JPS6240335A - リ−ドフレ−ム材用銅合金 - Google Patents
リ−ドフレ−ム材用銅合金Info
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- JPS6240335A JPS6240335A JP17917685A JP17917685A JPS6240335A JP S6240335 A JPS6240335 A JP S6240335A JP 17917685 A JP17917685 A JP 17917685A JP 17917685 A JP17917685 A JP 17917685A JP S6240335 A JPS6240335 A JP S6240335A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lead frame
- copper alloy
- alloy
- workability
- frame material
- Prior art date
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- 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
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〕
本発明は、半導体集積回路などに使用されるリードフレ
ーム材として好適な銅合金に関する。
ーム材として好適な銅合金に関する。
半導体集積回路などに使用されるリードフレーム材とし
ては、コバール合金(F e−29N 1−16 Co
)や42合金(F e−42N i)などのFe系の含
Ni合金或いは無酸素銅、Sn入り銅、りん青銅、Fe
入り銅などの銅合金などが良く知られている。
ては、コバール合金(F e−29N 1−16 Co
)や42合金(F e−42N i)などのFe系の含
Ni合金或いは無酸素銅、Sn入り銅、りん青銅、Fe
入り銅などの銅合金などが良く知られている。
他方、近年の半導体技術の進歩や高集積回路化に伴って
各種の特性をもつリードフレーム材が要求されるように
なってきた0例えばセラミックスパッケージされるSi
チップ等は通常Ag−Cu共晶ろうでリードフレームに
ろう接されるが、この時にリードフレームは700〜8
00℃の高温に加熱され、また低融点ガラスで封止され
るときにも400〜500℃に再加熱される。プラスチ
ックパッケージされるSiチップ等は、ダンボンデング
によりリードフレームに固定されるがこの時350℃前
後で作業が行われ、ワイヤーボンデング時には300〜
350℃に数十秒の加熱工程を経てからプラスチツタ封
止される。したがって、このような種々の加熱工程を経
る間にリードフレーム材は強度の低下に伴う変形が起き
てはならない。また、高集積 化したICやパワー
トランジスタ等は熱を多量に ゛発生するので、そ
のリードフレーム材にも熱放散性が要求される。特にリ
ードフレーム材は熱発生初期における放熱に大きく寄与
するので熱伝導度に優れることが必要となる。更に、パ
フケージの小型化に伴ってリードフレームの内部端子、
外部端子の幅が小さくなり、このため端子強度の低下が
生じてくるのでリードフレーム材自身が更に高い強度を
有することが必要−とされる。
各種の特性をもつリードフレーム材が要求されるように
なってきた0例えばセラミックスパッケージされるSi
チップ等は通常Ag−Cu共晶ろうでリードフレームに
ろう接されるが、この時にリードフレームは700〜8
00℃の高温に加熱され、また低融点ガラスで封止され
るときにも400〜500℃に再加熱される。プラスチ
ックパッケージされるSiチップ等は、ダンボンデング
によりリードフレームに固定されるがこの時350℃前
後で作業が行われ、ワイヤーボンデング時には300〜
350℃に数十秒の加熱工程を経てからプラスチツタ封
止される。したがって、このような種々の加熱工程を経
る間にリードフレーム材は強度の低下に伴う変形が起き
てはならない。また、高集積 化したICやパワー
トランジスタ等は熱を多量に ゛発生するので、そ
のリードフレーム材にも熱放散性が要求される。特にリ
ードフレーム材は熱発生初期における放熱に大きく寄与
するので熱伝導度に優れることが必要となる。更に、パ
フケージの小型化に伴ってリードフレームの内部端子、
外部端子の幅が小さくなり、このため端子強度の低下が
生じてくるのでリードフレーム材自身が更に高い強度を
有することが必要−とされる。
このような諸要求を満たすべく種々のリードフレーム材
が開発されているが、低価格でこの要求を満たすには銅
基合金が適する。
が開発されているが、低価格でこの要求を満たすには銅
基合金が適する。
リードフレーム材という特殊な用途を別にすれば、析出
強化型のCu−Tiの2元合金および固溶強化型のCu
−Niの2元合金が周知である。しかし、これらの公知
合金は両者とも電気抵抗が大きく、熱放散性や電気伝導
性の面からリードフレーム材に対しては良好な材料とは
言えない、さらにCu−Niの2元合金の場合は十分な
強度を得るためには数%のNiの添加が必要であるから
