JPS6335699B2 - - Google Patents
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- JPS6335699B2 JPS6335699B2 JP18460180A JP18460180A JPS6335699B2 JP S6335699 B2 JPS6335699 B2 JP S6335699B2 JP 18460180 A JP18460180 A JP 18460180A JP 18460180 A JP18460180 A JP 18460180A JP S6335699 B2 JPS6335699 B2 JP S6335699B2
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Landscapes
- Conductive Materials (AREA)
- Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
Description
本発明は集積回路やトランジスター等の半導体
装置のリードフレーム用に使用される銅合金材料
に関するものである。 従来リードフレーム用材料として、ガラス封止
型パツケージが成された半導体装置では、ガラス
の熱膨脹率の小さい特性に合せてコバール（Fe
−29％Ni−17％Co）や鉄−ニツケル合金等の材
料が用いられて来た。 一方、近年製造が容易で、かつ安価な樹脂成型
パツケージが成された半導体装置が多く使用され
るようになり、この場合リードフレーム用材料に
は熱膨脹特性からの制約は緩和され、価格的に鉄
−ニツケル系合金より安価なリン青銅（Cu−５
％Sn−0.2％Ｐ）やCu−2.3％Fe−Ｐ−Zn合金等
の銅合金も使用されるようになつた。 このような樹脂成型パツケージが成された半導
体装置のリードフレーム用材料としては次のよう
な特性が要求される。 (イ) 良好な熱放散特性が得られるよう、高い熱、
電気の伝導性が望まれる。 (ロ) 半導体装置の製造過程の加熱によつても、機
械的強度が低下せず、又曲げ加工性も良好で、
折曲げ加工部の析損や強度低下もなく、製品半
導体装置のリードとして十分な強度を有してい
ることが必要である。 (ハ) リードフレームには通常部分的又は全面に
Ag、Au等の貴金属めつきが施されるが、この
めつきに加熱を受けてもふくれが生じない等の
めつき加工性が要求される。 (ニ) 半導体装置が部品として組込まれる時に成さ
れる半田付けが容易に行なえることも必要であ
る。 しかしながら、従来のリン青銅は熱、電気の伝
導性や耐熱性において必ずしも十分ではなく、又
高価格であり、又Cu−Fe−Ｐ−Zn合金は合金中
に存在するFe又はリン化鉄の粒子がしばしばめ
つき加工性を阻害するという問題があつた。 従つてリードフレーム用材料として必要な上述
の特性を満足し、かつ安価な材料の開発が切望さ
れていた。特に近年ICを初めとする半導体装置
が多量に使用されるようになつて、その構成材料
の価格低減にも大きな期待が寄せられるようにな
つて来た。 本発明は、かかる事情に鑑み成されたもので、
リードフレーム用材料として必要な強度、曲げ加
工性、耐熱性、熱、電気の伝導性、めつき加工
性、半田付け性等の特性を満足し、かつ安価に製
造し得るリードフレーム用銅合金を提供せんとす
るものである。 本発明は、Zn0.2〜５重量％（以下、単に％と
記す）およびZr0.02〜0.2％を含有し、残部が本
質的にCuより成ることを特徴とする半導体装置
のリードフレーム用銅合金である。 本発明において、残部は、Cuの他に、例えば、
Ｐ、Ｂ等の脱酸剤残や、不可避に不純物として混
入するAg、Sn、Mg、Cr、Fe、Ni等のうち、１
種もしくは２種以上の元素を合計で0.001〜0.5重
量％含有することは何ら差支えなく、これらの元
素はむしろ強度や耐熱性の改善の効果が期待され
る場合がある。 本発明において、Znは主として強度向上の目
的で添加され、Zn量を0.2〜５％と規定したのは、
0.2％未満では強度改善効果が不十分であり、又
５％を越えると製品リードフレームにめつき加工
しても、半田付け性の劣化を招きやすい恐れがあ
るためである。 又Zrは主として耐熱性の向上を目的として添
加されるが、曲げ加工性の向上などの効果も有す
るものである。Zr量を0.02〜0.2％と規定したの
は、0.02％未満では上述の特性改善効果が十分で
はなく、又0.2％を越えて添加しても返つて均一
な合金組成が得難かつたり、熱間での変化抵抗が
いたずらに上昇して熱間加工性を害したりする恐
れがあるのみで、それ以上の特性改善効果が少な
いためである。 本発明合金は、上述のように構成されることに
より、Zr単独添加では得難いリードフレーム用
材料に必要な強度を、半田付け性を劣化させない
範囲のZn添加により満足させ、かつ限定された
