一种用于交通信号灯的引线框架的制作方法
一种用于交通信号灯的引线框架的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于半导体封装技术领域，设及一种用于交通信号灯的引线框架。
【背景技术】
[0002] 引线框架是承载忍片的载体，导线键合后起到忍片内部电路与外电信号的传输作 用，在封装过程和安装过程中起到定位、机械支撑作用；W及工作时热传导作用。因此引线 框架是功率器件封装领域中重要的组成部分。
[0003] 随着近年来消费市场对功率器件的需求不断扩大，对产品可靠性要求的不断提 高;給功率器件封装行业带来了发展契机，同时也給功率器件封装行业提出了新的挑战。所 W功率器件所使用引线框架的设计是否合理对功率器件封装行业起到了关键性的作用。
[0004] 现有技术中，引线框架的原材料消耗大，生产成本高，同时引线框架易变形，影响 了引线框架的正常工作效率。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种刚性好、生产成本低 的用于交通信号灯的引线框架。
[0006] 本发明的目的可通过下列技术方案来实现:一种用于交通信号灯的引线框架，包 括支架，在支架上设置有若干等距且相连的支架单元，所述支架单元包括平行设置的第一 接线脚和第二接线脚，在第一接线脚前端向上延伸形成有第一连接部，在第二接线脚前端 向上延伸形成有第二连接部，在第一连接部背离第二连接部一侧设置有第一缺口，在第二 连接部背离第一连接部一侧设置有第二缺口，在第二连接部的顶端开设有安装槽，在第一 连接部和第二连接部之间形成有通道，所述通道包括相通的第一竖直通道、倾斜通道W及 第二竖直通道，所述倾斜通道的两端分别与第一竖直通道和第二竖直通道相连。
[0007] 在上述的一种用于交通信号灯的引线框架中，在相邻的第一接线脚和第二接线脚 之间设置有连接架。
[000引在上述的一种用于交通信号灯的引线框架中，在支架上开设有若干贯穿支架的通 孔。
[0009] 在上述的一种用于交通信号灯的引线框架中，所述支架采用儘铁合金制成，所述 儘铁合金包括W下重量份数比的组分:铁100-300份，儘200-500份，娃50-80份，碳20-30份， 碳化铁20-30份，钢10-20份，筑5-10份，铜5-10份。
[0010] 在上述的一种用于交通信号灯的引线框架中，所述儘铁合金的制备方法为：
[0011] S1、将铁粉过筛，使铁粉颗粒大小处于200-400目之间，将儘粉过筛，使儘粉颗粒大 小处于300-400目之间；
[0012] S2、将符合要求的铁粉、儘粉W及其他成分放入球磨机内2-3小时后静置1小时； [OOU] S3、真空干燥；
[0014] S4、过筛；
[0015] S5、500-700度真空烧结1小时，800-1000度真空烧结半小时，1100-1300度真空烧 结半小时，1400-1500度真空烧结2小时。
[0016] 在上述的一种用于交通信号灯的引线框架中，所述连接架采用侣合金材料制成， 所述侣合金材料由W下成分（W重量份数计)组成:A1:85-106份，Si :0.12-0.2份，Fe :0.32-0.45份，Cu:9-12份，Μη:0.5-0.86份，Mg: 10-14份，Cr:0.8-1.5份，Zn:6.8-7.8份，Ti :0.45-0.7份，Zr: 0.25-0.46份，PbS: 0.4~0.75份，Sc: 0.75-1.5份，Y: 2.5-3.5份，铜系元素：6-9 份。
[0017] 侣合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，其重量轻，强度比较高，接 近或超过优质钢，且塑性好，可加工成各种连接架的型材，具有优良的强度和耐腐蚀性。其 中，Al-Mg-Si-Cu系合金具有良好的强度、耐磨性、焊接性，其是可热处理合金，属于超硬侣 合金，但耐腐蚀性较差，影响成品的质量W及成品连接架工作的稳定性。
[0018] 因此，本发明优选采用Al-Mg-Si-Cu系合金制备货架的连接架，但是，本发明在该 侣合金的基础上，先对侣合金的组成成分及其重量份数进行了上述的调整，W获得强度、耐 腐蚀性等综合性能更好的侣合金材料。
[0019] 本案在Al-Mg-Si-Cu系侣合金组成成分及其质量百分比的基础上，提高了 Cu元素、 Mg元素 W及化元素的含量，并优选将(Cu元素+Mg元素)/化元素的质量比控制在2.8-3.3,使 化元素能配合化元素使侣合金材料获得高强度、强耐蚀性和较好的塑性等性能。
[0020] 具体的，Cu元素和A1元素在合金中能形成足够量的强化相CuAb，增加侣合金的强 度和抗氧化性能，并进一步增加侣合金的耐腐蚀性能；同时Mg元素和化元素在合金中能形 成足够量的强化相MgZm，对合金产生明显的强化作用，进一步提高侣合金材料的强度;进 一步的，当MgZm含量提高到14%时，可明显增加抗拉强度和屈服强度，增加侣合金的耐腐 蚀性能。
[0021] 在本案中，还进一步减少了 Si元素和Fe元素的含量，减少合金中难溶或不溶的 AlFeSi等脆性相的存在，从而有利于进一步提高本发明侣合金材料的断裂初性等性能。进 一步的，在合金中还加入了能够细化晶粒的PbS，控制冷加工前的晶粒大小，有利于提高产 品的弹性模量W及疲劳强度。
[0022] 此外，本发明在对侣合金的组成成分及其质量百分比的调整中，较为明显的是，本 发明在Al-Mg-Si-化系侣合金的组成成分中添加了 Zr元素和稀±元素。
[0023] 其中：微量元素化有良好的可塑性和很强的耐腐蚀性，有效地提高了连接架的耐 腐蚀性和抗氧化性能。添加上述微量的Zr元素可W抑制再结晶，提高侣合金再结晶溫度，改 善侣合金的强度、断裂初性、抗应力腐蚀W及抗剥落(或层状)腐蚀性能。
[0024] 具体的，&元素与A1元素生成高密度的亚稳AlsZr，高密度的亚稳A13&细小弥散， 是一种极为有效的强化弥散体和再结晶抑制剂，从而对合金再结晶行为具有抑制作用，W 获得具有完全非再结晶组织的各类半成品，使变形过程中产生的高密度位错和纤维组织得 W保留下来。而非再结晶组织的存在使合金半成品具有更优良的抗腐蚀性能，AbZr的强化 弥散则有利于提高合金的断裂初性和强度，因而Zr元素的添加可W有效改善侣合金的综合 性能。
[0025] 进一步的，当添加的化元素的重量份数低于0.46份时，Zr元素的添加能够改善材 料的强度、断裂初性和抗应力腐蚀性能，并且随着Zr含量的升高，其对材料性能的提升也会 有所提高，但当Zr元素的重量份数超过0.46份时，在铸锭中将形成粗大一次晶金属化合物， 对合金的塑性和与此有关的其他性能具有不利影响，故综合考虑，本发明将Zr的重量份数 控制在0.46份W下。
[0026] 同时，本发明中添加的稀±元素不仅含有铜系元素，还有Sc元素和Y元素，Sc与化 的综合作用也局限了化的加入量，因为Zr与Sc的比例限制在一定的范围内，优选为1:3的重 量份数比添加量时具有较佳的效果，运样既不会浪费Zr也不会多添Sc。因此，本发明经过综 合考虑，将Sc、Y和Zr的添加量限定在上述范围内并与其他组分相互配合，有效地改善了力 学强度及焊接性能的平衡，解决了现存侣合金材料因强度低或焊接性能差造成的零件尺寸 较厚W致于无法满足高载荷和轻质化要求的问题。
[0027] 而由于本发明在侣合金材料中加入了适量的Zr元素，可W部分代替Cr元素和Μη元 素，因此，本发明可W适当的降低了 Cr元素和Μη元素的重量份数。而降低Cr元素在侣合金材 料中的含量可W降低AlFeCrSi相，提高合金中Mg2Si相的含量，从而也可W提高合金的强 度。
[0028] 在本案中，为使得成品后的连接架具有良好的强度和耐腐蚀性，保证机构的稳定 工作，提高使用时的安全性能，在侣合金材料中加入了稀±元素。稀±元素的加入不仅可W 起到微合金化的作用，还能与氨等气体和许多非金属有较强的亲和力，能生成烙点高的化 合物，有一定的除氨、精炼、净化作用。同时，稀±元素化学活性极强，可W在长大的晶粒界 面上选择性地吸附，阻碍晶粒的生长，使晶粒细化，有变质的作用，从而提高侣合金的强度、 硬度和初性，改善加工性能、耐热性、可塑性及可锻性。
[0029] 值得一提的：稀±元素加入侣合金中，使侣合金烙铸时增加成分过冷，细化晶粒， 减少二次晶间距，减少合金中的气体和夹杂，并使夹杂相趋于球化;还可降低烙体表面张 力，增加流动性，有利于诱注成锭，对工艺性能有着明显的提高，增加侣合金的耐腐蚀性能。
[0030] 此外，本发明中通过向侣合金中复合添加预设分量的Sc和Y微合金化元素，有效地 改善了侣合金材料的力学及焊接性能，较好地满足了现代科技发展对侣合金结构件高载荷 和轻质化的要求。
[0031] 具体的，Sc有强烈的变质作用，能细化焊缝烙化区的晶粒，形成很大的晶格应变， 有效地阻止位错的移动和晶粒的长大，抑制再结晶，进而显著降低焊接裂纹倾向性。添加 Sc 元素可减少由于添加化元素造成合金焊接过程中的热裂纹倾向，明显改善合金的强度和焊 接性能。选择Zr和Sc同时加入到侣合金内，是因为Zr与Sc具有相辅相成的作用，Zr元素能代 替AlsSc化合物中的部分Sc原子而形成Al3(Sc，Zr)化合物，不仅继承了 AlsSc化合物的全部 有益的性质，而且热稳定性更高，从而使得组织结构更为均匀，进而一定程度上提升其强度 及焊接性能。
