JP3137358B2 - 電子部品用部材 - Google Patents
電子部品用部材Info
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
Landscapes
- Wire Bonding (AREA)
- Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
Description
係り、特にリードフレーム、TABテープ、リード線等
に用いられる電子部品用部材に関する。
ドフレーム、TAB(Tape Automated
Bonding)テープ、リード線には、主としてFe
−42NiまたはCuを主成分とし、Ni、Fe、Sn
等の添加元素を加えた高強度銅合金が用いられてきた。
Siの4〜5×10-6/℃に近い値を示すため、広く利
用されてきた。しかし、耐食性や機械強度には優れてい
たものの、熱伝導率が10%IACS以下であったた
め、用途がリードフレームに限定されていた。
導性にも優れているCu−Fe合金(特開昭64−15
340公報等)が開発されたが、熱膨脹率が高く、Si
半導体に用いた場合、Siとの熱膨脹率差が大きいため
ミスマッチングを起こし、Siチップに大きな応力がか
かるという問題があった。また、リードフレームの狭ピ
ッチ化等の形状微細化に対応するには、強度が十分でな
いという問題があった。
子部品用部材は、Si半導体との整合性が悪く、機械的
強度が十分でないという問題があった。本発明は、上記
事情を考慮したもので、Si半導体との整合性が高く、
機械的強度も良好な電子部品用部材を提供することを目
的とする。
するために、本発明は、Cuを主成分とする相と、5w
t%以下のCo、Zr、TiおよびAlの群から選ばれ
る少なくとも1種の添加元素、あるいは2wt%以上3
0wt%以下のCr添加元素を固溶するFeを主成分と
する相と、セラミックスを主成分とする相との3相を有
し、前記Cuを主成分とする相が10〜90wt%の範
囲内、前記Feを主成分とする相が10〜90wt%の
範囲内、前記セラミックスを主成分とする相が0.01
〜20wt%の範囲内であることを特徴とする電子部品
用部材を提供するものである。
す)は、Cuと、これに固溶されるFe、Ni、Sn、
Zn等の添加元素、P、S、C、Mn、等の不可避不純
物から成る。ここで、Cuは95wt%以上含有されて
いることが望ましい。さらに好ましくは98wt%以上
である。Fe、Ni、Snは強度を向上させ、Znはは
んだ耐候性を向上させるために、その他の不可避不純物
を含みトータルで5wt%以下まで含有されていても良
い。これら、Cu以外の元素は、上述した範囲を越える
と、導電率が急速に低下してしまう。
す)は、Feと、これに固溶されるCr、Ni、Co、
Zr、Ti、Al等の添加元素、上述した不可避不純物
から成る。ここでCrは、セラミックスとの密着性を高
めるためにFe相中において2wt%以上添加するのが
好ましいが、30wt%を越えると、はんだ付け性が悪
くなる。より好ましくは、7〜20wt%が良い。Ni
は、添加により導電率が低下するが、より積極的な添加
により、熱膨張係数を低下させることができる。この
際、NiのFe相中の含有量は、30〜40wt%が適
当である。Co、Zr、Ti、Alもセラミックスとの
密着性を向上させる作用があるため、5wt%以下まで
添加されていても良い。
ス相と記す)は、熱膨脹係数を低下させるとともに、強
度を向上させるために形成されるもので、その添加方法
は以下の3種を挙げることができるが、特に限定される
ものではない。
ミックスを添加する方法が挙げられる。この方法に適用
できるセラミックスとしては、TaC、β−WC、Zr
C、NbC、ZrN、ZrB2 、TiC、TaB、YB
4、MoB、VB、BeO、MgO、CaO、Cr2 O
3 、ZrO2 、Al2 O3 等、2000℃以下で溶融若
しくは分離しないものが挙げられる。
し、溶融若しくは分離させた後析出させる方法が挙げら
れる。析出させる際、500〜700℃で1〜3時間時
効処理を施すのが適当である。この方法に適用できるセ
ラミックスとしては、TiO2、SiO2 等、2000
℃以下で溶融するが、Cu相、Fe相中に固溶せずに析
出可能なものが挙げられる。
た後、その化合物として析出させる方法が挙げられる。
析出させる際、第2の方法と同様に時効処理を施すのが
適当である。この方法に適用できる元素としては、A
l、Si、Ca、Ti、Mg、Zr等、2000℃以下
で溶融し、Cu相、Fe相中に固溶せずに化合物として
析出可能なものが挙げられる。
クス相は、結晶状態であっても非晶質状態であっても良
い。また、これらセラミックス相は、単体である必要は
なく、混合物若しくは固溶体を形成していても良い。さ
らに、この相を形成するセラミックスの熱膨張係数は、
少なくともSiの熱膨張係数4〜5×10-6/℃より低
いものが望ましい。
含有量が少なくなるに従い導電率が低下し、一方多くな
るに従い強度が低下してゆく。好ましくは、10〜90
wt%が良く、さらに好ましくは20〜80wt%が良
い。また、Feの含有量が少なくなるに従い強度が低下
し、一方多くなるに従い導電率、耐食性が低下する。好
ましくは、10〜90wt%が良く、さらに好ましくは
20〜80wt%が良い。また、セラミックスは、0.
