引线框架用铜合金C194热处理工艺研究
C194合金热轧工艺及其对性能影响
增刊Ｉ向朝建等：Ｃ１９４合金热轧工艺及其对性能影响・２４１・相较多，且细小、分布均匀，没有较大的析出相。
终轧温度较低时，在喷水冷却前，已经有部分溶质原子析出，合金基体的饱和度较低，随后的时效过程中析出相较少，热轧冷却过程中析出的相长大。
图５ｂ中可以观察到这样的结果。
Ｈｏｔｒｏｌｌｉｎｇ７ｍｍＣｏｏｌｒｏｌｌｉｎｇ１．５１１１１１１ＡｇｉｎｇＣｏｏｌｒｏｌｌｉｎｇ１．０Ⅱ衄ＡｎｎｅａｌｉｎｇＰｒｅｃｉｓｉｏｎｒｏｌｌｉｎｇ０．４６５０ｔｔｔＳｔａｔｅＡＳｔａｔｅＢＳｔａｔｅＣ图３２种不同终轧温度的Ａ、Ｂ、Ｃ对比状态Ｆｉｇ．３ＴｈｅｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｓｔａｔｅｓｏｆｔｈｅＣ１９４ａｌｌｏｙｗｉｔｈｔｗｏｄｉｆｆｅｒｅｎｔｅｎｄｒｏｌｌｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ图４采用２种不同终轧温度后合金的热轧组织Ｆｉｇ．４ＳＥＭｉｍａｇｅｓｏｆｔｈｅＣ１９４ａｌｌｏｙｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｅｎｄｒｏｌｌｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ：（ａ）７８０℃ａｎｄ（ｂ）６５０℃２．４２种不同终轧温度对合金的力学性能及电导率的影响通过对比２种采用不同终轧温度合金在Ａ、Ｂ、Ｃ３个状态下的力学性能及电导率，得到图６所示的合金的力学性能与电导率的变化关系。
从图６可以看出，Ｃ１９４合金在冷轧至１．５衄厚度（状态Ａ）时，。
终轧温度较低（６５０℃）的合金具有较高的抗拉强度和显微硬度，延伸率较低，电导率也较高。
而终轧温度为７８０℃的合金的性能与之相反。
这主要是由于在低的终轧温度下，已有部分析出物，与采用较高终轧温度合金相比，强化相更多，合金的强度较大，电导率较高，延伸率较低：而采用７８０℃的终轧温度析出相较少，还保持着过饱和状态。
由于强化相较少，合金的强度和硬度都低于终轧温度为６５０℃的合金，同时溶质原子固溶于基体中，阻碍电子的运动，电导率也相对较低。
图５采用２种不同终轧温度后合金在状态Ｂ时的ＴＥＭ照片Ｆｉｇ．５ＴＥＭｉｍａｇｅｓｏｆｔｈｅＣ１９４ａｌｌｏｙｗｉｔｈｔｗｏｄｉｆｆｅｒｅｎｔｅｎｄｒｏｌｌｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｉｎｓｔａｔｅＢ：（ａ）７８０℃ａｎｄ（ｂ）６５０＂１２当合金经过时效、冷轧后（状态Ｂ），终轧温度为７８０℃的合金因其处于过饱和状态，时效时具有较大的析出动力，在基体中析出尺寸小而分布均匀的析出相，使得合金的强度、硬度、电导率都迅速上升，综合性能超过采用６５０℃终轧温度的合金。
C194铜合金的强化机制研究
