JPH01198441A

JPH01198441A - プラスチック・ピン・グリット・アレイ用リード材

Info

Publication number: JPH01198441A
Application number: JP2158688A
Authority: JP
Inventors: Masato Asai; 真人浅井; Toru Tanigawa; 徹谷川
Original assignee: FURUKWA SPECIAL METAL COATED CO Ltd; Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: FURUKWA SPECIAL METAL COATED CO Ltd; Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1988-02-01
Filing date: 1988-02-01
Publication date: 1989-08-10

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】〔産業上の利用分野〕本発明は強度、熱伝導性（導電性）、半田付は性等が優
れ、低コストで高密度実装を可能にするプラスチック・
ピン・グリッド・アレイ（以下ＰＰＧＡと略記）用リー
ド材に関するものである。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕従来、
ピン・グリッド・アレイ（以下ＰＧＡと略記）としては
、セラミックタイプのものが主流をなしており、これに
用いられるリード材には、リードピンとセラミックのろ
う接待の温度（８００℃前後）において柔かくなりにく
い４２合金（Ｆｅ−Ｎｉ４２ｗｔ％）等が用いられてい
る。

しかしながら昨今の軽薄短小化や低コスト化等の要求に
より、プラスチックタイプのＰＧＡ。

即ちＰＰＧＡが開発された。このＰＰＧＡはリードピン
との接合法とて圧入タイプのものが大部分であり、圧入
部（通常Ｃｕメツキ）とり一ドピンとの熱膨張が信頼性
の面で大きな要素を占めている。また高集積化が進むに
つれ、半導体素子の熱発生量が増加し、誤作動等の信頼
性の低下を招くため、熱放散性しいては熱伝導性（導電
性）に優れたリードピンの要求も高まっている。更には
り一ドピンと基板との接合における半田付けにおいても
、予備半田付はリードピンの半田濡れ性が良好であるこ
とが必要となっている。

このような要求に対し、現在リードピンとして一般に用
いられている４２合金や６〜８ｗｔ％りん青銅では、放
熱性が低く、また熱膨張が大きく異なったり、コストが
高かったり、′満足すべきものではなかった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明はこれに鑑み種々検討の結果、ＰＰＧＡ用リード
材として、強度、熱伝導性（導電性）、半田付は性等に
優れ、かつ低コストであるプラスチック・ピン・グリッ
ド・アレイ用リード材を開発したものである。

即ち本発明リード材の一つは、Ｔ　ｉ　０．０１〜０．
５ｗｔ％（以下ｗｔ％を％と略記）、Ｎｉ０．１〜４．
０％、　３ｎ０．１〜４．０％を含み、Ｚｎ０．０５〜
５．０％、　Ｍｎ０．０１〜１．０％、　Ｍｇ０．ＯＯ
ｌ　〜０．５％、　Ｃｒ０．００１〜０．４％の範囲内
で何れか１種又は２種以上を合計０．００１〜５．０％
含み、残部Ｃｕと不可避的不純物からなることを特徴と
するもので、望ましくは不可避的不純物中、２１１度を
１１００ｐｐ以下、Ｓ濃度を１０ｐｐｍ以下、α濃度を
２０ｐｌ）ｍ以下とする。

また本発明リード材の他の一つは、Ｔｉ０．０１〜０．
６％、　Ｎ　ｉ　０．１〜４．０％、　Ｓｎ０．１〜４
．０％を含み、Ｚ　ｎｏ、０５〜５．０％、　Ｍｎ０．
０１〜１．０％、　Ｍｌ、００１〜０．５％、　（：、
　ｒｏ、ＧＯｌ　〜０．４％の範囲内で何れか１種又は
２種以上を合計０．００１〜５．０％含み、更にＶ、Ｆ
ｅ、Ｃｏ。

Ａｊ！、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｃｄを０．００５〜１．０％の範
囲内で、Ａｇ、Ｙ、（３ｅ、ｓｂ、Ｔｅ、Ｉ　ｎ。

希土類元素（ＲＥ）をｏ、　００１〜０．２％の範囲内
で何れか１種又は２梗以上を合計０．００１〜１．０％
含み、残部Ｃｕと不可避的不純物からなることを特徴と
するもので、望ましくは不可避的不純物中、Ｐ濃度を１
１００ｐｐ以下、Ｓ濃度をｉ　ｏｐｐｍ以下、０２ｍ度
を２０ｐｐｍ以下とする。

