TW202338110A - 帶狀銅合金材、使用其之半導體引線架、半導體積體電路及電子機器,以及製造引線架之方法及將帶狀銅合金材使用作為引線架之方法 - Google Patents
帶狀銅合金材、使用其之半導體引線架、半導體積體電路及電子機器,以及製造引線架之方法及將帶狀銅合金材使用作為引線架之方法 Download PDFInfo
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Abstract
本發明提供一種強度高且抑制切割時產生毛邊的帶狀銅合金材。
本發明之帶狀銅合金材由超過0.1質量%之Si、Ni,以及餘量銅及不可避免之雜質所構成,且藉由下述方法所測得之0.2%保證應力為550 MPa以上,且藉由下述方法所測得之於400℃加熱30分鐘後於大氣環境中靜置並在銅合金之溫度降低至室溫時之斷裂伸長率為10%以下。
Description
本發明係關於一種能夠適用於電子材料等電子零件之製造之帶狀銅合金材、使用其之半導體引線架、半導體積體電路及電子機器,以及製造引線架之方法及將帶狀銅合金材使用作為引線架之方法。
作為半導體封裝體之製造方法,以往係使用於各個引線架之規定位置配置半導體晶片,以導線將引線架之引線部與半導體晶片連接並進行樹脂密封之方法。另一方面,近年來,為了提升生產效率,而開發了一種MAP(Mold Array Process,模具陣列處理)方式。
於該MAP方式中,如圖1所示,使用經由連桿6將製品形狀之引線架之引線部2、4沿縱橫連接多個而成之引線架坯體10x,於該引線架坯體10x之規定位置分別配置多個半導體晶片102、104…並與各引線部2、4電連接,並且將整體一次性進行樹脂密封。繼而,以旋轉刀50沿連桿6與各引線部2、4之間之切割方向E1、E2進行切割而進行單片化,切分成各個半導體封裝體製品。
MAP方式尤其適宜用於被稱為QFN(Quad Flat Non lead package,方形扁平無引腳封裝)型半導體封裝體之引線未伸出之無引線構造。
於引線架中,對為引線架之原材料之銅合金要求高強度化,而開發了一種提升銅合金強度之技術(專利文獻1)。
先前技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特開2019-167612號公報
[發明所欲解決之課題]
然而,如圖2所示,切割係將經樹脂30密封之引線部2與樹脂30一同進行切分,因此沿著切割方向E1之切割面係樹脂30中含有引線部2之形態。而且,於切割面之引線部2之切割方向E1下游側,經常觀察到被稱為切割毛邊2a之形狀不良。若引線部2之前端之毛邊2a自引線部2本身突出得較多,並與相鄰之引線部接觸,則有電路短路之虞。
又,要求將引線部2之寬度W1控制於相對於規定之設計寬度W0之容許差(例如,容許差|W1-W0|為W0之±10%以下)之範圍內。然而,若引線部2之前端之毛邊2a變大,則該部位之寬度W2會大幅超出容許差,導致製品不良。
就以上方面而言,需減少切割毛邊。尤其是隨著電子零件之小型化,引線部之寬度及間距有變小之傾向,而進一步要求減少切割毛邊。
即,本發明係為了解決上述課題而完成者,其目的在於提供一種高強度且能夠抑制在經樹脂密封之狀態下進行切割時產生毛邊的帶狀銅合金材、使用其之半導體引線架、半導體積體電路及電子機器,以及製造引線架之方法及將帶狀銅合金材使用作為引線架之方法。
[解決課題之技術手段]
本發明人等進行了各種研究,結果發現,圖2所示之切割毛邊2a係因下述原因形成,即,切割面之引線部2因沿著與引線部2垂直之切割方向E1放置旋轉刀進行切割時之剪力,而沿與其延伸方向L垂直之切割方向E1延伸。
進而發現,沿與引線部垂直之切割方向進行切割時之毛邊之寬度W2相對於設計寬度W0之比率,與受到加熱處理時之銅合金原材料本身之斷裂伸長率大致相同。認為其原因在於,例如如上述QFN(Quad Flat Non lead package)型半導體封裝體般,引線部係於被限制在樹脂中之狀態下受到切割,因此如與銅原材料之拉伸試驗相同之機制發揮作用。
又,於將銅合金使用作為用於半導體封裝體用之引線架(以下,亦僅記載為「半導體引線架」)時,存在將島狀物(island)與半導體晶片進行接合之晶粒黏著步驟,此處,於晶片表面形成鍍覆層,於鍍覆層與島狀物重疊之狀態下以400℃左右之溫度進行加熱處理,藉由熱擴散而進行接合。又,作為晶粒黏著之其他方法,亦存在將島狀物與半導體晶片進行焊接之方法,但於該情形時,焊接溫度亦為300℃以上。因此可知,就抑制切割毛邊產生之觀點而言,即便於在400℃對銅合金進行30分鐘加熱之情形時,亦需將該銅合金之斷裂伸長率控制得較低。
即,本發明之帶狀銅合金材係如下所述之帶狀銅合金材,其由超過0.1質量%之Si、Ni,以及餘量銅及不可避免之雜質所構成,且藉由下述方法所測得之0.2%保證應力為550 MPa以上,且於400℃加熱30分鐘後於大氣環境中靜置並降低至室溫後,藉由下述方法進行測定時之斷裂伸長率為10%以下。
0.2%保證應力之測定方法:
利用拉伸試驗機,依據JIS-Z2241(2011),分別測定與壓延方向平行之方向上之0.2%保證應力(YS)。以拉伸方向成為與壓延方向平行之方向之方式,使用壓製機製作JIS13B號試片。關於拉伸試驗之條件,設為試片寬度12.5 mm、室溫(25℃)、拉伸速度5 mm/min、標距(gauge length)50 mm。以重複次數N=2(2個試片)進行試驗,將2個數據之平均值作為所獲得之試樣之0.2%保證應力。
於400℃加熱30分鐘後於大氣環境中靜置並在銅合金之溫度降低至室溫時之斷裂伸長率之測定方法:
以使拉伸方向成為壓延方向之方式,使用壓製機製作JIS13B號試片。為了防止該試片之表面氧化,而以厚度為35 μm之精銅箔包裝試樣,將其與外部氣體阻隔,對於該經阻隔之試樣,於大氣環境下以400℃進行30分鐘加熱。其後,將試片於大氣環境中靜置,使銅合金之溫度降低至室溫(25℃)。其後,依據JIS-Z2241(2011),利用拉伸試驗機來測定JIS-Z2241(2011)所規定之斷裂伸長率(%)。關於拉伸試驗之條件,設為試片寬度12.5 mm、室溫(25℃)、拉伸速度5 mm/min、標距50 mm。以重複次數N=2(2個試片)進行試驗,將2個數據之平均值作為斷裂伸長率(%)。
