JPS6286151A - ピン・グリツト・アレイｉｃリ−ド用線材の製造方法 - 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】 を産業上の利用分野１ 本発明はピン・グリット・アレイＩＣリード用線材の製
造方法１こ関する。

ピン・グリット・アレイＩＣとは、方形のセラミンク基
盤ｌこ２．５４ｍｍピンチにメタライズされた電極部と
ヘッグ加工された線材の頂部とを銀ろうにより８００〜
９００°Ｃの加熱下にろう付は接合されたものであり、
高集積化、信頼性の高いセミツクパッケージＩＣである
。

［従来技術１ 従来、ピン・グリット・アレイＩＣリード用ピン線材と
しては、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ合金（Ａ　Ｓ　Ｔ　Ｍ規格の
Ｆ１５合金）或いはＦｅ４２Ｎｉ合金（ＡＳＴＭ規格の
Ｆ−３０合金）が使用されている。

しかし、このＦ１５合金或いはＦ−３０合金導電率が３
％ｌＡＣ３と小さく、そのためにＩＣＣツリー線として
はジュール熱が発生し易く、がっ、ＩＣ素子内部で発生
する熱量の放散が不光分であり、特に、最近のＩＣ素子
のように高密度化するのに伴なって、ＩＣ素子内部で発
生する熱量が増加すると放散性の悪いことが指摘されて
おり、従って、Ｆ−１５およびＦ−３０に代わる熱放散
性の優れた材料が要望されている。

［発明が解決しようとする問題、弘１ 本発明は上記に説明したような従来のピン・グリント・
アレイＩ　Ｃ＋７−ド用線材として使用されてきたＦ−
１５或いはＦ−３０合金の導電性、熱伝導性に鑑みなさ
れたものであり、即ち、８００〜９００　℃の温度にお
ける銀ろう付は後においてら強度、繰り返し曲げ性、導
電率、熱伝導率、はんだ付は性、はんだの加熱下におけ
る耐剥離性等に優れたビン・グリッド・アレイＩ　Ｃ＋
７−ド用線材の製造方法を提供するものである。

１問題点を解決するための手段１ 本発明に係るビン・グリッド・アレイＩ　Ｃ’Ｊ　−ド
用線材の製造方法の特徴とするところは、Ｎ　ｉ　１．
Ｏ〜５．０ｗｔ％、Ｃｏ　０．２〜１，０１１ｔ％、Ｓ
　ｉ　０．２〜１．５ｗＬ％、Ｚｎ　０．０５−５，０
ｗｔ％、Ｃｒ　０．００２〜０，５ｗＬ％ を含有し、残部Ｃｕおよび不可避不純物からなる銅合金
のｉ塊を熱間押出後、冷間伸線を行ない、この冷間伸線
加工の途中において少なくとも１回の５５０〜８００°
Ｃの温度における中間焼鈍を行なうことにある。

本発明に係るビン・グリッド・アレイＩＣリード用線材
の製造方法について以下詳細に説明する。

先ず、本発明に係るビン・グリッド・アレイＩＣリード
用線材の製造方法において使用する銅合金の含有成分お
よび成分割合について説明する。

Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉは強度を向上させる元素であり、特に
、Ｎｉは単独或いは一部をＣｏと置換した状態において
Ｓｉとの金属間化合物を形成することにより強度向上に
寄与する。

Ｎｉ含有量が１．Ｏｕｔ％未満、Ｓｉ含有量が０．２ｕ
＋Ｌ％未満ではＣｏ含有量が１．０ｗｔ％を越えて含有
されても充分な強度を得ることができず、また、Ｎｉ、
Ｓｉ含有量を増加させていくと８００〜９００°Ｃの温
度でのろう付は後においても充分な強度と導電率が得ら
れるが、Ｎｉ含有量が５．０ｔｕｔ％を越えるとこの効
果が飽和してしまい、Ｓｉ含有量が１．５ｗｔ％を越え
ると熱間加工性が劣化するようになる。よって、Ｎｉ含
有量は１．０〜５．０ｗｔ％、Ｓｉ含有量は０．２〜１
．５ｗｔ％とする。

ＣｏはＮｉと同様に強度向上に寄与する元素であり、特
に、８００〜９００°Ｃの温度でのろう付は時の結晶粒
の成長を抑制して効果を発揮し、８００〜９００℃の温
度でのろう付は後、結晶粒の大きさが５０μｍを越えて
大きくなると繰り返し曲げ回数の低下、リード材のめっ
き後の表面の肌荒れ、疲労強度の低下が生じ易くなり、
含有量が０．２ｗＬ％未満ではこのような効果は少なく
、また、１．Ｏｕ＋ｔ％を越えて含有されても効果はあ
るが高価となり、高価となる割には効果の向上は少ない
。よって、Ｃｏ含有量は０．２〜１．０ｗｔ％とする。

Ｚｎはリード材の表面に施した錫めっき或いは錫合金め
っと層の熱的な耐剥離性を改善するだめの必須の元素で
あり、含有量が０，０５ｗＬ％未満ではこの効果は少な
く、また、５．Ｏｕ＋ｔ％を越えて含有されるとはんだ
付は性が劣化する。よって、Ｚｎ含有量は０．０５−５
．０ｗｔ％とする。

