本发明专利技术涉及铜合金材料领域，公开了一种引线框架用铜合金材料及其制备方法。该引线框架用铜合金材料，含有重量百分比为０．９～３．５％镍、０．１８～０．８％硅、０．０２～０．１％磷，其余为铜；其制备方法是将上述重量比的各组分，混合熔炼，铸锭、热锻、固溶、多次冷轧变形和时效处理即成；其抗拉强度可以达到６００～８５０ＭＰａ、电导率达到４５～６５％ＩＡＣＳ、延伸率达到５～８％，软化温化４５０～５００℃，能够较好地满足电子工业领域引线框架对铜合金材料的性能要求，也可应用于电车及电力机车的接触线、大型高速涡轮发电机的转子导条、大推力火箭发动机内衬等需要高强度高导电的铜合金材料领域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铜合金材料领域，特别涉及一种引线框架用铜合金材料及其 制备方法。
技术介绍
集成电路是电子信息产业的基础和核心，弓I线框架材料是集成电路封装 的主要材料之一。随着集成电路向大规模和超大规模的迅速发展，对引线框 架材料的综合性能提出了更高的要求，各个国家对其研发也日益重视。目前已有的铜基引线框架材料主要有CuNiSi系、CuFe系、CuFeP系、 CuCrZr系、CuAg系等，使用较多的主要有CuFeP、 CuNiSi及CuCrZr系列 等。国内生产引线框架用铜合金带材的企业规模小、品种规格少，仅限于 Cu-Fe-P合金的3个牌号KFC(日本牌号，即C19210)、 C194和C1220 (美 国牌号)，而且质量和精度不高。国内外就引线框架材料申请了许多专利，如中国专利或专利申请 03149849.3、 03149851.5、 200310119001.X、 200410016268.0、 02148648.4等 都涉及到引线框架铜合金，但大都是有关CuCrZr系和CuFeP系合金。而涉 及CuNiSi系铜合金材料的文献较少，美国专利US5846346是在CuNiSi的基 础上加入Sn以提高其强度；日本在中囯的专利申请200510065789.X涉及 CuNiSi系铜合金，其特点在于加入Zn、 Mg、 Sn及In中的一种以上，以提 高其综合性能；中国专利文献CN1477220A(专利申请号为03149851.5)也涉及CuMSi系铜合金，其特点在于加入混合稀土，但是其综合性能相对较低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于另外提供一种强度和导电性能兼顾的CuNiSi系引线 框架用铜合金材料。本专利技术的另一个目的在于提供该引线框架用铜合金材料的制备方法。为了实现本专利技术的第一个技术目的，其技术方案为 一种引线框架用铜合金材料，其特征在于，含有重量百分比为0.9 3.5%镍、0.18~0.8%硅、 0.02 0.1%磷，其余为铜。该技术方案的一种优化组分为，含有重量百分比为1.0 1.3%镍、 0.18~0.23%硅、0.03 0.05%磷，其余为铜。该技术方案的另一种优化组分为，含有重量百分比为1.8 2.3%镍、 0.35 0.4%硅、0.04 0.06%磷，其余为铜。该技术方案的再一种优化组分为，含有重量百分比为3.0~3.2%镍、 0.55 0.60%硅、0.04 0.06%磷，其余为铜。为实现本专利技术的另一个技术目的，其技术方案为引线框架用铜合金材 料的制备方法，包括如下步骤(1) 按照上述重量比称取各组分，混合后在1200 1350°C下熔炼，熔融 后注入铸模，形成铸锭；(2) 对铸锭热锻，其温度为850 900°C，锻造变形量为65~80%，得到热 锻物料；(3) 对热锻物料进行固溶处理，其温度为850 940°C，保温时间为1 2h， 然后水淬，得到冷物料；(4) 对该冷物料预冷轧处理，变形量为30 70%，得到预冷轧物料；(5) 对预冷轧物料进行第一次分级时效处理，时效温度为450 500°C， 保温时间为1 4h，再进行变形量为30 50%的冷轧处理，然后进行第二次分 级时效处理，时效温度为400 450°C，保温时间为1 4h，得到分级时效物料；(6) 对分级时效物料最终冷轧处理，变形量为60 80%。由于在CuNiSi系引线框架用铜合金材料制备方法中引入微量合金元素 P，在室温时，P在铜中的溶解度几乎为零，会降低铜的电导率及导热率，但 其对铜的力学性能及焊接性能有较好的影响，同时还能提高铜合金熔体的流 动性，防止氢脆，且在随后的时效过程中，P以Nyp的形式析出，并以第二 相存在于铜合金材料中，对铜合金材料的电导率影响相对减小。