本發明之帶狀銅合金材可進而含有與Si形成化合物之一種以上之元素,上述與Si形成化合物之一種以上之元素較佳為選自由Co、Cr、Mn、Mg及Fe所組成之群中之一種以上之元素。
本發明之帶狀銅合金材較佳含有:超過0.1質量%之Si、Ni、及合計為0.5質量%以上之與Si形成化合物之一種以上之元素。
本發明之帶狀銅合金材較佳含有超過0.1質量%但至1.8質量%之Si、Ni、及合計為0.5~7.0質量%之與Si形成化合物之一種以上之元素。
本發明之帶狀銅合金材較佳含有Sn、及/或Zn。
本發明之帶狀銅合金材較佳為Cu-Ni-Si系銅合金。
本發明之帶狀銅合金材較佳為含有Ni:2.2~4.2質量%、Si:0.25~1.2質量%、Pb:未達0.1質量%、Zn:未達1.0質量%、Fe:未達0.20質量%、Mn:未達0.10質量%、Mg:0.05~0.30質量%,且餘量由Cu及不可避免之雜質所構成的Cu-Ni-Si系銅合金。
本發明之帶狀銅合金材較佳藉由以下方法所測得之拉伸強度為800 MPa以上。
拉伸強度之測定方法:
利用拉伸試驗機,依據JIS-Z2241(2011),測定與壓延方向平行之方向上之拉伸強度(TS)。此時,以拉伸方向成為壓延方向之方式,使用壓製機製作JIS13B號試片。關於拉伸試驗之條件,設為試片寬度12.5 mm、室溫(25℃)、拉伸速度5 mm/min、標距50 mm。以重複次數N=2(2個試片)進行試驗,將2個數據之平均值作為所獲得之試樣之拉伸強度(TS)。
本發明之帶狀銅合金材較佳為導電率為30%以上,較佳用於藉由MAP方式所製造之半導體封裝體。
本發明之半導體引線架由上述帶狀銅合金材所構成。
本發明之半導體引線架較佳具備多個引線部及連桿,上述多個引線部較佳經由上述連桿而連接。
本發明之半導體積體電路係具備上述半導體引線架而成。
本發明之半導體積體電路較佳具備上述半導體引線架、多個半導體晶片及導線,且上述半導體晶片以上述導線而與上述引線部電連接。
本發明之電子機器係使用上述半導體積體電路而成。
本發明之製造引線架之方法係使用帶狀銅合金材來製造引線架之方法,該帶狀銅合金材之0.2%保證應力為550 MPa以上,且於400℃加熱30分鐘後於大氣環境中靜置並在銅合金之溫度降低至室溫時之斷裂伸長率為10%以下。
本發明之製造引線架之方法較佳包括對上述帶狀銅合金材進行蝕刻之步驟。
本發明之將帶狀銅合金材使用作為引線架之方法係將下述帶狀銅合金材使用作為引線架之方法,該帶狀銅合金材之0.2%保證應力為550 MPa以上,且於400℃加熱30分鐘後於大氣環境中靜置並在銅合金之溫度降低至室溫時之斷裂伸長率為10%以下。
[發明之效果]
若根據本發明,可獲得一種高強度,且抑制在經樹脂密封之狀態下進行切割時產生毛邊的帶狀銅合金材。
作為本發明之實施形態中之銅合金,可使用主要含有銅之合金。又,作為本發明之實施形態中之銅合金,可使用卡遜合金。
卡遜合金典型而言係指含有Si、及與Si形成化合物之元素(例如Ni、Co及Cr中之任一種以上)之銅合金。於對卡遜合金進行固溶處理以及時效處理之情形時,Si及與Si形成化合物之元素形成化合物,該化合物以第二相粒子之形態析出於母相中。再者,「與Si形成化合物之元素」係指在與Si及該元素相關之相圖(可為二元系相圖,亦可為三元系相圖等多元系相圖)等中,可確認到Si與該元素之間存在化合物之元素。「與Si形成化合物之元素」較佳為存在與銅之相圖之元素。其原因在於,具有可在銅合金中較多地含有該元素之可能性。「與Si形成化合物之元素」例如為Ni、Co、Cr、Mn、Mg、Fe等。
又,「與Si形成化合物之元素」較佳為固溶於銅之元素。其原因在於,具有可在銅合金中較多地含有該元素之可能性。作為固溶於銅之元素,例如可舉:Ni、Co、Cr、Mn、Mg、Fe等。又,「與Si形成化合物之元素」可為金屬元素。本發明之實施形態中之銅合金較佳含有超過0.1質量%之Si。
本發明之實施形態中之銅合金可含有1.8質量%以下之Si。
本發明之實施形態中之銅合金較佳含有合計為0.5質量%以上之與Si形成化合物之元素之一種以上。
本發明之實施形態中之銅合金可含有合計為7.0質量%以下之與Si形成化合物之元素之一種以上。
本發明之實施形態中之銅合金可含有合計為0.5質量%以上之選自由Co、Cr、Mn、Mg及Fe所組成之群中之一種以上之元素。
本發明之實施形態中之銅合金可含有合計為7.0質量%以下之選自由Co、Cr、Mn、Mg及Fe所組成之群中之一種以上之元素。
作為一例,卡遜合金係含有銅、Si,以及選自由Ni、Co及Cr所組成之群中之一種以上之元素的合金。作為另一例,卡遜合金具有如下組成:含有0.5~4.5質量%之Ni、及超過0.1質量%但至1.4質量%之Si,餘量由銅及不可避免之雜質所構成。作為另一例,卡遜合金具有如下組成:含有0.5~4.5質量%之Ni、超過0.1質量%但至1.4質量%之Si、及0.03~0.5質量%之Cr,餘量由銅及不可避免之雜質所構成。
作為再另一例,卡遜合金具有如下組成:含有0.5~4.5質量%之Ni、超過0.1質量%但至1.4質量%之Si、及0.5~2.5質量%之Co,餘量由銅及不可避免之雜質所構成。
作為再另一例,卡遜合金具有如下組成:含有0.5~4.5質量%之Ni、超過0.1質量%但至1.3質量%之Si、0.5~2.5質量%之Co、及0.03~0.5質量%之Cr,餘量由銅及不可避免之雜質所構成。
作為再另一例,卡遜合金具有下述Cu-Ni-Si系銅合金之組成。
於卡遜合金亦可任意添加其他元素(例如Sn、Zn等)。該等其他元素一般添加至總計為5.0質量%左右。例如,作為再另一例,卡遜合金具有如下組成:含有0.5~4.5質量%之Ni、0.1~1.4質量%之Si、0.01~2.0質量%之Sn、及0.01~2.0質量%之Zn,餘量由銅及不可避免之雜質所構成。
以下,對為本發明之實施形態之一的Cu-Ni-Si系帶狀銅合金材進行說明。再者,關於本發明之合金組成中之%,只要沒有特別聲明,係表示質量%。
