1,0%以下 Mn  はリードフレーム材料の加工性を向上させるの
に有効な元素であるが、1.0%を超えると熱膨張係数
が大となル、シリコンチップとの熱膨張係数差が大きく
なシすぎるので、1.0%以下とする。
Be : 0,25%以下、Oa : o、o 65%
以下、Te : 0,20%以下、Bi:OjO%以下
%an:2.5%以下、Pb: 0.30%以下の1種
または2種以上を合計でo、o o s〜2.5%8e
 、 Oa 、 To 、 Bi 、 Sn 、 Pb
はいずれもリードフレーム材料の打ち抜き加工性を高め
るのに有効な元素でtbb、このような効果を得るため
にはこれらの元素の1種またij2種以上を合計でo、
o o s%以上含有させる。しかしながら、含有量が
多すぎると、リードフレーム材料の靭性を低下すると同
時に熱間加工性が著しく劣化するので、上記元素の1種
または2種以上を合計で2.5%以下とし、且つ各元素
の上限をそれぞれ前記した値に定める。
B  :  0,0 0 3〜0.0 2 0%8はリ
ードフレーム材料の打ち抜き加工性を高めるのに有効な
元素であ)、このような効果を得るために#′io、o
 o 3%以上含有させる。しかし、含有量が多すぎる
と熱間加工性が劣化し、鍛造時に角割れを生ずるので、
o、o 2 o%以下とする。
Fe:残部 Fe  はリードフレーム材料の強度を保持し、上記添
加成分のマトリックスとして残部とする。
そのほか、不純物元素としては、溶解精錬時の脱酸・脱
窒元素、ガス成分および原料から混入する元素などが考
えられるが、具体的に絋、C: 0.02%以下、Sl
:0.50%以下、P:0.010%以下、Cu:0.
2%以下、Ti : o、1%以下、Zr:0.1%以
下、N : 50 ppm以下、0 : 50 ppw
r以下に規制することがよル望ましい。
Mg、U : 不純物元素として規制されるMLムlについては本発明
によシ後述のごとく低減し得、Mg <5 ppm 、
 A/< 20 ppmとすることができる。
このような成分範囲のリードフレーム材料の製造は、例
えば、上記成分範囲の材料を前記のように溶製したのち
造塊し、鍛造および粗圧延した後950C以下の温度で
焼鈍し、30%以下程度の圧下率で最終板厚まで冷間圧
延し、その後500〜720Cの温度で焼鈍することに
よル行えばよい。焼鈍温度、圧下率などに特に制限はな
いが、焼鈍温度を500〜720Cの範囲とすることが
望ましいのは、500Cよシも低いと打ち抜きの際に歪
金生じてその後の工程(自動ワイヤボンディング工程な
ど)において支障をきたすことがあl)、720Cよシ
も高いと再結晶を生じて打ち抜き加工性が低下してくる
ためである。
次に、実施例および比較例によシ本発明を更に詳細に説
明する。
実施例1、比較例1 0aOと80%OaF 2とケイ酸(sto2)より成
シ、度スラグ)を用い、078の変化(値)を横軸に、
縦軸にレードル中の’g s @’t 7 ”ツトし、
これら塩基度とMis(ロ)との関係を観察したところ
、それぞれ第2図および第3図に示す通シであった。
尚比較のためfc、 CaOと96%(3aF2  よ
シ成るスラグ(高塩基度スラグ)を用い高塩基度操業を
行ない、同様に第2図および第5図に示すようにグラフ
化した。第2図および第3図にて、白ぬきのブ四ットは
高塩基度操業を示す、第2図に示すように、塩基度とレ
ードルMg  との間には強相関係があシ、塩基度の低
下に伴ないMgが減少すること、第3図に示すように、
レードル(ロ)は、塩基度による変化がほとんどなく、
塩基度が低下しても増加しない即ち低塩基度操業でも高
塩基度操業と同様の(ロ)水準を保持していることが判
る。
実施例2、比較例2 第1表に示す材料について溶製を行ない、かつ、これら
材料の清浄度および介在物組成を調べた。
溶製結果を第1表に示す。又、第1表および第2表にJ
IB法による清浄度分析結果を、第5表に五8TM−D
法による分析値を示す。
#c1表〜第3表に示すように、低塩基度操業による清
浄度の悪化は無いといえる。
又、上記分析結果にも示すように、低塩基度溶製材では
、く5μm の介在物中のMgOがはげなくな)、スピ
ネル系介在物が低減した。
さらに、試料AIの溶製材を造塊し、鍛造および粗圧延
した後950C以下の温度で焼鈍し、約50%の圧下率
で冷間圧延して冷間圧延材についての表面疵状況t−調
べた結果、フクレなど素材起因の疵は認められなかった