量のZn単独添加では得難い耐熱性向上効果を微
量のZr添加により補なうと共に、Znは脱酸剤と
しての機能も有し、酸化され易いZrを所望量効
果的に含有させる働きがあり、又一方ZrはCu−
Zn合金の曲げ加工性を向上させる等、相乗的な
効果でリードフレームに適した材料を容易に安価
に提供する効果がある。 以下、本発明の実施例について述べる。 実施例 表１に示す組成の本発明合金を、通常の電気銅
地金を木炭被覆下で低周波溶解炉にて溶解し、
ZnはZn単体、ZrはCu−15％Zr母合金の形で添加
し、撹拌により均一に溶解させた後、150mm×150
mm×2000mmの鋳塊に半連続的に鋳造し、約820℃
にて熱間圧延し、厚さ８mmの条件とした。 この条件を軽く表面切削した後、中間軟化をは
さむ冷間圧延にて厚さ0.3mmとし、500℃にて最終
軟化した後、仕上冷間圧延により厚さ0.25mm、幅
35mmの条とした。 表１に示す比較例の合金は別にそれぞれ適当な
工程により準備した。 得られた厚さ0.25mmの条について導電率（熱伝
導率の尺度となり得る）、リードフレームとして
の強度として圧延したままと450℃で５分間加熱
後の状態で、ステイフネス値を測定した結果およ
び耐熱温度は表２に示す通りである。
装置のリードフレーム用に使用される銅合金材料
に関するものである。 従来リードフレーム用材料として、ガラス封止
型パツケージが成された半導体装置では、ガラス
の熱膨脹率の小さい特性に合せてコバール（Fe
−29％Ni−17％Co）や鉄−ニツケル合金等の材
料が用いられて来た。 一方、近年製造が容易で、かつ安価な樹脂成型
パツケージが成された半導体装置が多く使用され
るようになり、この場合リードフレーム用材料に
は熱膨脹特性からの制約は緩和され、価格的に鉄
−ニツケル系合金より安価なリン青銅（Cu−５
％Sn−0.2％Ｐ）やCu−2.3％Fe−Ｐ−Zn合金等
の銅合金も使用されるようになつた。 このような樹脂成型パツケージが成された半導
体装置のリードフレーム用材料としては次のよう
な特性が要求される。 (イ) 良好な熱放散特性が得られるよう、高い熱、
電気の伝導性が望まれる。 (ロ) 半導体装置の製造過程の加熱によつても、機
械的強度が低下せず、又曲げ加工性も良好で、
折曲げ加工部の析損や強度低下もなく、製品半
導体装置のリードとして十分な強度を有してい
ることが必要である。 (ハ) リードフレームには通常部分的又は全面に
Ag、Au等の貴金属めつきが施されるが、この
めつきに加熱を受けてもふくれが生じない等の
めつき加工性が要求される。 (ニ) 半導体装置が部品として組込まれる時に成さ
れる半田付けが容易に行なえることも必要であ
る。 しかしながら、従来のリン青銅は熱、電気の伝
導性や耐熱性において必ずしも十分ではなく、又
高価格であり、又Cu−Fe−Ｐ−Zn合金は合金中
に存在するFe又はリン化鉄の粒子がしばしばめ
つき加工性を阻害するという問題があつた。 従つてリードフレーム用材料として必要な上述
の特性を満足し、かつ安価な材料の開発が切望さ
れていた。特に近年ICを初めとする半導体装置
が多量に使用されるようになつて、その構成材料
の価格低減にも大きな期待が寄せられるようにな
つて来た。 本発明は、かかる事情に鑑み成されたもので、
リードフレーム用材料として必要な強度、曲げ加
工性、耐熱性、熱、電気の伝導性、めつき加工
性、半田付け性等の特性を満足し、かつ安価に製
造し得るリードフレーム用銅合金を提供せんとす
るものである。 本発明は、Zn0.2〜５重量％（以下、単に％と
記す）およびZr0.02〜0.2％を含有し、残部が本
質的にCuより成ることを特徴とする半導体装置
のリードフレーム用銅合金である。 本発明において、残部は、Cuの他に、例えば、
Ｐ、Ｂ等の脱酸剤残や、不可避に不純物として混
入するAg、Sn、Mg、Cr、Fe、Ni等のうち、１
種もしくは２種以上の元素を合計で0.001〜0.5重
量％含有することは何ら差支えなく、これらの元
素はむしろ強度や耐熱性の改善の効果が期待され
る場合がある。 本発明において、Znは主として強度向上の目
的で添加され、Zn量を0.2〜５％と規定したのは、
0.2％未満では強度改善効果が不十分であり、又
５％を越えると製品リードフレームにめつき加工
しても、半田付け性の劣化を招きやすい恐れがあ
るためである。 又Zrは主として耐熱性の向上を目的として添
加されるが、曲げ加工性の向上などの効果も有す
るものである。Zr量を0.02〜0.2％と規定したの
は、0.02％未満では上述の特性改善効果が十分で
はなく、又0.2％を越えて添加しても返つて均一
な合金組成が得難かつたり、熱間での変化抵抗が
いたずらに上昇して熱間加工性を害したりする恐
れがあるのみで、それ以上の特性改善効果が少な
いためである。 本発明合金は、上述のように構成されることに
