JPS63143232A - リ−ドフレ−ム用銅合金 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、主に半導体装置のリードフレーム用として使
用されるＣｕ合金に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に半導体を要素とする集積回路用リードフレームに
は次のような特性が要求される。

（１）電気および熱の伝導性が良いこと、（２）機械的
強度が高いこと。

（３）繰り返し曲げ性に優れていること、（４）耐熱性
が良いこと（軟化温度が高いこと）、（５）めっき性が
良いこと、 （６）はんだ付性が良いこと。

しかしながら、従来よりリードフレーム材料として用い
られているＦ　ｅ−４２Ｎ　ｉ合金は機械的強度や耐熱
性に優れているが、電気および熱伝導性が悪く、また、
すず入銅、鉄人銅は強度に問題があり、リン青銅は耐熱
性が悪いなどそれぞれ欠点を有していた。

このような点から本発明者らは高強度でしかも高電導度
を有する材料として特願昭５９−３８６１６号。

同５９−２７９８５９号、同５９−２７９８６０号、同
５９−２７９８６１号にＮｉ−Ｔｉを含有したＣｕ合金
を提案した。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、従来のＮ　ｉ−Ｔ　ｉを含有するＣｕ合金は
高強度、高伝導度、耐熱性を具備するものの、す−ドフ
レームの重要な特性である繰り返し曲げ性やめっき性に
悪影響を及ぼすという問題が生じた。

本発明は、高強度と高電導性、耐熱性を兼ね備え、さら
に良好な繰り返し曲げ性とめっき性を有するリードフレ
ーム用銅合金の提供を目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者は、繰り返し曲げ性とめっき性に悪影響を及ぼ
す原因を調査した結果、Ｎｉ、Ｔｉを含有するＣｕ合金
では合金中に粗大な金属間化合物が晶出しており、それ
らがリードフレームの重要な特性である繰り返し曲げ性
やめっき性に悪影響を及ぼすのではないかと推測するに
到った。そこでこの晶出物につき種々検討した結果、こ
の晶出物は１合金中に含まれるＰと結合したものであり
、Ｐ含有量を０．００５％以下に規制することにより、
粗大な金属間化合物の晶出を阻止し、繰り返し曲げ性や
めっき性の問題を解消することができることを見出した
。

すなわち本発明は２重量比で少なくとも０．８〜４．０
％のＮｉと０．２〜４．０％のＴｉｔ＆Ｎｉ（％）／Ｔ
ｉ（％）が１〜４の範囲で含み、かつＰが０．００５％
以下であることを特徴とするリードフレーム用銅合金で
ある。

以下本発明の成分限定理由について述べる。

本発明において、ＮｘとＴｉはＮｉ−Ｔｉ系の金属間化
合物を析出して合金を強化するのに必要な元素であり、
その効果を十分ならしめるためにそれぞれ最低０．８％
、０．２％必要であるが、ＮｉあるいはＴｉの量が４％
を越えると未固溶の金属間化合物が増加して合金の加工
性や延性を低めるので、それぞれ０．８〜４．０％、０
．２〜４．０％の範囲とする。またＮｉ（％）／Ｔｉ（
％）が１より小さいかあるいは４より大きいとそれぞれ
固溶してマトリックス中に残存するＮｉおよびＴｉの量
が増加して電導度を低下させるので、この比を１〜４の
範囲とする。

ＰはＣｕ合金の脱酸剤として添加されるものであるが、
その含有量が前述のように０．００５％を越えると、Ｎ
ｉ、Ｔｉとともに粗大な金属間化合物として晶出するよ
うになり、繰り返し曲げ性、めっき性に悪影響を及ぼす
ため０．００５％以下とした。

