JPS62133033A - 半導体装置用Cu合金リ−ド素材 - Google Patents
半導体装置用Cu合金リ−ド素材Info
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- JPS62133033A JPS62133033A JP27283785A JP27283785A JPS62133033A JP S62133033 A JPS62133033 A JP S62133033A JP 27283785 A JP27283785 A JP 27283785A JP 27283785 A JP27283785 A JP 27283785A JP S62133033 A JPS62133033 A JP S62133033A
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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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、IC’PLSIなどの半導体装置の製造に
用いられるCu合金リード素材に関するもの゛ である
。
用いられるCu合金リード素材に関するもの゛ である
。
一般に、半導体装置のリード材となるCu合金リード素
材には、 (1) 良好なメッキ密着性、 (2)半導体素子の加熱接着あるいは加熱拡散圧着に際
して熱歪および熱軟化が生じない耐熱性、(3) 良
好な放熱性と導電性、 (4)半導体装置の輸送あるいは電気機器への組込みに
際して曲がシや繰り返し曲げによって破損が生じない強
度および伸び、 (5) 良好なはんだぬれ性および耐はんだ剥離性、
を具備することが必要とされるが、これらの特性を有す
るCu合金リード素材としては材料的に多数のものが提
案され、実用に供されている。
材には、 (1) 良好なメッキ密着性、 (2)半導体素子の加熱接着あるいは加熱拡散圧着に際
して熱歪および熱軟化が生じない耐熱性、(3) 良
好な放熱性と導電性、 (4)半導体装置の輸送あるいは電気機器への組込みに
際して曲がシや繰り返し曲げによって破損が生じない強
度および伸び、 (5) 良好なはんだぬれ性および耐はんだ剥離性、
を具備することが必要とされるが、これらの特性を有す
るCu合金リード素材としては材料的に多数のものが提
案され、実用に供されている。
しかし、近年の半導体装置における集債度の益々の向上
に伴って、C1]合金リード素材には、さらに一段の特
性向上が要求されるようになっており、この要求に十分
対応できる特性を具備したCu合金リード素材の開発が
強く望まれている。
に伴って、C1]合金リード素材には、さらに一段の特
性向上が要求されるようになっており、この要求に十分
対応できる特性を具備したCu合金リード素材の開発が
強く望まれている。
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、半導体
装置のCu合金リード素材に要求される上記の特性を向
上すべく研究を行なった結果、重量φで(以下、チは重
量%を示す)、 Cr: 0.05〜0.5%未満、 N1 二 0.2〜1.2% 、 Sn: 0.3〜1.5%、 Ti:0.1〜1%未満、 を含有し、 Mg:0.O0.〜0.1俤、 P:0.001〜01%、 Zn:0.01〜1%、 Mn : 0.01〜1%、 のうちの1種または2種以上を含有し、さらに必要に応
じて、 Si:0.0.〜0.係未満、 を含有し、残りがCuと不可避不純物からなシ、かつ前
記不可避不純物のうちの酸素含有量が30 ppm以下
の組成、並びに素地中に平均粒径:30μm以下の分散
粒子が均一に分布した組織を有するCu金合金構成され
た半導体装置用Cu合金リード素材は、従来の半導体装
置用Cu合金リード素材に比して一段とすぐれた特性を
もつという知見を得たのである。
装置のCu合金リード素材に要求される上記の特性を向
上すべく研究を行なった結果、重量φで(以下、チは重
