[發(fā)明專利]一種銅合金框架帶材及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510441805.4
• 申請(qǐng)日: 2015-07-26
• 公開（公告）號(hào): CN105088009A
• 公開（公告）日: 2015-11-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邢桂生
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 邢桂生
• 主分類號(hào): C22C9/06
• 分類號(hào): C22C9/06;C22C1/02
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及銅合金，特別是銅合金框架帶材及其制備方法。

背景技術(shù)

銅合金框架材料具有高強(qiáng)度、高導(dǎo)電、低熱膨脹、可鍍性及優(yōu)良的加工特性等，在集成電路、半導(dǎo)體元器件等電子領(lǐng)域有著巨大的市場(chǎng)潛力。隨著大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，電子封裝向短、小、輕、薄方向發(fā)展，引線框架將向多引線、小間距方向發(fā)展。因此，銅合金帶材得到更為廣泛的應(yīng)用。

框架材料不但要具有高性能，還要求極地的殘余應(yīng)力。目前，框架材料帶材主要采用熔鑄、熱軋、冷軋、熱處理及精整生產(chǎn)工藝流程。高強(qiáng)度的帶材產(chǎn)品在下游進(jìn)行蝕刻加工后，由于帶材內(nèi)部存在殘余應(yīng)力，常常出現(xiàn)扭曲、翹曲等變形現(xiàn)象，造成后續(xù)電鍍、封裝等工序不能順利進(jìn)行。

隨著電子信息產(chǎn)品向小型化、薄型化、輕量化和智能化方向發(fā)展以及集成電路(IC)向大規(guī)模(LSI)和極大規(guī)模(GSI)方向發(fā)展，引線框架銅合金材料的性能要求也愈來(lái)愈高，并相應(yīng)向短、輕、薄、高強(qiáng)度、高精度方向研究發(fā)展。

大規(guī)模與極大規(guī)模集成電路制造具有制作工藝復(fù)雜、工作頻率超高、運(yùn)行功率超大、工作環(huán)境極端惡劣四大突出特點(diǎn)，因此對(duì)其力學(xué)性能、導(dǎo)電性能、導(dǎo)熱性能、高溫抗軟化性能、耐蝕性能的要求極為苛刻。目前，全球開發(fā)出來(lái)的銅合金引線框架材料多達(dá)120余種，主要系列為Cu-Fe-P系、Cu-Ni-Si系、Cu-Cr-Zr系。具有中等強(qiáng)度的Cu-Fe-P系合金是第一代引線框架銅合金，具有良好的電導(dǎo)率(不小于70％IACS)，是目前集成電路引線框架應(yīng)用較廣的一種銅合金，但其抗拉強(qiáng)度(不大于550MPa)和抗高溫軟化溫度(不大于400℃)等綜合性能指標(biāo)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足極大規(guī)模集成電路高負(fù)荷長(zhǎng)期穩(wěn)定工作的要求。Cu-Cr-Zr系合金具有高強(qiáng)度、高導(dǎo)電性和良好的耐熱穩(wěn)定性，但Zr元素十分容易氧化，且該類合金在帶材制備時(shí)淬火敏感性強(qiáng)，因此其生產(chǎn)工藝復(fù)雜、制備成本高，在市場(chǎng)上并為得到廣泛的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于通過(guò)成分、軋制制度及熱處理工藝優(yōu)化提供一種具有高強(qiáng)度、高導(dǎo)電性、抗高溫軟化溫度和優(yōu)異耐蝕性的多元素銅合金材料帶材及其的制備方法，滿足大規(guī)模與極大規(guī)模集成電路用引線框架帶材的需求。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種銅合金框架帶材，由以下成分組成，Ni：6-7.8％；Si：0.15-0.2％；Zr：0.02-0.03%，Sn：0.10-0.15%，Mg：0.65-0.75％；Fe:：0.005-0.008％；Ag：0.15-0.20%，P：0.003-0.008%，Zn：0.05-0.15%，Bi:0.25-0.35%，Ti：0.01-0.03%，Cr：0.05-0.08%，In：0.01-0.03%，B：0.04-0.05%，稀土元素：0.05-0.2%，其余為Cu。

更進(jìn)一步地，Ni：6.3％；Si：0.175％；Zr：0.025%，Sn：0.13%，Mg：0.68％；Fe:：0.007％；Ag：0.185%，P：0.005%，Zn：0.09%，Bi:0.28%，Ti：0.015%，Cr：0.06%，In：0.02%，B：0.045%，稀土元素：0.13%，其余為Cu。

更進(jìn)一步地，所述的稀土元素為鉺、鑭、鈰、銥、釹中的一種或多種。

更進(jìn)一步地，制備所述的銅合金框架帶材的方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）熔煉：將配好的原料在氮?dú)獗Ｗo(hù)氣氛下于高頻爐中進(jìn)行熔煉，熔煉符合成分含量要求后澆鑄銅合金錠；

（2）熱軋：熱軋開始溫度為900-1000℃，終軋溫度為650-750℃，軋后帶坯以20-35℃/s的冷卻速度進(jìn)行淬火；

（3）冷軋：將熱軋后的銅合金經(jīng)銑面去除氧化皮后進(jìn)行40-60%壓下率的冷軋加工；然后將冷軋加工得到的銅合金在750-780℃下，保溫25-35min；接著進(jìn)行50-55％壓下率的冷軋加工，隨后在480-550℃溫度下保溫時(shí)間45-60min；再進(jìn)行40-60%壓下率的冷軋加工，隨后在450-470℃溫度下保溫時(shí)間2-3h；再進(jìn)行40-45％壓下率的冷軋加工到所需厚度，最終在410-430℃條件退火0.5-1h；

（4）分級(jí)時(shí)效：

第一級(jí)時(shí)效處理：350-380℃，保溫1-2h，爐冷到280-320℃，進(jìn)行第二級(jí)時(shí)效處理，保溫1-2h，爐冷到220-260℃，進(jìn)行第三級(jí)時(shí)效處理，保溫3-4h，爐冷到160-200℃，進(jìn)行第四級(jí)時(shí)效處理，保溫12-24h，之后冷水淬火得到銅合金框架帶材。

更進(jìn)一步地，：包括以下步驟：