鐵鎳合金包無氧銅低阻封裝引線的製造方法
2023-10-08 06:37:39 1
專利名稱：鐵鎳合金包無氧銅低阻封裝引線的製造方法
技術領域：
本發明涉及一種鐵鎳合金包無氧銅低阻封裝引線的製造方法。
背景技術：
隨著控制技術的發展，在電子裝置中需要越來越多的大電流元器件，如大電流固體繼電器、大電流DC/DC轉換器、大電流VDMOS、開關管等，這些器件因為電流大，一般採用金屬外殼。由於大功率器件金屬外殼，通常採用銅底座、鋼密封框，或鋼底座，就必須研製大電流低阻封裝引線，要求其電阻小，膨脹係數與基板材料大致相同。過去國內只有4J29可伐包銅絲，做可伐玻璃匹配坎培拉用低阻引線。但因可伐的熱導率很小，導熱性差，其熱導率只有銅的1/23、鋼的1/3.5，價格又貴，4J29可伐包銅絲複合引線與銅、鋼等基板材料的熱膨脹係數嚴重失配，無法實現氣密封接。因此研製高質量的鐵鎳合金包銅引線是非常必要的，但在製造該複合引線時，一般採用鐵鎳合金4J50包紫銅，往往會造成銅芯與鐵鎳合金接合處空洞較多，漏氣率高。
發明內容
本發明提供一種鐵鎳合金包無氧銅低阻封裝引線的製造方法，採用該方法製造的封裝引線中的鐵鎳合金與無氧銅杆的接觸面相互滲透，結合牢固，可實現氣密封裝，電阻小。
本發明的技術方案如下鐵鎳合金包無氧銅低阻封裝引線的製造方法，它包括下列工藝步驟步驟一，選用質量比為Fe50Ni50的鐵鎳合金圓管和無氧銅杆材，兩者反覆清洗後獲新鮮表面，將無氧銅杆材嵌套入鐵鎳合金圓管中得複合坯材，無氧銅杆材的直徑稍小於鐵鎳合金圓管的內徑，兩者之間留有一定間隙；步驟二，複合坯材冷定壁複合將複合坯材在室溫下拉拔至少一次，道次變形量達10-30％，消除鐵鎳合金圓管和無氧銅杆材之間的間隙，使兩者緊密貼合；步驟三，複合坯材熱定壁複合將步驟二中所得的坯材置於保護氣體中，加熱至800-850℃之間進行高溫拉拔，使鐵鎳合金圓管和無氧銅杆材嵌套更緊密，實現複合坯材的熱定壁，再在800-850℃之間氫氣保護退火1-2小時；然後在800-850℃之間再高溫拉拔熱複合，經熱複合後鐵鎳合金圓管和無氧銅杆材在後續的拉拔中實現同步形變，最後在800-900℃之間氫氣保護退火1-2小時；步驟四，冷拉在室溫下拉拔步驟三所得的坯材至所需直徑，即得成品封裝引線。
在本發明中，步驟一中採用反電解清洗法清洗鐵鎳合金圓管和無氧銅杆材，步驟三中所述保護氣體為還原性氣體，如氫氣；熱定壁中的總變形量為10％-20％；熱複合中的總變形量為10％-20％。
採用上述技術方案後，選用Fe50Ni50鐵鎳合金圓管和無氧銅杆材作為原材料，無氧銅可提高內芯的導電性，兩者經過反電解清洗後獲得新鮮表面，拉拔後的結合面嚙合堅固，可防止拉制過程中鐵鎳合金與銅芯界面之間形成空洞或夾層。複合坯材中無氧銅杆材的直徑稍小於鐵鎳合金圓管的內徑，兩者之間留有一定間隙，是因為在拉拔過程中鐵鎳合金圓管首先發生形變，管徑變小，可消除它們之間的間隙，經冷定壁複合兩者緊貼在一起。在還原性氣氛下高溫定壁複合，鐵鎳合金圓管和無氧銅杆材相互滲透，形成牢固的結合界面。由於採用了高導熱、高導電的無氧銅芯，使引線的電阻率可降到鐵鎳合金圓管的30％以下，熱導率也大大提高。外面採用用Fe50Ni50鐵鎳合金圓管，使相鄰材料的熱膨脹係數之差控制在±4ppm/℃以內，又能和玻璃、銅或鋼基板實現氣密封接。
圖1為本發明的流程2為採用本發明方法拉拔後得到的封裝引線中鐵鎳合金與無氧銅結合界面的金相圖具體實施方式
