JPS6296644A - リ−ドフレ−ム用アルミニウム合金 - Google Patents
リ−ドフレ−ム用アルミニウム合金Info
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- JPS6296644A JPS6296644A JP23638285A JP23638285A JPS6296644A JP S6296644 A JPS6296644 A JP S6296644A JP 23638285 A JP23638285 A JP 23638285A JP 23638285 A JP23638285 A JP 23638285A JP S6296644 A JPS6296644 A JP S6296644A
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- aluminum alloy
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- strength
- alloy
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
- H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
- H01L23/495—Lead-frames or other flat leads
- H01L23/49579—Lead-frames or other flat leads characterised by the materials of the lead frames or layers thereon
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- 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
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
「発明の目的」
本発明はリードフレーム用アルミニウム合金に係り、熱
履歴後の強度、硬度ならびに曲げ加工性が良好で低コス
トなリードフレーム用アルミニウム合金を提供しようと
するものである。
履歴後の強度、硬度ならびに曲げ加工性が良好で低コス
トなリードフレーム用アルミニウム合金を提供しようと
するものである。
産業上の利用分野
半導体を要素とするＩＣ，ＬＥＤ等の機器におけるリー
ドフレーム用アルミニウム合金。
ドフレーム用アルミニウム合金。
従来の技術
半導体を要素とするＩＣ，ＬＳＩ、ＬＥＤなどの機器は
何れも半導体ペレット、リード、ボンディングワイヤに
より構成されたものを、セラミソりや樹脂によって封止
したもので、種々の形式のものが用いられている。然し
てこの種機器に使用されるリード用フレームは薄板をプ
レス打抜きして所定の形状に成形した後、組付けを容易
とするため溶融ハンダ材が被覆されることとなり、この
ような工程において熱履歴を受ける。ところで従来これ
らの機器におけるリードフレーム材としては、鉄系材料
としてコバール（Ｆｅ −２９％Ｎｉ−１７％Ｃｏ）、
Ｆｅ ４２％Ｎｉ合金、Ｆｅ −Ｎｉ合金にＡＩ！を
クラッドした材料が用いられ、又銅系材料として１９４
合金（Ｃｕ −Ｆｅ −Ｚｎ−Ｐ系）、１９５合金（Ｃ
ｕ −Ｆｅ −Ｃｏ −３ｎ−Ｐ系）などが使用されて
来た。即ち前記鉄系材料は耐熱性、強度などが優れてお
り、ＭＯ３型ＩＣ，ＬＳＩ等に広く採用され、銅系材料
は良好な熱伝導性や曲げ性を有し、しかも鉄系のものに
比較して安価であることから近年パワートランジスタ、
ダイオード、サイリスク等の個別半導体のリードフレー
ム材として広く使用されている。近時、高集積化がます
ます進む中で、電気抵抗の小さい、高熱伝導度、高強度
の銅合金も開発され、鉄系材料に代って次第に使用され
つつある。
何れも半導体ペレット、リード、ボンディングワイヤに
より構成されたものを、セラミソりや樹脂によって封止
したもので、種々の形式のものが用いられている。然し
てこの種機器に使用されるリード用フレームは薄板をプ
レス打抜きして所定の形状に成形した後、組付けを容易
とするため溶融ハンダ材が被覆されることとなり、この
ような工程において熱履歴を受ける。ところで従来これ
らの機器におけるリードフレーム材としては、鉄系材料
としてコバール（Ｆｅ −２９％Ｎｉ−１７％Ｃｏ）、
Ｆｅ ４２％Ｎｉ合金、Ｆｅ −Ｎｉ合金にＡＩ！を
