JPH11260993A - 半田耐熱剥離性に優れる半導体装置用銅合金リード材 - Google Patents

半田耐熱剥離性に優れる半導体装置用銅合金リード材

Info

Publication number
JPH11260993A
JPH11260993A JP10061126A JP6112698A JPH11260993A JP H11260993 A JPH11260993 A JP H11260993A JP 10061126 A JP10061126 A JP 10061126A JP 6112698 A JP6112698 A JP 6112698A JP H11260993 A JPH11260993 A JP H11260993A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
copper alloy
layer
solder
alloy lead
lead material
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.)
Pending
Application number
JP10061126A
Other languages
English (en)
Inventor
Gakuo Uno
岳夫 宇野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Furukawa Electric Co Ltd filed Critical Furukawa Electric Co Ltd
Priority to JP10061126A priority Critical patent/JPH11260993A/ja
Publication of JPH11260993A publication Critical patent/JPH11260993A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181Encapsulation

Landscapes

  • Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半田耐熱剥離性に優れるCu−Be系銅合金
リード材を提供する。 【解決手段】 Beを0.2〜3.0重量%(以下、%
と略記)含有し、残部がCuと不可避不純物からなる銅
合金リード基材の少なくとも半田9が接合される部分に
Zn層またはZnを10%以上含む銅合金層が0.2〜
5μmの厚さに形成されている。 【効果】 Zn層またはZnを10%以上含む銅合金層
(Zn富化層)は、銅合金リード材の半田接合部に起き
るCuとSnの相互拡散を抑えてCu−Sn金属間化合
物層の成長を抑制するので、半田接合部に発生する空孔
が低減し半田耐熱剥離性などが改善される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半田耐熱剥離性に
優れる半導体装置用Cu−Be系銅合金リード材に関す
る。
【0002】
【従来の技術】半導体装置は、例えば、図1に示すよう
な、リードフレーム1のダイパッド2に搭載した半導体
素子3とインナーリード4とがボンディングワイヤ5で
接続され、半導体素子3部分が樹脂6で封止されたもの
で、樹脂6から露出したアウターリード7の先端部分が
プリント配線基板8などに半田9により接合される。し
かし、この半田接合部には、半田接合時の加熱または使
用時の発熱により、アウターリードと半田との間にCu
とSnの相互拡散反応が起きてCu−Sn金属間化合物
層が形成され、これが成長するにつれて前記金属間化合
物層とアウターリードとの界面にカーケンダル効果によ
る空孔が発生し、その結果、半田接合強度が低下し、更
には界面剥離が起きるという問題がある。
【0003】ところで、近年の電子機器の小型化・高機
能化に伴って半導体装置には小型化、薄型化、耐熱性が
要求され、そのため前記半導体装置を構成するリードフ
レームなどの銅合金リード材には強度と耐熱性の向上が
求められるようになった。そして、前記諸特性を満足す
る材料として、ばね性に優れ端子材などに使用されてい
るCu−Be系銅合金(C17200合金など)が挙げ
られる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記Cu−B
e系銅合金は、前述のカーケンダル効果による空孔の発
生が特に多く、このため半田接合強度や半田耐熱剥離性
に著しく劣り、半導体装置用リード材に使用するには接
続信頼性の点で不適当とされている。そこで、本発明者
等は、Cu−Be系銅合金リード材の半田接合強度およ
び半田耐熱剥離性の改善について研究し、Cu−Be系
銅合金リード基材の表面にZn層を形成することにより
