CN105448879A - 一种用于汽车尾灯的引线框架 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于汽车尾灯的引线框架，属于半导体封装技术领域。它解决了现有的引线框架制造成本高的问题。本用于汽车尾灯的引线框架包括平行设置的第一支架和第二支架，在第一支架和第二支架之间设置有若干等距的支架单元，所述支架单元包括第一接线脚、第二接线脚以及第三连接脚，所述第一接线脚的两端分别与第一支架和第二支架固连，在第一接线脚上开设有用于安装芯片的安装孔，所述第二接线脚和第三接线脚的两端分别与第一支架和第二支架固连，在第二接线脚和第三接线脚之间设置有安装块，所述安装块的两端分别与第二接线脚和第三接线脚固连。本用于汽车尾灯的引线框架具有使用寿命长、生产成本低的优点。

Description

一种用于汽车尾灯的引线框架
技术领域
本发明属于半导体封装技术领域，涉及一种用于汽车尾灯的引线框架。
背景技术
引线框架是承载芯片的载体,导线键合后起到芯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；以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。
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。所以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。
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
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种使用寿命长、生产成本低的用于汽车尾灯的引线框架。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种用于汽车尾灯的引线框架，包括平行设置的第一支架和第二支架，在第一支架和第二支架之间设置有若干等距的支架单元，所述支架单元包括第一接线脚、第二接线脚以及第三连接脚，所述第一接线脚的两端分别与第一支架和第二支架固连，在第一接线脚上开设有用于安装芯片的安装孔，所述第二接线脚和第三接线脚的两端分别与第一支架和第二支架固连，在第二接线脚和第三接线脚之间设置有安装块，所述安装块的两端分别与第二接线脚和第三接线脚固连。
在上述的一种用于汽车尾灯的引线框架中，在第一支架和第二支架之间设置有连接架。
在上述的一种用于汽车尾灯的引线框架中，在第一支架和第二支架上开设有通孔。
在上述的一种用于汽车尾灯的引线框架中，所述第一支架采用铝合金材料制成，该铝合金材料由以下成分(以重量份数计)组成：Al：110-150份，Si：0.1-0.45份，Fe：0.46-0.65份，Cu：4.5-8份，Mn：0.45-0.8份，Mg：15-25份，Cr：1.8-4.5份，Zn：1.5-2.3份，Ti：0.8-1.3份，Zr：2.5-3.8份，PbS：1.5～3份，稀土元素：15-28份。
铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，其密度低，强度比较高，接近或超过优质钢，且塑性好，可加工成各种灯具的型材，具有优良的导电性、导热性和抗氧化性。其中，Al-Mg-Si系合金具有良好的可成型性、可焊接性、可机加工性，同时具有中等强度，在退火后仍能维持较好的操作性，但是其强度和导热性略显不够，影响成品的表面质量、导热性能以及成品灯具工作的稳定性。
因此，本发明优选采用Al-Mg-Si系合金制备灯的第一支架，但是，本发明该铝合金的基础上，先对铝合金的组成成分及其重量份数进行了上述的调整，以获得导热性、电镀性等综合性能更好的铝合金材料。
本案在Al-Mg-Si系铝合金组成成分及其质量百分比的基础上，提高了Cu元素、Mg元素以及Zn元素的含量，并优选将(Cu元素+Mg元素)/Zn元素的质量比控制在13-14.3，使Cu元素能配合Zn元素使铝合金材料获得高强度、强耐蚀性和较好的塑性等性能，Cu元素和Al元素在合金中能形成足够量的强化相CuAl2，同时Mg元素和Zn元素在合金中能形成足够量的强化相MgZn2，进一步提高铝合金材料的强度。
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铝合金材料的断裂韧性等性能。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以及疲劳强度。
此外，本发明在对铝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系铝合金的组成成分中添加了Zr元素和稀土元素。
其中：微量元素Zr有良好的可塑性和很强的耐腐蚀性，有效地提高了第一支架的耐腐蚀性和抗氧化性能。添加上述微量的Zr元素可以抑制再结晶，提高铝合金再结晶温度，改善铝合金的强度、断裂韧性、抗应力腐蚀以及抗剥落(或层状)腐蚀性能。
