用于制备集成电路引线框的硬化铁-镍合金及其制备方法技术

本发明专利技术涉及Ｆｅ－Ｎｉ带材的制备方法，所述带材的化学组成含有，以重量计：６％≤Ｎｉ＋Ｃｏ≤４３％；０％≤Ｃｏ≤３％；０．０５％≤Ｃ≤０．４％；０．２％≤Ｃｒ≤１．５％；０．４％≤Ｍｏ≤３％；０％≤Ｃｕ≤３％；Ｓｉ≤０．３％；Ｍｎ≤０．３％；余者为铁和杂质。该合金的弹性极限Ｒ＃－［ｐ０．２］大于７５０ＭＰａ，均匀延伸率Ａ＃－［ｒ］大于５％。所述合金任选进行电渣重铸。所述带材的制备过程为：在高于９５０℃下热轧，然后冷轧，并且在４５０－８５０℃下进行硬化热处理，硬化热处理之前的压下比至少达４０％。本发明专利技术用于制备集成电路支撑栅极和电子枪栅极。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种硬化的铁-镍合金以及一种制备这种合金的薄带的方法，该合金薄带尤其可用来制造集成电路引线框或者彩色显示器阴极射线管的电子枪栅极。在包括由硅晶片制成的集成电路的电子元件中，硅晶片与专门用于形成集成电路连接引线的引线框相连。这些引线框必须采用具有许多特性的合金制成，以使引线框与硅晶片相匹配，并且能够对元件进行令人满意的制造。特别是，合金必须具有与硅相当的热膨胀系数，以防止在制造操作所包括的热循环期间产生高的机械应力。合金必须具有足够的机械强度，以确保采用自动机械操纵时连接引线不发生变形，但是，该合金又必须具有足够延性，以便能够对引线进行弯曲成形。合金还必须能够容易进行化学切割或机械切割，其表面还必须不易氧化，以确保电镀的适当实施。通常，集成电路引线框由N42合金制成，这是一种含约41％Ni的Fe-Ni合金。然而，该合金的机械强度不够高，不能制备具有大量连接引线的薄集成电路引线框。对于连接引线数高达240个、被称作“Quad Flat Packs”的集成电路或者总厚度为1mm、被称作“Thin SmallOutline Packs”的集成电路而言，这一问题尤其突出。为了克服这一不足和制造具有大量连接引线的薄集成电路，已提出使用各种硬化的Fe-Ni合金，可是都存在不足之处。例如-在日本专利申请J 04160112，J 04072037和J 04099252中，均提出使用通过固溶处理和加工硬化处理加以硬化的Fe-Ni合金。但这些合金延性低，不适合弯曲成形；-在日本专利申请J 03207835，J 03207834和J 03173740中，提出使用通过添加元素如Be，Ti，Al，Nb或Ta使γ’或γ”NiBe相均匀析出而硬化的Fe-Ni合金，但是与合金N42相比，这些合金的切削速度较低，表面氧化敏感性较大；-在专利US 5026345中，提出使用通过加工硬化形成马氏体来硬化的Fe-Ni合金，但是，该合金的延性较低，膨胀系数远比合金N42大；-在专利申请EP 0489932中，提出使用通过析出Ti，Zr，Hf，V，Nb或Ta的碳化物和加工硬化来硬化的Fe-Ni合金，但是该合金的表面氧化敏感性较大，结果使电镀性能下降。前面刚刚提到的合金中没有一种具有所要求的全部性能。本专利技术的一个目的是通过提供一种比现有合金更适合制造集成电路引线框的具有高屈服强度的合金来克服这一不足。为此，本专利技术的目标是一种Fe-Ni合金的制备方法，该Fe-Ni合金的化学组成为，以重量计36％≤Ni+Co≤43％0％≤Co≤3％0.05％≤C≤0.4％0.2％≤Cr≤1.5％0.4％≤Mo≤3％0％≤Cu≤3％Si≤0.3％Mn≤0.3％余者为铁和杂质。该合金的屈服强度Rp0.2大于750MPa，均匀延伸率Ar大于5％。优选屈服强度Rp0.2为800-1100MPa，抗拉强度Rm为900-1130MPa。优选所述化学组成为38.5％≤Ni+Co≤41％0.1％≤C≤0.35％0.5％≤Cr≤1.2％1.5％≤Mo≤2.5％另外还优选均匀延伸率Ar大于7％，屈服强度Rp0.2为800-1000MPa，抗拉强度Rm为900-1040MPa。制备带材的方法包括-熔炼具有上述化学组成的合金，并且，任选进行真空重熔或电渣重熔，获得半成品；-在高于或等于950℃的温度下热轧所获半成品，获得2-6mm厚，优选3-5mm厚的热轧带材，任选在热轧之前在高于950℃的均热温度下进行均匀化处理；轧制后，以足于避免碳化物析出的冷却速度将所获带材冷却至450℃以下；-采用一个或多个厚度压下量为5-95％的轧制道次对所述热轧带材进行冷轧，每两个轧制道次之间进行一次温度高于950℃的退火；以及-在450-850℃下进行硬化热处理，硬化热处理之前，厚度压下量至少达40％。任选地，硬化处理之后，进行一次补充性冷轧，之后，在550-750℃下进行回复热处理。本专利技术也涉及由根据本专利技术的Fe-Ni合金制成的带材，特别是厚度大于或等于0.1mm，均匀延伸率Ar大于或等于5％的带材。该带材可以用来制备集成电路的引线框或者用来制备电子枪栅极。结果，能够获得由在20-300℃下的热膨胀系数优选为4×10-6-6×10-6/K的合金制成的集成电路引线框。现在，借助实施例对本专利技术进行更详细介绍和说明。