又由于在本 专利技术的组分中充分考虑了 Ni与Si的重量比例，最好控制在4.0 4.5之间，这 样可以最大限度的析出化合物Ni3P，减小Si、 P对铜基体导电性的影响。因此，利用本专利技术制备方法所得铜合金材料的强度和导电性能兼备、组 织均匀、析出相细小弥散、软化温度高，合金价格相对较低，其抗拉强度达 到600 850MPa、电导率达到45 65%IACS、延伸率达到5 8%，软化温度 450~500°C，能够较好地满足电子工业领域中引线框架对铜合金材料的性能 要求。具体实施例方式实施例l:按照重量百分比称取1.3%镍、0.23%硅、0.03%磷，其余为铜， 各组分混合后在1200 1350。C下熔炼，熔融后注入铸模，形成铸锭；对铸锭 热锻，其温度为850 900°C，锻造变形量为70%，得到热锻物料；对热锻物 料进行固溶处理，其温度为860°C，保温时间为lh，然后水淬，得到冷物料；对该冷物料预冷轧处理，变形量为70%，得到预冷轧物料；对预冷轧物料分 级时效处理为两次，第一次分级时效处理，时效温度为450°C，保温时间为2h，再进行变形量为40%的冷轧处理，然后进行第二次分级时效处理，时效 温度为420。C，保温时间为3h,得到分级时效物料。对分级时效物料最终冷 轧处理，变形量为70%，即得到引线框架用铜合金材料，其抗拉强度达到 625MPa、电导率达到64%IACS、软化温度450°C。实施例2:按照重量百分比称取2.1%镍、0.4%硅、0.06%磷，其余为铜， 各组分混合后在1200 1350°C下熔炼，熔融后注入铸模，形成铸锭；对铸 锭热锻，其温度为S50 900。C，锻造变形量为80%，得到热锻物料；对热锻 物料进行固溶处理，其温度为900。C，保温时间为lh，然后水淬，得到冷物 料；对该冷物料预冷轧处理，变形量为45%，得到预冷轧物料；对预冷轧物 料分级时效处理为两次，第一次分级时效处理，时效温度为450°C，保温时 间为2h，再进行变形量为35%的冷轧处理，然后进行第二次分级时效处理， 时效温度为410。C，保温时间为4h，得到分级时效物料；对分级时效物料最 终冷轧处理，变形量为75%，即得到引线框架用铜合金材料，其抗拉强度达 到730MPa、电导率达到59%IACS、软化温度470°C。实施例3:按照重量百分比称取1.3%镍、0.23%硅、0.03%磷，其余为铜， 各组分混合后在1200 1350°C下熔炼，熔融后注入铸模，形成铸锭；对铸 锭热锻，其温度为S50 900。C，锻造变形量为65%，得到热锻物料；对热锻 物料进行固溶处理，其温度为890°C，保温时间为lh，然后水淬，得到冷物 料；对该冷物料预冷轧处理，变形量为60%，得到预冷轧物料；对预冷轧物 料分级时效处理为两次，第一次分级时效处理，时效温度为450°C，保温时间为2h，再进行变形量为40%的冷轧处理，然后进行第二次分级时效处理， 时效温度为410。C，保温时间为4h，得到分级时效物料；对分级时效物料最终冷轧处理，变形量为60%，即得到引线框架用铜合金材料，其抗拉强度达 到840MPa、电导率达到52%IACS、软化温度500°C。实施例4:按照重量百分比称取1.0%镍、0.18%硅、0.05%磷，其余为铜， 各组分混合后在1200 1350°C下熔炼，熔融后注入铸模，形成铸锭；对铸 锭热锻，其温度为S50 900。C，锻造变形量为70%，得到热锻物料；对热锻 物料进行固溶处理本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种引线框架用铜合金材料，其特征在于，含有重量百分比为０．９～３．５％镍、０．１８～０．８％硅、０．０２～０．１％磷，其余为铜。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘平，贾淑果，张毅，赵冬梅，田保红，李宏磊，陈少华，宋克兴，任凤章，娄华芬，苏娟华，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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