具体的，Zr元素与Al元素生成高密度的亚稳Al3Zr，高密度的亚稳Al3Zr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，以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以保留下来。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，Al3Zr的强化弥散则有利于提高合金的断裂韧性和强度，因而Zr元素的添加可以有效改善铝合金的综合性能。
而由于本发明在铝合金材料中加入了适量的Zr元素，可以部分代替Cr元素和Mn元素，因此，本发明可以适当的降低了Cr元素和Mn元素的质量百分比。而降低Cr元素在铝合金材料中的含量可以降低AIFeCrSi相，提高合金中Mg2Si相的含量，从而也可以提高合金的强度。
在本案中，为使得成品后的第一支架具有良好的导热性，保证内部灯芯等机构的稳定工作，提高使用时的安全性能，在铝合金材料中加入了稀土元素。稀土元素的加入不仅可以起到微合金化的作用，还能与氢等气体和许多非金属有较强的亲和力，能生成熔点高的化合物，有一定的除氢、精炼、净化作用。同时，稀土元素化学活性极强，可以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，从而提高铝合金的强度、硬度和韧性，改善加工性能、耐热性、可塑性及可锻性。
在上述的一种用于汽车尾灯的引线框架中，所述第一支架的铝合金材料由以下成分(以重量份数计)组成：Al：120份，Si：0.2份，Fe：0.5份，Cu：6份，Mn：0.6份，Mg：20份，Cr：3份，Zn：1.8份，Ti：0.9份，Zr：3份，PbS：2份，稀土元素：23份。
上述铝合金材料的技术方案是第一支架铝合金材料的优化技术方案，通过上述优化配比，本案中铝合金材料的强度、耐腐蚀性、导热性能更佳，表面质量更好。
在上述的一种用于汽车尾灯的引线框架中，所述稀土元素为La元素和/或Ce元素和/或Nd元素和/或Yb元素和/或Y元素和/或Sc元素。即是说，本案中增加的稀土元素优选为选自La元素、Ce元素、Nd元素、Yb元素、Y元素、Sc元素中的至少一种，使得组成的铝合金具有较好的导热性，同时还具有较好的机械性能和较好的成型加工性能。
相对于现有的铝合金而言，由于本案中铝合金材料合理的组成，更由于特定稀土元素的加入，使得由该铝合金材料成型后的第一支架导热性能提高20％以上，同时还获得了优异的高温抗氧化性能。
在上述的一种用于汽车尾灯的引线框架中，所述稀土元素为Yb元素。经研究后，作为优选方案，在铝合金材料中添加Yb元素时，其铝合金的导热性能提高高达36％，而且该组成的铝合金的热膨胀系数也有所改变。进一步的，加入Yb元素后，会形成含Yb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，提高了韧性。
具体的，未溶于基体的Yb主要以A1CuYb化合物形式存在，这些富稀土化合物多沿晶界分布，该富稀土化合物在300℃环境中能稳定存在于晶界，提高合金高温下晶界强度；而且Yb+Cr合金在热处理过程中还会析出一些弥散相粒子，这些弥散相含有Cr、Mn等元素，其中还有少量A120Cr2Yb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，也能强化合金高温下晶界强度，对提高合金室温、高温力学性能均有贡献。
在上述的一种用于汽车尾灯的引线框架中，所述稀土元素为Yb元素和Sc元素，且Yb元素的重量份数是Sc元素重量份数的1.5倍-2倍。
进一步的，为提高导热性和稳定性，经研究后，在铝合金材料中进一步添加Sc元素时，并且控制Yb元素和Sc元素的重量比为1.5-2，Sc元素能与铝反应形成Al3Sc相，具有很强的热稳定性，在高温下仍与基体保持共格关系，有利于提高铝合金材料的韧性、强度等性能。而且，在合金中同时添加Sc和Zr元素，由于两者物理、化学性质相近，Zr元素能代替Al3Sc化合物中的部分Sc原子而形成Al3(Sc，Zr)化合物，不仅继承了Al3Sc化合物的全部有益的性质，而且热稳定性更高。
在上述的一种用于汽车尾灯的引线框架中，所述第一支架的制备方法如下：
按照上述第一支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第一支架坯件，其中：上述的压射速度为120-150L/min，压射压力为90-110MPa；
将制成的第一支架坯件依次经过后处理、表面处理后得到成品，其中：上述表面处理为等离子体微弧氧化处理，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500-520℃，保温时间为13-15h。
上述第一支架的制备工艺操作简单，易上手，成型后的第一支架质量稳定。在最后，本发明对第一支架坯件进行了最重要的表面处理，优选为等离子体微弧氧化处理，经过等离子体微弧氧化处理后得到最终成品，大幅度地提高了产品的表面硬度，超过热处理后的高碳钢、高合金钢和高速工具钢的硬度。此外，经等离子微弧氧化处理后的第一支架在坯件原位生长陶瓷膜，结合牢固且致密均匀，具有良好的耐磨损性能、耐热性和抗腐蚀性，有效解决了第一支架在使用过程中易磨损及腐蚀的问题，提高了第一支架的使用寿命。