半田耐熱剥離性などが改善されることを知見し、さらに
研究を進めて本発明を完成させるに至った。本発明は、
半田耐熱剥離性などに優れるCu−Be系銅合金リード
材の提供を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
Beを0.2〜3.0重量%(以下、%と略記)含有
し、残部がCuと不可避不純物からなる銅合金リード基
材の少なくとも半田接合される部分にZn層またはZn
を10%以上含む銅合金層が0.2〜5μmの厚さに形
成されていることを特徴とする半田耐熱剥離性に優れる
半導体装置用銅合金リード材である。
【0006】請求項2記載の発明は、Beを0.2〜
3.0重量%(以下、%と略記)含有し、さらに副成分
としてNi、Co、Fe、Si、Pb、Al、Zr、M
g、Ag、Teのうちの1種または2種以上を合計で
0.001〜5.0%含有し、残部がCuと不可避不純
物からなる銅合金リード基材の少なくとも半田接合され
る部分にZn層またはZnを10%以上含む銅合金層が
0.2〜5μmの厚さに形成されていることを特徴とす
る半田耐熱剥離性に優れる半導体装置用銅合金リード材
である。
【0007】
【発明の実施の形態】請求項1記載の発明の銅合金リー
ド材は、強度、ばね性、耐熱性などに優れるCu−Be
合金を基材とし、その表面にZn層またはZnを10%
以上含む銅合金層(以下、前記2層をZn富化層と総称
する)を形成することにより、半田耐熱剥離性などを改
善したものである。前記Cu−Be合金基材のBeの含
有量を0.2〜3.0%に規定する理由は0.2%未満
では、前記強度、ばね性、耐熱性などの特性が十分に得
られず、3.0%を超えると加工性が悪化するためであ
る。
【0008】請求項2記載の発明の銅合金リード材は、
前記Cu−Be合金に副成分として、Ni、Co、F
e、Si、Pb、Al、Zr、Mg、Ag、Teのうち
の1種または2種以上を含有させた合金を基材とするも
ので、前記副成分は強度と耐熱性の向上に寄与する。中
でもNiとCoはBeと化合して析出し前記強度と耐熱
性向上に著しく寄与する。前記副成分の合計含有量を
0.001〜5.0%に規定する理由は、0.001%
未満ではその効果が十分に得られず、5.0%を超える
と導電率と加工性が低下するためである。
【0009】本発明において、銅合金リード材の半田耐
熱剥離性などが前記Zn富化層により改善される理由
は、前記Zn富化層は、銅合金リード材の半田接合部に
起きるCuとSnの相互拡散を抑えてCu−Sn金属間
化合物層の成長を抑制し、半田接合部に発生する空孔を
低減させるためである。
【0010】本発明において、Zn富化層におけるZn
含有率を10%以上に規定する理由は、10%未満では
前記CuとSnの相互拡散防止効果が十分に得られない
ためである。Zn富化層におけるZnの含有率は20%
以上が特に望ましい。また前記Zn富化層の厚さを0.
2〜5μmに規定する理由は、0.2μm未満ではその
CuとSnの相互拡散防止効果が十分に得られず、5μ
mを超えると前記効果が飽和し不経済なためである。Z
n富化層の厚さは0.3〜3μmが特に望ましい。
【0011】本発明において、Zn富化層はCu−Be
系銅合金リード材の全面に形成しても良いが、プリント
配線基板などと半田接合される部分にのみ形成すると極
めて経済的である。前記銅合金リード材にZn層を形成
する方法はめっきまたは蒸着により行う。Cu−Zn合
金層の形成はCu−Zn合金をめっきするか、またはZ
nをめっきまたは蒸着させたのち加熱してZnを基材に
拡散させて行う。本発明で対象とする半田は、Pb−S
n系合金、Pb−Sn−Sb系合金などSnを含有する
半田である。
【0012】
〔めっき浴組成〕
ZnSO4 ・7H2 O:250g/リットル、Na2
4 :100g/リットル。 〔めっき条件〕 浴温度:50℃、電流密度:8A/dm2 、pH:1.
2。
【0013】(実施例2)実施例1のZnめっき後の合
金板に下記条件で加熱拡散処理を施して銅合金リード材
を製造した。 〔加熱拡散処理条件〕 雰囲気:Arガス、加熱温度:450℃、加熱時間:1
0分。
【0014】(実施例3)厚さ0.2mmのCu−1.9%
Be−0.5%Ni合金板の表面に、Znを25〜75%含
むCu−Zn合金を、下表に示す組成のめっき浴を用
い、下記めっき条件でめっきして銅合金リード材を製造
した。 〔めっき条件〕 浴温度:35℃、電流密度:0.8A/dm2 、pH:
11.5。
【0015】(比較例1)Znのめっき厚さを0.1μ
mとした他は、実施例1と同じ方法により銅合金リード
材を製造した。
【0016】(比較例2)厚さ0.2mmのCu−1.9%
Be−0.5%Ni合金板の表面に、Cu−5%Zn合金を