[0032] 进一步的，&能较大程度(高达50%)地溶于AlsSc相中，并形成Al3(Sc广xZrx)相， 该相因其晶格类型、点阵参数与Al3Sc相差甚小，因此不仅保持了 Al3Sc的全部优异性能，而 且在高溫加热下聚集倾向比AlsSc相小得多，Al3(Sci-x&x)相的形成很大程度上保证了强 化效果和抑制再结晶效果。Ab(Sci-xZrx)金属间化合物即使在500°C高溫退火，仍无明显长 大，且与基体保持共格关系，克服了一般时效硬化型高溫侣合金在高溫时共格或半共格相 向平衡相转变而失去共格的缺点。因此，加入Sc的同时加入Zr，一方面可提高侣合金的有益 性能，另一方面还可W减少昂贵Sc的加入量。另外Zr还对侣合金有单独的作用，微量Zr可提 高合金的强度、断裂初性和抗应力腐蚀性能，由于其泽火敏感性较小，&还可w提高合金的 泽透性和焊接性。
[0033] 再进一步的，Y具有和Sc类似的性能，也对化元素造成合金焊接过程中的热裂纹倾 向有改善作用，Y也可W与Zr共同作用W改善侣合金的抗拉强度、耐热耐震和抗腐蚀能力， 同时又可W提高其导热性能改善焊接性，而不会影响侣合金材料的导热性能，从而明显地 改善侣合金的强度和焊接性能，又可W起到一定的净化去氨的作用，改善侣合金的组织结 构。同时Y与Al、Cu等形成弥散分布的高烙点化合物，也提升了侣合金材料的热稳定性与耐 热性。
[0034] 考虑到如果添加的稀±元素含量太低，对于性能的提升并不明显，随着含量的提 高，其对于材料的综合性能的改善也逐步加强，但是当稀±元素的添加量达到一定值后，过 多添加的Sc、Y等稀±元素可能会转变成为一些杂质物质，对晶粒结构产生不利的影响，从 而使得材料的综合性能不升反降。优选地，只要侣合金材料中含有上述含量的ScJr和Y就 能够提升侣合金材料的综合性能。
[0035] 在上述的一种用于交通信号灯的引线框架中，所述连接架的侣合金材料由W下成 分重量份数计）组成:Al:95份，51:〇.16份^0:〇.4份，加：1〇份，111:〇.7份，1邑：12份，化： 1.2份，211:7.4份，11:0.56份，2。0.36份，？65:0.6份，5。1.3份义3份，铜系元素:8份。
[0036] 上述侣合金材料的技术方案是连接架侣合金材料的优化技术方案，通过上述优化 配比，本案中侣合金材料的强度、耐腐蚀性、导热性能更佳，成品质量更好。
[0037] 在上述的一种用于交通信号灯的引线框架中，所述铜系元素为La元素和/或Sm元 素和/或Nd元素和/或化元素和/或化元素。即是说，本案中增加的铜系元素优选为选自La元 素、Sm元素、Nd元素、Er元素、Yb元素中的至少一种，使得组成的侣合金具有较好的强度、导 热性和抗氧化性，同时还具有较好的机械性能和较好的成型加工性能。
[0038] 相对于现有的侣合金而言，由于本案中侣合金材料合理的组成，更由于特定铜系 元素的加入，使得由该侣合金材料成型后的连接架强度提高15% W上，同时还获得了优异 的抗氧化性能。
[0039] 在上述的一种用于交通信号灯的引线框架中，所述铜系元素为化元素，且化元素 的重量份数是Sc元素重量份数的3倍-4.5倍。经研究后，作为优选方案，在侣合金材料中添 加化元素时，其侣合金的强度提高高达20%，导热性能提高高达18%，而且该组成的侣合金 的热膨胀系数也有所改变。进一步的，加入化元素后，会形成含化共格弥散相，基体保持形 变回复组织，基体内未形成明显的亚晶组织，抑制了基体再结晶，提高了初性。
[0040] 具体的，未溶于基体的化主要WAlCu化化合物形式存在，运些富稀±化合物多沿 晶界分布，该富稀±化合物在300°C环境中能稳定存在于晶界，提高合金高溫下晶界强度； 而且化+吐合金在热处理过程中还会析出一些弥散相粒子，运些弥散相含有化、Μη等元素， 其中还有少量Al2〇Cr 2Yb粒子;弥散相在合金中起到弥散强化作用，既能阻碍合金中位错滑 移，也能强化合金高溫下晶界强度，对提高合金室溫、高溫力学性能均有贡献。
[0041] 更进一步的，为提高导热性和稳定性，经研究后，在侣合金材料中进一步添加 Sc元 素时，并且控制化元素和Sc元素的重量比为3-4.5，Sc元素能与侣反应形成AlsSc相，具有很 强的热稳定性，在高溫下仍与基体保持共格关系，有利于提高侣合金材料的初性、强度等性 能。
[0042] 在上述的一种用于交通信号灯的引线框架中，所述连接架的制备方法如下：
[0043] 按照上述连接架的组成成分及其重量份数配料、烙炼，烙炼成侣液后进行化渣、除 气精炼，静置预设时间后进行除渣；
[0044] 将上述除渣后的侣液倒入压室内，在预设压射速度下填充进模具的型腔进行诱 注，使侣液在预设压射压力下凝固成型为连接架巧件，其中：上述的压射速度为160-18化/ min,压射压力为l2〇-140MPa;
[0045] 将制成的连接架巧件依次经过后处理、表面处理后得到成品，其中：上述表面处理 为在连接架巧件表面涂覆一层金属氧化物，且该金属氧化物的涂覆厚度为0.2-0.28mm，上 述后处理包括均匀化退火处理，且均匀化退火处理的溫度为530-550°C，保溫时间为10-1化。
[0046] 上述连接架的制备工艺操作简单，易上手，成型后的连接架质量稳定。在最后，本 发明对连接架巧件进行了最重要的表面处理，优选为表面氧化层涂覆处理，优选上述金属 氧化物为氧化错或二氧化铁，经过金属氧化物涂覆处理后得到最终成品，大幅度地提高了 产品的抗氧化性和焊接性能。此外，经金属氧化物涂覆处理后的连接架具有良好的耐磨损 性能、耐热性和抗腐蚀性，有效解决了连接架在使用过程中易磨损及腐蚀的问题，提高了连 接架的使用寿命。
[0047] 与现有技术相比，本发明包括支架，在支架上设置若干多个等距且相连的支架单 元，各支架单元均包括第一接线脚和第二接线脚，提高了支架安装的刚性，使得支架在使用 过程中不易发生弯折，在第一接线脚和第二接线脚的前端分别设置有第一连接部和第二连 接部，在第二连接部的顶端设置有安装槽，提高了引线框架的使用效率。
【附图说明】
[0048] 图1是本发明的结构示意图。
[0049] 图2是本发明的部分结构的放大图。
[0050] 图3是本发明的部分结构的俯视图。
[0化1 ] 图中，100、支架;200、第一接线脚;300、第二接线脚;400、第一连接部;401、第一缺 口；410、第二连接部;411、第二缺口；420、安装槽;500、第一竖直通道;510、倾斜通道;520、 第二竖直通道;600、连接架;700、通孔。
【具体实施方式】
[0052] W下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述， 但本发明并不限于运些实施例。
[0053] 如图1至图3所示，本用于交通信号灯的引线框架包括支架100,在支架100上设置 有若干等距且相连的支架100单元，所述支架100单元包括平行设置的第一接线脚200和第 二接线脚300,在第一接线脚200前端向上延伸形成有第一连接部400,在第二接线脚300前 端向上延伸形成有第二连接部410,在第一连接部400背离第二连接部410-侧设置有第一 缺口 401，在第二连接部410背离第一连接部400-侧设置有第二缺口 411，在第二连接部410 的顶端开设有安装槽420,在第一连接部400和第二连接部410之间形成有通道，所述通道包 括相通的第一竖直通道500、倾斜通道510W及第二竖直通道520,所述倾斜通道510的两端 分别与第一竖直通道500和第二竖直通道520相连。
[0054] 基于上述技术特征，支架100通过多个等距支架100单元组合而成，提高了支架100 的刚度，使得支架100在使用过程中不易发生弯折现象的产生，同时在使用过程中，使用者 能根据实际使用需要确定支架100单元的使用数量，多余的支架100单元并不影响支架100 的正常工作，从而提高了支架100使用的灵活性，扩大了支架100的使用范围。
[0055] 上述支架100单元包括平行设置的第一接线脚200和第二接线脚300,在相邻的第 一接线脚200和第二接线脚300之间设置有连接架600，提高了第一接线脚200和第二接线脚 300的刚度，避免了第一接线脚200和第二接线脚300在工作的过程中，第一接线脚200和第 二接线脚300发生弯折的现象，同时也提高了单个支架100单元的抗弯强度，使得支架100的 刚度得到加强。
[0056] 在第一接线脚200和第二接线脚300的顶端分别设置有第一连接部400和第二连接 部410,所述第二连接部410的体积大于第一连接部400的体积，在第二连接部410上开设有 用于安装晶体的安装槽420,保证了晶体安装的稳固性，避免在工作过程中出现晶体脱落现 象的产生，提高了晶体的工作效率。
[0057] 在第一连接部400上背离第二连接部410-侧开设有第一缺口 401，在第二连接部 410上背离第一连接部400-侧开设有第二缺口 411，使得第一接线脚200和第二接线脚300 的刚性得到显著提高，避免弯折现象的产生。
[005引在支架100上开设有多个贯穿支架100的通孔700,减少了支架100的制造成本，降 低了支架100的制造难度。
[0059] 其中，所述支架100采用儘铁合金制成，铁粉和儘粉是儘铁合金的主要材料，两者 需要进行过筛，确保铁粉和儘粉的颗粒度大致一致，当铁粉颗粒大小处于200-400目之间和 儘粉颗粒大小处于300-400目之间时，铁粉与儘粉在真空烧结时能形成奥氏体，且碳包覆在 铁原子上，隔绝氧气与铁原子的接触，当铁粉颗粒过大时，与儘粉无法烧结成合金或者烧结 的合金极易断裂;当铁粉颗粒过小时，碳将很难包覆在铁原子上，铁原子极易被氧化或者腐 蚀;同样当儘粉颗粒过大或过小时，与铁粉无法烧结成合金或者烧结的合金极易断裂。
[0060] 儘铁合金中的层错是靠化ockley不全位错在滑移面上滑移形成的，而ε马氏体也 是W层错形核，靠不全位错的扩展而长大，从晶体结构出发，根据位错运动理论，儘铁在本 申请中的比例最佳。
[0061] 在真空烧结时，逐步提升烧结溫度，经球磨机混合后的粉体逐步升溫，烧结出来的 合金强度更大，脆性降低;若将球磨机混合后的粉体直接提溫至1500度，将造成烧结的合金 断裂，脆性明显加大。
[006^ 实施例一.