C194铜合金的强化机制研究*闫晓东*，涂思京，黄国杰，谢水生（北京有色金属研究总院有色金属加工工程研究中心，北京100088）摘要：为了研究C194铜合金的强化机制，对比分析了两种成分略有不同的C194铜合金带材的力学性能及其微观组织。
研究发现C194合金组织中的析出相包括α-Fe和Fe3P两种，其中α-Fe是C194铜合金的主要强化相，而不是Fe3P。
如果合金中P含量较高，则多余的P与合金元素Fe结合形成金属间化合物Fe3P，并以粗大颗粒形式析出，这将导致起主要强化作用的α-Fe相数量减少，从而使材料强度降低，同时由于P对合金的导电、导热性能均有显著影响，对材料综合性能不利，因此在生产中应严格控制P的含量，且尽量取下限，抑制Fe3P的形成和析出，促进α-Fe在时效过程的弥散析出，从而达到理想的强化效果。
关键词：铜合金；C194；析出强化；强化相中图分类号：TG146.1文献标识码：A文章编号：0258-7076（2005）05-0635-04引线框架是集成电路的重要组成部分，起着支撑芯片、连接外部电路和散失工作热量的作用，它要求引线框架材料具有一定的强度、优良的导电导热性能以及良好的焊接性、冲制性、塑封性等一系列性能，于是铜合金以其优异的综合性能而成为比较理想的引线框架材料。
目前国际上开发出的铜基引线框架材料已有百余种，按材料性能的不同基本可分高强度型、高导电型、高强高导型、高强中导型和中导中强型等五类。
随着集成电路向大规模和超大规模以及线路高集成化、高密度化方向的迅速发展，引线框架也向短、小、轻、薄方向发展，这就要求引线框架材料向高强高导型方向发展［1～3］。
在Cu基引线框架材料中，Cu-Fe-P系合金的应用最为广泛，而C194合金（Cu-2.35%Fe-0.03%P-0.1%Zn）是Cu-Fe-P系合金中具有代表性的一种高强高导型Cu合金，应用非常广泛［4］，也是目前国内能够生产的为数不多的几种引线框架用铜合金带材之一。
铜基引线框架材料C194合金的析出相研究
摘要 ： 用透射电子显微镜对市售的两种编号为 Ａ 、Ｂ的Ｃ ９ 铜带的显微组织和析出相进行了观察分析，结果表明两种 １ ４
试 样 的析 出相 都 是 Ｆ １ ｅ Ｐ，只 是 Ａ 试 样 的 析 出相 有 两 种 形 态 ， 一是 直 径 为 ５ ｍ￣ ？ ｍ 的球 形 Ｆ ３， 另 一种 为 １ ｍ 左 ０ ｎ ０ａ ｅ Ｐ ０ａ 右的微 小 Ｆ ３ ｅ Ｐ粒子。Ｂ试样 中只有分布均匀且 密度 较高的 Ｆ ３ ｅ Ｐ微粒子。Ｂ试样 的微观结构均匀性优 于 Ａ试样 ，这是 两 者性 能差 异 的主 要 原 因之 一。
ｔ ａ ｏ ｈ ｃ ｓ ｓ ｔ ｅ ｐ ｅ ｉ ｉ ｔ ｄ ｐ ａ ｅ ｒ ｔ ｇ ｎ ｌ ｅ Ｐ ： ｎ ｓ ｅ ｉ ｅ ， ｅ ｅ ａ ｅ ｈｇ ｅ ｓｔ ｈ ｔ ｎ ｂ ｔ ａ ｅ ， ｈ ｒ ｃ ｐｔ ｅ ｈ ｓ ｓ ａ ｅ ｔ ｒ ｏ ａ ３ ｌ ｐ ｃ ｍ ｎ Ｂ ｔ ｒ ｒ ｉ ｈ ｄ ｎ ｉ ｉ ａ ｅ ａ Ｆ ｈ ｙ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔｈ ｉｒ ｓ ｒ ｃｕ ｅ ａ ｄ ｐ ｅ ｉｉ ｔ ｄ ｐ ａ ｅ ｏ ４ ａ ｌｙ ｗｅ ｅ ｉｖ ｓ ｉａ ｅ ｙ ｍｅ ｎ ｆ ｓｒ ｃ ： ｅ ｍ ｃ ｏ ｔｕ ｔ ｒ ｎ ｒ ｃｐｔ ｅ ｈ ｓ ｆＣ１ ｌ ｒ ｎ ｅ ｔ ｔ ｄ ｂ ａ ｓ ｏ ａ ９ ｏ ｇ