首先,對帶狀銅合金材之組成進行說明。本發明之實施形態之Cu-Ni-Si系帶狀銅合金材含有Ni:2.2~4.2質量%、Si:0.25~1.2質量%、Pb:未達0.1質量%、Zn:未達1.0質量%、Fe:未達0.20質量%、Mn:未達0.10質量%、及Mg:0.05~0.30質量%,餘量由Cu及不可避免之雜質所構成。
<Ni及Si>
關於Ni及Si,藉由進行時效處理,而使Ni與Si形成以微細之Ni
2S為主之金屬間化合物之析出粒子,使合金之強度顯著增強。又,導電性隨著時效處理中之Ni
2Si之析出而提升。
於Ni濃度為2.2%以上之情形,或Si濃度為0.25%以上之情形時,易於獲得期望之強度。又,於Ni濃度為4.2%以下之情形,或Si濃度為1.2%以下之情形時,導電性易於變得良好。因此,將Ni之含量設為2.2~4.2%,將Si之含量設為0.25~1.2%。較佳將Ni之含量設為2.2~3.2%,將Si之含量設為0.4~0.6%。
Ni(質量%)/Si(質量%)之比較佳為3~5。
<其他元素>
關於Pb,就提升熱加工性之觀點而言,較佳設為未達0.1質量%。
Zn係改善焊料耐熱剝離特性之元素,藉由設為未達1.0質量%,使得導電性亦容易變得良好。
Fe係有助於強度之元素,藉由設為未達0.20質量%,使得導電性亦容易變得良好。
Mn係改善熱加工性之元素,藉由設為未達0.10質量%,使得導電性亦容易變得良好。
Mg係有助於強度之元素,藉由設為0.30質量%以下,使得導電性亦容易變得良好。又,藉由設為0.05質量%以上,可進一步提升強度。
<組成之測定>
帶狀銅合金材之組成可利用螢光X射線分析進行測定。具體而言,螢光X射線分析係使用Rigaku公司製造之Simultix14進行測定。
分析面可使用以表面最大粗糙度Rz(JIS-B0601(2013)成為6.3 μm以下之方式進行了切削或機械研磨者。於自熔解鑄造中之熔液採集分析樣品之情形時,澆鑄成30~40 mmΦ、厚度50~80 mm左右之形狀後,切割成厚度10~20 mm左右後,將切割面作為分析面。
對分析面反覆進行切削或機械研磨,直至表面最大粗糙度Rz(JIS-B0601(2013))成為6.3 μm以下。
再者,帶狀銅合金材之組成除了利用螢光X射線進行測定以外,亦可使用濕式分析。Ni可使用銅分離丁二酮二肟重量法(JIS-H1056(2003)),Si可使用二氧化矽重量法(JIS-H1061(2006))。其他添加元素及雜質元素可使用ICP發射光譜分析法。
具體而言,使用Hitachi High-Tech Science公司製造之ICP發射光譜分析裝置(ICP-OES)SPS3100進行測定。於ICP發射光譜分析法之情形時,將樣品溶解於鹽酸與硝酸之混合酸(鹽酸2、硝酸1、水2)中,將所得者進行稀釋而使用。作為ICP發射光譜分析法中之各元素之一般測定方法,可參考下述JIS標準。具體而言,Fe可依據JIS-H1054(2002),Pb可依據JIS-H1053(2009),Sn可依據JIS-H1052(2010),P可依據JIS-H1058(2013),Zn可依據JIS-H1062(2006),Co可依據JIS-H1060(2002),Mn可依據JIS-H1055(2003)來實施ICP發射光譜分析。
<0.2%保證應力>
本發明之銅合金之JIS-Z2241(2011)所規定之0.2%保證應力為550 MPa以上。若0.2%保證應力未達550 MPa,則於製造引線架時,存在引線部分因蝕刻時之噴壓而發生變形之情況。又,於加工成半導體封裝體時,存在引線部受到來自打線接合部之壓力或將樹脂嵌埋至模具時受到壓力而發生變形之情況。
就進一步抑制引線部分之變形之觀點而言,0.2%保證應力較佳為630 MPa以上,進而較佳為750 MPa以上。
再者,利用拉伸試驗機,依據JIS-Z2241(2011),對於JIS-13B號試片,以拉伸速度(標距50 mm、拉伸速度5 mm/min),測定與壓延方向平行之方向上之0.2%保證應力(YS),以重複次數N=2(2個試片)進行試驗,採用2個數據之平均值。
<斷裂伸長率>
本發明之實施形態之銅合金於實施下述時候之拉伸試驗並發生斷裂時之伸長率為10%以下:於防止表面氧化之環境(氬氣、氮氣等非氧化性氣體;或者於氬氣或氮氣等氣體混合有氫氣等氣體之還原性氣體)中,或者為了抗氧化而以35 μm之銅箔進行包裝,與外部氣體阻隔,將經阻隔者於大氣環境中以400℃加熱30分鐘後,進行靜置,於銅合金之溫度降低至室溫後,在室溫(25℃)測定0.2%保證應力。此處,伸長率意指JIS-Z2241(2011)所規定之斷裂伸長率(%)。再者,並不適用JIS之附件G及H。
若斷裂伸長率為10%以下,則於由本發明之實施形態之Cu-Ni-Si系銅合金所製造之半導體引線架中,可防止將經樹脂密封之引線部沿著與其延伸方向垂直之方向進行切割時產生毛邊(切割毛邊)。
此處,採用於400℃加熱30分鐘後之伸長率之原因如上所述,作為將引線部與半導體晶片電連接之方法,假定了溫度最高之熱擴散法之溫度(400℃左右)。
又,將斷裂伸長率之上限設為10%之原因如上所述,認為引線部之切割毛邊向切割方向之突出量相對於設計寬度之比率,與假定引線部受到熱處理(400℃30分鐘)後之帶狀銅合金材之伸長率大致相同。
亦即,若將帶狀銅合金材之伸長率之上限設為10%,則可使由帶狀銅合金材所製造之半導體引線架中之引線部的切割毛邊之寬度W2(圖2)為相對於引線部之設計寬度W0之容許差(±10%)以下。
斷裂伸長率之測定係於重複次數N=2(2個試片)拉伸試驗中,採用發生斷裂時之伸長率(JISZ2241(2011)所規定之斷裂伸長率(%))之2個數據之平均。
<拉伸強度TS與導電率>
本發明之實施形態之帶狀銅合金材較佳為拉伸強度TS為800 MPa以上。若將拉伸強度TS設為800 MPa以上,則強度進一步提升,可防止引線架之變形等。
隨著半導體元件之高功能化而使得處理能力增加等,從而導致引線架等之電路之通電發熱增加,因此較佳將帶狀銅合金材之導電率設為30%IACS以上,更佳設為40%IACS以上。又,為了抑制於400℃加熱30分鐘後之斷裂伸長率,較佳將導電率設為51%IACS以下,更佳設為47%IACS以下,進而較佳設為43%IACS以下。