量%を示す)、 Cr: 0.05〜0.5%未満、 N1 二 0.2〜1.2% 、 Sn: 0.3〜1.5%、 Ti:0.1〜1%未満、 を含有し、 Mg:0.O0.〜0.1俤、 P:0.001〜01%、 Zn:0.01〜1%、 Mn : 0.01〜1%、 のうちの1種または2種以上を含有し、さらに必要に応
じて、 Si:0.0.〜0.係未満、 を含有し、残りがCuと不可避不純物からなシ、かつ前
記不可避不純物のうちの酸素含有量が30 ppm以下
の組成、並びに素地中に平均粒径:30μm以下の分散
粒子が均一に分布した組織を有するCu金合金構成され
た半導体装置用Cu合金リード素材は、従来の半導体装
置用Cu合金リード素材に比して一段とすぐれた特性を
もつという知見を得たのである。
この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであっ
て、以下に成分組成および分散粒子の平均粒径を上記の
通りに限定した理由を説明する。
て、以下に成分組成および分散粒子の平均粒径を上記の
通りに限定した理由を説明する。
(a) Cr
Cr成分には、強度、放熱性、導電性、および耐熱性を
向上させる作用があるが、その含有量が00.5%未満
では前記作用に所望の効果が得られず、一方、その含有
量が05%以上になると、初晶Crのストリンガ−が多
量に発生して、メッキ密着性が阻害されるようになシ、
この結果加熱などによシメッキ部にふくれが発生するな
どの問題が生ずるようになることから、その含有量を0
.0.5〜05%未満と定めた。
向上させる作用があるが、その含有量が00.5%未満
では前記作用に所望の効果が得られず、一方、その含有
量が05%以上になると、初晶Crのストリンガ−が多
量に発生して、メッキ密着性が阻害されるようになシ、
この結果加熱などによシメッキ部にふくれが発生するな
どの問題が生ずるようになることから、その含有量を0
.0.5〜05%未満と定めた。
(b) Ni
N1成分には強度を向上させる作用があるが、その含有
量が0.21未満では、所望の強度向上効果が得られず
、一方、その含有量が1.2チを越えると、放熱性およ
び導電性が著しく低下するようになることから、その含
有量を0.2〜12%と定めた。
量が0.21未満では、所望の強度向上効果が得られず
、一方、その含有量が1.2チを越えると、放熱性およ
び導電性が著しく低下するようになることから、その含
有量を0.2〜12%と定めた。
(c) 5n
Sn成分には、伸び、すなわち曲げ加工性を向上させる
作用があるが、その含有量が0,3俤未満では前記作用
に所望の効果が得られず、一方、その含有量が1.5%
を越えると、放熱性および導電性が急激に低下するよう
になることから、その含有量を0.3〜1.5%と定め
た。
作用があるが、その含有量が0,3俤未満では前記作用
に所望の効果が得られず、一方、その含有量が1.5%
を越えると、放熱性および導電性が急激に低下するよう
になることから、その含有量を0.3〜1.5%と定め
た。
(d) Ti
Ti成分には、強度を向上させる作用があるが、その含
有量が0.1%未満では、所望の高強度を確保すること
ができず、一方、その含有量が1%以上になると、放熱
性および導電性が著しく低下するようになることから、
その含有量を0.1−1%未満と定めた。
有量が0.1%未満では、所望の高強度を確保すること
ができず、一方、その含有量が1%以上になると、放熱
性および導電性が著しく低下するようになることから、
その含有量を0.1−1%未満と定めた。
(e) Mg %P 、 Zn、およびMn一般に、
半導体装置をプリント基板に装置するに際しては、リー
ド材のピン部がはんだ付けされるが、このはんだ付は部
が半導体装置の使用時の発熱などで剥離しないことが必
要である。
半導体装置をプリント基板に装置するに際しては、リー
ド材のピン部がはんだ付けされるが、このはんだ付は部
が半導体装置の使用時の発熱などで剥離しないことが必
要である。
したがって、これらの成分には、耐はんだ剥離性を向上
させる作用があるが、その含有量が、それぞれMg :
0.O0.%未満、P:0O0.%未満、Zn:0.