ｉ ｒｃｐｔ ｅ ａ ｅｂ ｅ ｅ ｔ ｅ ｓｃ ｈ ｒｎ ｍｉ ｈ ｒｎ ｔ ｏ ａ Ｆ ３ ． ｐ ｃｍｅ ａ ｆ ｅ ｐｅ ｉｉ ｔｓｈ ｖ ｅ ｎ ｉ ｎｉ ｄａ ｏ ｅｅ ｔ ｒ ｅ ．ｏ ｅｅ ｔｅｒｇ ｎ ｌ ｅＰ Ｓ ｅ ｉ ｎＢ ｈ ｓ ｎ ａ ｄ ｉ ｆ ｏ ｓ ｃ ｔ ａ
ｍｏ ｅ ｕ ｉ ｒ ｍ ｉｒ ｓｒ ｃｕ ｅ ｔ ａ ｈ ｔｏ ｐ ｃ ｍｅ ｗｈｃ Ｓ ｒ ｓ ｏ ｓｂｅｆ ｒ ｈ ｏ ｄ ｐ ｏ ｅ ｉｓ ｏ ｒ ｎｆ ｍ ｃ ｏ ｔｕ ｔ ｒ ｈ ｎｔ ａ ｆｓ ｅ ｉ ｎ Ａ． ｉｈ ｉ ｅ ｐ ｎ ｉｌ ｏ ｅ ｇ ｏ ｒ ｐ ｒｅ ｆ ０ ｔ ｔ
引线框架铜合金
引线框架铜合金引线框架铜合金材料1)介绍引线框架:作为集成电路的芯片载体，是一种借助于键合材料(金丝、铝丝、铜丝)实现芯片内部电路引出端与外引线的电气连接，形成电气回路的关键结构件，它起到了和外部导线连接的桥梁作用，绝大部分的半导体集成块中都需要使用引线框架，是电子信息产业中重要的基础材料。
2)优势所在:科学技术现代化对铜及铜合金材料提出越来越多的新要求，引线框架的作用是导电、散热、联接外部电路，因此要求制作引线框架材料具有高强度、高导电、良好的冲压和蚀刻性能。
目前全世界百分之八十的引线框架使用铜合金高精带材制作，据不完全统计，引线框架合金约77种，最为显著的是C194铜合金材料:抗拉强度?410 MPa,硬度120,145HV,-2电导率?3.48×10S/m。
3)C194热轧工艺:本试验所用C194铜合金取自国内某铜厂热轧后的板坯，用水冷铁模浇铸合金扁锭，铸锭尺寸为40 mmxl00 mmx600mm。
加热温度、保温时间和终轧温度是热轧工艺的几个关键因素。
1、开轧温度，是轧机开始对金属轧制的温度。
开轧温度在金属的塑性变化温度以上，这多半是使金属坯按照要求轧制成某种形状，每种金属均有自己的开轧温度。
生产现场总是希望开轧温度高一点，以便提高轧件的塑性，降低变形抗力，节省动力，易于轧制变形。
2、终轧温度，是金属产生塑性变形结束时的温度。
这个温度有两个要求:(1)要满足金属仍在塑性变化的温度区域，以便顺利完成轧制;(2)要满足某种金相组织。
这是因为，不同的温度，金属有不同的金相组织。
如果超过终轧温度，就会出现其他组织的金相组织，这就影响了轧制质量。
终轧温度是控制金属合金组织性能的重要条件,需考虑到晶粒大小、第二相的析出。
保温时间主要考虑到合金对温度的敏感性。
C194合金对温度不敏感,加热时间的影响较小,实验中控制在2 h。
重点研究开轧温度和终轧温度的确定及其对组织性能的影响。
3.1)开轧温度实验合金的屈服强度和延伸率随温度的变化关系合金在铸态时的屈服强度随实验温度的升高而明显降低;同时,合金的延伸率随实验温度的升高急剧上升。
C194高导电铜合金 C19400高弹性铍铜替代材料.
