C70250铜合金带材的研制

［ ］ 刘瑞清 ， ３ 王晓娟 ， 薇 ． 蔡 铜合金 引线框架材 料 的研 究现状 与发
展 ［］ 江西冶金 ，０ ３ ２ （ ）８ —８ ． Ｊ． ２ ０ ，３ ６ ：１ ３
Ｉ 』 Ｓ ｚｋ Ｓ Ｓ ｉｕａｉＮ， ｍｕａＫ，ｔ ．ｍｐｏｅ ｅ ｔｎｓｒｎ ｔ ４ ｕｕｉ ， ｈｂ ｔｎ Ｍｉ ｒ ｅ ａ Ｉ ｒｖｍ ｎ ｔ ｇｈ １ ｉ ｅ
间 的延 长 强度 开始 下 降 。时 效 温度 在 ４０ ℃和 ４ ０ ４ ８
势却最明显。０ １ ｍ ．５ ｍ厚 的带材加工率居 中， 峰值 出现 比较 早 ， 约在 ３０ｏ左右 ， 着温 度上 升 开始 软 ９ Ｃ 随
化 比较快 ， 在 ４ ０ｏ左 右开 始软 化趋 势居 中。０ ２ 约 ４ Ｃ ．
部消除 ， 但晶粒大小不均匀 ， 仍然存在部分大的晶粒 及 长条粗 晶 ， 明 变形 不 充 分 而且 极 不 均 匀 。从 硬 说 度检测来看 ， 板材硬度 比较均匀 ， 而且硬度值都不超 过 １０所 以材 质 比较软 ， 明 固溶 软化 效果 很好 ， ０， 说 可
以继续进 行后 续 冷变 形加工 。 表 ２ 硬度 检 测结果
加热 加热
目前 ， 国还 停 留在 对其 工 艺调 整 阶段 ， 我 在
新产 品开发 上与 国外还 有很大 的差距＿ 。Ｃ ０５ ６ ７２０ Ｊ 铜合金是一种 Ｃ —Ｎ —ｓ 系合金 ， ｕ ｉ ｉ 具有很强的时效
强化性能 ， 并兼有高导电的特性 ， 是一种理想的引线 框架材料。本文通过对 Ｃ ０５ ７２０铜合金带材 的研制
２
试 验 机 上 进 行 拉 伸 性 能 测 试 ， 用 Ｍｏｅ ２ ８ 采 ｄｌ １２ Ｎ ｎｖｈ ｅ ｒ ａｏｏ ｍ ｔ 电阻仪测定其导电率 。 ｅ
２ 试 验结 果 与讨 论
２ １ 板材 固溶 态显 微组 织和 力学 性能 ．
对 ６ｍｉ厚 的板材进 行 固溶 （８ ｌ ｌ ７０℃ ×１ ｉ ０ｒｎ水 ａ 冷） 理 ， 处 固溶 态 的显 微 组 织 图 如 图 ２所 示 ， 度 检 硬 测结 果 见表 ２ 由图 ２可 以看 出铸 造 态 组 织 已经 全 。
图 ４ 时效处 理 时 间对 带材抗 拉 强度 的影 响
１ ｊ Ｆｊ ａａＨ． ｆｃ ｏ ｌ ｏ ｐｓｉ ｎｐｅｉｔ ｉ ｅａｉｒｎＣ － ５ ｕｗ ｒ Ｅｆ ｔ ｆｌｙｃｍ ｏｉｏ ｏ ｒ ｐａ ｏ ｂｈｖ ｕ ｉ ｅ ａｏ ｔｎ ｃ ｉｔ ｎ ｏｉ
能的影响 ， 研究结果表 明： ７ ２ ０ Ｃ ０ ５ 铜合金具有很好 的固溶软化效果以及很好 的时效 强化性能 ， 该合
