[发明专利]一种高强度铜镍硅引线框架材料的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属加工领域，具体涉及一种高强度铜镍硅引线框架材料的生产方法。

背景技术

引线框架材料作为集成电路和半导体元器件封装的关键材料之一，起着固定芯片、保护内部元件、传递信号并向外散发热量的作用，随着电子元器件向高密度化、小型化和大功率化的方向发展，对引线框架材料的导电导热性要求越来越高，因而导电导热性优异的铜合金引线框架材料越来越受到重视，目前其用量已占到引线框架材料的75%以上。尽管已经开发出了很多种材料，目前国际上最常用的还是只有Cu-Fe-P（KFC）和Cu-Ni-Si等合金。与常用的铜铁合金KFC相比，铜镍硅合金强度更高，可达550～600MPa，硬度更大，HV硬度140以上，同时还有优良的导电率。

传统的铜加工方法是三段式，即熔炼铸锭—热加工—冷加工，其中热加工有热挤、热轧、热锻等，这些工序能耗高、成品率低、生产成本和设备投资大，并且污染环境。因此，中国铜加工业的重点创新方向是流程短、连续化、节能、环保、低投入、低成本，连续挤压生产恰好满足以上要求，是铜加工业重点创新的方向。在铜板带生产中，上引铜杆—连续挤压—高精拉伸/轧制，因其投资少、效率高、连续化、节能、环保及成品率高的优点而备受重视。

目前生产的铜镍硅引线框架材料其生产工艺仍然采用传统的三段式加工，典型的工艺路线如下：合金感应炉熔炼→煤气加热炉加热至850～870℃→热轧至13mm→打卷→淬火冷却→双面铣和侧边铣至12.4mm→冷轧至4mm→罩式炉保护气氛退火→冷轧至1mm→罩式炉保护气氛退火→冷轧0.25mm→气垫通过式退火→脱脂→拉弯矫→分切包装。

传统生产方法的主要缺陷在于，制造工序多、能耗高、污染环境、生产成本和设备投资大，而且铣面工序造成相当数量的原材料被去除，降低了成品率，也提高了产品生产成本。此外，由于工序多，在生产中还存在生产工艺控制不准的问题，致使其性能不能完全满足用户的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种高强度铜镍硅引线框架材料的生产方法，以解决上述问题。

本发明为实现上述目的，采用以下的技术方案：

本发明提供一种高强度铜镍硅引线框架材料的生产方法，其特征在于，包括以下工序：工序一，配制原料：原料包括纯镍、纯硅、纯磷、以及纯铜，其中，在上述原料中，镍的质量分数为1.8～2.0wt%，硅的质量分数为0.45～0.5wt%，磷的质量分数为0.02～0.03wt%，余量为铜；工序二，熔炼：将原料加热至1100～1200℃，使其熔化，用烘干的木炭或炭黑覆盖熔液表面；工序三，水平连续铸造：将上述熔液在1150℃保温，以10～50mm/s的牵引速度连续铸造成型铜镍硅杆；工序四，连续挤压：将铜镍硅杆送入带有加热保温装置和氧化皮去除装置的连续挤压机内，通过加热保温装置使铜镍硅杆的温度保持在300～400℃，通过氧化皮去除装置去除铜镍硅杆表面的氧化皮，然后以1～3m/min的速度连续挤压成型，得到铜镍硅带坯；工序五，冷轧和时效：对上述硅带坯进行两次冷轧，冷轧变形量为60～80%，在两个冷轧道次之间对铜镍硅带坯进行时效处理，该时效处理的温度为400～550℃，时间为1～3小时；工序六，精整：将经过工序六加工的铜镍硅带坯进行精轧，使其厚度达到成品要求，然后进行切边，收成卷料。

本发明所涉及的高强度铜镍硅引线框架材料的生产方法，还可以具有这样的特征：其中，熔炼的加热温度是1200℃，连续铸造的牵引速度是20mm/s，连续挤压的温度是400℃，连续挤压的速度是2m/min，时效的温度是450℃，时效时间是2小时。

发明的作用与效果

根据本发明所提供的高强度铜镍硅引线框架材料的生产方法，采用水平连续铸造工艺成型铜镍硅杆，采用连续挤压直接生产出接近引线框架形状的坯料，然后进行冷轧和时效处理，精整后就可以获得性能和尺寸满足要求的铜镍硅引线框架材料。该生产方法简化了传统生产方法的加工过程，去除了铣面、热轧开坯和初轧等工序，减少了中轧道次，并且连续挤压温度远远低于热轧温度，因此可以降低设备投资和能源消耗，提高生产效率和产品成品率，完全符合生产企业可持续发展所需遵循的节能减排和高效生产的目标。

具体实施方式

工序一，配置原料：原料中镍含量为1.9wt%，硅含量为0.45～0.5wt%，磷含量为0.02～0.03wt%，余量为铜。

工序二，熔炼：将原料加热至1200℃，使原料充分熔化，用烘干的木炭覆盖溶液表面。