クラッドした材料が用いられ、又銅系材料として１９４
合金（Ｃｕ −Ｆｅ −Ｚｎ−Ｐ系）、１９５合金（Ｃ
ｕ −Ｆｅ −Ｃｏ −３ｎ−Ｐ系）などが使用されて
来た。即ち前記鉄系材料は耐熱性、強度などが優れてお
り、ＭＯ３型ＩＣ，ＬＳＩ等に広く採用され、銅系材料
は良好な熱伝導性や曲げ性を有し、しかも鉄系のものに
比較して安価であることから近年パワートランジスタ、
ダイオード、サイリスク等の個別半導体のリードフレー
ム材として広く使用されている。近時、高集積化がます
ます進む中で、電気抵抗の小さい、高熱伝導度、高強度
の銅合金も開発され、鉄系材料に代って次第に使用され
つつある。
なお一部に銅合金より更に低価格な材料としてアルミニ
ウム合金の使用も考えられているようである。
ウム合金の使用も考えられているようである。
発明が解決しようとする問題点
しかし前記した鉄系材料のものは相当に高価であり、し
かも熱伝導性や曲げ性に劣る不利がある。
かも熱伝導性や曲げ性に劣る不利がある。
この点銅系材料によるものは鉄系材料よりは安価で、熱
伝導性や曲げ性に優れたものであるが、耐熱性や強度に
おいては鉄系材料のものより劣り、しかもやはりそれな
りに高価格とならざるを得ない。
伝導性や曲げ性に優れたものであるが、耐熱性や強度に
おいては鉄系材料のものより劣り、しかもやはりそれな
りに高価格とならざるを得ない。
アルミニウム合金によるものは価格的には最も有利であ
るが、熱履歴後の硬度、耐繰返し曲げ性などの機械的性
質が低いという問題点を有している。
るが、熱履歴後の硬度、耐繰返し曲げ性などの機械的性
質が低いという問題点を有している。
「発明の構成」
問題点を解決するための手段
Ｃｕ ： ３．０〜６．５ｗｔ％、Ｍｇ ： ０．
０２〜１．７ ｗｔ％、Ｓｉ：０．０２〜０．５賀ｔ％ を含有し、しかも Ｍｎ ： ０．２０〜１．２ ｗｔ％、Ｃｒ ：
０．１０〜０．３０ｗｔ％、Ｚ ｒ ： ０．０５〜
０．２５ｗＬ％、 Ｖ ： ０．０５〜０．２０ｉｎＬ
％の１種又は２種以上を添加し、残部がＡＩ！と不可避
的不純物より成ることを特徴とするリードフレーム用ア
ルミニウム合金。
０２〜１．７ ｗｔ％、Ｓｉ：０．０２〜０．５賀ｔ％ を含有し、しかも Ｍｎ ： ０．２０〜１．２ ｗｔ％、Ｃｒ ：
０．１０〜０．３０ｗｔ％、Ｚ ｒ ： ０．０５〜
０．２５ｗＬ％、 Ｖ ： ０．０５〜０．２０ｉｎＬ
％の１種又は２種以上を添加し、残部がＡＩ！と不可避
的不純物より成ることを特徴とするリードフレーム用ア
ルミニウム合金。
作用
Ｍｇ 、Ｓｉ 、Ｃｕを下限以上に含有させることによ
り溶体化処理後の時効によって、ＭｇｚＳｉ、Ａｌ−Ｃ
ｕ Ｍｇ相などを析出し、析出硬化によって大きな強
度を与える。又それらが上限以下とすることによって曲
げ性劣化を回避する。
り溶体化処理後の時効によって、ＭｇｚＳｉ、Ａｌ−Ｃ
ｕ Ｍｇ相などを析出し、析出硬化によって大きな強
度を与える。又それらが上限以下とすることによって曲
げ性劣化を回避する。
Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｖの何れｆ１種又は２種以上を下限
値以上に添加することにより耐熱性を向上し、結晶粒径
を微細化せしめ、しかもその上限以下とすることにより
曲げ性劣化を防止する。
値以上に添加することにより耐熱性を向上し、結晶粒径
を微細化せしめ、しかもその上限以下とすることにより
曲げ性劣化を防止する。
実施例
上記したような本発明について更に説明すると、本発明
では前記のようにＭｇ 、Ｓｉ 、Ｃｕを含有させるこ
とによりリードフレーム材として必要な強度を高価化を
来すことなしに得ようとする。即ちこれらの成分は溶体
化処理後の時効によってＭｇｚＳｉ 、Ａｌ−Ｃｕ−Ｍ
ｇ相などが析出し、その析出硬化により大きな強度を得
しめる。ｗｔ％（以下型に％という）でＭｇが不純物と
しての上限である０、０５％以下の０．０２％以下では
充分な斯かる強度が得られず、一方１，７％を超えると
曲げ性が劣化する。
では前記のようにＭｇ 、Ｓｉ 、Ｃｕを含有させるこ
とによりリードフレーム材として必要な強度を高価化を
来すことなしに得ようとする。即ちこれらの成分は溶体
化処理後の時効によってＭｇｚＳｉ 、Ａｌ−Ｃｕ−Ｍ
ｇ相などが析出し、その析出硬化により大きな強度を得
しめる。ｗｔ％（以下型に％という）でＭｇが不純物と
しての上限である０、０５％以下の０．０２％以下では
充分な斯かる強度が得られず、一方１，７％を超えると
曲げ性が劣化する。
