JPS6367539B2 - - Google Patents
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- JPS6367539B2 JPS6367539B2 JP708582A JP708582A JPS6367539B2 JP S6367539 B2 JPS6367539 B2 JP S6367539B2 JP 708582 A JP708582 A JP 708582A JP 708582 A JP708582 A JP 708582A JP S6367539 B2 JPS6367539 B2 JP S6367539B2
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Description
本発明は半導体を要素とする機器のリード材用
銅合金、特にリード材として価格が安く、従来の
コバールと同等以上の強度及び耐熱性を有し、は
るかに優れた導電性及び熱伝導性を有する銅合金
に関するものである。 一般にIC、LSI等の半導体を要素とする機器は
何れも半導体ペレツト、アイランドリード（リー
ドフレーム）及びボンデイングワイヤーによつて
構成されたものをハーメチツクシール、セラミツ
クシール又はプラスチツクシールにより封止した
もので、種々の型式のものが用いられており、こ
れ等機器のリード材には次のような特性が要求さ
れている。 (1) 熱及び電気の伝導性が良いこと。 (2) 耐熱性が優れていること。 (3) 曲げ加工性が良いこと。 (4) 強度が優れていること。 従来半導体機器のリード材にはコバール（Cu
−Ni−Co合金）、42のアロイ（Fe−Ni合金）、
Cu−Sn−Ｐ合金、アロイ194（Cu−Fe−Zn−Ｐ
合金）等が用いられ、コバール及び42アロイは強
度及び耐熱性が優れている反面、導電性及び熱伝
導性が劣り、価格が高いものであり、Cu−Sn−
Ｐ合金及びアロイ194は導電性及び熱伝導性が優
れ、価格も比較的安い反面、強度及び耐熱性が劣
るものであつた。 近年、半導体素子及び集積回路の分野における
封止技術の進歩により、リード材には価格の高い
コバールや42アロイからの比較的価格の安い銅系
材料への転換が行なわれているが、前記Cu−Sn
−Ｐ合金やアロイ194を始め、何れも強度及び耐
熱性が劣るため、その改善が強く望まれている。 本発明はこれに鑑み種々研究の結果、価格が安
く、従来のコバールと同等以上の強度と耐熱性を
有し、はるかに優れた導電性と熱伝導性の優れた
半導体機器のリード材用銅合金を開発したもの
で、Zn0.5〜3.0wt％（以下wt％を単に％と略
記）、Sn1.6〜3.0％、Fe0.5〜3.0％、P0.005〜0.2
％、残部Cuからなることを特徴とするものであ
る。 即ち、本発明は通常のCu地金にZn、Sn、Feを
添加することにより強度及び耐熱性を向上せし
め、これにＰを添加して合金の鋳塊品質を向上
し、かつ導電率の回復を計り、リード材として要
求される導電性と熱伝導性を得たものである。 このような本発明合金においてZn、Sn、Fe及
びＰの含有量を上記の如く限定したのは次の理由
によるものである。 即ちZn含有量を0.5〜3.0％、Sn含有量を1.6〜
3.0％及びFe含有量を0.5〜3.0％としたのは、これ
等添加元素の何れかの含有量が下限未満では所望
の耐熱性が得られず、また上限を越えると導電性
及び熱伝導性の低下が著しくなるためである。 またＰ含有量を0.005〜0.2％としたのは、Ｐ含
有量が0.005％未満では建全な鋳塊が得られず、
かつ導電性及び熱伝導性の回復が認められず、
0.2％を越えると合金の加工性が著しく損なわれ
るためである。 以下、本発明合金を実施例について詳細に説明
する。 黒鉛ルツボを用いてCuを溶解し、その湯面を
木炭粉末で被覆した状態でZn、Sn及びFe母合金
を順次添加し、最後のＰ母合金を添加し、これを
鋳造して第１表に示す組成の巾150mm、厚さ25mm
長さ200mmの鋳塊を得た。これ等鋳塊を一面あた
り2.5mm面削した後、カラーチエツク法による表
面状況から鋳塊品質を判定し、その結果を第１表
に併記した。尚、表面欠陥のないものを〇印、そ
の他のものを×印で表わした。 また面削した鋳塊をそれぞれ再加熱して熱間圧
延により厚さ８mm、巾150mmとし、これを冷間圧
延と焼鈍を繰返し、最終加工率40％の厚さ0.3mm
の板に仕上げ、これ等の板について曲げ性、耐熱
性、引張強さ、導電率を測定した。これ等の結果
を第２表に示す。尚、比較のため第１表に示す従
来のリード材について同様の特性を測定し、その
結果を第２表に併記した。 導電率及び引張強さの測定は、JIS−H0505、
JIS−Z2241に基づいて行なつた。また耐熱性は
前記圧延板よりJIS−Z2201に示される引張試験
片を切り出し、これをアルゴン雰囲気中で500℃
の温度に５分間加熱処理した後、引張試験を行な
い、その引張強さが加熱処理前の引張強さに比較
して低下率が20％以内のものを耐熱性が良好とい
うことで〇印、それ以外のものを耐熱性が悪いと
