JPH0674463B2 - リ−ドフレ−ム用銅合金 - Google Patents
リ−ドフレ−ム用銅合金Info
- Publication number
- JPH0674463B2 JPH0674463B2 JP1316983A JP1316983A JPH0674463B2 JP H0674463 B2 JPH0674463 B2 JP H0674463B2 JP 1316983 A JP1316983 A JP 1316983A JP 1316983 A JP1316983 A JP 1316983A JP H0674463 B2 JPH0674463 B2 JP H0674463B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alloy
- lead frame
- conductivity
- heat resistance
- copper alloy
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Conductive Materials (AREA)
- Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は半導体を要素とするIC、LSI等の機器のリード
フレーム用銅合金特に電気（熱）伝導性、耐熱性、曲げ
加工性及びメツキ密着性に優れた銅合金に関するもので
ある。
フレーム用銅合金特に電気（熱）伝導性、耐熱性、曲げ
加工性及びメツキ密着性に優れた銅合金に関するもので
ある。
一般に半導体を要素とするIC、LSI等の機器は何れも半
導体ペレツト、リード、ボンデイングワイヤにより構成
されたものをハーメチツクシール、セラミツクシール或
いはプラスチツクシール技術により封止したものであ
り、種々の型式のものが使用されている。
導体ペレツト、リード、ボンデイングワイヤにより構成
されたものをハーメチツクシール、セラミツクシール或
いはプラスチツクシール技術により封止したものであ
り、種々の型式のものが使用されている。
而して従来これら機器のリードフレーム材としては鉄系
材料としてコバール（Fe−29wt％ Ni−17wt％Co合
金）、Fe−42Ni合金、Fe、コバールに金を被覆したクラ
ツド材、Fe−Ni合金にAlを被覆したクラツド材、銅合金
としてリン青銅、アロイ194（Cu−Fe−Zn−Ｐ合金）、
アロイ195（Cu−Fe−Co−Sn−Ｐ合金）、Cu−Sn−Ｐ合
金等が用いられている。しかしながら上記鉄系材料は耐
熱性、強度は優れているがコストが高いとともに導電性
が悪く加工性も悪いため近時コストが安くかつ加工性、
メツキ密着性及び半田付性が良好な銅系合金が主流を占
めつつある。しかしながら上記の如き銅合金は耐熱性及
び曲げ加工性が劣るためリードフレーム材として充分な
特性を発揮することができないものであつた。特に最近
のように高密度、高集積度が強く要求されるところから
高い導電率、強度、曲げ加工性及び耐熱性を有しメツキ
加工され易い表面品質を有する材料が必要となつてき
た。
材料としてコバール（Fe−29wt％ Ni−17wt％Co合
金）、Fe−42Ni合金、Fe、コバールに金を被覆したクラ
ツド材、Fe−Ni合金にAlを被覆したクラツド材、銅合金
としてリン青銅、アロイ194（Cu−Fe−Zn−Ｐ合金）、
アロイ195（Cu−Fe−Co−Sn−Ｐ合金）、Cu−Sn−Ｐ合
金等が用いられている。しかしながら上記鉄系材料は耐
熱性、強度は優れているがコストが高いとともに導電性
が悪く加工性も悪いため近時コストが安くかつ加工性、
メツキ密着性及び半田付性が良好な銅系合金が主流を占
めつつある。しかしながら上記の如き銅合金は耐熱性及
び曲げ加工性が劣るためリードフレーム材として充分な
特性を発揮することができないものであつた。特に最近
のように高密度、高集積度が強く要求されるところから
高い導電率、強度、曲げ加工性及び耐熱性を有しメツキ
加工され易い表面品質を有する材料が必要となつてき
た。
メツキ加工され易い表面品質とは、半導体ペレツトとリ
ードフレーム並びにボンデイングワイヤとリードフレー
ムの接続性を向上し、リードフレームの耐酸化性、耐腐
食性、半田付け性等を向上維持するために行なう銀、
金、ニツケル、スズ等のメツキ被覆性が優れていること
で、このようなメツキ加工はリードフレームの加工コス
ト中大きな比重を占め品質信頼性に大きく影響する。
ードフレーム並びにボンデイングワイヤとリードフレー
ムの接続性を向上し、リードフレームの耐酸化性、耐腐