[0063] 铁100份，儘500份，娃80份，碳20份，碳化铁20份，钢20份，筑10份，铜5份，经下述步 骤制成儘铁合金：
[0064] S1、将铁粉过筛，使铁粉颗粒大小处于200-400目之间，将儘粉过筛，使儘粉颗粒大 小处于300-400目之间；
[0065] S2、将符合要求的铁粉、儘粉W及其他成分放入球磨机内2-3小时后静置1小时；
[0066] S3、真空干燥；
[0067] S4、过筛；
[0068] S5、500度真空烧结1小时，800度真空烧结半小时，1100度真空烧结半小时，1400度 真空烧结2小时。
[0069] 铁和儘为儘铁合金的主要组成成分，铁粉过少，烧结的合金强度将降低，铁粉过 多，烧结的合金脆性加大，强度降低;儘粉过多，合金强度降低，儘粉过少，合金脆性加大，强 度降低;娃对合金起到脱氧的作用，大大降低了合金内的氧含量，娃过多，将导致合金的强 度降低，娃过少，起不到脱氧的作用，合金耐腐蚀性能将大大降低;碳和碳化铁在球磨机中 将与铁粉充分混合，在真空烧结时将包裹铁原子，隔绝铁原子与外界的连接，但又不破坏铁 儘之间的金相，碳化铁起到加强硬度的作用，碳化铁过多，将破坏铁儘之间的连接，碳化铁 过少，将无法达到加强硬度的作用；碳过多，将导致合金脆性增加，从而降低其强度;碳过 少，将无法均匀包裹铁原子，导致耐腐蚀性大大降低；钢加强了碳化铁的作用，钢同时使儘 铁合金晶粒细化，在高溫时保持合金强度，钢过少，起不到上述作用，钢过多，将破坏碳包覆 铁原子;筑用于改善儘铁合金的强度和硬度，筑过少则无法改善合金的强度和硬度，而筑过 多，将破坏碳包覆铁原子，导致耐腐蚀性降低;铜增加合金的延展性，铜过少则无法改善合 金的延展性，铜过多将破坏碳包覆铁原子，导致耐腐蚀性降低。
[0070] 实施例二：
[0071 ] 铁300份，儘200份，娃50份，碳30份，碳化铁30份，钢10份，筑5份，铜10份，经下述步 骤制成儘铁合金：
[0072] S1、将铁粉过筛，使铁粉颗粒大小处于200-400目之间，将儘粉过筛，使儘粉颗粒大 小处于300-400目之间；
[0073] S2、将符合要求的铁粉、儘粉W及其他成分放入球磨机内2-3小时后静置1小时；
[0074] S3、真空干燥；
[0075] S4、过筛；
[0076] S5、700度真空烧结1小时，1000度真空烧结半小时，1300度真空烧结半小时，1500 度真空烧结2小时。
[0077] 实施例
[0078] 铁200份，儘400份，娃60份，碳25份，碳化铁25份，钢15份，筑7份，铜8份，经下述步 骤制成儘铁合金：
[0079] S1、将铁粉过筛，使铁粉颗粒大小处于200-400目之间，将儘粉过筛，使儘粉颗粒大 小处于300-400目之间；
[0080] S2、将符合要求的铁粉、儘粉W及其他成分放入球磨机内2-3小时后静置1小时；
[0081] S3、真空干燥；
[0082] S4、过筛；
[0083] S5、600度真空烧结1小时，900度真空烧结半小时，1200度真空烧结半小时，1450度 真空烧结2小时。
[0084] 比较例一：
[0085] 铁100份，儘500份，娃80份，钢20份，筑10份，铜5份，经下述步骤制成儘铁合金：
[0086] S1、将铁粉过筛，使铁粉颗粒大小处于200-400目之间，将儘粉过筛，使儘粉颗粒大 小处于300-400目之间；
[0087] S2、将符合要求的铁粉、儘粉W及其他成分放入球磨机内2-3小时后静置1小时；
[008引 S3、真空干燥；
[0089] S4、过筛；
[0090] S5、500度真空烧结1小时，800度真空烧结半小时，1100度真空烧结半小时，1400度 真空烧结2小时。
[0091] 比较例二：
[0092] 铁50份，儘600份，娃40份，碳50份，碳化铁50份，钢50份，筑30份，铜30份，经下述步 骤制成儘铁合金：
[0093] S1、将铁粉过筛，使铁粉颗粒大小处于200-400目之间，将儘粉过筛，使儘粉颗粒大 小处于300-400目之间；
[0094] S2、将符合要求的铁粉、儘粉W及其他成分放入球磨机内2-3小时后静置1小时；
[00巧]S3、真空干燥；
[0096] S4、过筛；
[0097] S5、500度真空烧结1小时，800度真空烧结半小时，1100度真空烧结半小时，1400度 真空烧结2小时。
[009引
[0099] 表 1
[0100] 如表1数据可得，在该配比条件下，儘铁合金的抗腐蚀性能强，强度大、延展性佳。
[0101] 其中，所述连接架600采用侣合金制成，本连接架600的材料为侣合金材料，该侣合 金材料由W下成分（W重量份数计)组成:A1:85-106份，Si : 0.12-0.2份，Fe: 0.32-0.45份， Cu: 9-12份，Μη: 0.5-0.86份，Mg: 10-14份，吐：0.8-1.5份，Zn: 6.8-7.8份，Ti : 0.45-0.7份， Zr :0.25-0.46份，PbS:0.4 ~0.75份，Sc :0.75-1.5份，Y: 2.5-3.5份，铜系元素:6-9份。
[0102] 表2:本发明实施例1-5制备连接架600的侣合金材料的组成成分及其重量份数
[0103]
[0104]
[0105] 实施例1:
[0106] 按照上述表2中实施例1组成成分及其重量份数配料、烙炼，烙炼成侣液后进行化 渣、除气精炼，静置预设时间后进行除渣;将上述除渣后的侣液倒入压室内，在预设压射速 度下填充进模具的型腔进行诱注，使侣液在预设压射压力下凝固成型为连接架600巧件，其 中：上述的压射速度为16化/min,压射压力为120MPa;将制成的连接架600巧件依次经过后 处理、表面处理后得到成品，其中：上述表面处理为在连接架600巧件表面涂覆一层金属氧 化物(该金属氧化物为氧化错），且该金属氧化物的涂覆厚度为0.2mm，上述后处理包括均匀 化退火处理，且均匀化退火处理的溫度为550°C，保溫时间为12h。
[0107] 实施例2:
[0108] 按照上述表2中实施例2组成成分及其重量份数配料、烙炼，烙炼成侣液后进行化 渣、除气精炼，静置预设时间后进行除渣;将上述除渣后的侣液倒入压室内，在预设压射速 度下填充进模具的型腔进行诱注，使侣液在预设压射压力下凝固成型为连接架600巧件，其 中：上述的压射速度为16化/min,压射压力为125MPa;将制成的连接架600巧件依次经过后 处理、表面处理后得到成品，其中：上述表面处理为在连接架600巧件表面涂覆一层金属氧 化物(该金属氧化物为氧化错），且该金属氧化物的涂覆厚度为0.24mm，上述后处理包括均 匀化退火处理... ，且均匀化退火处理的溫度为535°C，保溫时间为11.5h。
[0109] 实施例3:
[0110] 按照上述表2中实施例3组成成分及其重量份数配料、烙炼，烙炼成侣液后进行化 渣、除气精炼，静置预设时间后进行除渣;将上述除渣后的侣液倒入压室内，在预设压射速 度下填充进模具的型腔进行诱注，使侣液在预设压射压力下凝固成型为连接架600巧件，其 中：上述的压射速度为17化/min,压射压力为130MPa;将制成的连接架600巧件依次经过后 处理、表面处理后得到成品，其中：上述表面处理为在连接架600巧件表面涂覆一层金属氧 化物(该金属氧化物为氧化错），且该金属氧化物的涂覆厚度为0.25mm，上述后处理包括均 匀化退火处理，且均匀化退火处理的溫度为540°C，保溫时间为1化。
[0111] 实施例4:
[0112] 按照上述表2中实施例4组成成分及其重量份数配料、烙炼，烙炼成侣液后进行化 渣、除气精炼，静置预设时间后进行除渣;将上述除渣后的侣液倒入压室内，在预设压射速 度下填充进模具的型腔进行诱注，使侣液在预设压射压力下凝固成型为连接架600巧件，其 中：上述的压射速度为18化/min,压射压力为140MPa;将制成的连接架600巧件依次经过后 处理、表面处理后得到成品，其中：上述表面处理为在连接架600巧件表面涂覆一层金属氧 化物(该金属氧化物为二氧化铁），且该金属氧化物的涂覆厚度为0.28mm，上述后处理包括 均匀化退火处理，且均匀化退火处理的溫度为530°C，保溫时间为lOh。
[0113] 实施例5:
[0114] 按照上述表2中实施例5组成成分及其重量份数配料、烙炼，烙炼成侣液后进行化 渣、除气精炼，静置预设时间后进行除渣;将上述除渣后的侣液倒入压室内，在预设压射速 度下填充进模具的型腔进行诱注，使侣液在预设压射压力下凝固成型为连接架600巧件，其 中：上述的压射速度为17化/min,压射压力为135MPa;将制成的连接架600巧件依次经过后 处理、表面处理后得到成品，其中：上述表面处理为在连接架600巧件表面涂覆一层金属氧 化物(该金属氧化物为二氧化铁），且该金属氧化物的涂覆厚度为0.26mm，上述后处理包括 均匀化退火处理，且均匀化退火处理的溫度为545°C，保溫时间为10.5h。
