CN101224544A - 高强、高导引线框架铜合金带材的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高强、高导引线框架铜合金带材的生产方法，其主要工艺步骤如下：配料；上引熔铸：将步骤一所述材料按配方加入到潜流式的连体炉内进行上引熔铸，结晶器采用石墨材料，采用干燥的炭黑作复盖剂，复盖剂层厚为80－120mm，熔铸温度为1158－1218℃；连续挤压：将步骤二已完成的铜杆校直，铜杆进入感应加热炉内加热至300－400℃，直接进入挤压轮槽，最终铜杆从模具腔体中走出来形成12*200mm的扁带坯，直接进入带有酒精的冷却区内急剧冷却到70℃以下，进入卷取机卷取成带卷交给下道工序。本发明方法工序简便、投资费用小、占地面积小、项目建设周期短、单位能耗小、运行成本低、产品成品率高。

Description

高强、高导引线框架铜合金带材的生产方法

技术领域

本发明涉及一种高强、高导引线框架铜合金带材的生产方法。属电子半导体技术领域。

背景技术

引线框架铜合金带材是集成电路的支承骨架，是电子信息技术高速发展必不可缺的关键材料。引线框架铜合金带材要有高尺寸精度、表面质量和性能指标。其常规的方法是采用半连续—热轧法(传统方法)，其具体生产方法如下：

工序一、熔炼

将符合工艺要求的阴极铜、铁、锌、磷中间合金等原材料按配方要求加入到低频熔炼炉内熔炼，熔炼温度1158℃～1218℃，熔炼后转入到保温炉内保温，保温温度1150℃～1188℃，尔后启动半连续浇铸系统进行扁锭浇铸，扁锭长度为4.5m～5m。所述结晶器采用紫铜结晶器，熔炼炉和保温炉内采用烘干的煅烧木炭，结晶器内采用烘干后的碳黑作复盖剂。

工序二、锯切

将工序一所完成的长度在4.5m～5m的扁锭放入锯切机的受料架(台)上，把扁锭的浇口部分和引锭部分锯掉，锯切后扁锭长度范围为4.2～4.9m。

工序三、加热

将工序二已经制作好的扁锭放置于步进加热炉内进行加热，加热温度为780～880℃，加热时间为2～2.5小时，加热炉的炉膛内气氛为微还原性气氛，炉膛内压力为微正压，加热炉出炉温度850±10℃。

工序四、热轧

将工序三已经完成的扁锭通过出料机构将之放到热轧机前辊道上，进行轧制，热轧的工艺润滑油为4～6％浮化液(润滑和冷却)，轧制速度为90m/min，热轧带坯的终了温度为550℃～650℃，轧制道次：13道，带厚为13mm，横向尺寸偏差为±0.10mm，侧弯为≤1.5mm/m，纵向尺寸偏差为±0.18mm。为了确保550℃以上的带坯急剧冷却，在距轧机出口处的10m外设置一快速水冷却设施，使带坯在通过该区域时瞬时急剧冷却，达到固溶之目的，尔后再将冷却到70℃以下的铜带坯进入打卷状。

工序五、铣面

将工序四已完成的带卷13mm厚送到铣面工序的开卷机上，开卷直头并开始对带坯进行铣面。这道工序的目的在于，将熔炼和热轧二道工序造成的缺陷(气泡、起皮、气眼、夹渣、裂纹、外来压入物等)予以去除，用以满足下道工序和产品的质量要求。本工序采用4～6％乳化液作为工艺润滑和冷却液，双面铣的纵向速度为6～8m/min，单面最大铣屑深度为1mm，单面铣屑深度不得小于0.3mm。

这样高强高导引线框架铜合金带材的热加工生产就完成了，接下来进行粗轧—退火—中间轧制—退火—精轧—退火(脱脂清洗)检测—检验—纵剪剖条—检验入库(包装)，这一程序的加工过程，绝大多数铜加工单位都能完成。但是，该法存在工序复杂、投资费用大、占地面积大、项目建设周期长、单位能耗大、运行成本高、产品成品率低的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种工序简便、投资费用小、占地面积小、项目建设周期短、单位能耗小、运行成本低、产品成品率高的高强、高导引线框架铜合金带材的热加工生产方法。