Ｃｒは鋳塊の粒界が強化され、熱間加工性を向」ニさせ
る元素であり、含有量が０．００２ｕ＋ｔ％未満ではこ
の効果は少なく、また、０．５ｗＬ％を越えて含有され
ると溶湯が酸化し、鋳造性が劣化する。よって、Ｃｒ含
有ｍは０．００２〜０．５ｗｔ％とする８なお、上記の
含有成分以外に、Ａｇ、　ＡＩ、Ｉｎ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｓ
ｎを１種或いは２種以上を０．２ｗｔ％まで、また、Ｂ
、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｐを１種或いは２種以上を
０，１ｕ＋Ｌ％までの含有は、銀ろう付は性、強度、ス
ティ７ネス強度、導電性、はんだ付は性、はんだの１５
０℃加熱下における耐剥離性およびリード材の繰り返し
曲げ回数等の問題を生じることなく維持することができ
るので、上記含有量は許容される。

次に、本発明に係るビン・グリッド・アレイＩＣ＋７−
ド用線材の製造方法の製造条件について説明する。

即ち、ビン・グリッド・アレイＩ　ＣＩ７−　）用線材
は上記に説明した含有成分および成分割合の銅合金鋳塊
を熱間押出加工後、冷間伸線加工により製造することは
可能であるが、特に、この冷間伸線加工の途中において
少なくとも１回の５５０〜８００°Ｃの温度における中
間焼鈍を行なうのは、これは、８００〜９００　℃の温
度における銀ろう付は後において、製品組織を伸線方向
に直角に生成させないためであり、単に、熱間押出加工
後、冷間伸線加工だけで製造されたビン・グリッド・ア
レイＩＣリード用線材は、８００〜９００℃の温度にお
ける銀ろう付は後において、屡々双晶組織が生成し、５
０μ以下の均一な最結晶組織が得られず、特に、スティ
フネス特性を低下させるのである。

しかして、中間焼鈍温度が５５０℃未満では再結晶およ
び軟化が不充分であり、その後の冷間伸線加工における
加工性が悪くなり、また、８００℃を越える温度では熱
処理コストが高くなり、高くなる割には上記した特性の
向上が少ない。よって、中間焼鈍温度は５５０〜８００
℃とする。この中間焼鈍時間は、５秒〜１８０分とする
のがよい。

さらに、本発明に係るビン・グリッド・アレイＩＣｌ７
−ド用線材の製造方法によりＳｉ！遺されたリード用線
材は、銀ろう付は後の冷却はセラミックス基盤が割れな
い程度であればよく、この銀ろう付は後に４００〜５５
０℃の温度で５〜３０分の熱処理を行なうことにより硬
度および導電率を向上させることができる。

このように、本発明に係るビン・グリッド・アレイＩＣ
リード用線材の製造方法により製造されたり一ド線材が
、硬ろう付は後においても硬度が高く、導電率が大きい
のは、ろう付は後の冷却過程中に４００〜５５０℃の温
度域を通過する際に、（Ｎｉ、ｘＣｏｘ）２ｓｉを析出
して母相の純度を向上させ、強化するからである。

［実　施　例１ 次に、本発明に係るビン・グリッド・アレイＩＣ１７−
ド用線材の製造方法について実施例を説明する。

実施例 第１表に示す含有成分および成分割合の銅合金をクリプ
トル炉で大気中で木炭被覆下において溶解し、傾注式の
鋳鉄製の円筒ブックモールドに鋳込み、直径７０龍、長
さ１８０Ｉの鋳塊を作製し　　　　　　−た。

この鋳塊の表外周面を各２．５關面刑し、８５０°Ｃの
温度で熱間押出を行ない、直径１０ｍｍの線材とし、７
００℃の温度に３０分加熱後水中急冷した。さらに、酸
化スケールを硫酸により除去した後、１パス加工率約２
０％の冷間伸線を繰返し、直径５．７ｍ＋ａの線材とし
、０．２５ｍｍのシェービング加工を行なって直径５．
２＋ｎｍの線材とした。

次いで、このようにして製造された線材を、１パス加工
率約２０％の冷間伸線を繰返し、直径２ｍａｌの線材と
し、６００°Ｃの温度で１２０分の真空焼鈍を行なった
後、さらに、１パス加工率約２０％の冷間伸線を繰返し
て、直径０．４６ｍｍの線材を製造した。

また、比較として全熱中間焼鈍を行なわずに１パス加工
率約２０％の冷間伸線を繰返して、直径０．４６１１Ｉ
Ｉ１１の線材を製造した。

このようにして、本発明に係るビン・グリッド・アレイ
ＩＣリード用線材の製造方法（本発明方法）により製造
された線材と比較方法により製造された線材を、セラミ
ックにメタライズして形成した電極にＪＩＳ規格のＢＡ
ｇ−８の銀ろうで接合する条件を設定して、８５０℃の
温度で５分間加熱後、約１４°Ｃ／分の速度で質室温ま
で資却し、５００℃の温度で１５分間時効処理を行ない
、導電率、ビッカース硬さ、結晶粒の大きさ、スティ７
ネス強度、リードの繰返し曲げ性、はんだの１５０°Ｃ
加熱下における耐剥離性の特性を測定した。

