一种蚀刻引线框架铜铸坯及其生产方法技术

本发明专利技术提供了一种蚀刻引线框架铜铸坯及其生产方法，成分：Fe 1.8

【技术实现步骤摘要】
一种蚀刻引线框架铜铸坯及其生产方法


[0001]本专利技术铜合金领域，具体涉及一种蚀刻引线框架铜铸坯及其生产方法。

技术介绍

[0002]当今的时代是信息时代，电子信息工业的发展起着决定性的作用。而半导体器件正是这个支柱产业的基石，其中集成电路芯片是内部主要成分。其中，引线框架的主要功能是为芯片提供机械支撑载体，并作为导电介质连接外部电路、传送电信号，以及向外散发芯片工作时所产生的热量，所以成为其中极为关键的零部件。因此封装要求其必须具备高强度、高导电、导热性好及良好的可焊性、耐蚀性、塑封性、抗氧化性等一系列综合性能，因而对其所用材料的性能要求十分严格。
[0003]近些年来，人们对Cu
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Fe系合金进行了相当深入的研究诞生了一大批实用型、满足IC框架多种性能要求的合金。而且由于工艺性能优良、价格低廉在IC框架制造中得到了广泛应用，是目前铜合金引线框架材料的主流合金。而生产的Cu
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Fe系合金的3个牌号中，C194合金是具有代表性的一种。
[0004]但是目前生产的C194引线框架铜合金的存在合金组织不均匀、析出相细小弥散化等问题，产品导电率和强度、塑性等不能满足要求。
[0005]现有技术中，2007年4月4日公开的公开号为CN 1940104A的专利《引线框架用铜合金及其制造方法》，其公开的铜合金中的FE:2.0～2.6WT％,ZN:0.05～0.1WT％,P:0.01～0.03WT％,MG:0～0.05WT％,RE:0.01～1.5WT％,其制法为:将原料熔化后注入铸模,在液相线温度至400℃的温度范围内以80℃/MIN以上的冷却速度进行冷却；将铸坯在1000℃以下的加热温度进行热轧压延后,反复进行冷轧压延和300℃～600℃双级连续退火；冷轧加工使其厚度变化量达到40％以上,再进行450℃以下的低温退火,得到成品。但是铜合金的抗拉强度、硬度、延伸率和电导率等性能依然不能较低，不能满足现在产品对导电率和强度、塑性等不能满足要求。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种蚀刻引线框架铜铸坯及其生产方法，通过成分设计和生产工艺控制，合金组织均匀、析出相细小弥散，综合性能优越；且合金价格相对较低，生产效率高。
[0007]本专利技术具体技术方案如下：
[0008]一种蚀刻引线框架铜铸坯，包括以下质量百分比成分：
[0009]Fe 1.8
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2.4％、Zn 0.8
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1.2％、P 0.02
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0.05％、Mg 0.01
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0.03％、Re0.01
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1.2％，余量为Cu和不可避免的杂质。
[0010]所述不可避免的杂质为As、Sb、Bi、Pb、Sn、Ni元素中至少一种或几种，控制不可避免的杂质总量小于0.05wt％；
[0011]进一步的，所述蚀刻引线框架铜铸坯的成分中，控制S含量在25ppm以下；
[0012]所述蚀刻引线框架铜铸坯的抗拉强度为＞500MPa、硬度＞100Hv、电导率＞65％IACS、延伸率＞6.5％，能较好地满足电子工业领域对引线框架材料性能的诸多要求；
[0013]本专利技术提供的一种蚀刻引线框架铜铸坯的生产方法，包括以下步骤：
[0014]1)将电解铜加热熔化，再加入铜铁中间合金；
[0015]2)待铜铁中间合金熔化后，加入所需铜磷中间合金质量的1/3的铜磷中间合金，保温；
[0016]3)再加入镁单质、锌单质和稀土，熔化后，保温；
[0017]4)再加入剩余的铜磷中间合金，全熔后，保温；
[0018]5)浇铸。
[0019]步骤1)中，电解铜加热熔化，温度控制在1200
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1300℃；
[0020]步骤2)中所述保温，时间1
‑
3min；
[0021]步骤3)中所述保温，时间3
‑
5min；
[0022]步骤4)中所述保温，时间9
‑
11min；
[0023]步骤5)所述浇铸，使用小型立式半连续铸造机铸造220
