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　　引线框架铜合金材料引线）介绍引线框架介绍引线框架： 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、良好的冲压和蚀刻高强度、高导电、良好的冲压和蚀刻 性能性能。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，引线铜合金材料：抗拉强度≥410 MPa,硬度120～145HV,电导 率≥×10 S/m。 3）C194C194热轧工艺热轧工艺： 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2 h。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。 ）开轧温度 -2 实验合金的屈服强度和延伸率随温度的变化关系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℃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℃左右。 ）终轧温度 C194合金的终轧温度及随后的淬火,对合金的后续冷轧及时效析出的影响很大。终轧温 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； (2)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。 C194C194铜合金的终轧温度的选择原则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。 图图2 2是升温时的是升温时的 DSCDSC 曲线℃等较多的析出峰,DSC 试验及金相分析表明终轧温度小于 715℃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℃,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℃) 进行对比分析。 ）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℃)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℃),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℃),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℃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。 ）2种不同终轧温度对合金的力学性能及电导率的影响 通过对比2种采用不同终轧温度合金在A、B、C 3个状态（冷轧,1mm,）下的力学性能及 电导率,得到图6所示的合金的力学性能与电导率的变化关系。 从图6可以看出,C194合金在冷 轧至厚度(状态A)时。终轧温度较高(780℃)的合金具有较高的抗拉强度和显微硬度,延伸率 较低,电导率也较高。而终轧温度为650℃的合金的性能与之相反。终轧温度为780℃的合金 的综合性能明显优于终轧温度为650℃的合金。这也验证了本实验选取的初轧温度和终轧温 度是合理的。 ）结论： 1)C194铜合金的理想开轧温度为850℃,终轧温度大于715℃且应立即喷水冷却,可获得 较好的综合性能。 2)终轧温度较高(780℃)的 C194 合金终态综合性能优于终轧温度较低(650℃)的合金。 终轧温度为 780℃的合金在时效后,析出相较多,细小弥散且分布均匀,没有较大的析出相： 终轧温度为 650℃的合金在时效后,析出相少且不均匀,伴有部分粗大的析出相。 控制终轧温 度及冷却工艺可以提高合金的综合性能。 4 4））C194 C194形变与热处理形变与热处理： ： 很少有人研究过形变热处理对其组织与性能的影响。部分研究表明,对经过热轧的 Cu-Ni-Si 合金板坯实施一种形变热处理,通过析出强化与形变强化的综合作用使之获得高 的抗拉强度,同时又不失去它较好的导电性,从而使该合金的综合性能明显提高。C194 也是 一种析出强化型铜合金,因此从原理上分析也可以采用形变热处理方法改善其组织与性能。 该项研究可为提高C194 铜合金引线框架材料的综合性能及进一步挖掘其应用潜力提供实验 依据与参考。 ）实验条件及方法 将试样在850℃的温度下固溶处理1h,再在室温水中淬火,然后进行形变率为30%的冷轧 变形,随后在550℃下进行第1 次时效,接着进行形变率从0% 到 80% 的第2 次冷轧,最后在 450℃下进行最终时效处理。 两次时效的保温时间均为2h。形变热处理工艺如图1 所示。形 变热处理后对试样进行强度、伸长率、硬度以及电导率测试

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