JPS6239218B2 - - Google Patents
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- JPS6239218B2 JPS6239218B2 JP58233698A JP23369883A JPS6239218B2 JP S6239218 B2 JPS6239218 B2 JP S6239218B2 JP 58233698 A JP58233698 A JP 58233698A JP 23369883 A JP23369883 A JP 23369883A JP S6239218 B2 JPS6239218 B2 JP S6239218B2
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Landscapes
- Conductive Materials (AREA)
Description
本発明はトランジスタや集積回路（IC）など
の半導体機器のリード材に適する銅合金に関する
ものである。 従来、半導体機器のリード材としては熱膨張係
数が低く、素子およびセラミツクスとの接着およ
び封着性の良好なコバール合金、42合金などの高
ニツケル合金が好んで使われてきた。しかし近年
半導体回路の集積度の向上に伴ない消費電力の高
いICが多くなつてきたことと、封止材料として
樹脂が多く使用され、かつ素子とリードフレーム
の接着もペーストが多く用いられたことにより、
使用されるリード材も放熱性のよい銅基合金が使
われるようになつてきた。しかし、リード材とし
ては熱伝導性が良い、耐熱性が良い、ハンダ付け
性・メツキ密着性が良い、強度の高い、廉価であ
る等の広範な諸条件を全て満足する必要がある。
従来より使用されている無酸素銅、すず入り銅、
りん青銅、鉄入り銅などの銅基合金は何れも一長
一短があり、必ずしも満足し得るものではない。
たとえば無酸素銅では強度は、耐熱性が低く、す
ず入り銅、鉄入り銅では強度的に満足できず、り
ん青銅では熱伝導性、耐熱性が低いという欠点を
有している。かかる点に鑑み、従来の銅基合金の
もつ欠点を改良し、半導体機器のリード材として
好適な諸特性を有する銅合金としてCu−Ni−Si
合金が提供されているが、強度的に完全に満足で
きるものではないので、本発明はCu−Ni−Si合
金をさらに改良し、半導体機器のリード材として
より優れた諸特性を有する銅合金を提供しようと
するものである。 本発明は (1) Ni；0.4〜1.0重量％、Si；0.1〜0.3重量％を
含み残部が銅および不可避的な不純物からなる
合金に副成分として Ｐ ；0.001〜0.1重量％、 As；0.001〜0.1重量％、 Cr；0.01〜1.0重量％、 Sn；0.01〜1.0重量％、 Mg；0.01〜1.0重量％、 Mn；0.01〜1.0重量％、 からなる群より選択された１種以上、及び Sb；0.001〜0.1重量％、 Fe；0.01〜1.0重量％、 Co；0.01〜1.0重量％、 Al；0.01〜1.0重量％、 Ti；0.01〜1.0重量％、 Zr；0.01〜1.0重量％、 Be；0.01〜1.0重量％、 からなる群より選択された１種以上を総量で
0.001〜2.0重量％添加した組成を有することを
特徴とする半導体機器のリード材用銅合金。 (2) Ni；0.4〜1.0重量％、Si；0.1〜0.3重量％を
含み、酸素含有量が10ppm以下で残部が銅お
よび不可避的な不純物からなる合金に副成分と
して Ｐ ；0.001〜0.1重量％、 As；0.001〜0.1重量％、 Cr；0.01〜1.0重量％、 Sn；0.01〜1.0重量％、 Mg；0.01〜1.0重量％、 Mn；0.01〜1.0重量％、 からなる群より選択された１種以上、及び Sb；0.001〜0.1重量％、 Fe；0.01〜1.0重量％、 Co；0.01〜1.0重量％、 Al；0.01〜1.0重量％、 Ti；0.01〜1.0重量％、 Zr；0.01〜1.0重量％、 Be；0.01〜1.0重量％、 からなる群より選択された１種以上を総量で
0.001〜2.0重量％添加した組成を有することを
特徴とする半導体機器のリード材用銅合金であ
る。本発明に係る合金はリード材に要求される
放熱性、耐熱性、強度、ハンダ付け性、メツキ
密着性等のすべてが良好なるものである。 次に本発明合金を構成する合金成分の限定理由
を説明する。Niは所定量のSiと共に添加すること
により本発明合金の優れた耐熱性及び高導電性を
維持するが、Ni含有量が0.4重量％未満では耐熱
性が低下する。Ni含有量が1.0重量％以下であれ
ば高強度かつ高導電性を保有し、しかも加工性の
良好な合金が得られる。同様にSiは前記Niと共に
添加することにより本発明合金の優れた耐熱性及
び高導電性を維持するが、Si含有量が0.1重量％
未満ではNiの所定量と共添しても耐熱性が低下
する。そしてSiが0.3重量％以下であれば良好な
加工性、導電性を保持できる。 さらに副成分として前記成分範囲のＰ、As、
Cr、Sn、Mn、Mgからなる群より選択された１
種以上及びSb、Fe、Co、Al、Ti、Zr、Beからな
る群より選択された１種以上を複合添加すること
により、半導体機器のリード材として最適な強度
と耐食性が得られるが、その総量が0.001重量％
未満では、高強度でかつ耐食性のある合金が得ら
れず、また2.0重量％を超えると導電性の低下お