より、Zr単独添加では得難いリードフレーム用
材料に必要な強度を、半田付け性を劣化させない
範囲のZn添加により満足させ、かつ限定された
量のZn単独添加では得難い耐熱性向上効果を微
量のZr添加により補なうと共に、Znは脱酸剤と
しての機能も有し、酸化され易いZrを所望量効
果的に含有させる働きがあり、又一方ZrはCu−
Zn合金の曲げ加工性を向上させる等、相乗的な
効果でリードフレームに適した材料を容易に安価
に提供する効果がある。 以下、本発明の実施例について述べる。 実施例 表１に示す組成の本発明合金を、通常の電気銅
地金を木炭被覆下で低周波溶解炉にて溶解し、
ZnはZn単体、ZrはCu−15％Zr母合金の形で添加
し、撹拌により均一に溶解させた後、150mm×150
mm×2000mmの鋳塊に半連続的に鋳造し、約820℃
にて熱間圧延し、厚さ８mmの条件とした。 この条件を軽く表面切削した後、中間軟化をは
さむ冷間圧延にて厚さ0.3mmとし、500℃にて最終
軟化した後、仕上冷間圧延により厚さ0.25mm、幅
35mmの条とした。 表１に示す比較例の合金は別にそれぞれ適当な
工程により準備した。 得られた厚さ0.25mmの条について導電率（熱伝
導率の尺度となり得る）、リードフレームとして
の強度として圧延したままと450℃で５分間加熱
後の状態で、ステイフネス値を測定した結果およ
び耐熱温度は表２に示す通りである。
【表】
なおステイフネス値は単位長さの試片を45゜曲
げるに必要な仕事量（ｇ・cm）で表わした。 又耐熱温度は、ステイフネス値55ｇ・cm以上を
保持できる最高温度を示した。
げるに必要な仕事量（ｇ・cm）で表わした。 又耐熱温度は、ステイフネス値55ｇ・cm以上を
保持できる最高温度を示した。
【表】
表２より、本発明合金No.１〜４は導電率、ステ
イフネス値、耐熱温度が共に優れており、比較例
はNo.６を除いていずれかの性能が低いことが分
る。 従つて本発明合金は、半導体装置製造工程で加
熱を受けた後においても、外力によつてリードフ
レームが曲がつてしまつたりすることが少なく、
半導体装置をしつかり支えるに十分な強度を有し
ていることが分る。又熱放出性を十分期待できる
ものである。 次にリードフレーム用材料には曲げ加工性が要
求されるので、前述の圧延した厚さ0.25mmの条に
ついて、左右に90゜曲げを繰返し、破断するまで
の回数を90゜曲げを１回として測定した結果は表
３に示す通りである。 表３より、本発明合金はいずれも曲げ加工性に
優れていることが分る。 次にリードフレーム用材料に要求される表面特
性について調査した。 近年、表面処理工程の高能率化から、予めCu
の下地めつき後部分的なAg、Au等の貴金属めつ
き処
イフネス値、耐熱温度が共に優れており、比較例
はNo.６を除いていずれかの性能が低いことが分
る。 従つて本発明合金は、半導体装置製造工程で加
熱を受けた後においても、外力によつてリードフ
レームが曲がつてしまつたりすることが少なく、
半導体装置をしつかり支えるに十分な強度を有し
ていることが分る。又熱放出性を十分期待できる
ものである。 次にリードフレーム用材料には曲げ加工性が要
求されるので、前述の圧延した厚さ0.25mmの条に
ついて、左右に90゜曲げを繰返し、破断するまで
の回数を90゜曲げを１回として測定した結果は表
３に示す通りである。 表３より、本発明合金はいずれも曲げ加工性に
優れていることが分る。 次にリードフレーム用材料に要求される表面特
性について調査した。 近年、表面処理工程の高能率化から、予めCu
の下地めつき後部分的なAg、Au等の貴金属めつ
き処
【表】
【表】
理が行なわれることが多いが、前述の圧延した厚
さ0.25mmの条に予め厚さ約1μのCuめつきを施し
た後、半田付け性およびAgめつき加工性を調べ
た結果は表４に示す通りである。 半田付け性は、条試料を300℃で10分間加熱し
た後、活性ロジンフラツクスを使用して約250℃
の共晶半田浴中に浸漬後、すばやく取出して半田
の付着状態を観察した。 又Agめつき加工性は、Cu下地めつきの上に厚
さ約5μのAgめつきを施した後、300℃にて10分間
加熱を行なつた試片を、曲率半径10mmで曲げた後
のめつき部のふくれ等の状況を観察した。
さ0.25mmの条に予め厚さ約1μのCuめつきを施し
た後、半田付け性およびAgめつき加工性を調べ
た結果は表４に示す通りである。 半田付け性は、条試料を300℃で10分間加熱し
た後、活性ロジンフラツクスを使用して約250℃
の共晶半田浴中に浸漬後、すばやく取出して半田
の付着状態を観察した。 又Agめつき加工性は、Cu下地めつきの上に厚
さ約5μのAgめつきを施した後、300℃にて10分間
加熱を行なつた試片を、曲率半径10mmで曲げた後
のめつき部のふくれ等の状況を観察した。
【表】
【表】
表４より、本発明合金No.１〜４は、リードフレ