[011引对比例1与实施例3的区别仅在于:对比例1的连接架600采用普通Al-Mg-Si-Cu系 侣合金材料制备得到。
[0116] 对比例2与实施例3的区别仅在于:对比例2中制备连接架600的侣合金材料中不含 Zr元素。
[0117] 对比例3与实施例3的区别仅在于:对比例3中制备连接架600的侣合金材料中不含 稀±元素。
[011引对比例4与实施例3的区别仅在于:对比例4中制备得到的连接架600没有经过表面 处理（即金属氧化物涂覆处理）。
[0119] 将上述实施例1-5和对比例1-4制成的连接架600进行性能测试，测试结果如表3和 表4所示。
[0120] 表3:实施例1-5连接架600性能测试结果
[Π1911
[0122] 表4:对比例1-4连接架600性能测试结果
[0123]
[0125] 从表3和表4可知，采用普通Al-Mg-Si-化系侣合金材料制成的连接架600和采用对 比例2-3配方制成的连接架600的综合性能均不及本申请。而从对比例4可知，侣合金材料制 成的连接架600不经过表面金属氧化物涂覆处理，其抗氧化性能大幅降低，也降低了使用寿 命。
[0126] 本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领 域的技术人员可W对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替 代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
【主权项】
1. 一种用于交通信号灯的引线框架，其特征在于，包括支架，在支架上设置有若干等距 且相连的支架单元，所述支架单元包括平行设置的第一接线脚和第二接线脚，在第一接线 脚前端向上延伸形成有第一连接部，在第二接线脚前端向上延伸形成有第二连接部，在第 一连接部背离第二连接部一侧设置有第一缺口，在第二连接部背离第一连接部一侧设置有 第二缺口，在第二连接部的顶端开设有安装槽，在第一连接部和第二连接部之间形成有通 道，所述通道包括相通的第一竖直通道、倾斜通道以及第二竖直通道，所述倾斜通道的两端 分别与第一竖直通道和第二竖直通道相连。2. 根据权利要求1所述的一种用于交通信号灯的引线框架，其特征在于，在相邻的第一 接线脚和第二接线脚之间设置有连接架。3. 根据权利要求2所述的一种用于交通信号灯的引线框架，其特征在于，在支架上开设 有若干贯穿支架的通孔。4. 根据权利要求1所述的一种用于交通信号灯的引线框架，其特征在于，所述支架采用 锰铁合金制成，所述锰铁合金包括以下重量份数比的组分:铁100-300份，锰200-500份，硅 50-80份，碳20-30份，碳化钛20-30份，钼10-20份，钪5-10份，镧5-10份。5. 根据权利要求4所述的一种用于交通信号灯的引线框架，其特征在于，所述锰铁合金 的制备方法为： 51、 将铁粉过筛，使铁粉颗粒大小处于200-400目之间，将锰粉过筛，使锰粉颗粒大小处 于300-400目之间； 52、 将符合要求的铁粉、锰粉以及其他成分放入球磨机内2-3小时后静置1小时； 53、 真空干燥； 54、 过筛； 55、 500-700度真空烧结1小时，800-1000度真空烧结半小时，1100-1300度真空烧结半 小时，1400-1500度真空烧结2小时。6. 根据权利要求1所述的一种用于交通信号灯的引线框架，其特征在于，所述连接架采 用铝合金材料制成，所述铝合金材料由以下成分（以重量份数计）组成:A1:85-106份，Si: 0.12-0.2份，Fe:0.32-0.45 份，Cu: 9-12份，Μη:0· 5-0.86份，Mg: 10-14 份，Cr:0.8-1.5份，Zn: 6.8-7.8份，Ti:0.45-0.7份，Zr:0.25-0.46份，PbS:0.4~0.75份，Sc:0.75-1.5份，Y: 2.5-3 · 5份，镧系兀素:6-9份。7. 根据权利要求6所述的一种用于交通信号灯的引线框架，其特征在于，所述连接架的 铝合金材料由以下成分（以重量份数计)组成:A1:95份，Si: 0.16份，Fe: 0.4份，Cu: 10份，Μη: 0.7份，]\%:12份，0:1.2份，211:7.4份，11 :0.56份，2〇0.36份，？匕3:0.6份，3(3:1.3份，￥:3份， 镧系元素:8份。8. 根据权利要求7所述的一种用于交通信号灯的引线框架，其特征在于，所述镧系元素 为La元素和/或Sm元素和/或Nd元素和/或Er元素和/或Yb元素。9. 根据权利要求8所述的一种用于交通信号灯的引线框架，其特征在于，所述镧系元素 为Yb元素，且Yb元素的重量份数是Sc元素重量份数的3倍-4.5倍。10. 根据权利要求9所述的一种用于交通信号灯的引线框架，其特征在于，所述连接架 的制备方法如下： 按照上述连接架的组成成分及其重量份数配料、熔炼，熔炼成铝液后进行扒渣、除气精 炼，静置预设时间后进行除渣； 将上述除渣后的铝液倒入压室内，在预设压射速度下填充进模具的型腔进行浇注，使 铝液在预设压射压力下凝固成型为连接架坯件，其中：上述的压射速度为160-180L/min，压 射压力为120_140MPa; 将制成的连接架坯件依次经过后处理、表面处理后得到成品，其中：上述表面处理为在 连接架还件表面涂覆一层金属氧化物，且该金属氧化物的涂覆厚度为0.2-0.28mm，上述后 处理包括均匀化退火处理，且均匀化退火处理的温度为530-550°C，保温时间为10_12h。
【专利摘要】本发明提供了一种用于交通信号灯的引线框架，属于半导体封装技术领域。它解决了现有的引线框架生产成本高的问题。本用于交通信号灯的引线框架包括支架，在支架上设置有支架单元，所述支架单元包括第一接线脚和第二接线脚，在第一接线脚前端向上延伸形成有第一连接部，在第二接线脚前端向上延伸形成有第二连接部，在第一连接部背离第二连接部一侧设置有第一缺口，在第二连接部背离第一连接部一侧设置有第二缺口，在第二连接部的顶端开设有安装槽，在第一连接部和第二连接部之间形成有通道，所述通道包括相通的第一竖直通道、倾斜通道以及第二竖直通道。本用于交通信号灯的引线框架具有刚性好、生产成本低的优点。
【IPC分类】H01L21/48, C22C30/00, C22C22/00, C22C21/18, C22C21/08, H01L23/495, C22C32/00
【公开号】CN105489584
【申请号】CN201510834719
【发明人】余利丰, 江焕辉
【申请人】宁波德洲精密电子有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年11月25日
【技术领域】
[0001] 本发明属于半导体封装技术领域，设及一种用于交通信号灯的引线框架。
【背景技术】
[0002] 引线框架是承载忍片的载体，导线键合后起到忍片内部电路与外电信号的传输作 用，在封装过程和安装过程中起到定位、机械支撑作用；W及工作时热传导作用。因此引线 框架是功率器件封装领域中重要的组成部分。
[0003] 随着近年来消费市场对功率器件的需求不断扩大，对产品可靠性要求的不断提 高;給功率器件封装行业带来了发展契机，同时也給功率器件封装行业提出了新的挑战。所 W功率器件所使用引线框架的设计是否合理对功率器件封装行业起到了关键性的作用。
[0004] 现有技术中，引线框架的原材料消耗大，生产成本高，同时引线框架易变形，影响 了引线框架的正常工作效率。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种刚性好、生产成本低 的用于交通信号灯的引线框架。
[0006] 本发明的目的可通过下列技术方案来实现:一种用于交通信号灯的引线框架，包 括支架，在支架上设置有若干等距且相连的支架单元，所述支架单元包括平行设置的第一 接线脚和第二接线脚，在第一接线脚前端向上延伸形成有第一连接部，在第二接线脚前端 向上延伸形成有第二连接部，在第一连接部背离第二连接部一侧设置有第一缺口，在第二 连接部背离第一连接部一侧设置有第二缺口，在第二连接部的顶端开设有安装槽，在第一 连接部和第二连接部之间形成有通道，所述通道包括相通的第一竖直通道、倾斜通道W及 第二竖直通道，所述倾斜通道的两端分别与第一竖直通道和第二竖直通道相连。
[0007] 在上述的一种用于交通信号灯的引线框架中，在相邻的第一接线脚和第二接线脚 之间设置有连接架。
[000引在上述的一种用于交通信号灯的引线框架中，在支架上开设有若干贯穿支架的通 孔。
