CN102716906A - 一种高板形ic引线框架用铁镍带材的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高板形IC引线框架用铁镍带材的生产方法，采用十二辊或二十辊冷轧机组，将4J42冷轧带卷经过多轧程轧制，将半成品4J42精密合金带轧制成厚度为0.1~0.25mm的成品精密合金带，半成品经过连续光亮退火炉固溶处理，成品经过清洗脱脂后用23辊拉伸弯曲矫直机进行矫平，之后用组合固定刀剪切成所需宽度的成品，并经过去应力退火处理。本发明方法生产的引线框架带材表面质量好，带材平直度好，硬度也可很好地控制在HV200±20之间。制成的引线框架带材性能稳定，在运输过程中、冲压或蚀刻过程中板形稳定性好，不易变形，且整个生产过程成本低、效率高。
Description
技术领域
本发明涉及一种高板形精密合金带材的生产方法，更准确地说，是用来加工集成电路中与硅芯片封接的一种引线支架所使用的带材的生产方法。
背景技术
集成电路（IC）引线框架是支撑芯片的载体，作为导电介质连接IC内外部电路，传送电信号，并与气密封接材料一起，向外散发芯片工作时产生的热量，成为IC中极为关键的零部件，也是半导体和集成电路产品赖以生存的结构材料。集成电路引线框架材料要与单晶硅芯片材料封接，要求温度冲击时与芯片等产生的应力极小，因此要求带材膨胀系数与封接材料相一致，强度较高，更重要的是要求带材平直度极高，冲压后共面性好。
传统的铁镍合金引线框架带材的生产方法，是用四辊轧机轧制、5辊拉伸矫直机拉矫、宽条去应力后剪切产品直接作为成品的方法，生产出的成品带材残余应力较大且不均匀，很难达到该产品的技术要求，主要表现在以下几个方面：
一、采用的坯料是用多个铸锭焊接后，经热轧、多次冷轧、中间退火等工序加工而成的，焊头附近强度和性能较差，冷轧过程中容易断带，使得引线框架的性能和厚度不均匀、不稳定，影响成材率和框架材料的使用；
二、传统生产方法中生产的引线框架平整度差，多引脚产品共面性差，很难达到使用要求；
三、传统生产方法中，去应力采用的是非连续光亮去应力炉，也只能对较宽的带材进行处理，甚至处理后需要再拉矫，去应力后进行剪切，剪切后窄条成品边部仍存在残余应力，带材运输过程或冲压后易发生边部翘曲变形。
发明内容
本发明为了解决现有技术中存在的问题，提供了一种高板形IC引线框架带材的加工方法，采用该方法生产的4J42精密合金带材，不仅生产成本低，厚度精度和表面质量好，且板形各项指标均能满足技术要求，冲压后的共面性良好。
为实现上述目的，本发明的一种高板形IC引线框架用铁镍带材的生产方法，包括如下步骤：
（1）半成品轧制，采用多辊冷轧机组，将4J42冷轧带卷经过多轧程轧制；每轧程变形量小于80%，得到半成品4J42精密合金带，每次轧制后的半成品进行步骤（2）处理；
（2）固溶处理，将半成品4J42精密合金带通过连续光亮退火炉进行固溶处理；
（3）成品轧制，采用多辊冷轧机组，将经过固溶处理的最后半成品4J42精密合金带轧制成厚度为0.1~0.25mm的成品精密合金带，厚度公差为±0.005mm；
（4）脱脂处理，用碱性或溶剂型清洗剂对成品精密合金带进行清洗，去除带材表面的油脂；
（5）拉伸弯曲矫直处理，用23辊拉伸弯曲矫直机对经过脱脂处理的成品精密合金带进行矫平；
（6）剪切，将经过拉伸弯曲矫直的成品精密合金带用组合固定刀剪切成所需宽度的成品；
（7）去应力退火处理，将剪切好的成品通过去应力退火炉，可得到去应力充分、均匀的合金带材。
优选的是，所述步骤（1）中多辊冷轧机组为十二辊或二十辊冷轧机组，参数设置如下：200～900KN的轧制力和10～50KN的张力，油温控制在40~42℃，轧制速度在80～200m/min。
优选的是，所述步骤（2）中连续光亮退火炉的参数如下：退火炉加热到950～1100℃，炉内通入保护气体，退火速度为5～30m/min。
优选的是，所述步骤（3）中多辊冷轧机组为十二辊或二十辊冷轧机组，参数设置如下：100~400KN的轧制力和2~20KN的张力，油温控制在35~38℃，轧制速度30~80m/min。
优选的是，所述步骤（5）中，使矫平后的带材波浪高度小于0.5mm。
优选的是，所述步骤（6）中的去应力退火炉为连续光亮退火炉，退火炉加热温度为300~500℃，退火速度为4~15m/min。
