JPS63310933A

JPS63310933A - 電子機器用パッケ−ジのリ−ド材

Info

Publication number: JPS63310933A
Application number: JP14650087A
Authority: JP
Inventors: Masato Asai; 真人浅井; Michiaki Terashita; 寺下　道明; Yoshimasa Oyama; 大山　好正; Shoji Shiga; 志賀　章二
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1987-06-12
Filing date: 1987-06-12
Publication date: 1988-12-19
Anticipated expiration: 2010-09-27
Also published as: JPH0788550B2

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〕本発明は電子機器用パッケージのリード材、特に８００
〜１０００℃の高温加熱下でろう付は接合され、１１０
端子を形成し、かつ基板へのＩＣ実装時に折れ、屈曲等
を起すことのない銅合金よりなるサイドブレーズ型のセ
ラミックパッケージＩＣや、ピン・グリッドアレイＩＣ
といわれる半導体集積回路用のパッケージ用リード材に
関するものである。

〔従来の技術〕

集積回路のパッケージには、プラスチック樹脂を用いて
素子を封止したものと、セラミックを用いて素子を封止
したものがあり、プラスチックタイプのリード材には様
々の銅合金材が用いられ、セラミックタイプのリード材
にはＧ。

−Ｎｉ−Ｆｅ合金（コバール）やＦｅ−４２％Ｎｉ合金
（４２アロイ）が使用されてきた。

コバールや４２７０イはパッケージに用いるセラミック
スとほぼ同等の熱膨張率を有するところから、セラミッ
クスとの間に熱応力を発生させることがなく、セラミッ
クスの破壊が起らず、また高温での熱履歴によっても軟
化することのない高い耐熱性を有している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながらコバールや４２７０イは電気伝導度が３％
ｌＡＣ３程度と小さく、当然のことながら電気伝導度と
比例関係を示す熱伝導度も小ざく、徒ってＩＣ素子の発
熱に対する熱放散性が劣り、信頼性の観点から問題とな
っている。更に近年の高密度化に伴って発生する熱量は
増加の傾向を示し、この点からもより放熱性の高い材料
の開発が望まれている。

これに対し良熱伝導体である銅合金の使用が考えられる
が、耐熱性の面でコバールや４２７０イに比較して劣り
、高温でのろう付は時に軟化してしまい、基板へのＩＣ
実装時に折れや屈曲が起り、歩留りの低下を招き、かつ
信頼性を落す要因となる。

（問題点を解決するための手段〕本発明はこれに鑑み種々検討の結果、コバールや４２７
０イと同等又はより以上の耐熱性、高温強度及び電気・
熱伝導度を有する電子機器用パッケージのリード材を開
発したものである。

即ち本発明の一つは、Ｎｉ０．１〜４．５ｗｔ％（以下
ｗｔ％を％と略記）、３＋ｏ、ｏｓ〜１．２％。

Ｖｏ、００５〜０．２％を含み、Ｏ２含有量を２００１
）０ｍ以下、Ｈ２含有量を１０ｐｐｍ以下、Ｓ含有量を
２０ｐｐＨ以下とし、残部ＣＵと不可避的不純物からな
ることを特徴とするものである。

また本発明リード材の他の一つは、Ｎｉｏ、１〜４．５
％、Ｓｉ０．０５〜１．２％、　Ｖｏ、００５〜０．２
％を含み、更にＺｎ５゜０％以下を含み、Ｏ２含有量を
２００ｐｐｍ以下、Ｈ２含有量をｉｏｐｐｍ以下、Ｓ含
有量を２０ｐｐｍ以下とし、残部Ｃｕと不可避的不純物
からなることを特徴とするものである。

また本発明リード材の他の一つは、Ｎｉ０．１〜４．５
％、Ｓｉ０．０５〜１．２％、　Ｖｏ、００５〜０．２
％を含み、更に０．３％以下のＣａ、Ｍｌミツシュメタ
ル（ＭＭ）、Ｐ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｂ、Ｙ。

Ｌａ、Ｆｅ、Ｃｏの何れか１種又は２種以上を合計０．
５％以下含み、Ｏ２含有量を２００ｐｐｍ以下、Ｈ２含
有量を１０ｐｐｍ以下、Ｓ含有量を２０ｐｐｍ以下とし
、残部ＣＵと不可避的不純物からなることを特徴とする
ものである。

更に本発明リード材の他の一つは、Ｎｉ０．１〜４．５
％、３ｔ０．０５〜１．２％、　　Ｖｏ、００５〜０．
２％、Ｚｎｓ、ｏ％以下を含み、更に０．３％以下のＣ
ａ、Ｍｌミツシュメタル（ＭＭ）、Ｐ。