Ｓｉ も、不純物上限の０．０５％より低い０．０２％
以下では上記のような強度が得られず、しかも０．５％
を超えると強度は増加するが曲げ性が劣化な強度が得ら
れず、一方６．５％を超えて添加してもそれ以上に強度
の増加がなく、むしろ曲げ性を劣化させるので３．０〜
６．５％とした。好ましい範囲としては３゜０〜６，２
％である。
以下では上記のような強度が得られず、しかも０．５％
を超えると強度は増加するが曲げ性が劣化な強度が得ら
れず、一方６．５％を超えて添加してもそれ以上に強度
の増加がなく、むしろ曲げ性を劣化させるので３．０〜
６．５％とした。好ましい範囲としては３゜０〜６，２
％である。
Ｍｎ ％ Ｃｒ 、ＺｒおよびＶは、耐熱性を向上させ
るために添加し、又結晶粒径を小さくしてプレス打抜き
工程などにおける肌荒れを防止する。然してこれらの遷
移金属元素はＡｌ中に固溶した状態では導電率および熱
伝導率を低下させる。又これらの元素はＭｎＡ／、 、
ＡＩ！ＭｎＳ ｔ、ＣｒＡｌ７、Ｚ ｒ Ａ Ｊ３ 、
ＶＡβ１゜などの化合物について微細な粒子としてマト
リックスに分散しているとき最も耐熱性が高くなる。
るために添加し、又結晶粒径を小さくしてプレス打抜き
工程などにおける肌荒れを防止する。然してこれらの遷
移金属元素はＡｌ中に固溶した状態では導電率および熱
伝導率を低下させる。又これらの元素はＭｎＡ／、 、
ＡＩ！ＭｎＳ ｔ、ＣｒＡｌ７、Ｚ ｒ Ａ Ｊ３ 、
ＶＡβ１゜などの化合物について微細な粒子としてマト
リックスに分散しているとき最も耐熱性が高くなる。
Ｍｎが０．２０％以下では上部のような耐熱性が有効に
得られず、一方１．０％以上となると粗大なＭｎＡ４２
６粒子が生じて曲げ性を劣化する。
得られず、一方１．０％以上となると粗大なＭｎＡ４２
６粒子が生じて曲げ性を劣化する。
Ｃｒも０．１０％以下では耐熱性に対する上記効果が不
充分であり、一方０．３０％を超えると粗大な（：、
ｒ Ａ ｌ！ を粒子が生じて曲げ性を劣化する。
充分であり、一方０．３０％を超えると粗大な（：、
ｒ Ａ ｌ！ を粒子が生じて曲げ性を劣化する。
Ｚｒは、このもので上記のような耐熱性を得るには０．
０５％以下では効果が乏しく、又０．２５％以上となる
と粗大な７． ｒ Ａ ｊ！ ３粒子が生じて曲げ性を
劣化させるので、０．０５〜０．２５％とした。
０５％以下では効果が乏しく、又０．２５％以上となる
と粗大な７． ｒ Ａ ｊ！ ３粒子が生じて曲げ性を
劣化させるので、０．０５〜０．２５％とした。
■は、０．０５％以下では充分な耐熱性が得られず、又
０．２０％以上では粗大なＶＡＩｌＩ。粒子が生じて曲
げ性を劣化する。
０．２０％以上では粗大なＶＡＩｌＩ。粒子が生じて曲
げ性を劣化する。
なお本発明によるものは上記成分以外に鋳造割れ防止お
よび結晶粒微細化のために一般的に添加されているＴＩ
、Ｂの何れか一方又は双方を含有させてもよい。特に
本発明合金においてはこれらの成分が前述した耐熱性向
上元素の均一な分布を図るという効果があり、それらの
効果はＴｉが０．０１％未満、Ｂが０．００１％未満で
は充分でなく、又Ｔｉが０．１５％を超え、Ｂが０．０
１％を超えると、ＴｊＡｊ！３ 、ＴｊＢｚ 、ＡＩＢ
ｚなどの粗大粒子を生じ、曲げ性を害するので、１゛ｉ
：０．０１〜０．１５％およびＢ：０．００１〜０．０
１％が適当な添加範囲である。
よび結晶粒微細化のために一般的に添加されているＴＩ
、Ｂの何れか一方又は双方を含有させてもよい。特に
本発明合金においてはこれらの成分が前述した耐熱性向
上元素の均一な分布を図るという効果があり、それらの
効果はＴｉが０．０１％未満、Ｂが０．００１％未満で
は充分でなく、又Ｔｉが０．１５％を超え、Ｂが０．０
１％を超えると、ＴｊＡｊ！３ 、ＴｊＢｚ 、ＡＩＢ
ｚなどの粗大粒子を生じ、曲げ性を害するので、１゛ｉ
：０．０１〜０．１５％およびＢ：０．００１〜０．０
１％が適当な添加範囲である。
又不純物としてＦｅ５０．３％、Ｚｎ≦０．３％の範囲
であれば、本発明の特性を劣化させることがない。
であれば、本発明の特性を劣化させることがない。
本発明合金によるリードフレーム材の製造は、通常のア
ルミニウム合金と同様に溶解され、前記した結晶微細化
剤のＴｉ とＢが溶解炉中、又は鋳造機への溶湯移送樋
中へ連続的に添加され、次いで溶湯中の酸化物などの非
金属介在物を除去すべく濾過され、最後にＤＣ鋳造など
の半連続鋳造法や、ハンター鋳造法などの連続鋳造圧延
によって鋳塊とされる。次いで鋳塊の均質化処理、熱間
圧延又は冷間圧延によって所定の厚さの板とし、最後に
