(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧延後の銅系素材に、伸び率０．０１％以上、０．３０％未満を付与して矯正加工Ａを施し、次いで加熱炉内で１Ｎ／ｍｍ２以上、５０Ｎ／ｍｍ２未満の張力が付与された状態で加熱炉内に配置された矯正用ロールにより矯正加工Ｂを施し銅系板条材とするもので、前記銅系板条材の表面から板厚の０〜２／３の範囲で任意の厚さのエッチング加工したときの反りの曲率ｋが０．００３以下であることを特徴とする半導体用銅系リード材の製造方法。
なお、前記ｋは前記銅系板条材から切出した長さ（圧延方向と平行）１００〜２００ｍｍ、幅（圧延方向と直角）２０ｍｍのサンプルを、凸側を上にして配したときの高さｙ（ｍｍ）と端間最短距離ｘ（ｍｍ）を下式に代入して求めた数値である。
ｋ＝１／ρ、ρ＝（ｙ／２）＋（ｘ２／８ｙ）
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エッチング加工を行っても反りが生じ難い半導体用銅系リード材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体用リード材には、銅合金または４２アロイ（Ｆｅ−Ｎｉ系合金）の板条材が使用されている。そして、これら板条材は、半導体チップを搭載するダイパット部とリード部からなるリードフレーム形状体にプレス打抜きされ、ダイパット部表面は、半導体チップおよびボンディングワイヤの接合性を高めるためディンプル状にハーフエッチングされる。
【０００３】
ところで、前記銅系板条材は、銅合金鋳塊を熱間圧延し、次いで冷間圧延と焼鈍を繰り返し施し、最後に仕上調質圧延を施して製造されていたが、近年の電子機器の小型化および高集積度化に伴って、半導体用リード材には薄肉、高強度、高平坦度が要求されるようになり、このため前記仕上調質圧延後の板条材はマルチロールレベラーなどにより矯正加工されるようになった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、マルチロールレベラーを用いて銅系板条材を十分矯正加工するには、入側インターメッシュ量を３．０ｍｍ以上、ユニット張力を５０Ｎ／ｍｍ2 以上に設定する必要があり、このため銅系板条材には大きな内部残留応力（以下、残留応力と略記する）が発生し、この銅系板条材を用いると、例えば、リードフレーム形状体のダイパット部は、前述のディンプル状ハーフエッチングを施すと反りが生じて、半導体チップやボンディングワイヤの接合性が著しく低下するという問題がある。
本発明は、エッチング加工を行っても反りが生じ難い半導体用銅系リード材およびその製造方法の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、圧延後の銅系素材に、伸び率０．０１％以上、０．３０％未満を付与して矯正加工Ａを施し、次いで加熱炉内で１Ｎ／ｍｍ２以上、５０Ｎ／ｍｍ２未満の張力が付与された状態で加熱炉内に配置された矯正用ロールにより矯正加工Ｂを施し銅系板条材とするもので、前記銅系板条材の表面から板厚の０〜２／３の範囲で任意の厚さのエッチング加工したときの反りの曲率ｋが０．００３以下であることを特徴とする半導体用銅系リード材の製造方法である。
なお、前記ｋは前記銅系板条材から切出した長さ（圧延方向と平行）１００〜２００ｍｍ、幅（圧延方向と直角）２０ｍｍのサンプルを、凸側を上にして配したときの高さｙ（ｍｍ）と端間最短距離ｘ（ｍｍ）を下式に代入して求めた数値である。
ｋ＝１／ρ、ρ＝（ｙ／２）＋（ｘ２／８ｙ）
ここで、サンプルは測定の便宜上、長さ１００〜２００ｍｍ、幅２０ｍｍとしたのであって、任意の値で問題ない。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明において、圧延後の銅系素材に、伸び率０．０１％以上、０．３０％未満を付与して矯正加工Ａを施し、次いで加熱炉内で１Ｎ／ｍｍ２以上、５０Ｎ／ｍｍ２未満の張力が付与された状態で加熱炉内に配置された矯正用ロールにより矯正加工Ｂを施し銅系板条材とするもので、前記銅系条材の表面から板厚０〜２／３の範囲で任意の厚さのエッチング加工したときの反りの曲率ｋを０．００３以下に規定する理由は、曲率ｋが０．００３を超えると、例えば、ダイパット部に半導体チップやボンディングワイヤを良好に接合できなくなるためである。
【０００８】