本发明的目的是这样实现的：一种高强、高导引线框架铜合金带材的生产方法，其特征在于所述方法是采用上引铜杆—连续挤压法，其主要工艺步骤如下：

步骤一、配料

二种引线框架材料的化学成份

注：C19400中pb和sn的含量不得大于0.03％

将C19400、C19200铜合金材料所需的原材料之一阴极铜进行全数检查，除去阴极铜四边及四面上的粒子部分，再予以烘干备用，尔后按化学成份要求对Cu、Fe、p、Zn等原料进行计斤配方，严格做到一炉一架的生产方法。

步骤二、上引熔铸

将步骤一所述材料按配方加入到潜流式的连体炉内进行上引熔铸，结晶器采用石墨材料，采用干燥的炭黑作复盖剂，复盖剂层厚为80-120mm，熔铸温度为1158-1218℃，上引铜杆速度为300-600mm/min，上引铜杆的直径为φ26mm，

步骤三、连续挤压

将步骤二已完成的铜杆放入连续挤压机的受料架上通过挤压机将铜杆校直，铜杆进入由气体保护设施的感应加热炉内加热至300-400℃，直接进入挤压轮槽，在旋转挤压轮磨擦力的作用下，铜杆随着挤压轮的运动而向前运动，直碰到堵头，铜杆在未碰到堵头之前，铜杆在磨擦力的夹持下，不断充满轮槽，这样一方面是磨擦力加大，一方面铜杆的变形抗力也随之加大，就导致变形区内温度升高，可达到550-660℃之间，这时已达到了铜杆的退火温度和固溶温度，最终铜杆从模具腔体中走出来形成12*200mm的扁带坯，直接进入带有酒精的冷却区内急剧冷却到70℃以下，进入卷取机卷取成带卷交给下道工序。

本发明方法工序简便、投资费用小、占地面积小、项目建设周期短、单位能耗小、运行成本低、产品成品率高。

具体实施方式

本发明涉及的高强、高导引线框架铜合金带材的生产方法，所述方法是采用上引铜杆—连续挤压法，其主要工艺步骤如下：

步骤一、配料

二种引线框架材料的化学成份

其中，C19400中pb和sn的含量不得大于0.03％，

将C19400或C19200铜合金材料所需的原材料之一阴极铜进行全数检查，除去阴极铜四边及四面上的粒子部分，再予以烘干备用，尔后按化学成份要求对其余原料进行计斤配方，严格做到一炉一架的生产方法，

步骤二、上引熔铸

将步骤一所述材料按配方加入到潜流式的连体炉内进行上引熔铸，结晶器采用石墨材料，采用干燥的炭黑作复盖剂，复盖剂层厚为80-120mm，熔铸温度为1158-1218℃，上引铜杆速度为300-600mm/min，上引铜杆的直径为φ26mm，

步骤三、连续挤压

将步骤二已完成的铜杆放入连续挤压机的受料架上通过挤压机将铜杆校直，为了降低铜杆在挤压过程中的变形抗力，铜杆进入由气体保护设施的感应加热炉内加热至300-400℃，直接进入挤压轮槽，在旋转挤压轮磨擦力的作用下，铜杆随着挤压轮的运动而向前运动，直碰到堵头。铜杆在未碰到堵头之前，铜杆在磨擦力的夹持下，不断充满轮槽，这样一方面是磨擦力加大，一方面铜杆的变形抗力也随之加大，就导致变形区内温度升高，可达到550-660℃之间，这时已达到了铜杆的退火温度和固溶温度，最终铜杆从模具腔体中走出来形成12*200mm的扁带坯，可直接进入带有酒精的冷却区内急剧冷却到70℃以下，保持着铜杆原来的光亮本色，进入卷取机卷取成带卷交给下道工序。该道工艺上规定：厚度12±0.1mm，横向精度偏差为±008，纵向精度偏差为±0.1，侧弯为≤1.5mm/m，卷内径φ650-700mm，卷外径φ850-1650mm，塔度：≤4mm，层量≤1.5mm。本发明对于传统加工方法具有以下特征：

