[發明專利]一種引線框架用銅合金材料及其制備方法

無效

• 申請號: 200810017295.8
• 申請日: 2008-01-15
• 公開（公告）號: CN101225488A
• 公開（公告）日: 2008-07-23
• 發明（設計）人: 劉平;賈淑果;張毅;趙冬梅;田保紅;李宏磊;陳少華;宋克興;任鳳章;婁華芬;蘇娟華
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: C22C9/06
• 分類號: C22C9/06;C22C1/02;B21J5/00;C22F1/08;B21B1/46
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司
• 代理人: 陸萬壽

技術領域

本發明涉及銅合金材料領域，特別涉及一種引線框架用銅合金材料及其制備方法。

背景技術

集成電路是電子信息產業的基礎和核心，引線框架材料是集成電路封裝的主要材料之一。隨著集成電路向大規模和超大規模的迅速發展，對引線框架材料的綜合性能提出了更高的要求，各個國家對其研發也日益重視。

目前已有的銅基引線框架材料主要有CuNiSi系、CuFe系、CuFeP系、CuCrZr系、CuAg系等，使用較多的主要有CuFeP、CuNiSi及CuCrZr系列等。國內生產引線框架用銅合金帶材的企業規模小、品種規格少，僅限于Cu-Fe-P合金的3個牌號：KFC(日本牌號，即C19210)、C194和C1220(美國牌號)，而且質量和精度不高。

國內外就引線框架材料申請了許多專利，如中國專利或專利申請03149849.3、03149851.5、200310119001.X、200410016268.0、02148648.4等都涉及到引線框架銅合金，但大都是有關CuCrZr系和CuFeP系合金。而涉及CuNiSi系銅合金材料的文獻較少，美國專利US5846346是在CuNiSi的基礎上加入Sn以提高其強度；日本在中國的專利申請200510065789.X涉及CuNiSi系銅合金，其特點在于加入Zn、Mg、Sn及In中的一種以上，以提高其綜合性能；中國專利文獻CN1477220A(專利申請號為03149851.5)也涉及CuNiSi系銅合金，其特點在于加入混合稀土，但是其綜合性能相對較低。

發明內容

本發明的目的在于另外提供一種強度和導電性能兼顧的CuNiSi系引線框架用銅合金材料。

本發明的另一個目的在于提供該引線框架用銅合金材料的制備方法。

為了實現本發明的第一個技術目的，其技術方案為：一種引線框架用銅合金材料，其特征在于，含有重量百分比為0.9～3.5％鎳、0.18～0.8％硅、0.02～0.1％磷，其余為銅。

該技術方案的一種優化組分為，含有重量百分比為1.0～1.3％鎳、0.18～0.23％硅、0.03～0.05％磷，其余為銅。

該技術方案的另一種優化組分為，含有重量百分比為1.8～2.3％鎳、0.35～0.4％硅、0.04～0.06％磷，其余為銅。

該技術方案的再一種優化組分為，含有重量百分比為3.0～3.2％鎳、0.55～0.60％硅、0.04～0.06％磷，其余為銅。

為實現本發明的另一個技術目的，其技術方案為：引線框架用銅合金材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)按照上述重量比稱取各組分，混合后在1200～1350℃下熔煉，熔融后注入鑄模，形成鑄錠；

(2)對鑄錠熱鍛，其溫度為850～900℃，鍛造變形量為65～80％，得到熱鍛物料；

(3)對熱鍛物料進行固溶處理，其溫度為850～940℃，保溫時間為1～2h，然后水淬，得到冷物料；

(4)對該冷物料預冷軋處理，變形量為30～70％，得到預冷軋物料；

(5)對預冷軋物料進行第一次分級時效處理，時效溫度為450～500℃，保溫時間為1～4h，再進行變形量為30～50％的冷軋處理，然后進行第二次分級時效處理，時效溫度為400～450℃，保溫時間為1～4h，得到分級時效物料；

(6)對分級時效物料最終冷軋處理，變形量為60～80％。

由于在CuNiSi系引線框架用銅合金材料制備方法中引入微量合金元素P，在室溫時，P在銅中的溶解度幾乎為零，會降低銅的電導率及導熱率，但其對銅的力學性能及焊接性能有較好的影響，同時還能提高銅合金熔體的流動性，防止氫脆，且在隨后的時效過程中，P以Ni₃P的形式析出，并以第二相存在于銅合金材料中，對銅合金材料的電導率影響相對減小。又由于在本發明的組分中充分考慮了Ni與Si的重量比例，最好控制在4.0～4.5之間，這樣可以最大限度的析出化合物Ni₃P，減小Si、P對銅基體導電性的影響。

因此，利用本發明制備方法所得銅合金材料的強度和導電性能兼備、組織均勻、析出相細小彌散、軟化溫度高，合金價格相對較低，其抗拉強度達到600～850MPa、電導率達到45～65％IACS、延伸率達到5～8％，軟化溫度450～500℃，能夠較好地滿足電子工業領域中引線框架對銅合金材料的性能要求。

具體實施例方式