一种用于半导体器件的引线支架制造技术

技术编号:8449431 阅读:136 留言:0更新日期:2013-03-21 03:59
本发明专利技术公开了一种用于半导体器件的引线支架,其包括的组分及各组分重量比为:Fe:2.0~2.6wt%、Ti:0.05~0.1wt%、B:0.01~0.03wt%、Na:0~0.05wt%、Mo:0.01~1.5wt%、其余为Cu和杂质。该引线支架的抗拉强度高、硬度高、电导率高、延伸率高,能较好地满足电子工业领域对引线框架材料性能的诸多要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种引线支架,尤其涉及一种用于半导体器件的引线支架
技术介绍
目前,电子信息产业已经成为我国的一个重要支柱产业,半导体器件作为这个支柱产业的基石,其包括外部封装和内部集成电路;集成电路(IC)包括芯片、引线和引线支架、粘接材料、封装材料等。其中,引线支架的主要功能是为芯片提供机械支撑载体,同时也具有连接外部电路、传送电信号以及散热等功能。因此IC封装需要具备高强度、高导电、高导热性及良好的可焊性、耐蚀性、塑封性、抗氧化性等综合性能。我国引线支架材料的研究、试制、生产起步较晚,引线支架铜带生产规模小、品种规格少,目前只有少数企业可以进行批量生产很少型号的合金,而且存在质量精度差,质量不稳定、软化点低、内应力不均匀、宽度与厚度公差超差、外观要求不合格等问题。目前铜铁合金作为制造引线支架的主要材料,已占到市场总额的80%,合金牌号具有100多种。其中我国生产的C194合金是其中具有代表性的一种。但是,目前生产的C194引线支架铜铁合金的质量还不能满足要求,精度差,品种规格少,性能不稳定,铜带成品率不到50%,在板型状况、残余内应力、表面光洁度、边部毛刺等方面存有较大缺陷。
技术实现思路
本专利技术提供了一种用于半导体器件的引线支架,该引线支架具有良好的抗拉强度、硬度、延伸率、电导率及软化温度等特性。该引线支架包括的组分及其重量比为Fe 2. O 2. 6wt%, Ti :0. 05 O. Iwt B 0. 01 O. 03wt%,Na 0 O. 05wt%,Mo :0. 01 I. 5wt%,其余为 Cu。该引线支架的抗拉强度600MBa以上、硬度180Hv以上、电导率66% IACS以上、延伸率7.0%以上。优选地,该引线支架中还含有As、Sb、Bi、Bb、Co、Ni元素中至少一种以上的元素且总量小于O. 05wt%o本专利技术还公开了一种半导体器件,其包括上述引线支架。具体实施方式为了使本领域技术人员更清楚地理解本专利技术的引线支架,下面通过具体实施方式详细描述其技术方案。为满足引线支架等电气电子部件用材料所要求的种种特性,本专利技术提供了一种用于半导体器件的引线支架,其包括的组分和重量比为=Fe :2. O 2. 6wt%, Ti :0. 05 O. lwt%,B 0. 01 O. 03wt%,Na 0 O. 05wt%,Mo :0. 01 I. 5wt%,其余为 Cu。该引线支架中还含有As、Sb、Bi、Bb、Co、Ni元素中至少一种以上的元素且总量小于 O. 05wt%o该引线支架的抗拉强度600MBa以上、硬度180Hv以上、电导率66% IACS以上、延伸率7.0%以上。本专利技术引线支架的各成分含量中Fe是合金中的主要强化元素,合金经过合适的时效处理后,Fe元素以弥散分布的质点形式分布于铜基体中而起到时效强化作用。由于常温下Fe在Cu中的饱和溶解度极小(在300°C以下仅为O. 0004% ),合金可以实现较高的电导率;通过添加少量的Fe可以细化晶粒,延迟铜的再结晶过程,提高其强度及硬度,但Fe 元素过量会降低铜的塑性、电导率与导热率,Fe元素的添加量控制在2. O 2. 6的范围。Ti的加入可以防止在金属基体与镀层中间出现脆性第二相等作用,可以改善合金的焊接性能,但过量添加Ti元素会降低合金的导电性能,将Ti元素的含量限制在O. 05 O. I的范围。在室温时,B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良好的影响,B还能提高铜铁合金熔体的流动性,B在冶炼铜铁合金时是以脱氧剂的形式加入,多余的B固溶在铜基体中能防止氢脆;在合金的时效过程中,B 还与Fe结合,形成Fe3B的析出物而起到一定的时效强化作用。B的加入是为了脱氧,固溶在铜基体中防止氢脆,而不是通过析出Fe3B来强化。