よびハンダ付け性の低下が著しくなる為である。
また、本発明合金においては、通常不純物として
10ppmをこえる酸素が含有されているが、この
不純物として含有される酸素を10ppm以下とし
た理由は、酸素含有量を10ppm以下とすること
により、メツキ密着性が著しく改善される為であ
る。Oz10ppm以下とするには溶解時に銅原料と
して10ppm以下の無酸素銅を使用し、さらに酸
素が侵入しないように大気溶解（フラツクス、木
炭等による表面被覆）、不活性雰囲気溶解、還元
ガス雰囲気溶解（CO等）を行い鋳造する。 また、銅原料として10ppmを超える銅を用い
る場合は、カーボン、CO等の還元性物質により
溶湯状態で脱酸をし、無酸素銅を使用したと同じ
条件にする事も可能である。 以下に本発明合金を実施例で説明する。 実施例 第１表に示される本発明合金に係る各種成分組
成のインゴツトを高周波溶解炉で大気、不活性又
は還元性雰囲気中で溶解鋳造した。次にこれを
800℃で熱間圧延し、厚さ４mmの板とした。次に
この板を通常の酸洗処理した後、冷間圧延で厚さ
1.0mmとした。さらに750℃にて５分間の焼鈍を施
した後、冷間圧延で厚さ0.4mmの板とした。最後
にこの板を450℃にて１時間熱処理し試料とし
た。このようにして調整された試料の評価とし
て、強度は引張試験、耐熱性は加熱時間30分にお
ける軟化開始温度、導電性（放熱性）は電気伝導
率（％IACS）によつて示した。ハンダ付け性は
垂直式浸漬法で230℃のハンダ浴（すず60−鉛
40）に５秒間浸漬し、ハンダのぬれの状態を目視
観察した。メツキ密着性は試料に厚さ３μのAg
メツキを施し、450℃にて５分間加熱して表面に
発生するフクレの数を目視観察した。これらの結
果を比較合金とともに第１表に示した。 第１表に示すごとく本発明に係る合金は十分な
導電性とすぐれた耐熱性、強度、ハンダ付け性お
よび耐食性を兼ね具えることが明らかであり、本
発明合金は半導体機器のリード材として最適な合
金である。
の半導体機器のリード材に適する銅合金に関する
ものである。 従来、半導体機器のリード材としては熱膨張係
数が低く、素子およびセラミツクスとの接着およ
び封着性の良好なコバール合金、42合金などの高
ニツケル合金が好んで使われてきた。しかし近年
半導体回路の集積度の向上に伴ない消費電力の高
いICが多くなつてきたことと、封止材料として
樹脂が多く使用され、かつ素子とリードフレーム
の接着もペーストが多く用いられたことにより、
使用されるリード材も放熱性のよい銅基合金が使
われるようになつてきた。しかし、リード材とし
ては熱伝導性が良い、耐熱性が良い、ハンダ付け
性・メツキ密着性が良い、強度の高い、廉価であ
る等の広範な諸条件を全て満足する必要がある。
従来より使用されている無酸素銅、すず入り銅、
りん青銅、鉄入り銅などの銅基合金は何れも一長
一短があり、必ずしも満足し得るものではない。
たとえば無酸素銅では強度は、耐熱性が低く、す
ず入り銅、鉄入り銅では強度的に満足できず、り
ん青銅では熱伝導性、耐熱性が低いという欠点を
有している。かかる点に鑑み、従来の銅基合金の
もつ欠点を改良し、半導体機器のリード材として
好適な諸特性を有する銅合金としてCu−Ni−Si
合金が提供されているが、強度的に完全に満足で
きるものではないので、本発明はCu−Ni−Si合
金をさらに改良し、半導体機器のリード材として
より優れた諸特性を有する銅合金を提供しようと
するものである。 本発明は (1) Ni；0.4〜1.0重量％、Si；0.1〜0.3重量％を
含み残部が銅および不可避的な不純物からなる
合金に副成分として Ｐ ；0.001〜0.1重量％、 As；0.001〜0.1重量％、 Cr；0.01〜1.0重量％、 Sn；0.01〜1.0重量％、 Mg；0.01〜1.0重量％、 Mn；0.01〜1.0重量％、 からなる群より選択された１種以上、及び Sb；0.001〜0.1重量％、 Fe；0.01〜1.0重量％、 Co；0.01〜1.0重量％、 Al；0.01〜1.0重量％、 Ti；0.01〜1.0重量％、 Zr；0.01〜1.0重量％、 Be；0.01〜1.0重量％、 からなる群より選択された１種以上を総量で
0.001〜2.0重量％添加した組成を有することを
特徴とする半導体機器のリード材用銅合金。 (2) Ni；0.4〜1.0重量％、Si；0.1〜0.3重量％を
含み、酸素含有量が10ppm以下で残部が銅お
よび不可避的な不純物からなる合金に副成分と
して Ｐ ；0.001〜0.1重量％、 As；0.001〜0.1重量％、 Cr；0.01〜1.0重量％、 Sn；0.01〜1.0重量％、 Mg；0.01〜1.0重量％、 Mn；0.01〜1.0重量％、 からなる群より選択された１種以上、及び Sb；0.001〜0.1重量％、 Fe；0.01〜1.0重量％、 Co；0.01〜1.0重量％、 Al；0.01〜1.0重量％、 Ti；0.01〜1.0重量％、 Zr；0.01〜1.0重量％、 Be；0.01〜1.0重量％、 からなる群より選択された１種以上を総量で
0.001〜2.0重量％添加した組成を有することを
特徴とする半導体機器のリード材用銅合金であ
る。本発明に係る合金はリード材に要求される
放熱性、耐熱性、強度、ハンダ付け性、メツキ
密着性等のすべてが良好なるものである。 次に本発明合金を構成する合金成分の限定理由
を説明する。Niは所定量のSiと共に添加すること