ームに対して半導体装置の製造、工程で通常成さ
れるようなめつき後加熱が成されても、半田付け
性に優れ、又Agめつきのふくれ等が生じない半
導体装置のリードフレーム用に適する材料である
ことが分る。比較例はNo.５、No.８を除いて半田付
け性、Agめつき加工性の何れかが劣る。 表２〜表４に示した結果より、本発明による合
金は、半導体装置のリードフレーム用材料として
の特性のいずれをも満足するものであることが分
つた。 以上述べたように、本発明合金はZn0.2〜５％
およびZr0.02〜0.2％を含有し、残部が本質的に
Cuより成るから、熱、電気の伝導性を劣化させ
ずに、Znにより主として強度向上が、Zrにより
主として耐熱性の向上が行なわれ、ZnとZrの相
乗効果により曲げ加工性等の向上が行なわれるの
で、半導体装置のリードフレーム用材料として要
求される強度、曲げ加工性、耐熱性、熱、電気の
伝導性、めつき加工性、半田付け性等の特性をす
べて満足し、又熱間加工性が良いので、容易にし
かも安価に製造し得る利点がある。
ームに対して半導体装置の製造、工程で通常成さ
れるようなめつき後加熱が成されても、半田付け
性に優れ、又Agめつきのふくれ等が生じない半
導体装置のリードフレーム用に適する材料である
ことが分る。比較例はNo.５、No.８を除いて半田付
け性、Agめつき加工性の何れかが劣る。 表２〜表４に示した結果より、本発明による合
金は、半導体装置のリードフレーム用材料として
の特性のいずれをも満足するものであることが分
つた。 以上述べたように、本発明合金はZn0.2〜５％
およびZr0.02〜0.2％を含有し、残部が本質的に
Cuより成るから、熱、電気の伝導性を劣化させ
ずに、Znにより主として強度向上が、Zrにより
主として耐熱性の向上が行なわれ、ZnとZrの相
乗効果により曲げ加工性等の向上が行なわれるの
で、半導体装置のリードフレーム用材料として要
求される強度、曲げ加工性、耐熱性、熱、電気の
伝導性、めつき加工性、半田付け性等の特性をす
べて満足し、又熱間加工性が良いので、容易にし
かも安価に製造し得る利点がある。
Claims (1)
- １ Zn0.2〜５重量％およびZr0.02〜0.2重量％を
含有し、残部が本質的にCuより成ることを特徴
とする半導体装置のリードフレーム用銅合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18460180A JPS57108235A (en) | 1980-12-24 | 1980-12-24 | Copper alloy for lead frame |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18460180A JPS57108235A (en) | 1980-12-24 | 1980-12-24 | Copper alloy for lead frame |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57108235A JPS57108235A (en) | 1982-07-06 |
| JPS6335699B2 true JPS6335699B2 (ja) | 1988-07-15 |
Family
ID=16156056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18460180A Granted JPS57108235A (en) | 1980-12-24 | 1980-12-24 | Copper alloy for lead frame |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57108235A (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59157247A (ja) * | 1983-02-25 | 1984-09-06 | Hitachi Cable Ltd | リ−ドフレ−ム用銅基合金 |
| JPS61242052A (ja) * | 1985-04-19 | 1986-10-28 | Mitsubishi Shindo Kk | 半導体装置用銅合金リ−ド材 |
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-
1980
- 1980-12-24 JP JP18460180A patent/JPS57108235A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57108235A (en) | 1982-07-06 |
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