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JPS6270542A - 半導体装置用Cu合金リ−ド素材 - Google Patents

半導体装置用Cu合金リ−ド素材

Info

Publication number
JPS6270542A
JPS6270542A JP20809785A JP20809785A JPS6270542A JP S6270542 A JPS6270542 A JP S6270542A JP 20809785 A JP20809785 A JP 20809785A JP 20809785 A JP20809785 A JP 20809785A JP S6270542 A JPS6270542 A JP S6270542A
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JP
Japan
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less
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average particle
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alloy
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JP20809785A
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JPS6338414B2 (ja
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Hidetoshi Akutsu
阿久津 英俊
Takuro Iwamura
岩村 卓郎
Masao Kobayashi
正男 小林
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Mitsubishi Metal Corp
Original Assignee
Mitsubishi Metal Corp
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Publication date
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488Arrangements 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
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    • H01L23/49579Lead-frames or other flat leads characterised by the materials of the lead frames or layers thereon
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ICやり、SIなどの半導体装置の製造に
用いられるCu合金リード素材に関するものである。
〔従来の技術〕
一般に、半導体装置のリード材となるCu合金リード素
材には、 (1)良好なプレス打抜き性、 (2)半導体素子の加熱接着あるい〜は加熱拡散圧着に
際して熱歪および熱軟化が生じない耐熱性、(3)良好
な放熱性と導電性、 (4)半導体装置の輸送あるいは電気機器への組込みに
際して曲がらや繰り返し曲げによって破損が生じない強
度および伸び、 が要求され、特性的には、特定使用分野に限って見れば
、 強度を評価する目的で、引張り強さ:4(1gf/−以
上、 伸び:4%以上、 放熱性および導゛雨性を評価する目的で、導電率=50
%lAC3以上、 耐熱性を評価り゛る目的で、軟化点:400℃以上、を
具備することが必要とされるが、これらの特性を有する
Cu合金リード素材としては材料的に多数のものが提案
され、実用に供されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、近年の半導体装置における集積度の益々の向上
に伴って、Cu合金リード素材には、上記の特性を具備
した上で、さらに高強度および高伸びが要求されるよう
になっており、この要求に十分対応できる特性を具備し
たCu合金リード素材の開発が強く望まれている。
〔問題点を解決するための手段〕
そこで、本発明名等は、上述のような観点から、半導体
装置用014合金リード素材に要求される特性を具備し
た上で、さらに一段と高強度および高伸びを有するCu
合金リード素材を開発すべく研究を行なった結果、成分
組成を、重;11%で(以下%は重量%を示ず)、 Cr :  0.05〜1%およびZr :  0.0
05〜0.3%のうらの1種または2種を含有し、 C:5〜60ppm。
を含有し、さらに、 Ni 、3n、 Fe、Co、および3eのうらの1種
または2種以北(以下、これらを第1群金属という):
  0.005〜2%。
Mg、Si、Af、Zn、Mn、8.P、Li。
Y、および希土類元素のうらの1種または2種以上(以
下、これらを°第2群金属という) :  0.001
〜1%、 Ti 、Nb、V、Ta、Iff、Mo、およびWのう
らの1種または2種以上(以下、これらを第3群金属と
いう) :  0.005〜2%。
以上第1〜3群金属のうちのいずれか、または2種以上
を含有し、残りがCuと不可避不純物(た、だし酸素含
有量は35 ppm以下)からなるもので構成すると共
に、組織上、 晶出物については、通常、その平均粒径が20〜100
μmであるものを10μm以下とし、また、析出物につ
いては、同じく平均粒径:0.5〜3μmであるものを
0.1μm以下とし、さらに結晶粒についても、通常、
その平均粒径が60〜200μmであるものを50μm
以下としたCO合金で構成されだリード素材は、引張り
強さ:52Kflf/−以上、 伸び二6.2%以上、 導電率:53%lAC3以上、 軟化点:410℃以上、 の特性を有し、これらの特性を有するCu合金リード素
材は、集積度の高い半導体装置のリード材として十分満
足する性能を発揮するという知見を得たのである。
この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであっ
て、以下に成分組成を上記の通りに限定した理由を説明
する。
(a)CrおよびZr これらの成分には、強度および耐熱性を向上させる作用
があるが、その含有量がそれぞれcr:0.05%未満
、およびZr :  0.005%未満では前記作用に
所望の効果が得られず、一方その含有量がそれぞれCr
:1%およびZr :  0.3%を越えると、非金属
介在物が発生し易くなって、めっき性や導電率が低下す
るようになることがら、その含有量をCr :  0.