01%未満、およびMn:0.01%未満では、前記作
用に所望の効果が得られず、一方、その含有量が、それ
ぞれMg:0.1%、P:0.1%、Zn:]%、およ
びMn:1%を越えると、放熱性および導電性の低下が
著しくなることから、その含有量を、それぞれMg:
0.001〜0゜1%、P : 0001〜01%、Z
n:0.01〜1%、およびMn: 0.01〜1%と
定めた。
させる作用があるが、その含有量が、それぞれMg :
0.O0.%未満、P:0O0.%未満、Zn:0.
01%未満、およびMn:0.01%未満では、前記作
用に所望の効果が得られず、一方、その含有量が、それ
ぞれMg:0.1%、P:0.1%、Zn:]%、およ
びMn:1%を越えると、放熱性および導電性の低下が
著しくなることから、その含有量を、それぞれMg:
0.001〜0゜1%、P : 0001〜01%、Z
n:0.01〜1%、およびMn: 0.01〜1%と
定めた。
(f) 5i
S1成分には、放熱性および導電性を一段と向上させる
作用があるので、これらの特性が要求される場合に必要
に応じて含有されるが、その含有量が0.01%未満で
は前記作用に所望の向上効果が得られず、一方、その含
有量が0.1%以上になると、メッキ密着性が阻害され
るようになることから、その含有量を0.01〜0.1
%未満と定めた。
作用があるので、これらの特性が要求される場合に必要
に応じて含有されるが、その含有量が0.01%未満で
は前記作用に所望の向上効果が得られず、一方、その含
有量が0.1%以上になると、メッキ密着性が阻害され
るようになることから、その含有量を0.01〜0.1
%未満と定めた。
(g) 酸素
通常、この種のCu合金では、不可避不純物として酸素
を100 ppm程度含有するが、これを30ppm以
下の含有にとどめてやると、耐はんだ剥離性が著しく向
上するようになることから、酸素な有量を30 ppm
以下と定めた。
を100 ppm程度含有するが、これを30ppm以
下の含有にとどめてやると、耐はんだ剥離性が著しく向
上するようになることから、酸素な有量を30 ppm
以下と定めた。
なお、Cu合金の溶解および鋳造を、酸素濃度が01体
積チ以下の雰囲気で行なうことによって30ppm以下
の酸素含有量とすることができる。
積チ以下の雰囲気で行なうことによって30ppm以下
の酸素含有量とすることができる。
(h) 分散粒子の平均粒径
素地中に微細に分布する分散粒子は、主に晶出Cr(”
Cr系金属間化合物、さらにその他の金属間化合物から
なるが、その平均粒径が30μmを越えると、メッキ密
着性が低下し、この結果加熱によりメッキ面にふくれが
発生するようになることから、その平均粒径を30μm
以下と定めた。
Cr系金属間化合物、さらにその他の金属間化合物から
なるが、その平均粒径が30μmを越えると、メッキ密
着性が低下し、この結果加熱によりメッキ面にふくれが
発生するようになることから、その平均粒径を30μm
以下と定めた。
なお、C給金の鋳造に際して、凝固時の冷却速1度を1
0℃/ see以上とするか、あるいは熱間加工を80
0〜950℃の範囲で行ない、直ちにシャワースプレー
などにより急冷するかすることによって、分散粒子の平
均粒径を30μm以下とすることができる。
0℃/ see以上とするか、あるいは熱間加工を80
0〜950℃の範囲で行ない、直ちにシャワースプレー
などにより急冷するかすることによって、分散粒子の平
均粒径を30μm以下とすることができる。
つぎに、この発明のCu合金リード素材を実施例により
具体的に説明する。
具体的に説明する。
雰囲気の酸素濃度を0.02〜0.5体積チの範囲内の
所定の値とした状態で、それぞれ第1表に示される成分
組成をもったCu合金溶湯を調製し、鋳造して、35m
X120馴×200朋の寸法をもった鋳塊とし、この鋳
塊に面削を施した後、750〜920℃の範囲内の所定
の熱間圧延開始温度で熱間圧延を行ない、圧延終了後直
ちにシャワースプレーにより急冷して板厚:10mmの
熱延板とし、ついでこの冷間圧延を施して板厚=2Hの
冷延板とした後、温度:500℃に1時間保持の条件で
焼鈍を行ない、引続いて通常の条件で冷間圧延と焼鈍と
を繰シ返し行ない、圧延率:50%の最終圧延を施して