在上述的一种用于汽车尾灯的引线框架中，所述第二支架采用铝合金制成，且该材料由以下成分(以重量份数计)组成：Al：85-106份，Si：0.12-0.2份，Fe：0.32-0.45份，Cu：9-12份，Mn：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，镧系元素：6-9份。
与现有技术相比，本发明包括第一支架和第二支架，在第一支架和第二支架之间设置有支架单元，支架单元包括第一接线脚、第二接线脚以及第三连接脚，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，提高引线框架的使用寿命；在第一接线脚上开设有用于安装芯片的安装孔，提高了芯片安装的稳固性，保证了本发明正常工作，且制作简单降低生产成本。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中，100、第一支架；110、第二支架；200、第一接线脚；210、安装孔；300、第二接线脚；400、第三接线脚；500、安装块；600、连接架；700、通孔。
具体实施方式
以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，但本发明并不限于这些实施例。
如图1所示，本用于汽车尾灯的引线框架包括平行设置的第一支架100和第二支架110，在第一支架100和第二支架110之间设置有若干等距的支架单元，所述支架单元包括第一接线脚200、第二接线脚300以及第三连接脚，所述第一接线脚200的两端分别与第一支架100和第二支架110固连，在第一接线脚200上开设有用于安装芯片的安装孔210，所述第二接线脚300和第三接线脚400的两端分别与第一支架100和第二支架110固连，在第二接线脚300和第三接线脚400之间设置有安装块500，所述安装块500的两端分别与第二接线脚300和第三接线脚400固连。
基于上述技术特征，支架通过多个等距支架单元组合而成，提高了支架的刚度，使得支架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单元的使用数量，多余的支架单元并不影响支架的正常工作，从而提高了支架使用的灵活性，扩大了支架的使用范围。
优选地，上述支架单元包括平行设置的第一接线脚200、第二接线脚300以及第三接线脚400，在第一接线脚200与相邻的第二接线脚300和第三接线脚400之间均设置有连接架600，在第二接线脚300与相邻的第三接线脚400之间也设置有连接架600，提高了支架单元的刚度，避免了在使用过程中，第一接线脚200、第二接线脚300或者第三接线脚400发生弯折而影响了本发明的正常工作现象的产生，使得本发明的刚度得到加强，，保证了本发明的工作效率。
在第一接线脚200上开设有用于安装芯片的安装孔210，在使用过程中，芯片位于安装孔210内，避免在工作过程中出现芯片脱落现象的产生，提高了芯片安装的稳固性，保证了晶体的正常工作。
在支架上开设有多个贯穿支架的通孔700，减少了支架的制造成本，降低了支架的制造难度。
上述第一支架100的材料为铝合金材料，该铝合金材料由以下成分(以重量份数计)组成：Al：110-150份，Si：0.1-0.45份，Fe：0.46-0.65份，Cu：4.5-8份，Mn：0.45-0.8份，Mg：15-25份，Cr：1.8-4.5份，Zn：1.5-2.3份，Ti：0.8-1.3份，Zr：2.5-3.8份，PbS：1.5～3份，稀土元素：15-28份。
表1：本发明实施例1-5制备第一支架100的铝合金材料的组成成分及其重量份数
实施例1：
按照上述表1中实施例1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第一支架100坯件，其中：上述的压射速度为120L/min，压射压力为110MPa；将制成的第一支架100坯件依次经过后处理、表面处理后得到成品，其中：上述表面处理为等离子体微弧氧化处理，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500℃，保温时间为13h。
实施例2：
按照上述表1中实施例2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第一支架100坯件，其中：上述的压射速度为130L/min，压射压力为90MPa；将制成的第一支架100坯件依次经过后处理、表面处理后得到成品，其中：上述表面处理为等离子体微弧氧化处理，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515℃，保温时间为14.5h。
实施例3：
按照上述表1中实施例3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第一支架100坯件，其中：上述的压射速度为140L/min，压射压力为100MPa；将制成的第一支架100坯件依次经过后处理、表面处理后得到成品，其中：上述表面处理为等离子体微弧氧化处理，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510℃，保温时间为14h。
实施例4：