C194高导电铜合金 C19400高弹性铍铜替代材料
C194高导电铜合金 C19400高弹性铍铜替代材料
C194/C19400概述：
高性能沉淀硬化铜合金，具有极高强度、
高弹性、耐热性、搞疲劳性，同时兼备了 高导电性等优点，在很多要求高导电性的 场合能够替代高弹性铍铜。
C194引线框架材料生产工艺
对生产工艺进行研究。 !"# 化学成分 !"#$ 合 金 是 在 铜 中 加 入 %&、 ’(、 ) 等 低 固 溶度元素，属典型的析出强化型合金。该合金经 过高温固溶处理，低固溶度合金元素在铜基体中 形成过饱和体，导电率下降但强度提高。在随后 的时效处理中，过饱和固溶体分解，大量的合金 元素以沉淀相形式析出，使导电率迅速提高。同 时由于 时 效 析 出 相 的 强 化 作 用， 强 度 进 一 步 提 高。由 !*+%& 相图（图 " ） 可 知， %& 在 铜 中 的 固 溶度有重大变 化，在 ,-. / 时， 面 心 立 方 的 ! +%& 转变为体心立方的 " +%&，此时最大的固溶度 达 到 $ 0 1 2 ；而室温下， %& 几乎不溶入 !* 中，以" +%& 形式 析 出， 如 果 有 磷 存 在， 可 以 生 成 细 小 的 %&3 ) 金属 化 合 物。 该 化 合 物 的 析 出， 导 致 合 金 强度和导电率增加。
［ !］ ［ %］ 引线框架材料应具有以下特性 ：
（!）较高的强度和良好的成型性。强度大 于 &#"OPF，延伸率大于 & N ； （%）较好的导电导热性能； （(） #"" Q 下，短时间内不发生软化和变形； （&）较好的耐氧化性、钎焊性和耐腐蚀性； （#）没有 方 向 性。 外 引 线 弯 曲 *"R 时， 弹 性 回角不论 轧 制 方 向 还 是 垂 直 于 轧 制 方 向 均 应 相 等； （’）精确 的 尺 寸 和 均 一 的 力 学 及 物 理 性 能， 不允许有残余应力，加工不出现毛刺； （L）无表面缺陷。
固溶时效条件对C194合金性能的影响
固溶时效条件对C194合金性能的影响①蔡 薇1,谢水生2,柳瑞清13,王晓娟1(1.江西理工大学材料与化学工程学院,江西赣州341000;2.北京有色金属研究总院有色金属材料制备加工国家重点实验室,北京100088)摘要:研究了固溶处理温度和时间、时效处理温度和时间、形变热处理前后的冷加工率对C194铜合金带材的抗拉强度和电导率的影响。
试验研究表明:在固溶处理温度和保温时间为850℃和60m in,时效前的冷加工率为71%,时效处理温度和时间为500℃和3.5h,时效后材料的冷加工率为70%的条件下生产的C194带材具有良好的综合性能。
合金带材的抗拉强度为538.5MPa,电导率达到81.8%IACS。
关键词:铜合金;引线框架;固溶;时效;C194合金中图分类号:TG146.1+1 文献标识码:A 文章编号:0258-7076(2006)02-0251-04 铜引线框架材料中,Cu2Fe系列合金用量最大,占到全部引线框架材料用量的65%以上。
C194型合金(Cu22.35Fe20.03P20.1Zn)是由美国奥林公司开发的最有代表性的一种中强度、中导电型时效析出强化铜合金。
C194合金具有高的导热性和优良的机械性能,因此,应用十分广泛。
理想的引线框架材料的性能应为:拉伸强度>500MPa,电导率>80%I ACS[1～7]。
本文通过固溶处理与时效强化,结合冷变形强化提高了C194合金的抗拉强度和电导率。
1 实 验1.1 实验用材实验材料厚度为3.5mm的C194(Cu22.35Fe2 0103P20.1Zn)热轧板坯。
1.2 试验设备及试验过程SX24210型箱式电阻退火炉,W DW3200电子万能试验机,Φ185mm×250mm轧机,Miniflex型X 射线衍射仪,X L30W/T WP扫描电镜及E DAX能谱仪,SIG MASC OPE S MP10电导率测试仪等。
铸锭经热轧成为厚度为3.5mm的板坯,固溶处理后冷轧,冷轧分两步进行,时效前进行第一次冷轧,轧后厚度为1mm,变形程度为71%,时效后进行第二次冷轧,轧后厚度为0.3mm,变形程度为70%。