板厚:0.25朋の冷延板とし、これに最終的に温度:
350℃に数分間保持の条件で低温焼鈍を施すことによ
って、本発明Cu合金リード素材1〜14および比較C
u合金リード素材l〜15をそれぞれ製造した。
所定の値とした状態で、それぞれ第1表に示される成分
組成をもったCu合金溶湯を調製し、鋳造して、35m
X120馴×200朋の寸法をもった鋳塊とし、この鋳
塊に面削を施した後、750〜920℃の範囲内の所定
の熱間圧延開始温度で熱間圧延を行ない、圧延終了後直
ちにシャワースプレーにより急冷して板厚:10mmの
熱延板とし、ついでこの冷間圧延を施して板厚=2Hの
冷延板とした後、温度:500℃に1時間保持の条件で
焼鈍を行ない、引続いて通常の条件で冷間圧延と焼鈍と
を繰シ返し行ない、圧延率:50%の最終圧延を施して
板厚:0.25朋の冷延板とし、これに最終的に温度:
350℃に数分間保持の条件で低温焼鈍を施すことによ
って、本発明Cu合金リード素材1〜14および比較C
u合金リード素材l〜15をそれぞれ製造した。
なお、比較Cu合金リード素材1〜15は、いずれも成
分組成および分散粒子の平均粒径のうちのいずれか(第
1表に※印を付したもの)が、この発明の範囲から外れ
たものである。
分組成および分散粒子の平均粒径のうちのいずれか(第
1表に※印を付したもの)が、この発明の範囲から外れ
たものである。
つぎに、この結果得られた本発明Cu合金リード素材1
〜14および比較Cu合金リード素材1〜15について
、分散粒子の平均粒径を測定すると共に、引張強さ、伸
び、マイクロビッカーヌ硬さく荷重=300I% 30
秒保持)を測定し、さらに放熱性および導電性を評価す
る目的で、直流四端子法にて導電率(%IAC3)を、
耐熱性を評価する目的で半軟化温度をそれぞれ測定し、
はんだ密着性試験、はんだぬれ性試験、および耐はんだ
剥離性試験も行なった。
〜14および比較Cu合金リード素材1〜15について
、分散粒子の平均粒径を測定すると共に、引張強さ、伸
び、マイクロビッカーヌ硬さく荷重=300I% 30
秒保持)を測定し、さらに放熱性および導電性を評価す
る目的で、直流四端子法にて導電率(%IAC3)を、
耐熱性を評価する目的で半軟化温度をそれぞれ測定し、
はんだ密着性試験、はんだぬれ性試験、および耐はんだ
剥離性試験も行なった。
なお、半軟化温度は、JIS−Z2201に基いて試験
片を採取し、この試験片をArガス雰囲気中で種々の温
度に加熱して1時間保持した後、引張試験を行ない、引
張強さが前記加熱を施していないものの値と完全に焼鈍
軟化したものの値との和の1/2を示す加熱温度をもっ
て表わした。
片を採取し、この試験片をArガス雰囲気中で種々の温
度に加熱して1時間保持した後、引張試験を行ない、引
張強さが前記加熱を施していないものの値と完全に焼鈍
軟化したものの値との和の1/2を示す加熱温度をもっ
て表わした。
まだ、メッキ密着性試験は、試験片の表面に厚さ:4μ
m程度の電気Agメッキを施した状態で、これに温度:
430℃に5分間保持後放冷の熱処理を施し、ふくれの
有無を観察することにより行なった。
m程度の電気Agメッキを施した状態で、これに温度:
430℃に5分間保持後放冷の熱処理を施し、ふくれの
有無を観察することにより行なった。
はんだぬれ性試験は、垂直浸漬法にて、試験片を、60
%5n−40%pbの組成を有する温度:230℃のけ
んた浴中に5秒間浸漬した後のはんだぬれ状態を目視観
察することにより行なった。
%5n−40%pbの組成を有する温度:230℃のけ
んた浴中に5秒間浸漬した後のはんだぬれ状態を目視観
察することにより行なった。
さらに、耐はんだ剥離性試験は、はんだ付は試験片を、
150℃の加熱炉(大気)に入れ、100時間毎に取り
出し、断面を光学顕微鏡にて観察して、はんだと母材と
の界面の剥離の有無を調べ、これを剥離が発生するまで
行ない、剥離が発生富での全時間を測定した。この場合
、500時間以上、望ましくは1000時間以上剥離し
ないこノが必要である。
150℃の加熱炉(大気)に入れ、100時間毎に取り
出し、断面を光学顕微鏡にて観察して、はんだと母材と
の界面の剥離の有無を調べ、これを剥離が発生するまで
行ない、剥離が発生富での全時間を測定した。この場合
、500時間以上、望ましくは1000時間以上剥離し
