引线框架铜合金

引线框架铜合金材料

1）介绍引线框架

作为集成电路的芯片载体，是一种借助于键合材料（金丝、铝丝、铜丝）实现芯片内部 电路引出端与外引线的电气连接，

形成电气回路的关键结构件,

它起到了和外部导线连接的 桥梁作用，绝大部分的半导体集成块中都需要使用引线框架， 是电子信息产业中重要的基础

材料

。

2） 优势所在：

科学技术现代化对铜及铜合金材料提出越来越多的新要求， 引线框架的作用是导电、散

热、联接外部电路，因此要求制作引线框架材料具有

高强度、高导电、良好的冲压和蚀刻

性能。目前全世界百分之八十的引线框架使用铜合金高精带材制作， 据不完全统计，引线框

架合金约77种，最为显著的是 C194铜合金材料：抗拉强度》 410 MPa,硬度120〜145HV, 电导

率》3.48 X 10-2S/m 。

3） C 194热轧工艺：

本试验所用C194铜合金取自国内某铜厂热轧后的板坯，用水冷铁模浇铸合金扁锭，铸 锭尺寸为40 mmxl00 mmx600mm 。加热温度、保温时间和终轧温度是热轧工艺的几个关键 因素。

1、 开轧温度，是轧机开始对金属轧制的温度。开轧温度在金属的塑性变化温度以上， 这多半是使金属坯按照要求轧制成某种形状，

每种金属均有自己的开轧温度。

生产现场总是

希望开轧温度高一点，以便提高轧件的塑性，降低变形抗力，节省动力，易于轧制变形。

2、 终轧温度，是金属产生塑性变形结束时的温度。这个温度有两个要求： （1）要满足

金属仍在塑性变化的温度区域，以便顺利完成轧制；

（2）要满足某种金相组织。这是因为，

不同的温度，金属有不同的金相组织。如果超过终轧温度，就会出现其他组织的金相组织， 这就影响了轧制质量。终轧温度是控制金属合金组织性能的重要条件 ，需考虑到晶粒大小、

第二相的析出。

保温时间主要考虑到合金对温度的敏感性。

C194合金对温度不敏感，加热时间的影响较

小,实验中控制在2h 。重点研究开轧温度和终轧温度的确定及其对组织性能的影响。

3.1 ）开轧温度

实验合金的屈服强度和延伸率随温度的变化关系

合金在铸态时的屈服强度 随

实验温度的升高而明显降 低；同时,合金的延伸率随实验 温度的升高急剧上升。

当拉伸温度大于650 C 时, 屈服强度和延伸率的变化减 缓。对于C194铜合金，考虑到 热轧的成品率、效率。在不引 起加热缺陷的情况下。尽量选 取强度最低、延伸率最好时的 温度进行热轧。同时,考虑到铸 锭运送、热轧机性能、对终轧 温度控制的要求，以及该类合金对加

热温度不甚敏感的特性

，实际采用的开轧温度为 850 C 左

吨

40 J 50

90 80

90 80

20

图i cm 舍金在暮时的屈服強度和窿伸罕随温废的奁化

Fig. t Influence of test umpEratixre on yield vtzpqg 虚h nd clongaticm

at &s-CMt C194 alloy

450 500 550 600 650 700 750 800 SSO

*T IU . jjt i' H X UJ C /

右。

3.2 ）终轧温度

度及随后的淬火工艺不合理或不能控制 ，是造成国内生产的 C194引线框架铜板带与国外同

类产品相比有较大差距的主要原因之一。合金的终轧温度过低或随后不进行淬火处理 ，则

会

造成大量的强化相析出。这些 强化相会 造成以下问题：

(1) 合金的过饱和度降低，时效过程中产生的强化相减少； ⑵热轧后慢冷产生的强化相在时效时长大 ，且分布不均匀，大大降低了合金的强度、塑

性及电导率；

(3)强化相的析出将提高合金的强度，在冷轧过程中容易造成开裂等缺陷。 C194铜合金的终轧温度的选择原则

是：

(1) 终轧温度不造成合金的过饱和度降低；

(2) 尽量减少强化相的析出； (3) 为冷轧提供必须的塑性等。

图2是升温时的DSC 曲线。

可以看出，在715 C 以上析出 峰很少，在 715 C 以下有445、496、 589 C 等较多的析出峰，DSC 试验 及金相分析表明终轧温度小于

715 C 时会有大量相析出，使合金 的过饱和度降低。因此，C194合金 的终轧温度应高于 715 C ，而且终 轧完成后应

立即喷水冷却，抑制析 出相的发生。为了研究终轧温度 对C194合金性能的影

响，本实验

中制定两种不同的终轧温度

(780、650 C )进行对比分析。

3.3) 2种不同终轧温度对组织的影响

为了研究终轧温度对

C194合金组织、性能的影响

，采用的2种不同终轧温度 (780、

650 C )C194合金材料，之后2种合金经同样的变形及热处理工艺加工至

1mm 的板材。］

图4为采用2种不同终轧温度后合金的热轧组织 (扫描电子显微镜)。可以看到，终轧温度 较高时(780 C )，喷水冷却使得强化相来不及析出 ，晶内及晶界的析出相很少，合金基体因此保 持着较高的过饱和度；而终轧温度较低时

(650 C )，因温度较低，晶内已经有较多的析出相。

图5为采用2种不同终轧温度后合金在状态 B 时的TEM 形貌(透射电子显微镜)。从图5a 中可以看出，终轧温度为780 C 的合金在冷轧、时效后析出相较多

，且细小、分布均匀，没有较 大的析出相。终轧温度较低时，在喷水冷却前，已经有部分溶质原子析出，合金基体的饱和度较 低随后的时效过程中析出相较少 ，热轧冷却过程中析出的相长大。

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合金在升品时的 QSU 曲纯

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