により本発明合金の優れた耐熱性及び高導電性を
維持するが、Ni含有量が0.4重量％未満では耐熱
性が低下する。Ni含有量が1.0重量％以下であれ
ば高強度かつ高導電性を保有し、しかも加工性の
良好な合金が得られる。同様にSiは前記Niと共に
添加することにより本発明合金の優れた耐熱性及
び高導電性を維持するが、Si含有量が0.1重量％
未満ではNiの所定量と共添しても耐熱性が低下
する。そしてSiが0.3重量％以下であれば良好な
加工性、導電性を保持できる。 さらに副成分として前記成分範囲のＰ、As、
Cr、Sn、Mn、Mgからなる群より選択された１
種以上及びSb、Fe、Co、Al、Ti、Zr、Beからな
る群より選択された１種以上を複合添加すること
により、半導体機器のリード材として最適な強度
と耐食性が得られるが、その総量が0.001重量％
未満では、高強度でかつ耐食性のある合金が得ら
れず、また2.0重量％を超えると導電性の低下お
よびハンダ付け性の低下が著しくなる為である。
また、本発明合金においては、通常不純物として
10ppmをこえる酸素が含有されているが、この
不純物として含有される酸素を10ppm以下とし
た理由は、酸素含有量を10ppm以下とすること
により、メツキ密着性が著しく改善される為であ
る。Oz10ppm以下とするには溶解時に銅原料と
して10ppm以下の無酸素銅を使用し、さらに酸
素が侵入しないように大気溶解（フラツクス、木
炭等による表面被覆）、不活性雰囲気溶解、還元
ガス雰囲気溶解（CO等）を行い鋳造する。 また、銅原料として10ppmを超える銅を用い
る場合は、カーボン、CO等の還元性物質により
溶湯状態で脱酸をし、無酸素銅を使用したと同じ
条件にする事も可能である。 以下に本発明合金を実施例で説明する。 実施例 第１表に示される本発明合金に係る各種成分組
成のインゴツトを高周波溶解炉で大気、不活性又
は還元性雰囲気中で溶解鋳造した。次にこれを
800℃で熱間圧延し、厚さ４mmの板とした。次に
この板を通常の酸洗処理した後、冷間圧延で厚さ
1.0mmとした。さらに750℃にて５分間の焼鈍を施
した後、冷間圧延で厚さ0.4mmの板とした。最後
にこの板を450℃にて１時間熱処理し試料とし
た。このようにして調整された試料の評価とし
て、強度は引張試験、耐熱性は加熱時間30分にお
ける軟化開始温度、導電性（放熱性）は電気伝導
率（％IACS）によつて示した。ハンダ付け性は
垂直式浸漬法で230℃のハンダ浴（すず60−鉛
40）に５秒間浸漬し、ハンダのぬれの状態を目視
観察した。メツキ密着性は試料に厚さ３μのAg
メツキを施し、450℃にて５分間加熱して表面に
発生するフクレの数を目視観察した。これらの結
果を比較合金とともに第１表に示した。 第１表に示すごとく本発明に係る合金は十分な
導電性とすぐれた耐熱性、強度、ハンダ付け性お
よび耐食性を兼ね具えることが明らかであり、本
発明合金は半導体機器のリード材として最適な合
金である。
【表】
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Ni；0.4〜1.0重量％、 Si；0.1〜0.3重量％、 Cu及び不可避不純物；残り からなる合金に副成分として Ｐ ；0.001〜0.1重量％、 As；0.001〜0.1重量％、 Cr；0.01〜1.0重量％、 Sn；0.01〜1.0重量％、 Mg；0.01〜1.0重量％、 Mn；0.01〜1.0重量％、 からなる群より選択された１種以上、及び Sb；0.001〜0.1重量％、 Fe；0.01〜1.0重量％、 Co；0.01〜1.0重量％、 Al；0.01〜1.0重量％、 Ti；0.01〜1.0重量％、 Zr；0.01〜1.0重量％、 Be；0.01〜1.0重量％、 からなる群より選択された１種以上を総量で
0.001〜2.0重量％添加した組成を有することを特
徴とする半導体機器のリード材用銅合金。 ２ Ni；0.4〜1.0重量％、 Si；0.1〜0.3重量％、 O2；10ppm以下、 Cu及び不可避不純物；残り からなる合金に副成分として Ｐ ；0.001〜0.1重量％、 As；0.001〜0.1重量％、 Cr；0.01〜1.0重量％、 Sn；0.01〜1.0重量％、 Mg；0.01〜1.0重量％、 Mn；0.01〜1.0重量％、 からなる群より選択された１種以上、及び Sb；0.001〜0.1重量％、 Fe；0.01〜1.0重量％、 Co；0.01〜1.0重量％、 Al；0.01〜1.0重量％、 Ti；0.01〜1.0重量％、 Zr；0.01〜1.0重量％、 Be；0.01〜1.0重量％、 からなる群より選択された１種以上を総量で
0.001〜2.0重量％添加した組成を有することを特
徴とする半導体機器のリード材用銅合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23369883A JPS59145745A (ja) | 1983-12-13 | 1983-12-13 | 半導体機器のリ−ド材用銅合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23369883A JPS59145745A (ja) | 1983-12-13 | 1983-12-13 | 半導体機器のリ−ド材用銅合金 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP606182A Division JPS58124254A (ja) | 1982-01-20 | 1982-01-20 | 半導体機器のリ−ド材用銅合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59145745A JPS59145745A (ja) | 1984-08-21 |
