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电子引线框架用铜合金异型铜带的生产方法，，，，，，涉及集成电路、电气回路、半导体集成块等

发布时间：2020-09-29点击：3141

导读：引线框架材料是半导体分立器件和集成电路封装的主要材料之一。。。。。。。。国际上沿用的引线框架材料有铜合金和镍铁合金两类材料，，，，，，铜合金引线框架材料因其优良的高传导性、又兼其适应的加工性、电度钎焊性、耐应力腐蚀开裂性、必要的强度与树脂封装的密着性等特点，，，，，，倍受青睐。。。。。。。。目前国内生产的电子引线框架用铜合金异型铜带，，，，，，成品率低，，，，，，成本高，，，，，，而且带材的长度也不能满足用户连续高速冲制的要求。。。。。。。。

电子引线框架用铜合金异型铜带具有一定的优势，，，，，，因此被广泛应用。。。。。。。。引线框架其实就是集成电路的芯片载体。。。。。。。。引线框架的作用在于“和外部导线进行连接”。。。。。。。。而引线框架的原材料类型有很多，，，，，，包括了“KFC、C194、C7025、FeNi42、TAMAC-15、PMC-90”等。。。。。。。。引线框架材料是半导体分立器件和集成电路封装材料之一。。。。。。。。电子引线框架用铜合金异型铜带具有“高传导性、适应的加工性、电度钎焊性、耐应力腐蚀开裂性、必要的强度与树脂封装的密着性”等优势，，，，，，因此非常的受欢迎。。。。。。。。但是国内的电子引线框架用铜合金异型铜带的成本率不高，，，，，，而且成本高，，，，，，因此需要一种新的方法，，，，，，那么电子引线框架用铜合金异型铜带的生产方法就这样被发明了。。。。。。。。

一、引线框架的性能

1、良好的导电性能：引线框架在塑封体中起到芯片和外面的连接作用，，，，，，因此要求它要有良好的导电性。。。。。。。。另外，，，，，，在电路设计时，，，，，，有时地线通过芯片的隔离墙连到引线框架的基座，，，，，，这就更要求它有良好的导电性。。。。。。。。如图2所示。。。。。。。。有的集成电路的工作频率较高，，，，，，为减少电容和电感等寄生效应，，，，，，对引线框架的导电性能要求就更高，，，，，，导电性越高，，，，，，引线框架产生的阻抗就越小。。。。。。。。一般而言，，，，，，铜材的导电性比铁镍材料的导电性要好。。。。。。。。如：Fe58%-Ni42%的铁镍合金，，，，，，其电导率为3.0%IACS;掺0.1%Zr的铜材料，，，，，，其电导率为90%IACS;掺2.3%Fe、0.03%P、0.1%Zn的铜材料，，，，，，其电导率为65%IACS，，，，，，因此从上面可以看出，，，，，，铜材的电导率较好，，，，，，并且根据掺杂不同，，，，，，其电导率有较大的差别

2、良好的导热性：集成电路在使用时，，，，，，总要产生热量，，，，，，尤其是功耗较大的电路，，，，，，产生的热量就更大，，，，，，因此在工作时要求主要结构材料引线框架能有很好的导热性，，，，，，否则在工作状态会由于热量不能及时散去而"烧坏"芯片。。。。。。。。导热性一般可由两方面解决，，，，，，一是增加引线框架基材的厚度，，，，，，二是选用较大导热系数的金属材料做引线框架。。。。。。。。Fe58%-Ni42%的铁镍合金导热系数为15.89W/cm~℃;掺0.1%Zr的铜材料，，，，，，其导热系数为359.8W/cm~℃;掺0.1%Fe、0.058%P的铜材料，，，，，，其导热系数为435.14W/cm℃。。。。。。。。浚�？？？杉牧系牡既认凳�***好，，，，，，而且根据掺杂的不同，，，，，，其导热系数不一样。。。。。。。。

3、良好的热匹配(即热膨胀)：材料受热产生膨胀，，，，，，在封装体中，，，，，，引线框架和塑封体的塑封树脂相接触，，，，，，也和芯片间接接触，，，，，，因此要求它们有一个良好的热匹配。。。。。。。。Fe58%-Ni42%的铁镍合金，，，，，，其线膨胀系数为43×10-7/℃，，，，，，一般的铜材料引线框架，，，，，，其线膨胀系数为(160~180)×10-7/℃，，，，，，由此可见，，，，，，铁镍材料的膨胀系数较小！！！�。。。。�，，，，，铜材料的膨胀系数较大。。。。。。。。铜质引线框架的膨胀系数和塑封树脂的膨胀系数(200×10'7/~C左右)相近，，，，，，但是和硅芯片的膨胀系数相差较大，，，，，，硅的膨胀系数为26×l0-7/℃。。。。。。。。不过，，，，，，现在采用的树脂导电胶作为粘片材料，，，，，，它们的柔韧性强，，，，，，足以吸收芯片和铜材之间所出现的应力形变。。。。。。。。如果是共晶装片，，，，，，那么就不宜采用线膨胀系数大的钢材做引线框架了。。。。。。。。

4、良好的强度：引线框架无论是在封装过程中，，，，，，还是在随后的测试及客户在插到印刷线路板的使用过程中，，，，，，都要求其有良好的抗拉强度。。。。。。。。Fe58%-Ni42%的铁镍合金的抗拉强度为0.64GPa，，，，，，而铜材料合金的抗拉强度一般为0.5GPa以下，，，，，，因此铜材料的抗拉强度要稍差一些，，，，，，同样它可以通过掺杂来改善抗拉强度。。。。。。。。作为引线框架，，，，，，一般要求抗拉强度至少应达到441MPa，，，，，，延伸率大于5%。。。。。。。。

