[发明专利]一种电子元器件用铜锆合金及其制备方法

说明书

本发明公开了一种电子元器件用铜锆合金及其制备方法，合金成分包括：Zr 0.05‑0.4wt％，Mg 0.05‑0.2wt％，Si 0.03‑0.15wt％，稀土0.01‑0.06wt％，余量为Cu及不可避免的杂质元素。本发明还公开了一种该合金的制备方法，包括熔化、合金化、铸造、热轧、粗轧、时效、精轧、去应力退火和成品处理。本发明的铜锆合金在添加Mg、Si和稀土元素的综合作用影响下，同时兼备高强度、高导电性和优异的弯曲加工性，其制备方法易于工程化生产，且成本低，成品带材抗拉强度不小于560MPa、导电率不小于80％IACS，其产品可用于极大规模集成电路及大电流电子元件、散热部件。

技术领域

本发明涉及有色金属加工技术领域，具体涉及一种电子元器件用铜锆合金及其制备方法。

背景技术

铜锆合金具有高达90～95％IACS导电率且同时具有较高的耐热性，常作为高功率引线框架和电子连接器等电子元器件用铜合金。随着微电子、通讯、交通、航天、航空等高技术领域的快速发展，电子元器件也向高集成化、小型化、薄壁化方向发展，电子元器件的传输量和发热量加大，这对铜合金材料提出了更高的要求，除了具备较高导电导热、耐热性能之外，还需要具有高的强度，急需要强度大于550MPa，同时导电率大于80％IACS的合金材料。铜锆合金尽管具有较高的导电导热和耐热性能，但其强度偏低，抗拉强度约为450MPa，这限制了其在日益增长的小型化电子元器件上的应用。

在铜锆合金中，铜和锆易在晶界或晶体内缺陷位置析出中间相粒子，且尺寸较大、分布疏松，对合金强度贡献不大，所以强度较低。为提高铜锆合金的强度，需要引入其他强化方式。添加固溶强化元素或添加元素生成新的颗粒强化相是当前采用的主要方式。专利CN104718302B选用微量Ti元素、专利CN103380221B选用Co和B元素、专利CN105452502B选用Si元素改性合金，但这些专利以提高合金的应力松弛、弯曲成形性、剪切成形性和屈服强度为主，对合金的强度提升幅度较小，抗拉强度普遍小于550MPa。专利CN105088010B选用Ni、Si、Ag和稀土元素，Ni与Si能形成Ni₂Si非氧化物增强相提高合金的强度，以银提高合金的导电率和延伸率，稀土元素改变合金的工艺性，精炼、除气和微合金化作用，其抗拉强度和导电率分别达到660MPa和80％IACS，大幅度提高了合金的强度。但该专利添加Ag元素成本过高，且采用真空熔炼方式制备，产业化成本较高，不利于推广。市场急需开发一种低成本、易于工程化生产且强度大于550MPa、导电率大于80％IACS的合金材料。

发明内容

针对上述已有技术存在的不足，本发明提供一种同时兼备高强度、高导电性和优异的弯曲加工性的铜锆合金及其制备方法，其产品可用于极大规模集成电路及大电流电子元件、散热部件。

本发明是通过以下技术方案实现的。

一种电子元器件用铜锆合金，其特征在于，其成分包括：Zr 0.05wt％-0.4wt％，Mg0.05wt％-0.2wt％，Si 0.03wt％-0.15wt％，稀土0.01wt％-0.06wt％，余量为Cu及不可避免的杂质元素；其中，所述不可避免的杂质元素含量总和小于0.1wt％，Zr、Mg、Si元素质量百分比满足(Zr+Mg)/Si＞2，避免过量Si元素固溶于基体。

进一步地，所述不可避免的杂质元素包括Fe、P、Ti、Cr、Zn、Al、Ni。

进一步地，本发明所述的一种电子元器件用铜锆合金，其优选的质量百分比包括：Zr 0.1wt％-0.2wt％，Mg 0.1wt％-0.2wt％，Si 0.03wt％-0.1wt％，稀土0.03wt％-0.06wt％，余量为Cu及不可避免的杂质。

进一步地，所述稀土元素为La、Ce、Y中的一种。

进一步地，所述铜锆合金制得的铜锆产品抗拉强度不小于560MPa，延伸率大于3％，电导率不小于80％IACS。