KFC引线框架铜合金带材的生产工艺研究

摘 要：引线框架用铜带是集成电路的重要基础材料。KFC合金是具有代表性的高导电引线框架材料之一。本文在分析和比较国内厂家生产的KFC引线框架铜带与韩国优质KFC样品的性能和指标的基础上，进一步分析研究了不同熔铸工艺、水平连铸工艺、轧制工艺及热处理工艺对KFC引线框架材料组织和性能的影响。分析结果将对优化KFC引线框架带材的生产工艺提供依据。
关键词：引线框架材料；铜合金；KFC；组织性能；生产工艺

集成电路（IC）是现代电子信息技术的核心，是现代科学技术发展的重要标志之一。集成电路的基础材料包括芯片、引线框架和封装材料，其中引线框架起到支撑芯片、连接外部电路和散热的作用。随着集成电路向大规模、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具有高强度、高导电导热性以及良好的焊接性、耐蚀性、加工成型性、塑封性能、光刻性、抗氧化性等一系列综合性能。铜合金以其优异的综合性能而成为重要的引线框架材料，目前，铜合金引线框架材料已经占到总量的80%左右。
铜合金引线框架材料主要是采用复杂合金化原则，通过向铜中加入少量、多元的合金元素，在小幅度降低导电率的前提下，提高合金的强度和综合性能。添加元素在铜中的固溶度随着温度降低有很大变化，利用固溶强化和沉淀强化达到高强度高导电的目的。目前，国内外开发的引线框架用铜合金已有百余种，按材料的性能基本可分为高导电型、中导电中强度型、低导电中强度型和高强度型；按合金的成分分类，主要有铜-铁-磷系、铜-铬-锆系、铜-镍-硅系和铜-银系等。
虽然铜合金引线框架材料种类繁多，但是目前大量使用的只有KFC、C1220和Cl94三种。其中Cu-Fe-P系的KFC（Cu-0.1Fe-0.03P）是最具代表性的高导电材料之一，其导电率≥85%IACS，强度约400MPa，硬度HV120左右[1,2]。
铜合金引线框架材料的生产水平代表着一个铜加工企业技术水平的高低。目前，国内主要有四家企业生产引线框架用铜合金带材，但普遍存在生产规模小、品种规格少、质量精度差等问题，与国外同类产品相比，还存有较大差距。国产框架材料大都用于低端产品，而用于高端产品的引线框架材料几乎完全依靠进口。不仅使国家每年花费大量外汇，而且也制约了我国电子信息产业，尤其是集成电路制造业的生产和发展。需要从各个工序着手解决问题，本文仅从熔铸工艺、轧制及热处理工艺等方面，对广泛使用的高电导材料KFC的组织、性能进行了研究，并将两家国内公司生产的KFC样品与进口样品进行了对比分析，为进一步提高我国引线框架铜带生产的技术水平，缩小与国际先进水平的差距，促进引线框架材料的国产化提供参考。