JPS6250427A - 電子機器用銅合金 - Google Patents
電子機器用銅合金Info
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- JPS6250427A JPS6250427A JP19060785A JP19060785A JPS6250427A JP S6250427 A JPS6250427 A JP S6250427A JP 19060785 A JP19060785 A JP 19060785A JP 19060785 A JP19060785 A JP 19060785A JP S6250427 A JPS6250427 A JP S6250427A
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- JP
- Japan
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- alloy
- strength
- heat resistance
- electronic appliance
- copper alloy
- Prior art date
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- Pending
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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
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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）
本発明は強度が高く、導電率及び耐熱性が優れ、かつ加
工性及びメッキ性（・・ンダ付は性）などが良好な銅合
金に関し、特に半導体集積回路のリードフレームやコネ
クターの用途に適したものである。
工性及びメッキ性（・・ンダ付は性）などが良好な銅合
金に関し、特に半導体集積回路のリードフレームやコネ
クターの用途に適したものである。
（従来の技術）
一般に半導体集積回路のリードフレームやコネクター等
には下記の特性が要求されている。
には下記の特性が要求されている。
（１）強度が高く、耐熱性が良いこと
（２）放熱性、即ち熱伝導性が高いこと（３）電気伝導
性が高いこと （１１）加工性が優れ、かつメッキ密着性（）・ンダ付
は性）樹脂とのモールド性が良いこと以下本発明が最も
多量に用いられるリードフレームについて詳細に記述す
る。従来半導体集積回路のリードフレームには主として
１１２合金（Ｆｅ−１１２ｗｔ ％ Ｎｉ）が用いられ
ている。この合金は、引張り強さ６３Ｋｇ／＋Ｊ、耐熱
性６７０℃（３０分間の加熱により初期強度の７０係の
強度になる温度）の優れた特性を示すも、導電率は３％
ｌＡＣ３程度と劣るものである。
性が高いこと （１１）加工性が優れ、かつメッキ密着性（）・ンダ付
は性）樹脂とのモールド性が良いこと以下本発明が最も
多量に用いられるリードフレームについて詳細に記述す
る。従来半導体集積回路のリードフレームには主として
１１２合金（Ｆｅ−１１２ｗｔ ％ Ｎｉ）が用いられ
ている。この合金は、引張り強さ６３Ｋｇ／＋Ｊ、耐熱
性６７０℃（３０分間の加熱により初期強度の７０係の
強度になる温度）の優れた特性を示すも、導電率は３％
ｌＡＣ３程度と劣るものである。
近年半導体集積回路は集積度の増大及び小型化と同時に
高信頼性が求められるようになり、集積回路の形態も従
来のＤＩＰ型ＩＣからチップキャリアー型、ＰＧＡ型等
へと変化しつつある。このため集積回路のリードフレー