优选的是，在进行步骤（1）、（3）时，对冷轧机组的轧辊进行精磨，使轧辊表面粗糙度小于0.12μm，轧制出的成品表面粗糙度在0.08~0.15μm。
本发明提供的高板形IC引线框架带材的加工方法，是用厚度在0.5～2.0mm的无焊接头的铁镍合金带原料，经过半成品轧制、固溶处理、成品轧制、脱脂处理、拉伸弯曲矫直处理、剪切后去应力退火处理等步骤，生产的引线框架带材表面质量好，带材平直度和共面性好，硬度也可很好地控制在HV200±20之间。制成的引线框架带材性能稳定，在运输过程中、冲压或蚀刻过程中板形稳定性好，不易变形，且整个生产过程成本低、效率高。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体技术方案做进一步的说明。
本发明提供的一种高板形IC引线框架用铁镍带材的生产方法，包括以下步骤：
（1）原料的选用
选用0.5～2.0mm厚度的无焊头4J42精密合金冷轧带材作为精轧原料，生产备用。
（2）半成品轧制
采用多辊冷轧机组，将0.5～2.0mm的4J42冷轧带卷经过多轧程轧制；优选的参数设置如下：厚度公差控制在±0.005mm～±0.01mm；以200～900KN的轧制力和10～50KN的张力，油温控制在40~42℃，轧制速度在80～200m/min，将0.5～2.0mm的4J42冷轧带卷轧制成0.14～0.35mm厚的半成品带材，每轧程变形量小于80%。
（3）固溶处理
将半成品4J42精密合金带通过连续光亮退火炉进行固溶处理，优选的参数如下：对退火炉加热到950～1100℃，炉内通入保护气体，退火速度控制在5～30m/min。
（4）成品轧制
采用多辊冷轧机组，以100~400KN的轧制力和2~20KN的张力，轧制速度在30~80m/min，将经过固溶处理的半成品轧制成厚度为0.1~0.25mm的成品精密合金带，其厚度精度为±0.005mm。
（5）脱脂处理
用碱性清洗剂或溶剂型清洗剂对成品4J42精密合金带进行清洗，去除带材表面的油脂。
（6）拉伸弯曲矫直处理
用23辊拉伸弯曲矫直机对经过脱脂处理的成品4J42精密合金带进行矫平，矫平后的带材平直度小于0.5mm，放置在玻璃平台上基本无缝隙。
（7）去应力退火处理
将经过拉伸弯曲矫直的4J42精密合金带用组合固定刀剪切成所需宽度的成品，每条通过去应力退火炉，退火炉加热温度为300~500℃，退火速度为4~15m/min，用以消除成品内部的残余应力，通过一定宽度上切割成多个窄条的内应力分布试验检测，该测试宽度上各条翘曲最大差值小于2mm。
采取上述方案，具有以下优点：
本发明是用厚度在0.5～2.0mm的无焊接头的铁镍合金带原料，经过半成品轧制、固溶处理、成品轧制、脱脂处理、拉伸弯曲矫直处理、剪切后去应力退火处理等步骤，生产的引线框架带材表面质量好，带材平直度和共面性好，硬度也可很好地控制在HV200±20之间。制成的引线框架带材性能稳定，在运输过程中、冲压或蚀刻过程中板形稳定性好，不易变形，且整个生产过程成本低、效率高。
本发明采用的生产方法中，优选采用表面粗糙度Ra小于0.12μm的工作辊进行半成品和成品生产，可以满足电镀过程的要求。多辊轧机精度高，成品厚度公差可控制在±0.005mm，从而大大提高了产品的厚度精度，满足高端客户的需求。
本发明的生产方法中，采用23辊拉伸弯曲矫直机，对带材板形改善明显，拉矫后的板形应力分布均匀，平直度好。
本发明的生产方法中，采用连续光亮去应力退火炉，可以同时对多条窄带成品处理，能充分、有效解决带材内应力分布不均的问题，满足引线框架产品对带材平直度的要求。
本发明的生产方法中，采用成品宽度的组合固定刀进行带材剪切，之后再进行去应力退火，可大大减小剪切边部的毛刺和剪切应力，有利于保持成品带材内应力分布的均匀性，且可以大大节省剪切前的配刀时间，提高生产效率。
实施例1
先进行备料，选用厚度为2.0mm的4J42冷轧钢带坯料，其膨胀系数满足国家标准要求，厚度公差控制在±0.04mm，宽度为240～350mm，待用。
然后，经过半成品轧制。采用十二辊精密冷轧机，在800KN的轧制力和40KN的轧制张力下，以150m/min的速度轧制，轧制油温控制在40～42℃，在上述范围的参数设置下，将2.0mm的铁镍合金带坯料轧制成厚度0.48mm的半成品带材，该半成品钢带的厚度公差为±0.01mm。
