Aleación FE-NI endurecida para la fabricación de rejillas de soporte de circuitos integrados y procedimiento de fabricación.

. Procedimiento para la fabricación de una tira de aleación Fe-Ni cuyo límite de elasticidad Rp0 ,

2 superior a 750 MPay el alargamiento repartido Ar superior a 5% , según el cual :

- se elabora una aleación cuya composición química comprende , en peso :

36% ≤Ni + Co ≤43%

0% ≤Co ≤3%

0 ,05% ≤C ≤0 ,4%

0 ,2% ≤Cr≤1 ,5%

0 ,4% ≤Mo ≤ 3%

Cu ≤3%

Si ≤0 ,3%

Mn ≤0 ,3%

siendo el resto hierro e impurezas ,

- eventualmente , se vuelve a fundir en vacío o bajo refundido electroconductor para obtener un semi-producto ,

- se lamina en caliente el semi-producto a una temperatura superior o igual a 950°C para obtener una tira en caliente deespesor comprendido entre 2 y 6 mm , estando el laminado en caliente eventualmente precedido por un tratamiento dehomogeneización por mantenimiento por encima de 950°C , tras el laminado , se refrigera la tira por debajo de 450°C auna velocidad de refrigeración suficiente para evitar la precipitación de carburos ,

- se lamina en frío la tira en caliente en una o varias reducciones de 5% a 95% separadas por unos recocidos a unatemperatura superior a 950°C ,

- y se efectúa un tratamiento térmico de endurecimiento entre 450°C y 850°C , estando el tratamiento térmico deendurecimiento precedido por una reducción de al menos 40% .

Aleación FE-NI endurecida para la fabricación de rejillas de soporte de circuitos integrados y procedimiento de fabricación [0001] La presente invención se refiere a una aleación Fe-Ni endurecida y a su procedimiento de fabricación en forma de tiras delgadas utilizables en especial para la fabricación de rejillas de soporte de circuitos integrados o de rejillas para cañón de electrones de tubos catódicos de visualización a color .

En los componentes electrónicos que comprenden circuitos integrados fabricados a partir de pastillas de silicio , las pastillas de silicio se pegan a unas rejillas llamadas también « leadframe » destinadas en especial a constituir las patas de conexión de los circuitos integrados . Estas rejillas deben estar constituidas por una aleación que tenga propiedades múltiples que las hagan compatibles con las pastillas de silicio y que permitan la fabricación de los componentes en buenas condiciones . En particular , la aleación debe tener un coeficiente de dilatación térmica compatible con el del silicio con la finalidad de evitar la aparición de restricciones mecánicas elevadas durante los ciclos térmicos generados por las operaciones de fabricación . La aleación debe tener una resistencia mecánica suficiente para que las patas de conexión no se deformen durante manipulaciones mediante autómatas , pero debe ser suficientemente dúctil para permitir el conformado por plegado de estas patas . La aleación debe también poder ser fácilmente recortada ya sea por recorte químico o por recorte mecánico y debe ser poco oxidable en superficie para permitir realizar deposiciones electrolíticas en buenas condiciones .

Habitualmente , las rejillas de soporte de circuitos integrados están hechas de aleación N42® que es una aleación Fe-Ni que contiene aproximadamente 41% de Ni . Sin embargo , esta aleación presenta el inconveniente de tener una resistencia mecánica insuficiente para realizar las rejillas de los circuitos integrados delgados dotados de un elevado número de patas de conexión . Esta dificultad aparece en especial en los circuitos integrados llamados « Quad Flat Pack » cuyo número de patas de conexión puede alcanzar 240 , o los circuitos integrados llamados « Thin Small Out Line Pack » cuyo espesor total es de 1 mm .

Con el fin de dar remedio a este inconveniente , y para fabricar circuitos integrados delgados que comprenden un elevado número de patas de conexión , se ha propuesto utilizar diversas aleaciones Fe-Ni endurecidas las cuales presentan todas inconvenientes .

Por ejemplo :

- en las solicitudes de patente japonesas J 04160112 , J 04072037 y J 04099252 , se ha propuesto utilizar aleaciones de Fe-Ni endurecidas con solución sólida y consolidación por batido en frío , pero estas aleaciones tienen una ductilidad reducida que las hacen poco aptas para el conformado por plegado ;

- en las solicitudes de patente japonesas J 03207835 , J 03207834 y J 03173740 , se ha propuesto utilizar aleaciones de Fe-Ni endurecidas por precipitación homogénea de fases NiBe o y’ o y " por adición de elementos tales como Be , Ti , Al , Nb o Ta , pero estas aleaciones presentan el inconveniente de tener una velocidad de recorte reducida y una sensibilidad a la oxidación de superficie aumentada con respecto a las de la aleación N42 ;