×
160
×
650(mm)的铸坯，利用铸模进行一次冷却和利用水淋进行二次冷却，温度降至400℃的温度范围内，降温冷却速率在80℃/min以上。
[0024]进一步的，在合金的熔炼过程中，各个元素均有不同程度的烧损，其烧损率Fe:1～3％,Zn:1～3％,P:2～4％,Mg:15～25％,Re:20～40％；在配料的过程中应给予补足。
[0025]本专利技术设计思路如下：在铜基合金中镁是一种表面活性元素。添加少量的镁对铜有脱氧作用，能提高合金的抗高温氧化能力，细化铸态晶粒减少柱状晶，改善合金的中温脆性提高热加工性能，。所以本专利技术添加适量的Mg来提高铸坯性能，控制Mg添加量为0.01
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0.03％；铼Re是一种化学元素，化学符号Re，作为引线框架铜的辅料对铜合金的影响极其重要；稀土的化学活性很强，与氧的亲和力远大于铜与氧的亲和力，且生成熔点比铜高、密度比铜小的稀土氧化物，收到良好的脱氧作用；稀土与氢结合成密度小的氢化物，上浮至铜液表面，在高温下重新分解，排出氢气，或被氧化进入熔渣而被除去；在合金中添加Re后，带材中析出的第二相粒子(单质铁)细小、弥散，尺寸5～20nm；此外，添加Re后可以提高合金的再结晶温度，从而改善合金的抗高温软化性能，本专利技术中合金的软化温度均在480℃以上。通过以上熔炼原料的加入顺序，降低烧损，使成分混合均匀，降低偏析，提高铸坯质量。
[0026]本专利技术具有以下优点：设计的成分体系，合金元素在铜中的固溶量显著增大；晶粒大大细化、减少位错，使结构更加稳定；化学成分的显微偏析明显降低；晶体缺陷密度大大增加；形成了新的亚稳相结构；经时效处理后铜基体中第二相含量提高，弥散强度增大。
[0027]与现有技术相比，本专利技术生产的引线框架用铜合金，合金组织均匀、析出相细小弥散，综合性能优越；且具有良好的耐磨性、耐腐蚀性能、优良的热加工性，有利于生产制造，是生产引线框架等电气电子部件的最佳材料。本专利技术产品合金价格相对较低，生产效率高。
具体实施方式
[0028]实施例1
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实施例6
[0029]一种蚀刻引线框架铜铸坯，包括以下质量百分比成分，如表1所示，表1没有显示的余量为Cu。
[0030]表1各实施例和对比例铜合金成分(wt％)
[0031][0032]以上各实施例蚀刻引线框架铜铸坯的生产方法，包括以下步骤：
[0033]1)在合金的熔炼过程中，各个元素均有不同程度的烧损，其烧损率Fe:1～3％,Zn:1～3％,P:2～4％,Mg:15～25％,Re:20～40％；在配料的过程中应给予补足。将电解铜加热1200
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1300℃熔化，再加入铜铁中间合金；
[0034]2)待铜铁中间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种蚀刻引线框架铜铸坯，其特征在于，所述蚀刻引线框架铜铸坯包括以下质量百分比成分：Fe 1.8
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2.4％、Zn 0.8
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1.2％、P 0.02
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0.05％、Mg 0.01
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0.03％、Re0.01
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1.2％，余量为Cu和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的蚀刻引线框架铜铸坯，其特征在于，所述不可避免的杂质总量小于0.05wt％。3.根据权利要求1所述的蚀刻引线框架铜铸坯，其特征在于，所述不可避免的杂质为As、Sb、Bi、Pb、Sn、Ni元素中至少一种或几种。4.根据权利要求1所述的蚀刻引线框架铜铸坯，其特征在于，所述蚀刻引线框架铜铸坯的成分中，控制S含量在25ppm以下。5.根据权利要求1所述的蚀刻引线框架铜铸坯，其特征在于，所述蚀刻引线框架铜铸坯的抗拉强度为＞500MPa、硬度＞100Hv、电导率＞65％I...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯骏，唐松平，罗宏伟，刘烜，黄贤兵，殷瑞，
申请(专利权)人：安徽鑫科铜业有限公司，
类型：发明
国别省市：