形变/热处理对Cu-Ni-Si-Mg合金组织和性能的影响

  引线框架是半导体元器件和集成电路封装的主要部件,在集成电路中起着固定芯片、传递电信号以及散发热量?;つ诓吭淖饔?。随着集成电路向高密度、小型化、多功能化发展,对引线框架材料的性能要求越来越高,其必须同时具备高强度、高导电性和良好的导热性等综合性能。Cu-Ni-Si合金属于时效强化型合金,其特点是具有很高的强度,近年来国外有关Cu-Ni-Si引线框架材料得到了快速的发展,而我国所需的Cu-Ni-Si引线框架材料仍需大量进口。

  目前国内外有关时效对Cu-Ni-Si-Mg合金组织性能的影响已有文献报道,而形变/热处理工艺对该合金性能影响的研究未见相关报道。针对于此,本文结合生产实际探讨了不同形变量和热处理工艺对Cu-Ni-Si-Mg合金性能的影响规律,为我国Cu-Ni-Si-Mg合金尽快的产业化生产提供依据。

  试验用Cu-Ni-Si-Mg合金成分(质量分数,%)为:Cu-2.8Ni-0.7Si-0.15Mg。采用ZG-0.01型10kg中频感应炉熔炼,浇注温度1300~1350℃,经剥皮热轧成厚度为20mm的板材,之后再线切割成薄片试样。将试样经900℃固溶处理后,进行不同变形量的冷轧变形,并观察和测试变形后试样的金相组织和显微硬度;然后对变形后的试样进行时效处理,时效温度为450℃,时效时间分别为0.25、0.5、1、2、4、6及8h。最后测量时效处理后试样显微硬度和电导率的变化情况。

  Cu-Ni-Si-Mg合金经冷轧变形,其等轴晶组织随变形量的增大,晶粒沿变形方向逐渐伸长,变形量越大,则伸长越显著,当变形量很大时,其组织呈纤维状;硬度随变形量的提高而增大,80%变形后硬度值为299HV。

  Cu-Ni-Si-Mg合金经不同冷变形量的形变处理后在相同温度下时效后,初期显微硬度和电导率快速上升,随后到达峰值后并缓慢下降。Cu-Ni-Si-Mg合金固溶后经80%变形时,在450℃时效6h后可得到良好的综合性能,此时显微硬度为305HV,电导率为36%IACS。