[發(fā)明專利]一種銅合金及其制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210285840.1
• 申請(qǐng)日: 2022-03-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114672688A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜雁斌;辛釗;李周;吳子瀟;秦柳馨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號(hào): C22C9/00
• 分類號(hào): C22C9/00;C22F1/08;C22F1/02;H01B1/02;C22C1/03;C22C9/04;H01L23/495
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 王本晉

本發(fā)明涉及一種銅合金及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明的銅合金，通過(guò)Zn、Fe、Cr、Sn、Si和Mg之間的相互作用，可以在銅基體中引入多種強(qiáng)化相，使合金元素以高硬度、高耐熱的納米級(jí)FeSi和Cr相顆粒充分彌散析出，強(qiáng)化析出相顆粒和位錯(cuò)之間的交互作用，實(shí)現(xiàn)了多相協(xié)同彌散強(qiáng)化、應(yīng)變強(qiáng)化、亞晶強(qiáng)化和固溶強(qiáng)化的綜合強(qiáng)化作用，同時(shí)提高了銅合金的綜合性能，解決了現(xiàn)有銅合金的強(qiáng)度、導(dǎo)電性能、抗軟化性能、低殘余應(yīng)力難以兼顧和匹配的問(wèn)題。本發(fā)明還提供了上述銅合金的制備方法和由上述銅合金制備的蝕刻型引線框架。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于銅合金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種銅合金及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

Cu-Cr-Zn-Sn合金具有適中的強(qiáng)度、高導(dǎo)電導(dǎo)熱以及良好的蝕刻和沖壓性能等，在高端高引腳集成電路引線框架、無(wú)磁導(dǎo)電應(yīng)用場(chǎng)景等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。隨著高端集成電路向極大規(guī)模和超大規(guī)模發(fā)展，集成度越來(lái)越高，要求下一代極大規(guī)模集成電路引線框架銅合金兼具優(yōu)異的力學(xué)、導(dǎo)電和蝕刻等綜合性能。以蝕刻型高集成度引線框架材料為例，要求銅合金具有高導(dǎo)電率(≥75％IACS)、適中的強(qiáng)度(≥600MPa)、低殘余應(yīng)力(25MPa)、易封裝等綜合性能。

相關(guān)技術(shù)中，如日本古河電氣公司開(kāi)發(fā)的牌號(hào)為EFTEC-64T和EFTEC-64T-C的Cu-Cr-Zn-Sn合金，因其優(yōu)越的蝕刻性和沖壓性，成為QFP、TQFP、SOT、LED用引線框架的首選材料，其中EFTEC-64T合金的主要成分為：Sn：0.22～0.27wt％、Cr：0.25～0.3wt％、Zn：0.17～0.23wt％，該合金的抗拉強(qiáng)度已達(dá)500～600MPa，導(dǎo)電率70～75％IACS。CN110747365B公開(kāi)了一種Cu-Cr-Zr-Nb-Sc-Er-Y-Mg銅合金及其制備方法，其成分按重量百分比有：Cr0.1～0.9％、Zr0.01～0.2％、Nb0.01～0.2％、Sc0.01～0.2％、Er0.01～0.2％、Y0.01～0.2％、Mg0.01～0.2％，抗拉強(qiáng)度為500～650MPa，導(dǎo)電率為75～90％IACS，一方面，該合金中含有Zr、Nb、Sc、Er、Y等價(jià)格昂貴的元素，增加了合金的成本，缺乏市場(chǎng)價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)；另一方面，合金中含有活潑的Zr元素，熔鑄過(guò)程中Zr元素易氧化形成爐渣，存在大規(guī)格合金鑄錠Zr含量控制難度大等問(wèn)題。因此，仍需開(kāi)發(fā)一種低成本、高強(qiáng)度、高導(dǎo)電、低殘余應(yīng)力的銅合金，有利于發(fā)展新一代極大規(guī)模集成電路等現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本發(fā)明提供了一種銅合金。

本發(fā)明還提供了上述銅合金的制備方法。

本發(fā)明還提供了蝕刻型引線框架。

本發(fā)明的第一方面提供了一種銅合金，以質(zhì)量百分比計(jì)，包括以下組分：

Zn：0.15wt％～1.00wt％，

Fe：0.10wt％～1.00wt％，

Cr：0.10wt％～0.50wt％，

Sn：0.10wt％～0.50wt％，

Si：0.05wt％～0.50wt％，

Mg：0.05wt％～0.25wt％，

余量為銅。

本發(fā)明關(guān)于銅合金的技術(shù)方案中的一個(gè)技術(shù)方案，至少具有以下有益效果：

本發(fā)明的銅合金，通過(guò)Zn、Fe、Cr、Sn、Si和Mg之間的相互作用，可以在銅基體中引入多種強(qiáng)化相，使合金元素以高硬度、高耐熱的納米級(jí)FeSi和Cr相顆粒充分彌散析出，強(qiáng)化析出相顆粒和位錯(cuò)之間的交互作用，實(shí)現(xiàn)了多相協(xié)同彌散強(qiáng)化、應(yīng)變強(qiáng)化、亞晶強(qiáng)化和固溶強(qiáng)化的綜合強(qiáng)化作用，同時(shí)提高了銅合金的綜合性能，解決了現(xiàn)有銅合金的強(qiáng)度、導(dǎo)電性能、抗軟化性能、低殘余應(yīng)力難以兼顧和匹配的問(wèn)題。