例如,作為導電率之較佳範圍,可舉:30~51%IACS、30~47%IACS、30~43%IACS、40~51%IACS、40~47%IACS。
本發明之實施形態之帶狀銅合金材可以條、板、箔等形態使用。此處,「帶狀」係指具有寬度且包括細條形、矩形、長方形、正方形及四邊形等在內之概念。
<帶狀銅合金材之製造>
帶狀銅合金材通常可依序對鑄錠進行熱軋、冷軋、固溶處理、時效處理、最後冷軋、弛力退火而製造。固溶處理前之冷軋並非必須,可視需要來實施。又,亦可於固溶處理後且時效處理前視需要實施冷軋,亦可將固溶處理與時效處理分別進行2次以上。可於上述各步驟之間適當地進行用以去除表面之氧化皮之研削、研磨、珠粒噴擊、酸洗、除脂等。
固溶處理係使Ni-Si系化合物、Co-Si系化合物、Cr-Si系化合物等矽化物(silicide)固溶於Cu母質中,同時使Cu母質再結晶之熱處理。亦可以熱軋兼為固溶處理。
時效處理係使固溶處理中所固溶之矽化物作為以Ni
2Si、Co
2Si、Cr
2Si等為主之金屬間化合物之微細粒子析出。藉由該時效處理,而使強度及導電率上升。時效處理例如可於375~625℃、1~50小時之條件下進行,藉此,可提升強度。
若時效處理之溫度或時間未達上述範圍,則Ni
2Si、Co
2Si、Cr
2Si等矽化物之析出量少,有時無法獲得足夠之強度(拉伸強度或0.2%保證應力等)。若時效處理之溫度或時間超過上述範圍,則會引起析出粒子之粗大化或再固溶,強度或導電率有時不會充分提升。再者,於時效處理之溫度或時間超出上述範圍之情形時,若時效時間短,則雖拉伸強度高,但有導電率低之傾向;若時效溫度高,則有因再固溶而使得拉伸強度、導電率均低之傾向。
<最後冷軋>
繼而,可於時效處理後以加工度40%以上進行冷軋(最後冷軋)。可藉由最後冷軋對材料賦予加工應變而提升強度。
若最後冷軋之加工度未達40%,則存在難以充分提升強度之情況。最後冷軋之加工度較佳為40~90%。若加工度超出90%,則有時即便強度因高強度加工之加工應變而得到提升,導電率亦降低。
最後冷軋之加工度係進行最後冷軋所得之厚度相對於即將進行最後冷軋之前之材料厚度的變化率。
本發明之Cu-Ni-Si系帶狀銅合金材之厚度並無特別限定,例如可設為0.03~0.6 mm。
<弛力退火>
於最後冷軋後進行弛力退火。弛力退火只要於一般之條件下進行即可,例如可於300℃~550℃、保持時間為5秒~300秒之條件下進行。其中,設為如下條件:弛力退火後,於大氣環境中靜置並在銅合金之溫度降低至室溫(25℃)後於室溫測得之伸長率未達10%,較佳為7%以下,更佳為5%以下。藉由在最後冷軋後在弛力退火中使溫度變得更低或使時間變得更短,可使弛力退火後於大氣環境中靜置並在銅合金之溫度降低至室溫(25℃)後於室溫測得之斷裂伸長率變得更小。如上所述,藉由對弛力退火後於大氣環境中靜置並在銅合金之溫度降低至室溫(25℃)後於室溫測得之斷裂伸長率進行控制,而容易將銅合金於400℃加熱30分鐘後於大氣環境中靜置並在銅合金之溫度降低至室溫(25℃)後於室溫進行測定時之斷裂伸長率控制於10%以下。
又,弛力退火之條件較佳為不僅滿足溫度或時間之範圍,而且要注意以下方面來選定溫度與時間之組合。
一般之弛力退火係以提升應力緩和特性、彎曲性、伸長率、熱伸縮特性或減少殘留應力為目的而進行,但最佳之條件因目的而異。於本發明之實施形態中,即便為就改善並提升一般之應力緩和特性、彎曲性、伸長率、熱伸縮特性或減少殘留應力之方面而言不利之條件,亦採用如下條件:弛力退火後,於大氣環境中靜置並在銅合金之溫度降低至室溫(25℃)後於室溫測得之斷裂伸長率未達10%,較佳為7%以下,更佳為5%以下。
又,於弛力退火中,重要的是藉由降低退火溫度,及/或縮短時間來抑制析出物之粗大化。因此,使用弛力退火前與弛力退火後之斷裂伸長率之差ΔEL(=弛力退火後之斷裂伸長率(%)-弛力退火前之斷裂伸長率(%))作為評價並控制析出物之生長程度之指標。再者,即便對於弛力退火前之斷裂伸長率,亦於銅合金之溫度為室溫(25℃)之狀態下在室溫進行測定。
藉由將ΔEL設為3.0%以下,可降低弛力退火中之析出物之粗大化。藉此,可降低於400℃加熱30分鐘時之析出物粗大化,可將於400℃加熱30分鐘後於大氣環境中靜置並在銅合金之溫度降低至室溫(25℃)後於室溫進行測定時之斷裂伸長率控制於10%以下。
將以下之內容作為指引,可製造於400℃加熱30分鐘後於大氣環境中靜置並在銅合金之溫度降低至室溫(25℃)後於室溫測得之斷裂伸長率為10%以下的銅合金。
根據下述表1、圖3,可發現(拉伸強度/導電率),即拉伸強度(MPa)除以導電率(%IACS)所得之值與斷裂伸長率之間存在相關性,該斷裂伸長率係於400℃加熱30分鐘後於大氣環境中靜置並在銅合金之溫度降低至室溫(25℃)後於室溫測得。拉伸強度係有助於提升強度或防止加熱所致之軟化的微細析出物或固溶於銅之元素以何種程度存在於銅合金中之指標。
即,若拉伸強度高,則可推定有助於提升強度或防止加熱所致之軟化的微細析出物或固溶於銅之元素多。又,若拉伸強度低,則可推定有助於提升強度或防止加熱所致之軟化的微細析出物或固溶於銅之元素少。
因此,於拉伸強度高之情形時,於400℃加熱30分鐘後於大氣環境中靜置並在銅合金之溫度降低至室溫(25℃)後於室溫測得之斷裂伸長率有變小之傾向。又,於拉伸強度低之情形時,於400℃加熱30分鐘後於大氣環境中靜置並在銅合金之溫度降低至室溫(25℃)後於室溫測得之斷裂伸長率有變大之傾向。
又,導電率係於銅合金之母相之銅中以何種程度固溶有除銅以外之元素之指標。若導電率低,則可推定固溶有大量除銅以外之元素。
又,若導電率高,則可推定固溶有少量除銅以外之元素。而且,若固溶有大量除銅以外之元素,則晶格應變變大,延展性降低,於400℃加熱30分鐘後於大氣環境中靜置並在銅合金之溫度降低至室溫(25℃)後於室溫測得之斷裂伸長率之值有變小之傾向。若固溶有少量除銅以外之元素,則晶格應變變小,延展性提升,於400℃加熱30分鐘後於大氣環境中靜置並在銅合金之溫度降低至室溫(25℃)後於室溫測得之斷裂伸長率之值有變大之傾向。