いうことで×印により表わした。また曲げ加工性
は前記圧延板より巾10mm、長さ50mmの短冊型試験
片を切り出し、その中央部で180゜の密着曲げ試験
を行ない、曲げ部の状態を観察して割れやしわの
ない平滑なものを曲げ性が良好ということで〇
印、割れ等の欠陥が発生したものを曲げ性が悪い
ということで×印、その中間のものを△印で表わ
した。
銅合金、特にリード材として価格が安く、従来の
コバールと同等以上の強度及び耐熱性を有し、は
るかに優れた導電性及び熱伝導性を有する銅合金
に関するものである。 一般にIC、LSI等の半導体を要素とする機器は
何れも半導体ペレツト、アイランドリード（リー
ドフレーム）及びボンデイングワイヤーによつて
構成されたものをハーメチツクシール、セラミツ
クシール又はプラスチツクシールにより封止した
もので、種々の型式のものが用いられており、こ
れ等機器のリード材には次のような特性が要求さ
れている。 (1) 熱及び電気の伝導性が良いこと。 (2) 耐熱性が優れていること。 (3) 曲げ加工性が良いこと。 (4) 強度が優れていること。 従来半導体機器のリード材にはコバール（Cu
−Ni−Co合金）、42のアロイ（Fe−Ni合金）、
Cu−Sn−Ｐ合金、アロイ194（Cu−Fe−Zn−Ｐ
合金）等が用いられ、コバール及び42アロイは強
度及び耐熱性が優れている反面、導電性及び熱伝
導性が劣り、価格が高いものであり、Cu−Sn−
Ｐ合金及びアロイ194は導電性及び熱伝導性が優
れ、価格も比較的安い反面、強度及び耐熱性が劣
るものであつた。 近年、半導体素子及び集積回路の分野における
封止技術の進歩により、リード材には価格の高い
コバールや42アロイからの比較的価格の安い銅系
材料への転換が行なわれているが、前記Cu−Sn
−Ｐ合金やアロイ194を始め、何れも強度及び耐
熱性が劣るため、その改善が強く望まれている。 本発明はこれに鑑み種々研究の結果、価格が安
く、従来のコバールと同等以上の強度と耐熱性を
有し、はるかに優れた導電性と熱伝導性の優れた
半導体機器のリード材用銅合金を開発したもの
で、Zn0.5〜3.0wt％（以下wt％を単に％と略
記）、Sn1.6〜3.0％、Fe0.5〜3.0％、P0.005〜0.2
％、残部Cuからなることを特徴とするものであ
る。 即ち、本発明は通常のCu地金にZn、Sn、Feを
添加することにより強度及び耐熱性を向上せし
め、これにＰを添加して合金の鋳塊品質を向上
し、かつ導電率の回復を計り、リード材として要
求される導電性と熱伝導性を得たものである。 このような本発明合金においてZn、Sn、Fe及
びＰの含有量を上記の如く限定したのは次の理由
によるものである。 即ちZn含有量を0.5〜3.0％、Sn含有量を1.6〜
3.0％及びFe含有量を0.5〜3.0％としたのは、これ
等添加元素の何れかの含有量が下限未満では所望
の耐熱性が得られず、また上限を越えると導電性
及び熱伝導性の低下が著しくなるためである。 またＰ含有量を0.005〜0.2％としたのは、Ｐ含
有量が0.005％未満では建全な鋳塊が得られず、
かつ導電性及び熱伝導性の回復が認められず、
0.2％を越えると合金の加工性が著しく損なわれ
るためである。 以下、本発明合金を実施例について詳細に説明
する。 黒鉛ルツボを用いてCuを溶解し、その湯面を
木炭粉末で被覆した状態でZn、Sn及びFe母合金
を順次添加し、最後のＰ母合金を添加し、これを
鋳造して第１表に示す組成の巾150mm、厚さ25mm
長さ200mmの鋳塊を得た。これ等鋳塊を一面あた
り2.5mm面削した後、カラーチエツク法による表
面状況から鋳塊品質を判定し、その結果を第１表
に併記した。尚、表面欠陥のないものを〇印、そ
の他のものを×印で表わした。 また面削した鋳塊をそれぞれ再加熱して熱間圧
延により厚さ８mm、巾150mmとし、これを冷間圧
延と焼鈍を繰返し、最終加工率40％の厚さ0.3mm
の板に仕上げ、これ等の板について曲げ性、耐熱
性、引張強さ、導電率を測定した。これ等の結果
を第２表に示す。尚、比較のため第１表に示す従
来のリード材について同様の特性を測定し、その
結果を第２表に併記した。 導電率及び引張強さの測定は、JIS−H0505、
JIS−Z2241に基づいて行なつた。また耐熱性は
前記圧延板よりJIS−Z2201に示される引張試験
片を切り出し、これをアルゴン雰囲気中で500℃
の温度に５分間加熱処理した後、引張試験を行な
い、その引張強さが加熱処理前の引張強さに比較
して低下率が20％以内のものを耐熱性が良好とい
うことで〇印、それ以外のものを耐熱性が悪いと
いうことで×印により表わした。また曲げ加工性
は前記圧延板より巾10mm、長さ50mmの短冊型試験
片を切り出し、その中央部で180゜の密着曲げ試験
を行ない、曲げ部の状態を観察して割れやしわの
ない平滑なものを曲げ性が良好ということで〇
印、割れ等の欠陥が発生したものを曲げ性が悪い
ということで×印、その中間のものを△印で表わ
した。
【表】
【表】
第１表及び第２表から明らかなように、本発明