第１図に曲げモーメントと変位角度との関係が示されて
いるが、本発明方法による線材が比較方法による線材よ
り曲げモーメントが優れており、また、第２図（ａ）の
本発明方法による線材の金属組織の顕微鏡写真はその結
晶粒が微細であるが、比較方法による線材のお属組織の
ｗｔ微鏡写真は結晶粒が粗いことがわかる。

第２表より本発明方法による線材が比較方法による線材
より優れていることがわかる。

本発明に係るビン・グリッド・アレイＩＣリード用線材
の製造方法に上り製造された線材は、上記に説明したが
、さらに詳述すると、第１図に示すように、冷間伸線加
工の途中において少なくとも１回の中間焼鈍を行なうこ
とにより、申開焼鈍を行なわない比較方法により製造さ
れた線材と比較して、８５０°Ｃ×５分間の銀ろう付は
後においてスティ７ネス強度が格段に優れており、リー
ド線材が外部応力により変形し難いことを示している。

また、第２図（、）の本発明方法により製造された線材
の金属組織のａ徽鏡写真であり、伸線方向には双晶組織
は全熱なく、５０μｍ以下の均一な再結晶！ｆｌ繊を示
しており、第２図（ｂ）は比較方法により製造された線
材の金属組織の顕微鏡写真であり、伸線方向に直角に双
晶ＩＡａが生成しており、混粒組織となっている。

さらに、第２表から、本発明に係るビン・グリッド・ア
レイＩＣリード用線材の製造方法により製造された線材
は、総合的に優れた特性を有していることは有らかであ
る。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明に係るビン・グリッド・ア
レイＩＣリード用線材はの製造方法は上記の構成を有し
ているから、製造された線材はビン・グリッド・アレイ
ＩＣリードビンとしてｆ走用することによって、 （１）熱伝導率、導電率の向上によるパッケージの熱放
散に関する設計の簡素化、性能を向上できる。

（２）Ｆ−３０以上のスティ７ネス強度を有するのでパ
ッケージの信頼性が向上する。

（３）銀ろうが濡れ易く、銀ろうの使用量を軽減できる
。

等の優れた効果を発揮するものであるか呟将米、実装密
度および集積度が向上してピン数が百以上となるような
ビン・グリッド・７レイＩＣパツケージへの使用が可能
となり、電子産業への寄与は益々大となるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は曲げモーメントと変位角度の関係を示す図、第
２図は本発明に係るビン・グリッド・アレイＩＣリード
用線材の製造方法により製造された線材と比較方法によ
り製造された線材の金属組織の顕ｗｉ鏡写真である。 、：、　１　　図 図面の１・；・、い・３．“・−Ｌ”’、Ｑ　’ａ　＋
、１オ２図 →　１中≦５ジノＹではフ　　　　　　　　　　　　−
−＋　　（９４条）５シコ辿１手続補正書（自発） １、事件の表示 昭和６０年特許願第２１０７６７号 ２、発明の名称 ビン・グリッド・アレイＩ　Ｃ＋７−ド用線材の製造方
法 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住所　神戸市中央区脇浜町１丁目３番１８号名称　（１
１９）　　株式会社　神戸製鋼所代表者　　　牧　　冬
　彦 ４、代理人 住所　東京都江東区南砂２丁目２番１５号藤和束陽町フ
ープ９０１号 ６、補正の対象 （１）明細書の発明の詳細な説明の欄 （２）第２図（、＞（ｂ） ７、補正の内容 （１）明細書第２頁８行、１０行のｒＦ１５Ｊを「Ｆ−
１５」と補正する。 （２）明細書第６頁１３行の「リート」を「リード」と
補正する。 （３）明細書第１０頁７行の「質室温」を［室温］と補
正する。 （４）明細書第１０ｉｌ　８行の「お属組織］を「金属
組繊］と補正する。 （５）明細書第１４頁４行の「「はの」を「の］と補正
する。 （６）明細書第１４頁１０行の「Ｆ−３０以上」を「Ｆ
−３０合金以上」と補正する。 （７）第２図（、）（ｂ）を別紙の通り補正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｎｉ１．０〜５．０ｗｔ％、Ｃｏ０．２〜１．０ｗｔ％
   、Ｓｉ０．２〜１．５ｗｔ％、Ｚｎ０．０５〜５．０ｗ
   ｔ％、Ｃｒ０．００２〜０．５ｗｔ％ を含有し、残部Ｃｕおよび不可避不純物からなる銅合金
   の鋳塊を熱間押出後、冷間伸線を行ない、この冷間伸線
   加工の途中において少なくとも１回の５５０〜８００℃
   の温度における中間焼鈍を行なうことを特徴とするピン
   ・グリット・アレイＩＣリード用線材の製造方法。