按照上述表1中实施例4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第一支架100坯件，其中：上述的压射速度为145L/min，压射压力为95MPa；将制成的第一支架100坯件依次经过后处理、表面处理后得到成品，其中：上述表面处理为等离子体微弧氧化处理，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520℃，保温时间为15h。
实施例5：
按照上述表1中实施例5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第一支架100坯件，其中：上述的压射速度为150L/min，压射压力为105MPa；将制成的第一支架100坯件依次经过后处理、表面处理后得到成品，其中：上述表面处理为等离子体微弧氧化处理，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505℃，保温时间为13.5h。
对比例1与实施例3的区别仅在于：对比例1的第一支架100采用普通Al-Mg-Si系铝合金材料制备得到。
对比例2与实施例3的区别仅在于：对比例2中制备第一支架100的铝合金材料中不含Zr元素。
对比例3与实施例3的区别仅在于：对比例3中制备第一支架100的铝合金材料中不含稀土元素。
对比例4与实施例3的区别仅在于：对比例5中制备得到的第一支架100没有经过表面处理(即等离子体微弧氧化处理)。
将上述实施例1-5和对比例1-4制成的第一支架100进行性能测试，测试结果如表2和表3所示。
表2：实施例1-5第一支架100性能测试结果
表3：对比例1-4第一支架100性能测试结果
从表2和表3可知，采用普通Al-Mg-Si系铝合金材料制成的第一支架100和采用对比例2-3配方制成的第一支架100的综合性能均不及本申请。而从对比例4可知，铝合金材料制成的第一支架100不经过等离子体微弧氧化处理，由于铝合金材料本身的硬度(HB)较低，其表面硬度(HV)也较低。
其中，所述第二支架110的材料为铝合金材料，该铝合金材料由以下成分(以重量份数计)组成：Al：85-106份，Si：0.12-0.2份，Fe：0.32-0.45份，Cu：9-12份，Mn：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，镧系元素：6-9份。
铝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，可加工成各种第二支架110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，属于超硬铝合金，但耐腐蚀性较差，影响成品的质量以及成品第二支架110工作的稳定性。
因此，本发明优选采用Al-Mg-Si-Cu系合金制备货架的第二支架110，但是，本发明在该铝合金的基础上，先对铝合金的组成成分及其重量份数进行了上述的调整，以获得强度、耐腐蚀性等综合性能更好的铝合金材料。
本案在Al-Mg-Si-Cu系铝合金组成成分及其质量百分比的基础上，提高了Cu元素、Mg元素以及Zn元素的含量，并优选将(Cu元素+Mg元素)/Zn元素的质量比控制在2.8-3.3，使Cu元素能配合Zn元素使铝合金材料获得高强度、强耐蚀性和较好的塑性等性能。
具体的，Cu元素和Al元素在合金中能形成足够量的强化相CuAl2，增加铝合金的强度和抗氧化性能，并进一步增加铝合金的耐腐蚀性能；同时Mg元素和Zn元素在合金中能形成足够量的强化相MgZn2，对合金产生明显的强化作用，进一步提高铝合金材料的强度；进一步的，当MgZn2含量提高到14％时，可明显增加抗拉强度和屈服强度，增加铝合金的耐腐蚀性能。
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铝合金材料的断裂韧性等性能。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以及疲劳强度。
此外，本发明在对铝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-Cu系铝合金的组成成分中添加了Zr元素和稀土元素。
其中：微量元素Zr有良好的可塑性和很强的耐腐蚀性，有效地提高了第二支架110的耐腐蚀性和抗氧化性能。添加上述微量的Zr元素可以抑制再结晶，提高铝合金再结晶温度，改善铝合金的强度、断裂韧性、抗应力腐蚀以及抗剥落(或层状)腐蚀性能。
具体的，Zr元素与Al元素生成高密度的亚稳Al3Zr，高密度的亚稳Al3Zr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，以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以保留下来。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，Al3Zr的强化弥散则有利于提高合金的断裂韧性和强度，因而Zr元素的添加可以有效改善铝合金的综合性能。
进一步的，当添加的Zr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、断裂韧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份以下。
