一種引線框架的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種引線框架的制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路對引線框架材料的要求很高。早期的引線框架材料是 Fe-Ni-Co合金，由于鈷價(jià)較高，使Fe-Ni-Co合金的價(jià)格也較高。最初開發(fā)的不含鈷的 Fe42Ni合金的強(qiáng)度和軟化溫度很高，但電導(dǎo)率和熱傳導(dǎo)率很低（電導(dǎo)率僅有3%IACS左右）。 在20世紀(jì)80年代初期，銅基合金材料以其良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱、耐腐蝕及沖壓、蝕刻、釬焊、 塑封、易加工等性能引起世人的廣泛關(guān)注。其中集成電路用引線框架材料約有85%是銅及 銅合金。高銅合金以其優(yōu)良的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性和價(jià)格低廉、加工成型性好等優(yōu)勢，取得了驚人 的發(fā)展。到目前為止，已開發(fā)出的銅基引線框架材料主要有CuNiSi系、CuFe系、CuFeP系及 CuCrZr系等，使用最多的有CuNiSi系，CuFe(P)系和CuCrZr系列次之。一般來說，電導(dǎo)率高 則強(qiáng)度低，強(qiáng)度高則電導(dǎo)率很難提高。
[0003]隨著信息產(chǎn)品向小型化、薄型化、輕量化、低能耗、高速化、多功能化和智能化發(fā) 展，以及集成電路(1C)向大規(guī)模(LIC)和超大規(guī)模(VLIC)方向發(fā)展，半導(dǎo)體集成電路封裝用 金屬材料（引線框架材料、引線材料、焊料)得到了很大發(fā)展，而作為封裝材料中一個(gè)關(guān)鍵組 成部分的引線框架其材料性能更是得到極大提高。目前，引線框架封裝密度、引線密度越來 越高，封裝引線腳數(shù)逐年持續(xù)高速增長，引線框架正向短、輕、薄、高精細(xì)度、多引線、小節(jié)距 的方向發(fā)展。伴隨引線框架向高精細(xì)發(fā)展，引線框架對材料的各種性能要求越來越全面、越 來越高。主要表現(xiàn)在:①引線框架的小型化要求其具有較高的強(qiáng)度和硬度;②集成度的提 高、引線框架的高密度化使得集成電路的功率大大增加，相應(yīng)的其要散發(fā)的單位體積熱量 也越多，這就要求引線框架材料能迅速地向外散熱，即要求有良好的導(dǎo)熱性;③為了減少 因工作頻率的提高而由電容和電感效應(yīng)所造成的不良影響，要求該材料具有更好的導(dǎo)電 性，材料的導(dǎo)電性高，框架上產(chǎn)生的阻抗就小，也利于散熱?？紤]到引線框架的工作環(huán)境與 制造應(yīng)用的需要，除具有上述的功能特性要求外，引線框架還應(yīng)具有:冷熱加工性能良好、 彎曲、微細(xì)加工和刻蝕性能好、釬焊性能好、使用中不發(fā)生熱剝離、電鍍性能好、樹脂的密著 性好等一系列加工特性。理想的引線框架材料抗拉強(qiáng)度應(yīng)大于600MPa，硬度HV應(yīng)大于130， 電導(dǎo)率(IACS)應(yīng)大于80%，抗軟化溫度大于500°C。
[0004] 目前引線框架材料有CuNiSi系、CuFe系、CuFeP系及CuCrZr系等。其中CuNiSi系 合金抗拉強(qiáng)度性能優(yōu)異在600-700Mpa，但是導(dǎo)電率（IACS)40%-50%，并且價(jià)格略高；CuFe 系、CuFeP系合金抗拉強(qiáng)度性能差，在400-550Mpa;導(dǎo)電率（IACS)優(yōu)良，在50%-70%，個(gè)別系列 甚至能達(dá)到92%(但是其抗拉強(qiáng)度性能只有402Mpa)<XuCrZr系合金抗拉強(qiáng)度性能優(yōu)異在 500-600Mpa，導(dǎo)電率（IACS)75%-85%;但是其硬度HV只有80-90，并且價(jià)格是CuFe系合金的 1.3-1.6倍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種高硬度、高電導(dǎo)率和軟化溫度的引線框架。