ムも薄肉、小型化され、同時に１１２合金を上回る特性
が要求されるようになった。即ち薄肉化による構成部品
の強度低下を防ぐための強度の向上と、集積度の増大に
よる放熱性向上のために熱伝導性と同一特性である導電
率の向上、更に優れた耐熱性と半導体のフレーム上の固
定及び半導体からリードフレームの足の部分の配線に使
う金線ボンディング前処理としてのリードフレーム表面
へのメッキ性及びメッキ密着性、及び封止樹脂とのモー
ルド性の向上が望まれている。
高信頼性が求められるようになり、集積回路の形態も従
来のＤＩＰ型ＩＣからチップキャリアー型、ＰＧＡ型等
へと変化しつつある。このため集積回路のリードフレー
ムも薄肉、小型化され、同時に１１２合金を上回る特性
が要求されるようになった。即ち薄肉化による構成部品
の強度低下を防ぐための強度の向上と、集積度の増大に
よる放熱性向上のために熱伝導性と同一特性である導電
率の向上、更に優れた耐熱性と半導体のフレーム上の固
定及び半導体からリードフレームの足の部分の配線に使
う金線ボンディング前処理としてのリードフレーム表面
へのメッキ性及びメッキ密着性、及び封止樹脂とのモー
ルド性の向上が望まれている。
（発明が解決しようとする問題点）
上記４２合金は導電率が３チＩＡＣＳと低く、放熱性が
劣る欠点があり、これに変えて銅合金を用いれば導電率
を５０〜７０４１ Ａ ＣＳと飛躍的に向上させること
ができるも、４２合金と同等の強度は一部の銅合金を溶
体化処理することにより達成可能な特性である。
劣る欠点があり、これに変えて銅合金を用いれば導電率
を５０〜７０４１ Ａ ＣＳと飛躍的に向上させること
ができるも、４２合金と同等の強度は一部の銅合金を溶
体化処理することにより達成可能な特性である。
しかして焼入れ、焼戻し等の溶体化処理は生産性を著し
く低下させるばかりか、製品価格を著しく高める欠点が
ある。
く低下させるばかりか、製品価格を著しく高める欠点が
ある。
（問題点を解決するだめの手段）
本発明はこれに鑑み種々検討の結果、溶体化処理するこ
とな（１１２合金と同等の強度及び耐熱性を示し、かつ
はるかに優れた導電率を示す、電子機器用銅合金を開発
したものであり、 １） Ｔｉ ０．０５−１０Ｗｔチ （以下係と略記
）、Ｓｂ ０．０５〜５０係を含み残部Ｇｕ と不可
避的不純物からなる。
とな（１１２合金と同等の強度及び耐熱性を示し、かつ
はるかに優れた導電率を示す、電子機器用銅合金を開発
したものであり、 １） Ｔｉ ０．０５−１０Ｗｔチ （以下係と略記
）、Ｓｂ ０．０５〜５０係を含み残部Ｇｕ と不可
避的不純物からなる。
２）Ｔｉ０．０５〜１．０チ、５ｂｏ０５〜５０チを含
み更にＭｇ、 Ｚｎ％Ｍｎ％Ｐ、 ＩＪ）Ｊ、Ｂ、 Ｔ
ｓ、 Ｓｉ、Ｃ０１Ａε、Ｚｒ （以下これ等をＸと略
記）の内、何れか１種又は２種以上を合計で０００５〜
う、０チ含み残部Ｃｕ と不可避的不純物からなる。
み更にＭｇ、 Ｚｎ％Ｍｎ％Ｐ、 ＩＪ）Ｊ、Ｂ、 Ｔ
ｓ、 Ｓｉ、Ｃ０１Ａε、Ｚｒ （以下これ等をＸと略
記）の内、何れか１種又は２種以上を合計で０００５〜
う、０チ含み残部Ｃｕ と不可避的不純物からなる。
以上の事を特徴とするものである。
（作 用）
Ｃｕ にＴ１ を添加するとＣｕ−Ｔｉ 化合物を作
り、これをＣｕ 中に析出させると強度及び導電率が向
上することが知られている。このような析出は高温にお
ける溶体化水焼入れとその後の時効処理により行ってお
り、溶体化によってＴｉをＣｕ 中に固溶させ、これ
を焼き入れ、時効処理によすＧｕ中にＣｕ−Ｔｉ化合物
として析出させることにより、強度及び導電率を向上さ
せたものである。本発明はＣＵにｓｂ 及び第５元素
であるＸを添加する事により、高温の溶体化水焼入れ時
効処理を行うことなく、ＣｕＯ中にＴ１含有化合物（Ｔ
ｉ−３ｂ、 Ｔｉ −ｓｂ −ｘ等）を析出せしめる
