JPS6270540A

JPS6270540A - 半導体装置用Ｃｕ合金リ−ド素材

Info

Publication number: JPS6270540A
Application number: JP60208095A
Authority: JP
Inventors: Hidetoshi Akutsu; 阿久津　英俊; Takuro Iwamura; 岩村　卓郎; Masao Kobayashi; 正男小林
Original assignee: Mitsubishi Metal Corp
Current assignee: Mitsubishi Metal Corp
Priority date: 1985-09-20
Filing date: 1985-09-20
Publication date: 1987-04-01
Also published as: JPS6338412B2

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】〔産業上の利用分野〕この発明は、ＩＣやＬＳＩ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。

〔従来の技術〕

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）良好なプレス打抜き性、（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橢器への組込みに
際して曲がり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、が要求され、特性的には、特定使用分野に限って見れば
、強度を評価する目的で、引張り強さ：４０Ｋｇｆ／−以
上、伸び：４％以上、放熱性および導電性を評価する目的で、導電率：５０％
■△Ｃ８以上、耐熱性を評価する目的で、軟化点：４００℃以上、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Ｃ
ｕ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。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、近年の半導体装置における集積度の益々の向上
に伴って、００合金リード素材には、上記の特性を具備
した上で、ざらに高強度および高伸びが要求されるよう
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。

〔問題点を解決するための手段］そこで、本発明者等は、上）玉のような観点から、半導
体装置用Ｃｕ合金リード素材に要求される特性を具備し
た上で、さらに一段と高強度および高伸びを有するＣｕ
合金リード素材を開発すべく研究を行なった結果、成分
組成を、重量％で（以下％は重量％を示ず）、Ｃｒ二　０．０５〜１％。

Ｚｒ　：　　０．００５〜０．３％。

のうちの１種または２種を含有し、さらに、Ｎｉ　、Ｓ
ｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、および［Ｂｅのうちの１種または２種
以上（以下、これらを第１群金属という）　：　　０．
００５〜２％。

Ｍ（］　、Ｓｉ　、△ｔ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｂ、Ｐ、Ｌ−ｉ
　。

Ｙ、および希土類元素のうちの１種または２種以上（以
下、これらを第２群金属という）　：　　ｏ、ｏｏｉ〜
１％、Ｔｉ　、　Ｎｂ　、　Ｖ、　Ｔａ　、　ｆ−４ｆ　、　
Ｍｏ　、およびＷのうちの１種または２種以上（以下、
これらを第３群金属という）　：　　０．００５〜２％
。

以上第１〜３群金属のうちのいずれか、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るもので構
成すると共に、組織上、晶出物については、通常、その平均粒径が２０〜１００
μｍであるものを１０μｍ以下とし、また、析出物につ
いては、同じく平均粒径：０．５〜３μｍであるしのを
０．１μｍ以下とし、さらに結晶粒についても、通常、
その平均粒径が６０〜２０００ｍであるらのを５０ＬＩ
ＴｒＬ以下としたＣｕ合金で構成されたリード素材は、
引張り強さ：５０に９ｆ／−以上、伸び＝６％以上、導電率：５２％ｌＡＣ３以上、軟化点：４００℃以上、の特性を有し、これらの特性を有する０　１１合金リー
ド素材は、集積度の高い半導体装置のリード材として十
分満足する性能を発揮する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ちのであっ
て、以下に成分組成を上記の通りに限定した理由を説明
する。

（ａ）ＣｒおよびＺｒこれらの成分には、強度および耐熱性を向上させる作用
があるが、その含有量がそれぞれＣｒ二００５％未満、
およびｌｒ　：　　Ｑ、００５％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ＧがそれぞれＣｒ：
１％およびｚｒ　：　　０．３％を越えると、非金属介
在物が発生し易くなって、めっき性や導電率が低下する
ようになることから、その含８１をＣｒ　：　　０．０
５〜１％、　ｌｒ　：　　０．００５〜０．３％と定め
た。

（ｂ）第１群金属これらの成分には、強度を向上させるほか、プレス打抜
き時の変形およびパリ発生を防止する作用があるが、そ
の含有量が０．００５％未満では前記作用に所望の効果
が得られず、一方その含有層が２％を越えると導電率が
低下するようになることから、その含有層をｏ、　ｏｏ
ｓ〜２％と定めた。

（Ｃ）第２群金属これらの成分には、いずれも脱酸作用があるほか、導電
率、めっき性、およびはんだ付は性を向上させる作用が
あるが、その含有量が０．００１％未満では前記作用に
所望の効果が得られず、一方その含有岳が１％を越える
と、前記作用に劣化傾向が現われるようになることから
、その含有量を０．００１〜１％と定めた。