之后，进行固溶处理。采用氨分解连续光亮退火炉，在1020℃炉温下使半成品合金带材以7m/min的速度从炉中通过，期间不断调整炉内氮气和氢气的流量，使退火炉保持恒定的压力，以确保炉内带材不被氧化。
之后，经过第二个半成品轧制。采用十二辊精密冷轧机，在500KN的轧制力和20KN的轧制张力下，以100m/min的速度轧制，轧制油温控制在40～42℃，在上述范围的参数设置下，将0.48mm厚的铁镍合金带坯料轧制成厚度0.145mm的半成品带材，该半成品带材的厚度公差为±0.005mm。
之后，进行固溶处理。采用氨分解连续光亮退火炉，在1020℃炉温下使半成品合金带材以20m/min的速度从炉中通过，期间不断调整炉内氮气和氢气的流量，使退火炉保持恒定的压力，以确保炉内带材不被氧化。
之后，经过成品轧制。采用二十辊精密冷轧机，在35KN的轧制力和8KN的轧制张力下，以60m/min的速度轧制，轧制油温控制在35～38℃，在上述范围的参数设置下，将0.145mm厚的精密合金带坯料轧制成厚度0.1mm的成品带材，该成品钢带的厚度公差为±0.005mm。
之后，进行脱脂处理。用温度为60℃的溶剂型清洗剂NS-100对经过轧制的半成品带进行清洗，除去带材表面的油脂。其清洗槽温度为60℃，以30m/min的速度使经过冷轧的成品带从清洗槽中的清洗剂中通过，之后进入漂洗段和烘干箱，将表面的残留清洗液去除掉，最终使成品带材表面光亮。
之后，进行拉伸弯曲矫直处理，在10KN的张力下和0.6％延伸率下，对经脱脂处理过的成品进行拉伸矫直，得到平直度小于0.5mm的平直钢带。
之后，进行成品剪切。采用20～150mm的组合固定刀进行剪切，得到需要的成品宽度带材。
再之后，进行连续光亮去应力退火处理。将成品合金带经过多条去应力退火炉，速度为6m/min，炉内温度为350℃，单位张力系数为8kg/mm2，对炉内通入氨分解气体，消除成品带材内部的应力，得到HV在200～215之间的平直带材产品。
实施例2
先进行备料，选用厚度为0.5mm的4J42冷轧钢带坯料，其膨胀系数满足国家标准要求，厚度公差控制在±0.01mm，宽度为240～350mm，待用。
首先经过半成品轧制。采用十二辊精密冷轧机，在400KN的轧制力和15KN的张力下，以100m/min的速度轧制，轧制油温控制在40～42℃，将0.5mm厚的精密合金带坯料轧制成厚度0.145mm的半成品带材，该半成品钢带的厚度公差为±0.005mm。
之后，进行固溶处理。采用氨分解连续光亮退火炉，在1020℃炉温下使半成品合金带材以20m/min的速度从炉中通过，期间不断调整炉内氮气和氢气的流量，使退火炉保持恒定的压力，以确保炉内带材不被氧化。
之后，经过成品轧制。采用十二辊精密冷轧机，在300KN的轧制力和5KN的轧制张力下，以60m/min的速度轧制，轧制油温控制在35～38℃，在上述范围的参数设置下，将0.145mm厚的铁镍合金带坯料轧制成厚度0.1mm的成品带材，该成品钢带的厚度公差为±0.005mm。
之后，进行脱脂处理。用碱性清洗剂AK7315对经过轧制的半成品带进行清洗，除去带材表面的油脂，以30m/min的速度使经过冷轧的成品带从清洗槽中的清洗剂中通过，之后进入漂洗段和烘干箱，将表面的残留清洗液去除掉，最终使成品带材表面光亮。
之后，进行拉伸弯曲矫直处理，在10KN的张力下和0.6％延伸率下，对经脱脂处理过的成品进行拉伸矫直，得到平直度小于0.5mm的平直钢带。
之后，进行成品剪切。采用20～150mm的组合固定刀进行剪切，得到成品宽度带材。
再之后，进行连续光亮去应力退火处理。将成品合金带经过多条去应力退火炉，速度为6m/min，炉内温度为350℃，单位张力系数为5kg/mm2，对炉内通入氨分解气体，消除成品带材内部的应力，即可得到HV在200～215之间的平直带材产品。
实施例3
先进行备料，选用厚度为1.0mm的4J42冷轧钢带坯料，其膨胀系数满足国家标准要求，厚度公差控制在±0.02mm，宽度为240～350mm，待用。
然后，经过半成品轧制。采用十二辊精密冷轧机，在600KN的轧制力和25KN的轧制张力下，以150m/min的速度轧制，轧制油温控制在40～42℃，将1.0厚的铁镍合金带坯料轧制成厚度0.35mm的半成品带材，该半成品钢带的厚度公差为±0.008mm。
之后，进行固溶处理。采用氨分解连续光亮退火炉，在1020℃炉温下使半成品合金带材以10m/min的速度从炉中通过，期间不断调整炉内氮气和氢气的流量，使退火炉保持恒定的压力，以确保炉内带材不被氧化。