Ｃｒ、Ｚｒ、Ｂ、Ｙ、Ｌａ、Ｆｅ、Ｇｏの何れか１種又
は２種以上を合計０．５％以下含み、Ｏ２含有量を２ｏ
ｏｐｐｍ以下、隋含有量を１０ｐｐｍ以下、Ｓ含有量を
２０ｐｐＨｌ以下とし、残部Ｃｕと不可避的不純物から
なることを特徴とするものである。

〔作　用〕本発明リード材においてＮｉとＳ：はそれぞれ強度及び
耐熱性を向上すると共に相互作用によりＮｉ−Ｓｉの析
出化合物を形成し、強度や耐熱性の向上に大きく寄与し
、更に半田付けの信頼性を向上する。しかしてＮｉ含有
但を０．１〜４．５％、Ｓｉ含有量を０．０５〜１，２
％と限定したのは、何れも下限未満では効果がなく、上
限を越えると熱間加工性や導電性（伝熱性）を低下し、
かつ半田付けの信頼性が逆に低下するためである。■は
ろう付は時の高温下における結晶の粗大化を抑制するも
ので、高温・長時間によってもその作用を失わない特性
を持つ。しかしてＶ含有量を０．００５〜０．２°％と
限定したのは、下限未満では効果が見られず、上限を越
えると上記特性が飽和するばかりか、鋳造性を悪化させ
るためである。

本発明リード材は更にＺｎを添加するとよい。

Ｚｎは半田やメッキとの接合強度の劣化を抑制するのに
有効であり、かつ熱や電子によるマイブレーションを予
防する働きを持つ。しかしてその含有量を５．０％以下
と限定したのは、５．０％を越えると導電率が低下する
と共に加工性も悪くなるためである。また本発明リード
材は０．３％以下のＣａ、Ｍｌミツシュメタル（ＭＭ）
、Ｐ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｂ、Ｙ、Ｌａ。

Ｆｅ、Ｇｏ　（、以下副成分と称す）の何れか１種又は
２種以上を合計０．５％以下を添加するとよい。これ等
副成分は結晶粒を微細化し、ろう付は等の高温熱処理に
おける強度低下を抑制すると共に、繰返し曲げ特性の低
下も抑制し、更に半田信頼性の向上にも有効である。し
かしてその含有量を単独で０．３％以下、２種以上の合
計で０．５％以下と限定したのは、これを越えると導電
率が低下すると共に、加工性が悪くなって製造が困難と
なるためである。

次に本発明リード材において、■含有量を２００１）Ｉ
）ｍ以下、Ｈ２含有量を１０ｐｐｍ以下、Ｓ含有量をｚ
ｏｐｐｍ以下と制限したのは下記の理由によるものであ
る。即ちαは前記Ｎｉ−Ｓｉ化合物或いは■の微細かつ
均一な析出並びに半田付は性、メッキ性を向上するも、
含有量が２００ｐｐｍを越えるとこれ等の効果が見られ
なくなり、またろう付は時に高温脆化を起しやすくなる
。Ｈ２はろう付は時における高温脆化を防止するも、含
有量が１０Ｅ）Ｅ）ＩＩを越えると逆に高温脆化を起し
やすくなると共に、半田付は性、メッキ性、耐熱性等を
悪くする。ＳはＮｉ−Ｓｉ化合物、或いは■の微細かつ
均一な析出並びに熱間加工性を向上するも、含有ｍが２
０ｐｐｍを越えるとこれ等の効果が見られないばかりか
、逆に熱間加工性を悪くするためである。

〔実施例〕

第１表に示す組成のＣｕ合金を冷却鋳型を用いて半連続
鋳造し、８５０℃で熱間圧延後、面側して厚さ１０ｍの
板とした。これを加工率９６％で冷間圧延した俊、５０
０℃で３０分間熱処理してから加工率２５％で冷間圧延
して厚さ０．３ｍの板とし、更に４００℃で３０分間調
質焼鈍を行なってリード材を作製した。

上記リード材について引張強さ、導電率、半田接合部の
接合強度、メッキ膜の密着性、繰返し曲げ性、耐熱性等
を評価し、その結果を従来材（Ｆｅ−４２％Ｎｉ合金）
と比較して第２表に示した。

引張強ざはＪＩＳ−Ｚ２２４１　、導電率はＪＩＳ−８
０５０５に基づいて測定し、半田接合部の接合強度は、
リード材に直径２Ｍの無酸素銅線を６０／４０共晶半田
により半田付けしてから１５０℃に５００時間保持した
後、引張試験することにより求めた。