在充分发挥B元素的有利作用的同时,应尽量降低B含量,以保证合金的高导电性能,将B元素的含量限定在O. 01 O. 03的范围。加入微量的Na使铜的电导率下降,但能提高铜的抗高温氧化能力,且对铜有脱氧作用。与限定B元素的原则相同,Na元素的含量限制在O O. 05的范围。混合稀土元素Mo的作用主要是(I)脱氧去氢稀土的化学活性很强,与氧的亲和力远大于铜与氧的亲和力,且生成熔点比铜高、密度比铜小的稀土氧化物,收到良好的脱氧作用;稀土与氢结合成密度小的氢化物,上浮至铜液表面,在高温下重新分解,排出氢气,或被氧化进入熔渣而被除去;(2)熔体净化稀土对其它有害元素的脱除作用也很明显,这些高熔点的稀土化合物将保持固体状态与熔渣一起从液体铜中排出,从而达到脱除有害杂质的作用,稀土尤其可以明显地去除晶界杂质元素,杂质元素去除后增加了 Fe、B等元素的有效量,可大幅度提闻合金的强度;(3)细化晶粒在合金中添加Mo,熔铸过程中可明显细化晶粒,使合金经后续形变热处理后合金塑性提高;(4)促进第二相粒子析出在合金中添加Mo后,带材中析出的第二相粒子(单质铁)细小、弥散,尺寸大概在5 20nm ;此外,添加Mo后可以提高合金的再结晶温度,从而改善合金的抗高温软化性能,本专利技术中合金的软化温度均在480°C以上,添加适量的混合稀土 Mo,成分范围控制在0.01 1.5。在本专利技术技术方案中,基于主料不纯物中硫对工艺及产品的影响,其主料选用I 号电解铜,不纯物里要尽可能少地含硫,而且要防止冲压加工时由于机油污染而混入S,即使少量的S也会使热轧加工时的变形性能急剧下降,控制S的含量,可以避免热轧时工件开裂。通常,S的含量必须小于O. 0025wt%,理想值是小于O. 0015wt%。本专利技术的用于引线支架的合金制造方法包括如下步骤(I)首先将I号电解铜在1250 1350°C熔化,加入铜铁中间合金、铜硼中间合金、钠单质、钛单质和混合稀土等熔融后进行小型立式半连续铸造,利用坯模进行一次冷却和利用水淋进行二次冷却,使液相线至380°C的温度范围内的冷却速度在80°C /min以上,在制造过程中控制成分含量Fe为2. O 2. 6wt%、Ti为O. 05 O. lwt%、B为O. 01 O. 03wt%,Na 为 O O. 05wt%,Mo 为 O. 01 I. 5wt% ;(2)铸坯在900 1000°C的温度范围内加热后,经热轧压延使其厚度达到6mm,热轧压延的结束温度为700°C,通过急冷使晶粒尺寸小于50 μ m,在制造过程中控制成分含量 Fe 为 2. O 2. 6wt%,Ti 为 O. 05 O. lwt%,B 为 O. 01 O. 03wt%,Na 为 O O. 05wt%, Mo 为 O. 01 I. 5wt% ;(3)将热轧带材反复进行冷轧压延使其厚度为1mm,在300°C 600°C的温度范围内进行双级退火,使退火后的压延带材的晶粒直径小于50 μ m,在制造过程中控制成分含量 Fe 为 2. O 2. 6wt%,Ti 为 O. 05 O. lwt%,B 为 O. 01 O. 03wt%,Na 为 O O. 05wt%, Mo 为 O. 01 I. 5wt% ;(4)冷轧压延使厚度达到O. 5mm,再进行低温退火,得到带材成品;在制造过程中控制成分含量 Fe 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于半导体器件的引线支架,其特征在于,包括的组分及其重量比为:Fe:2.0~2.6wt%、Ti:0.05~0.1wt%、B:0.01~0.03wt%、Na:0~0.05wt%、Mo:0.01~1.5wt%,其余为Cu。

【技术特征摘要】
1.一种用于半导体器件的引线支架,其特征在于,包括的组分及其重量比为Fe:2.O 2. 6wt%,Ti 0. 05 0. lwt%,B :0. 01 0. 03wt%,Na 0 0. 05wt%,Mo :0. 01 I.5wt%,其余为 Cu。2.如权利要求I所述的用于半导体器件的引线支架,其特征在于,该引线支架的抗拉强...

【专利技术属性】
技术研发人员:葛艳明袁志伟
申请(专利权)人:江苏金源锻造股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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