JPS6376837A - 電子部品用リ−ド線 - Google Patents

電子部品用リ−ド線

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JPS6376837A
JPS6376837A JP61220171A JP22017186A JPS6376837A JP S6376837 A JPS6376837 A JP S6376837A JP 61220171 A JP61220171 A JP 61220171A JP 22017186 A JP22017186 A JP 22017186A JP S6376837 A JPS6376837 A JP S6376837A
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lead wire
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copper alloy
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公二 永田
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Sumitomo Light Metal Industries Ltd
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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】 （技術分野） 本発明は電子部品用リード線に係り、特に高い電気伝導
性と共に優れた耐熱強度を有し、半導体装置等の電子機
器に対して好適に用いられ得るリード線に関するもので
ある。
（従来技術とその問題点） 一般に、各種の電子機器に用いられるリード線には、高
い電気伝導性が要求され、なかでも半導体装置に用いら
れるリード線にあっては、それに加えて製造上および取
付上必要な強度（耐力乃至はステイフネス）を有し、且
つその強度が製造過程において施される熱的処理によっ
て劣化しないこと、即ち耐熱強度においても優れている
ことが要求される。
例えば、ダイオード型半導体装置にあっては、リード線
の銀ろう付時において、例えばろう材としてＢＡｇ　３
を用いると、７５０℃程度の熱的処理が、またガラス封
着時において、７００℃程度の熱的処理が、それぞれ施
されることとなるのであり、それ故かかるリード線は、
高い導電率と共に、このような熱的条件を経たあとにお
いても、その後のメッキ工程や組立ラインでのピン差し
工程における曲がり等の不具合を防止する上に、所定の
強度を有している必要があるのである。
そこで、従来から、このような半導体装置用リード線の
材料としては、５ＯＮｉ−Ｆｅ、純銅或いはＣｕ−Ｃｒ
、Ｃｕ−Ｚｒｘ　Ｃｕ−Ｃｒ−Ｚｒ等の耐熱銅合金が、
一般に用いられているが、５ＯＮｉ−Ｆｅにあっては導
電率がＩＡＣＳ値で数％と低く、純銅にあっては耐熱強
度が低く、３５０℃以上で軟化するために、良好なもの
とは言い難く、また耐熱銅合金にあっても、導電率がＩ
ＡＣＳ値で８５％以下であると共に、６００℃以上で軟
化するために、導電率および耐熱強度共にやや不足し、
何れも満足できるものではなかったのである。
また、ＩＣパンケージであるＰ　Ｇ　Ａ　（Ｐｉｎ　Ｇ
ｒｉｄ＾１）ｅｙ）におけるリード線としてのピン材に
あっても、同様に、その恨ろう付時において、例えばＢ
Ａｇ８を用いると、８５０℃程度の熱的処理が、またガ
ラス封着時において、５００℃程度の熱的処理が、それ
ぞれ施されることとなるところから、高い導電率と共に
、優れた耐熱強度が要求されることとなるが、従来から
用いられている４２Ｎｉ−Ｆｅ或いはＦｅ−２９Ｎｉ−
１７Ｃｏを材料とするピン材にあっては、何れも導電率
が極めて低く、満足できるものではなかったのである。
（解決手段） ここにおいて、本発明は、上述の如き事情を背景として
為されたものであって、高い電気伝導性と共に、優れた
耐熱強度を有し、特に半導体装置に用いることによって
、その性能および製造、組立性を著しく向上せしめ得る
、実用的な電子部品用リード線を提供することを、その
目的とするものである。
そして、かかる目的を達成するために、本発明の特徴と