本発明は、圧延上がりの銅系板条材を所定張力を付与して矯正加工Ａを施し、次いで加熱炉内で所定張力を付与して矯正加工Ｂを施して、矯正加工Ａで生じた残留応力を除去しつつ、銅系板条材をさらに矯正する方法がある。矯正加工Ｂは加熱炉内で行うため残留応力が生じ難い。
【０００９】
前記矯正加工Ａは、図２に示すような、マルチロールレベラー１により施される。マルチロールレベラー１は、径が１０〜２０ｍｍのワークロール２を５〜２５本配列したもので、銅系板条材３は張力が付与された状態でその上面と下面がワークロール２面に次々に接触して矯正加工される。前記張力はマルチロールレベラー１の前後に配したブライドルロール群４により制御される。
【００１０】
この発明において、前記矯正加工Ａでの伸び率を０．０１％以上、０．３０％未満に規定する理由は、伸び率が０．０１％未満ではその効果が十分に得られず、伸び率が０．３０％以上では残留応力が大きくなり、次の矯正加工Ｂで前記残留応力を除去するのが困難になるためである。
【００１１】
矯正加工Ｂでは、銅系板条材３は張力が付与された状態で、横型加熱炉５内に配置された１個の矯正用ロール６（図３イ）により、或いは縦型加熱炉９内に配置された２個の矯正用ロール６（図３ロ）により矯正加工される。ここで矯正ロール６は３個配置しても（図３ハ）或いは３個以上配置しても良く、矯正用ロール６は個数が多いほどより良好に矯正される。
前記張力はアンコイラー７とコイラー８により制御される。図３（ロ）で１０はガイドロールである。図３（イ）、（ロ）に示した矯正用ロール６の径は１００ｍｍ以上が望ましい。
【００１２】
前記矯正加工Ｂで銅系板条材に付与する張力を１Ｎ／ｍｍ2 以上、５０Ｎ／ｍｍ2 未満に規定する理由は、１Ｎ／ｍｍ2 未満ではその効果が十分に得られず、５０Ｎ／ｍｍ2 以上では材料にしわが発生し、また平坦度が低下するためである。前記張力を加熱炉内で付与する理由は、高温で張力を付与する方が残留応力が除去され易く、また残留応力が生じ難いためである。矯正加工Ｂにおける加熱炉温度は、銅系板条材の材種、形状、寸法などにより適宜選定される。
【００１３】
本発明では、前記矯正加工Ａと矯正加工Ｂを連続して行うとか、矯正加工Ａと矯正加工Ｂの間にスリッタ工程を入れるなどにより生産性を向上させることができる。
【００１４】
【実施例】
以下に、本発明を実施例により詳細に説明する。
（実施例１）
Ｓｎを０．２５ｗｔ％、Ｃｒを０．３０ｗｔ％含有し、残部が不可避不純物とＣｕからなる銅合金を常法にて溶解鋳造して鋳塊とし、この鋳塊を面削後、熱間圧延し、次いで冷間圧延と焼鈍を繰り返し施し、最終焼鈍後の冷間圧延（最終仕上調質圧延）を圧延率４０％で施して厚さ０．２ｍｍの銅素材とし、この銅素材に、図２に示した方法により矯正加工Ａを、次いで図３（イ）に示した方法により矯正加工Ｂを連続して施して銅系板条材を製造した。
矯正加工Ｂでは径が１５０ｍｍのロールを１本用いた。矯正加工Ａ、Ｂでの張力は本発明規定値内で種々に変化させた。矯正加工Ｂで、加熱炉温度は５００℃とし、銅系板条材の炉内通過時間は５秒とした。
【００１５】
（実施例２）
矯正加工Ｂを図３（ロ）に示した方法により施した他は、実施例１と同じ方法により銅系板条材を製造した。
矯正加工Ｂでは径が１５０ｍｍの矯正ロールを２本用いた。
【００１６】
（比較例１）
矯正加工ＡまたはＢで張力を本発明規定値を超えて付与した他は、実施例１と同じ方法により銅系板条材を製造した。
【００１７】
（比較例２）
矯正加工Ａまたは／およびＢで張力を本発明規定値を超えて付与し、また矯正加工Ｂで矯正ロールを用いなかった他は、実施例１と同じ方法により銅系板条材を製造した。
【００１８】
実施例１、２、比較例１、および比較例２で製造した各々の銅系板条材について（１）急峻度、（２）カール（真直性）、（３）エッチング加工（表面除去）前後の反りの曲率ｋ、および（４）ディンプル状にエッチング加工後のダイパット部の反り量を調べた。
（１）急峻度は、図４に示すように、銅系板条材３のうねりの高さｈをそのピッチｐで除した百分率（（ｈ／ｐ）×１００％）で表した。急峻度が０．３％以下を合格、０．３％超えを不合格と判定した。
（２）カールは、図５に示すように、長さ（圧延方向に平行）１ｍの銅系板条材３を壁に吊り下げ、カールして壁から離れた銅系板条材３下端の壁からの距離ａで表した。距離ａが５０ｍｍ以下を合格、５０ｍｍ超えを不合格と判定した。
【００１９】