事により、優れた特性を得たものである。
り、これをＣｕ 中に析出させると強度及び導電率が向
上することが知られている。このような析出は高温にお
ける溶体化水焼入れとその後の時効処理により行ってお
り、溶体化によってＴｉをＣｕ 中に固溶させ、これ
を焼き入れ、時効処理によすＧｕ中にＣｕ−Ｔｉ化合物
として析出させることにより、強度及び導電率を向上さ
せたものである。本発明はＣＵにｓｂ 及び第５元素
であるＸを添加する事により、高温の溶体化水焼入れ時
効処理を行うことなく、ＣｕＯ中にＴ１含有化合物（Ｔ
ｉ−３ｂ、 Ｔｉ −ｓｂ −ｘ等）を析出せしめる
事により、優れた特性を得たものである。
本発明合金の強度は熱間加工とその後の冷間加工と焼鈍
による、Ｔ工含有化合物の析出により向上させたもので
、十分な強度を得たものアある。
による、Ｔ工含有化合物の析出により向上させたもので
、十分な強度を得たものアある。
導電率は、Ｔ１含有化合物を析出せしめる事によゆ、著
しく向上させたものである。
しく向上させたものである。
次に耐熱性はリードフレームに要求される重要な特性の
一つであり、一般には１１００−！ｉｏＯ℃で十分であ
るとされている。このような耐熱性はＣｕにＴ１ を
添加することにより、すでにクリアーできるものである
。しかしＴ１添加量がＬ Ｏ％を越えてくると、ＣＵ−
Ｔ工合金の耐熱性は６５０℃以上となり、製造工程にお
ける焼鈍温度の上昇等エネルギー効率を悪化する。
一つであり、一般には１１００−！ｉｏＯ℃で十分であ
るとされている。このような耐熱性はＣｕにＴ１ を
添加することにより、すでにクリアーできるものである
。しかしＴ１添加量がＬ Ｏ％を越えてくると、ＣＵ−
Ｔ工合金の耐熱性は６５０℃以上となり、製造工程にお
ける焼鈍温度の上昇等エネルギー効率を悪化する。
そこで本発明ではＴ１、ｓｂ 及びＸを添加する事に
より、焼鈍温度、時間の上昇を抑制し、エネルギー効率
の悪化を防ぐとともに、リードフレーム材としての耐熱
性も充分に確保している。
より、焼鈍温度、時間の上昇を抑制し、エネルギー効率
の悪化を防ぐとともに、リードフレーム材としての耐熱
性も充分に確保している。
更にメッキ密着性（ハンダ付は性）、封止樹脂とのモー
ルド性は、リードフレームに必要な条件であり、メッキ
密着性（ハンダ付は性）では基材とメッキ（ハンダ）と
の界面、モールド性においては基材と酸化膜界面での連
続性が要求される。
ルド性は、リードフレームに必要な条件であり、メッキ
密着性（ハンダ付は性）では基材とメッキ（ハンダ）と
の界面、モールド性においては基材と酸化膜界面での連
続性が要求される。
しかして、半導体製造時における熱処理中に基材（リー
ドフレーム）中の溶質元素が界面に拡散し、脆性層を生
成してしまい連続性をＪｉＬるため剥離やモールド不良
の原因となる。本発明では、これを防ぐためＧｕ 中に
Ｔｉ−３ｂ％Ｔｉ−３ｂ −Ｘ 等のＴ１含有析出物を
形成し、溶質元素を固定化し界面への拡散を抑え脆化を
なくしたものである。
ドフレーム）中の溶質元素が界面に拡散し、脆性層を生
成してしまい連続性をＪｉＬるため剥離やモールド不良
の原因となる。本発明では、これを防ぐためＧｕ 中に
Ｔｉ−３ｂ％Ｔｉ−３ｂ −Ｘ 等のＴ１含有析出物を
形成し、溶質元素を固定化し界面への拡散を抑え脆化を
なくしたものである。
また羽、Ｚｎ、 Ｍｎ、 ′？％、ＭＭ、Ｂは脱酸剤と
しても働き本発明合金を安定して鋳造するに有意である
ばかりでな（、Ｔ工、Ｓｂ との相乗効果によって、
特性の向上をはかっている。
しても働き本発明合金を安定して鋳造するに有意である
ばかりでな（、Ｔ工、Ｓｂ との相乗効果によって、
特性の向上をはかっている。
次に本発明合金の組成を上記の如く限定したのは、Ｔ１
