JPS62211337A - エレクトロニクス部品の為の材料としての銅、チタン、コバルトの合金 - Google Patents

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】 ンジスタ、集積回路等の為の半導体基板の為の材料、及
び自動車用電気装置の為の部品の材料として使用される
合金に関する。

エレクトロニクス部品，とりわけ上記の種類の半導体基
板（いわゆるリードフレーム）の為の材料は特に次の用
な特徴の組み合わせを備えていなければならない。

ａ）導電率と熱伝導率は出来るだけ高い方が良い。（お
よそ５０％ＩＡＣＳ以北）； ｂ）高い機械的強度が要求される； Ｃ）更に、高い酎軟化性が要求される。その際，酎軟化
性の尺度として、軟化曲線（加熱温度Ｔの関数としての
ビワカース硬さＨＶ）から得られる、いわゆる硬さ半減
温度ＴＨが用いられる。

ここで、硬さ半減温度ＴＨというのは、ＨＶｍ　ｉ　ｎ
＋ＨＶｍａｘ−ＨＶｍｉ　ｎの値である。

ｄ）増々均一な材料が要求される、即ち、・いわゆるポ
ンドワイヤと半導体基板との間に於ける申し分の無い結
合が保証される様に、その組織にいかなる粗い析出物又
は包有物も含んでいない材料が要求される。

上記の使用ケースの為にはこれまで一般に、とりわけ鉄
、ニッケル、合金、又は銅、鉄１合金、例えばＣｕＦｅ
２Ｐ　（Ｃ１９４００）又はＣｕＦｅ５ｎＰ　（Ｃ１９
５２０）が用いられている。

これらの材料の場合にはとりわけ、なお導電性と、比較
的高い合金成分の故に材料の均一性が望まれている。

自動車用電気装置の中の接続部品の場合には電流の負荷
が高くなるので、同時に高い強度を持ちながら出来るだ
け高い導電率を持つと同時に、十分な機械的安定性を持
つ材料が要求される。

従って、本発明は−に記の欠点を除去し、エレクトロニ
クス部品、とりわけ、トランジスタ、集積回路等の為の
半導体基板の為の材料、及び自動車用電気装置の為の部
品の材料にとりわけ有利な特性を備えた材料を提供する
ことを課題としている。

本発明によれば、上記の課題はチタン０．０５〜０．６
％；コバルト０．０５〜０．６％；残りは通常の不純物
から成る銅、チタン、コバルトの合金を使用することに
よって解決される（パーセントのデータは重量％とする
）。この組成の利点は実施例にもとづいてより詳しく説
明される。

確かにＤＥ−ＰＳ５９３．７８３から、最高４％のチタ
ンと、ニッケル、クロム、マンガン、鉄、コバルト、又
はモリブデンの諸元素のうちの一つの添加物を１０％迄
含む事の出来る三元鋼合金が知られてはいる。

しかしながら、この合金によっては本発明の使用目的は
容易に推測されないうえに、これらの三元合金は主とし
て例えば押し出し棒材、パイプ等の形で建設材料として
用いられ、又、これらの合金は確かに高い強度は持って
いるものの、同時に導電率に対する要求は満たしていな
い。

本発明の一つの特別な実施態様によれば、チタン０．２
〜０．５％；コバルト０．２〜０．５％；残りは銅から
成る合金が使用される。

コバルト含有率に対するチタン含有率の比Ｔｉ／Ｃｏが
１〜１．５である時には、とりわけ都合のよい数値の組
み合わせとなる。

とりわけ、本発明にもとづく合金が使用される場合には
コバルトを一部鉄のよって置き換える事が推奨されるが
、この場合には特に上記の比Ｔｉ／（Ｃｏ十Ｆｅ）が１
〜１．５に保持されるようにする。

従って本発明によればエレクトロニクス部品、とりわけ
トランジスタ、集積回路等の為の半導体基板（いわゆる
リードフレーム）、及び自動車用電気装置の為の部品の
材料はチタン０．０５〜ｎ　、　Ｒｏ４Ａ：コｔ＜　ｊ
レトＯ−０５”’　０　、６％二とりわけチタン０．２
〜０．５％；コバルト０．２〜０．５％：残りは銅を含
む銅、チタン、コバルト合金から成り、その際、コバル
ト含有率に対するチタン含有率の比Ｔ　＜　／　Ｃｏは
好ましくは１〜１．５とする。本発明のその他の構成は
特許請求の範囲第４項又は第５項に記載の合金を組み合
わせることによって明らかになる。