根據以上,拉伸強度/導電率之值越大,意指有助於防止軟化之微細析出物越多,且固溶於銅合金中之除銅以外之元素之量越多,因此於400℃加熱30分鐘後於大氣環境中靜置並在銅合金之溫度降低至室溫(25℃)後於室溫進行測定時之斷裂伸長率之值有變小的傾向。
又,拉伸強度/導電率之值越小,意指有助於防止軟化之微細析出物越少,且固溶於銅合金中之除銅以外之元素之量越少,因此於400℃加熱30分鐘後於大氣環境中靜置並在銅合金之溫度降低至室溫(25℃)後於室溫進行測定時之斷裂伸長率之值有變大的傾向。
因此,可將拉伸強度/導電率之值用作下述指標,該指標用以控制於400℃加熱30分鐘後於大氣環境中靜置並在銅合金之溫度降低至室溫(25℃)後於室溫測得之斷裂伸長率。其中,將拉伸強度/導電率設為何值以上才會使於400℃加熱30分鐘後於大氣環境中靜置並在銅合金之溫度降低至室溫(25℃)後於室溫進行測定時之斷裂伸長率之值成為10%以下,係根據合金之組成,或固溶處理後之各步驟之順序或次數(即固溶處理後之時效處理、弛力退火等之順序或次數)而有所不同。
因此,首先,必須使合金之組成或固溶處理後之各步驟之順序或次數固定,進行1次銅合金之製造,測定拉伸強度/導電率之值,以及於400℃加熱30分鐘後於大氣環境中靜置並在銅合金之溫度降低至室溫(25℃)後於室溫測得之斷裂伸長率之值。其後,決定使拉伸強度/導電率之值變大或者變小之方針,以獲得期望之於400℃加熱30分鐘後於大氣環境中靜置並在銅合金之溫度降低至室溫(25℃)後於室溫測得之斷裂伸長率。
繼而,依據該方針,為了調整拉伸強度/導電率之值,而參考下述內容,調整最後冷軋或時效處理之條件,以使拉伸強度/導電率之值變大或變小。繼而,藉由使拉伸強度/導電率之值變大或變小,可將於400℃加熱30分鐘後於大氣環境中靜置並在銅合金之溫度降低至室溫(25℃)後於室溫測得之斷裂伸長率之值控制成期望之值。
拉伸強度及0.2%保證應力可藉由最後冷軋及固溶處理後之時效處理加以調整。若最後冷軋之加工度低,則拉伸強度及0.2%保證應力變低。若時效處理弱(更低溫、更短時間),則有時拉伸強度及0.2%保證應力會變高。
又,導電率可藉由時效處理加以調整,若時效處理弱(更低溫、更短時間),則有時導電率會變低。
再者,圖3係表示實施例1及比較例1之試樣之(拉伸強度/導電率)之比與斷裂伸長率之關係的圖,該斷裂伸長率係於400℃加熱30分鐘後於大氣環境中靜置並在銅合金之溫度充分降低至室溫(25℃)後於室溫進行測定時之斷裂伸長率。其等之共通處在於銅合金之組成係由Ni 2.3質量%、Si 0.5質量%、Pb 0.001質量%、Zn未達0.02質量%、Fe 0.02質量%、Mn未達0.005質量%、Mg 0.1質量%、餘量Cu及不可避免之雜質所構成,實施例1及比較例1係於固溶處理後,依序進行時效處理、最後冷軋、弛力退火。即,實施例1與比較例1於固溶處理後之步驟之順序、次數方面共通。再者,各試樣之摻合係藉由上述螢光X射線分析進行測定。
將各個銅合金之(拉伸強度/導電率)之值,與於400℃加熱30分鐘後於大氣環境中靜置並在銅合金之溫度充分降低至室溫(25℃)後於室溫測得之斷裂伸長率的關係示於圖3,根據該圖3可知,於在固溶處理後以時效處理、最後冷軋、弛力退火之步驟來製造該組成之銅合金之情形時,藉由將(拉伸強度/導電率)之值調整至約15以上,可使於400℃加熱30分鐘後於大氣環境中靜置並在銅合金之溫度充分降低至室溫(25℃)後測得之斷裂伸長率成為10%以下。
另一方面,假定於組成不同之情形,或固溶處理後之各步驟之順序或次數不同之情形時,以(拉伸強度/導電率)作為橫軸,且以於400℃加熱30分鐘後於大氣環境中靜置並在銅合金之溫度充分降低至室溫後於室溫(25℃)測得之斷裂伸長率之值作為縱軸進行繪圖,該情形時之圖之斜率與圖3之斜率不同。又,假定可將於400℃加熱30分鐘後於大氣環境中靜置並在銅合金之溫度充分降低至室溫後於25℃測得之斷裂伸長率控制為10%以下之(拉伸強度/導電率)之值亦不同。
因此,於銅合金之組成,或固溶處理後之各步驟之順序或次數不同之情形時,需另行製作與圖3相同之圖。
此處,於固溶處理後之各步驟之順序或次數不同之情形時,需另行製圖,亦即若固溶處理後之各步驟之順序或次數相同,則無需另行製圖,如此認為之原因在於,析出至銅合金中之化合物因固溶處理而固溶。原因在於藉由固溶處理,而使化合物或元素之固溶狀態暫時恢復至規定之狀態,即銅合金之大部分恢復至α相(Cu中固溶有添加元素之相)。藉由在固溶處理後進行時效處理或壓延加工,而成為規定之微細析出物之析出狀態,或規定元素固溶於銅合金中之元素狀態,可獲得規定之特性。
[實施例]
以上述組成及步驟來製作實施例1及比較例1之試樣,製造厚度0.15 mm之銅合金板。
實施例1與比較例1之各步驟中之製造條件的差異如下所述。
實施例1係於固溶處理後之時效處理中,以導電率成為40%IACS以上之方式,將溫度及時間於上述條件內進行調整。此處,實施例1中,將時效溫度設定成低於比較例1,以使拉伸強度變高,導電率變低。
實施例1係於最後冷軋中,設定0.2%保證應力成為550 MPa以上之加工度。此處,比較例1由於為拉伸強度變低,導電率變高之時效溫度,故而於比較例1之最後冷軋中,將加工度設定成高於實施例1。
又,最後冷軋後之弛力退火係於表1所記載之ΔEL之條件下進行。
<導電率(%IACS)>
對於所獲得之試樣,基於JIS-H0505(1975),藉由四端子法,測定25℃之導電率(%IACS)。
<拉伸強度(TS)>
對於所獲得之試樣,利用拉伸試驗機,依據JIS-Z2241(2011),分別測定與壓延方向平行之方向上之拉伸強度(TS)。首先,利用各試樣,以拉伸方向成為壓延方向之方式,使用壓製機製作JIS13B號試片。關於拉伸試驗之條件,設為試片寬度12.5 mm、室溫(25℃)、拉伸速度5 mm/min、標距50 mm。以重複次數N=2(2個試片)進行試驗,將2個數據之平均值作為所獲得之試樣之拉伸強度(TS)。
<0.2%保證應力(YS)>