（ｄ）第３群金属これらの成分には、強度および耐熱性を向上させる作用
があるが、その含有層がｏ、　ｏｏｓ％未満では前記作
用に所望の効果が１ｑられず、一方その含有層が２％を
越えると導電率が低下するようになることから、その含
有量をｏ、　ｏｏｓ〜２％と定めた。

また、上記のように、この種の従来Ｃり合金においては
、通常、晶出物の平均粒径：２０〜１００μｍ１析出物の平均粒
径：０．５〜３μｍ１結晶粒の平均粒径：６０〜２００μｍ、となっているが
、この組織状態では、所望の高強度および高伸びを確保
することができないものであり、これを、組織上、晶出物の平均粒径：１０μｍ以下、析出物の平均粒径：０．１μｍ以下、結晶粒の平均粒径：５０μｍ以下、とすることによって、すなわちこれらの条件をすべて満
足することによってはじめて、引張り強さで５０Ｋｇｆ
／−以上の高強度、および６％以上の高伸びを確保する
ことができるものであり、さらにこれによってプレス打
扱き性も茗しく向上するようになるのである。したがっ
て、晶出物、析出物、および結晶粒のいずれの平均粒径
が上記の上限値を越えても前記の高強度および高伸びを
確保することができないのである。

〔実施例〕

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。

通常の低周波溝を誘導炉を用い、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、水冷鋳型
にて、平面形状：５０ａ＋ＯＸ高さ：１００咽の寸法を
もった鋳塊とし、この面１１１１後の鋳塊に、８００〜
９５０℃の範囲内の所定の熱間圧延開始温度にて熱間圧
延を施して厚さ：１１ｍｍの熱延板とした後、水スプレ
ーにより急冷して、析出物の形成なく、晶出物および結
晶粒を微細なものとし、ついで、この熱延板の上下両面
を０．５胴づつ面側して厚さ：１０１ｎ重量とした状態
で、冷間圧延により厚さ二２ｓｎの冷延板とし、この冷
延板に４００〜５５０℃の範囲内の所定温度に６０分間
保持の条件で時効処理を施して析出物を微細に析出させ
、さらにこれに冷間圧延を施して厚さ：０．７＃ＩＩＩ
とし、引続いて、４００〜５００℃の範囲内の所定温度
に６０分間保持の条件で歪取り焼鈍を施した侵、最終冷
間圧延を施して厚さ：　　０．３ｍ＋とすることによっ
て本発明Ｃｕ合金リード素材１〜１７をそれぞれ製造し
た。

さらに、この結果得られた本発明Ｃｕ合金リード素材１
〜１７について、晶出物、析出物、および結晶粒の平均
粒径を測定すると共に、引張り強さ、伸び、導電率、お
よび軟化点を測定した。これらの結果を第１表に示した
。

〔発明の効果〕

第１表に示される結果から、本発明ＯＬ１合金リード素
材１〜１７は、いずれも、５０Ｋｙｆ／−以上の引張り強さ、６％以上の伸び、５２％ｌＡＣ３以上の導電率、４００℃以上の軟化点、゛を示し、これらの値は半導体装置のリード素材に要求
される特性を十分満足して具備することを示し、かつ強
度と伸びが一段と島い値を示すことが明らかである。