05〜1%、 Zr :  0.005〜0.3%と定
めた。
(b) C C成分には、炭化物を形成して、結晶粒および析出物の
微細化に寄与し、もって強度を向上させる作用があるが
、その含有量が5 ppm未満では所望の高強度を確保
することがCきず、一方その含有量が60 pawを越
えるとW!何何丁工性a(下するようになることから、
その含有量を5〜60 ppmと定めた。ただし、この
場合、不可避不純物としての酸素含有量が35 ppm
を越えると、C成分が5 ppm未満となってしまい、
すなわち5 f)9111以上のC成分を含有させるこ
とが困難となって、所望の高強度を確保することができ
なくなるので、酸素含有量は3501)I11以下とし
なければならない。
(C)第1群金属 これらの成分には、強度を向上させるほか、プレス打扱
き時の変形およびパリ発生を防止する作用があるが、そ
の含有量がo、 oos%未満では前記作用に所望の効
果が得られず、一方その含有量が2%を越えると1ff
i率が低下するようになることから、その含有量をO,
005〜2%と定めた。
(d)第2群金属 これらの成分には、いずれもrF1m作用があるほか、
導電率、めっき性、およびG、t/νだ付は性を向上さ
せる作用があるが、その含有口が0.001%未満では
前記作用に所望の効果が得られず、一方その含有量が1
%を越えると、前記作用に劣化傾向が現われるようにな
ることから、その含有1を0.001〜1%と定めた。
(e)第3群金属 これらの成分には、強度および耐熱性を向上させる作用
があるが、その含有量が0.005%未満では前記作用
に所望の効果が得られず、一方その含有量が2%を越え
ると導電率が低下するようになることから、その含有量
を0.005〜2%と定めた。
また、上記のように、この種の従来Cu合金においては
、通常、 晶出物の平均粒径:20〜100μm、析出物の平均粒
径:0.5〜3μm、 結晶粒の平均粒径:60〜200μ■、となっているが
、この組織状態では、所望の高強度および高伸びを確保
することができないものであり、これを、組織上、 晶出物の平均粒径:10μm以下、 析出物の平均粒径: 0.1μm以下、結晶粒の平均粒
径:50μm以下、 とすることによって、すなわちこれらの条件をすべて満
足することによってはじめて、引張り強さで52Kgf
/−以上の高強度、および6,2%以上の高伸びを確保
することができるものであり、さらにこれによってプレ
ス打扱き性も著しく向上するようになるのである。した
がって、晶出物、析出物、および結晶粒のいずれの平均
粒仔が上記の上限値を越えても前記の高強度および高伸
びを確保することができないのである。
(実施例) つぎに、この発明のCu合金リード素材を実施例により
具体的に説明する。
通常の低周波溝型M導炉を用い、Cu原料を黒鉛板で覆
うと共に、Ar雰囲気中で溶解し、溶落後、溶湯温度が
1220〜1480℃の範囲内の所定温度に上テIした
時点で△rガスを吹込んで、溶湯の脱ガスと攪拌を行な
い、ついでこの状態の攪拌中の溶湯に合金成分を添加し
て含有させ、かつ最終的にCOガスを吹込んで、不可避
不純物としての酸素含有量を35 ppm以下とすると
共に、C含有量を5〜60 ppmの範囲内の所定含有
量に調製してそれぞれ第1表に示される成分組成をもっ
た溶湯とし、ついで同じ<Ar雰囲気中にて、これを、
水冷鋳型を用い、平面形状:50mX高さ:100簡の
寸法をもった&IIAとし、この面前後の訪塊に、80
0〜950℃の範囲内の所定の熱間圧延開始温度にて熱
間圧延を施して厚さ=11端の熱延板とした後、水スプ
レーにより急冷して、析出物の形成なく、晶出物および
結晶粒を微細なものとし、ついで、この熱延板の上下両
面を0.5mづつ固剤して厚さ:10Mとした状態で、
冷間圧延により厚さ:2mmの冷延板とし、この冷延板
に400〜550°Cの範囲内の所定温度に60分間保
持の条件で時効処理を施して析出物を微細に析出さけ、
さらにこれに冷間圧延を施して厚さ:  0.7mとし
、引続いて、400〜500℃の範囲内の所定温度に6
゛0分間保持の条ftで歪取り焼鈍を施した後、最終冷
間圧延を施して厚さ=0.3間とすることによって本発
明Cu合金リード素材1〜20をそれぞれ製造した。
さらに、この結果1qられた本発明Cu合金リード素材
1〜20について、晶出物、析出物、および結晶粒の平
均粒径を測定すると共に、引張り強さ、伸び、導電11
7.J5よび軟化点を測定した。これらの結果を第2表
に示した。
〔発明の効果〕
第2表に示される結果から、本発明Cu合金リード素材