ないこノが必要である。
これらの結果を第2表に示したが、第2表には比絞の目
的で、Cu−6チ5n−02チPの組成を有するりん青
銅で構成された板厚:0.25Mの従来Cu合金リード
素材の同一条件での測定結果も示した。
的で、Cu−6チ5n−02チPの組成を有するりん青
銅で構成された板厚:0.25Mの従来Cu合金リード
素材の同一条件での測定結果も示した。
第2表に示される結果から、本発明Cu合金リード素材
1〜14は、いずれも従来Cu合金リード素材と同等の
高強度、高硬度、および高伸びを有し、かつすぐれたメ
ッキ密着性およびはんだぬれ性を有し、さらKこれより
一段とすぐれた耐熱性、放熱性、および導電性を有し、
特にすぐれた耐はんだ剥離性をもつことが明らかである
。
1〜14は、いずれも従来Cu合金リード素材と同等の
高強度、高硬度、および高伸びを有し、かつすぐれたメ
ッキ密着性およびはんだぬれ性を有し、さらKこれより
一段とすぐれた耐熱性、放熱性、および導電性を有し、
特にすぐれた耐はんだ剥離性をもつことが明らかである
。
一方、比較Cu合金リード素材1〜15に見られるよう
に成分組成および分散粒子の平均粒径のうちのいずれか
でも、この発明の範囲から外れると、上記の特注のうち
の少なくともいずれかの特性が劣ったものになることが
わかる。
に成分組成および分散粒子の平均粒径のうちのいずれか
でも、この発明の範囲から外れると、上記の特注のうち
の少なくともいずれかの特性が劣ったものになることが
わかる。
上述のように、この発明のCu合金素材は、一段とすぐ
れた耐熱性、放熱性、導電性、および耐はんだ剥離性を
もつほか、高強度、高硬度、および高伸びを有し、かつ
メッキ密着性およびはんだぬれ性にもすぐれているので
、通常の半導体装置は勿論のこと、集積度の高い半導体
装置のリード素材としてすぐれた性能を発揮するのであ
る。
れた耐熱性、放熱性、導電性、および耐はんだ剥離性を
もつほか、高強度、高硬度、および高伸びを有し、かつ
メッキ密着性およびはんだぬれ性にもすぐれているので
、通常の半導体装置は勿論のこと、集積度の高い半導体
装置のリード素材としてすぐれた性能を発揮するのであ
る。
Claims (2)
- (1)Cr:0.05〜0.5%未満、 Ni:0.2〜1.2%、 Sn:0.3〜1.5%、 Ti:0.1〜1%未満、 を含有し、 Mg:0.001〜0.1%、 P:0.001〜0.1%、 Zn:0.01〜1%、 Mn:0.01〜1%、 のうちの1種または2種以上を含有し、残りがCuと不
可避不純物からなり、かつ前記不可避不純物のうちの酸
素含有量が30ppm以下の組成(以上重量%)、並び
に素地中に平均粒径:30μm以下の分散粒子が均一に
分布した組織を有するCu合金で構成したことを特徴と
する半導体装置用Cu合金リード素材。 - (2)Cr:0.05〜0.5%未満、 Ni:0.2〜1.2%、 Sn:0.3〜1.5%、 Ti:0.1〜1%未満、 を含有し、 Mg:0.001〜0.1%、 P:0.001〜0.1%、 Zn:0.01〜1%、 Mn:0.01〜1%、 のうちの1種または2種以上を含有し、さらに、Si:
0.01〜0.1%未満、 を含有し、残りがCuと不可避不純物からなり、かつ前
記不可避不純物のうちの酸素含有量が30ppm以下の
組成(以上重量%)、並びに素地中に平均粒径:30μ
m以下の分散粒子が均一に分布した組織を有するCu合
金で構成したことを特徴とする半導体装置用Cu合金リ
ード素材。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27283785A JPS62133033A (ja) | 1985-12-04 | 1985-12-04 | 半導体装置用Cu合金リ−ド素材 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27283785A JPS62133033A (ja) | 1985-12-04 | 1985-12-04 | 半導体装置用Cu合金リ−ド素材 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62133033A true JPS62133033A (ja) | 1987-06-16 |
