形變/熱處理對Cu-Ni-Si-Mg合金組織和性能的影響

  引(yin)(yin)線框(kuang)架是半導(dao)體元(yuan)器件(jian)(jian)和(he)集(ji)成電(dian)(dian)路封(feng)裝的(de)主要部(bu)件(jian)(jian),在集(ji)成電(dian)(dian)路中起著(zhu)固(gu)定芯(xin)片、傳(chuan)遞(di)電(dian)(dian)信號以及散發熱量(liang)保護內部(bu)元(yuan)件(jian)(jian)的(de)作用。隨著(zhu)集(ji)成電(dian)(dian)路向高(gao)(gao)密(mi)度(du)、小型(xing)化、多功能化發展,對引(yin)(yin)線框(kuang)架材料的(de)性(xing)能要求(qiu)越來越高(gao)(gao),其必須(xu)同時(shi)具(ju)備高(gao)(gao)強度(du)、高(gao)(gao)導(dao)電(dian)(dian)性(xing)和(he)良好的(de)導(dao)熱性(xing)等綜(zong)合性(xing)能。Cu-Ni-Si合金(jin)屬于時(shi)效強化型(xing)合金(jin),其特點是具(ju)有(you)很(hen)高(gao)(gao)的(de)強度(du),近(jin)年來國外有(you)關(guan)Cu-Ni-Si引(yin)(yin)線框(kuang)架材料得到了快(kuai)速的(de)發展,而我(wo)國所需的(de)Cu-Ni-Si引(yin)(yin)線框(kuang)架材料仍(reng)需大量(liang)進口。

  目(mu)前國內外(wai)有關時效(xiao)對(dui)Cu-Ni-Si-Mg合金(jin)組織性能的影響已(yi)有文獻(xian)報道,而形變/熱處理(li)工藝對(dui)該(gai)合金(jin)性能影響的研究未(wei)見(jian)相(xiang)關報道。針對(dui)于(yu)此,本文結合生產實際探討了不同形變量和熱處理(li)工藝對(dui)Cu-Ni-Si-Mg合金(jin)性能的影響規律,為我(wo)國Cu-Ni-Si-Mg合金(jin)盡快的產業化(hua)生產提供依據(ju)。

  試(shi)(shi)(shi)驗用(yong)(yong)Cu-Ni-Si-Mg合金成分(fen)(質(zhi)量分(fen)數,%)為:Cu-2.8Ni-0.7Si-0.15Mg。采用(yong)(yong)ZG-0.01型10kg中頻(pin)感應爐(lu)熔煉,澆注溫(wen)(wen)度(du)1300~1350℃,經(jing)剝皮熱(re)軋成厚度(du)為20mm的板材(cai),之后(hou)再(zai)線切割成薄片試(shi)(shi)(shi)樣。將試(shi)(shi)(shi)樣經(jing)900℃固溶(rong)處理(li)后(hou),進(jin)(jin)行(xing)(xing)不同變形量的冷軋變形,并觀察和測(ce)試(shi)(shi)(shi)變形后(hou)試(shi)(shi)(shi)樣的金相(xiang)組織和顯(xian)微(wei)硬(ying)度(du);然后(hou)對變形后(hou)的試(shi)(shi)(shi)樣進(jin)(jin)行(xing)(xing)時效處理(li),時效溫(wen)(wen)度(du)為450℃,時效時間(jian)分(fen)別(bie)為0.25、0.5、1、2、4、6及(ji)8h。最后(hou)測(ce)量時效處理(li)后(hou)試(shi)(shi)(shi)樣顯(xian)微(wei)硬(ying)度(du)和電導(dao)率的變化(hua)情(qing)況。

  Cu-Ni-Si-Mg合(he)金經冷軋(ya)變形(xing)(xing)(xing),其等(deng)軸晶組(zu)織隨變形(xing)(xing)(xing)量(liang)的增大(da)(da),晶粒沿變形(xing)(xing)(xing)方向逐漸伸(shen)(shen)長,變形(xing)(xing)(xing)量(liang)越大(da)(da),則(ze)伸(shen)(shen)長越顯(xian)著,當變形(xing)(xing)(xing)量(liang)很大(da)(da)時,其組(zu)織呈(cheng)纖維(wei)狀;硬(ying)度隨變形(xing)(xing)(xing)量(liang)的提高(gao)而增大(da)(da),80%變形(xing)(xing)(xing)后硬(ying)度值為299HV。

  Cu-Ni-Si-Mg合(he)金(jin)(jin)經(jing)不同(tong)冷(leng)變(bian)形量(liang)的(de)形變(bian)處理(li)后(hou)在(zai)相同(tong)溫(wen)度下時(shi)效后(hou),初期顯微硬度和電導率(lv)快速上升,隨后(hou)到達(da)峰值后(hou)并緩慢下降。Cu-Ni-Si-Mg合(he)金(jin)(jin)固(gu)溶后(hou)經(jing)80%變(bian)形時(shi),在(zai)450℃時(shi)效6h后(hou)可得到良(liang)好的(de)綜合(he)性能,此時(shi)顯微硬度為(wei)305HV,電導率(lv)為(wei)36%IACS。