高精密蚀刻引线框架用铜合金材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种高精密蚀刻引线框架用铜合金材料及其制备方法，涉及铜合金技术领域。本发明专利技术提供的高精密蚀刻引线框架用铜合金材料，按质量百分比计包括：Cr 0.18%

【技术实现步骤摘要】
高精密蚀刻引线框架用铜合金材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及铜合金
，尤其是涉及一种高精密蚀刻引线框架用铜合金材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]我国是引线框架材料消费大国，市场需求巨大，年增幅8%以上。引线框架是集成电路（IC）中支撑芯片、连接外部电路、散走热量的关键部件。目前最广泛应用的引线框架材料是美国环球金属制品有限公司最早开发的中强高导型Cu
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Fe
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P系合金（C19400、KFC等），具有低成本、强度中等、导热及导电性好、浸润及加工成型性优良、钎焊性好等特点。
[0003]随着电路集成度的提高，引线框架向高精密化、节距微细化、多脚化方向发展。由于冲压法的加工精度较差，无法满足日益增高的应用要求，蚀刻法正在或者已经成为制造极大规模集成电路引线框架的主流方法。
[0004]市场现有的诸如C19400、C19010等引线框架材料，在过去的应用场景表现良好，但面对极大规模集成电路引线框架等领域日益增高的应用要求，在应力松弛性能（C19400应力松弛性能见附图3）、耐高温性能（C19400耐高温性能见附图4）、导电性（C19400硬态下导电率只在60%IACS左右）、强度（C19400硬态下抗拉强度只有410
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490MPa）、蚀刻性能（C19400存在蚀刻过程中微区蚀刻不均匀现象）等方面逐渐展现不足。
[0005]在部分高端引线框架材料领域，我国的品种存在蚀刻过程中易变形、微区腐蚀速率差异明显、蚀刻后表面处理一致性差等问题，在材料本身以及表面质量、内应力控制等方面与国外有较明显的差距，不能满足高精密蚀刻引线框架用材料的应用要求，致使高精密蚀刻引线框架用材料依赖于日本、韩国、欧洲等地区，严重制约我国半导体产业的持续稳定发展，属于关键核心材料技术“卡脖子”问题。
[0006]因此，解决现有引线框架材料的有关问题，开发同时具有蚀刻性能优异、耐高温性能好、应力松弛性能好、内应力低、表面质量高、中等强度高导电率等特点的适合极大规模集成电路日益增高的应用要求的高精密蚀刻引线框架用铜合金材料对于我国极大规模集成电路的持续稳定发展以及提升我国高端铜合金产品、整体铜合金产业的国际竞争力有重要意义。
[0007]有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0008]本专利技术的第一目的在于提供一种高精密蚀刻引线框架用铜合金材料，以解决上述问题中的至少一种。
[0009]本专利技术的第二目的在于提供上述高精密蚀刻引线框架用铜合金材料的制备方法。
[0010]第一方面，本专利技术提供了一种高精密蚀刻引线框架用铜合金材料，按质量百分比计包括：Cr 0.18%
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0.38%、Sn 0.18%
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0.32%、Zn 0.12%
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0.32%、Si 0.002%
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0.05%，余量为Cu以及不可避免的杂质。
[0011]作为进一步技术方案，按质量百分比计包括：Cr 0.23%、Sn 0.23%、Zn 0.19%、Si 0.014%，余量为Cu以及不可避免的杂质。
[0012]作为进一步技术方案，按质量百分比计还包括0.001%
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0.15%的微量元素；所述微量元素包括B、Mg、Ti、Zr、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y或Sc中的至少一种。
[0013]第二方面，本专利技术提供了上述高精密蚀刻引线框架用铜合金材料的制备方法，包括如下步骤：按照质量百分比配料，然后依次进行熔炼、浇铸、热轧、第一次冷轧、第二次冷轧、第一次退火、第三次冷轧和第二次退火，制备得到高精密蚀刻引线框架用铜合金材料。
[0014]作为进一步技术方案，所述熔炼的温度为1200℃
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1320℃；所述浇铸的工艺参数包括：浇铸的温度为1150℃
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1290℃、引拉速度为40
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70毫米/分钟、拉铸速度为80
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100毫米/分钟、冷却水流量为50
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100立方米/小时、结晶器振动频率为40
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60次/分钟。
[0015]作为进一步技术方案，熔炼过程中，用石墨鳞片覆盖剂覆盖；熔炼过程中，成分合格后用石墨粉覆盖剂覆盖后浇铸；浇铸过程中，流槽用主要由CaCO3、CaF2和MgCO3组成的覆盖剂覆盖；浇铸过程中，结晶器用黑碳粉覆盖剂覆盖。
[0016]作为进一步技术方案，所述热轧的温度为925℃
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965℃，热轧带坯淋水冷却，此制备方法固溶在热轧完成；所述热轧的加工率为85%
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95%，每道次加工率各自独立的为13%
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45%。
[0017]作为进一步技术方案，所述第一次冷轧的加工率为80%
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90%，每道次加工率各自独立的为13%
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31%；所述第二次冷轧和第三次冷轧的总加工率为85%
