[發明專利]一種高強度銅鎳硅引線框架材料的生產方法

無效

• 申請號: 201410120368.1
• 申請日: 2014-03-27
• 公開（公告）號: CN103878551A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 劉新寬;劉平;陳小紅;馬鳳倉;李偉;何代華
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;C22C9/06
• 代理公司: 上海德昭知識產權代理有限公司 31204
• 代理人: 郁旦蓉

技術領域

本發明涉及金屬加工領域，具體涉及一種高強度銅鎳硅引線框架材料的生產方法。

背景技術

引線框架材料作為集成電路和半導體元器件封裝的關鍵材料之一，起著固定芯片、保護內部元件、傳遞信號并向外散發熱量的作用，隨著電子元器件向高密度化、小型化和大功率化的方向發展，對引線框架材料的導電導熱性要求越來越高，因而導電導熱性優異的銅合金引線框架材料越來越受到重視，目前其用量已占到引線框架材料的75%以上。盡管已經開發出了很多種材料，目前國際上最常用的還是只有Cu-Fe-P（KFC）和Cu-Ni-Si等合金。與常用的銅鐵合金KFC相比，銅鎳硅合金強度更高，可達550～600MPa，硬度更大，HV硬度140以上，同時還有優良的導電率。

傳統的銅加工方法是三段式，即熔煉鑄錠—熱加工—冷加工，其中熱加工有熱擠、熱軋、熱鍛等，這些工序能耗高、成品率低、生產成本和設備投資大，并且污染環境。因此，中國銅加工業的重點創新方向是流程短、連續化、節能、環保、低投入、低成本，連續擠壓生產恰好滿足以上要求，是銅加工業重點創新的方向。在銅板帶生產中，上引銅桿—連續擠壓—高精拉伸/軋制，因其投資少、效率高、連續化、節能、環保及成品率高的優點而備受重視。

目前生產的銅鎳硅引線框架材料其生產工藝仍然采用傳統的三段式加工，典型的工藝路線如下：合金感應爐熔煉→煤氣加熱爐加熱至850～870℃→熱軋至13mm→打卷→淬火冷卻→雙面銑和側邊銑至12.4mm→冷軋至4mm→罩式爐保護氣氛退火→冷軋至1mm→罩式爐保護氣氛退火→冷軋0.25mm→氣墊通過式退火→脫脂→拉彎矯→分切包裝。

傳統生產方法的主要缺陷在于，制造工序多、能耗高、污染環境、生產成本和設備投資大，而且銑面工序造成相當數量的原材料被去除，降低了成品率，也提高了產品生產成本。此外，由于工序多，在生產中還存在生產工藝控制不準的問題，致使其性能不能完全滿足用戶的要求。

發明內容

本發明的目的是提供一種高強度銅鎳硅引線框架材料的生產方法，以解決上述問題。

本發明為實現上述目的，采用以下的技術方案：

本發明提供一種高強度銅鎳硅引線框架材料的生產方法，其特征在于，包括以下工序：工序一，配制原料：原料包括純鎳、純硅、純磷、以及純銅，其中，在上述原料中，鎳的質量分數為1.8～2.0wt%，硅的質量分數為0.45～0.5wt%，磷的質量分數為0.02～0.03wt%，余量為銅；工序二，熔煉：將原料加熱至1100～1200℃，使其熔化，用烘干的木炭或炭黑覆蓋熔液表面；工序三，水平連續鑄造：將上述熔液在1150℃保溫，以10～50mm/s的牽引速度連續鑄造成型銅鎳硅桿；工序四，連續擠壓：將銅鎳硅桿送入帶有加熱保溫裝置和氧化皮去除裝置的連續擠壓機內，通過加熱保溫裝置使銅鎳硅桿的溫度保持在300～400℃，通過氧化皮去除裝置去除銅鎳硅桿表面的氧化皮，然后以1～3m/min的速度連續擠壓成型，得到銅鎳硅帶坯；工序五，冷軋和時效：對上述硅帶坯進行兩次冷軋，冷軋變形量為60～80%，在兩個冷軋道次之間對銅鎳硅帶坯進行時效處理，該時效處理的溫度為400～550℃，時間為1～3小時；工序六，精整：將經過工序六加工的銅鎳硅帶坯進行精軋，使其厚度達到成品要求，然后進行切邊，收成卷料。

本發明所涉及的高強度銅鎳硅引線框架材料的生產方法，還可以具有這樣的特征：其中，熔煉的加熱溫度是1200℃，連續鑄造的牽引速度是20mm/s，連續擠壓的溫度是400℃，連續擠壓的速度是2m/min，時效的溫度是450℃，時效時間是2小時。

發明的作用與效果

根據本發明所提供的高強度銅鎳硅引線框架材料的生產方法，采用水平連續鑄造工藝成型銅鎳硅桿，采用連續擠壓直接生產出接近引線框架形狀的坯料，然后進行冷軋和時效處理，精整后就可以獲得性能和尺寸滿足要求的銅鎳硅引線框架材料。該生產方法簡化了傳統生產方法的加工過程，去除了銑面、熱軋開坯和初軋等工序，減少了中軋道次，并且連續擠壓溫度遠遠低于熱軋溫度，因此可以降低設備投資和能源消耗，提高生產效率和產品成品率，完全符合生產企業可持續發展所需遵循的節能減排和高效生產的目標。

具體實施方式

工序一，配置原料：原料中鎳含量為1.9wt%，硅含量為0.45～0.5wt%，磷含量為0.02～0.03wt%，余量為銅。

工序二，熔煉：將原料加熱至1200℃，使原料充分熔化，用烘干的木炭覆蓋溶液表面。