同时，本发明中添加的稀土元素不仅含有镧系元素，还有Sc元素和Y元素，Sc与Zr的综合作用也局限了Zr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，这样既不会浪费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，解决了现存铝合金材料因强度低或焊接性能差造成的零件尺寸较厚以致于无法满足高载荷和轻质化要求的问题。
而由于本发明在铝合金材料中加入了适量的Zr元素，可以部分代替Cr元素和Mn元素，因此，本发明可以适当的降低了Cr元素和Mn元素的重量份数。而降低Cr元素在铝合金材料中的含量可以降低AlFeCrSi相，提高合金中Mg2Si相的含量，从而也可以提高合金的强度。
在本案中，为使得成品后的第二支架110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，在铝合金材料中加入了稀土元素。稀土元素的加入不仅可以起到微合金化的作用，还能与氢等气体和许多非金属有较强的亲和力，能生成熔点高的化合物，有一定的除氢、精炼、净化作用。同时，稀土元素化学活性极强，可以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，从而提高铝合金的强度、硬度和韧性，改善加工性能、耐热性、可塑性及可锻性。
值得一提的：稀土元素加入铝合金中，使铝合金熔铸时增加成分过冷，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；还可降低熔体表面张力，增加流动性，有利于浇注成锭，对工艺性能有着明显的提高，增加铝合金的耐腐蚀性能。
此外，本发明中通过向铝合金中复合添加预设分量的Sc和Y微合金化元素，有效地改善了铝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铝合金结构件高载荷和轻质化的要求。
具体的，Sc有强烈的变质作用，能细化焊缝熔化区的晶粒，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Cu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同时加入到铝合金内，是因为Zr与Sc具有相辅相成的作用，Zr元素能代替Al3Sc化合物中的部分Sc原子而形成Al3(Sc，Zr)化合物，不仅继承了Al3Sc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。
进一步的，Zr能较大程度(高达50％)地溶于Al3Sc相中，并形成Al3(Sc1-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，而且在高温加热下聚集倾向比Al3Sc相小得多，Al3(Sc1-xZrx)相的形成很大程度上保证了强化效果和抑制再结晶效果。Al3(Sc1-xZrx)金属间化合物即使在500℃高温退火，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温铝合金在高温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，一方面可提高铝合金的有益性能，另一方面还可以减少昂贵Sc的加入量。另外Zr还对铝合金有单独的作用，微量Zr可提高合金的强度、断裂韧性和抗应力腐蚀性能，由于其淬火敏感性较小，Zr还可以提高合金的淬透性和焊接性。
再进一步的，Y具有和Sc类似的性能，也对Cu元素造成合金焊接过程中的热裂纹倾向有改善作用，Y也可以与Zr共同作用以改善铝合金的抗拉强度、耐热耐震和抗腐蚀能力，同时又可以提高其导热性能改善焊接性，而不会影响铝合金材料的导热性能，从而明显地改善铝合金的强度和焊接性能，又可以起到一定的净化去氢的作用，改善铝合金的组织结构。同时Y与Al、Cu等形成弥散分布的高熔点化合物，也提升了铝合金材料的热稳定性与耐热性。
考虑到如果添加的稀土元素含量太低，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，但是当稀土元素的添加量达到一定值后，过多添加的Sc、Y等稀土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，只要铝合金材料中含有上述含量的Sc、Zr和Y就能够提升铝合金材料的综合性能。
作为本发明的进一步改进，所述第二支架110的铝合金材料由以下成分(以重量份数计)组成：Al：95份，Si：0.16份，Fe：0.4份，Cu：10份，Mn：0.7份，Mg：12份，Cr：1.2份，Zn：7.4份，Ti：0.56份，Zr：0.36份，PbS：0.6份，Sc：1.3份，Y：3份，镧系元素：8份。
上述铝合金材料的技术方案是第二支架110铝合金材料的优化技术方案，通过上述优化配比，本案中铝合金材料的强度、耐腐蚀性、导热性能更佳，成品质量更好。
