CN111876629B - 一种引线框架用高性能铜基合金材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种引线框架用高性能铜基合金材料及其制备方法，属于引线框架用铜合金加工技术领域。该铜基合金材料包括以下按重量比计的材料：铝0.14～0.22wt％、锆0.02～0.05wt％、铂0.01‑0.03wt％、钛0.01～0.03wt％及余量铜。本发明通过加入锆、铂、钛使铜铝合金硬度、抗拉强度、导热性、抗高温软化性、延伸率及导电率得以改善，还满足了引线框架材料薄型化趋势要求；考虑到铜引线框架材料薄型化、轻型化会影响引线框架本身的硬度、抗拉强度，加入微量的锆、铂，而锆、铂加入量又对延伸率和导电率会产生一定影响，通过加入微量的钛、铝改善其导电率及延展性。

Description

一种引线框架用高性能铜基合金材料及其制备方法
技术领域
本发明属于引线框架用铜合金加工技术领域，尤其涉及一种引线框架用高性能铜基合金材料及其制备方法。
背景技术
引线框架是电子信息产业中的重要基础材料，其作为集成电路的芯片载体，是一种借助于键合材料实现芯片内部电路引出端与外引线的电气连接，形成电气回路的关键结构件，起到了和外部导线连接的桥梁作用。
引线框架对集成电路的可靠性和耐久性有重大影响，故对引线框架材料在抗拉强度、导热性和延展性、导电性等方面有严格的性能要求，上世纪80年代以来铜合金以其优良的导电导热性能而被广泛应用于引线框架。现有的铜合金大致分为铜一铁系、铜一镍-硅系、铜一铬系、铜一镍一锡系等，三元、四元等多元系铜合金能够取得比传统二元合金更优的性能，更低的成本，铜一铁系合金的牌号最多，具有较好的机械强度，抗应力松弛特性和低蠕变性，是一类很好的引线框架材料。随着电子通讯等相关信息产业的快速发展，对引线框架的性能要求也越来越高，如何有效改善引线框架材料导热、导电、强度、硬度、高软化温度、耐热性、抗氧化性、耐蚀性、焊接性、塑封性、反复弯曲性和加工成型性能等已成为集成电路发展过程中非常突出的问题。强度为450～500MPa、导电率为80％IACS的引线框架铜合金材料已不能满足超大规模集成电路的需求了，超大规模集成电路需要强度为500MPa以上、导电率为80％IACS以上的铜合金材料。
发明内容
本发明的目的在于针对现有引线框架铜合金材料存在的强度及导电率有待提高的问题，提供一种引线框架用高性能铜基合金材料及其制备方法。
本发明采用的技术方案是一种引线框架用高性能铜基合金材料，包括以下按重量比计的材料：铝0.14～0.22wt％、锆0.02～0.05wt％、铂0.01-0.03wt％、钛0.01～0.03wt％及余量铜。
进一步的，本发明的一些实施方案中，所述引线框架用高性能铜基合金材料，包括以下按重量比计的材料：铝0.17～0.20wt％、锆0.02～0.04wt％、铂0.01-0.02wt％、钛0.01～0.02wt％及余量铜。
作为优选，本发明的一实施方案中，引线框架用高性能铜基合金材料，包括以下按重量比计的材料：铝0.18wt％、锆0.03wt％、铂0.02wt％、钛0.02wt％及余量铜。
本发明的技术方案还提供了上述引线框架用高性能铜基合金材料的制备方法，包括的步骤有熔炼铸造、热粗轧、一次时效退火、热精轧、二次时效退火、成品轧制、退火冷却。
所述熔炼温度为1240～1400℃。
所述热粗轧温度为840～880℃。
所述一次时效退火温度为500～650℃，保温3～5h。
所述热精轧的变形量在30～50％。
所述二次时效退火温度为500～650℃，保温3～5h。
所述成品轧制的加工率为30～50％。
成品轧制时，加工至厚度0.05-0.15mm。
所述退火冷却时退火温度为360～400℃，退火完成后冷却至室温。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
通过加入锆、铂、钛使铜铝合金硬度、抗拉强度、导热性、抗高温软化性、延伸率及导电率得以改善，还满足了引线框架材料薄型化趋势要求；考虑到铜引线框架材料薄型化、轻型化会影响引线框架本身的硬度、抗拉强度，加入微量的锆、铂，而锆、铂加入量又对延伸率和导电率会产生一定影响，通过加入微量的钛、铝改善其导电率及延展性。
具体实施方式
结合本发明的技术方案，提供以下几个较佳的实施例，对本发明进一步进行详细说明。
实施例1
本实施例提供的一种引线框架用高性能铜基合金材料，包括以下按重量比计的材料：铝0.14wt％、锆0.02wt％、铂0.01wt％、钛0.01wt％及余量铜；各组分材料按配比称取后混合，在温度1240℃下熔炼，熔融后注入铸模形成铸锭，加热至840℃，8道次热粗轧；进行一次时效退火，温度为500℃，保温3h，进行变形量在30％的热精轧；进行二次时效退火，温度为500℃，保温3h，进行加工率为30％的成品轧制，加工至厚度0.15mm，然后在360℃退火，保温处理3h，自然冷却至室温，得到产品。产品性能指标：抗拉强度可达574MPa、导电率可达82.5％IACS。
实施例2
本实施例提供的一种引线框架用高性能铜基合金材料，包括以下按重量比计的材料：铝0.22wt％、锆0.05wt％、铂0.03wt％、钛0.03wt％及余量铜；各组分材料按配比称取后混合，在温度1400℃下熔炼，熔融后注入铸模形成铸锭，加热至880℃，8道次热粗轧；进行一次时效退火，温度为650℃，保温5h，进行变形量在50％的热精轧；进行二次时效退火，温度为650℃，保温5h，进行加工率为50％的成品轧制，加工至厚度0.12mm，然后在400℃退火，保温处理5h，自然冷却至室温，得到产品。产品性能指标：抗拉强度可达586MPa、导电率可达81.6％IACS。
实施例3
本实施例提供的一种引线框架用高性能铜基合金材料，包括以下按重量比计的材料：铝0.18wt％、锆0.03wt％、铂0.02wt％、钛0.02wt％及余量铜；各组分材料按配比称取后混合，在温度1310℃下熔炼，熔融后注入铸模形成铸锭，加热至855℃，8道次热粗轧；进行一次时效退火，温度为600℃，保温4h，进行变形量在40％的热精轧；进行二次时效退火，温度为600℃，保温4h，进行加工率为40％的成品轧制，加工至厚度0.08mm，然后在380℃退火处理4h，自然冷却至室温，得到产品。产品性能指标：抗拉强度可达566MPa、导电率可达83.7％IACS。
实施例4
本实施例提供的一种引线框架用高性能铜基合金材料，包括以下按重量比计的材料：铝0.16wt％、锆0.03wt％、铂0.02wt％、钛0.01wt％及余量铜；各组分材料按配比称取后混合，在温度1305℃下熔炼，熔融后注入铸模形成铸锭，加热至865℃，8道次热粗轧；进行一次时效退火，温度为545℃，保温3.5h，进行变形量在40％的热精轧；进行二次时效退火，温度为545℃，保温3.5h，进行加工率为40％的成品轧制，加工至厚度0.05mm，然后在360℃退火，保温处理3h，自然冷却至室温，得到产品。产品性能指标：抗拉强度可达552MPa、导电率可达84.1％IACS。