[0006] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種引線框架的制作方法，包括組份Mn、Si、Ni、Zn、Fe、 稀土Y、稀土Ce和Cu，各組分配比為：W(Mn)= 0 · 2%-0 · 33%、W(si)=0 · 49%-0 · 61%、W(Ni)=2 · 56%-2·95%、W(Zn)=l·2%-l·6%、W(Fe)=0·12%-0·18%、W(y)=0·001%-0·008%、W(Ce)=0·012%-0·028%，余 量為Cu; 制作步驟： (1) 、將〇11、]\111、3;[、附、211、？6、稀土￥、稀土06八種金屬按照上述配方量稱重，在中頻感 應(yīng)爐中，按照Cu、Mn、Si、Ni+Zn、Fe、稀土Y、稀土Ce的順序在氬氣保護(hù)下熔煉，熔煉溫度： 1200- 1250°C;用鐵模鑄成板坯； (2) 、將板還使用鋸床鋸切成尺寸為40 _xl00 _x600mm的鑄錠； (3) 、在加熱爐上將鑄錠在800°C上均勻化2h，放入水中急冷，車去表面缺陷得到棒狀 粗坯； (4) 、將棒材采用水洗去除表面雜質(zhì)，采用超聲波對棒材進(jìn)行無損探傷； (5)、對棒材進(jìn)行頭尾據(jù)切一矯直一復(fù)檢得到半成品A; (6) 、將半成品A進(jìn)行冷乳后再，用箱式電阻爐在900°C下退火1h進(jìn)行固溶處理，然后水 淬得到半成品B; (7) 、對半成品進(jìn)行拉拔一退火一拉撥，反復(fù)幾次，直到引線線徑達(dá)到2.24mm，根據(jù)需求 制的引線框架。
[0007] 本發(fā)明的有益效果是： 1、稀土Y、Ce的加入，提高了合金在高溫?zé)嶙冃芜^程中的變形應(yīng)力；添加稀土元素Ce、Y能夠有效促進(jìn)合金在熱變形過程中發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶，在同等條件下稀土元素Ce、Y的加入能 夠縮小合金在熱加工過程中的不穩(wěn)定區(qū)域，稀土元素Ce、Y的加入能夠細(xì)化晶粒，促進(jìn)合金 發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶，從而優(yōu)化引線框架的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能以及熱加工性能。使得該引線框架抗 拉強(qiáng)度在654-725MPa，電導(dǎo)率（IACS) 78.7-86.5%，抗軟化溫度 565-575°C。
[0008] 2、該引線框架在釬焊過程中，由于在CuNiSi系合金中加入Zn元素，銅合金和焊料 界面處形成偏聚層，能阻擋Cu元素向焊料中擴(kuò)散，從而阻礙脆性金屬間化合物層的形成， 改善銅合金與焊料的結(jié)合情況，從而提高合金的釬焊性。如在160°C下保溫1000h后，銅合 金與焊料間結(jié)合力良好。
[0009] 3、該引線框架制備工藝簡單，不需要專門的淬火時(shí)效工序，只要對成品退火即可， 降低了材料的生產(chǎn)成本。
[0010] 4、Mn元素改善引線框架的改善了耐高溫和抗疲勞性能，引線框架最優(yōu)加工工藝變 形溫度為760-780°C。
[0011] 5、Fe的加入使引線框架的導(dǎo)電率提高了2-5%，但是與Cu-Fe(P)系引線框架相 比，該引線框架沒有磁性，這在對引線框架材料要求日益嚴(yán)格的今天更具重要意義。 【具體實(shí)施方式】[0012] 實(shí)施例： 該引線框架材料各組分配Κ*:Ι(Μη)=0·2%-0·33%、Ι?υ=0·49%-0·61%、Ι(Νυ=2·56%-2·95%、W(Zn)=l·2%-1·6%、