（３）曲率ｋは、銅系板条材から長さ（圧延方向に平行）２００ｍｍ、幅（圧延方向に直角）２０ｍｍのサンプルを切出して、切出したまま、および表面を前記銅系板条材を厚さの５０％までエッチング加工（除去）して測定した。
曲率ｋは、図１に示すように、凸側を上にして配したときの高さｙ（ｍｍ）と端部間最短距離ｘ（ｍｍ）を測定し、これをｋ＝１／ρ、ρ＝（ｙ／２）＋（ｘ2 ／８ｙ）の式に代入して求めた。ｋが０．００３以下のものは合格、０．００３超えのものは不合格と判定した。
（４）ダイパット部の反り量は、図６に示すように、銅系板条材から長さ（圧延方向に平行）２０ｍｍ、幅（圧延方向に直角）２０ｍｍのサンプルを切出し、これをディンプル状にエッチング加工したときの反りの高さｈを測定して判定した。ディンプルの深さは０．１ｍｍ、ディンプル面積はサンプル面積の１０％（４０ｍｍ2 ）とした。反り高さが１０μｍ以下を合格、１０μｍ超えを不合格と判定した。
結果を表１に示す。またエッチング加工（除去）厚さと曲率ｋの関係を図７に例示した。表１にはエッチングによる除去厚さが５０μｍ（初期厚さの２５％）および１００μｍ（初期厚さの５０％）のときの曲率ｋを記載した。
【００２０】
【表１】
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【００２１】
表１より明らかなように、本発明例のＮｏ．１〜９は、いずれも、曲率ｋが本発明規定値内にあり、従ってダイパット部の反り量が合格ラインの１０μｍ以下になり、急峻度、カールなどのリード材に要求される特性も満足し、リード材として総合的に良好と判定された。
これに対し、比較例のＮｏ．１０〜１８は、いずれも、矯正加工Ａまたは／およびＢの張力が本発明規定値外のため、曲率ｋが本発明で規定する０．００３を超え、従ってダイパット反り量が１０μｍを超え不合格となった。さらにＮｏ．１２、１３、１５は急峻度およびカールに劣り、Ｎｏ．１０、１１、１４はカールに劣った。矯正加工Ｂで５０Ｎ／ｍｍ2 以上の張力が付与されたもの（Ｎｏ．１２、１３、１５）は表面にしわが発生した（表示省略）。このようなことから、比較例品は全て総合的に不良と判定された。
なお、図７に示すように、曲率ｋは、本発明例（Ｎｏ．２、４、７、９）では板厚の０〜１００μｍを任意にエッチング除去しても曲率ｋが０．００３を超えることはない。
これに対して、比較例（Ｎｏ．１０、１３、１５、１８）ではエッチング除去量が１００μｍ以内で曲率ｋが０．００３を超えている。
前記実施例では、リードフレームについて説明したが、本発明はリードフレームに限らず、任意の半導体用リードに適用してその効果が発現される。
【００２２】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明の半導体用銅系リード材は、表面から板厚の０〜２／３の範囲で任意の厚さのエッチング加工したときの反りの曲率ｋが０．００３以下のため、例えばリードフレーム材にあっては、ダイパット部にディンプル状のハーフエッチングを施しても、ダイパット部に反りが生じず、半導体チップおよびボンディングワイヤが良好に接合される。前記曲率ｋが０．００３以下の銅系板条材は、圧延後の銅系板条材に、伸び率０．０１％以上、０．３０％未満を付与する矯正加工Ａを施し、次いで加熱炉内で１Ｎ／ｍｍ2 以上、５０Ｎ／ｍｍ2 未満の張力を付与する矯正加工Ｂを施すことにより容易に製造できる。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】本発明の銅系板条材の曲率ｋの求め方の説明図である。
【図２】本発明の製造方法における矯正加工Ａの説明図である。
【図３】（イ）〜（ハ）は本発明の製造方法における矯正加工Ｂの説明図である。
【図４】本発明における急峻度の測定方法の説明図である。
【図５】本発明におけるカールの測定方法の説明図である。
【図６】本発明におけるダイパット部の反り量の測定方法の説明図である。
【図７】エッチング除去厚さと曲率ｋの関係を示す図である。
【符号の説明】
１  マルチロールレベラー
２  ワークロール
３  銅系板条材
４  ブライドルロール群
５  横型加熱炉
６  矯正用ロール
７  アンコイラー
８  コイラー
９  縦型加熱炉
１０  ガイドロール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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