するところは、重量で０．０２％〜０．６％のアルミニ
ウムを含み、残部が銅よりなる銅合金を内部酸化処理し
て得られた、銅マトリクス中にアルミナ粒子が微細に分
散せしめられてなる分散強化銅材料からなる線状の芯材
と、該線状芯材の外表面を覆う、ＩＡＣＳ値として８５
％以上の高い電気伝導性を有する銅若しくは銅合金から
なる外皮とから構成されてなる電子部品用リード線にあ
る。
（発明の効果） このような本発明に従う電子部品用リード線にあっては
、その芯材がアルミナ分散強化銅材料にて構成されてい
るところから、優れた耐熱強度が発揮され得るのであり
、しかもかかる芯材を構成するアルミナ分散銅は導電性
が良好であることに加えて、該芯材の外表面を覆う外皮
として、ＩＡＣＳ値として８５％以上の高い導電率を有
する銅若しくは銅合金が用いられているところから、極
めて高い電気伝導性が発揮され得るのである。
従って、本発明に従えば、高い電気伝導性を有し、且つ
前述の如き熱的処理後においても、充分なる強度を有す
る電子部品用リード線が実現され得ることとなったので
あり、そして特に、かかるリード線を、半導体装置に用
いることによって、その性能および生産、組立性の向上
が、極めて有利に図られ得ることとなったのである。
（構成の具体的説明） ところで、かかる本発明に従う電子部品用リード線の芯
材を構成する分散強化銅材料は、重量で０．０２〜０．
６％のアルミニウムを含み、残部が銅よりなる銅合金を
内部酸化処理して、製造されることとなる。なお、かか
る銅合金におけるアルミニウム含有量が０．０２重量％
よりも少なくなると、内部酸化による強度、耐熱強度の
向上が殆ど期待できず、また０、６重量％を越えるよう
になると、目的とするリード線への線材加工、特に抽伸
加工性が低下したり、導電率が低下する等の問題を惹起
するようになる。
そして、このようなアルミニウム含有量の銅合金は、ガ
スアトマイズ法や粉砕法等の公知の粉末化手法に従って
所定の銅合金粉末とされ、或いはその鋳塊の圧延による
公知の金属箔製造工程に従って、所定の銅合金箔とされ
ることとなる。
次いで、このようにして得られた洞合金粉末又は銅合金
箔は、通常の手法に従って、内部酸化処理される。例え
ば、先ず、酸化性雰囲気下において、一般に空気中にお
いて、加熱処理されることにより予備酸化せしめられ、
これによって銅合金粉末若しくは筒中のアルミニウム成
分が酸化されるようにして、アルミナ（Ａ１２０３）と
為し得る酸素量に相当する酸素を、酸化物、特にＣｕｚ
Ｏｓ　Ｃｕ　Ｏの如き銅酸化物として含む粉末乃至は箔
とされた後、一般に、雰囲気としては、Ａｒガスなどの
不活性なガスからなる雰囲気の下において、更に高温に
加熱せしめることにより、かかる銅合金粉末若しくは筒
中のアルミニウムに対する選択的な内部酸化処理が進行
せしめられることとなる。勿論、この内部酸化処理手法
としては、その他各種の方法が提案されており、本発明
では、その何れをも採用することが可能であり、例えば
銅合金粉末の予備酸化処理に代えて、その一部を酸化処
理したり、また他の銅酸化物を酸化剤として配合せしめ
たりする手法などが適宜に採用されるのである。
そして、このような内部酸化処理された銅合金粉末乃至
は箔は、銅マトリクス中にアルミナ分子が分散せしめら
れてなる、目的とする分散強化銅材料となっているので
あるが、このような材料には、必要に応じて、それに存
在する銅酸化物を還元するために、還元性雰囲気、例え
ば水素雰囲気中において５００〜９５０℃程度の温度に
加熱することからなる還元処理が施される。
また、上記の如く、銅合金箔から得られた分散強化銅材
料（箔）は、それから所定のリード線に加工するために
、前記の還元処理に先立って或いはその後に、または内
部酸化処理の過程において、所定の小片乃至は細片と為
す切断加工が施されることとなる。この切断加工は、ス
リッター、シャカッター等の適当な切断装置を用いて行
なわれ、一般に幅寸法が５ｎ〜５０龍程度の細片となる
ように切断せしめられて、線材加工に供されるのである
。
そして、かくして得られた粉末形態若しくは箔切新形態
の分散強化銅材料は、そのままで、或いは通常の手法に
従って所定形状の圧縮成形体とされた後、適当なＣｕ若
しくはＣｕ合金製の容器内に封入せしめられ、そして脱