及びｓｂ含有量が請求範囲未満では相乗効果による特性
の向上が見られないためであり、各々の請求範囲を越え
て、添加されると、鋳造性・加工性が著しく低下し、製
造が困難となるためである。
及びｓｂ含有量が請求範囲未満では相乗効果による特性
の向上が見られないためであり、各々の請求範囲を越え
て、添加されると、鋳造性・加工性が著しく低下し、製
造が困難となるためである。
またＸ含有量を０００５〜工０俤と限定したのは、０．
ＯＯ５未満では、十分な効果が得られすつ、０チを越
えるとＣｕ 中において、過剰となり、メッキ密着性（
）・ンダ付は性）、モールド性を低下させるためである
。
ＯＯ５未満では、十分な効果が得られすつ、０チを越
えるとＣｕ 中において、過剰となり、メッキ密着性（
）・ンダ付は性）、モールド性を低下させるためである
。
尚、本発明合金は熱間加工後の冷間加工と１１００〜ｇ
ｏｏ℃ｌＯ秒〜３６０分間の焼鈍をくりかえし、最終的
に２００〜５００℃の焼鈍を行う事によって、より優れ
た特性を得ることが可能となる。
ｏｏ℃ｌＯ秒〜３６０分間の焼鈍をくりかえし、最終的
に２００〜５００℃の焼鈍を行う事によって、より優れ
た特性を得ることが可能となる。
以下本発明を実施例について詳細に説明する。
（実施例）
黒鉛ルツボを用いて銅を溶解し、その湯面を木炭粉末で
履い、十分に溶解した後Ｔ１ を添カロし、ついでｓｂ
次に第う元素であるＸを添加して第１表に示す組成の
合金を溶製し、これを鋳造して巾１５０ｍｍ、厚さ２５
調、長さ２００Ｂの鋳塊を得た。これを１面あたり２．
５ＩｌｌＩ＋１面削した後、熱間圧延し、巾１５０ｍ、
厚さ８ＩｌｌＩ＋の板とした。これに冷間圧延と中間焼
鈍（６００℃ １時間）を繰返し行ない、最終冷間圧延
により１１ｏｚの加工を行って厚さ０．２５ ｍの板に
仕上げた。
履い、十分に溶解した後Ｔ１ を添カロし、ついでｓｂ
次に第う元素であるＸを添加して第１表に示す組成の
合金を溶製し、これを鋳造して巾１５０ｍｍ、厚さ２５
調、長さ２００Ｂの鋳塊を得た。これを１面あたり２．
５ＩｌｌＩ＋１面削した後、熱間圧延し、巾１５０ｍ、
厚さ８ＩｌｌＩ＋の板とした。これに冷間圧延と中間焼
鈍（６００℃ １時間）を繰返し行ない、最終冷間圧延
により１１ｏｚの加工を行って厚さ０．２５ ｍの板に
仕上げた。
尚耐熱性は、前記圧延材よｌｊ Ｊ Ｉ Ｓ −Ｚ ２
２０１に規定する引張り試験片を切り出し、これをアル
ゴン雰囲気中で３０分間加熱した時、引張強度が初期強
度の７０係となる温度である。
２０１に規定する引張り試験片を切り出し、これをアル
ゴン雰囲気中で３０分間加熱した時、引張強度が初期強
度の７０係となる温度である。
また密着性は、供試材より３０Ｘ３０＋ａのサンプルを
切出し、表面清浄処理後、 Ａｇ メッキを行い、これ
を大気中で加熱して、その後のメッキ表面の膨れを観察
したものであり、５５０℃、５分間加熱で膨れの見られ
なＡものを「良」、膨れが見られるものを「不良」とし
た。
切出し、表面清浄処理後、 Ａｇ メッキを行い、これ
を大気中で加熱して、その後のメッキ表面の膨れを観察
したものであり、５５０℃、５分間加熱で膨れの見られ
なＡものを「良」、膨れが見られるものを「不良」とし
た。
酸化膜剥離性は供試材より１０ｘ５０＋＋ａｍのサンプ
ルを切り出し、表面清浄処理後、大気中で４２０℃１分
間加熱し、表面に酸化膜を形成した後、セロテープによ
る剥離試験を行い、はとんど剥離が見られないものを「
良」全面に剥離しているものを「不良」とした。
ルを切り出し、表面清浄処理後、大気中で４２０℃１分
間加熱し、表面に酸化膜を形成した後、セロテープによ
る剥離試験を行い、はとんど剥離が見られないものを「
良」全面に剥離しているものを「不良」とした。
第１表から明らかなように本発明合金随１〜１６はリー