Claims (4)

1.一种引线框架用高性能铜基合金材料，包括以下按重量比计的材料：铝0.14～0.22wt％、锆0.02～0.05wt％、铂0.01-0.03wt％、钛0.01～0.03wt％及余量铜；该引线框架用高性能铜基合金材料的制备步骤有熔炼铸造、热粗轧、一次时效退火、热精轧、二次时效退火、成品轧制、退火冷却,其特征在于:所述熔炼温度为1240～1400℃，所述热粗轧温度为840～880℃，所述一次时效退火温度为500～650℃、保温3～5h，所述热精轧的变形量在30～50％，所述二次时效退火温度为500～650℃、保温3～5h，所述成品轧制的加工率为30～50％，所述退火冷却时退火温度为360～400℃，退火完成后冷却至室温，得到成品。
2.根据权利要求1所述的引线框架用高性能铜基合金材料，其特征在于，包括以下按重量比计的材料：铝0.17～0.20wt％、锆0.02～0.04wt％、铂0.01-0.02wt％、钛0.01～0.02wt％及余量铜。
3.根据权利要求1所述的引线框架用高性能铜基合金材料，其特征在于，由以下按重量比计的材料组成：铝0.18wt％、锆0.03wt％、铂0.02wt％、钛0.02wt％及余量铜。
4.根据权利要求1所述的引线框架用高性能铜基合金材料，其特征在于:成品轧制时，加工至厚度0.05～0.15mm。
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