本發明涉及銅合金，尤其涉及一種引線框架用超高強高導銅合金板帶的制備方法。

背景技術：

1、引線框架材料是集成電路封裝的主要材料之一，其主要作用為：支撐和固定硅芯片、用于芯片信息的輸出、作為芯片散熱的主要渠道。這就要求其具有高的強度、高的導電性和良好的導熱性能。

2、例如中國專利cn104630671a公開了一種引線框架用高性能銅合金板帶熱處理及加工工藝，具體工藝流程為：工頻感應半連鑄→兩輥熱壓機熱軋至14×400mm→水淬→卷曲→銑面12.6mm→兩輥三架連軋至4.0mm→罩式爐退火→四輥冷軋機軋至0.2mm→通過式連續退火→四輥冷軋至0.15mm；其中，工頻感應半連鑄采用步進爐單錠4式加熱，加熱溫度為850℃，水淬時，強水冷室設在出料輥道之上；第一次罩式爐退火溫度為500℃，退火時間6h；第二次罩式爐退火溫度為480℃，退火時間6h。采用該方法制備的線框架用高性能銅合金抗拉強度大于450mpa，導電率大于60～70％iacs，且質量穩定，工藝科學合理，生產效率高。

3、中國專利cn105316520b公開了一種cu-ni-sn銅合金板帶的制備方法，通過調整ni、sn元素化學成分，改善熔鑄工藝，而提高熔鑄質量，減少產品氣孔、疏松等缺陷；生產工藝采用冷軋工序提高強度，退火工序消除加工硬化；通過最終的冷加工及應力消除方法獲得理想的高強高彈cu-ni-sn銅合金材料性能。

4、中國專利cn111485132b公開了一種綜合性能優異的銅合金帶材及其制備方法，該方法通過高溫固溶處理將ni、co與si原子溶入銅基體中，然后通過淬火處理形成過飽和固溶體，后續通過時效處理析出nixsiy與coxsiy沉淀相，析出的沉淀相起彌散強化作用，從而提高銅合金帶材的抗拉強度、屈服強度與彈性模量。ag作為主添加元素，ag原子以置換式固溶的方式存在于銅合金中，為銅合金帶材中形成特定的織構及面積占比提供了初始織構基礎。ag在本發明中除了起固溶強化作用外，ag原子可以提高本發明銅合金帶材的抗高溫軟化能力及抗應力松弛能力，取得優異的綜合性能。

5、但是現有技術制備的引線框架用銅合金板帶的導電率與強度不能協同提升，帶材成套工藝不成熟。

技術實現思路

1、有鑒于此，本發明提供了一種引線框架用超高強高導銅合金板帶的制備方法，通過co和mg元素的固溶強化，析出強化的耦合作用機制，降低最終時效溫度，低碳節能，制備的帶材化學成分均勻、力學性能及導電性能優異，且制備工藝簡單。

2、本發明所述的引線框架用超高強高導銅合金板帶的制備方法，包括以下步驟：

3、(1)配料：稱取原料ni、si、mg、co，cu；所述cu包括銅管和其它銅原料；所述其它銅原料均為本領域常規使用的銅原料，包括但不限于銅粉、銅錠；

4、(2)熔煉：將mg封存在銅管內，將ni、si、co和余量cu加入到真空感應爐中，在保護氣氛中加熱至熔化，得到熔體，并將封存mg的銅管浸沒在熔體液面下，保溫，然后進行澆鑄、冷卻，得到鑄錠；

5、(3)固溶：將步驟(2)得到的鑄錠進行銑面處理，再放入馬弗爐中升溫加熱、保溫，然后取出鑄錠水冷；

6、(4)熱軋：將固溶后的鑄錠加熱保溫，然后進行熱軋，得到板坯；

7、(5)冷軋：將步驟(4)所述板坯進行冷軋，得到厚度為1-4mm的板材；

8、(6)退火：將步驟(5)所述板材在400-450℃下進行3-5h的退火處理；

9、(7)再次冷軋：將退火后的板材以每道次下壓量為8-12％的速度冷軋，得到厚度為0.1-0.4mm的銅合金板帶，在冷軋過程中及時將可能出現的邊裂切除；

10、(8)終時效：將步驟(7)所述板帶在300-350℃下進行2-6h的退火處理，得到引線框架用超高強高導銅合金板帶。

11、優選的，步驟(1)所述原料的質量百分比為：ni?0.8-2.0％，si?0.2-1.2％，mg0.05-0.3％，co?0.5-2.5％，余量為cu。

12、優選的，步驟(2)所述加熱的具體步驟為：首先將真空感應爐抽真空至15pa以下，通入保護氣氛至0.04-0.05mpa；然后開始加熱，至固體全部熔化且升溫至1400-1500℃時停止加熱。