実施例3、比較例3 次に示す組成のスラグを用い、第4表に示す材料を溶製
した。結果を第4表に示す。
(本発明例、低塩基度スラグ、O/13=:=158 
)(比較例、高塩度スラグ、a/5==3.47)脱ガ
ス前後(以下viIIv後という)、加熱溶製中(以下
H中という)およびLF終了時(以下LF未という)に
各分析サンプルを採取し。
これらの、溶製過程中での介在物形態および組成につき
調べた。結果を次の第5表に示す。
上記第5表に示す結果から1本発明低塩基度操業によれ
ば介在物組成において特に注目すべきは、V後〜LF未
において、MLムlが著しく少ないことであル、スピネ
ル系介在物が生成されにくいことが理解される。
実施例4 実施例3と同様にして、但し、C/8を第6表に示すよ
うに変えて、溶製を行った。第6表に結果を示す。
上記第6表から、塩基度の低減に伴碌いMgは低下し、
塩基度が1以下になると(ロ)が下がルにくくな〕、低
Mg、低AI!でΦ〕を30 ppm以下にするために
はC/8を1.5〜2.0とすることが望ましく、かつ
O/ S中1.5とするのが最適であることが判った。
以上説明してきたように、本発明によれば、低塩基度操
業によっても、@の増加ははとんどなく高塩基度操業と
同様の水準を保持することができた。
この理由については、本発明者らの実験によれば、次の
ようであると考えられる。
即ち、低塩基度スラグは融点が高く、かつ、流動性も悪
いことが本発明者らの実験によ)確められた。これに対
し、高塩基度スラグはスラグ流動性が良く、この流動性
が良いということは取鍋耐火レンガ表面における物質移
動が速く、表面からのMgOの濃度勾配が急になること
によシ、反応速度が大きい状態にあシ、スラグ流動によ
る摩耗が増大する。
従って、低塩基度スラグは融点が高く、粘性も高く、ス
ラグ酸化物のレンガへの浸透が少なく、レンガ溶損量が
少なく、そのため、(ロ)も少なくなったものと考えら
れる。
本発明によれば、MgやムI!t−低減し、Mg−ムl
を主体とする介在物を低減し、形態を変化させて、メッ
キ性特にムg メッキ性を良好にすることができた。
又1表面疵もなく良好であった。
さらに、本発明によれば低塩基度スラグの使用により、
耐火物の溶損に対し有利となった。
【図面の簡単な説明】
第1図はLP法の一例を示す原理図、第2図は塩基度と
Mg  との関係を示すグラフ、第3図は塩基度と(ロ
)との関係を示すグラフである。 4・・・スラグ 特許出願人 大同特殊鋼株式会社 代理人弁理士 佐 藤  良 博 *1.國 第2図 C15(αF2餘〈) 第3図 Cβ(QPx離〈)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、塩基度が2.5以下のスラグにより、溶製を行ない
    、Ni含有量30〜50重量%のNi−Fe系リードフ
    レーム材料を得ることを特徴とする低塩基度操業による
    リードフレーム材料の製造方法。 2、スラグが、CaOとCaF_2とSiO_2とより
    成る、特許請求の範囲第1項記載のリードフレーム材料
    の製造方法。 3、リードフレーム材料のNi含有量が、42重量%で
    ある、特許請求の範囲第1項記載のリードフレーム材料
    の製造方法。 4、塩基度が、1.5〜2.0である、特許請求の範囲
    第1項記載のリードフレーム材料の製造方法。
JP15210484A 1984-07-24 1984-07-24 リ−ドフレ−ム材料の製造方法 Pending JPS6130646A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2659984A1 (fr) * 1990-03-22 1991-09-27 Nippon Kokan Kk Ruban d'alliage fe-ni lamine a froid et son procede de fabrication.
US5391241A (en) * 1990-03-22 1995-02-21 Nkk Corporation Fe-Ni alloy cold-rolled sheet excellent in cleanliness and etching pierceability

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