コスト面からも不利である。
強化型のCu−Tiの2元合金および固溶強化型のCu
−Niの2元合金が周知である。しかし、これらの公知
合金は両者とも電気抵抗が大きく、熱放散性や電気伝導
性の面からリードフレーム材に対しては良好な材料とは
言えない、さらにCu−Niの2元合金の場合は十分な
強度を得るためには数%のNiの添加が必要であるから
コスト面からも不利である。
Cu−Ni−Tiの3元合金も知られており、この合金
の場合は、胴中にNiとTiとの化合物を析出させるこ
とによって、Cu−Ti2元合金やCu−Ni2元合金
よりも熱放散性や電気伝導性を良好にすることができる
。
の場合は、胴中にNiとTiとの化合物を析出させるこ
とによって、Cu−Ti2元合金やCu−Ni2元合金
よりも熱放散性や電気伝導性を良好にすることができる
。
前述のように、Cu−Ni−Tiの3元合金は周知であ
るが、この系の合金はCu中にNiとTiが固溶または
一部析出している状態で加工することが難しく、今だ現
実のリードフレーム材としては製品化されていない。リ
ードフレーム材を製造するには、溶解、鋳造を経て圧延
加工されるのが普通であるが、このような通常のリード
フレーム材製造法によってこの系の合金をリードフレー
ム材に適する厚さまで加工しようとすると特に冷間加工
においてサイド割れが発生し9歩留りが非常に悪くなる
。
るが、この系の合金はCu中にNiとTiが固溶または
一部析出している状態で加工することが難しく、今だ現
実のリードフレーム材としては製品化されていない。リ
ードフレーム材を製造するには、溶解、鋳造を経て圧延
加工されるのが普通であるが、このような通常のリード
フレーム材製造法によってこの系の合金をリードフレー
ム材に適する厚さまで加工しようとすると特に冷間加工
においてサイド割れが発生し9歩留りが非常に悪くなる
。
本発明の目的は基本的にはこのCu−N i−T iの
3元合金の加工性の問題を解決しながら、最近に要求さ
れる厳しい緒特性を兼備したリードフレーム材を得るこ
とである。
3元合金の加工性の問題を解決しながら、最近に要求さ
れる厳しい緒特性を兼備したリードフレーム材を得るこ
とである。
本発明は、前記の目的を達成するリードフレーム材用銅
合金として2重量%で、Ni;0.1〜4.0%、
Ti ; 0.05〜3.0%、 P H0,01〜
0.5%、残部がCuおよび不可避的不純物からなる銅
合金を提供するものである。
合金として2重量%で、Ni;0.1〜4.0%、
Ti ; 0.05〜3.0%、 P H0,01〜
0.5%、残部がCuおよび不可避的不純物からなる銅
合金を提供するものである。
Cu中におけるN L T II Pの含有量をこのよ
うに限定することによって既述の目′的が効果的に達成
されることは後述の実施例によって実証するがその概要
を説明すると次のとおりである。
うに限定することによって既述の目′的が効果的に達成
されることは後述の実施例によって実証するがその概要
を説明すると次のとおりである。
NiおよびTiの下限について;
本発明合金は胴中にNiとTiの化合物を析出させるこ
とによって強度の向上および耐熱性の向上を図っている
。Niが0.1重量%未満でTiが0.05%未満では
強度の向上が認められず、また耐熱性が劣下する。した
がって、Niを0.1重量%以上+ Tiを0.05
重量%以上として含有させることが必要である。
とによって強度の向上および耐熱性の向上を図っている
。Niが0.1重量%未満でTiが0.05%未満では
強度の向上が認められず、また耐熱性が劣下する。した
がって、Niを0.1重量%以上+ Tiを0.05
重量%以上として含有させることが必要である。
NiおよびTiの上限について;
NiおよびTtは、胴中に固溶している状態では熱間加
工性並びに冷間加工性を悪化させる。したが−1て、こ
れらの元素が多量に含有されていると、リードフレーム
材製品にまで加工するさいにサイド割れなどの欠陥が発
生して歩留りが低下し生産性を低下させる0本発明合金
はPを適量添加してこの加工性を向上させた点に特徴が
あるが。
工性並びに冷間加工性を悪化させる。したが−1て、こ
れらの元素が多量に含有されていると、リードフレーム
材製品にまで加工するさいにサイド割れなどの欠陥が発
生して歩留りが低下し生産性を低下させる0本発明合金
はPを適量添加してこの加工性を向上させた点に特徴が
あるが。
これによって、Niは4.0 %まで、Tiは3.0
%まで含有してもサイド割れ等の欠陥は発生し難くなる
。この加工性の問題を解決したうえでこの量まで許容す
ることによって前述のように強度の向上と耐熱性の向上
が達成できる。
%まで含有してもサイド割れ等の欠陥は発生し難くなる
。この加工性の問題を解決したうえでこの量まで許容す
ることによって前述のように強度の向上と耐熱性の向上
が達成できる。
P含有量について;
Pは本発明のリードフレーム材用銅合金において特徴的
な元素である0本発明者らはN1H0,1〜4.0%お
よびT i i O,05〜3.0%を含有させた銅合
金にPを0.01〜0.5%の範囲で含有させるとリー
ドフレーム材に要求される強度などの特性を低下させず
に加工性が著しく向上することを見出した。P含有量が