下表に示す組成のめっき浴を用い、下記めっき条件でめ
っきして銅合金リード材を製造した。〔めっき浴組成〕 〔めっき条件〕 浴温度:35℃、電流密度:0.8A/dm2 、pH:
11.5。
【0017】実施例1〜3、比較例1、2で得られた各
々の銅合金リード材からサンプル板を切出し、このサン
プル板の表面に、図2に示すように、銅線10を共晶半田
(Pb−63%Sn合金)9で接合して試験片11を作製
し、これを大気中150℃で1000時間保持(劣化処
理)したのち、この試験片11のサンプル板12と銅線10を
把持して引張って半田接合部13の接合強度を測定した。
半田接合部13は直径6mmの円形とした。Zn富化層を
形成しない厚さ0.2mmのCu−1.9%Be−0.5%Ni
合金板(従来材)についても同様にして半田接合強度を
測定した。結果を表1に示す。半田接合強度は、劣化処
理後の強度nと劣化処理前の強度mの比(n/m)の百
分率(半田接合強度残存率)で表した。
【0018】
【表1】 (注)Zn富化層の厚さ※はZn濃度10%以上の厚さである。
【0019】表1より明らかなように、本発明例のNo.1
〜7 は、いずれも、半田接合強度残存率が27%以上で
従来材に較べて格段に優れており、半導体装置用リード
材として十分使用できるものである。他方、比較例のN
o.8はZn富化層の厚さが薄いため、No.9はZn富化層
のZn含有率が小さいため、いずれも半田接合強度残存
率が低かった。なお、本発明例のリード材については劣
化処理を更に長期間行ったが、半田接合部で剥離が起き
るようなことはなく、半田耐熱剥離性にも優れることが
確認された。
【0020】(実施例4)基板に、厚さ0.2mmのC
u−0.2 〜3.0%Be合金板を用いた他は、実施例1と同
じ方法により銅合金リード材を製造した。得られた銅合
金リード材について、実施例1と同じ方法により半田接
合強度を測定した。結果を表2に示す。
【0021】
【表2】
【0022】表2より明らかなように、本発明例の No.
11〜14は、いずれも、半田接合強度残存率が33%以上
で従来材 (表1のNo.10)に較べて格段に優れており、半
導体装置用リード材として十分使用できるものである。
【0023】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明の銅合金リ
ード材は、強度、ばね性、耐熱性などに優れるCu−B
e系銅合金を基材とし、その表面にZn富化層を形成し
たもので、前記Zn富化層は、銅合金リード材の半田接
合部に起きるCuとSnの相互拡散を抑えてCu−Sn
金属間化合物層の成長を抑制するので、半田接合部に発
生する空孔が低減して半田耐熱剥離性などが改善され
る。依って工業上顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】半導体装置の説明図である。
【図2】半田接合部の接合強度を測定する方法の説明図
である。
【符号の説明】
1 リードフレーム 2 ダイパッド 3 半導体素子 4 インナーリード 5 ボンディングワイヤ 6 樹脂 7 アウターリード 8 プリント配線基板 9 半田 10 銅線 11 試験片 12 サンプル板 13 半田接合部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Beを0.2〜3.0重量%(以下、%
    と略記)含有し、残部がCuと不可避不純物からなる銅
    合金リード基材の少なくとも半田接合される部分にZn
    層またはZnを10%以上含む銅合金層が0.2〜5μ
    mの厚さに形成されていることを特徴とする半田耐熱剥
    離性に優れる半導体装置用銅合金リード材。
  2. 【請求項2】 Beを0.2〜3.0重量%(以下、%
    と略記)含有し、さらに副成分としてNi、Co、F
    e、Si、Pb、Al、Zr、Mg、Ag、Teのうち
    の1種または2種以上を合計で0.001〜5.0%含
    有し、残部がCuと不可避不純物からなる銅合金リード
    基材の少なくとも半田接合される部分にZn層またはZ
    nを10%以上含む銅合金層が0.2〜5μmの厚さに
    形成されていることを特徴とする半田耐熱剥離性に優れ
    る半導体装置用銅合金リード材。
JP10061126A 1998-03-12 1998-03-12 半田耐熱剥離性に優れる半導体装置用銅合金リード材 Pending JPH11260993A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10061126A JPH11260993A (ja) 1998-03-12 1998-03-12 半田耐熱剥離性に優れる半導体装置用銅合金リード材