〔作　用〕

先ず本発明に係るＰＰＧＡ用リード材の含有成分とその
限定理由を説明する。

ＴｉはＮｉ、５ｉ或いはＮｔ、３ｒ、　Ｃｕと共に金属
間化合物を合金マトリックス中に微細に分布せしめ、強
度や導電性の向上はもとより屈曲性を向上し、予備半田
付けされたピンの半田濡れ性の経時劣化を抑制し、生産
性と信頼性を向上する。しかしてＴｉ含有量を０．０１
〜０．６％と限定したのは、下限未満では効果がなく、
上限を越えると潮流れを損ない、酸化生成物の発生によ
り、鋳造性を著しく低下させると共に、熱間加工性を大
きく劣化し、割れが生じやすく生産性を阻害するためで
ある。

Ｎｉ、ＳｎはＴ１と共に化合物を形成し、前記特性を向
上させる働きをすると共に、合金マトリックス中に固溶
して強度や屈曲性を向上する。しかしてＮｉ含有優を０
．１〜４．０％、３ｎ含有量を０．１〜４．０％と限定
したのは、下限未満では効果がなく、上限を越えると導
電率を大きく低下させると共に、半田接合性の経時劣化
を起し、信頼性を著しく損なうためである。

Ｚｎ、Ｍｎ、ＭＬ　Ｃｒ　（以下へ元素群と略す）から
なる群は、半田接合界面の経時劣化を抑制し、健全な半
田接合性をもたらすと同時に、予備ハンダ付けされたピ
ンの半田濡れ性の経時劣化を抑制する働きを示し、半導
体素子の製造性、信頼性、コスト面において大きく寄与
する。

しかしてその含有量をｚｎｏ、０５〜５．０％，Ｍｎ０
．０１〜１．０％、　ＭｇＯ０００１〜０．５％、Ｏｒ
０．００１〜０．４％の範囲内で何れか１種又は２種以
上を合計０．００１〜５．０％と限定したのは、何れも
下限未満では効果がなく、上限を越えると導電率を低下
し、鋳造性や熱間加工性の劣化を招くためである。

またＶ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ａ１．Ｓ　ｉ、Ｚｒ。

Ｃｄ、Ａ９．’Ｙ、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｔｅ。

■ｎ、’ＲＥ（以下Ｂ元素群と略す）からなる群は結晶
粒の粗大化を抑制し、強度を向上させる働きを示す。し
かしてその含有量をＶ、Ｆｅ。

Ｃ０．Ａ１．Ｓｉ、Ｚｒ、Ｃｄを０．００５〜１．０％
の範囲内で、Ａｇ、Ｙ、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｐｂ。

Ｔｅ、Ｉｎ、ＲＥを０．００１〜０．２％の範囲内で何
れか１種又は２種以上を合計０．００１〜１．０％と限
定したのは、何れも下限未満では効果がなく、上限を越
えると導電率を大きく損ない、屈曲性も低下せしめ、更
には鋳造性や熱間加工性等の製造性をも低下せしめてし
まうためである。

更に不純物中のＰＩ度を１１００ｐｐ以下と限定したの
は、Ｐは鋳造時の脱酸剤として作用するも、その濃度が
１００ｐｐｍを越えると合金の構成元素とＰ化合物を形
成し、半田付は性や強度等の機械的特性を損なうためで
ある。またＳ濃度を１０ｐｐｍ以下と限定したのは、Ｓ
は結晶粒界に濃化しやすく、そのために粒界強度が低下
し、熱間加工時に割れの起点となり、製造性を害する。

しかして１０ｐｐｍ以下であれば上記のようなことは見
られず、熱間加工性を害することがないためである。ま
た０２２Ｉｉｉ！度を２０ｐｐｍ以下と限定したのは、
Ｔ：等の構成元素の酸化を抑制し、酸化物による伸線性
、屈曲性の低下並びに半田濡れ性の劣化を防ぐためであ
り、ＯｚＨ度が２０ｐｐｍ以下であれば満足すべき特性
を得ることができる。

〔実施例〕

高周波溶解炉を用い、不活性雰囲気中において、第１表
に示す成分組成のリード材を溶解鋳造し、これを熱間加
工により直径８ｍの線に加工した後、冷間加工と焼鈍を
繰返し、最終的に加工度９０％の直径０．５ｍのリード
材とし、これを供試材として引張強さ、伸び、導電率、
屈曲性、半田接合強度、経時劣化、予備半田付は後の半
田濡れ性を測定した。その結果を第２表に示す。