0.01重量%未満ではこの加工性の向上効果が見られ
ない。しかし、0.5重世%を超えてPを含有させると
Cu−P化合物を形成し。
な元素である0本発明者らはN1H0,1〜4.0%お
よびT i i O,05〜3.0%を含有させた銅合
金にPを0.01〜0.5%の範囲で含有させるとリー
ドフレーム材に要求される強度などの特性を低下させず
に加工性が著しく向上することを見出した。P含有量が
0.01重量%未満ではこの加工性の向上効果が見られ
ない。しかし、0.5重世%を超えてPを含有させると
Cu−P化合物を形成し。
特にNiおよびTiの含有量が低域において電気伝導度
の低下や耐熱特性を低下させる。したがってP含有量は
0.01−0.5重量%の範囲が適当である。そのさい
9本発明で規定するNiおよびTiの含有量範囲におい
て高Niおよび高Tiとする場合には、これに応じてP
も0.5重量%以下の範囲内で多めに含有させるのがよ
い。
の低下や耐熱特性を低下させる。したがってP含有量は
0.01−0.5重量%の範囲が適当である。そのさい
9本発明で規定するNiおよびTiの含有量範囲におい
て高Niおよび高Tiとする場合には、これに応じてP
も0.5重量%以下の範囲内で多めに含有させるのがよ
い。
(実施例〕
高周波真空溶解炉を用いて無酸化銅を黒鉛るつぼ中で1
0−”torrの減圧下で溶解し、 Cu−30N
iχ母合金、 Cu−25Tiχ母合金およびCu−
15χP母合金を種々の量で添加し、黒鉛鋳型に鋳込ん
で厚さ40I×幅40mm x長さ160mmの鋳塊を
得た。これらの銅合金の化学成分値を第1表に示した。
0−”torrの減圧下で溶解し、 Cu−30N
iχ母合金、 Cu−25Tiχ母合金およびCu−
15χP母合金を種々の量で添加し、黒鉛鋳型に鋳込ん
で厚さ40I×幅40mm x長さ160mmの鋳塊を
得た。これらの銅合金の化学成分値を第1表に示した。
各鋳塊の表面を面前後、厚さ20mm x幅40mm
x長さ40s+mのケークを切り出し、900℃×1時
間の均質化焼鈍を行い、M化を防ぐために水冷した。酸
化スケールを除去したあと、冷間圧延−600℃×1時
間の焼鈍−空冷−酸化スケール除去の工程を繰り返して
厚さ0.5mmの板とした。最終焼鈍後の加工率は50
%である。
x長さ40s+mのケークを切り出し、900℃×1時
間の均質化焼鈍を行い、M化を防ぐために水冷した。酸
化スケールを除去したあと、冷間圧延−600℃×1時
間の焼鈍−空冷−酸化スケール除去の工程を繰り返して
厚さ0.5mmの板とした。最終焼鈍後の加工率は50
%である。
このようにして得た各板から引張試験片、導電率測定試
料、耐熱特性試料、はんだ付は試料を採出した。そして
、引張試験をJIS−22241に基づいて2トン引張
試験機によって行い、導電率はJIS−ZO505に基
づいて4端子法で測定した。耐熱特性は30分加熱後の
硬度が初期硬度の80%に達した温度を調べ、これを軟
化温度として評価した。はんだ付は試験は230℃のS
n40χ−P b60″&のはんだ浴に浸漬後、はん
だ付は部の表面観察を行って評価した。これらの試験結
果を第1表に総括して示した。
料、耐熱特性試料、はんだ付は試料を採出した。そして
、引張試験をJIS−22241に基づいて2トン引張
試験機によって行い、導電率はJIS−ZO505に基
づいて4端子法で測定した。耐熱特性は30分加熱後の
硬度が初期硬度の80%に達した温度を調べ、これを軟
化温度として評価した。はんだ付は試験は230℃のS
n40χ−P b60″&のはんだ浴に浸漬後、はん
だ付は部の表面観察を行って評価した。これらの試験結
果を第1表に総括して示した。
また、加工性を評価するために、前記同様の方法によっ
て厚さ20mm X幅40mm x長さ40mmのケー
クを各々の合金について得たあと、これを900℃×1
時間の均質化焼鈍して水冷し1表面を清浄にしてから圧
下率を一定にして冷間圧延を施した。
て厚さ20mm X幅40mm x長さ40mmのケー
クを各々の合金について得たあと、これを900℃×1
時間の均質化焼鈍して水冷し1表面を清浄にしてから圧
下率を一定にして冷間圧延を施した。
そして、冷間圧延中に50%の圧下率に達する前にケー
クのサイドに割れが生じた合金には記号×を、70%の
圧下率に達する前にケークのサイドに割れが生じた合金
には記号△を、また、70%の圧下率を越えてもサイド
割れが発生しなかったものを記号○で表し、これらを第
1表に併記した。
クのサイドに割れが生じた合金には記号×を、70%の
圧下率に達する前にケークのサイドに割れが生じた合金
には記号△を、また、70%の圧下率を越えてもサイド
割れが発生しなかったものを記号○で表し、これらを第
1表に併記した。
第1表から次のことが明らかである。
(al、No、3と陽15の比較または1mlと陽16
の比較すると明らかなように、Ni−Ti−Cu系の合
金に適量のPを添加すると加工性が向上する。そしてこ
のi!!量のP添加によってはリードフレーム材に要求
される諸特性に殆ど差異はない。
の比較すると明らかなように、Ni−Ti−Cu系の合
金に適量のPを添加すると加工性が向上する。そしてこ
のi!!量のP添加によってはリードフレーム材に要求