食性、半田付け性等を向上維持するために行なう銀、
金、ニツケル、スズ等のメツキ被覆性が優れていること
で、このようなメツキ加工はリードフレームの加工コス
ト中大きな比重を占め品質信頼性に大きく影響する。
コバール、Fe−42Ni合金等の鉄系材料は、導電性、熱伝
導性が劣るばかりかメツキ加工が困難で特別の工夫を必
要とする。例えばこれ等基材の表面にニツケル層とSn−
Ni合金層とを順次被着した後、該Sn−Ni合金層上に銀層
を被着するか、或は基材の表面に銀及び銅を含むシアン
アルカリ性メツキ液にメツキを施し、その表面にメツキ
を行なつている。一般にリードフレーム材用銅合金とし
て次の７項目を満足する材料が強く要望されている。
導性が劣るばかりかメツキ加工が困難で特別の工夫を必
要とする。例えばこれ等基材の表面にニツケル層とSn−
Ni合金層とを順次被着した後、該Sn−Ni合金層上に銀層
を被着するか、或は基材の表面に銀及び銅を含むシアン
アルカリ性メツキ液にメツキを施し、その表面にメツキ
を行なつている。一般にリードフレーム材用銅合金とし
て次の７項目を満足する材料が強く要望されている。
（１）電気及び熱の伝導性が良いこと （２）耐熱性が良いこと （３）曲げ加工性が良いこと （４）強度が大きいこと （５）メツキ密着性が良いこと （６）半田付け性が良いこと （７）熱膨張係数がモールド材の熱膨張係数に近いこと 本発明はこれに鑑み種々研究の結果従来のリードフレー
ム用銅合金よりも耐熱性、曲げ加工性に優れ充分な強度
と電気（熱）伝導性及びメツキ密着性を有する半導体機
器のリードフレーム用銅合金を開発したものでCr0.03〜
0.40wt％（以下wt％を単に％に略記する）、Ni0.03〜0.
40％、P0.005〜0.03％を含み残部Cuからなる合金に係
る。
ム用銅合金よりも耐熱性、曲げ加工性に優れ充分な強度
と電気（熱）伝導性及びメツキ密着性を有する半導体機
器のリードフレーム用銅合金を開発したものでCr0.03〜
0.40wt％（以下wt％を単に％に略記する）、Ni0.03〜0.
40％、P0.005〜0.03％を含み残部Cuからなる合金に係
る。
即ち本発明合金はCuを基材としこれにCr、Ni、Ｐを添加
するものであり、CrNi3、NixPy等の金属間化合物及びC
r、NiをCu基中に微小析出物として析出させ、またＰに
よる脱酸効果とにより銅合金としての従来の常識を超え
る強度、耐熱性及び導電性を有し、良好なメツキ密着
性、半田付け性を有するものである。
するものであり、CrNi3、NixPy等の金属間化合物及びC
r、NiをCu基中に微小析出物として析出させ、またＰに
よる脱酸効果とにより銅合金としての従来の常識を超え
る強度、耐熱性及び導電性を有し、良好なメツキ密着
性、半田付け性を有するものである。
しかして本発明合金においてCr0.03〜0.40％、Ni0.03〜
0.40％、P0.005〜0.03％と限定した理由はCr0.03％、Ni
0.03％、P0.005％未満では必要とする強度、耐熱性が得
られず、Cr0.40％、Ni0.40％、P0.03％を超えると強
度、耐熱性において優れた性能が得られるが電気及び熱
伝導性が低下し、曲げ加工性、メツキ密着性及び半田付
け性も劣化するからである。
0.40％、P0.005〜0.03％と限定した理由はCr0.03％、Ni
0.03％、P0.005％未満では必要とする強度、耐熱性が得
られず、Cr0.40％、Ni0.40％、P0.03％を超えると強
度、耐熱性において優れた性能が得られるが電気及び熱
伝導性が低下し、曲げ加工性、メツキ密着性及び半田付
け性も劣化するからである。
以下本発明合金を実施例について説明する。
黒鉛るつぼを使用してCuを溶解し、その湯面を木炭粉末
にて覆い十分溶解した後、Cu−Cr母合金、Ni、Ｐの順に
添加しこれを鋳造し第１表に示す組成の幅150mm、長さ2
00mm、厚さ25mmの鋳塊を得た。
にて覆い十分溶解した後、Cu−Cr母合金、Ni、Ｐの順に
添加しこれを鋳造し第１表に示す組成の幅150mm、長さ2
00mm、厚さ25mmの鋳塊を得た。
次にこの鋳塊の表面を一面あたり2.5mm面削した後、熱
間圧延を行ない幅150mm、厚さ8mmの板とし、しかる後こ
の板に冷間圧延と焼鈍を繰り返し加え最終圧延率40％に
て厚さ0.45mmの冷間圧延上がり材を得た。
間圧延を行ない幅150mm、厚さ8mmの板とし、しかる後こ
の板に冷間圧延と焼鈍を繰り返し加え最終圧延率40％に
て厚さ0.45mmの冷間圧延上がり材を得た。
これらの板について曲げ加工性、導電率、引張り強さ、