尚屈曲性については、９０”繰り返し曲げを行ない、破
断までの回数を求めた。半田接合強度は純銅板に供試材
を垂直に、６０／４０共晶半田を用いて半田付けした後
、１５０℃で５００時間の加速試験を行ない、その時の
破断荷重を示した。

また半田濡れ性については、供試材に６．０／４０共晶
半田を半田付けした後、１５０℃で１５０時間時効処理
したものの半田濡れ時間をメニュコグラフ法で測定し、
半田濡れ時間が１０秒以上のものをＸ印、５〜１０秒の
ものをΔ印、５秒以下のものをＯ印で示した。

第２表第１表及び第２表から明らかなように、本発明リード材
Ｎα１〜２１は何れも従来リード材Ｎα３０゜３１と比
較し、導電性、半田接合性、半田濡れ性の経時劣化が優
れていることが判る。

これに対し、ＴｉやＮｉの含有量の多い比較リード材Ｎ
α２２、Ｂ元素群の多過ぎ、る比較合金Ｎα２６ヤＳ量
の多い比較リード材ＮＱＺＢでは健全な鋳塊が得られず
、熱間加工時に割れを生じたりして満足すべき供試材が
得られなかった。更にＴｉ、Ｎｉ、３ｎ含有量の少ない
比較リード材Ｎα２３では、良好な導電性や半田付は性
を有するも、強度や屈曲性や半田濡れ性が逆に低下する
。

更にへ元素群を含まない比較リード材Ｎα２５では半田
接合性が大きく劣り、ＰＩの多い比較リード相順２７及
び０２量の多い比較リード材では共に強度、屈曲性、半
田付は性が低下していることが判る。

〔発明の効果〕

このように本発明によれば、強度、導電率。

屈曲性に優れ、特に半田接合強度の劣化や予備半田後の
半田濡れ性に優れ、半導体素子のＰＰＧＡ用リード材と
して有用であり、特にＰＰＧＡの小型化、高集積化を可
能にする等、工業上顕著な効果を奏するものである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ｔｉ０．０１〜０．６ｗｔ％，Ｎｉ０．１〜４．
０ｗｔ％，Ｓｎ０．１〜４．０ｗｔ％を含み、Ｚｎ０．
０５〜５．０ｗｔ％，Ｍｎ０．０１〜１．０ｗｔ％，Ｍ
ｇ０．００１〜０．５ｗｔ％，Ｃｒ０．００１〜０．４
ｗｔ％の範囲内で何れか１種又は２種以上を合計０．０
０１〜５．０ｗｔ％含み、残部Ｃｕと不可避的不純物か
らなるプラスチック・ピン・グリッド・アレイ用リード
材。
（２）不可避的不純物中、Ｐ濃度を１００ｐｐｍ以下、
Ｓ濃度を１０ｐｐｍ以下、Ｏ＿２濃度を２０ｐｐｍ以下
とする請求項１記載のプラスチック・ピン・グリッド・
アレイ用リード材。
（３）Ｔｉ０．０１〜０．６ｗｔ％，Ｎｉ０．１〜４．
０ｗｔ％，Ｓｎ０．１〜４．０ｗｔ％を含み、Ｚｎ０．
０５〜５．０ｗｔ％，Ｍｎ０．０１〜１．０ｗｔ％，Ｍ
ｇ０．００１〜０．５ｗｔ％，Ｃｒ０．００１〜０．４
ｗｔ％の範囲内で何れか１種又は２種以上を合計０．０
０１〜５．０ｗｔ％含み、更にＶ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ａｌ，
Ｓｉ，Ｚｒ，Ｃｄを０．００５〜１．０ｗｔ％の範囲内
で、Ａｇ，Ｙ，Ｇｅ，Ｓｂ，Ｔｅ，Ｉｎ，希土類元素を
０．００１〜０．２ｗｔ％の範囲内で何れか１種又は２
種以上を合計０．００１〜１．０ｗｔ％含み、残部Ｃｕ
と不可避的不純物からなるプラスチック・ピン・グリッ
ド・アレイ用リード材。
（４）不可避的不純物中、Ｐ濃度を１００ｐｐｍ以下、
Ｓ濃度を１０ｐｐｍ以下、Ｏ＿２濃度を２０ｐｐｍ以下
とする請求項３記載のプラスチック・ピン・グリッド・
アレイ用リード材。