《大规模集成电路用铜基引线框架材料的关键技术及产业化》

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项目在国家863、科技支撑计划、国家自科基金等项目支持下,经过20余年不断研究,通过强化相体系设计、尺寸和分布的有效控制等一系列关键制备加工技术开发与集成,在铜基体中引入特定的纳米级析出相,并实现其均匀弥散分布,研发出满足特殊性能要求的引线框架材料并实现了主要工序的短流程生产。

主要科技创新如下:

1、研制出具有国际先进水平的大规模集成电路引线框架材料,实现工业化生产。项目组历时十余年研究了Cu-Fe-P系合金的合金化,熔炼工艺,轧制工艺与热处理工艺协调控制析出相尺寸和分布,板型控制等关键技术,实现了铜带和异型带的工业化的生产,大幅度提升中国集成电路引线框架用铜合金的综合技术水平,市场占有率达到65%以上,改变了中国该类产品全部依靠进口的局面。

2、开发具有自主知识产权的超高强度Cu-Ni-Si系铜合金。首次发现Cu-Ni-Si合金在时效早期存在亚稳有序相,提出了Cu-Ni-Si合金强化相的相变贯序:过饱和固溶体→L12有序相→β-Ni3Si相→δ-Ni2Si相;实现了超高强度Cu-Ni-Si系铜合金的产业化生产。

3、高强高导Cu-Cr-Zr系合金析出组织控制强化技术。首次发现Cu-Cr-Zr-Mg合金随着时效温度变化,出现CrCu2(ZrMg)、Cu4Zr、Cu5Zr和单质Cr相析出,且有规律变化;首次设计了引线框架Cu-Cr-Zr-Mg合金二级变形时效生产工艺路线,成功实现其棒材、型材的工业化生产。

4、引入短流程连续挤压成型技术,实现高性能引线框架铜合金低成本、低能耗、低投入、高效率规模化生产。设计制造了适用于紫铜、高强度铜合金的板材、异型带材的大型短流程制造装备以及高强度铜合金的连续挤压短流程成型技术,设计并制造了国际上第一台700型连续挤压机。

项目成果打破了国外技术封锁,满足了中国电子封装、航空航天、武器装备、点焊电极等领域战略安全需求,为中国的铜加工行业的可持续发展提供了技术保障。

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