本発明が以下の実施例にもとづいて詳しく説明される。

第１表は本発明にもとづく二種類の合金の組成を示して
いる。

本＝　Ａｌｌ定基準以下 これらの合金は次のようにして製作された。

タマン炉の中で陰極銅がおよそ摂氏１２００度で木炭に
１０われだ状態で溶解された。続いてチタン及びコバル
ト、或いはチタン、コバルト、及び鉄の合金元素が適当
な予備合金の形で溶解物の中に加えられた。予備合金は
それぞれ純粋な形でチタン２８．０ｆＩＩ量％、コバル
ト１４．８重量％、及び鉄１０．２重量％を含んでいた
。合金元素を完全に溶かした後、溶解物は２５ｘ５０ｘ
ｔＯＯｍｍの寸法の鉄製鋳型の中に流し込まれた。続い
て鋳込み地金は摂氏９００度で１時間にわたって均質化
され且つ連続的に空気で冷却された。中間厚さ０．７５
ｍｍへの冷間圧延の後で摂氏５００度で１時間の焼なま
しと、スケール層を除去する為の希硫酸による酸洗いが
行なわれた。６０％の最終圧延の後で引張り強さ、硬さ
半減温度、ビッカース硬さ、及び導電率が調べられた。

これらのサンプルの機械的特性と電気的特性が第２表に
まとめられている。第２表には又、文献から取られた現
在の技術水準による合金の対応値も含められている（例
えば、玉川金属株式会社の会社の文書［タマガワからの
リードフレーム材料」の特に第３．４．１０頁を参照） 第２表：電気的及び機械的特性（６０％冷間圧本発明に
もとづく合金１及び２は現在の技術水準にもとづく合金
よりもとりわけ高い導電率を持っているということが明
らかである。（コバルト＋鉄）の含有率に対するチタン
含有率の比Ｔｉ／（Ｃｏ＋Ｆｅ）が１である、本発明に
もとづく合金２はとりわけ高い硬さ半減温度によってき
わ立っている。

本発明にもとづく合金２と現在の技術水準にもとづく合
金の軟化特性が第１図に示されているが、この図には又
、更に鉄、ニッケル、合金（ＦｅＮｉ４２）も加えられ
ている。

本発明にもとづく合金の優秀な機械的及び電気的特性は
、特定の化学量論的組成の下における関係合金元素の析
出によって生まれる。

これらの析出粒子は極めて微細であり、且つ基質相の中
に均一に分散されているので、光学顕微鏡では倍率を高
くしてもほとんどこれを識別する事が出来ない。第２図
は冷間圧延された状態の本発明にもとづく合金２のエツ
チングされた組織を２００　：　１の倍率で示している
。

これに対して第３図はＣｕＦｅ２Ｐ（Ｃ１９４００）の
サンプルのエツチングされていない組織を１００：１の
倍率で示しているが、この図では粗い鉄の析出Ａが圧延
方向に走っているのがはっきりと認められる。

このような有利な析出特性の為に、本発明にもとづく合
金は、既に説明された良好な導電率と強さの値の他にも
良好な曲げ特性を備えている。

このような曲げ特性は例えば、ＣｕＦｅ２Ｐ（Ｃｌ　９
４００）等のようなより粗い析出粒子を持つ材料の場合
には特殊な焼もどし処理をする氷によってはじめて達成
されるものである。その上、ポンドワイヤと半導体基板
との間における申し分の無い結合が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のもとづくサンプル２の合金と現在の技
術水準のもとづく合金の軟化特性を示すグラフ、第２図
は同サンプル２の合金のエツチングされた組織を２００
：ｌの倍率で示す拡大正面図、第３図はＣｕＦｅ２Ｆの
サンプルのエツチングされていない組織を１００：１の
倍率で示す拡大正面図である。 Ａ・・・鉄の析出 特許出願人　ヴイーラント　ウエルケ　アクチーエンゲ
ゼルシャフト

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）エレクトロニクス部品、とりわけトランジスタ、
   集積回路等の為の半導体基板の為の材料として用いられ
   るチタン０．０５〜０．６％；コバルト０．０５％〜０
   ．６％；残りは通常の不純物を含む銅から成る銅、チタ
   ン、コバルトの合金。
2. （２）チタン０．２〜０．５％；コバルト０．２〜０．
   ５％；残りは銅から成る特許請求の範囲第１項に記載の
   銅、チタン、コバルトの合金。
3. （３）コバルト含有率に対するチタン含有率の比Ｔｉ／
   Ｃｏが１〜１．５である特許請求の範囲第１項又は第２
   項に記載の銅、チタン、コバルトの合金。
4. （４）コバルトが一部鉄によって置き換えられている特
   許請求の範囲第１項、第２項又は第３項に記載の銅、チ
   タン、コバルトの合金。
5. （５）コバルトと鉄の含有率の和に対するチタン含有率
   の比Ｔｉ／（Ｃｏ＋Ｆｅ）が１〜１．５である特許請求
   の範囲第４項に記載の銅、チタン、コバルトの合金。