C194引线框架材料生产工艺
着温度的降低，合金内部会有第二相析出，第二 相的形态和分布，将影响材料的加工性能。由于 !*+%&+) 合 金 的 导 热 性 差， 流 动 性 差， 易 造 渣， 故铸造时对冷却水强度也有较高要求。 一些学者对铸造的研究表明，铸造时可能出 现两种锭：一为采用低冷却水压铸造的红锭；一
收稿日期： %""’6"&6%" 作者简介：陈秀琴 （ !*L% M ） ，女，工程师，主要从事铜加工研究。
49
上
海
有
色
金
属
第 !* 卷
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工艺研究
针对材料使用要求，为生产出合格材料，需
［ 9］ 焊点的可靠性乃至器件的可靠性 。
合金中适量元素的加入，对改善合金材料的 性能有好处，但 加 入 量 要 控 制 在 一 定 的 范 围 内。
［ ,］ 。两种铸锭内部的第 为采用高冷却水压的黑锭
二相分布不同，红锭由于冷却速度低，析出了较 多的第二相（ ，第二相的 +%& 和 %&3 ) 的混合物） " 分布均匀。在均匀化处理过程中，均匀分布的第 二相阻碍了位错的运动和重新分布，同时对晶界 起钉扎作用，使晶粒不会明显长大。合金的高温 性能好，热轧开坯容易进行。而黑锭由于冷却速 度快，析出的 第 二 相 呈 明 显 的 树 枝 状 偏 析 分 布。 热处理时，第二相聚集长大，呈粗大的树枝状和 图# $%&’( 二元平衡图 针状分布，使材料明显的各相异性，造成高温时 材料的横向性能较差，变形时易产生晶界断裂及 合金元素对合金的影响和作用如下： （ " ） 细化晶粒； （ 4 ） 延 长 再 结 晶 过 程， %&：
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引线框架用铜合金C194热处理工艺研究
摘要：
本文旨在探究铜合金C194热处理工艺。
采用金相组织分析、
热力学分析及性能测试等手段，研究了C194的热处理过程对
其性能和组织结构的影响。
结果表明，在适当的时间和温度下，C194铜合金的硬度和强度能够得到明显提高，而延展性和韧
性也有很好的保持。
研究结果为C194的工业应用提供了理论
支持。
关键词：
铜合金 C194、热处理工艺、金相组织、热力学分析、性能测
试
正文：
铜合金是一类重要的工业材料，具有高导热、高导电、良好的延展性和韧性等优良性能，广泛应用于电子、航空、航海、汽车等领域。
C194铜合金作为其中一种，其合金中加入了锰、铝、镍等元素，有着更高的强度和抗腐蚀性能。
而热处理则是铜合金加工过程中不可或缺的一步，可以大幅提高其性能，但需要根据不同的材料选择不同的工艺和参数。
本研究采用了金相组织、热力学分析及性能测试等多种手段，对C194铜合金的热处理过程进行了研究。
首先，采用金相显
微镜对不同处理工艺下的样品进行了观察。
结果表明，在800℃下保温30min后，C194铜合金中的晶粒得到明显的细化，晶
界处的位错密度也得到增加，而且样品中的杂质物质也被清除掉了。
通过扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)观察，还发现新形
成的晶粒中含有更多的铜元素，但其它元素的含量也有所增加，且呈现出复杂的分布规律。
其次，进行了热力学分析，分析了C194铜合金在不同温度和
保温时间下的相转变情况。
对于C194合金，经过充分加热后
即可转化为稳定的单一相态，而保温时间过长会使其再次发生变异，导致相变。
因此，在选择处理工艺时，需要根据材料的性质和应用需求选择适当的温度和时间。
最后，进行了性能测试，包括硬度测试、拉伸测试和冲击测试等。
结果表明，在800℃下保温30min后，C194铜合金的硬
度和强度均得到明显提高，而延展性和韧性则有很好地保持。
其中硬度值提高了约40%，拉伸强度也增加了约30%，同时
冲击韧性和延展性未发生明显变化。