5、耐热性和耐氧化性：耐热性用软化温度进行衡量。。。。。。。。软化温度是将材料加热5分钟后，，，，，，其硬度变化到***初始硬度的80%的加热温度。。。。。。。。通常软化温度在400℃以上便可以使用。。。。。。。。材料的耐氧化性对产品的可靠性有很大的影响，，，，，，要求由于加热而生成的氧化膜尽可能少。。。。。。。。

6、具有一定的耐腐蚀性：引线框架不应发生应力腐蚀裂纹，，，，，，在一般潮湿气候下不应腐蚀而产生断腿现象。。。。。。。。

二、引线框架用铜合金异型铜带的传统生产工艺

扁锭在正压微氧化气氛下加热，，，，，，将加热好的扁锭在热轧机上轧制几个道次，，，，，，在线冷却后进行矫平，，，，，，上下表面铣削并卷成带卷。。。。。。。。经铣削后的带坯在冷轧机上反复冷轧，，，，，，并伴随着退火作用以消除冷作硬化效应。。。。。。。。为改善制品表面，，，，，，用矿物油作润滑冷却介质；；；；；；；各种硬状态的带材均需经过脱脂处理，，，，，，方能供用户使用，，，，，，脱脂处理主要是“脱脂—刷洗—烘干”作业，，，，，，使带材表面不残留轧制油迹；；；；；；；厚度小于０．６ｍｍ的薄带采用连续拉弯进行矫平，，，，，，使纵向弯曲和横向弯曲均能得到消除，，，，，，经成品剪切后的带卷包装入库。。。。。。。。如果产品是异型带，，，，，，还要经过“成型—电镀”的工序后才能包装入库。。。。。。。。

三、引线框架用铜合金异型铜带的生产现状

引线框架用铜带目前国内尚不能批量生产，，，，，，即使小量试制的产品也都存在着这样或那样的问题，，，，，，与用户要求，，，，，，与国外同行相比，，，，，，差距很大。。。。。。。。

主要表现在

1、在国内90%以上的铜带厂采用小锭生产，，，，，，几何损失大，，，，，，成品率低，，，，，，而且带材的长度也不能满足用户连续高速冲制的要求。。。。。。。。国外一般采用长尺带卷，，，，，，加工成品率高，，，，，，而且容易实现高速稳定轧制，，，，，，产品质量好，，，，，，效率高，，，，，，头尾精度下降的比率很小。。。。。。。。

2、国内绝大多数工厂均采用小铸锭热轧到4.6mm以后，，，，，，不进行带坯铣面。。。。。。。。而国外无论大小厂均采用热轧后带坯铣面的工艺，，，，，，其优点是不仅能消除铸锭较深的皮下缺陷，，，，，，而且还能消除热轧带来的表面缺陷，，，，，，还省去了铸锭铣面和热轧后部分产品的酸洗工序。。。。。。。。

3、内现有的轧制、剪切设备的精度极差，，，，，，没有先进的控制手段，，，，，，宽度和厚度偏差与国外差别较大。。。。。。。。

4、少数工厂虽然轧机的精度很好，，，，，，但由于设备不配套，，，，，，缺少如连续拉弯矫平、脱脂及精密剪切、包装等设备，，，，，，所以仍不能生产出高质量的合格产品。。。。。。。。

四、电子引线框架用铜合金异型铜带的生产方法有哪些优势

提高了生产效率，，，，，，降低了生产成本，，，，，，带宽长度及规格变换随意。。。。。。。。

五、电子引线框架用铜合金异型铜带的生产方法

其流程如下铜合金坯料→熔炼→铸锭→加热→水封挤压→成型→孔型轧制→光亮退火→剪切。。。。。。。。

六、电子引线框架用铜合金异型铜带的生产方法注意事项

1、所述的铜合金坯料，，，，，，按重量百分比计选用：Fe：0.05～0.15％；；；；；；；P：0.015～0.04％；；；；；；；Cu：余量；；；；；；；

2、所述的加热即达到坯料的挤出温度；；；；；；；

3、所述的挤压温度为：850～900℃；；；；；；；

4、所述的光亮退火温度为：450～550℃；；；；；；；

5、所述的孔型轧制后进行光亮退火，，，，，，这个过程反复四次；；；；；；；

6、所述的孔型轧制选用“T”型结构的轧辊，，，，，，轧制出“T”型结构的铜合金异型铜带；；；；；；；

7、所述的孔型轧制选用“U”型结构的轧辊，，，，，，轧制出“U”型结构的铜合金异型铜带。。。。。。。。

七、电子引线框架用铜合金异型铜带的生产方法具体案例

取按重量百分比计含有：Fe：0.05％；；；；；；；P：0.015％；；；；；；；Cu：余量的铜合金坯料，，，，，，将其按照传统熔炼及铸锭工艺处理后，，，，，，在温度为850℃的条件下加热，，，，，，达到挤压温度，，，，，，使之软化，，，，，，为防止其氧化将软化后的原料直接挤入水中进行水封，，，，，，将成型后的铜合金材料输送到“T”型结构的轧辊2中，，，，，，进行孔型轧制，，，，，，轧制出“T”型结构的铜合金异型铜带雏形件1，，，，，，将得到的铜合金异型铜带雏形件1在温度为450℃条件下光亮退火，，，，，，再重复孔型轧制及光亮退火工序三次，，，，，，得到铜合金异型铜带，，，，，，按照要求进行剪切处理，，，，，，得到所需规格的电子引线框架用铜合金异型铜带，，，，，，继而包装入库。。。。。。。。

来源：铜信宝