- en la patente US 5 , 026 , 345 , se ha propuesto utilizar una aleación Fe-Ni endurecida por formación de martensita de batido en frío , pero esta aleación presenta el inconveniente de tener una ductilidad reducida y un coeficiente de dilatación mucho más elevado que el del N42 ;

- en la solicitud de patente EP 0489932 , se ha propuesto utilizar una aleación F-Ni endurecida por precipitación de carburos de Ti , Zr , Hf , V , Nb o Ta y por consolidación por batido en frío , pero esta aleación tiene una sensibilidad a la oxidación de superficie aumentada lo cual degrada la aptitud para el depósito electrolítico .

Ninguna de las aleaciones que se acaban de mencionar reúnen completamente las propiedades deseadas y el objetivo de la presente invención es dar remedio a este inconveniente proponiendo una aleación con límite elevado de elasticidad mejor adaptado a la fabricación de rejillas de soporte de circuitos integrados que las aleaciones conocidas .

A tal efecto , la invención tiene por objeto un procedimiento para fabricar una tira de aleación Fe-Ni cuya composición química comprende , en peso :

36% º Ni + Co º 43%

0% º Co º 3%

, 05% º C º 0 , 4%

, 2% º Crº1 , 5%

, 4% º Mo º 3%

Cu º 3%

Si º0 , 3%

Mn º0 , 3%

siendo el resto hierro e impurezas ;

Esta aleación tiene un límite de elasticidad Rp0 , 2 superior a 750MPa y un alargamiento repartido Ar superior a 5% . Preferentemente , el límite de elasticidad Rp0 , 2 está comprendido entre 800 MPa y 1100 MPa y la resistencia a la tracción Rm está comprendida entre 900 MPa y 1130 MPa .

Preferentemente , la composición química es tal que :

, 5% ºNi + Co º41 %

, 1% ºC s 0 , 35%

, 5% ºCr º1 , 2%

, 5% ºMo º2 , 5%

También preferentemente , el alargamiento repartido Ar es superior a 7% , el límite de elasticidad Rp0 , 2 está comprendido entre 800 MPa y 1000 MPa y la resistencia a la tracción Rm está comprendida entre 900 MPa y 1040 MPa .

Según el procedimiento , para fabricar la tira :

-se elabora una aleación cuya composición química es conforme al análisis definido más arriba , eventualmente , se vuelve a fundir en vacío o bajo refundido electroconductor para obtener un semi-producto ,

-se lamina en caliente el semi-producto a una temperatura superior o igual a 950°C para obtener una tira en caliente de espesor comprendido entre 2 y 6 mm , y preferentemente entre 3 y 5 mm , estando el laminado en caliente eventualmente precedido por un tratamiento de homogeneización por mantenimiento por encima de 950°C ; tras el laminado , se refrigera la tira por debajo de 450°C a una velocidad de refrigeración suficiente para evitar la precipitación de carburos ,

-se lamina en frío la tira en caliente en una o varias reducciones de espesor de 5% a 95% separadas por unos recocidos a una temperatura superior a 950°C ,

-y se efectúa un tratamiento térmico de endurecimiento entre 450°C y 850°C , estando el tratamiento térmico de endurecimiento precedido por una reducción de espesor de al menos 40% .

Eventualmente , tras el tratamiento térmico de endurecimiento , se efectúa un laminado en frío complementario seguido de un tratamiento térmico de restauración comprendido entre 550°C y 750°C .

La invención también se refiere a una tira de aleación Fe-Ni conforme a la invención , y en especial a una tira cuyo espesor es superior o igual a 50 mm e inferior a 250 mm , cuyo límite de elasticidad Rp0 , 2 está comprendido entre 800 MPa y 1100 MPa , cuya resistencia a la tracción Rm está comprendida entre 900 MPa y 1130 MPa y cuyo alargamiento está repartido Ar es superior o igual a 5% . Esta tira puede ser utilizada para la fabricación de una rejilla soporte de circuitos integrados o para la fabricación de una rejilla de cañón de electrones . Se puede así obtener una rejilla soporte de circuito integrado de aleación cuyo coeficiente de dilatación térmica entre 20°C y 300°C está , preferentemente , comprendido entre 4x10-6/K y 6x10-6/K .

La invención se describirá a continuación con más detalles y de ilustrará con unos ejemplos .

La aleación Fe-Ni objeto de la invención es una aleación Fe-Ni endurecida por precipitación de carburos de cromo y de molibdeno cuya composición química comprende , en peso :

- más de 36% , o preferentemente , más de 38 , 5% , pero menos de 43% , o preferentemente menos de 41% de níquel , pudiendo este elemento ser reemplazado parcialmente por cobalto hasta un máximo de 3% ( la concentración mínima en cobalto puede ser igual a 0% ) ; la concentración en níquel se escoge con la finalidad de obtener un coeficiente de dilatación térmica entre 20°C y cualquier temperatura T comprendida entre 20°C y 300°C , comprendida entre 3 , 5x10-6 y 6 , 5x10-6 ;

- más de 0 , 05% , o preferentemente más de 0 , 1% , pero menos de 0 , 4% , o preferentemente , menos de 0 , 35% de carbono con el fin de permitir la formación de carburos que se endurecen por precipitación , sin deteriorar el coeficiente de dilatación y la ductilidad de la aleación ;

- más de 0 , 2% , o preferentemente más de 0 , 5% , pero menos de 1 , 5% o preferentemente menos de 1 , 2% de cromo , y más de 0 , 4% , o preferentemente más de 1 , 5% , pero... [Seguir leyendo]

. Procedimiento para la fabricación de una tira de aleación Fe-Ni cuyo límite de elasticidad Rp0 , 2 superior a 750 MPa y el alargamiento repartido Ar superior a 5% , según el cual :

- se elabora una aleación cuya composición química comprende , en peso :

36% ºNi + Co º43% 0% ºCo º3% 0 , 05% ºC º0 , 4% 0 , 2% ºCrº1 , 5% 0 , 4% ºMo º3%

Cu º3% Si º0 , 3% Mn º0 , 3% siendo el resto hierro e impurezas ,

- eventualmente , se vuelve a fundir en vacío o bajo refundido electroconductor para obtener un semi-producto ,

- se lamina en caliente el semi-producto a una temperatura superior o igual a 950°C para obtener una tira en caliente de espesor comprendido entre 2 y 6 mm , estando el laminado en caliente eventualmente precedido por un tratamiento de homogeneización por mantenimiento por encima de 950°C , tras el laminado , se refrigera la tira por debajo de 450°C a una velocidad de refrigeración suficiente para evitar la precipitación de carburos ,

- se lamina en frío la tira en caliente en una o varias reducciones de 5% a 95% separadas por unos recocidos a una 20 temperatura superior a 950°C ,

-y se efectúa un tratamiento térmico de endurecimiento entre 450°C y 850°C , estando el tratamiento térmico de endurecimiento precedido por una reducción de al menos 40% .

. Procedimiento según la reivindicación 1 en el cual , tras el tratamiento térmico de endurecimiento , se efectúa un laminado en frío complementario seguido de un tratamiento térmico de restauración comprendido entre 550°C y 750°C .

3 . Procedimiento según la reivindicación 1 o la reivindicación 2 en el cual la composición química de la aleación es tal que : 38 , 5% ºNi + Co º41 % 0 , 1% ºC s 0 , 35%

, 5% ºCr º1 , 2% 30 1 , 5% ºMo º2 , 5%

. Tira cuya composición química es conforme a la composición química definida a la reivindicación 1 o a la reivindicación 3 , cuyo límite de elasticidad Rp0 , 2 está comprendido entre 800 MPa y 1000 MPa , la resistencia a la tracción Rm está comprendida entre 900 MPa y 1130 MPa y el alargamiento repartido es superior a 7% , y cuyo espesor es superior a 50 mm e inferior a 250 mm .

5 . Utilización de una tira de aleación cuya composición química es conforme a la composición química según la reivindicación 1 o la reivindicación 3 , cuyo límite de elasticidad Rp0 , 2 está comprendido entre 800 MPa y 1100 MPa y la resistencia a la tracción Rm está comprendida entre 900 MPa y 1130 MPa , para la fabricación de una rejilla soporte de circuito integrado .

. Utilización de una tira según la reivindicación 5 caracterizada por el hecho de que el límite de elasticidad Rp0 , 2

está comprendido entre 800 MPa y 1000 MPa y la resistencia a la tracción Rm está comprendida entre 900 MPa y 1130 MPa y el alargamiento repartido es superior a 7% .

. Utilización de una tira según la reivindicación 5 o 6 , caracterizado por el hecho de que el espesor de la tira es superior a 0 , 1 mm .

. Rejilla soporte de circuito integrado fabricado mediante la utilización de una tira según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7 .

. Rejilla soporte de circuito integrado según la reivindicación 8 , caracterizado por el hecho de que la aleación tiene un coeficiente de dilatación térmica entre 20°C y 300°C comprendido entre 4x10-6/K y 6x10-6/K .

. Rejilla de cañón de electrones por ejemplo para tubo de televisión a color fabricado mediante la utilización de una tira según la reivindicación 4 .