KR850001973B1 - 집적회로의 리드 프레임용 재료의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
내용 없음
Description
제1(a)도는 본 발명 실시전의 상태도.
제1(b)도는 본 발명 실시후의 상태도.
제2도는 본 발명 실시 전후의 메니스코 그래프(manisco graph)
본 발명은 전자제품의 핵심 부품의 하나인 집적회로의 리드 프레임용 재료의 제조방법에 관한 것이다.
전자 제품의 소형화 및 경량화의 추세는 전세계적인 현상이며 이에 따라 각종 전자제품 및 부품들에 대한 소형화 및 경량화를 위한 노력이 지속되고 있다.
특히 집적회로는 기하급수적으로 기억용량이 증대, 다시 말하면 그 소형화가 급속히 진행되고 있다.
이러한 집적회로의 소형화는 필연적으로 집적회로를 지지하고 보호하는 부품들에 대한 소형화를 요구하게 되는 것이다.
그럼에도 불구하고 반도체를 지지하는 리드 프레임(Lead Frame)용 재료는 아직도 철 또는 구리를 주성분으로 하는 종래의 합금 재료들을 사용하고 있으며 이들 재료는 기계적인 강도가 낮기 때문에 충분한 기계적인 신뢰성을 유지하기 위해서는 그 소형화가 크게 제약을 받게 되는 것이다.
즉, 반도체의 집적도가 높아짐에도 불구하고 이 반도체를 지지하고 보호하는 외부 부품의 소형화가 곤란하여 전반적으로 전자부품들의 소형화가 제약을 받고 있는 것이다.
또한 이러한 리드 프레임용 재료는 그 전기적 특성과 함께 납땜성도 충분히 확보되어야 하며 내부식성도 겸비되어야 하는 조건을 만족시켜야 한다.
본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 된 것으로서, 충분한 기계적 강도와 내부식성을 가진 Fe-Mn-Al-C 합금에 표면처리를 행함으로서 우수한 납땜성을 겸비한 리드 프레임용 재료의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한 것이다.
일반적으로 내부식성 재료에는 스테인레스강이 주로 사용되고 있는 바 그 주요 성분들인 니켈과 크롬의 자원 편재로 인하여 가격이 높을 뿐 아니라 자원 무기화의 가능성도 또한 높아서 지속적인 사용에 있어서 제약을 받기 쉬운 점 등의 약점이 있는 것이다.
이에 대하여 본 발명에서 이용하는 신 합금재료는 통상의 1% 이하인 C, 25-35% Mn, 7-10% Al와 잔부를 철로하는 재료로서 기계적 강도, 내부식성 및 가공성 등이 스테인레스 강보다 뛰어나며 잘 알려진 바와 같이 해저에서 망간단괴를 채취함에 따라서 망간의 공급이 안정될 전망이고 가격면에서도 스테인레스 강보다 저렴하므로 장래의 주요한 합금 재료로서 각광을 받을 것으로 이상이 되는 재료이다
반면에 상기한 Fe-Mn-Al-C 합금은 그 표면에 알루미늄 산화물층이 치밀하게 형성되어 부식을 방지하는 점은 있으나 이 산화물층이 전자부품 재료로서의 필수요건인 납땜성을 저하시키는 작용을 하기 때문에 저자부품에의 직접적인 적용이 어려운 불리한 점이 있는 것이다. 이와 같은 실정을 감안하여, 본 발명은 Fe-Mn-Al-C 합금재료에 우수한 납땜성을 부여하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.
이하 본 발명의 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
상기한 바와 같이 합금 표면에 존재하는 치밀한 알루미늄 산화물층(제1a도)이 납땜을 방해하므로 우선적으로 이 산화물층을 제거하여야 하는 바 이러한 산화물층의 제거방법으로는 기계적인 방법과 화학적인 방법이 있으나 기계적인 방법은 표면의 미관을 해치는 등의 결점이 있으므로 본 발명에서는 화학적인 제거 방법을 사용하였다.