ドフレームとして十分な耐熱性を示し、従来合金Ｎａ″
２１と比較して強度及びメッキ密着性・モールド性は同
等で、導電率ははるかに優れている事が判る。
ドフレームとして十分な耐熱性を示し、従来合金Ｎａ″
２１と比較して強度及びメッキ密着性・モールド性は同
等で、導電率ははるかに優れている事が判る。
これに対し、Ｔ１含有量の少ない比較合金Ｎα１了は導
電率・強度耐熱性共に劣りＴｉ 含有量の多い比較合金
Ｎα１８及びｓｂ 含有量の多い比較合金蝿１８及び
ｓｂ 含有量の多い比較合金Ｎα１９は鋳造性・加工性
が悪く、板材に加工する事ができなかった。又Ｘ含有量
の多い比較合金Ｎα２０は、メッキ密着性・モールド性
が劣っている。
電率・強度耐熱性共に劣りＴｉ 含有量の多い比較合金
Ｎα１８及びｓｂ 含有量の多い比較合金蝿１８及び
ｓｂ 含有量の多い比較合金Ｎα１９は鋳造性・加工性
が悪く、板材に加工する事ができなかった。又Ｘ含有量
の多い比較合金Ｎα２０は、メッキ密着性・モールド性
が劣っている。
（発明の効果）
このように本発明合金は製造が容易でコストも安く導電
率・引張強さ・メッキ密着性・モールド性及び耐熱性に
も優れており、リードフレーム及びコネクタ等の電子機
器用材料に使用して、その薄肉化・小型化を可能にする
など工業上顕著な効果を奏するものである。
率・引張強さ・メッキ密着性・モールド性及び耐熱性に
も優れており、リードフレーム及びコネクタ等の電子機
器用材料に使用して、その薄肉化・小型化を可能にする
など工業上顕著な効果を奏するものである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）Ｔｉ０．０５〜１．０Ｗｔ％、Ｓｂ０．０５〜３．
０Ｗｔ％を含み、残部Ｃｕと不可避的不純物からなる電
子機器用銅合金 ２）Ｔｉ０．０５〜１．０Ｗｔ％、Ｓｂ０．０５〜３．
０Ｗｔ％を含み、更にＭｏ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｐ、ＭＭ、Ｂ
、Ｔｅ、Ｓｉ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｚｒの内何れか１種又は２
種以上を合計で０．００５〜３．０Ｗｔ％含み、残部Ｃ
ｕと不可避的不純物からなる電子機器用銅合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19060785A JPS6250427A (ja) | 1985-08-29 | 1985-08-29 | 電子機器用銅合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19060785A JPS6250427A (ja) | 1985-08-29 | 1985-08-29 | 電子機器用銅合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6250427A true JPS6250427A (ja) | 1987-03-05 |
Family
ID=16260881
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19060785A Pending JPS6250427A (ja) | 1985-08-29 | 1985-08-29 | 電子機器用銅合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6250427A (ja) |
-
1985
- 1985-08-29 JP JP19060785A patent/JPS6250427A/ja active Pending
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