気された後、その状態下において目的とする製品形態（
成形体）を得るべく、所定の熱間加工、例えば熱間押出
が実施される。そして、この熱間加工によって、圧縮成
形体は、それを収容する容器の材料を外皮として有する
線材、棒材等の所定形状の加工材となるが、この加工材
には、またそのような熱間加工の後に必要に応じて冷間
加工１、抽伸加工等が施されて、目的とするリード線材
に仕上げられることとなるのである。
ところで、このような熱間加工に従って、分散強化銅材
料を、それを収容する容器ごと、所定の線材に加工する
ことにより得られた加工材は、かかる分散強化銅材料が
芯材となる一方、この芯材の外表面を覆う、前記容器の
材料からなる外皮が形成されて、クラッド線材構造とな
るが、このような線材構造において、かかる外皮を与え
る容器材料としては、無酸素銅、りん脱酸銅、銀入り銅
またはカドミニウム銅などの、ＩＡＣＳ値として８５％
以上の高い電気伝導性を有する銅若しくは銅合金が用い
られることとなるのであり、それによって、得られるリ
ード線材において、極めて高い導電性と共に優れたろう
付性やメッキ性が実現され得ることとなるのである。
そしてまた、その内部の芯材は、分散強化銅材料からな
るものであるところから、それによっても高い導電性が
発揮され得るのであり、加えて該芯材によって優れた耐
熱強度が付与されることとなるところから、前述の如き
ろう付やガラス封着などの熱的処理後においても、充分
なる強度を有するリード部材が実現され得ることとなる
のである。
なお、かかるリード線材にあっては、その芯材における
リード線材全断面積に対する断面積率が、５０％〜８５
％となるように形成されることとなる。この芯材の断面
積率が５０％未満では、良好なる耐熱強度が得られにく
くなると共に、熱間押出時において、外皮と芯材との変
形抵抗が違い過ぎるために、外皮中において芯材が切断
され、良好な製品を得ることが困難となるのであり、一
方８０％を越えるようになると、ビレット押出時におい
て、外皮にて芯材を均一に覆うことが困難で、芯材が部
分的に露出するために、ヘソグー加工性が害され、ろう
付性やメッキ性も劣化される恐れがあり、好ましくない
のである。
（実施例） 以下に、本発明を更に具体的に明らかにするために、本
発明の実施例を挙げることとするが、本発明がかかる実
施例の記載によって何等の制約をも受けるものでないこ
とは、言うまでもないところである。
また、本発明には、以下の実施例の他にも、更には上記
の具体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない限り
において、当業者の知識に基づいて種々なる変更を加え
た形態において実施され得るものであることが理解され
るべきである。
実施例　ｌ それぞれ、０．０１５．０．１．０．２５．０．４およ
び０．６５重量％のＡｌｆＪを有するＣｕ−Ａ１合金溶
湯を用いて、通常のＡｒガスアトマイズ手法にて、粒径
が２９７μｍ以下の銅合金粉末を作製した。次いで、そ
れぞれの合金粉末において、その一部を取り出し、大気
中において、２００℃×１時間加熱処理することにより
、粉末表面にＣｕ。
０が形成された予備酸化物を作製せしめ、そしてこの予
備酸化物を元の銅合金粉末と混合した。なお、これら粉
末の混合比は、８５０℃程度の高温に加熱した際、元の
銅合金粉末中のＡＮが、予備酸化物のＣｕ、Ｏによって
酸化されて、超微小のＡＩ！ｇｏｓに変換するように、
予め求めたデータに基づいた。
その後、この得られたそれぞれの混合粉末を、外径：６
８ｕ、長さ７１５０ｍ１ｉ、肉厚；１．５〜１５■１の
銅管内に収容して、大気密封し、それぞれ、９００℃×
３時間の内部酸化処理を行なった後、ダイスを通じて熱
間押出を行なうことにより、銅からなる外皮を有する１
６１）φの押出棒を得た。
なお、この熱間押出は、テーパ加工ダイスを用い、仰角
；６０度、押出速度：１〜２ｍ／分にて行なった。
かくして得られた、芯材の構成材料たる銅合金粉末の／
Ｍｌおよび外皮の構成材料たる銅管の肉厚が異なる、そ
れぞれの押出棒において、その押出加工時における押出
性の評価を行ない、その結果を第１図に示した。
かかる第１図において、押出不良の形態としては３タイ
プに分かれ、（ｉ）銅管の肉厚が極端に薄い場合には、
押出棒における外皮の残存状態が不安定で芯材が露出し