상기의 산화물층은 화학적으로 매우 안정하여 강알칼리, 유기산 및 산화성 강산에 의해서만 제거될 수 있으며 비산화성 강산에 의하여서는 부동태가 형성된다.
본 발명에서 채용한 산화피막 제거를 위한 화학적 액의 실시조성에는 표 1에 나타낸 바와 같다.
[표 1]
산화물층 제거를 위한 화학액의 실시 조성예
다음에 이와같이 하여 산화피막이 제거된 재료를 공기 중에 방치하면 공기 중의 산소에 의하여 또다시 산화물층이 생성되기 때문에 이러한 현상을 방지하기 위하여 제2단계로 금도금 또는 은도금을 행하여 표면에 0.1-1㎛ 두께의 도금층을 형성시켜서 공기와의 접촉을 방지하게 한 것으로서 금속학적 조직은 제1b도에서와 같다.
이와같이 하여서 된 본 발명의 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.
주지한 바와 같이 납땜은 용융된 납땜과 피납땜재와의 상호간의 젖음(wetting) 현상으로 이루어지며 이 젖음도는 피납땜재의 표면의 물성(物性)과 온도에 따라 변화e되는 것이다.
따라서 표면이 산화되거나 오염되지 않은 깨끗한 금속편일수록 젖음이 잘 되어 양호한 납땜이 이루어지며 온도가 높을수록 납땜이 잘 되는 바, 본 발명에 의한 재료의 표면은 금 또는 은으로 도금되어 있기 때문에 젖음화가 양호하게 진행된다.
또한 Fe-Mn-Al-C 합금의 염전도율은 철 또는 구리를 주성분으로 하는 합금의 열전도율보다 작다.
한표 땜납조에 투입된 피납땜재는 땜납과 접촉되는 부위로부터 가열이 되는데 Fe-Mn-Al-C 합금의 낮은 열전도율에 의하여 다른 부위에로의 열발산이 잘 되지 않게 되어 납땜 부위만의 온도가 충분한 정도로 빨리 가열된다.
이렇게 됨으로서 결과적으로 전체적인 납땜 공정의 시간을 단축시키는 효과가 있으며, 이는 제2도에 표시한 바와 같다.
또한 본 발명에 있어서의 재료의 낮은 열전도율에 의하여 외부의 열충격으로부터 반도체 소자가 보호되는 효과도 있음을 알 수가 있다.
따라서 본 발명에 의한 재료는 리드 트레임용으로 사용되기에 적합한 납땜성을 가지며 큰 기계적 강도와 내부식성을 겸비함으로서 소형화 및 경량화를 위한 전자부품용 재료로 적합하게 되는 것이다.
또한 본 발명에 의한 재료는 상기한 효과들 외에도 다음에 기술하는 바와 같은 부가적인 제조상의 이점이 있는 바, 상온 및 고온에서의 가공성이 스테인레스 강보다 우수하며 가공상의 이점이 있으며, 기존의 리드 프레임용 재료도 금선의 용접을 위하여 금도금 또는 은도금을 후처리 공정으로 행하고 있는데 비하여 본 발명에 의한 재료는 이미 금도금 또는 은도금의 도금처리가 되어 있으므로 부가적인 도금공정을 필요로 하지 않게 되어 공정이 간편해지는 이점이 있다는 것이다.
본 발명에 의한 재료는 상기한 바와 같이 각종의 이점을 가지고 있으므로 반도체의 리드 프레임용 및 여러 전자기 기용으로 사용되고 있는 각종의 알루미늄, 황동, 인칭등 등의 재료들에 대치되어 사용될 수 있을 뿐만 아니라 소형화 및 경량화에 우수한 효과를 발휘할 수 있는 것이다.
Claims (1)
- Fe-Mn-Al-C 의 조성이 공지의 1% 이하인 C, 25-35% Mn, 7-10% Al와 잔부를 철로 구성하고, 상기 Fe-Mn-Al-C의 합금 표면에 존재하는 산화피막층을 제거하여 충분한 기계적 강도와 내부식성 및 우수한 납땜성을 겸비하게 한 것을 특징으로 하는 집적회로의 리드 프레임용 재료의 제조방법.
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