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10061126A JPH11260993A (ja) 1998-03-12 1998-03-12 半田耐熱剥離性に優れる半導体装置用銅合金リード材

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11260993A true JPH11260993A (ja) 1999-09-24

Family

ID=13162091

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10061126A Pending JPH11260993A (ja) 1998-03-12 1998-03-12 半田耐熱剥離性に優れる半導体装置用銅合金リード材

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11260993A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011519180A (ja) * 2008-04-29 2011-06-30 イルジン カッパー ホイル カンパニー リミテッド 電子部品用金属フレーム
WO2018161380A1 (zh) * 2017-03-09 2018-09-13 苏州金江铜业有限公司 一种碲铍铜合金及其制备方法
CN111057886A (zh) * 2019-10-29 2020-04-24 宁夏中色新材料有限公司 一种铍铜铸轧辊套的制备方法和铍铜铸轧辊套

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011519180A (ja) * 2008-04-29 2011-06-30 イルジン カッパー ホイル カンパニー リミテッド 電子部品用金属フレーム
WO2018161380A1 (zh) * 2017-03-09 2018-09-13 苏州金江铜业有限公司 一种碲铍铜合金及其制备方法
CN111057886A (zh) * 2019-10-29 2020-04-24 宁夏中色新材料有限公司 一种铍铜铸轧辊套的制备方法和铍铜铸轧辊套

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS59145553A (ja) 複合構造体及びその形成方法
KR102002675B1 (ko) 무연 땜납 합금
JPH11350188A (ja) 電気・電子部品用材料とその製造方法、およびその材料を用いた電気・電子部品
TW201940275A (zh) 銲錫合金、銲錫糊、銲錫球、松脂置入銲錫、銲點
JP2006035310A (ja) 無鉛はんだ合金
JP2801793B2 (ja) 錫めっき銅合金材およびその製造方法
JP4959539B2 (ja) 積層はんだ材およびそれを用いたはんだ付方法ならびにはんだ接合部
JP2001246493A (ja) ハンダ材及びこれを用いたデバイス又は装置並びにその製造方法
JP2005052869A (ja) 高温はんだ付用ろう材とそれを用いた半導体装置
JP2008080392A (ja) 接合体および接合方法
JPS60218440A (ja) リ−ドフレ−ム用銅合金
JP3303594B2 (ja) 耐熱銀被覆複合体とその製造方法
JPH11260993A (ja) 半田耐熱剥離性に優れる半導体装置用銅合金リード材
JP2000077593A (ja) 半導体用リードフレーム
JPH11350190A (ja) 電気・電子部品用材料とその製造方法、その材料を用いた電気・電子部品
JP6477517B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP2797846B2 (ja) 樹脂封止型半導体装置のCu合金製リードフレーム材
JPS6242037B2 (ja)
JP3466498B2 (ja) 配線基板及びその製造方法
JPH10163404A (ja) Bga用入出力端子
JP4335404B2 (ja) 電子部品の電極構造
WO2001076335A1 (en) Mounting structure of electronic device and method of mounting electronic device
JPH09266373A (ja) 電子部品及びその接合方法、並びに回路基板
JP3280686B2 (ja) 民生用素子およびその製造方法
JPH06264284A (ja) 配線基板の形成方法