1〜20は、いずれも、 52Kgf/−以上の引張り強さ、 62%以上の伸び、 53%lAC3以上の導電率、 410’C以1の軟化点、 を示し、これらの値は半導体装置のリード素材に要求さ
れる特性を十分満足して具備することを示し、かつ強度
と伸びが一段と高い値を示すことが明らかである。
上)ボのように、この発明のCu合金リード素材は通常
の半導体装置用Cu合金リード素材に要求される導゛市
率、および軟化点を具備した上で、さらに一段と高い強
電と伸びを具備するので1通常の半導体装置は勿論のこ
と、集積度の高い半導体装置のリード素材としてすぐれ
た性能を発揮する“ものである。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)Cr:0.05〜1%、 Zr:0.005〜0.3%、 のうちの1種または2種を含有し、 C:5〜60ppm、 を含有し、残りがCuと不可避不純物(ただし酸素含有
    量は35ppm以下)からなる組成(以上重量%)を有
    し、かつ組織上、 晶出物の平均粒径:10μm以下、 析出物の平均粒径:0.1μm以下、 結晶粒の平均粒径:50μm以下、 を満足するCu合金で構成したことを特徴とする高強度
    および高伸びを有する半導体装置用Cu合金リード素材
  2. (2)Cr:0.05〜1%、 Zr:0.005〜0.3%、 のうちの1種または2種を含有し、 C:5〜60ppm、 を含有し、さらに、 Ni、Sn、Fe、Co、およびBeのうちの1種また
    は2種以上:0.005〜2%、 を含有し、残りがCuと不可避不純物(ただし酸素含有
    量は35ppm以下)からなる組成(以上重量%)を有
    し、かつ組織上、 晶出物の平均粒径:10μm以下、 析出物の平均粒径:0.1μm以下、 結晶粒の平均粒径:50μm以下、 を満足するCu合金で構成したことを特徴とする高強度
    および高伸びを有する半導体装置用Cu合金リード素材
  3. (3)Cr:0.05〜1%、 Zr:0.005〜0.3%、 のうちの1種または2種を含有し、 C:5〜60ppm、 を含有し、さらに、 Mg、Si、Al、Zn、Mn、B、P、Li、Y、お
    よび希土類元素のうちの1種または2種以上:0.00
    1〜1%、 を含有し、残りがCuと不可避不純物(ただし酸素含有
    量は35ppm以下)からなる組成(以上重量%)を有
    し、かつ組織上、 晶出物の平均粒径:10μm以下、 析出物の平均粒径:0.1μm以下、 結晶粒の平均粒径:50μm以下、 を満足するCu合金で構成したことを特徴とする高強度
    および高伸びを有する半導体装置用Cu合金リード素材
  4. (4)Cr:0.05〜1%、 Zr:0.005〜0.3%、 のうちの1種または2種を含有し、 C:5〜60ppm、 を含有し、さらに、 Ti、Nb、V、Ta、Hf、Mo、およびWのうちの
    1種または2種以上:0.005〜2%、を含有し、残
    りがCuと不可避不純物(ただし酸素含有量は35pp
    m以下)からなる組成(以上重量%)を有し、かつ組織
    上、 晶出物の平均粒径:10μm以下、 析出物の平均粒径:0.1μm以下、 結晶粒の平均粒径:50μm以下、 を満足するCu合金で構成したことを特徴とする高強度
    および高伸びを有する半導体装置用Cu合金リード素材
  5. (5)Cr:0.05〜1%、 Zr:0.005〜0.3%、 のうちの1種または2種を含有し、 C:5〜60ppm、 を含有し、さらに、 Ni、Sn、Fe、Co、およびBeのうちの1種また
    は2種以上:0.005〜2%、 Mg、Si、Al、Zn、Mn、B、P、Li、Y、お
    よび希土類元素のうちの1種または2種以上:0.00
    1〜1%、 を含有し、残りがCuと不可避不純物(ただし酸素含有
    量は35ppm以下)からなる組成(以上重量%)を有
    し、かつ組織上、 晶出物の平均粒径:10μm以下、 析出物の平均粒径:0.1μm以下、 結晶粒の平均粒径:50μm以下、 を満足するCu合金で構成したことを特徴とする高強度
    および高伸びを有する半導体装置用Cu合金リード素材
  6. (6)Cr:0.05〜1%、 Zr:0.005〜0.3%、 のうちの1種または2種を含有し、 C;5〜60ppm、 を含有し、さらに、 Ni、Sn、Fe、Co、およびBeのうちの1種また
    は2種以上:0.005〜2%、 Ti、Nb、V、Ta、Hf、Mo、およびWのうちの
    1種または2種以上:0.005〜2%、を含有し、残
    りがCuと不可避不純物(ただし酸素含有量は35pp
    m以下)からなる組成(以上重量%)を有し、かつ組織