构成本专利技术主题的Fe-Ni合金是一种通过析出铬和钼的碳化物而硬化的Fe-Ni合金，其化学组成含有，以重量计-大于36％，或者最好大于38.5％，但低于43％，或者最好低于41％的镍，该元素可以用最高含量3％的钴(钴的最低含量可等于0％)部分替代。对镍含量进行优选，以使在20℃与任一温度T(T介于20℃至300℃之间)之间范围内的热膨胀系数为3.5×10-6-6.5×10-6/K；-大于0.05％，或者最好大于0.1％，但低于0.4％，或者最好低于0.35％的碳，以便能够形成析出硬化型的碳化物，同时又不损害合金的膨胀系数和延性；-大于0.2％，或者最好大于0.5％，但低于1.5％，或者最好低于1.2％的铬，以及，大于0.4％，或者最好大于1.5％，但低于3％，或者最好低于2.5％的钼，以形成析出硬化型碳化物；将Cr+Mo之和限定为4.5％，以不使膨胀系数过于增大；-任选地，最多3％的铜(最低含量为0％或痕量)，以改善其在大气中的耐腐蚀性和抗氧化性，从而改善其电镀适应性；-最多0.3％的硅和最多0.3％的锰，以确保熔炼期间的脱氧，这些元素的最低含量为痕量；该组成的余下部分为铁以及来自于熔炼的杂质。合金例如在带有精炼期的电弧炉中熔炼，随后在加热的盛钢桶内进行冶炼；也可以在真空感应炉内进行熔炼。优选该熔炼获得高纯度，使S，P，N和O的含量分别为S＜0.01％，优选＜0.002％P＜0.02％，优选＜0.008％N＜0.01％O＜0.01％然后，将合金浇注成半成品，如板坯，方坯或重熔电极。也可以直接浇注成厚度小于15mm，优选为8-12mm的薄带材。当将合金浇注成重熔电极时，需对该电极进行真空重熔或电渣重熔，以获得更纯、更均匀的半成品。对所获半成品或由直接浇注获得的薄带材进行热轧，热轧温度高于950℃，优选高于1050℃，但优选低于1300℃，以获得厚度约为2-6mm，优选为3-5mm的热轧带材。对轧制温度进行优选，以避免碳化物析出和合金发生过度氧化。热轧带材的厚度根据随后进行的冷轧条件来选择，以便能够使至少一次厚度减薄具有高于40％的压下比(特别是在硬化热处理之前)。热轧之前，可以在950-1300℃，或者最好在1050-1200℃下进行均匀化热处理。该处理可以持续30分钟到24小时或更长。热轧之后，将热轧带材冷却至接近室温的温度。该冷却在仍保持高于950℃的终轧温度与450℃之间必须以一定冷却速度进行，该冷却速度应足以避免碳化物形成。优选在950℃和450℃之间的停留时间小于10分钟，最好小于5分钟。热轧之后的冷却可以通过轧制发热实现。所述冷却也可以包括在将带材加热至950℃以上，最好1050℃之后进行的快速淬火，以便使可能已形成的碳化物重新变成固溶态。然后，冷轧热轧带材，以获得厚度优选为50-250μm，例如80-150μm的冷轧带材。所述冷轧以一系列厚度压下量为5-95本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由屈服强度Ｒ↓［ｐ０．２］大于７５０ＭＰａ，均匀延伸率Ａｒ大于５％的Ｆｅ－Ｎｉ合金制成的带材的制备方法，根据该方法：对一种合金进行熔炼，该合金的化学组成为，以重量计：３６％≤Ｎｉ＋Ｃｏ≤４３％０％≤Ｃｏ≤３％０．０５％≤ Ｃ≤０．４％０．２％≤Ｃｒ≤１．５％０．４％≤Ｍｏ≤３％Ｃｕ≤３％Ｓｉ≤０．３％Ｍｎ≤０．３％余者为铁和杂质；－任选地，对所述合金进行真空重熔或电渣重熔，获得半成品；－在高于或等于９５０℃的温度下热轧所获半成 品，获得２－６ｍｍ厚，优选３－５ｍｍ厚的热轧带材，任选在热轧之前在高于９５０℃的均热温度下进行均匀化处理；轧制后，以足于避免碳化物析出的冷却速度将所获带材冷却至４５０℃以下；－采用一个或多个厚度压下量为５－９５％的轧制道次对所述热轧带材 进行冷轧，每两个轧制道次之间进行一次温度高于９５０℃的退火；以及－在４５０－８５０℃下进行硬化热处理，硬化热处理之前的厚度压下量至少达４０％。

【技术特征摘要】
FR 2000-5-30 00/068681.一种由屈服强度Rp0.2大于750MPa，均匀延伸率Ar大于5％的Fe-Ni合金制成的带材的制备方法，根据该方法对一种合金进行熔炼，该合金的化学组成为，以重量计36％≤Ni+Co≤43％0％≤Co≤3％0.05％≤C≤0.4％0.2％≤Cr≤1.5％0.4％≤Mo≤3％Cu≤3％Si≤0.3％Mn≤0.3％余者为铁和杂质；-任选地，对所述合金进行真空重熔或电渣重熔，获得半成品；-在高于或等于950℃的温度下热轧所获半成品，获得2-6mm厚，优选3-5mm厚的热轧带材，任选在热轧之前在高于950℃的均热温度下进行均匀化处理；轧制后，以足于避免碳化物析出的冷却速度将所获带材冷却至450℃以下；-采用一个或多个厚度压下量为5-95％的轧制道次对所述热轧带材进行冷轧，每两个轧制道次之间进行一次温度高于950℃的退火；以及-在450-850℃下进行硬化热处理，硬化热处理之前的厚度压下量至少达40％。2.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：R科扎，PL瑞戴特，
申请(专利权)人：安费尤吉纳精密公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]