熱処理が施される。なお熱処理は圧延の中間段階でも施
されることがある。
ルミニウム合金と同様に溶解され、前記した結晶微細化
剤のＴｉ とＢが溶解炉中、又は鋳造機への溶湯移送樋
中へ連続的に添加され、次いで溶湯中の酸化物などの非
金属介在物を除去すべく濾過され、最後にＤＣ鋳造など
の半連続鋳造法や、ハンター鋳造法などの連続鋳造圧延
によって鋳塊とされる。次いで鋳塊の均質化処理、熱間
圧延又は冷間圧延によって所定の厚さの板とし、最後に
熱処理が施される。なお熱処理は圧延の中間段階でも施
されることがある。
本発明によるものの具体的な製造例について説明すると
以下の如くである。
以下の如くである。
次の第１表に示すような成分組成を有している本発明例
１〜８および比較例Ａ−ＨのＡ／！−Ｃｕ−Ｍｇ系の合
金を溶解鋳造して鋳塊となし、５００℃で８時間加熱し
た後、熱間圧延により５龍厚まで圧延した。このように
して得られた合金板は、次いでこの圧延板を溶体化処理
し、水焼入れ後０、５ 鶴厚まで冷間圧延し、更に２０
０℃で１時間の人工時効を行った。
１〜８および比較例Ａ−ＨのＡ／！−Ｃｕ−Ｍｇ系の合
金を溶解鋳造して鋳塊となし、５００℃で８時間加熱し
た後、熱間圧延により５龍厚まで圧延した。このように
して得られた合金板は、次いでこの圧延板を溶体化処理
し、水焼入れ後０、５ 鶴厚まで冷間圧延し、更に２０
０℃で１時間の人工時効を行った。
第１表 Ａｌ−Ｃｕ及びＡｊ２−Ｃｕ Ｍｇ系合金の
組成単位ニーｔ％ これらの板について、ハンダづけに相当した２７５°Ｃ
で３０秒間の加熱をなしてから強度、硬さ、９０°曲げ
の繰返し曲げ性および導電率を測定した結果は次の第２
表の如くであり、前記繰返し曲げ性の評価Ｍｅは上記の
ような２７５℃×３０ｓｅｃの加熱後に９０°の繰返し
曲げを３回以上行っても割れの生じないものを良とし、
割れの生じたものは不良とした。総合評価については、
強度、硬度、繰返し曲げ性の全般について判断し評価し
た。
組成単位ニーｔ％ これらの板について、ハンダづけに相当した２７５°Ｃ
で３０秒間の加熱をなしてから強度、硬さ、９０°曲げ
の繰返し曲げ性および導電率を測定した結果は次の第２
表の如くであり、前記繰返し曲げ性の評価Ｍｅは上記の
ような２７５℃×３０ｓｅｃの加熱後に９０°の繰返し
曲げを３回以上行っても割れの生じないものを良とし、
割れの生じたものは不良とした。総合評価については、
強度、硬度、繰返し曲げ性の全般について判断し評価し
た。
第２表 Ａ／！ Ｃｕ 、Ａｊ？−Ｃｕ Ｍｇ系合金
の特性又ＬＥＤ用リードフレームとして使用する場合、
該フレームは２７５℃Ｘ３０ｓｅｃの加熱後の導電率が
４０％ｌＡｃ５以下、望ましくは３５％ｌＡＣ３以下で
あることが求められ、可視光線の全波長域に亘って良好
な反射率が要求される。従来の銅合金材料や鉄系材料で
銅メッキの施されているものの場合、可視光線の短波長
側で反射率が劣り、そのため銀メッキが施されているが
、上記のような本発明のものは良好な反射特性を有して
いる。即−１５０，３Ｂ〜０．７７μｔｎ（７）波長範
囲において普通仕上げ板で６５〜７５％、光輝仕上げ板
で７５〜８０％をｌｉることができる。
の特性又ＬＥＤ用リードフレームとして使用する場合、
該フレームは２７５℃Ｘ３０ｓｅｃの加熱後の導電率が
４０％ｌＡｃ５以下、望ましくは３５％ｌＡＣ３以下で
あることが求められ、可視光線の全波長域に亘って良好
な反射率が要求される。従来の銅合金材料や鉄系材料で
銅メッキの施されているものの場合、可視光線の短波長
側で反射率が劣り、そのため銀メッキが施されているが
、上記のような本発明のものは良好な反射特性を有して
いる。即−１５０，３Ｂ〜０．７７μｔｎ（７）波長範
囲において普通仕上げ板で６５〜７５％、光輝仕上げ板
で７５〜８０％をｌｉることができる。
更に上記した製造例および比較例のものにつｐｚでハン
ダづけの評価のために、ノ＼ンダとして５ｎ−ｐｂ系の
共晶ハンダを用い、超音波ノ＼ンダ付けおよびフラック
スを用いたディップ式の７％ンダ付けを行い、その評価
をなした結果は第３表の如くである。
ダづけの評価のために、ノ＼ンダとして５ｎ−ｐｂ系の
共晶ハンダを用い、超音波ノ＼ンダ付けおよびフラック
スを用いたディップ式の７％ンダ付けを行い、その評価
をなした結果は第３表の如くである。
第３表 はんだ付は性の評価
「発明の効果」
以上説明したような本発明によれば、この種リードフレ
ームとして要求される耐熱性、特に強度、硬度および曲