[0009] 在上述的一种用于交通信号灯的引线框架中，所述支架采用儘铁合金制成，所述 儘铁合金包括W下重量份数比的组分:铁100-300份，儘200-500份，娃50-80份，碳20-30份， 碳化铁20-30份，钢10-20份，筑5-10份，铜5-10份。
[0010] 在上述的一种用于交通信号灯的引线框架中，所述儘铁合金的制备方法为：
[0011] S1、将铁粉过筛，使铁粉颗粒大小处于200-400目之间，将儘粉过筛，使儘粉颗粒大 小处于300-400目之间；
[0012] S2、将符合要求的铁粉、儘粉W及其他成分放入球磨机内2-3小时后静置1小时； [OOU] S3、真空干燥；
[0014] S4、过筛；
[0015] S5、500-700度真空烧结1小时，800-1000度真空烧结半小时，1100-1300度真空烧 结半小时，1400-1500度真空烧结2小时。
[0016] 在上述的一种用于交通信号灯的引线框架中，所述连接架采用侣合金材料制成， 所述侣合金材料由W下成分（W重量份数计)组成:A1:85-106份，Si :0.12-0.2份，Fe :0.32-0.45份，Cu:9-12份，Μη:0.5-0.86份，Mg: 10-14份，Cr:0.8-1.5份，Zn:6.8-7.8份，Ti :0.45-0.7份，Zr: 0.25-0.46份，PbS: 0.4~0.75份，Sc: 0.75-1.5份，Y: 2.5-3.5份，铜系元素：6-9 份。
[0017] 侣合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，其重量轻，强度比较高，接 近或超过优质钢，且塑性好，可加工成各种连接架的型材，具有优良的强度和耐腐蚀性。其 中，Al-Mg-Si-Cu系合金具有良好的强度、耐磨性、焊接性，其是可热处理合金，属于超硬侣 合金，但耐腐蚀性较差，影响成品的质量W及成品连接架工作的稳定性。
[0018] 因此，本发明优选采用Al-Mg-Si-Cu系合金制备货架的连接架，但是，本发明在该 侣合金的基础上，先对侣合金的组成成分及其重量份数进行了上述的调整，W获得强度、耐 腐蚀性等综合性能更好的侣合金材料。
[0019] 本案在Al-Mg-Si-Cu系侣合金组成成分及其质量百分比的基础上，提高了 Cu元素、 Mg元素 W及化元素的含量，并优选将(Cu元素+Mg元素)/化元素的质量比控制在2.8-3.3,使 化元素能配合化元素使侣合金材料获得高强度、强耐蚀性和较好的塑性等性能。
[0020] 具体的，Cu元素和A1元素在合金中能形成足够量的强化相CuAb，增加侣合金的强 度和抗氧化性能，并进一步增加侣合金的耐腐蚀性能；同时Mg元素和化元素在合金中能形 成足够量的强化相MgZm，对合金产生明显的强化作用，进一步提高侣合金材料的强度;进 一步的，当MgZm含量提高到14%时，可明显增加抗拉强度和屈服强度，增加侣合金的耐腐 蚀性能。
[0021] 在本案中，还进一步减少了 Si元素和Fe元素的含量，减少合金中难溶或不溶的 AlFeSi等脆性相的存在，从而有利于进一步提高本发明侣合金材料的断裂初性等性能。进 一步的，在合金中还加入了能够细化晶粒的PbS，控制冷加工前的晶粒大小，有利于提高产 品的弹性模量W及疲劳强度。
[0022] 此外，本发明在对侣合金的组成成分及其质量百分比的调整中，较为明显的是，本 发明在Al-Mg-Si-化系侣合金的组成成分中添加了 Zr元素和稀±元素。
[0023] 其中：微量元素化有良好的可塑性和很强的耐腐蚀性，有效地提高了连接架的耐 腐蚀性和抗氧化性能。添加上述微量的Zr元素可W抑制再结晶，提高侣合金再结晶溫度，改 善侣合金的强度、断裂初性、抗应力腐蚀W及抗剥落(或层状)腐蚀性能。
[0024] 具体的，&元素与A1元素生成高密度的亚稳AlsZr，高密度的亚稳A13&细小弥散， 是一种极为有效的强化弥散体和再结晶抑制剂，从而对合金再结晶行为具有抑制作用，W 获得具有完全非再结晶组织的各类半成品，使变形过程中产生的高密度位错和纤维组织得 W保留下来。而非再结晶组织的存在使合金半成品具有更优良的抗腐蚀性能，AbZr的强化 弥散则有利于提高合金的断裂初性和强度，因而Zr元素的添加可W有效改善侣合金的综合 性能。
[0025] 进一步的，当添加的化元素的重量份数低于0.46份时，Zr元素的添加能够改善材 料的强度、断裂初性和抗应力腐蚀性能，并且随着Zr含量的升高，其对材料性能的提升也会 有所提高，但当Zr元素的重量份数超过0.46份时，在铸锭中将形成粗大一次晶金属化合物， 对合金的塑性和与此有关的其他性能具有不利影响，故综合考虑，本发明将Zr的重量份数 控制在0.46份W下。
[0026] 同时，本发明中添加的稀±元素不仅含有铜系元素，还有Sc元素和Y元素，Sc与化 的综合作用也局限了化的加入量，因为Zr与Sc的比例限制在一定的范围内，优选为1:3的重 量份数比添加量时具有较佳的效果，运样既不会浪费Zr也不会多添Sc。因此，本发明经过综 合考虑，将Sc、Y和Zr的添加量限定在上述范围内并与其他组分相互配合，有效地改善了力 学强度及焊接性能的平衡，解决了现存侣合金材料因强度低或焊接性能差造成的零件尺寸 较厚W致于无法满足高载荷和轻质化要求的问题。
[0027] 而由于本发明在侣合金材料中加入了适量的Zr元素，可W部分代替Cr元素和Μη元 素，因此，本发明可W适当的降低了 Cr元素和Μη元素的重量份数。而降低Cr元素在侣合金材 料中的含量可W降低AlFeCrSi相，提高合金中Mg2Si相的含量，从而也可W提高合金的强 度。
[0028] 在本案中，为使得成品后的连接架具有良好的强度和耐腐蚀性，保证机构的稳定 工作，提高使用时的安全性能，在侣合金材料中加入了稀±元素。稀±元素的加入不仅可W 起到微合金化的作用，还能与氨等气体和许多非金属有较强的亲和力，能生成烙点高的化 合物，有一定的除氨、精炼、净化作用。同时，稀±元素化学活性极强，可W在长大的晶粒界 面上选择性地吸附，阻碍晶粒的生长，使晶粒细化，有变质的作用，从而提高侣合金的强度、 硬度和初性，改善加工性能、耐热性、可塑性及可锻性。
[0029] 值得一提的：稀±元素加入侣合金中，使侣合金烙铸时增加成分过冷，细化晶粒， 减少二次晶间距，减少合金中的气体和夹杂，并使夹杂相趋于球化;还可降低烙体表面张 力，增加流动性，有利于诱注成锭，对工艺性能有着明显的提高，增加侣合金的耐腐蚀性能。
[0030] 此外，本发明中通过向侣合金中复合添加预设分量的Sc和Y微合金化元素，有效地 改善了侣合金材料的力学及焊接性能，较好地满足了现代科技发展对侣合金结构件高载荷 和轻质化的要求。
[0031] 具体的，Sc有强烈的变质作用，能细化焊缝烙化区的晶粒，形成很大的晶格应变， 有效地阻止位错的移动和晶粒的长大，抑制再结晶，进而显著降低焊接裂纹倾向性。添加 Sc 元素可减少由于添加化元素造成合金焊接过程中的热裂纹倾向，明显改善合金的强度和焊 接性能。选择Zr和Sc同时加入到侣合金内，是因为Zr与Sc具有相辅相成的作用，Zr元素能代 替AlsSc化合物中的部分Sc原子而形成Al3(Sc，Zr)化合物，不仅继承了 AlsSc化合物的全部 有益的性质，而且热稳定性更高，从而使得组织结构更为均匀，进而一定程度上提升其强度 及焊接性能。
[0032] 进一步的，&能较大程度(高达50%)地溶于AlsSc相中，并形成Al3(Sc广xZrx)相， 该相因其晶格类型、点阵参数与Al3Sc相差甚小，因此不仅保持了 Al3Sc的全部优异性能，而 且在高溫加热下聚集倾向比AlsSc相小得多，Al3(Sci-x&x)相的形成很大程度上保证了强 化效果和抑制再结晶效果。Ab(Sci-xZrx)金属间化合物即使在500°C高溫退火，仍无明显长 大，且与基体保持共格关系，克服了一般时效硬化型高溫侣合金在高溫时共格或半共格相 向平衡相转变而失去共格的缺点。因此，加入Sc的同时加入Zr，一方面可提高侣合金的有益 性能，另一方面还可W减少昂贵Sc的加入量。另外Zr还对侣合金有单独的作用，微量Zr可提 高合金的强度、断裂初性和抗应力腐蚀性能，由于其泽火敏感性较小，&还可w提高合金的 泽透性和焊接性。
[0033] 再进一步的，Y具有和Sc类似的性能，也对化元素造成合金焊接过程中的热裂纹倾 向有改善作用，Y也可W与Zr共同作用W改善侣合金的抗拉强度、耐热耐震和抗腐蚀能力， 同时又可W提高其导热性能改善焊接性，而不会影响侣合金材料的导热性能，从而明显地 改善侣合金的强度和焊接性能，又可W起到一定的净化去氨的作用，改善侣合金的组织结 构。同时Y与Al、Cu等形成弥散分布的高烙点化合物，也提升了侣合金材料的热稳定性与耐 热性。