合金No.１〜No.10は何れも鋳塊品質が良好で、曲げ
性及び耐熱性が優れており、引張強さは63〜70
Kg／mm2、導電率は30〜40％IACSを示し、従来の
アロイ194（No.20）及び燐青銅（No.21）と比較し、
導電率は劣るも曲げ性、耐熱性及び強度が著しく
改善され、特に従来のコバールと比較しても同等
の曲げ性及び耐熱性を示し、かつ同等以上の強度
とはるかに優れた導電性（熱伝導性）を有するこ
とが判る。 これに対し、Sn、Zn、Feの何れかの含有量が
本発明合金の組成範囲より少ない比較合金No.11〜
No.13では所望の耐熱性が得られず、特に急激に軟
化する傾向を示し、Sn、Zn、Feの何れかの含有
量が本発明合金の組成範囲より多い比較合金No.15
〜No.17では曲げ加工性が悪く、導電性も低下して
いる。またＰ含有量が本発明合金の組成範囲より
少ない比較合金No.14及び比較合金No.18では何れも
曲げ性及び耐熱性が悪く、導電性も低下し、特に
Ｐ含有量の少ない比較合金No.14では鋳塊品質も悪
いことが判る。 このように本発明合金は価格が安く、従来のコ
バールと同等以上の特性を有し、特に導電性はは
るかに優れており、半導体機器のリード材として
顕著な効果を奏するものである。
合金No.１〜No.10は何れも鋳塊品質が良好で、曲げ
性及び耐熱性が優れており、引張強さは63〜70
Kg／mm2、導電率は30〜40％IACSを示し、従来の
アロイ194（No.20）及び燐青銅（No.21）と比較し、
導電率は劣るも曲げ性、耐熱性及び強度が著しく
改善され、特に従来のコバールと比較しても同等
の曲げ性及び耐熱性を示し、かつ同等以上の強度
とはるかに優れた導電性（熱伝導性）を有するこ
とが判る。 これに対し、Sn、Zn、Feの何れかの含有量が
本発明合金の組成範囲より少ない比較合金No.11〜
No.13では所望の耐熱性が得られず、特に急激に軟
化する傾向を示し、Sn、Zn、Feの何れかの含有
量が本発明合金の組成範囲より多い比較合金No.15
〜No.17では曲げ加工性が悪く、導電性も低下して
いる。またＰ含有量が本発明合金の組成範囲より
少ない比較合金No.14及び比較合金No.18では何れも
曲げ性及び耐熱性が悪く、導電性も低下し、特に
Ｐ含有量の少ない比較合金No.14では鋳塊品質も悪
いことが判る。 このように本発明合金は価格が安く、従来のコ
バールと同等以上の特性を有し、特に導電性はは
るかに優れており、半導体機器のリード材として
顕著な効果を奏するものである。
Claims (1)
- １ Zn0.5〜3.0wt％、Sn1.6〜3.0wt％、Fe0.5〜
3.0wt％、P0.005〜0.2wt％、残部Cuからなる半
導体機器のリード材用銅合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP708582A JPS58123844A (ja) | 1982-01-20 | 1982-01-20 | 半導体機器のリ−ド材用銅合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP708582A JPS58123844A (ja) | 1982-01-20 | 1982-01-20 | 半導体機器のリ−ド材用銅合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58123844A JPS58123844A (ja) | 1983-07-23 |
| JPS6367539B2 true JPS6367539B2 (ja) | 1988-12-26 |
Family
ID=11656247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP708582A Granted JPS58123844A (ja) | 1982-01-20 | 1982-01-20 | 半導体機器のリ−ド材用銅合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58123844A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61186441A (ja) * | 1985-02-13 | 1986-08-20 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 高力高耐熱性銅合金の製造方法 |
| JPS6299429A (ja) * | 1985-10-25 | 1987-05-08 | Kobe Steel Ltd | 剪断加工性に優れるリ−ドフレ−ム材 |
-
1982
- 1982-01-20 JP JP708582A patent/JPS58123844A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58123844A (ja) | 1983-07-23 |
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