本发明的加工方法	传统的加工方法
		1、投资小、占地面积小、建设周期短(8个月)，适应中、小型企业发展。	1、投资大、占地面积大、建设周期长(16个月)，无法适应中小型企业发展。
2、工序简单，只要二道工序一天便可生产出12MM厚的带坯，而且既节能又环保。	2、工序复杂，生产周期长，至少要三天才能生产出13mm厚的带坯，而且能耗高又有废气排放。
		3、铜杆在连续挤压机的生产过程中加工应力状态最好，最大限度地提高了金属的塑性，改善了组织结构，细化了晶粒，提高了金属的力度性能。我们操作的自动化程度高，带坯公差、性能一致性好。	3、铸在热轧机的生产过程中是二向受压，三向受拉应力，无法充分展示金属的塑性，而且加工的受温度的控制经常会发生报废的铜带，而且对操作者的要求较高，带坯公差、性能一致性受加热炉和轧机的制约。
4、杆在连续挤压机中变形依靠本身热量来达到热加工之目的，而且无氧化、成品率高。	4、铜带扁要依靠加热炉来提高带坯的温度受到环境的制约，而且要进行下道工序的铣面来保证质量。成品率不高。

下面从几个表中的数据来说明本发明与半连续—热轧加工生产方法比较：

表1：半连续—热轧法生产高强高导引线框架铜合金的相关数据

表2：本发明生产高强高导引线框架铜合金的相关数据：

表3：两种方法的相关资料的比较

表4：两种加工方法—热加工成品率的比较

名称	半连续—热轧法	本发明法	相差
				成品率	90％	95％	-5％

经以上数据可以知道本发明的项目投资仅占传统法投资的10.06％(3320∶330)，设备的装机容量本发明与传统法相比也仅占5.5％(3690∶675)，单位能耗本发明要比传统法生产每吨节能33.5KWH/T，其他例如传统法投资周期长达16个月，又要建大的变电站，又要占很大的生产场地(9900M²∶2400M²)，在此也不一一细列了。

上述数据充分证明本发明的优势是显而易见的，主要解决了中小型加工企业生产高强高导引线框架材料的拦路石—资金和能源问题，又能为电子信息产业提供大量急需的高强高导引线框架材料。

Claims (1)

1.一种高强、高导引线框架铜合金带材的生产方法，其特征在于所述方法是采用上引铜杆—连续挤压法，其主要工艺步骤如下：

步骤一、配料

二种引线框架材料的化学成份

其中，C19400中pb和sn的含量不得大于0.03％，

将C19400或C19200铜合金材料所需的原材料之一阴极铜进行全数检查，除去阴极铜四边及四面上的粒子部分，再予以烘干备用，尔后按化学成份要求对其余原料进行计斤配方，严格做到一炉一架的生产方法，

步骤二、上引熔铸

将步骤一所述材料按配方加入到潜流式的连体炉内进行上引熔铸，结晶器采用石墨材料，采用干燥的炭黑作复盖剂，复盖剂层厚为80-120mm，熔铸温度为1158-1218℃，上引铜杆速度为300-600mm/min，上引铜杆的直径为φ26mm，

步骤三、连续挤压

将步骤二已完成的铜杆放入连续挤压机的受料架上通过挤压机将铜杆校直，铜杆进入由气体保护设施的感应加热炉内加热至300-400℃，直接进入挤压轮槽，在旋转挤压轮磨擦力的作用下，铜杆随着挤压轮的运动而向前运动，直碰到堵头，铜杆在未碰到堵头之前，铜杆在磨擦力的夹持下，不断充满轮槽，这样一方面是磨擦力加大，一方面铜杆的变形抗力也随之加大，就导致变形区内温度升高，可达到550-660℃之间，这时已达到了铜杆的退火温度和固溶温度，最终铜杆从模具腔体中走出来形成12*200mm的扁带坯，直接进入带有酒精的冷却区内急剧冷却到70℃以下，进入卷取机卷取成带卷交给下道工序。