作为本发明的进一步改进，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。即是说，本案中增加的镧系元素优选为选自La元素、Sm元素、Nd元素、Er元素、Yb元素中的至少一种，使得组成的铝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。
相对于现有的铝合金而言，由于本案中铝合金材料合理的组成，更由于特定镧系元素的加入，使得由该铝合金材料成型后的第二支架110强度提高15％以上，同时还获得了优异的抗氧化性能。
作为本发明的更进一步改进，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。经研究后，作为优选方案，在铝合金材料中添加Yb元素时，其铝合金的强度提高高达20％，导热性能提高高达18％，而且该组成的铝合金的热膨胀系数也有所改变。进一步的，加入Yb元素后，会形成含Yb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，提高了韧性。
具体的，未溶于基体的Yb主要以A1CuYb化合物形式存在，这些富稀土化合物多沿晶界分布，该富稀土化合物在300℃环境中能稳定存在于晶界，提高合金高温下晶界强度；而且Yb+Cr合金在热处理过程中还会析出一些弥散相粒子，这些弥散相含有Cr、Mn等元素，其中还有少量A120Cr2Yb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，也能强化合金高温下晶界强度，对提高合金室温、高温力学性能均有贡献。
更进一步的，为提高导热性和稳定性，经研究后，在铝合金材料中进一步添加Sc元素时，并且控制Yb元素和Sc元素的重量比为3-4.5，Sc元素能与铝反应形成Al3Sc相，具有很强的热稳定性，在高温下仍与基体保持共格关系，有利于提高铝合金材料的韧性、强度等性能。
作为本发明的又一种改进，所述第二支架110的制备方法如下：
按照上述第二支架110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第二支架110坯件，其中：上述的压射速度为160-180L/min，压射压力为120-140MPa；
将制成的第二支架110坯件依次经过后处理、表面处理后得到成品，其中：上述表面处理为在第二支架110坯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℃，保温时间为10-12h。
上述第二支架110的制备工艺操作简单，易上手，成型后的第二支架110质量稳定。在最后，本发明对第二支架110坯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锆或二氧化铁，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第二支架110具有良好的耐磨损性能、耐热性和抗腐蚀性，有效解决了第二支架110在使用过程中易磨损及腐蚀的问题，提高了第二支架110的使用寿命。
表4：本发明实施例1-5制备第二支架110的铝合金材料的组成成分及其重量份数
实施例1：
按照上述表1中实施例1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第二支架110坯件，其中：上述的压射速度为160L/min，压射压力为120MPa；将制成的第二支架110坯件依次经过后处理、表面处理后得到成品，其中：上述表面处理为在第二支架110坯件表面涂覆一层金属氧化物(该金属氧化物为氧化锆)，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温度为550℃，保温时间为12h。
实施例2：
按照上述表1中实施例2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第二支架110坯件，其中：上述的压射速度为165L/min，压射压力为125MPa；将制成的第二支架110坯件依次经过后处理、表面处理后得到成品，其中：上述表面处理为在第二支架110坯件表面涂覆一层金属氧化物(该金属氧化物为氧化锆)，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温度为535℃，保温时间为11.5h。
实施例3：
按照上述表1中实施例3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第二支架110坯件，其中：上述的压射速度为170L/min，压射压力为130MPa；将制成的第二支架110坯件依次经过后处理、表面处理后得到成品，其中：上述表面处理为在第二支架110坯件表面涂覆一层金属氧化物(该金属氧化物为氧化锆)，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温度为540℃，保温时间为11h。
实施例4：
按照上述表1中实施例4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第二支架110坯件，其中：上述的压射速度为180L/min，压射压力为140MPa；将制成的第二支架110坯件依次经过后处理、表面处理后得到成品，其中：上述表面处理为在第二支架110坯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温度为530℃，保温时间为10h。
