[發明專利]一種銅合金引線框架材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202011469276.6
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112501473A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 楊凱
• 申請（專利權）人: 安徽速彩電子科技有限公司
• 主分類號: C22C9/06
• 分類號: C22C9/06;C22C1/02;C22F1/08
• 代理公司: 廣東有知貓知識產權代理有限公司 44681
• 代理人: 陳思思

本發明提供一種銅合金引線框架材料及其制備方法，所述材料由以下組分組成：Cu、Ni、Si、C、Mo、Ta，其中各組分的含量百分數如下：Ni：5％?8％、Si：1.2％?2.4％、C：0.01％?0.05％、Mo：0.5％?1％、Ta：0.2％?0.6％，余量為Cu。該方法制得的銅合金引線框架材料抗拉強度高、導電率高，而且該方法工藝流程簡單，生產周期短，綠色安全。

技術領域

本發明涉及金屬復合材料加工領域，尤其涉及一種銅合金引線框架材料及其制備方法。

背景技術

銅是人類祖先最早應用的金屬。它具有許多優異的特性和奇妙的功能，為人類社會的進步作出了不可磨滅的貢獻；而且隨著人類文明的發展不斷開發出新的用途。銅既是一個古老的金屬，又是一個充滿生機和活力的現代工程材料。當前人類步入了豐富多彩的、以電氣化和電子信息為特征的、高度文明的社會，銅應用于數據傳送顯得越來越重要了。由于銅合金具有較多優良的性能，因而在國民經濟的有著廣泛的的用途，如機械、電子、汽車、電力、通信、交通和輕工部門銅線材的消費量都很大。

當前的高新科技領域，特別是航空、航天、電力、電子行業，急需導電性高且具備優良綜合力學性能的銅合金材料。以現代電子信息技術的核心——集成電路為例，其是由IC芯片和引線框架經封裝而成。引線框架起到了支撐芯片、連接外部電路以及在工作時散熱等作用。隨著大規模、超大規模集成電路的不斷發展，對于引線框架的導電性能、力學性能、抗軟化性能等的要求也越來越高。

隨著微電子工業的不斷發展，智能家居、穿戴設備的推陳出新，以及高性能計算機更迭日趨加快，現代電子行業不僅對集成電路的線路優化、制程工藝有較高要求，作為集成電路封裝不可或缺的引線框架材料，因其承擔著固定芯片、信息輸出和電路散熱等多重任務。如何切實提高其強度、導熱性和導電性已經成為了銅合金領域的研究熱點。目前，現有技術中主要開發的集成電路引線框架用銅合金有Cu-Fe-P、Cu-Cr-Zr和Cu-Ni-Si合金三種。其中，Cu-Ni-Si合金以其均衡的導電性能與硬度指標被廣泛應用。

但是銅合金的強度指標和導電能力具有此消彼長的相關性，即：要保證理想的導電率，就要對強度性能做出犧牲。在Cu-Ni-Si系合金中，鎳和硅加入量過多會抑制合金的導電性，因此，鎳和硅在Cu-Ni-Si系合金中的總添加量通常不超多5wt％。但Ni-Si添加量較少時，合金的強度就會較低，這是因為：Cu-Ni-Si系合金主要以時效中析出的沉淀相產生的沉淀強化作為強化機理。Ni-Si添加量較少時，其產生沉淀相的數量較少，成品合金的最終抗拉強度就會較低。因此，合金制備工藝的關鍵點在于保證不明顯降低導電性能的前提下，最大程度地提高其強度。

中國專利2012年4月24日(公開號：CN104630671A)公開的一種引線框架用高性能銅合金板帶熱處理及加工工藝，其通過連鑄、熱軋、連續退火、冷軋、時效處理等工藝，制備的合金雖導電率維持在60～70％IACS，但是合金的抗拉強度僅為450MPa左右。中國專利2015年9月1日(公開號：CN105525135A)公開的一種低各向異性指數高強Cu-Ni-Si系合金及其制備工藝，該工藝通過低溫退火、分級固溶精確控制織構形貌等工藝以及控制冷軋壓下率，獲得了橫向剪切帶，有效改善了各向異性。但其合金中Ni、Si的總含量為2.5～4wt％，沒有產生足夠數量的沉淀相，因此，抗拉強度的提高非常有限。

綜上所述，針對以析出相強化為主要強化手段的銅合金材料，急需研究開發出新的銅合金成分和對應的制備工藝，以適應科技的發展。

發明內容

基于背景技術存在的技術問題，本發明提出了一種銅合金引線框架材料及其制備方法，該方法制得的銅合金引線框架材料抗拉強度高、導電率高，而且該方法工藝流程簡單，生產周期短，綠色安全。

為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：