メッキ膜の密着性は、リード材を電解脱脂、酸洗してか
らホウフッ化物浴を用いて５ｎ−５％Ｐｂ合金を７゜５
μｍの厚さにメッキし、これを１０５℃に１０００時間
保持した後、１８０°に折曲げ、折曲げ部におけるメッ
キ膜の剥離の有無を調べた。繰返し曲げ性及び耐熱性に
ついては、リード材を８７５℃で５分間加熱後、室温ま
で冷却し、その後４５０℃で３０分間の熱処理を行なっ
た材料について、繰返し曲げ性はＮＩＬ−３ＴＤ　８８
３／２００４Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　Ｂ２で測定し、耐熱
性はＪＩＳ−Ｚ２２４１に基づいて引張強ざにより測定
した。

第１表及び第２表から明らかなように本発明リード材Ｎ
α１〜１９は何れも従来リード材であるＦｅ−４２％Ｎ
ｉ合金Ｎα２８と比較して、同等又はそれ以上の引張強
ざや耐熱性を保持し、かつ２０倍以上の高い導電性（熱
放散性）を有することが判る。

しかしながらＮｉ及びＳｉ含有量の少ない比較リード材
Ｎα２０では十分な強度と耐熱性が得られず、Ｎｉ及び
Ｓｉ含有量の多い比較リード材Ｎα２１では強度及び耐
熱性は十分であるが、半田接合性、メッキ密着性及び導
電性が低下している。また■含有量の多い比較リード材
Ｎα２２及び副成分の多い比較リード材ＮＱ２４では鋳
造や熱間圧延が難しく供試材が得られなかった。またＺ
ｎ含有量の多い比較リード材Ｎα２３では導電率の低下
が著しいことが判る。更にＱやＨ２の多い比較リード材
Ｎα２５及び２７では耐熱性、繰返し曲げ性及びメッキ
密着性が劣り、Ｓの多い比較リード材Ｎα２６では熱間
圧延で割れを生じ、供試材を得ることができなかった。

〔発明の効果〕

このように本発明リード材は従来材よりも導電性及び熱
放散性がはるかに優れていると共に、従来材（Ｆｅ−４
２％Ｎｉ合金〉と同等の優れた耐熱性、強度、半田付は
性及びメッキ性を有し、電子機器におけるサイドプレー
ス型やピン・グリッド・アレイ型のセラミックパッケー
ジ用リード材として好適であり、プラスチックパッケー
ジ用リード材としても適用できるもので、電子機器の高
集積化、小型化、高機能化を容易にする等工業上顕著な
効果を奏するものである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ｎｉ０．１〜４．５ｗｔ％、Ｓｉ０．０５〜１．
２ｗｔ％、Ｖ０．００５〜０．２ｗｔ％を含み、Ｏ＿２
含有量を２００ｐｐｍ以下、Ｈ＿２含有量を１０ｐｐｍ
以下、Ｓ含有量を２０ｐｐｍ以下とし、残部Ｃｕと不可
避的不純物からなる電子機器用パッケージのリード材。
（２）Ｎｉ０．１〜４．５ｗｔ％、Ｓｉ０．０５〜１．
２ｗｔ％、Ｖ０．００５〜０．２ｗｔ％を含み、更にＺ
ｎ５．０ｗｔ％以下を含み、Ｏ＿２含有を２００ｐｐｍ
以下、Ｈ＿２含有量を１０ｐｐｍ以下、Ｓ含有量を２０
ｐｐｍ以下とし、残部Ｃｕと不可避的不純物からなる電
子機器用パッケージのリード材。
（３）Ｎｉ０．１〜４．５ｗｔ％、Ｓｉ０．０５〜１．
２ｗｔ％、Ｖ０．００５〜０．２ｗｔ％を含み、更に０
．３ｗｔ％以下のＣａ、Ｍｇ、ミッシュメタル、Ｐ、Ｃ
ｒ、Ｚｒ、Ｂ、Ｙ、Ｌａ、Ｆｅ、Ｃｏの何れか１種又は
２種以上を合計０．５ｗｔ％以下含み、Ｏ＿２含有量を
２００ｐｐｍ以下、Ｈ＿２含有量を１０ｐｐｍ以下、Ｓ
含有量を２０ｐｐｍ以下とし、残部Ｃｕと不可避的不純
物からなる電子機器用パッケージのリード材。
（４）Ｎｉ０．１〜４．５ｗｔ％、Ｓｉ０．０５〜１．
２ｗｔ％、Ｖ０．００５〜０．２ｗｔ％、Ｚｎ５．０ｗ
ｔ％以下を含み、更に０．３ｗｔ％以下のＣａ、Ｍｇ、
ミッシュメタル、Ｐ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｂ、Ｙ、Ｌａ、Ｆｅ
、Ｃｏの何れか１種又は２種以上を合計０．５ｗｔ％以
下含み、Ｏ＿２含有量を２００ｐｐｍ以下、Ｈ＿２含有
量を１０ｐｐｍ以下、Ｓ含有量を２０ｐｐｍ以下とし、
残部Ｃｕと不可避的不純物からなる電子機器用パッケー
ジのリード材。