對於所獲得之試樣,利用拉伸試驗機,依據JIS-Z2241(2011),分別測定與壓延方向平行之方向上之0.2%保證應力(YS)。
首先,利用各試樣,以拉伸方向成為與壓延方向平行之方向之方式,使用壓製機製作JIS13B號試片。關於拉伸試驗之條件,設為試片寬度12.5 mm、室溫(25℃)、拉伸速度5 mm/min、標距50 mm。以重複次數N=2(2個試片)進行試驗,將2個數據之平均值作為所獲得之試樣之0.2%保證應力。
<斷裂伸長率>
首先,利用各試樣,以拉伸方向成為壓延方向之方式,使用壓製機製作JIS13B號試片。為了防止該試片之表面氧化,而以厚度為35 μm之精銅箔包裝試樣,將其與外部氣體阻隔,對於該經阻隔之試樣,於大氣環境下以400℃進行30分鐘加熱。
其後,使試片於大氣環境中靜置,使銅合金之溫度充分降低至室溫(25℃)。其後,依據JIS-Z2241(2011),利用拉伸試驗機測定JIS-Z2241(2011)所規定之斷裂伸長率(%)。
關於拉伸試驗之條件,設為試片寬度12.5 mm、室溫(25℃)、拉伸速度5 mm/min、標距50 mm。以重複次數N=2(2個試片)進行試驗,將2個數據之平均值作為所獲得之試樣於400℃加熱30分鐘後冷卻至室溫而進行測定時之斷裂伸長率(%)。再者,並不適用JIS-Z2241(2011)之附件G及H。
<切割毛邊之有無>
對於所獲得之試樣,製作規定尺寸之引線部並埋設於樹脂中,使用規定之圓刀,垂直於引線部之延伸方向地進行切割。將毛邊之尺寸滿足顧客標準之情形設為良好,將未滿足顧客標準之情形設為不良。再者,若考慮到對引線架要求之尺寸精度等,則如果毛邊尺寸為引線部之寬度之10%以下,便可稱切割毛邊得到良好抑制。因此,認為顧客標準亦為,於毛邊尺寸為引線部之寬度之10%以下的情形時判斷為良好,於毛邊尺寸超過引線部之寬度之10%的情形時判斷為不良。
將所獲得之結果示於表1、圖3中。
[表1]
拉伸 強度 (MPa) | 0.2%保證應力 (MPa) | 導電率 (%IACS) | 拉伸強度/導電率 | 斷裂伸長率(%) | 評價 (切割毛邊) | ||||
弛力退火前 | 剛弛力退火後 | ΔEL | 400℃30分鐘後 | ||||||
實施例1 | 857 | 830 | 45.0 | 19.0 | 3.2 | 3.4 | 0.2 | 4.9 | 良好 |
比較例1 | 703 | 618 | 50.4 | 13.9 | 5.9 | 9.3 | 3.4 | 11.9 | 不良 |
實施例2 | 750 | 680 | 47.0 | 16.0 | 4.5 | 7.5 | 3.0 | 9.5 | 良好 |
實施例3 | 980 | 950 | 38.0 | 25.8 | 2.6 | 2.8 | 0.2 | 4.0 | 良好 |
實施例4 | 920 | 890 | 48.0 | 19.2 | 2.5 | 2.8 | 0.3 | 4.3 | 良好 |
實施例5 | 710 | 670 | 52.0 | 13.7 | 3.5 | 5.0 | 1.5 | 7.0 | 良好 |
根據表1清楚可知,實施例1中,於400℃加熱30分鐘後於大氣環境中靜置並在銅合金之溫度充分降低至室溫後於室溫(25℃)測得之斷裂伸長率為10%以下,於此情形時,切割毛邊之評價良好。
另一方面,比較例1中,於400℃加熱30分鐘後於大氣環境中靜置並在銅合金之溫度充分降低至室溫後於室溫(25℃)測得之斷裂伸長率超過10%,於此情形時,產生了切割毛邊。
此處,實施例1由於在ΔEL值小之條件下進行了弛力退火,故而斷裂伸長率於弛力退火前與弛力退火後為大致相同水準,幾乎未確認到弛力退火所造成之斷裂伸長率之增加,並且斷裂伸長率之值亦低至未達5%。
另一方面,比較例1由於在ΔEL值大之條件下進行了弛力退火,故而雖然弛力退火前之伸長率未達10%,但於弛力退火後之時間點,斷裂伸長率大幅提高,幾乎達到10%之水準。由此清楚得知,比較例1明顯具有斷裂伸長率容易因加熱而變高之性質。認為其原因在於,比較例由於(拉伸強度/導電率)之比小於實施例1,故而具有塑性變形能力容易因弛力退火及於400℃加熱30分鐘等加熱而變高之特性。
再者,比較例1於下述拉伸試驗中所測得之斷裂伸長率容易變大,該拉伸試驗係於400℃加熱30分鐘後於大氣環境中靜置並在銅合金之溫度充分降低至室溫後於室溫(25℃)測定0.2%保證應力時之拉伸試驗,認為其原因在於,於較實施例更高之溫度下進行時效處理,結果使對防止加熱中之軟化較為有效之析出粒子粗大化,而容易因加熱而軟化。
又,認為藉由使最後冷軋之加工度提高,而容易於後續之加熱處理中軟化。
再者,根據圖3,對由Ni 2.3質量%、Si 0.05質量%、Pb 0.001質量%、Zn未達0.02質量%、Fe 0.02質量%、Mn未達0.005質量%、Mg 0.1質量%、及餘量Cu及不可避免之雜質所構成的組成之銅合金進行固溶處理後,依序進行時效處理、最後冷軋、弛力退火,而製造銅合金,關於該銅合金,藉由將(拉伸強度/導電率)之比調整為大致15以上,可使400℃30分鐘後於大氣環境中靜置並在銅合金之溫度充分降低至室溫後於室溫(25℃)進行測定時之斷裂伸長率成為10%以下。
其次,基於實施例1及比較例1之數據,推定各種製造條件及銅合金組成下之特性,作為實施例2~5而示於表1中。可採用使時效處理之溫度高於實施例1且低於比較例1之情形時之實施例,而獲得實施例2。但是,該比根據銅合金之組成、製造步驟之順序或次數等而有所不同,因此於銅合金之組成,或固溶處理後之製造步驟之順序或次數不同之情形時,需分別進行實驗而求出該比。
關於實施例2,於使時效處理之溫度高於實施例1且低於比較例1之情形時,為Ni與Si之化合物之析出粒子發生一部分粗大化甚於實施例1,故無助於強度,因此拉伸強度、0.2%保證應力成為低於實施例1之值。
另一方面,由於為Ni與Si之化合物之析出粒子的粗大化不及比較例1,故而拉伸強度、0.2%保證應力成為高於比較例1之值。又,由於固溶於母相中之Ni及Si析出得較實施例1多,且該析出量較比較例1少,故而導電率成為高於實施例1且低於比較例1之值。