金 的最佳时效 温度为 ３０～４０℃ ， ９ １ 保温 ｌ ， 获最佳 的强化效果 ， ～２ｈ 可 抗拉 强度可 以达 到 ７ ８ ８ ２ ． ＭＰ ， ａ强化后 的导 电率可 以达到 ３ ．７ ６ ３ ％。导 电率随着强化效果 的增加而 降低 ， 可以通过 调整时 但 效热处理工艺获得强度和导电率 的最 佳匹配。 关键词 ：７ ２ ０ 铜合金 ； Ｃ ０５ ； 带材 中图分 类号 ： Ｇ１６ ２ Ｔ ４ ． 文献标识码 ： Ａ 文章编 号 ：０ ３ ５ ０２ １ ） １ ０ ０ ３ １０ —５ ４ （０ ２ ０ —０４ —０
温度随着时效时间的延长强度也在下降。导 电率 随 着时效温度提高逐渐在增加 ， 恰与强化效果相反。
２ ３ 时效 工艺对 显 微硬 度 的影响 ．
不同厚度 ０ １ｍ ０ １ ｍ、． ｍ带材经过 ． ｍ、．５ｍ ０ ２ｍ
３ ０ 、 ０ ９ ４ ０ ４ ０ ｏ ４ ０ ｏ ４ ０ １ Ｃ ２ Ｃ、 ３ 、４ ４ ０ ４０ ８
随着信息 时代的到来 ，Ｔ产业正席卷全球 ， Ｉ 而 集成 电路又是现代电子信息技术的核心。集成电路 是 由芯片和引线框架经封装而成 ， 其中引线框架起 着 支撑 芯 片 、 联接外 部 电路 、 失 工作 过 程 的热 量 等 散 作 用［ 由于集 成 电路 向大 规模 、 大 规模 方 向 发 。 超
第１ 期
李
娜， ：７ ２０ 等 Ｃ ０ ５ 铜合金带材的研制
结 果 如 图 ３所示 。
４ １
过连 续 冷 轧 至 ０ １ｍｍ 厚带 材 ， 样 分 别 进 行 不 同 ． 取 温度 （０ ４０℃ 、４ ４０℃ 、８ ） 不 同保 温 时 问 （ 、 ４０ 和 １ｈ
１ ５ｈ ２ｈ ２ ５ｈ 的时效 实 验 。在 ＨＶ ． 、 、 ． ） Ｓ一１ ０ ０ ０显 微
展， 因此对 引线框 架 的性 能提 出了更 高 的要求 ＿ 。 ２ ，
１ 实
验
１ １ 合金 铸锭 制备 ．
实验所 用原料 为 ： １ 电解 铜 、 １ 电解镍 、 硅 和 ２ ｌ 级镁 。配料 后采用 Ｚ Ｇ一０ ０５中频感 应 电炉制 备 ．２
在 ２ 世纪 ８ Ｏ ０年代初期 ， 高铜合金 以其优 良的 导电、 导热性和价格低廉、 加工成 型性好等优势 ， 取 得 了惊人 的 发展 。到 目前 为 止 ， 已开 发 出的 铜 基 引
导 电率
度的升高， 其显微硬度均存在各 自的峰值 ， ３０ 在 ９～ ４ ０℃之 间 出现峰值 ， 下 降 ， ４ ０— ８ ＝ １ 随后 在 ４ ４ ０ｃ开始 【
快 速下 降 。不 同厚 度 ０ １ｍｍ、 ．５ｍｍ、． 的 ． ０ １ ０２ｍｍ 带 材加工 率依 次 降低 。其 中 ， ． ｍｍ厚 的带 材加 工 ０１ 率 最大 ， 峰值 出现 在 ４ ０ｏ 但 随 着温 度上 升 软化 趋 ０ Ｃ，
状 态 硬度 （ ＨＶ／ ．Ｎ） ９８ ＞／ Ｈ 髹 嘣
７ ０℃ ×１ ｉ， ８ ０ｒ ｎ 水冷 ａ
图 ３ 时效处理温度对带材显微硬度的影响
由图 ３可看 出 ， 同厚 度 的带 材 ， 不 随时 效 处理 温 图 ２ 板材 固溶 态 的显微 组 织