耐熱性、メツキ密着性、半田付け性及び熱膨張係数を測
定した。これらの結果を第１表に示す。なお比較のため
に第１表に示す従来のリードフレーム用銅合金について
も同様な測定を行ない、その結果を第１表に併記した。
耐熱性、メツキ密着性、半田付け性及び熱膨張係数を測
定した。これらの結果を第１表に示す。なお比較のため
に第１表に示す従来のリードフレーム用銅合金について
も同様な測定を行ない、その結果を第１表に併記した。
曲げ加工性は板材より幅5mm、長さ50mmの短冊型試験片
を切り出しその中央部で180°密着曲げを行ない、該曲
げ部の表面状態を観察し割れ、しわの発生がなく平滑な
ものを曲げ加工性が良いということで○印、割れが明ら
かに発生しているものを曲げ加工性不良ということで×
印、その中間で割れ、しわがわずかに発生していること
を△印で表わした。
を切り出しその中央部で180°密着曲げを行ない、該曲
げ部の表面状態を観察し割れ、しわの発生がなく平滑な
ものを曲げ加工性が良いということで○印、割れが明ら
かに発生しているものを曲げ加工性不良ということで×
印、その中間で割れ、しわがわずかに発生していること
を△印で表わした。
導電率及び引張り強さの測定はJIS−H0505及びJIS−Z22
41に基づいて行なつた。
41に基づいて行なつた。
メツキ密着性は上記鈍し材についてリードフレームのメ
ツキ工程と同様アルカリ脱脂（１分間）−20％硝酸エツ
チング（30秒）−水洗−シアン化ストライクメツキ（10
A/dm2、10秒間）−シアン化銀メツキ（1A/dm2）により
厚さ７μの銀メツキを行ない。これを大気中で加熱して
銀メツキ層に発生する膨れを観察し、その結果550℃、
５分間加熱で全く膨れの見られないものを○印、450
℃、５分間加熱では膨れが見られないが、550℃、５分
間加熱で膨れが発生するものを△印、450℃、５分間で
すでに膨れが発生したものを×印で示した。
ツキ工程と同様アルカリ脱脂（１分間）−20％硝酸エツ
チング（30秒）−水洗−シアン化ストライクメツキ（10
A/dm2、10秒間）−シアン化銀メツキ（1A/dm2）により
厚さ７μの銀メツキを行ない。これを大気中で加熱して
銀メツキ層に発生する膨れを観察し、その結果550℃、
５分間加熱で全く膨れの見られないものを○印、450
℃、５分間加熱では膨れが見られないが、550℃、５分
間加熱で膨れが発生するものを△印、450℃、５分間で
すでに膨れが発生したものを×印で示した。
半田付け性は垂直式浸漬法により、230℃のSn−40％Pb
共晶半田浴に10秒間浸漬したものの表面を観察し、その
結果表面が滑らかなものを○印、表面に少し凹凸が見え
るものを△印、表面に凹凸が生じ半田が濡れていない部
分を生じているものを×印で示した。
共晶半田浴に10秒間浸漬したものの表面を観察し、その
結果表面が滑らかなものを○印、表面に少し凹凸が見え
るものを△印、表面に凹凸が生じ半田が濡れていない部
分を生じているものを×印で示した。
また耐熱性は前記圧延材よりJIS−Z2201に規定する引張
り試験片を切り出し、これをアルゴン雰囲気中で350
℃、５分間加熱焼鈍した後、引張り試験を行ない、その
引張り強さを焼鈍前と比較し強さの低下率が30％以下の
ものを耐熱性良好として○印、30％を超えるものを耐熱
性不良として×印で表わした。
り試験片を切り出し、これをアルゴン雰囲気中で350
℃、５分間加熱焼鈍した後、引張り試験を行ない、その
引張り強さを焼鈍前と比較し強さの低下率が30％以下の
ものを耐熱性良好として○印、30％を超えるものを耐熱
性不良として×印で表わした。
熱膨張係数は圧縮荷重法を用いて測定し、試 料への荷重は天秤の非平衡を利用し、試料の変位を検出
し行なつた。
し行なつた。
第１表から明らかな如く本発明合金は導電率90〜93％IA
CS、引張り強さ39〜42kg/mm2の特性を示し良好な曲げ加
工性と耐熱性を有しておりCu−Fe−Zn−Ｐ合金に匹敵す
る引張り強度とはるかに優れた耐熱性、電気伝導性（熱
伝導性）を有していることがわかる。さらにメツキ密着
性、半田付け性もCu−Fe−Zn−Ｐ合金に比べ十分優れて
いるのがわかる。尚熱膨張係数は従来品のCu−Fe−Zn−
Ｐ合金、Cu−Sn−Ｐ合金とほぼ同様な値を示し問題はな
い。
CS、引張り強さ39〜42kg/mm2の特性を示し良好な曲げ加
工性と耐熱性を有しておりCu−Fe−Zn−Ｐ合金に匹敵す
る引張り強度とはるかに優れた耐熱性、電気伝導性（熱
伝導性）を有していることがわかる。さらにメツキ密着