又,於使時效處理之溫度高於實施例1且低於比較例1之情形時,為Ni與Si之化合物之析出粒子發生一部分粗大化甚於實施例1,較實施例1更甚地軟化,因此於400℃加熱30分鐘後於大氣環境中靜置並在銅合金之溫度充分降低至室溫後於室溫(25℃)進行測定時之斷裂伸長率成為大於實施例1之值。
另一方面,由於為Ni與Si之化合物之析出粒子的粗大化不及比較例1,故而不較比較例1軟化。因此,於400℃加熱30分鐘後於大氣環境中靜置並在銅合金之溫度充分降低至室溫後於室溫(25℃)進行測定時之斷裂伸長率成為小於比較例1之值。根據以上,於基於實施例1、比較例1之結果所獲得之實施例2中,由於如上所述調整時效處理之溫度而將(拉伸強度/導電率)之值控制為15,故而實施例2於400℃加熱30分鐘後於大氣環境中靜置並在銅合金之溫度充分降低至室溫後於室溫(25℃)進行測定時之斷裂伸長率之值為9.5%。而且,實施例2由於在下述拉伸試驗中進行測定時之斷裂伸長率為9.5%,該拉伸試驗係於400℃加熱30分鐘後將該溫度降低至室溫後於室溫(25℃)測定0.2%保證應力時之拉伸試驗,故若基於切割毛邊之產生機制,則推定切割毛邊得到良好抑制。
此處,Ni與Si形成金屬間化合物而析出至銅合金中。而且,Ni及Si之濃度越高,Ni與Si之金屬間化合物之該析出量越增加。認為若Ni與Si之金屬間化合物之析出量增加,則由於位錯受到Ni與Si之金屬間化合物限制,故而延展性降低。
如此,關於Ni及Si之濃度高於實施例1之銅合金,於與實施例1同樣地進行製造之情形時,延展性較實施例1有所降低,因此認為若測定於400℃加熱30分鐘後於大氣環境中靜置並在銅合金之溫度充分降低至室溫後於室溫(25℃)進行測定時之斷裂伸長率,則會成為小於實施例1之伸長率4.9%之值。
又,關於Mg,認為藉由固溶於銅合金中,而使晶格應變變大,結果導致延展性降低。
因此,可採用使用下述銅合金並與實施例1同樣地製造銅合金之例,而獲得實施例3,上述銅合金係基於實施例1之結果所獲得,Ni、Si及Mg之濃度高,且組成由Ni 4.2質量%、Si 1.0質量%、Pb 0.05質量%、Zn 0.1質量%、Fe 0.03質量%、Mg 0.30質量%、餘量Cu及不可避免之雜質所構成。實施例3於400℃加熱30分鐘後於大氣環境中靜置並在銅合金之溫度充分降低至室溫後於室溫(25℃)進行測定時之斷裂伸長率成為小於實施例1之斷裂伸長率4.9%之值,若基於切割毛邊之產生機制,則推定可良好地抑制切割毛邊。
除Ni以外之和Si形成化合物之元素,亦與Si形成金屬間化合物而析出至銅合金中。而且,和Si形成化合物之元素之合計濃度及Si之濃度越高,則和Si形成化合物之元素與Si之金屬間化合物之析出量越多。認為若和Si形成化合物之元素與Si之金屬間化合物之析出量增加,則由於位錯受到和Si形成化合物之元素與Si之金屬間化合物限制,故而延展性降低。
如此,關於將實施例1之Ni之一部分置換為除Ni以外之和Si形成化合物之元素,且使和Si形成化合物之元素之合計濃度高於實施例1之Ni濃度,使Si濃度高於實施例1之銅合金,於與實施例1同樣地製造之情形時,延展性較實施例1有所降低,因此認為於400℃加熱30分鐘後於大氣環境中靜置並在銅合金之溫度充分降低至室溫後於室溫(25℃)進行測定時之斷裂伸長率成為小於實施例1之伸長率4.9%之值。
因此,可採用使用下述銅合金並與實施例1同樣地製造銅合金之例,而獲得實施例4,上述銅合金係基於實施例1之結果所獲得,與Si形成化合物之元素即Ni、Co、Cr之合計濃度及Si之濃度高,且組成由Ni 1.8質量%、Co 1.0質量%、Cr 0.15質量%、Si 0.6質量%、餘量Cu及不可避免之雜質所構成。
實施例4於400℃加熱30分鐘後於大氣環境中靜置並在銅合金之溫度充分降低至室溫後於室溫(25℃)進行測定時之斷裂伸長率成為小於實施例1之斷裂伸長率4.9%之值,若基於切割毛邊之產生機制,則推定可良好地抑制切割毛邊。
進而,若基於實施例1之結果及金屬間化合物之析出粒子之形成機制,可採用使用由Ni 1.6質量%、Si 0.35質量%、餘量Cu及不可避免之雜質所構成之組成之銅合金並與實施例1同樣地製造銅合金之例,而獲得實施例5。由於Ni、Si之添加量少於實施例1,故而於400℃加熱30分鐘前之斷裂伸長率較實施例1有增加之傾向。另一方面,由於並未添加除Ni以外之與Si形成化合物之元素,故而析出粒子明顯粗大化之可能性低。因此,推定於400℃加熱30分鐘後於大氣環境中靜置並在銅合金之溫度充分降低至室溫後於室溫(25℃)進行測定時之斷裂伸長率不會變得那麼大,斷裂伸長率未達10.0%,若基於切割毛邊之產生機制,則推定可良好地抑制切割毛邊。
再者,關於時效處理、最後冷軋相對於加熱處理後之銅合金之斷裂伸長率的關係,根據本發明人等之研究做出如下推測。
推測若使時效處理之溫度在上述時效處理條件之範圍內提高,則對防止加熱中之軟化較為有效之析出粒子發生粗大化,容易因加熱而軟化,於400℃進行30分鐘加熱處理後於大氣環境中靜置並在銅合金之溫度充分降低至室溫後於室溫(25℃)進行測定時之斷裂伸長率變大。
即,推測於使其他條件相同而降低時效處理之溫度之情形時,可降低於400℃進行30分鐘加熱處理後於大氣環境中靜置並在銅合金之溫度充分降低至室溫後於室溫(25℃)進行測定時之斷裂伸長率。
因此,推測於使其他條件與本實施例1相同而降低時效處理之溫度之情形時,即使強度較本實施例1有所提升,亦可使於400℃進行30分鐘加熱處理後於大氣環境中靜置並在銅合金之溫度充分降低至室溫後於室溫(25℃)進行測定時之斷裂伸長率成為10%以下。
又,推測若使時效處理之時間於上述時效處理條件之範圍內變長,則對防止加熱中之軟化較為有效之析出粒子發生粗大化,容易因加熱而軟化,於400℃進行30分鐘加熱處理後於大氣環境中靜置並在銅合金之溫度充分降低至室溫後於室溫(25℃)進行測定時之斷裂伸長率變大。即,推測於使其他條件相同而使時效處理之時間變短之情形時,可降低於400℃進行30分鐘加熱處理後於大氣環境中靜置並在銅合金之溫度充分降低至室溫後於室溫(25℃)進行測定時之斷裂伸長率。
