cunisi基引线框架材料组织和性能的研究以及加工工艺的探索

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1、硬士掌位论文Cu．Ni．Si基引线框架材料组织和性能的研究以及加工工艺的探索摘要引线框架材料市场前景广阔，但目前国内需要的引线框架有80％以上仍依赖于进口，国内此种材料的研究和生产与国外相比仍有很大差距，因此迫切需要国产化。另一方面，随着集成电路向微型化方向发展，电子封装向高密度方向发展，对引线框架材料提出了更高的强度要求。Cu_Ni．Si系列合金是一种时效强化型合金，该合金因兼具高强度和较高导电率而倍受关注。随着电子产业的发展，研制我国自己的Cu．Ni．Si系列引线框架材料以替代进口材料具有重大意义。本文设计

2、了四种Cu_Ni．Si基合金成分，运用光学金相分析(OM)，透射电镜(TEM)，电子束微区分析(EDAX)，X射线能谱分析等多种分析和测试手段，较系统和深入地研究了合金的组织以及第二相的成分、结构、形貌、大小和分布。通过几种工艺方法试验，研究了合金元素和加工工艺对台金的强度、导电性和软化温度等性能的影响，旨在进行成分的优化和工艺的调整。研究发现，采用合理的热处理工艺可以使Cu．3Ni．0．6Si基台金在时效过程中析出尺寸在20．40m之间的6_Ni2si颗粒，从而使合金的强度和导电率达到良好的匹配。通过透射电镜

3、(TEM)电子衍射花样发现，这种析出物与基体晶格间存在确定的位向关系：000)*#∥000km*，[012]))ff[00l】析m-。加入微量的P能有效地提高Cu．3Ni一0．6Si基合金的强度和硬度，同时使6_Ni2Si析出颗粒的弥散度提高，尺寸减小，但会降低合金的导电率。加入少量的Cr能有效地提高Cu-3Ni．0．6Si基合金的强度和软化温度。此外，减少Cu-3Ni．0．6Si基合金中Si的含量有助于提高合金的导电率，但却降低了合金的强度。在形变后固溶时效工艺下，研究合金随时效温度和时间的变化时发现，时效温

4、度越高，6_Ni2si颗粒析出得越快，合金达到硬度峰值所需的时间就越短。到达峰值后，继续延长时效时间，析出的6州i2Sj随时效时间的延长不断长大，共格关系部分失落，颗粒间间距增大。同时。导电率随时效时间的延长不断地提高。根据试验结果和固态相变基本原理，推导出合金形变并固溶处理后，时效过程中导电率随时间变化的Avrami导电率动力学方程。本文对加工工艺调整的研究发现，在形变前进行固溶预时效能够提高合金的硬度、强度和导电率。另外，本文对预时效温度的研究结果表明，预时效温度的升高有利于提高含金的硬度。预时效温度越高，

5、合金能达到的最大导电率就越大。采用本文优化后的加工工艺和热处理后，文中设计的合金Cu．3Ni．0．6Si．0．2Cr的性能指标为：硬度215HV，强度919MP8，导电率45IACS％，延伸率12．2％，软化温度为690℃，膨胀系数为16．64x104侬，显示出优良的综合性能。此外，本文制备的Cu·3Ni一0．6sim．2cr_0．03P的抗拉强度能达到1061．3MPa，高于现有的铜基引线框架合金。与现有的Cu剞i-Si基合金相比，本文的合金在综合性能上具有一定的优势，因此展现出良好的应用前景。关键词：引线框

6、架，铜合金，Cu—Ni．Si，导电率，硬度，强度．软化温度．I．司陆掌位论文MicrostructureandPropertiesofCu．．Ni．．SiBasedMaterialsforLeadFrameandAdjustmentofProcessingTechnologyAbstractThematerialsforleadframeplaysanimportantroleinelectronicindustry,however,80percentsofthedomesticmarketdemandares

7、tilldependingonimport．Wmlt}ledevelopmentofIC’Smicrominiaturizationandhigh-densityelectronicpackage，thestrengthofmaterialsforleadframeisrequiredtobehigher．Cu-Ni-Sibasedmaterialsareakindofagingstrengtheningalloyswithbothhighstrengthandfairlygoodconductivity,an

8、daresuitableforleadframeapplications．InthepresentinvestigationfoUrCu-Ni-Sibasedalloysforlcadframeapplicationshavebeenpreparedinthisthesisandthemicrostructureandmechanicalpropertiesaswell雒electri