上述のように、この発明のＣｕ合金リード素材は通常の
半導体装置用００合金リード素材に要求される導電率お
よび軟化点を具備した上で、さらに一段と高い強度と伸
びを具備するので、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
を発揮するものである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ｃｒ：０．０５〜１％、Ｚｒ：０．００５〜０．３％、のうちの１種または２種を含有し、残りがＣｕと不可避
不純物からなる組成（以上重量％）を有し、かつ組織上
、晶出物の平均粒径：１０μｍ以下、析出物の平均粒径：０．１μｍ以下、結晶粒の平均粒径：５０μｍ以下、を満足するＣｕ合金で構成したことを特徴とする高強度
および高伸びを有する半導体装置用Ｃｕ合金リード素材
。
（２）Ｃｒ：０．０５〜１％、Ｚｒ：０．００５〜０．３％、のうちの１種または２種を含有し、さらに、Ｎｉ、Ｓｎ
、Ｆｅ、Ｃｏ、およびＢｅのうちの１種または２種以上
：０．００５〜２％、を含有し、残りがＣｕと不可避不純物からなる組成（以
上重量％）を有し、かつ組織上、晶出物の平均粒径：１０μｍ以下、析出物の平均粒径：０．１μｍ以下、結晶粒の平均粒径：５０μｍ以下、を満足するＣｕ合金で構成したことを特徴とする高強度
および高伸びを有する半導体装置用Ｃｕ合金リード素材
。
（３）Ｃｒ：０．０５〜１％、Ｚｒ：０．００５〜０．３％、のうちの１種または２種を含有し、さらに、Ｍｇ、Ｓｉ
、Ａｌ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｂ、Ｐ、Ｌｉ、Ｙ、および希土類
元素のうちの１種または２種以上：０．００１〜１％、を含有し、残りがＣｕと不可避不純物からなる組成（以
上重量％）を有し、かつ組織上、晶出物の平均粒径：１０μｍ以下、析出物の平均粒径：０．１μｍ以下、結晶粒の平均粒径：５０μｍ以下、を満足するＣｕ合金で構成したことを特徴とする高強度
および高伸びを有する半導体装置用Ｃｕ合金リード素材
。
（４）Ｃｒ：０．０５〜１％、Ｚｒ：０．００５〜０．３％、のうちの１種または２種を含有し、さらに、Ｔｉ、Ｎｂ
、Ｖ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｍｏ、およびＷのうちの１種または
２種以上：０．００５〜２％、を含有し、残りがＣｕと
不可避不純物からなる組成（以上重量％）を有し、かつ
組織上、晶出物の平均粒径：１０μｍ以下、析出物の平均粒径：０．１μｍ以下、結晶粒の平均粒径：５０μｍ以下、を満足するＣｕ合金で構成したことを特徴とする高強度
および高伸びを有する半導体装置用Ｃｕ合金リード素材
。
（５）Ｃｒ：０．０５〜１％、Ｚｒ：０．００５〜０．３％、のうちの１種または２種を含有し、さらに、Ｎｉ、Ｓｎ
、Ｆｅ、Ｃｏ、およびＢｅのうちの１種または２種以上
：０．００５〜２％、Ｍｇ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｂ、Ｐ、Ｌｉ、Ｙ、お
よび希土類元素のうちの１種または２種以上：０．００
１〜１％、を含有し、残りがＣｕと不可避不純物からなる組成（以
上重量％）を有し、かつ組織上、晶出物の平均粒径：１０μｍ以下、析出物の平均粒径：０．１μｍ以下、結晶粒の平均粒径：５０μｍ以下、を満足するＣｕ合金で構成したことを特徴とする高強度
および高伸びを有する半導体装置用Ｃｕ合金リード素材
。
（６）Ｃｒ：０．０５〜１％、Ｚｒ：０．００５〜０．３％、のうちの１種または２種を含有し、さらに、Ｎｉ、Ｓｎ
、Ｆｅ、Ｃｏ、およびＢｅのうちの１種または２種以上
：０．００５〜２％、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｔａ、Ｈｒ、Ｍｏ、およびＷのうちの
１種または２種以上：０．００５〜２％、を含有し、残
りがＣｕと不可避不純物からなる組成（以上重量％）を
有し、かつ組織上、晶出物の平均粒径：１０μｍ以下、析出物の平均粒径：０．１μｍ以下、結晶粒の平均粒径：５０μｍ以下、を満足するＣｕ合金で構成したことを特徴とする高強度
および高伸びを有する半導体装置用Ｃｕ合金リード素材
。
（７）Ｃｒ：０．０５〜１％、Ｚｒ：０．００５〜０．３％、のうちの１種または２種を含有し、さらに、Ｍｇ、Ｓｉ
、Ａｌ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｂ、Ｐ、Ｌｉ、Ｙ、および希土類
元素のうちの１種または２種以上：０．００１〜１％、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｍｏ、およびＷのうちの
１種または２種以上：０．００５〜２％、を含有し、残
りがＣｕと不可避不純物からなる組成（以上重量％）を
有し、かつ組織上、晶出物の平均粒径：１０μｍ以下、析出物の平均粒径：０．１μｍ以下、結晶粒の平均粒径：５０μｍ以下、を満足するＣｕ合金で構成したことを特徴とする高強度
および高伸びを有する半導体装置用Ｃｕ合金リード素材
。
（８）Ｃｒ：０．０５〜１％、Ｚｒ：０．００５〜０．３％、のうちの１種または２種を含有し、さらに、Ｎｉ、Ｓｎ
、Ｆｅ、Ｃｏ、およびＢｅのうちの１種または２種以上
：０．００５〜２％、Ｍｇ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｂ、Ｐ、Ｌｉ、Ｙ、お
よび希土類元素のうちの１種または２種以上：０．００
１〜１％、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｍｏ、およびＷのうちの
１種または２種以上：０．００５〜２％、を含有し、残
りがＣｕと不可避不純物からなる組成（以上重量％）を
有し、かつ組織上、晶出物の平均粒径：１０μｍ以下、析出物の平均粒径：０．１μｍ以下、結晶粒の平均粒径：５０μｍ以下、を満足するＣｕ合金で構成したことを特徴とする高強度
および高伸びを有する半導体装置用Ｃｕ合金リード素材
。