因此,推測於使其他條件與本實施例1相同而使時效處理之時間變短之情形時,即使強度較本實施例1有所提升,亦可使於400℃進行30分鐘加熱處理後於大氣環境中靜置並在銅合金之溫度充分降低至室溫後於室溫(25℃)進行測定時之斷裂伸長率成為10%以下。
關於最後冷軋之加工度,認為若提高最後冷軋之加工度,則應變累積,容易因加熱處理而軟化。
即,推測於使其他條件相同而降低最後冷軋之加工度之情形時,可降低於400℃進行30分鐘加熱處理後於大氣環境中靜置並在銅合金之溫度充分降低至室溫後於室溫(25℃)進行測定時之斷裂伸長率。
因此,推測於使其他條件與本實施例1相同而降低最後冷軋之加工度之情形時,即使強度較本實施例1有所降低,亦可使於400℃進行30分鐘加熱處理後於大氣環境中靜置並在銅合金之溫度充分降低至室溫後於室溫(25℃)進行測定時之斷裂伸長率成為10%以下。
根據以上,可獲得具有期望強度且能夠將加熱處理時之銅合金之斷裂伸長率維持於10%以下的銅合金。
2:引線部
2a:毛邊
4:引線部
6:連桿
10x:引線架坯體
30:樹脂
50:旋轉刀
102:半導體晶片
104:半導體晶片
E1:切割方向
E2:切割方向
L:延伸方向
W0:設計寬度
W1:引線部之寬度
W2:毛邊之寬度
[圖1]係表示藉由MAP方式來製造半導體封裝體之方法之圖。
[圖2]係圖1之引線部附近之局部放大圖。
[圖3]係表示實施例1及比較例1之試樣之(拉伸強度/導電率)之比與下述斷裂伸長率之關係的圖,該斷裂伸長率係於400℃加熱30分鐘後於大氣環境中靜置並在銅合金之溫度降低至室溫(25℃)後於室溫進行測定時之斷裂伸長率。
2:引線部
2a:毛邊
30:樹脂
E1:切割方向
L:延伸方向
W0:設計寬度
W1:引線部之寬度
W2:毛邊之寬度
Claims (18)
- 一種帶狀銅合金材,其由超過0.1質量%之Si、Ni,以及餘量銅及不可避免之雜質所構成, 藉由下述方法所測得之0.2%保證應力為550 MPa以上,且於400℃加熱30分鐘後於大氣環境中靜置並降低至室溫後,藉由下述方法進行測定時之斷裂伸長率為10%以下, 0.2%保證應力之測定方法: 利用拉伸試驗機,依據JIS-Z2241(2011),分別測定與壓延方向平行之方向上之0.2%保證應力(YS);以拉伸方向成為與壓延方向平行之方向之方式,使用壓製機製作JIS13B號試片;關於拉伸試驗之條件,設為試片寬度12.5 mm、室溫(25℃)、拉伸速度5 mm/min、標距(gauge length)50 mm;以重複次數N=2(2個試片)進行試驗,將2個數據之平均值作為所獲得之試樣之0.2%保證應力; 斷裂伸長率之測定方法: 以拉伸方向成為壓延方向之方式,使用壓製機製作JIS13B號試片;為了防止該試片之表面氧化,而以厚度為35 μm之精銅箔包裝試樣,將其與外部氣體阻隔,對於該經阻隔之試樣,於大氣環境下以400℃進行30分鐘加熱;其後,將試片於大氣環境中靜置,使銅合金之溫度降低至室溫(25℃);其後,依據JIS-Z2241(2011),利用拉伸試驗機來測定JIS-Z2241(2011)所規定之斷裂伸長率(%);關於拉伸試驗之條件,設為試片寬度12.5 mm、室溫(25℃)、拉伸速度5 mm/min、標距50 mm;以重複次數N=2(2個試片)進行試驗,將2個數據之平均值作為斷裂伸長率(%)。
- 如請求項1之帶狀銅合金材,其進而含有與Si形成化合物之一種以上之元素。
- 如請求項2之帶狀銅合金材,其中,該與Si形成化合物之一種以上之元素為選自由Co、Cr、Mn、Mg及Fe所組成之群中之一種以上之元素。
- 如請求項2或3之帶狀銅合金材,其含有合計為0.5質量%以上之該與Si形成化合物之一種以上之元素。
- 如請求項2或3之帶狀銅合金材,其含有: 超過0.1質量%但至1.8質量%之Si、 Ni、及 合計為0.5~7.0質量%之與Si形成化合物之一種以上之元素。
- 如請求項1至3中任一項之帶狀銅合金材,其含有Sn及/或Zn。
- 如請求項6之帶狀銅合金材,其係含有Ni:2.2~4.2質量%、Si:0.25~1.2質量%、Pb:未達0.1質量%、Zn:未達1.0質量%、Fe:未達0.20質量%、Mn:未達0.10質量%、Mg:0.05~0.30質量%,且餘量由Cu及不可避免之雜質所構成之Cu-Ni-Si系銅合金。
- 如請求項1至3中任一項之帶狀銅合金材,其中,藉由以下方法所測得之拉伸強度為800 MPa以上, 拉伸強度之測定方法: 利用拉伸試驗機,依據JIS-Z2241(2011),測定與壓延方向平行之方向上之拉伸強度(TS);此時,以拉伸方向成為壓延方向之方式,使用壓製機製作JIS13B號試片;關於拉伸試驗之條件,設為試片寬度12.5 mm、室溫(25℃)、拉伸速度5 mm/min、標距50 mm;以重複次數N=2(2個試片)進行試驗,將2個數據之平均值作為所獲得之試樣之拉伸強度(TS)。
- 如請求項1至3中任一項之帶狀銅合金材,其導電率為30%以上。
- 如請求項1至3中任一項之帶狀銅合金材,其用於藉由MAP方式所製造之半導體封裝體。
- 一種半導體引線架,其由如請求項1至10中任一項之帶狀銅合金材所構成。
- 如請求項11之半導體引線架,其具備多個引線部及連桿,該多個引線部經由該連桿而連接。
- 一種半導體積體電路,其係具備如請求項11或12之半導體引線架而成者。
- 如請求項13之半導體積體電路,其具備該半導體引線架、多個半導體晶片及導線, 該半導體晶片以該導線而與該引線部電連接。
- 一種電子機器,其係使用如請求項13或14之半導體積體電路而成者。
- 一種製造引線架之方法,其係使用帶狀銅合金材而製造,該帶狀銅合金材之0.2%保證應力為550 MPa以上,且於400℃加熱30分鐘後於大氣環境中靜置並在銅合金之溫度降低至室溫時之斷裂伸長率為10%以下。
- 如請求項16之製造引線架之方法,其包括對該帶狀銅合金材進行蝕刻之步驟。
- 一種將帶狀銅合金材使用作為引線架之方法,其中,該帶狀銅合金材之0.2%保證應力為550 MPa以上,且於400℃加熱30分鐘後於大氣環境中靜置並在銅合金之溫度降低至室溫時之斷裂伸長率為10%以下。
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