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95%；所述第二次冷轧的每道次加工率各自独立的为24%
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34%，所述第三次冷轧的每道次加工率各自独立的为10%
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35%。
[0018]作为进一步技术方案，所述第一次退火为钟罩退火；所述钟罩退火包括：1.5
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2.5小时升到240℃
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260℃，保温3.5
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4.5小时，然后2.5
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3.5小时升到380℃
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480℃，保温7
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9小时；所述第二次退火为连续退火，所述第二次退火的温度为380℃
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480℃，所述第二次退火的速度为14
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26米/分钟。
[0019]作为进一步技术方案，所述第一次退火后，采用清洗设备去除富铬氧化层及油污，清洗速度为15
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40米/分钟，刷子压下电流为15A
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30A；所述第二次退火后，采用清洗设备去除富铬氧化层及油污，清洗速度为10
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35米/分钟，刷子压下电流为0.5A
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3A；采用清洗设备去除富铬氧化层，通过设计清洗设备的参数，实现了增加研磨清洗强度以去除富铬氧化层而不影响表面质量，相比于其它方式，诸如更改清洗介质为双氧水等，其优势在于可以和其它品种材料混合生产，不必专门配备生产设备，更能降低生产成本，提高生产效率。
[0020]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
本专利技术提供的高精密蚀刻引线框架用铜合金材料，其抗拉强度为490
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637MPa，硬度为160
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210HV，导电率＞70%IACS，断后伸长率＞6%
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10%，表面粗糙度＜0.12um，蚀刻侧面颗粒物突出≤0.01mm，蚀刻后扭曲＜0.51mm，侧弯＜0.04mm，该本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高精密蚀刻引线框架用铜合金材料，其特征在于，按质量百分比计包括：Cr 0.18%
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0.38%、Sn 0.18%
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0.32%、Zn 0.12%
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0.32%、Si 0.002%
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0.05%，余量为Cu以及不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的高精密蚀刻引线框架用铜合金材料，其特征在于，按质量百分比计包括：Cr 0.23%、Sn 0.23%、Zn 0.19%、Si 0.014%，余量为Cu以及不可避免的杂质。3.根据权利要求1所述的高精密蚀刻引线框架用铜合金材料，其特征在于，按质量百分比计还包括0.001%
‑
0.15%的微量元素；所述微量元素包括B、Mg、Ti、Zr、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y或Sc中的至少一种。4.权利要求1
‑
3任一项所述高精密蚀刻引线框架用铜合金材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：按照质量百分比配料，然后依次进行熔炼、浇铸、热轧、第一次冷轧、第二次冷轧、第一次退火、第三次冷轧和第二次退火，制备得到高精密蚀刻引线框架用铜合金材料。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述熔炼的温度为1200℃
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1320℃；所述浇铸的工艺参数包括：浇铸的温度为1150℃
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1290℃、引拉速度为40
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70毫米/分钟、拉铸速度为80
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100毫米/分钟、冷却水流量为50
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100立方米/小时、结晶器振动频率为40
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60次/分钟。6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，熔炼过程中，用石墨鳞片覆盖剂覆盖；熔炼过程中，成分合格后用石墨粉覆盖剂覆盖后浇铸；浇铸过程中，流槽用主要由CaCO...

【专利技术属性】
技术研发人员：程万林，陈建华，杨浩跻，夏彬，陈佳程，苑和锋，杨文强，张佳俐，庞永杰，
申请(专利权)人：宁波兴业鑫泰新型电子材料有限公司宁波鑫悦合金材料有限公司，
类型：发明
国别省市：