实施例5：
按照上述表1中实施例5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第二支架110坯件，其中：上述的压射速度为175L/min，压射压力为135MPa；将制成的第二支架110坯件依次经过后处理、表面处理后得到成品，其中：上述表面处理为在第二支架110坯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温度为545℃，保温时间为10.5h。
对比例1与实施例3的区别仅在于：对比例1的第二支架110采用普通Al-Mg-Si-Cu系铝合金材料制备得到。
对比例2与实施例3的区别仅在于：对比例2中制备第二支架110的铝合金材料中不含Zr元素。
对比例3与实施例3的区别仅在于：对比例3中制备第二支架110的铝合金材料中不含稀土元素。
对比例4与实施例3的区别仅在于：对比例4中制备得到的第二支架110没有经过表面处理(即金属氧化物涂覆处理)。
将上述实施例1-5和对比例1-4制成的第二支架110进行性能测试，测试结果如表5和表6所示。
表5：实施例1-5第二支架110性能测试结果
表6：对比例1-4第二支架110性能测试结果
从表5和表6可知，采用普通Al-Mg-Si-Cu系铝合金材料制成的第二支架110和采用对比例2-3配方制成的第二支架110的综合性能均不及本申请。而从对比例4可知，铝合金材料制成的第二支架110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。
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以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。

Claims (10)

1.一种用于汽车尾灯的引线框架，其特征在于，包括平行设置的第一支架和第二支架，在第一支架和第二支架之间设置有若干等距的支架单元，所述支架单元包括第一接线脚、第二接线脚以及第三连接脚，所述第一接线脚的两端分别与第一支架和第二支架固连，在第一接线脚上开设有用于安装芯片的安装孔，所述第二接线脚和第三接线脚的两端分别与第一支架和第二支架固连，在第二接线脚和第三接线脚之间设置有安装块，所述安装块的两端分别与第二接线脚和第三接线脚固连。
2.根据权利要求1所述的一种用于汽车尾灯的引线框架，其特征在于，在第一支架和第二支架之间设置有连接架。
3.根据权利要求2所述的一种用于汽车尾灯的引线框架，其特征在于，在第一支架和第二支架上开设有通孔。
4.根据权利要求1所述的一种用于汽车尾灯的引线框架，其特征在于，所述第一支架采用铝合金材料制成，该铝合金材料由以下成分(以重量份数计)组成：Al：110-150份，Si：0.1-0.45份，Fe：0.46-0.65份，Cu：4.5-8份，Mn：0.45-0.8份，Mg：15-25份，Cr：1.8-4.5份，Zn：1.5-2.3份，Ti：0.8-1.3份，Zr：2.5-3.8份，PbS：1.5～3份，稀土元素：15-28份。
5.根据权利要求1所述的一种用于汽车尾灯的引线框架，其特征在于，所述第一支架的铝合金材料由以下成分(以重量份数计)组成：Al：120份，Si：0.2份，Fe：0.5份，Cu：6份，Mn：0.6份，Mg：20份，Cr：3份，Zn：1.8份，Ti：0.9份，Zr：3份，PbS：2份，稀土元素：23份。
6.根据权利要求5所述的一种用于汽车尾灯的引线框架，其特征在于，所述稀土元素为La元素和/或Ce元素和/或Nd元素和/或Yb元素和/或Y元素和/或Sc元素。
7.根据权利要求6所述的一种用于汽车尾灯的引线框架，其特征在于，所述稀土元素为Yb元素。
8.根据权利要求7所述的一种用于汽车尾灯的引线框架，其特征在于，所述稀土元素为Yb元素和Sc元素，且Yb元素的重量份数是Sc元素重量份数的1.5倍-2倍。
9.根据权利要求8所述的一种用于汽车尾灯的引线框架，其特征在于，所述第一支架的制备方法如下：
按照上述第一支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第一支架坯件，其中：上述的压射速度为120-150L/min，压射压力为90-110MPa；
将制成的第一支架坯件依次经过后处理、表面处理后得到成品，其中：上述表面处理为等离子体微弧氧化处理，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500-520℃，保温时间为13-15h。
10.根据权利要求1所述的一种用于汽车尾灯的引线框架，其特征在于，所述第二支架采用铝合金制成，且该材料由以下成分(以重量份数计)组成：Al：85-106份，Si：0.12-0.2份，Fe：0.32-0.45份，Cu：9-12份，Mn：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，镧系元素：6-9份。
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