[发明专利]一种高强度高导电、耐应力松弛铜合金引线框架材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高强度高导电、耐应力松弛铜合金引线框架材料及其制备方法，属于有色金属加工领域。该材料的重量百分比组成为：Ni 3.0～4.0％，P 0.3～0.5％，Si 0.2～0.4％，Sn 0.03～0.1％，Fe 0.5～1％，Co 0.05～0.2％，其余为Cu。通过熔炼及铸造，热轧，粗轧，中间退火，酸洗，中轧，固溶处理，酸洗，精轧，时效处理等加工处理后得到。本发明的引线框架材料的抗拉强度为700～850MPa，电导率为40～50％IACS，延伸率为6～10％，抗应力松弛性能为88～92％，具有高强度高导电、高抗应力松弛特性，可以满足大规模集成电路对中高端引线框架材料的使用要求。

技术领域

本发明涉及一种高强度高导电、耐应力松弛铜合金引线框架材料及其制备方法，属于有色金属加工领域。

背景技术

现代电子信息技术核心部件是集成电路，其主要由芯片和引线框架经封装而成，其中引线框架主要起着支撑芯片、保护内部元件、连接外部电路和向外散发元件热量的作用，是集成电路中的关键材料。随着电子信息高新技术的迅速发展，产品向微、薄、轻、多功能和智能化发展，促使集成电路向大规模、超大和极大规模方向发展。因此，引线框架材料随之向着引线节距微细化、多脚化的方向发展。这不仅对引线框架材料的强度和导电性提出了更高的要求，而且对材料的加工性能提出更高的要求，尤其更为关注材料的抗软化温度及抗应力松弛特性。

目前国内市场上铜基引线框架主要有C19210、C19400和C70250等几种合金，由于C19210和C19400合金强度和导电性能无法满足不了超大规模集成电路的强度及多脚化的发展需求，其主要应用于中低端引线框架材料。C70250合金是一种高端的集成电路用引线框架材料，其导电率约为45％IACS、抗拉强度大于600MPa；但这种合金在生产过程中，需要专门的淬火时效工序及装备，生产工艺较为复杂，生产成本较高，而且目前国内的产品只能满足中低端客户使用要求，影响着合金的产业化和应用。

发明内容

本发明的主要目的是弥补现有铜合金性能的不足，开发出一种高强度高导电、耐抗应力松弛型铜合金材料及提供一种生产工艺简单、操作方便的制备方法，满足超大规模或极大规模集成电路对引线框架材料的使用要求。

为了达到上述目的，本发明是这样实现的：

一种高强度高导电、耐抗应力松弛铜合金引线框架材料，它的重量百分比组成为：Ni 3.0～4.0％，P 0.3～0.5％，Si 0.2～0.4％，Sn 0.03～0.1％，Fe 0.5～1％，Co 0.05～0.2％，其余为Cu。

优选的，所述的高强度高导电、耐抗应力松弛铜合金引线框架材料的重量百分比组成为：Ni 3.3～3.7％，P 0.4～0.5％，Si 0.2～0.3％，Sn 0.05～0.08％，Fe 0.8～1％，Co 0.1～0.15％，其余为Cu。

所添加合金元素的作用：

镍：镍元素主要与磷、锡、硅元素形成镍磷析出相、镍硅析出相和镍锡析出相，显著提高合金的强度、导电和抗应力松弛性能。

锡：锡元素的添加可以与镍元素形成镍锡析出相。另外由于锡原子与铜原子半径相差较大，在铜合金中添加少量锡元素，能引起较大的晶格畸变，有效的阻碍位错的运动，尤其在合金应力松弛过程中，能有效地拖拽位错，提高合金抗应力松弛。

磷：磷与镍元素相结合，形成镍磷化合物，能有效地阻碍位错的运动，提高合金的抗应力松弛性能。同时可以与氧发生反应，起到除氧的作用

硅：硅元素添加可以促进合金元素的析出，同时可以抑制析出相的长大，提高合金的强度和抗应力松弛性能。

铁：铁元素能与磷形成铁磷析出相，提高合金的强度和导电率，同时能促进其他析出相的析出，并改善合金的耐应力腐蚀敏感性。