[发明专利]一种引线框架用铜合金材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及铜合金材料领域，特别涉及一种引线框架用铜合金材料及其制备方法。

背景技术

集成电路是电子信息产业的基础和核心，引线框架材料是集成电路封装的主要材料之一。随着集成电路向大规模和超大规模的迅速发展，对引线框架材料的综合性能提出了更高的要求，各个国家对其研发也日益重视。

目前已有的铜基引线框架材料主要有CuNiSi系、CuFe系、CuFeP系、CuCrZr系、CuAg系等，使用较多的主要有CuFeP、CuNiSi及CuCrZr系列等。国内生产引线框架用铜合金带材的企业规模小、品种规格少，仅限于Cu-Fe-P合金的3个牌号：KFC(日本牌号，即C19210)、C194和C1220(美国牌号)，而且质量和精度不高。

国内外就引线框架材料申请了许多专利，如中国专利或专利申请03149849.3、03149851.5、200310119001.X、200410016268.0、02148648.4等都涉及到引线框架铜合金，但大都是有关CuCrZr系和CuFeP系合金。而涉及CuNiSi系铜合金材料的文献较少，美国专利US5846346是在CuNiSi的基础上加入Sn以提高其强度；日本在中国的专利申请200510065789.X涉及CuNiSi系铜合金，其特点在于加入Zn、Mg、Sn及In中的一种以上，以提高其综合性能；中国专利文献CN1477220A(专利申请号为03149851.5)也涉及CuNiSi系铜合金，其特点在于加入混合稀土，但是其综合性能相对较低。

发明内容

本发明的目的在于另外提供一种强度和导电性能兼顾的CuNiSi系引线框架用铜合金材料。

本发明的另一个目的在于提供该引线框架用铜合金材料的制备方法。

为了实现本发明的第一个技术目的，其技术方案为：一种引线框架用铜合金材料，其特征在于，含有重量百分比为0.9～3.5％镍、0.18～0.8％硅、0.02～0.1％磷，其余为铜。

该技术方案的一种优化组分为，含有重量百分比为1.0～1.3％镍、0.18～0.23％硅、0.03～0.05％磷，其余为铜。

该技术方案的另一种优化组分为，含有重量百分比为1.8～2.3％镍、0.35～0.4％硅、0.04～0.06％磷，其余为铜。

该技术方案的再一种优化组分为，含有重量百分比为3.0～3.2％镍、0.55～0.60％硅、0.04～0.06％磷，其余为铜。

为实现本发明的另一个技术目的，其技术方案为：引线框架用铜合金材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)按照上述重量比称取各组分，混合后在1200～1350℃下熔炼，熔融后注入铸模，形成铸锭；

(2)对铸锭热锻，其温度为850～900℃，锻造变形量为65～80％，得到热锻物料；

(3)对热锻物料进行固溶处理，其温度为850～940℃，保温时间为1～2h，然后水淬，得到冷物料；

(4)对该冷物料预冷轧处理，变形量为30～70％，得到预冷轧物料；

(5)对预冷轧物料进行第一次分级时效处理，时效温度为450～500℃，保温时间为1～4h，再进行变形量为30～50％的冷轧处理，然后进行第二次分级时效处理，时效温度为400～450℃，保温时间为1～4h，得到分级时效物料；

(6)对分级时效物料最终冷轧处理，变形量为60～80％。

由于在CuNiSi系引线框架用铜合金材料制备方法中引入微量合金元素P，在室温时，P在铜中的溶解度几乎为零，会降低铜的电导率及导热率，但其对铜的力学性能及焊接性能有较好的影响，同时还能提高铜合金熔体的流动性，防止氢脆，且在随后的时效过程中，P以Ni₃P的形式析出，并以第二相存在于铜合金材料中，对铜合金材料的电导率影响相对减小。又由于在本发明的组分中充分考虑了Ni与Si的重量比例，最好控制在4.0～4.5之间，这样可以最大限度的析出化合物Ni₃P，减小Si、P对铜基体导电性的影响。

因此，利用本发明制备方法所得铜合金材料的强度和导电性能兼备、组织均匀、析出相细小弥散、软化温度高，合金价格相对较低，其抗拉强度达到600～850MPa、电导率达到45～65％IACS、延伸率达到5～8％，软化温度450～500℃，能够较好地满足电子工业领域中引线框架对铜合金材料的性能要求。

具体实施例方式