[發明專利]具有高強度和高傳導性的銅合金及其制備方法

無效

• 申請號: 201080063398.3
• 申請日: 2010-10-28
• 公開（公告）號: CN102782168A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 金大鉉;李東雨;金仁達;崔尚永;李智勛;全甫珉
• 申請（專利權）人: 株式會社豊山
• 主分類號: C22C9/00
• 分類號: C22C9/00;C22F1/08
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國

技術領域

本發明涉及一種適用于半導體引線框架（lead?frame）材料、發光二極管（LED）引線框架材料等的銅合金，所述銅合金具有高傳導性和高可加工性（workability），同時提高或保持了拉伸強度（tensile?strength），并涉及制備所述銅合金的方法。

背景技術

通常，Cu-Fe-P合金被用作引線框架用的銅合金。例如，鑒于優異的強度和傳導性，含有0.05~0.15wt%（重量百分比）Fe和0.025~0.04wt%P的銅合金(C19210)以及含有2.1~2.6wt%Fe、0.015~0.15wt%P和0.05~0.20wt%Zn的銅合金(CDA194)通常被用作國際標準銅合金。

然而，隨著裝置的制造朝高密度集成化的趨勢或者制造更小型裝置的趨勢，除了電傳導性和熱傳導性之外，還更強烈地需要具有諸如高延伸性和高可鍍性之類的可加工性所需的優異表面狀態的高傳導性的銅合金。

盡管Cu-Fe-P合金的優點是高傳導性，但為了高強度，也要增加Fe和P的含量，或者還要添加第三種元素，例如Sn、Mg、Ca等等。然而，盡管增加所述元素的含量提高了強度，但傳導性不可避免地變差了。因此，對于根據制造具有大容量、小型化和高性能的半導體裝置的趨勢所要求的具有高傳導性和高強度的良好平衡的銅合金，或者上述性質共存的銅合金而言，僅通過控制銅合金的成分來實現所述銅合金具有局限性。

日本公開專利第2001-244400號在實施例1中披露了一種由2.41wt%Fe、0.24wt%Zn、0.03wt%P和余量為Cu組成的銅合金，所述銅合金由以下步驟制成：通過使用上述成分的熔融金屬的錠塊來進行熱加工和溶液處理，在最終通過輥直徑大于100mm、輥壓速度大于200mm/min以及輥油粘度超過0.05cm²/S的條件下，第一次冷軋，陳化處理（seasoning），最終冷軋（加工率50%），然后退火。

然而，如果Fe的含量超過2.4wt%，那么會發生如下問題：不僅諸如傳導性等等之類的材料性質，而且諸如可鑄造性之類的生產率方面也明顯變差。實際上，上述專利文獻的實施例1中的Cu-Fe-P組（group）銅合金具有63%IACS的電導率而不能確保高傳導性，盡管所述銅合金具有530Mpa的相對高的拉伸強度。

日本公開專利第2000-178670號中披露了一種由總和為0.05~2.0wt%的Fe或Ni與P、大于5wt%的Zn、0.1~3.30wt%Sn和余量為Cu組成的銅合金，其中Fe或Ni與P(Fe/P、Ni/P、(Fe+Ni)/P的原子重量比為0.2~0.3，顆粒尺寸（grain?size）控制在35μm以下，并且尺寸小于0.2μm的Fe-P復合物均勻分散。

然而，盡管由于高含量的Zn和Sn而增加了細小的沉積顆粒，但在實現不可避免地共存的Cu-Fe-P組銅合金方面存在問題。

日本公開專利第S63-161134號披露了一種由0.01~0.3wt%Fe、小于0.4wt%的P、1.5~5.0wt%Zn、0.2~1.5wt%Sn和余量Cu組成的銅合金。近來，隨著電子元件變得小型化，電子元件的材料呈變薄的趨勢，從而要求高強度。

然而，如果打算從上述專利中獲得高強度的銅合金，則需要使冷軋的加工率提高，這造成了可加工性低的問題。

發明內容

技術問題

為了解決上述問題，本發明的目的是通過適當地混合銅合金的成分來提供一種銅合金，所述銅合金兼具有優于已知產品的拉伸強度和電傳導性，由此所述銅合金適用于電氣或電子部件，如端子、連接器、開關、繼電器和類似物。

技術方案

為了實現這些目的以及其他的優點，根據本發明的意圖，如本文所具體和概括描述的那樣，一種用于電氣和電子元件的高傳導性和高強度的銅合金，按100wt%成分計，所述銅合金由0.05~0.25wt%Fe、0.025~0.15wt％P、0.01~0.25wt%Cr、0.01~0.15wt%Si、0.01~0.24wt%Mg以及余量Cu和不可避免的雜質組成。

并且，所述成分還可包括小于1.0wt%的Zn、Sn、Mn、Al和Ni中的至少一種。