[发明专利]可用作引线框架材料的铜基合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种镍作次主要成分的铜基合金，更具体的说是涉及一种具备高强度和中导电性能可用作引线框架材料的铜基合金及其制备方法。

背景技术

集成电路是电子信息产业的基础和核心，引线框架材料则是集成电路封装的主要材料。目前已开发出的铜基引线框架材料主要有CuNiSi系、CuFeP系、CuCrZr系、CuAg系等。铜基引线框架材料的主要生产国为日本、美国、德国、法国和英国，其中日本发展最快，占据了全球70％左右的引线框架市场。我国的集成电路引线框架质量、产量和品种与发达国家相比差距很大。产品仅限于Cu-Fe-P合金的3个牌号：KFC(日本牌号，即C19210)、C194和C1220(美国牌号)，而且引线框架铜带生产规模小，质量精度差。

国内外关于引线框架材料的专利主要涉及CuCrZr和CuFeP合金，例如中国专利申请号03149851.5，公开的铜合金含有1.0～3.5％的Ni，0.1～1.0％的Si，0.05～0.4％的混合稀土，余量为铜和不可避免的杂质，但其综合性能相对较低，合金强度是546～750MPa，导电率是44～59.5％IACS。中国另一专利86102885在CuNiSi的基础上加入Mg以提高其强度和抗松弛应力；其合金范围为Ni：2～4.8％，Si：0.2～1.4％，Mg：0.05～0.45％。中国专利申请号200510065789.X，涉及一高强高导铜合金Ni含量为1.5～4.0％，Si含量为0.15～1.0％，同时含有0.01～1.0％的Zn、Mg、Sn及In中的一种以提高其综合性能。美国专利US5846346在CuNiSi的基础上加入Sn以提高其强度，其合金范围为Ni：0.5～4％，Si：0.1～1％，Sn：0.05～0.8％。各专利的不同之处在于合金成分的不同，通过加入合适的微量元素改善合金的综合性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种综合性能优异的高强度和高导电引线框架用铜基合金及其制备方法。

本发明采用的技术方案：一种可用作引线框架材料的铜基合金，含有1.0～3.5wt％镍、0.2～0.8wt％硅、0.06～0.15wt％银，其余为铜和不可避免的杂质。

所述铜基合金含有1.0～1.6wt％镍、0.23～0.36wt％硅、0.08～0.1wt％银，其余为铜和不可避免的杂质。

所述铜基合金含有2.0～2.4wt％镍、0.45～0.55wt％硅、0.08～0.1wt％银，其余为铜和不可避免的杂质。

所述铜基合金含有2.9～3.3wt％镍、0.65～0.75wt％硅、0.08～0.1wt％银，其余为铜和不可避免的杂质。

所述铜基合金的抗拉强度达到600～850MPa、电导率达到50～75％IACS、延伸率达到5％以上，软化温度达到450℃以上。

所述铜基合金的制备方法，包括下列步骤：

a.按照1.0～3.5wt％镍、0.2～0.8wt％硅、0.06～0.15wt％银，其余为铜的比例进行铜合金熔炼；

b.对步骤a得到的铸锭进行热锻，热锻温度为850～900℃，锻造变形量65～80％；

c.对热锻后的铸锭在箱式电阻炉中进行固溶处理，控制温度为850～940℃，保温1～2h，然后进行水淬；

d.然后在双辊轧机上进行冷轧，冷轧变形量30～70％；

e.采用分级时效工艺处理，时效温度为400～500℃，保温时间为0.25～6h；

f.对合金进行最终冷轧变形，冷轧变形量30～80％。

重复步骤e进行二次或二次以上分级时效工艺处理，可提高最终合金产品的性能。

在进行二次或二次以上分级时效工艺处理时处理温度应逐步降低。

步骤f控制冷轧变形量30～80％。