げ性において好ましいバランスを採って安定状態に優れ
、しかもハンダ付は性なども良好であるから工業的にそ
の効果の大きい発明である。
ームとして要求される耐熱性、特に強度、硬度および曲
げ性において好ましいバランスを採って安定状態に優れ
、しかもハンダ付は性なども良好であるから工業的にそ
の効果の大きい発明である。
手・続補正書（ハ楚）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 Ｃｕ：３．０〜６．５ｗｔ％、Ｍｇ：０．０２〜１．７
ｗｔ％、Ｓｉ：０．０２〜０．５ｗｔ％ を含有し、しかも Ｍｎ：０．２０〜１．０ｗｔ％、Ｃｒ：０．１０〜０．
３０ｗｔ％、Ｚｒ：０．０５〜０．２５ｗｔ％、Ｖ：０
．０５〜０．２０ｗｔ％の１種又は２種以上を添加し、
残部がＡｌと不可避的不純物より成ることを特徴とする
リードフレーム用アルミニウム合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23638285A JPS6296644A (ja) | 1985-10-24 | 1985-10-24 | リ−ドフレ−ム用アルミニウム合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23638285A JPS6296644A (ja) | 1985-10-24 | 1985-10-24 | リ−ドフレ−ム用アルミニウム合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6296644A true JPS6296644A (ja) | 1987-05-06 |
| JPH0580540B2 JPH0580540B2 (ja) | 1993-11-09 |
Family
ID=16999956
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23638285A Granted JPS6296644A (ja) | 1985-10-24 | 1985-10-24 | リ−ドフレ−ム用アルミニウム合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6296644A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6389640A (ja) * | 1986-10-01 | 1988-04-20 | Sky Alum Co Ltd | 電子電気機器導電部品材料 |
| JPS6396237A (ja) * | 1986-10-09 | 1988-04-27 | Sky Alum Co Ltd | リードフレーム、コネクタもしくはスイッチ用導電圧延材料 |
| US20160099200A1 (en) * | 2014-10-01 | 2016-04-07 | Stmicroelectronics S.R.L. | Aluminum alloy lead frame for a semiconductor device and corresponding manufacturing process |
-
1985
- 1985-10-24 JP JP23638285A patent/JPS6296644A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6389640A (ja) * | 1986-10-01 | 1988-04-20 | Sky Alum Co Ltd | 電子電気機器導電部品材料 |
| JPS6396237A (ja) * | 1986-10-09 | 1988-04-27 | Sky Alum Co Ltd | リードフレーム、コネクタもしくはスイッチ用導電圧延材料 |
| US20160099200A1 (en) * | 2014-10-01 | 2016-04-07 | Stmicroelectronics S.R.L. | Aluminum alloy lead frame for a semiconductor device and corresponding manufacturing process |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0580540B2 (ja) | 1993-11-09 |
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