[0034] 考虑到如果添加的稀±元素含量太低，对于性能的提升并不明显，随着含量的提 高，其对于材料的综合性能的改善也逐步加强，但是当稀±元素的添加量达到一定值后，过 多添加的Sc、Y等稀±元素可能会转变成为一些杂质物质，对晶粒结构产生不利的影响，从 而使得材料的综合性能不升反降。优选地，只要侣合金材料中含有上述含量的ScJr和Y就 能够提升侣合金材料的综合性能。
[0035] 在上述的一种用于交通信号灯的引线框架中，所述连接架的侣合金材料由W下成 分重量份数计）组成:Al:95份，51:〇.16份^0:〇.4份，加：1〇份，111:〇.7份，1邑：12份，化： 1.2份，211:7.4份，11:0.56份，2。0.36份，？65:0.6份，5。1.3份义3份，铜系元素:8份。
[0036] 上述侣合金材料的技术方案是连接架侣合金材料的优化技术方案，通过上述优化 配比，本案中侣合金材料的强度、耐腐蚀性、导热性能更佳，成品质量更好。
[0037] 在上述的一种用于交通信号灯的引线框架中，所述铜系元素为La元素和/或Sm元 素和/或Nd元素和/或化元素和/或化元素。即是说，本案中增加的铜系元素优选为选自La元 素、Sm元素、Nd元素、Er元素、Yb元素中的至少一种，使得组成的侣合金具有较好的强度、导 热性和抗氧化性，同时还具有较好的机械性能和较好的成型加工性能。
[0038] 相对于现有的侣合金而言，由于本案中侣合金材料合理的组成，更由于特定铜系 元素的加入，使得由该侣合金材料成型后的连接架强度提高15% W上，同时还获得了优异 的抗氧化性能。
[0039] 在上述的一种用于交通信号灯的引线框架中，所述铜系元素为化元素，且化元素 的重量份数是Sc元素重量份数的3倍-4.5倍。经研究后，作为优选方案，在侣合金材料中添 加化元素时，其侣合金的强度提高高达20%，导热性能提高高达18%，而且该组成的侣合金 的热膨胀系数也有所改变。进一步的，加入化元素后，会形成含化共格弥散相，基体保持形 变回复组织，基体内未形成明显的亚晶组织，抑制了基体再结晶，提高了初性。
[0040] 具体的，未溶于基体的化主要WAlCu化化合物形式存在，运些富稀±化合物多沿 晶界分布，该富稀±化合物在300°C环境中能稳定存在于晶界，提高合金高溫下晶界强度； 而且化+吐合金在热处理过程中还会析出一些弥散相粒子，运些弥散相含有化、Μη等元素， 其中还有少量Al2〇Cr 2Yb粒子;弥散相在合金中起到弥散强化作用，既能阻碍合金中位错滑 移，也能强化合金高溫下晶界强度，对提高合金室溫、高溫力学性能均有贡献。
[0041] 更进一步的，为提高导热性和稳定性，经研究后，在侣合金材料中进一步添加 Sc元 素时，并且控制化元素和Sc元素的重量比为3-4.5，Sc元素能与侣反应形成AlsSc相，具有很 强的热稳定性，在高溫下仍与基体保持共格关系，有利于提高侣合金材料的初性、强度等性 能。
[0042] 在上述的一种用于交通信号灯的引线框架中，所述连接架的制备方法如下：
[0043] 按照上述连接架的组成成分及其重量份数配料、烙炼，烙炼成侣液后进行化渣、除 气精炼，静置预设时间后进行除渣；
[0044] 将上述除渣后的侣液倒入压室内，在预设压射速度下填充进模具的型腔进行诱 注，使侣液在预设压射压力下凝固成型为连接架巧件，其中：上述的压射速度为160-18化/ min,压射压力为l2〇-140MPa;
[0045] 将制成的连接架巧件依次经过后处理、表面处理后得到成品，其中：上述表面处理 为在连接架巧件表面涂覆一层金属氧化物，且该金属氧化物的涂覆厚度为0.2-0.28mm，上 述后处理包括均匀化退火处理，且均匀化退火处理的溫度为530-550°C，保溫时间为10-1化。
[0046] 上述连接架的制备工艺操作简单，易上手，成型后的连接架质量稳定。在最后，本 发明对连接架巧件进行了最重要的表面处理，优选为表面氧化层涂覆处理，优选上述金属 氧化物为氧化错或二氧化铁，经过金属氧化物涂覆处理后得到最终成品，大幅度地提高了 产品的抗氧化性和焊接性能。此外，经金属氧化物涂覆处理后的连接架具有良好的耐磨损 性能、耐热性和抗腐蚀性，有效解决了连接架在使用过程中易磨损及腐蚀的问题，提高了连 接架的使用寿命。
[0047] 与现有技术相比，本发明包括支架，在支架上设置若干多个等距且相连的支架单 元，各支架单元均包括第一接线脚和第二接线脚，提高了支架安装的刚性，使得支架在使用 过程中不易发生弯折，在第一接线脚和第二接线脚的前端分别设置有第一连接部和第二连 接部，在第二连接部的顶端设置有安装槽，提高了引线框架的使用效率。
【附图说明】
[0048] 图1是本发明的结构示意图。
[0049] 图2是本发明的部分结构的放大图。
[0050] 图3是本发明的部分结构的俯视图。
[0化1 ] 图中，100、支架;200、第一接线脚;300、第二接线脚;400、第一连接部;401、第一缺 口；410、第二连接部;411、第二缺口；420、安装槽;500、第一竖直通道;510、倾斜通道;520、 第二竖直通道;600、连接架;700、通孔。
【具体实施方式】
[0052] W下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述， 但本发明并不限于运些实施例。
[0053] 如图1至图3所示，本用于交通信号灯的引线框架包括支架100,在支架100上设置 有若干等距且相连的支架100单元，所述支架100单元包括平行设置的第一接线脚200和第 二接线脚300,在第一接线脚200前端向上延伸形成有第一连接部400,在第二接线脚300前 端向上延伸形成有第二连接部410,在第一连接部400背离第二连接部410-侧设置有第一 缺口 401，在第二连接部410背离第一连接部400-侧设置有第二缺口 411，在第二连接部410 的顶端开设有安装槽420,在第一连接部400和第二连接部410之间形成有通道，所述通道包 括相通的第一竖直通道500、倾斜通道510W及第二竖直通道520,所述倾斜通道510的两端 分别与第一竖直通道500和第二竖直通道520相连。
[0054] 基于上述技术特征，支架100通过多个等距支架100单元组合而成，提高了支架100 的刚度，使得支架100在使用过程中不易发生弯折现象的产生，同时在使用过程中，使用者 能根据实际使用需要确定支架100单元的使用数量，多余的支架100单元并不影响支架100 的正常工作，从而提高了支架100使用的灵活性，扩大了支架100的使用范围。
[0055] 上述支架100单元包括平行设置的第一接线脚200和第二接线脚300,在相邻的第 一接线脚200和第二接线脚300之间设置有连接架600，提高了第一接线脚200和第二接线脚 300的刚度，避免了第一接线脚200和第二接线脚300在工作的过程中，第一接线脚200和第 二接线脚300发生弯折的现象，同时也提高了单个支架100单元的抗弯强度，使得支架100的 刚度得到加强。
[0056] 在第一接线脚200和第二接线脚300的顶端分别设置有第一连接部400和第二连接 部410,所述第二连接部410的体积大于第一连接部400的体积，在第二连接部410上开设有 用于安装晶体的安装槽420,保证了晶体安装的稳固性，避免在工作过程中出现晶体脱落现 象的产生，提高了晶体的工作效率。
[0057] 在第一连接部400上背离第二连接部410-侧开设有第一缺口 401，在第二连接部 410上背离第一连接部400-侧开设有第二缺口 411，使得第一接线脚200和第二接线脚300 的刚性得到显著提高，避免弯折现象的产生。
[005引在支架100上开设有多个贯穿支架100的通孔700,减少了支架100的制造成本，降 低了支架100的制造难度。
[0059] 其中，所述支架100采用儘铁合金制成，铁粉和儘粉是儘铁合金的主要材料，两者 需要进行过筛，确保铁粉和儘粉的颗粒度大致一致，当铁粉颗粒大小处于200-400目之间和 儘粉颗粒大小处于300-400目之间时，铁粉与儘粉在真空烧结时能形成奥氏体，且碳包覆在 铁原子上，隔绝氧气与铁原子的接触，当铁粉颗粒过大时，与儘粉无法烧结成合金或者烧结 的合金极易断裂;当铁粉颗粒过小时，碳将很难包覆在铁原子上，铁原子极易被氧化或者腐 蚀;同样当儘粉颗粒过大或过小时，与铁粉无法烧结成合金或者烧结的合金极易断裂。
[0060] 儘铁合金中的层错是靠化ockley不全位错在滑移面上滑移形成的，而ε马氏体也 是W层错形核，靠不全位错的扩展而长大，从晶体结构出发，根据位错运动理论，儘铁在本 申请中的比例最佳。
[0061] 在真空烧结时，逐步提升烧结溫度，经球磨机混合后的粉体逐步升溫，烧结出来的 合金强度更大，脆性降低;若将球磨机混合后的粉体直接提溫至1500度，将造成烧结的合金 断裂，脆性明显加大。
[006^ 实施例一.