根據圖1所示，選用質量比為Fe50Ni50的4J50鐵鎳合金圓管，直徑為12mm，壁厚為3mm，無氧銅杆材直徑為5mm，對兩者進行反電解清洗，獲得新鮮表面後烘乾，將無氧銅杆材嵌套入鐵鎳合金圓管中形成同軸包覆結構，得複合坯材，由於無氧銅杆材嵌的直徑小於鐵鎳合金圓管，兩者之間留有一定間隙。選用的鐵鎳合金圓管與無氧銅杆材的物理性能見表一。
表一
複合坯材的冷定壁複合將複合坯材在室溫下拉拔兩次，道次變形量達10-30％，消除鐵鎳合金圓管和無氧銅杆材之間的間隙，使兩者緊密貼合，拉拔後複合坯材的直徑為9.5mm。
複合坯材的熱定壁複合將複合坯材置於充有氫氣的高溫爐內加熱到850℃，保溫30分鐘，進行高溫拉拔，拉拔後複合坯材的直徑為8.7mm，完成複合坯材的熱定壁，使嵌套更緊密；然後將複合坯材在850℃下氫氣保護退火，時間為一個半小時；在還原性氣氛下，將複合坯材加熱至850℃，高溫拉拔熱複合，經熱複合後鐵鎳合金圓管和無氧銅杆材在後續的拉拔中實現同步形變，並清洗複合坯材的表面，最後在800-850℃之間氫氣保護退火1-2小時，經高溫複合後，複合坯材直徑為4.5mm。
冷拉室溫下在立式拉絲機中拉拔複合坯材至所需直徑，即得成品封裝引線，包裝。
成品檢驗，檢測封裝引線的表面狀態、引線直徑，測電阻率計算值，以及膨脹係數等。
表二為採用本方法製造的封裝引線的技術指標對比
從上表可以看出本方法製造的引線產品質量達到了國外同類產品標準。
從圖2可以看出，本方法製造的封裝引線中鐵鎳合金與無氧銅結合界面互相滲透，嚙合緊密，結合牢固。
權利要求
1.鐵鎳合金包無氧銅低阻封裝引線的製造方法，它包括下列工藝步驟步驟一，選用質量比為Fe50Ni50的鐵鎳合金圓管和無氧銅杆材，兩者反覆清洗後獲新鮮表面，將無氧銅杆材嵌套入鐵鎳合金圓管中得複合坯材，無氧銅杆材的直徑稍小於鐵鎳合金圓管的內徑，兩者之間留有一定間隙；步驟二，複合坯材冷定壁複合將複合坯材在室溫下拉拔至少一次，道次變形量達10-30％，消除鐵鎳合金圓管和無氧銅杆材之間的間隙，使兩者緊密貼合；步驟三，複合坯材熱定壁複合將步驟二中所得的坯材置於保護氣體中，加熱至800-850℃之間進行高溫拉拔，使鐵鎳合金圓管和無氧銅杆材嵌套更緊密，實現複合坯材的熱定壁，再在800-850℃之間氫氣保護退火1-2小時；然後在800-850℃之間再高溫拉拔熱複合，經熱複合後鐵鎳合金圓管和無氧銅杆材在後續的拉拔中實現同步形變，最後在800-850℃之間氫氣保護退火1-2小時；步驟四，冷拉在室溫下拉拔步驟三所得的坯材至所需直徑，即得成品封裝引線。
2.根據權利要求1所述的鐵鎳合金包無氧銅低阻封裝引線的製造方法，其特徵在於步驟一中採用反電解清洗法清洗鐵鎳合金圓管和無氧銅杆材。
3.根據權利要求1所述的鐵鎳合金包無氧銅低阻封裝引線的製造方法，其特徵在於步驟三中所述保護氣體為還原性氣體。
4.根據權利要求3所述的鐵鎳合金包無氧銅低阻封裝引線的製造方法，其特徵在於所述保護氣體為氫氣。
5.根據權利要求1所述的鐵鎳合金包無氧銅低阻封裝引線的製造方法，其特徵在於熱定壁中的總變形量為10％-20％。
6.根據權利要求1所述的鐵鎳合金包無氧銅低阻封裝引線的製造方法，其特徵在於熱複合中的總變形量為10％-20％。
全文摘要
本發明公開了一種鐵鎳合金包無氧銅低阻封裝引線的製造方法，它包括下列工藝步驟選用質量比為Fe
文檔編號B23P23/00GK1733420SQ20051004079
公開日2006年2月15日 申請日期2005年6月27日 優先權日2005年6月27日
發明者趙兵, 陳獻華, 陳偉勇 申請人:趙兵, 陳獻華, 陳偉勇