２ ２ 带 材不 同温 度 、 同 时 间时效 后 的 拉伸 性 能 和 ． 不
线框架 材料 主要 有 Ｃ ｕ—Ｎ —ｓ 系 、 ｕ—Ｆ ｉ ｉ Ｃ ｅ—Ｐ系 、
铸锭 。铸锭规格为 西 ８ｎ ８ ｌ ｍ×１０ｍ 采用 ｘ射线 ７ ｍ， 荧光 光谱 仪测定 其化 学成分 ， 检测 结果 见表 １ 。然后
经 车床和锯 床扒 皮 、 缩尾 后得 到尺 寸为 锄 １ｍｍ× 切 １７ｍｍ 的光 锭作 为实验 锭坯 。 ３
对 ０１ ． ｍｍ厚 的带材 取样 ， 分别 采取 ４０℃、４ ０ ４０ ｃ、８ 【 ４０℃和 ２５ｈ２ｈ １５ｈ １ｈ不 同工 艺 参 数 时 ＝ ． 、 、 ． 、
效处理 ， 试验后 的拉伸性能和导电率测试结果见 表 ３ 。由表 ３可 以看 出 ， 试样 在 ４０ ｏ加 热 经 保 温 １５ ０ Ｃ ． ｈ 进行时效处理的强化效果最好 ， 保温 １５ｈ ． 后随时
℃的强化效果随温度 的增加也在下降 ， 同的时效 相
ｍｍ厚的带材加工率最小 ， 峰值 出现 ３０ ４ ０℃之 ９～ ０ 间， 随着 温 度 上 升 开 始 软 化 也 比较 快 ， 随后 逐 渐 减 缓， 约在 ４０℃左右软化迅速 ， ４ 但软化趋势在三者当 中为最缓 。 不同厚度带材在 ４０℃进行不同时间的时效处 ０ 理， 其对带材抗拉强度的影响如图 ４ 所示 ， 由图 ４ 可 以看出 ， 随时效时间的变化 ， 合金抗拉强度也存在有 峰值 ， 在时效初期抗拉强度快速增加 ， 在时效 １ ２ｈ ～ 之 间抗拉强度变化缓慢 ， 并达到峰值 ， ２ｈ以后抗拉
与 目前常用 的 ｃ —Ｆ 系引线 框架 材料 相 比 ，ｕ—Ｎ ｕ ｅ Ｃ ｉ
—
ｓ 系列合金没有磁性 ， ｉ 因而成为超大规模集成 电
［ ５ ４， Ｊ
。
１ ２ 带材 制备 ．
路 的理 想 用 材 ， 目前 较 有 前途 的引 线 框架 材 料 之 是
一
带 材 的加 工工 艺流程 如 图 １ 所示 。
阻炉内加热 ， 一火次锻 造 （ 空气锤 ） １ｔ 至板坯 尺寸
为 ：２ｆｍ×１０ｍｍ×１０ｍｍ。板材 采 用 电阻炉 加 ３ ｌ ｉ ４ ６
铜合金材料 的研究和开发工作 。
热， 连续 热轧至厚度 ６ ｍ ｍ的板材 ， 取样进行 固溶 （８ ７０℃ ×１ ｎ 冷 ） 验 。对 ６ｍｍ厚 的板 材 经 ０ｍｉ水 实
ｍｍ厚 的带材 强化效 果 最好 ， 工 率 最大 的 ０ １ｍｍ 加 ．
得高强高导的性能。 ２Ｃ ０５ ． ７２０铜 合 金 最 佳 时 效 温 度 为 ３ ０～４０ ９ １
℃， 温 １ ， 保 ～２ｈ可获 最佳 的强化 效果 。 参 考文献 ：
［ ］ 范莉 ， ， １ 刘平 贾淑果 ， ． 等 高强度 ｃ ～ ～ｓ 系引线框架材料研 ｕ Ｍ ｉ
℃不同温度和保温 １ 的时效处理， ｈ 其显微硬度检测
４ ２
湖 南有 色金Байду номын сангаас