[0063] 铁100份，儘500份，娃80份，碳20份，碳化铁20份，钢20份，筑10份，铜5份，经下述步 骤制成儘铁合金：
[0064] S1、将铁粉过筛，使铁粉颗粒大小处于200-400目之间，将儘粉过筛，使儘粉颗粒大 小处于300-400目之间；
[0065] S2、将符合要求的铁粉、儘粉W及其他成分放入球磨机内2-3小时后静置1小时；
[0066] S3、真空干燥；
[0067] S4、过筛；
[0068] S5、500度真空烧结1小时，800度真空烧结半小时，1100度真空烧结半小时，1400度 真空烧结2小时。
[0069] 铁和儘为儘铁合金的主要组成成分，铁粉过少，烧结的合金强度将降低，铁粉过 多，烧结的合金脆性加大，强度降低;儘粉过多，合金强度降低，儘粉过少，合金脆性加大，强 度降低;娃对合金起到脱氧的作用，大大降低了合金内的氧含量，娃过多，将导致合金的强 度降低，娃过少，起不到脱氧的作用，合金耐腐蚀性能将大大降低;碳和碳化铁在球磨机中 将与铁粉充分混合，在真空烧结时将包裹铁原子，隔绝铁原子与外界的连接，但又不破坏铁 儘之间的金相，碳化铁起到加强硬度的作用，碳化铁过多，将破坏铁儘之间的连接，碳化铁 过少，将无法达到加强硬度的作用；碳过多，将导致合金脆性增加，从而降低其强度;碳过 少，将无法均匀包裹铁原子，导致耐腐蚀性大大降低；钢加强了碳化铁的作用，钢同时使儘 铁合金晶粒细化，在高溫时保持合金强度，钢过少，起不到上述作用，钢过多，将破坏碳包覆 铁原子;筑用于改善儘铁合金的强度和硬度，筑过少则无法改善合金的强度和硬度，而筑过 多，将破坏碳包覆铁原子，导致耐腐蚀性降低;铜增加合金的延展性，铜过少则无法改善合 金的延展性，铜过多将破坏碳包覆铁原子，导致耐腐蚀性降低。
[0070] 实施例二：
[0071 ] 铁300份，儘200份，娃50份，碳30份，碳化铁30份，钢10份，筑5份，铜10份，经下述步 骤制成儘铁合金：
[0072] S1、将铁粉过筛，使铁粉颗粒大小处于200-400目之间，将儘粉过筛，使儘粉颗粒大 小处于300-400目之间；
[0073] S2、将符合要求的铁粉、儘粉W及其他成分放入球磨机内2-3小时后静置1小时；
[0074] S3、真空干燥；
[0075] S4、过筛；
[0076] S5、700度真空烧结1小时，1000度真空烧结半小时，1300度真空烧结半小时，1500 度真空烧结2小时。
[0077] 实施例
[0078] 铁200份，儘400份，娃60份，碳25份，碳化铁25份，钢15份，筑7份，铜8份，经下述步 骤制成儘铁合金：
[0079] S1、将铁粉过筛，使铁粉颗粒大小处于200-400目之间，将儘粉过筛，使儘粉颗粒大 小处于300-400目之间；
[0080] S2、将符合要求的铁粉、儘粉W及其他成分放入球磨机内2-3小时后静置1小时；
[0081] S3、真空干燥；
[0082] S4、过筛；
[0083] S5、600度真空烧结1小时，900度真空烧结半小时，1200度真空烧结半小时，1450度 真空烧结2小时。
[0084] 比较例一：
[0085] 铁100份，儘500份，娃80份，钢20份，筑10份，铜5份，经下述步骤制成儘铁合金：
[0086] S1、将铁粉过筛，使铁粉颗粒大小处于200-400目之间，将儘粉过筛，使儘粉颗粒大 小处于300-400目之间；
[0087] S2、将符合要求的铁粉、儘粉W及其他成分放入球磨机内2-3小时后静置1小时；
[008引 S3、真空干燥；
[0089] S4、过筛；
[0090] S5、500度真空烧结1小时，800度真空烧结半小时，1100度真空烧结半小时，1400度 真空烧结2小时。
[0091] 比较例二：
[0092] 铁50份，儘600份，娃40份，碳50份，碳化铁50份，钢50份，筑30份，铜30份，经下述步 骤制成儘铁合金：
[0093] S1、将铁粉过筛，使铁粉颗粒大小处于200-400目之间，将儘粉过筛，使儘粉颗粒大 小处于300-400目之间；
[0094] S2、将符合要求的铁粉、儘粉W及其他成分放入球磨机内2-3小时后静置1小时；
[00巧]S3、真空干燥；
[0096] S4、过筛；
[0097] S5、500度真空烧结1小时，800度真空烧结半小时，1100度真空烧结半小时，1400度 真空烧结2小时。
[009引
[0099] 表 1
[0100] 如表1数据可得，在该配比条件下，儘铁合金的抗腐蚀性能强，强度大、延展性佳。
[0101] 其中，所述连接架600采用侣合金制成，本连接架600的材料为侣合金材料，该侣合 金材料由W下成分（W重量份数计)组成:A1:85-106份，Si : 0.12-0.2份，Fe: 0.32-0.45份， Cu: 9-12份，Μη: 0.5-0.86份，Mg: 10-14份，吐：0.8-1.5份，Zn: 6.8-7.8份，Ti : 0.45-0.7份， Zr :0.25-0.46份，PbS:0.4 ~0.75份，Sc :0.75-1.5份，Y: 2.5-3.5份，铜系元素:6-9份。
[0102] 表2:本发明实施例1-5制备连接架600的侣合金材料的组成成分及其重量份数
[0103]
[0104]
[0105] 实施例1:
[0106] 按照上述表2中实施例1组成成分及其重量份数配料、烙炼，烙炼成侣液后进行化 渣、除气精炼，静置预设时间后进行除渣;将上述除渣后的侣液倒入压室内，在预设压射速 度下填充进模具的型腔进行诱注，使侣液在预设压射压力下凝固成型为连接架600巧件，其 中：上述的压射速度为16化/min,压射压力为120MPa;将制成的连接架600巧件依次经过后 处理、表面处理后得到成品，其中：上述表面处理为在连接架600巧件表面涂覆一层金属氧 化物(该金属氧化物为氧化错），且该金属氧化物的涂覆厚度为0.2mm，上述后处理包括均匀 化退火处理，且均匀化退火处理的溫度为550°C，保溫时间为12h。
[0107] 实施例2:
[0108] 按照上述表2中实施例2组成成分及其重量份数配料、烙炼，烙炼成侣液后进行化 渣、除气精炼，静置预设时间后进行除渣;将上述除渣后的侣液倒入压室内，在预设压射速 度下填充进模具的型腔进行诱注，使侣液在预设压射压力下凝固成型为连接架600巧件，其 中：上述的压射速度为16化/min,压射压力为125MPa;将制成的连接架600巧件依次经过后 处理、表面处理后得到成品，其中：上述表面处理为在连接架600巧件表面涂覆一层金属氧 化物(该金属氧化物为氧化错），且该金属氧化物的涂覆厚度为0.24mm，上述后处理包括均 匀化退火处理... ，且均匀化退火处理的溫度为535°C，保溫时间为11.5h。
[0109] 实施例3:
[0110] 按照上述表2中实施例3组成成分及其重量份数配料、烙炼，烙炼成侣液后进行化 渣、除气精炼，静置预设时间后进行除渣;将上述除渣后的侣液倒入压室内，在预设压射速 度下填充进模具的型腔进行诱注，使侣液在预设压射压力下凝固成型为连接架600巧件，其 中：上述的压射速度为17化/min,压射压力为130MPa;将制成的连接架600巧件依次经过后 处理、表面处理后得到成品，其中：上述表面处理为在连接架600巧件表面涂覆一层金属氧 化物(该金属氧化物为氧化错），且该金属氧化物的涂覆厚度为0.25mm，上述后处理包括均 匀化退火处理，且均匀化退火处理的溫度为540°C，保溫时间为1化。
[0111] 实施例4:
[0112] 按照上述表2中实施例4组成成分及其重量份数配料、烙炼，烙炼成侣液后进行化 渣、除气精炼，静置预设时间后进行除渣;将上述除渣后的侣液倒入压室内，在预设压射速 度下填充进模具的型腔进行诱注，使侣液在预设压射压力下凝固成型为连接架600巧件，其 中：上述的压射速度为18化/min,压射压力为140MPa;将制成的连接架600巧件依次经过后 处理、表面处理后得到成品，其中：上述表面处理为在连接架600巧件表面涂覆一层金属氧 化物(该金属氧化物为二氧化铁），且该金属氧化物的涂覆厚度为0.28mm，上述后处理包括 均匀化退火处理，且均匀化退火处理的溫度为530°C，保溫时间为lOh。
