JPS63293130A - 半導体装置用Ｃｕ合金製リ−ドフレ−ム材 - 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〕 この発明は、高強度と、すぐれたはんだの耐熱剥離性を
有する半導体装置用Ｃｕ合金製リードフレーム材に関す
るものである。

〔従来の技術〕

従来、例えば、重量％で（以下、鴨は重量％を示す）、
Ｃｕ−２％ａｎ−０．２％Ｎｉ−０．０５％Ｐの代表組
成を有するＣｕ合金が、ＩＣ，ＬＳＩ、ＶＬＳＩなどの
半導体装置のリードフレーム材として用いられていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、近年の半導体装置の高性能化および高集積化に
伴い、これを構成するリードフレーム材にも高強度が要
求されるようになっているが、上記従来のＣｕ合金製リ
ードフレーム材は、リードフレーム材に要求される繰り
返し曲げ性や熱および磁気伝導性、めっき性およびはん
だ付は性にすぐれるものの、強度不足が原因で、これら
の要求に十分対応することができないばかりでなく、は
んだの耐熱剥離性も満足するものでないため、信頼性の
点で問題があった。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、本発明者等は、上述のような観点から高強度を
有し、かつ、はんだの耐熱剥離性のすぐれた半導体装置
用リードフレーム材を開発すべく研究を行なった結果、
重量％で（以下、％は重量％を示す）、 Ｓｎ：２．１〜２．８％ Ｎｉ　：　０．５〜２．０％ ｓｔ：ｏ、ｘ〜０．５％ Ｚｎ　：　０．１〜１．０％ を含有し、残りがＣｕと不可避不純物からなる組成を有
するＣｕ合金は、引張強さ：６０）ｋｆ／−以上の高強
度を有し、かつ、はんだの耐熱剥離性にもすぐれ、さら
に、リードフレーム材に要求される繰り返し曲げ性およ
び伸びにもすぐれた特性をもつという知見を得たのであ
る。

この発明は、上記知見（二もとづいてなされたものであ
って、 Ｓｉ：２，１〜２．８％ Ｎｉ：０．５〜２．０％ Ｓｔ　：　０．１〜０．５％ Ｚｎ：ｏ、ｘ　〜ｔ、ｏ％ を含有し、残りがＣｕと不可避不純物からなる組成を有
するＣｕ合金で構成された半導体装置用Ｃｕ合金製リー
ドフレーム材に特徴を有するものである。

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）　　５ｎ Ｓｎ成分には、強度と繰返し曲げ性を向上させる作用が
あるが、その含有量が２．１％未満では、上記特性に所
望の向上効果が得られず、一方その含有量が２．８％を
越えると熱間加工性が低下するようになることから、そ
の含有量を２，１〜２．８％と定めた。

（ｂ）　　Ｎｉ Ｎ１Ｆｙ、分には、強度および繰返し曲げ性を向上させ
る作用があるが、その含有量が０．５％未満では上記作
用に所望の効果が得られず、一方その含有量が２．０％
を越えると熱間加工性が低下するようになることから、
その含有量を０．５〜２．０％と定めた。

（ｃ）　　５ｔ Ｓｌ成分には、主としてＮ１２ｈｔの化合物を形成して
強度を向上させる作用があるが、その含有量が０．１％
未満では所望の高強度を確保することができず、一方そ
の含有量が０．５％を越えると、遊離Ｓｔを形成するよ
うになって、はんだの耐熱剥離性が損なわれるようにな
ることから、その含有量を０．１〜０．５％と定めた。

（ｄｌ　　Ｚｎ Ｚｎ成分には、はんだの耐熱剥離性を一段と向上させる
作用があるが、その含有量が０．１％未満では、所望の
すぐれたはんだの耐熱剥離性を確保することができず、
一方その含有量が１％を越えると、はんだ付は性が劣化
するようになることから、その含有量を０．１〜１％と
定めた。

なお、脱酸剤として通常添加されるＰ　、　ＡＪ　、　
Ｔｉ　。

Ｍｇ　、　Ｂなどの元素は、不可避不純物として０．０
２％以下含有されても、この発明の半導体装置用Ｃｕ合
金製リードフレーム材に何らの悪影響を与えるものでは
ない。