| JPS6239218B2 true JPS6239218B2 (ja) | 1987-08-21 |
Family
ID=16959144
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23369883A Granted JPS59145745A (ja) | 1983-12-13 | 1983-12-13 | 半導体機器のリ−ド材用銅合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59145745A (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2178448B (en) * | 1985-07-31 | 1988-11-02 | Wieland Werke Ag | Copper-chromium-titanium-silicon alloy and application thereof |
| JPH01119635A (ja) * | 1987-10-30 | 1989-05-11 | Ngk Insulators Ltd | 導電ばね材料 |
| US5020770A (en) * | 1988-05-12 | 1991-06-04 | Moberg Clifford A | Combination of mold and alloy core pin |
| US4950154A (en) * | 1989-07-03 | 1990-08-21 | Moberg Clifford A | Combination injection mold and sprue bushing |
| JPH0776397B2 (ja) * | 1989-07-25 | 1995-08-16 | 三菱伸銅株式会社 | Ｃｕ合金製電気機器用コネクタ |
| JP2529489B2 (ja) * | 1991-07-09 | 1996-08-28 | 三菱電機株式会社 | 銅−ニッケル基合金 |
| US5370840A (en) * | 1992-11-04 | 1994-12-06 | Olin Corporation | Copper alloy having high strength and high electrical conductivity |
| KR0175968B1 (ko) * | 1994-03-22 | 1999-02-18 | 코오노 히로노리 | 전자기기용 고강도고도전성 구리합금 |
| US20050236074A1 (en) | 2004-02-27 | 2005-10-27 | Kuniteru Mihara | Copper alloy |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54402A (en) * | 1977-06-02 | 1979-01-05 | Kokusai Kikou Kk | Work of protecting normal plane suitable for planting and its method of construction |
| JPS54100257A (en) * | 1978-01-25 | 1979-08-07 | Toshiba Corp | Lead frame |
| JPS572851A (en) * | 1980-06-06 | 1982-01-08 | Nippon Mining Co Ltd | Copper alloy for lead material of semiconductor device |
-
1983
- 1983-12-13 JP JP23369883A patent/JPS59145745A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54402A (en) * | 1977-06-02 | 1979-01-05 | Kokusai Kikou Kk | Work of protecting normal plane suitable for planting and its method of construction |
| JPS54100257A (en) * | 1978-01-25 | 1979-08-07 | Toshiba Corp | Lead frame |
| JPS572851A (en) * | 1980-06-06 | 1982-01-08 | Nippon Mining Co Ltd | Copper alloy for lead material of semiconductor device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59145745A (ja) | 1984-08-21 |
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