、（ｉｉ）＆１Ｍ合金中のＡＮｉが多り、銅管の肉厚が
薄い場合には、押づまりが生じ、また（ｉｉｉ）＆１ｉ
ｉ１合金中のＡｌ量が多く、銅管の肉厚が厚い場合には
、押出棒における芯材の破断が認められた。即ち、良好
なりラッド材を得るためには、その外皮を構成する銅管
の肉厚を、芯材を構成する銅合金中のＡＪ量に応じて設
定する必要があるのである。なお、銅合金粉末中の／１
量が、０．６５重壁量のものについては、何れも押出性
が悪く、良好な押出棒を得ることができなかった。
実施例　２ 前記実施例１にて得られた、それぞれの押出棒を用い、
スウエージング加工および抽伸加工を施すことによって
、０．７６龍φのリード線材に仕上げた。そして、それ
らのリード線材に対して７５０℃ｘ３０分の焼鈍を行な
った後、それぞれの強度および導電率を測定した（Ｎｌ
ｌｌ−８）。なお、強度としては、ステイフネス値およ
び芯部硬さの測定を行なうこととし、ここでステイフネ
ス値としては、ＡＳＴＭ試験法Ｆ１）３号によるモーメ
ント方式の試験機を用い、試料セット長さ１００鶴とし
て、その端部に１０ｇの荷重を作用せしめた際の試料の
曲がり角度にて強度を評価した。また、導電率としては
、純銅を１００とした場合の導電率たる、ＩＡＣＳ値で
示すこととする。
また、比較のために従来品として、０．７６　ｌＩｉφ
の外径を有する、市販の無酸素銅（ＯＦＣ）ｖＡ、Ｃｕ
−１重量％Ｃｒ線およびＣｕ−０，１５重量％Ｚｒ線に
ついても、それぞれ同様に、その強度および導電率を測
定した（隘９〜１））。
そして、それぞれの線材における測定結果が、下記第１
表において併せ示されている。
かかる第１表に示されているように、本発明品としての
、１ｌｈｌ〜５のリード線材にあっては、７５０℃焼鈍
後におけるステイフネス値が２〜２０度と小さく、従来
品における同３０〜５０度に比べて極めて高強度（高耐
熱強度）であることが理解される。
一方、比較品としての隘６のリード線材は、高強度では
あるが、銅管の肉厚が薄いために外皮の残存が不均一で
、芯材が露出しており、そのためにリード線として用い
た場合には、ろう付時やメッキ時に欠陥が発生する恐れ
があると認められるものであった。
また、他の比較材１）ｈ７．８にあっては、ステイフネ
ス値が劣り、従来品と大差がないことが認められる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、実施例１にて得られたそれぞれの押出棒につ
いて、押出加工時における押出性の良否を示す図である
。 第１図 銅 今 全 中 の Ａり ！ ＃ｌ管厚２

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）重量で０．０２％〜０．６％のアルミニウムを含
    み、残部が銅よりなる銅合金を内部酸化処理して得られ
    た、銅マトリクス中にアルミナ粒子が微細に分散せしめ
    られてなる分散強化銅材料からなる線状の芯材と、該線
    状芯材の外表面を覆う、ＩＡＣＳ値として８５％以上の
    高い電気伝導性を有する銅若しくは銅合金からなる外皮
    とから構成されてなる電子部品用リード線。
  2. （２）前記芯材が、５０％〜８５％の断面積率において
    前記外皮にて覆われている特許請求の範囲第１項記載の
    電子部品用リード線。
  3. （３）前記外皮が、無酸素銅、りん脱酸銅、銀入り銅ま
    たはカドミニウム銅にて形成されている特許請求の範囲
    第１項又は第２項に記載の電子部品用リード線。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55105957A (en) * 1979-02-08 1980-08-14 Gen Electric Bulb
JPS5779137A (en) * 1980-09-04 1982-05-18 Gen Electric Dispersion reinforced type copper alloy, stock powdery copper mixture thereof and production thereof

Patent Citations (2)

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