JPS6311418B2 JPS6311418B2 (ja) | 1988-03-14 |
Family
ID=17519465
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27283785A Granted JPS62133033A (ja) | 1985-12-04 | 1985-12-04 | 半導体装置用Cu合金リ−ド素材 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62133033A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01159336A (ja) * | 1987-12-16 | 1989-06-22 | Nippon Mining Co Ltd | 半田耐熱剥離性に優れた高力高導電銅合金 |
JPH01198441A (ja) * | 1988-02-01 | 1989-08-10 | Furukawa Electric Co Ltd:The | プラスチック・ピン・グリット・アレイ用リード材 |
EP0767244A1 (en) * | 1995-08-10 | 1997-04-09 | Mitsubishi Shindoh Co., Ltd. | High-strength copper based alloy free from smutting during pretreatment for plating |
WO2009041194A1 (ja) * | 2007-09-27 | 2009-04-02 | Nippon Mining & Metals Co., Ltd. | 熱間加工性に優れた高強度高導電性銅合金 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01305404A (ja) * | 1988-06-03 | 1989-12-08 | Hitachi Seiko Ltd | 被搬送物の位置決め装置 |
-
1985
- 1985-12-04 JP JP27283785A patent/JPS62133033A/ja active Granted
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01159336A (ja) * | 1987-12-16 | 1989-06-22 | Nippon Mining Co Ltd | 半田耐熱剥離性に優れた高力高導電銅合金 |
JPH01198441A (ja) * | 1988-02-01 | 1989-08-10 | Furukawa Electric Co Ltd:The | プラスチック・ピン・グリット・アレイ用リード材 |
EP0767244A1 (en) * | 1995-08-10 | 1997-04-09 | Mitsubishi Shindoh Co., Ltd. | High-strength copper based alloy free from smutting during pretreatment for plating |
US5997810A (en) * | 1995-08-10 | 1999-12-07 | Mitsubishi Shindoh Co., Ltd. | High-strength copper based alloy free from smutting during pretreatment for plating |
WO2009041194A1 (ja) * | 2007-09-27 | 2009-04-02 | Nippon Mining & Metals Co., Ltd. | 熱間加工性に優れた高強度高導電性銅合金 |
JP5232794B2 (ja) * | 2007-09-27 | 2013-07-10 | Jx日鉱日石金属株式会社 | 熱間加工性に優れた高強度高導電性銅合金 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6311418B2 (ja) | 1988-03-14 |
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