[0113] 实施例5:
[0114] 按照上述表2中实施例5组成成分及其重量份数配料、烙炼，烙炼成侣液后进行化 渣、除气精炼，静置预设时间后进行除渣;将上述除渣后的侣液倒入压室内，在预设压射速 度下填充进模具的型腔进行诱注，使侣液在预设压射压力下凝固成型为连接架600巧件，其 中：上述的压射速度为17化/min,压射压力为135MPa;将制成的连接架600巧件依次经过后 处理、表面处理后得到成品，其中：上述表面处理为在连接架600巧件表面涂覆一层金属氧 化物(该金属氧化物为二氧化铁），且该金属氧化物的涂覆厚度为0.26mm，上述后处理包括 均匀化退火处理，且均匀化退火处理的溫度为545°C，保溫时间为10.5h。
[011引对比例1与实施例3的区别仅在于:对比例1的连接架600采用普通Al-Mg-Si-Cu系 侣合金材料制备得到。
[0116] 对比例2与实施例3的区别仅在于:对比例2中制备连接架600的侣合金材料中不含 Zr元素。
[0117] 对比例3与实施例3的区别仅在于:对比例3中制备连接架600的侣合金材料中不含 稀±元素。
[011引对比例4与实施例3的区别仅在于:对比例4中制备得到的连接架600没有经过表面 处理（即金属氧化物涂覆处理）。
[0119] 将上述实施例1-5和对比例1-4制成的连接架600进行性能测试，测试结果如表3和 表4所示。
[0120] 表3:实施例1-5连接架600性能测试结果
[Π1911
[0122] 表4:对比例1-4连接架600性能测试结果
[0123]
[0125] 从表3和表4可知，采用普通Al-Mg-Si-化系侣合金材料制成的连接架600和采用对 比例2-3配方制成的连接架600的综合性能均不及本申请。而从对比例4可知，侣合金材料制 成的连接架600不经过表面金属氧化物涂覆处理，其抗氧化性能大幅降低，也降低了使用寿 命。
[0126] 本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领 域的技术人员可W对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替 代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
【主权项】
1. 一种用于交通信号灯的引线框架，其特征在于，包括支架，在支架上设置有若干等距 且相连的支架单元，所述支架单元包括平行设置的第一接线脚和第二接线脚，在第一接线 脚前端向上延伸形成有第一连接部，在第二接线脚前端向上延伸形成有第二连接部，在第 一连接部背离第二连接部一侧设置有第一缺口，在第二连接部背离第一连接部一侧设置有 第二缺口，在第二连接部的顶端开设有安装槽，在第一连接部和第二连接部之间形成有通 道，所述通道包括相通的第一竖直通道、倾斜通道以及第二竖直通道，所述倾斜通道的两端 分别与第一竖直通道和第二竖直通道相连。2. 根据权利要求1所述的一种用于交通信号灯的引线框架，其特征在于，在相邻的第一 接线脚和第二接线脚之间设置有连接架。3. 根据权利要求2所述的一种用于交通信号灯的引线框架，其特征在于，在支架上开设 有若干贯穿支架的通孔。4. 根据权利要求1所述的一种用于交通信号灯的引线框架，其特征在于，所述支架采用 锰铁合金制成，所述锰铁合金包括以下重量份数比的组分:铁100-300份，锰200-500份，硅 50-80份，碳20-30份，碳化钛20-30份，钼10-20份，钪5-10份，镧5-10份。5. 根据权利要求4所述的一种用于交通信号灯的引线框架，其特征在于，所述锰铁合金 的制备方法为： 51、 将铁粉过筛，使铁粉颗粒大小处于200-400目之间，将锰粉过筛，使锰粉颗粒大小处 于300-400目之间； 52、 将符合要求的铁粉、锰粉以及其他成分放入球磨机内2-3小时后静置1小时； 53、 真空干燥； 54、 过筛； 55、 500-700度真空烧结1小时，800-1000度真空烧结半小时，1100-1300度真空烧结半 小时，1400-1500度真空烧结2小时。6. 根据权利要求1所述的一种用于交通信号灯的引线框架，其特征在于，所述连接架采 用铝合金材料制成，所述铝合金材料由以下成分（以重量份数计）组成:A1:85-106份，Si: 0.12-0.2份，Fe:0.32-0.45 份，Cu: 9-12份，Μη:0· 5-0.86份，Mg: 10-14 份，Cr:0.8-1.5份，Zn: 6.8-7.8份，Ti:0.45-0.7份，Zr:0.25-0.46份，PbS:0.4~0.75份，Sc:0.75-1.5份，Y: 2.5-3 · 5份，镧系兀素:6-9份。7. 根据权利要求6所述的一种用于交通信号灯的引线框架，其特征在于，所述连接架的 铝合金材料由以下成分（以重量份数计)组成:A1:95份，Si: 0.16份，Fe: 0.4份，Cu: 10份，Μη: 0.7份，]\%:12份，0:1.2份，211:7.4份，11 :0.56份，2〇0.36份，？匕3:0.6份，3(3:1.3份，￥:3份， 镧系元素:8份。8. 根据权利要求7所述的一种用于交通信号灯的引线框架，其特征在于，所述镧系元素 为La元素和/或Sm元素和/或Nd元素和/或Er元素和/或Yb元素。9. 根据权利要求8所述的一种用于交通信号灯的引线框架，其特征在于，所述镧系元素 为Yb元素，且Yb元素的重量份数是Sc元素重量份数的3倍-4.5倍。10. 根据权利要求9所述的一种用于交通信号灯的引线框架，其特征在于，所述连接架 的制备方法如下： 按照上述连接架的组成成分及其重量份数配料、熔炼，熔炼成铝液后进行扒渣、除气精 炼，静置预设时间后进行除渣； 将上述除渣后的铝液倒入压室内，在预设压射速度下填充进模具的型腔进行浇注，使 铝液在预设压射压力下凝固成型为连接架坯件，其中：上述的压射速度为160-180L/min，压 射压力为120_140MPa; 将制成的连接架坯件依次经过后处理、表面处理后得到成品，其中：上述表面处理为在 连接架还件表面涂覆一层金属氧化物，且该金属氧化物的涂覆厚度为0.2-0.28mm，上述后 处理包括均匀化退火处理，且均匀化退火处理的温度为530-550°C，保温时间为10_12h。
【专利摘要】本发明提供了一种用于交通信号灯的引线框架，属于半导体封装技术领域。它解决了现有的引线框架生产成本高的问题。本用于交通信号灯的引线框架包括支架，在支架上设置有支架单元，所述支架单元包括第一接线脚和第二接线脚，在第一接线脚前端向上延伸形成有第一连接部，在第二接线脚前端向上延伸形成有第二连接部，在第一连接部背离第二连接部一侧设置有第一缺口，在第二连接部背离第一连接部一侧设置有第二缺口，在第二连接部的顶端开设有安装槽，在第一连接部和第二连接部之间形成有通道，所述通道包括相通的第一竖直通道、倾斜通道以及第二竖直通道。本用于交通信号灯的引线框架具有刚性好、生产成本低的优点。
【IPC分类】H01L21/48, C22C30/00, C22C22/00, C22C21/18, C22C21/08, H01L23/495, C22C32/00
【公开号】CN105489584
【申请号】CN201510834719
【发明人】余利丰, 江焕辉
【申请人】宁波德洲精密电子有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年11月25日
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