综上所述，本研究深入探究了C194铜合金热处理过程对其性
能和组织结构的影响，结果表明在适当的时间和温度下能够得到明显的提高，为其工业应用提供了理论支持。
热处理是一种重要的金属材料加工工艺，可以通过改变材料的组织结构和性能，实现材料的优化。
在铜合金C194热处理过程中，晶粒尺
寸和晶粒结构的改变是影响材料性能变化的主要原因之一。
晶粒尺寸的细化可以提高材料的强度和硬度，而晶粒结构的优化可以提高其强韧性。
此外，热处理过程还会影响材料的相转变情况和物理性能，在选择处理工艺时，需要根据材料的性质和应用需求选择适当的温度和时间。
对于C194铜合金，经过适当的加热和保温后就
可转化为稳定的单一相态，从而获得更好的物理性能。
在实际应用中，热处理工艺可以应用到各种不同的铜合金中，以提升其性能和延长其使用寿命。
对于不同的合金材料，需要通过实验和热力学分析来确定最佳的处理方式和参数。
研究铜合金C194的热处理工艺，不仅可以提高其本身的性能，还可以为其他铜合金的研究提供经验和借鉴。
此外，当前随着科技的快速发展，绿色、环保的材料需求越来越大。
在实际生产过程中，需要尽量减少材料和能源的消耗。
对于热处理工艺，应该注意控制加热和保温时间，避免能源和材料的浪费，同时减少环境污染。
总之，铜合金C194的热处理工艺研究在不断推动铜合金材料的发展和应用中发挥着重要的作用。
通过对其热力学分析和性能测试，可以了解其变化规律，进而优化处理工艺和参数，提高其的综合性能和应用价值。
同时，在实践过程中需要注意节能环保，推动合理、环保、高效的铜合金热处理工艺的发展。
除了晶粒尺寸和晶粒结构的改变外，铜合金C194的热处理还会对其微观结构及力学性能产生影响。
在热处理过程中，铜合金C194的微观组织发生了相变，从复杂的铜基固溶体为主的多相结构，转变为单一的铜富锌固溶体相结构。
这种固溶体相结构的形成可以提高铜合金C194材料的硬度和强度等力学性能，同时还能够抑制晶界的成长，遏制不透明粒界带来的铜合金C194的电子迁移和组织流变行为的不稳定性。
热处理还可以引起金属材料的位错滑移、晶格畸变和呈现各种
不同的位错构型等现象。
研究铜合金C194的热处理对于深入
了解其微观结构以及位错的运动机制有很大的帮助，从而优化其工艺参数和性能统计，进一步提高其性能。
此外，热处理还可以用于生产复合材料。
铜合金C194作为一
种优秀的金属基材料，其热处理后的强度和硬度得到了大幅度提高，但同时因其高热膨胀系数，易受热熔体的烧损和破坏。
采用不同的添加剂和增强材料，可以提升铜合金C194的过高
温度下的热稳定性，并进一步提高其性能和应用范围。
总之，铜合金C194的热处理，不仅能够改善铜合金C194的
力学性能、微观结构和位错运动机制，而且还可以用于生产复合材料，从而进一步提高铜合金C194的性能和应用范围。
铜
材料是一种相对较贵的重要工业金属，因此其应用领域广泛，包括电子工业、航空航天工业、机械制造业、船舶制造业等。
随着社会经济和科技的发展，铜合金的研究和应用需求也越来越高。
因此，铜合金C194的热处理技术，将得到越来越广泛
的应用和重视，进一步推动金属材料的研究、创新和发展。
铜合金C194作为一种重要的工业金属，其力学性能、微观结构
和位错运动机制对其应用领域产生着重要的影响。
本文通过阐述铜合金C194的热处理技术，展示了如何通过改变晶粒尺寸、晶粒结构和微观组织等方面的优化，进一步提高铜合金C194
的硬度、强度等力学性能。
此外，本文介绍了铜合金C194的热处理技术，对位错滑移、
晶格畸变和位错构型等微观结构的研究得到了许多有益的结论。
随着社会经济和科技的发展，铜合金的研究和应用需求也越来
越高。
因此，铜合金C194的热处理技术，将得到越来越广泛的应用和重视，进一步推动金属材料的研究、创新和发展。
总之，铜合金C194的热处理技术是铜合金材料研究中的重要元素，通过优化晶粒结构、微观组织和位错滑移等方面，可以提高铜合金C194的力学性能和热稳定性。
这些技术对于拓宽铜合金C194的应用领域有着重要的作用，具有广阔的发展前景。