    上、 晶出物の平均粒径:10μm以下、 析出物の平均粒径:0.1μm以下、 結晶粒の平均粒径:50μm以下、 を満足するCu合金で構成したことを特徴とする高強度
    および高伸びを有する半導体装置用Cu合金リード素材
  7. (7)Cr:0.05〜1%、 Zr:0.005〜0.3%、 のうちの1種または2種を含有し、 C:5〜60ppm、 を含有し、さらに、 Mg、Si、Al、Zn、Mn、B、P、Li、Y、お
    よび希土類元素のうちの1種または2種以上:0.00
    1〜1%、 Ti、Nb、V、Ta、Hf、Mo、およびWのうちの
    1種または2種以上:0.005〜2%、を含有し、残
    りがCuと不可避不純物(ただし酸素含有量は35pp
    m以下)からなる組成(以上重量%)を有し、かつ組織
    上、 晶出物の平均粒径:10μm以下、 析出物の平均粒径:0.1μm以下、 結晶粒の平均粒径:50μm以下、 を満足するCu合金で構成したことを特徴とする高強度
    および高伸びを有する半導体装置用Cu合金リード素材
  8. (8)Cr:0.05〜1%、 Zr:0.005〜0.3%、 のうちの1種または2種を含有し、 C:5〜60ppm、 を含有し、さらに、 Ni、Sn、Fe、Co、およびBeのうちの1種また
    は2種以上:0.005〜2%、 Mg、Si、Al、Zn、Mn、B、P、Li、Y、お
    よび希土類元素のうちの1種または2種以上:0.00
    1〜1%、 Ti、Nb、V、Ta、Hf、Mo、およびWのうちの
    1種または2種以上:0.005〜2%、を含有し、残
    りがCuと不可避不純物(ただし酸素含有量は35pp
    m以下)からなる組成(以上重量%)を有し、かつ組織
    上、 晶出物の平均粒径:10μm以下、 析出物の平均粒径:0.1μm以下、 結晶粒の平均粒径:50μm以下、 を満足するCu合金で構成したことを特徴とする高強度
    および高伸びを有する半導体装置用Cu合金リード素材
JP20809785A 1985-09-13 1985-09-20 半導体装置用Cu合金リ−ド素材 Granted JPS6270542A (ja)

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US06/903,514 US4749548A (en) 1985-09-13 1986-09-03 Copper alloy lead material for use in semiconductor device
GB8621958A GB2181742B (en) 1985-09-13 1986-09-11 Copper alloy lead material for use in semiconductor device
DE19863631119 DE3631119A1 (de) 1985-09-13 1986-09-12 Leitermaterial auf basis von kupferlegierungen zur anwendung fuer halbleitervorrichtungen
US07/166,217 US4872048A (en) 1985-09-13 1988-03-10 Semiconductor device having copper alloy leads
GB8907058A GB2219473B (en) 1985-09-13 1989-03-29 Copper alloy lead material for use in semiconductor device

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63247327A (ja) * 1987-04-03 1988-10-14 Kobe Steel Ltd 熱間加工性に優れた電気・電子部品用銅合金
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WO1999066087A1 (fr) * 1998-06-16 1999-12-23 Mitsubishi Materials Corporation Tube en alliage de cuivre sans joint pour echangeur thermique presentant une limite elastique et une resistance a la fatigue excellentes a 0,2 %

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