性、半田付け性もCu−Fe−Zn−Ｐ合金に比べ十分優れて
いるのがわかる。尚熱膨張係数は従来品のCu−Fe−Zn−
Ｐ合金、Cu−Sn−Ｐ合金とほぼ同様な値を示し問題はな
い。
これに対しCr、Ni、Ｐの含有量が本発明合金の組成範囲
より少ない比較合金No.7,8,9ではいずれも耐熱性が改善
されず、Cr、Niの含有量が本発明合金の組成範囲より多
い比較合金No.10Cr、Ni、Ｐの含有量が本発明合金の組
成範囲より多い比較合金No.11,12,13では引張り強さ、
耐熱性は十分であるが導電率の低下が著しく、曲げ加工
性、メツキ密着性、半田付け性が劣ることがわかる。
より少ない比較合金No.7,8,9ではいずれも耐熱性が改善
されず、Cr、Niの含有量が本発明合金の組成範囲より多
い比較合金No.10Cr、Ni、Ｐの含有量が本発明合金の組
成範囲より多い比較合金No.11,12,13では引張り強さ、
耐熱性は十分であるが導電率の低下が著しく、曲げ加工
性、メツキ密着性、半田付け性が劣ることがわかる。
以上詳述したように本発明合金は優れた強度、耐熱性と
十分な導電性を併せ持ち、かつ曲げ加工性、メツキ密着
性、半田付け性も良好な銅合金であり、熱膨張係数も従
来の銅合金とほぼ同様な値を示し、半導体機器のリード
フレーム材として顕著な効果を奏するものである。
十分な導電性を併せ持ち、かつ曲げ加工性、メツキ密着
性、半田付け性も良好な銅合金であり、熱膨張係数も従
来の銅合金とほぼ同様な値を示し、半導体機器のリード
フレーム材として顕著な効果を奏するものである。
Claims (1)
- 【請求項１】Cr0.03〜0.40wt％、Ni0.03〜0.40wt％、P
0.005〜0.03wt％を含み残部がCuよりなることを特徴と
するリードフレーム用銅合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1316983A JPH0674463B2 (ja) | 1983-01-29 | 1983-01-29 | リ−ドフレ−ム用銅合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1316983A JPH0674463B2 (ja) | 1983-01-29 | 1983-01-29 | リ−ドフレ−ム用銅合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59140338A JPS59140338A (ja) | 1984-08-11 |
| JPH0674463B2 true JPH0674463B2 (ja) | 1994-09-21 |
Family
ID=11825669
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1316983A Expired - Lifetime JPH0674463B2 (ja) | 1983-01-29 | 1983-01-29 | リ−ドフレ−ム用銅合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0674463B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62120450A (ja) * | 1985-11-19 | 1987-06-01 | Nakasato Kk | 電気・電子機器用電気機械的接続ばね材料の製造法 |
| KR890004860B1 (ko) * | 1986-06-19 | 1989-11-30 | 풍산금속공업 주식회사 | 전기, 전자 부품용 동합금 및 동합금판의 제조방법 |
| FR2751990B1 (fr) * | 1996-07-30 | 1998-10-02 | Griset Ets | Alliage a base de cuivre a conductivite electrique et a temperature d'adoucissement elevees pour des applications dans l'electronique |
-
1983
- 1983-01-29 JP JP1316983A patent/JPH0674463B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59140338A (ja) | 1984-08-11 |
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