之后，经过成品轧制。采用十二辊精密冷轧机，在400KN的轧制力和10KN的轧制张力下，以80m/min的速度轧制，轧制油温控制在40～42℃，将0.35mm厚的半成品精密合金带轧制成厚度0.25mm的成品带材，该成品钢带的厚度公差为±0.008mm。
之后，进行脱脂处理。用温度为60℃的溶剂型清洗剂NS-100对经过轧制的半成品带进行清洗，除去带材表面的油脂。其清洗槽温度为60℃，以40m/min的速度使经过冷轧的成品带从清洗槽中的清洗剂中通过，之后进入漂洗段和烘干箱，将表面的残留清洗液去除掉，最终使成品带材表面光亮。
之后，进行拉伸弯曲矫直处理，在15KN的张力和0.65％延伸率下，对经脱脂处理过的成品进行拉伸矫直，得到平直度小于0.5mm的平直带材。
之后，进行成品剪切。采用20～150mm的组合固定刀进行剪切，得到需要的成品宽度带材。
再之后，进行连续光亮去应力退火处理。将成品合金带经过多条去应力退火炉，速度为5m/min，炉内温度为400℃，单位张力系数为6kg/mm2，对炉内通入氨分解气体，消除成品带材内部的应力，即可得到HV在190～210之间的平直带材产品。
综上所述仅为本发明较佳的实施例，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化及修饰，皆应属于本发明的技术范畴。
Claims (7)
1.一种高板形IC引线框架用铁镍带材的生产方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）半成品轧制，采用多辊冷轧机组，将4J42冷轧带卷经过多轧程轧制；每轧程变形量小于80%，得到半成品4J42精密合金带，每次轧制后的半成品进行步骤（2）处理；
（2）固溶处理，将半成品4J42精密合金带通过连续光亮退火炉进行固溶处理；
（3）成品轧制，采用多辊冷轧机组，将经过固溶处理的最后半成品4J42精密合金带轧制成厚度为0.1~0.25mm的成品精密合金带，厚度公差为±0.005mm；
（4）脱脂处理，用碱性或溶剂型清洗剂对成品精密合金带进行清洗，去除带材表面的油脂；
（5）拉伸弯曲矫直处理，用23辊拉伸弯曲矫直机对经过脱脂处理的成品精密合金带进行矫平；
（6）剪切，将经过拉伸弯曲矫直的成品精密合金带用组合固定刀剪切成所需宽度的成品；
（7）去应力退火处理，将剪切好的成品通过去应力退火炉，可得到去应力充分、均匀的合金带材。
2.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于：所述步骤（1）中多辊冷轧机组为十二辊或二十辊冷轧机组，参数设置如下：200～900KN的轧制力和10～50KN的张力，油温控制在40~42℃，轧制速度在80～200m/min。
3.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于：所述步骤（2）中连续光亮退火炉的参数如下：退火炉加热到950～1100℃，炉内通入保护气体，退火速度为5～30m/min。
4.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于：所述步骤（3）中多辊冷轧机组为十二辊或二十辊冷轧机组，参数设置如下：100~400KN的轧制力和2~20KN的张力，油温控制在35~38℃，轧制速度30~80m/min。
5.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于：所述步骤（5）中，使矫平后的带材波浪高度小于0.5mm。
6.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于：所述步骤（6）中的去应力退火炉为连续光亮退火炉，退火炉加热温度为300~500℃，退火速度为4~15m/min。
7.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于：在进行步骤（1）、（3）时，对冷轧机组的轧辊进行精磨，使轧辊表面粗糙度Ra小于0.12μm，轧制出的成品表面粗糙度在0.08~0.15μm。
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