01wt%未満であると、熱膨張係数が低下せず、ま
た、20wt%を越えると、Cu相、Fe相との密着性
が悪くなり脆化してしまう。好ましくは、0.05〜1
0wt%が良い。
方法で製造される。すなわち、原料を調整し、溶融した
後、例えば双ロール法等により冷却する。このときの冷
却速度は、150℃/秒以上に設定する。これは、冷却
速度がこの値以下になると、Cu相、Fe相が肥大化
し、強度劣化を招くのみならず、セラミックスが均一に
分散しないという問題が生じる。しかし、室温まで急激
に冷却すると、割れを起こす場合があるので、800℃
より低い温度では徐々に冷却速度を遅くしてゆく。ここ
で必要に応じて時効処理を施したのち、さらに室温まで
徐冷し、電子部品用部材を得る。
リードフレームや、パワートランジスタのヒートシン
ク、ダイオードのリード、TABのインナーリード、ア
ウターリード等に用いられる。
に試料を調整し、溶融した後、その溶湯1を図1に示す
ように注湯炉2に入れ、これをタンディッシュ3から双
ロール4に幅500mmの溝を通して流し込んだ。双ロ
ール4は、高速に回転している冷却ドラムであり、この
ロール回転速度を任意に設定することにより、ここで各
試料を表1に示す冷却速度で冷却し、金属帯5を作成し
た。ここで金属帯5は、600℃まで冷却されており、
さらに10℃/分で約200℃まで徐冷した。その後大
気中で放冷し、表面に付いたスケールを硝酸で洗い落と
し、板厚0.15mmのコイル6に巻き取った。
験片を作成し、熱膨張係数及びビッカース硬さを設定し
たところ、表2に示すようになり、実施例1〜5におい
てはSiとの熱膨張率差が小さくなり、さらに硬さも良
好であることが確認された。さらに、コイル6より、幅
50mmの金属コイルを切り出し、プレス後所定のパタ
ーンのフラットパッケージ用のリードフレームに加工
し、Si半導体チップをダイに銀ペーストでマウントし
て、これを実装評価したところ、大きな応力は加わらな
かった。また、リードの耐繰り返し曲げ性も良好で、5
回以下で折れることはなかった。さらに、インナーリー
ドに金ボンディングをする際にも、リードが上下に曲が
るということがなく、精度の良いボンディングが可能で
あった。また、直接はんだディップ性試験(260℃の
Pb−Sn共晶はんだに5秒間ディップ)においても良
好な濡れ性を示し(No.7のみ表面を僅かに硝酸及び
硫酸でエッチングした)、はんだ耐候性試験(はんだ付
けした試料を150℃で300時間加熱)においても供
試サンプルの曲げによるはんだ剥離は生じなかった。 実施例6
料を調整し、実施例1〜5と同様に金属帯を形成、冷却
した後、500〜700℃で1〜3時間時効処理を施し
た。これを徐冷後同様にしてコイルに巻き取り、実施例
1〜5と同様に試験片を評価したところ、表2に示すよ
うになり、同様に良好な特性が得られたことが確認され
た。 実施例7、8
に試料を調整し、実施例1〜5と同様に金属帯を形成、
冷却した後、660℃で2時間時効処理を施した。これ
を徐冷後同様にしてコイルに巻き取り、実施例1〜5と
同様に試験片を評価したところ、表2に示すようにな
り、同様に良好な特性が得られたことが確認された。
尚、上述した各実施例の試験片を光学顕微鏡で観察した
ところ、すべての試験片においてFe相、Cu相、セラ
ミックス相の3相が認められた。 比較例
を調整し、実施例1〜5と同様に金属帯を作成し、コイ
ルに巻き取り、実施例1〜5と同様に試験片を評価した
ところ、熱膨脹係数が大きく、良好な特性が得られなか
った。
との整合性が高く、機械的強度も優れた良好な特性を持
つ電子部品用部材を提供することができる。
Claims (1)
- 【請求項1】Cuを主成分とする相と、5wt%以下の
Co、Zr、TiおよびAlの群から選ばれる少なくと
も1種の添加元素、あるいは2wt%以上30wt%以
下のCr添加元素を固溶するFeを主成分とする相と、
セラミックスを主成分とする相との3相を有し、前記C
uを主成分とする相が10〜90wt%の範囲内、前記
Feを主成分とする相が10〜90wt%の範囲内、前
記セラミックスを主成分とする相が0.01〜20wt
%の範囲内であることを特徴とする電子部品用部材。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14604991A JP3137358B2 (ja) | 1991-06-18 | 1991-06-18 | 電子部品用部材 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14604991A JP3137358B2 (ja) | 1991-06-18 | 1991-06-18 | 電子部品用部材 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04369860A JPH04369860A (ja) | 1992-12-22 |
JP3137358B2 true JP3137358B2 (ja) | 2001-02-19 |
Family
ID=15398944
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14604991A Expired - Lifetime JP3137358B2 (ja) | 1991-06-18 | 1991-06-18 | 電子部品用部材 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3137358B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4519424B2 (ja) | 2003-06-26 | 2010-08-04 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 樹脂モールド型半導体装置 |
-
1991
- 1991-06-18 JP JP14604991A patent/JP3137358B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
社団法人 日本金属学会編「金属データブック」(昭49−7−20)丸善株式会社 P.438及びP.513 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH04369860A (ja) | 1992-12-22 |
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