第２ ８卷
强 度开 始下 降明显 。 比较 不 同厚度 带 材 在相 同时效
热轧 和冷轧 制备 的带材 经合 适 的热 处理 工 艺 可 以获
工艺下 的强化效 果可 以看 出乏加 工率居 中的 ０ １ ， ．５ ０ ＼ 嚼
湖 南有 色金属
ＨＵＮＡＮ ＮＯＮＦＥ ＲＲＯＵＳ Ｍ ＥＴ ＡＬ Ｓ
第２ ８卷 第 １ 期
２１ ０ ２年 ２月
・
材
料・
Ｃ ０ ５ 铜合金带材的研制 ７２０
李 娜 李永林２朱 宝辉２任 丽萍２ ， ， ，
（． １ 西北稀有金属材料研 究院， 宁夏 石嘴 山 ７ ３０ ； ． ５ ０ ０ ２ 宁夏 东方钽业股份有限公司 ， 宁夏 石嘴 山 ７ ３０ ） ５ ０ ０ 摘 要： 研究 了高强度 ｃ —Ｎ —ｓ 系代 表性合金 Ｃ ０ ５ ｕ ｉ ｉ ７ ２ ０铜合金 带材 的制 备及热处 理对组 织和性
时效处 理 时间 ／ ｈ
ａ ｄ ｅｅ ｔ ｃ ｌｃ ｎ ｕ ｔ ｉｙ ｏ ｕ— Ｎｉ Ｓ ｌｏ ｓ ｂ ｇｎ ｄ ｃ ｌ ｎ ｌ ｃｒ ａ ｏ ｄ ｃ ｉ ｔ ｆ Ｃ ｉ ｖ — ｉａ ｙ ｙ ａ ｉ ｇ ａ ｏ ｄ ｌ ｎ
ｒＵｎ ［ＪＪ Ａｌ ｓＣ ｍｐ ，０６ ４ ７ １６—１７ ｏｉｇＪ ．． ｌｙ ｏ ．２０ ， １ ： １ ｏ １．
究进展［］ 热加工工艺 ，０ ８ ３ （０ ：０ Ｊ． ２ ０ ，７ ２ ） １４—１７ ０．
厚的带材的强化效果最差。所以 ， 选择合适 的加工
率对强 化效 果影 响也非 常 明显 。
［ ］ 陈兴章 ． ２ 集成 电路铜 合金引线框 架材料 的应用及 产业化 ［］ Ｊ．
上海有色金 属，０ ２ ２ （ ）１６—１ ８ ２ ０ ，３ ４ ：４ ４．
表 ３ 不 同时效工 艺参数对拉伸性 能和 导 电率 的影响
编号 状态 抗 拉 强 度 屈服 强 度 延 伸 率
ａ ￣ Ｒｍ ／ Ｐ ｐ ／Ｍ Ｐ Ａ ｓ ％ Ｍ ａＲ ０
．
导 电率
Ｉ Ｓ／％ ＡＣ
硬度 计 上进 行 硬 度测 试 ， 采用 Ｉ Ｓ Ｒ ５ ２万 能 Ｎ Ｔ ＯＮ ５ ８
以及对其热处理和性能 的研究 ， 希望 能为该材料 的 推广 、 生产和应用起到一定 的推动作用。
作者简介 ： 李娜（ ９４一）女 ， １８ ， 助理工程师 ， 主要从事稀有金属及新 型
图 １ Ｃ ０５ ７２ ０铜合 金 带材 加 工工 艺流程 图 对 ＠８ １ｍｍ×１７ｍｍ锭 坯 采 用 Ｚ ３ ＤＴ一２ ６型 电
表 １ 合金 的化学成分 ％
ｃ ｕ—ｃ —ｚ 系及 Ｃ —Ａ ｒ ｒ ｕ ｇ系等 ， 用较 多 的有 Ｃ — 使 ｕ
Ｆ —Ｐ Ｃ ｅ ， ｕ—Ｎ —ｓ 及 Ｃ ｉ ｉ ｕ—Ｃ —Ｚ 系 列 。 一 般 来 ｒ ｒ
说， 电导率高则强度低 ， 强度高则 电导率很难提高。 ｃ ｕ—Ｎ —ｓ 系 列合 金 兼有 高 强 度 和高 导 电 的特 性 ， ｉ ｉ