〔実施例〕

つぎに、この発明を実施例により具体的に説明する。

通常の低周波溝型溶解炉を用い、木炭被覆下の大気雰囲
気中で、それぞれ第１表に示される成分組成をもった合
金溶湯を調製し、半連続鋳造法にて、厚さ：１６０ｗＸ
幅：　４５０　＋ｗ　Ｘ長さ：２４００■の寸法をもっ
た鋳塊に鋳造し、この鋳塊に温度二８００℃で熱間圧延
を施して、厚さ：１０■の熱延板とし、熱間圧延後、直
ちに水冷し、スケール除去の面前を行ない、ついで上記
熱延板に冷間圧延と焼鈍、酸洗を交互に繰返し、厚さ二
０．５■の冷延板とした時点で、これに温度：５００℃
に２時間保持の条件で焼鈍を施し、再び冷間圧延にて、
その厚さを０．２５　ｗｎとし、最終的に連続焼鈍炉を
用いて、温度：５００℃、２０秒間保持の条件で歪取り
焼鈍を施すことによって、本発明Ｃｕ合金製リードフレ
ーム素材（以下、本発明ＩＪ　−ド素材という）１〜１
１、比較Ｃｕ合金製リードフレーム素材（以下、比較リ
ード素材という）１〜４をそれぞれ製造した。なお、従
来のＣｕ合金製す−ドフレーム素材（以下、従来リード
素材という）は市販品を用いた。

なお、比較リード素材１〜４は、いずれも構成成分のう
ちのいずれかの成分含有量（第１表に※印を付したもの
）が、この発明の範囲から外れたものである。

この結果得られた本発明リード素材１〜１１、比較リー
ド素材１〜４および従来リード素材について、引張試験
、はんだの熱剥離試験および繰り返し曲げ試験を行ない
、それぞれ引張強さ、伸び、はんだの耐熱剥離性および
繰り返し曲げ性を評価した。

上記引張試験は、圧延方向に平行に採取したＪＩ８５号
試験片を用いて行ない、引張強さと伸びを測定した。

上記はんだの熱剥離試験は、厚さ：０．２５■×幅：１
５■×長さ：６０■の寸法をもった試験片を、ロジンフ
ラックスで処理し、温度：２３０℃の６０％５ｎ−４９
％Ｐｂのはんだ浴中に浸漬して、その表面に上記はんだ
を付着させ、この状態で、大気中、温度：１５０℃に１
０００時間保持の条件で加熱し、加熱後、試験片を１８
σ密着曲げし、再び１８σ曲げ戻す条件で行ない、この
１８σ曲げ部におけるはんだ剥離の有無を観察した。

上記繰り返し曲げ試験は、厚さ：０．２ＳｗＸ幅：０．
５−の寸法をもった試験片を、水平に置き、中心を支点
として一方端に取り付けた２２６．８９（８オンス）の
錐り１：より９σ曲げ、再び水平に戻す工程をｌｆイク
ルとし、これを繰り返す条件でそれぞれ１０個の試験片
について行ない、破断に至るまでの曲げサイクル数を測
定し、この測定結果にもとづいて１０個の試験片の平均
値を求めた。

上記引張試験、はんだ熱剥離試験および繰り返し曲げ試
験の結果を第１表に示した。

第１表に示された結果から、本発明リード素材１〜１１
は、いずれも従来リード素材と同等あるいはこれ以上の
すぐれた繰り返し曲げ性をもち、かつ従来リード素材と
比較して一段とすぐれた引張強さおよびはんだの耐熱剥
離性をもつことが明らかであり、また、比較リード素材
１〜４に見られるように、構成成分のうちのいずれかの
成分含有量でも、この発明の範囲から外れると、上記特
性のうちの少なくともいずれかの性質が劣ることも明ら
かである。

さらに、本発明リード素材のその他の性質、たとえば、
熱および磁気伝導性、めっき性およびはんだ付は性など
も調べたが、電気伝導性に関しては、半導体装置のリー
ドフレーム材として最低必要な３％ｌＡＣ３より一段と
高い２０％ｌＡＣ３以上の導電性を示し、熱伝導性にも
すぐれ、まためっき性およびはんだ付は性に関しても、
従来リード素材とほぼ同等のすぐれたものであることを
確認した。

〔発明の効果〕

この発明のＣｕ合金製リードフレーム材は、高強度とす
ぐれたはんだの耐熱剥離性を有し、さらにリードフレー
ムに要求される繰り返し曲げ性、熱および電気伝導性、
めっき性およびはんだ付は性などの特性にも、従来のＣ
ｕ合金製リードフレーム材と同程度にすぐれているので
、半導体装置の高性能化および高集積化に寄与するとこ
ろ大なるものがあり、かつすぐれた性能を長期に亘って
発揮する信頼性の高い半導体装置が１与られるというす
ぐれた効果を奏するものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｓｎ：２．１〜２．８％ Ｎｉ：０．５〜２．０％ Ｓｉ：０．１〜０．５％ Ｚｎ：０．１〜１．０％ 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％）を有するＣｕ合金で構成されたことを特徴と
   する半導体装置用Ｃｕ合金製リードフレーム材。