本発明におけるＣｕ合金は必要に応じてＮｉ、Ｔｉ以外
の合金元素を含むことができる０Ｍｎ、Ｍｇ、およびＺ
ｎは、半田耐候性を改善する合金元素であるが、今のと
ころその機構については不明点が多い。おそらく、合金
中の微量固溶している元素の半田付は界面への拡散移動
を抑制し、半田／母材界面にＴｉやＮｉとＳｎとのもろ
い金属間化合物が形成されるのを防いでいるものと推定
されるが、その含有量がＭｎあるいはＺｎの場合は、０
．１％未満、Ｍｇの場合は０．０５％未満では十分な効
果が得られず、逆にＭｎあるいはＺｎを１．０％を越え
て含有せしめても、またＭｇの場合０．６１を越えて含
有せしめてもそれ以上の効果は得られないうえ、合金の
電気伝導度が低下し過ぎるため、それぞれＭｎ０．１〜
１．０％、　Ｍｇ　０．０５−０，６％、Ｚｎ　０．１
〜１．０％の範囲とした。

またＭｎ、ＺｎおよびＭｇを複合的に含有せしめる場合
、その総和が１．０％を越えると合金の電気伝導度の低
下が無視できなくなるため、その総和量を０．０５〜１
．０％の範囲とした。

〔実施例〕

第１表に示した本発明に係る各種組成の合金を高周波誘
導溶解炉にて溶製した。得られたインゴットを１０１０
〜１０５０℃で２〜５０Ｈｒのソーキング処理後。

鍛造および熱間圧延により、それぞれ５Ｉの板とした６
ついで研削により表面のスケールを除去したのち冷間圧
延、軟化焼鈍を繰り返し、最終冷間圧延率５０％にて板
厚０．２５ｎｏに仕上げ、４５０℃で時効処理をし試料
とした。

こうして調整された試料の評価として、晶出物の粒径の
測定、めっきフクレの有無、繰り返し曲げ特性の測定を
行なった。晶出物については、圧延方向に平行な断面を
埋込み研磨機光学顕微鏡にてｗＬ察した。

第１図、第２図は、それぞれ試料番号２．１１に対応す
る光学顕微鏡写真である。第２図の比較合金は粗大品出
物を含むのに対し、第１図の本発明の合金は、粗大晶出
相が消失している。めっきフクレについては、試料に厚
さ４μのＡｇめっきを施し、５００℃で３分間のベーキ
ングテストをしたのち１発生したフクレの数を測定した
。繰り返し曲げ性については、厚さ０．２５！Ｉ１１、
幅１０ｍｍ、長さ４０Ｉの試料を用いて９０″曲げを繰
り返し、破断するまでの回数を数えた。

第１表に示すごとく１本発明リードフレーム用銅合金（
１〜８）は、いずれもめっき性が向上（フクレ数が減少
）し、繰り返し曲げ性も良好な値を示している。これに
対して、Ｐ含有量が０．００５％を越える場合には１合
金中に粗大晶出物が残り、めっき性や繰り返し曲げ性が
劣化することがわかる。

第２表は、第１表に例示した本発明合金と従来合金およ
び比較例の引張強度、電気伝導度、軟化温度を示したも
のである。

第１表、第２表より本発明合金は、従来合金に比べ高強
度、高伝導度、耐熱性を兼ね備え、さらに良好な繰り返
し曲げ性とめっき性を有することがわかった。

〔発明の効果〕

本発明によれば、高強度と高電導性、耐熱性を兼ね備え
、さらに良好な繰り返し曲げ性とめっき性を有するＮｉ
−Ｔｉ含有合金を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の断面金属組織写真、第２図
は従来製造方法により得られた合金の断面金属組織写真
である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　重量比で少なくとも０．８〜４．０％のＮｉと０．
   ２〜４．０％のＴｉをＮｉ（％）／Ｔｉ（％）が１〜４
   の範囲で含み、かつＰが０．００５％以下であることを
   特徴とするリードフレーム用銅合金。 ２　Ｃｕ合金がＮ１０．８〜４．０％、Ｔｉ０．２〜４
   ．０％（ただしＮｉ（％）／Ｔｉ（％）が１〜４）、さ
   らにＭｇ０．０５〜０．６％、Ｍｎ０．１〜１．０％お
   よびＺｎ０．１〜１．０％のうち１種又は２種以上をＭ
   ｇ＋Ｍｎ＋Ｚｎの合計で０．０５〜１．０％含有し、残
   部実質的にＣｕである特許請求の範囲第１項記載のリー
   ドフレーム用銅合金。