[发明专利]一种高强导电Cu-Ni-Si-M合金

说明书

技术领域

本发明属于新材料技术领域，涉及一种导电性能优良、高强度、可用于集成电路引线框架材料的Cu-Ni-Si-M(M=Fe或Mo)合金。

背景技术

对于用作半导体引线框架材料的Cu合金而言，要求除保持其良好的导电性和导热性，还要求Cu合金具有高强度，使其具有承载能力。然而，Cu合金的导电性与高强度通常是一对矛盾体，即添加合金化组元提高Cu合金强度的同时会降低合金的导电性。因此，如何在保持Cu合金的高导电性的同时又能提高合金的强度是这类Cu合金研发的关键。目前，人们多以固溶强化、时效强化都等模式来实现导电Cu合金的高强度，且这类引线框架材料大多是Cu-Ni-Si为基的合金材料之一，如Cu-Ni-Si、Cu-Ni-Si-Cr、Cu-Ni-Si-Zn等，但是上述合金体系中添加的合金化元素在提高合金强度的同时又会不同程度地降低其导电性。

在Cu-Ni-Si系列合金中，为提高合金的强度，通常会提高Ni含量至3wt.%以上，但此时会使得合金的电导率IACS下降，如现有合金Cu-3Ni-0.6Si和Cu-1.0Ni-3.0Si，前者硬度Hv =212，抗拉强度σ_b=851 MPa，电导率IACS=35.4 %，后者合金的σ_b=550 MPa，IACS=55 %。若Ni含量过高，则会严重降低合金的电导率，如Cu-8Ni-1.8Si (σ_b=1050 MPa，IACS=27.9 %)。另外需要指出，合金的强度和电导率会随热处理过程发生变化。当在此基础上进一步添加第四和第五元素时，会更进一步提高合金的强度，如Cu-3Ni-0.6Si-0.2Cr (Hv =215，σ_b=919 MPa，IACS=45 %)。然而，若第四和第五组元的含量添加不当，就会在很大程度上降低合金的导电性，仍需要探讨第四、第五、乃至更多元素添加的成分范围，以此充分发挥Cu-Ni-Si基多元合金的高导电性和高强度。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的在多元合金体系中未能获得高导电性和高强度的最佳成分范围的不足，提供一种导电性能优良、高强度、可用于集成电路引线框架材料的Cu-Ni-Si-M(M=Fe或Mo)合金。

本发明采用的技术方案是：

(1)一种高强导电Cu-Ni-Si-M合金，其特征在于：它包括Cu、Ni、Si和Fe元素，其合金成分的重量百分比为Cu-(3.52-4.04%)Ni-(0.93-1.18%)Si-(0.19-0.43%)Fe。

上述合金中优选的合金的重量百分比成分为Cu-3.52%Ni-0.93%Si-0.37%Fe。

(2)一种高强导电Cu-Ni-Si-M合金，其特征在于：它包括Cu、Ni、Si和Mo元素，其合金成分的重量百分比为Cu-(3.51-4.04%)Ni-(0.93-1.18%)Si-(0.32-0.73%)Mo。

上述合金中优选的合金的重量百分比成分为Cu-3.51%Ni-0.93%Si-0.64%Mo。