13、更優選的，所述保護氣氛為氬氣。

14、優選的，步驟(2)所述保溫時間為30s-2min。

15、優選的，步驟(2)所述冷卻時間為20-40min。

16、優選的，步驟(3)所述升溫速率為5-7℃/min；所述加熱的溫度為800-900℃；所述保溫時間為3-5h。

17、優選的，步驟(4)所述加熱溫度為700-800℃，保溫時間為15-40min。

18、優選的，步驟(4)所述熱軋采用多道次軋制，每道次下壓量為15-30％，最終軋制量為40-50％。

19、優選的，步驟(5)所述冷軋采用多道次軋制，每道次下壓量為8-12％。

20、與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

21、本發明提供了一種引線框架用超高強高導銅合金板帶的制備方法，依次包括以下步驟：首先將mg封存在銅管內，然后加入到cu、ni、si、co的熔體液面以下，經過固溶處理，熱軋、冷軋、退火、再次冷軋，得到引線框架用超高強高導銅合金板帶。本發明采用多道次時效，在再結晶溫度附近探索時效峰值，降低cu基體中溶質原子co、mg、ni含量以提高導電性，強化析出相(ni,co)xsi的位錯釘扎作用以提高強度，這種復合強化機制主導了合金帶材的關鍵性能的協同優化提升。

22、本發明制備的帶材抗拉強度σb≥850mpa、導電率≥46％iacs、屈服強度σ0.2≥750mpa，帶材化學成分均勻、力學性能及導電性能優異，且制備工藝簡單。

技術特征：

1.一種引線框架用超高強高導銅合金板帶的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據權利要求1所述的引線框架用超高強高導銅合金板帶的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述原料的質量百分比為：ni?0.8-2.0％，si?0.2-1.2％，mg?0.05-0.3％，co?0.5-2.5％，余量為cu。

3.根據權利要求1所述的引線框架用超高強高導銅合金板帶的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述加熱的具體步驟為：首先將真空感應爐抽真空至15pa以下，通入保護氣氛至0.04-0.05mpa；然后開始加熱，至固體全部熔化且升溫至1400-1500℃時停止加熱。

4.根據權利要求3所述的引線框架用超高強高導銅合金板帶的制備方法，其特征在于，所述保護氣氛為氬氣。

5.根據權利要求1所述的引線框架用超高強高導銅合金板帶的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述保溫時間為30s-2min。

6.根據權利要求1所述的引線框架用超高強高導銅合金板帶的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述冷卻時間為20-40min。

7.根據權利要求1所述的引線框架用超高強高導銅合金板帶的制備方法，其特征在于，步驟(3)所述升溫速率為5-7℃/min；所述加熱的溫度為800-900℃；所述保溫時間為3-5h。

8.根據權利要求1所述的引線框架用超高強高導銅合金板帶的制備方法，其特征在于，步驟(4)所述加熱溫度為700-800℃，保溫時間為15-40min。

9.根據權利要求1所述的引線框架用超高強高導銅合金板帶的制備方法，其特征在于，步驟(4)所述熱軋采用多道次軋制，每道次下壓量為15-30％，最終軋制量為40-50％。

10.根據權利要求1所述的引線框架用超高強高導銅合金板帶的制備方法，其特征在于，步驟(5)所述冷軋采用多道次軋制，每道次下壓量為8-12％。

技術總結
本發明提供了一種引線框架用超高強高導銅合金板帶的制備方法，屬于銅合金技術領域。本發明的制備方法依次包括以下步驟：首先將Mg封存在純銅管內，然后加入到Cu、Ni、Si、Co的熔體液面以下，經過固溶處理，熱軋、冷軋、退火、再次冷軋，得到引線框架用超高強高導銅合金板帶。本發明通過對Co和Mg元素固溶強化、析出強化的耦合作用機制；降低最終時效溫度，低碳節能。本發明制備的帶材抗拉強度σb≥850Mpa、導電率≥46％IACS、屈服強度σ<subgt;0.2</subgt;≥750MPa，帶材化學成分均勻、力學性能及導電性能優異，且制備工藝簡單。

技術研發人員：幸振,曾思琪,胡強,吳丹,管博,易志強
受保護的技術使用者：江西省科學院應用物理研究所
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24