される諸特性に殆ど差異はない。
fbl、11に117に見られるように、Pを0.50
%以上添加すると、Ni、Ti含有量が低い域では加工
性は良好となるものの、電気伝導度や軟化温度が特に低
くなる。従ってPの添加量の上限は0.50%以下とす
る必要がある。
%以上添加すると、Ni、Ti含有量が低い域では加工
性は良好となるものの、電気伝導度や軟化温度が特に低
くなる。従ってPの添加量の上限は0.50%以下とす
る必要がある。
icl、NiとTiを本発明で規定するよりも多く含む
m8.1m9および陽10の合金は、P添加による加工
性向上を達成することが困難になり且つ電気伝導度およ
び軟化温度が低くなる。
m8.1m9および陽10の合金は、P添加による加工
性向上を達成することが困難になり且つ電気伝導度およ
び軟化温度が低くなる。
idl 、 N i ’P T iを含まない1Ik
L12や患13.或いは含んでも本発明で規定する範囲
より低いll&l14では強度と軟化温度が低い。
L12や患13.或いは含んでも本発明で規定する範囲
より低いll&l14では強度と軟化温度が低い。
(e)、これに対し、Ni、Ti、Pを本発明で規定す
る範囲で含有する本発明合金11kL1〜8は1強度、
電気伝導度、軟化温度が高く、リードフレーム材に要求
される諸特性を満足することができる。そして加工性が
いずれも良好である。
る範囲で含有する本発明合金11kL1〜8は1強度、
電気伝導度、軟化温度が高く、リードフレーム材に要求
される諸特性を満足することができる。そして加工性が
いずれも良好である。
Claims (1)
- 重量%において、Ni;0.1〜4.0%、Ti;0.
05〜3.0%、P;0.01〜0.5%、残部がCu
および不可避的不純物からなるリードフレーム材用銅合
金。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17917685A JPS6240335A (ja) | 1985-08-14 | 1985-08-14 | リ−ドフレ−ム材用銅合金 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17917685A JPS6240335A (ja) | 1985-08-14 | 1985-08-14 | リ−ドフレ−ム材用銅合金 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6240335A true JPS6240335A (ja) | 1987-02-21 |
JPH0373613B2 JPH0373613B2 (ja) | 1991-11-22 |
Family
ID=16061265
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17917685A Granted JPS6240335A (ja) | 1985-08-14 | 1985-08-14 | リ−ドフレ−ム材用銅合金 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6240335A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109338149A (zh) * | 2018-11-27 | 2019-02-15 | 北京北冶功能材料有限公司 | 适用于导电弹性元器件的高强钛铜合金棒材及制备方法 |
CN112359246A (zh) * | 2020-11-16 | 2021-02-12 | 福州大学 | 一种Cu-Ti-P-Ni-Er铜合金材料及其制备方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60184655A (ja) * | 1984-03-02 | 1985-09-20 | Hitachi Metals Ltd | 高強度高電導度銅合金 |
-
1985
- 1985-08-14 JP JP17917685A patent/JPS6240335A/ja active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60184655A (ja) * | 1984-03-02 | 1985-09-20 | Hitachi Metals Ltd | 高強度高電導度銅合金 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109338149A (zh) * | 2018-11-27 | 2019-02-15 | 北京北冶功能材料有限公司 | 适用于导电弹性元器件的高强钛铜合金棒材及制备方法 |
CN112359246A (zh) * | 2020-11-16 | 2021-02-12 | 福州大学 | 一种Cu-Ti-P-Ni-Er铜合金材料及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0373613B2 (ja) | 1991-11-22 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |