塑封模具材料的发展历程和方向

作为塑封模具的材料，必须具有上述特点。国内外模具制造商都从自己的发展过程验证了这一点，并不断地使其完善，寻找更加优良的材料。 

从半导体行业塑封模具材料的发展过程中我们可以看到，在上个世纪70年代末，我们最早使用的CrWMn具有一定的强度和抗蚀性，但随着模具技术要求的不断提升，我们也在不断地改进模具材料。

为了提高模具的耐蚀性，我们开始采用了不锈钢系列的9Cr18材料，进而兼顾耐磨损性，而使用了440C。同样为了提高耐磨损性，我们使用了D2钢、ASP23、高速钢和硬质合金。在通过与世界优秀半导体模具制造商的交流合作过程中，现阶段半导体行业更多地采用具有优良耐蚀性和耐磨损性集合的SAM97（C1.2—Cr17）和ELmax，更使半导体行业塑封模具精品化。

为了提高材料的刚性和耐磨损性，一般材料均需加热到1,030℃以上。高温下，各种合金元素充分溶解于奥氏体内，以便在淬火时获得高的基体硬度，同时为了保证零件不发生脱碳氧化，相应采用了真空处理。目前半导体行业内使用的高速率气淬淬火炉，可以在高真空条件下通过氮气保护对工件进行加热，既保证了工件的脱碳氧化，又防止了合金元素的蒸发。同时采用200-500Kpa范围内可调节气体压力，对工件进行淬火冷却，在保证工件充分淬透的同时又减少了变形。

高合金钢在淬火后，由于其马氏体转变点（Ms点）均高于室温，为了提高硬度，保证尺寸稳定性，通常要进行深冷处理和高温回火，以保证残余奥氏体充分转变为稳定的回火马氏体。我们将经过真空淬火后的工件，在室温至100℃之间进行校正（保证工件校正后变形不回弹），然后放入-140℃的深冷处理箱中进行深冷。工件在不出炉的情况下，可以在-140℃至230℃之间进行冷热循环，保证工件不会因为进出炉而产生变形或开裂。同时由于采用氮气保护也避免了工件在回火中的氧化开裂。目前对于D2类材料，我们通常在深冷设备中直接完成-140℃深冷至230℃回火的3次循环。对于高于230℃回火的钢种如SAM97、ELmax、ASP23等，我们采用了真空回火炉，在抽真空后，加入99.999%的高纯氮气作为介质，通过吹风方向的改变来形成对流，保证了工件的温度均匀性，同时节省了回火时间。

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