CN105088257B - 一种降低引线框架材料表面粗糙度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种降低引线框架材料表面粗糙度的方法，属于有色金属加工领域。对经冷轧态的引线框架板带进行酸洗，采用不织布作为刷子的材料，刮刷速度为180～200m/min；对板带进行精轧，在精轧的过程中，更换不同表面粗糙度的轧制辊对板带进行2～3道次的磨光处理和1～2抛光处理；对板带进行连续退火处理，连续退火工艺为400～460℃×1min；对板带进行连续拉伸矫直，矫直辊采用表面粗糙度为0.04～0.06μm的钢辊，并控制生产速度、带材的拉伸率、开卷机张力和收卷机张力参数。该方法明显降低了铜合金板带材的表面粗糙度，可满足超大规模或极大规模电路对引线框架材料表面粗糙度的要求。

Description

一种降低引线框架材料表面粗糙度的方法

技术领域

本发明涉及一种降低引线框架材料表面粗糙度的方法，属于有色金属加工领域。

背景技术

现代电子信息技术核心部件是集成电路，其主要由芯片和引线框架经封装而成，其中引线框架主要起着支撑芯片、保护内部元件、连接外部电路和向外散发元件热量的作用，是集成电路中的关键材料。随着电子信息高新技术的迅速发展，产品向微、薄、轻、多功能和智能化发展，促使集成电路向大规模、超大和极大规模方向发展。因此，引线框架材料随之向着引线节距微细化、多脚化的方向发展。这不仅对引线框架材料的强度和导电性提出了更高的要求，而且对材料的加工性能提出更高的要求，如材料的抗软化温度及抗应力松弛特性。除此之外，引线框架铜带最后经电镀和封装的过程中，对带材原始表面质量及表面粗糙度提出了更高的要求，不允许擦伤、划伤、起皮、氧化、水迹等任何用户使用的表面缺陷。在我国，引线框架材料的表面粗糙度受轧制设备等因素的影响，Ra值一般都小于0.15μm，表面质量好的引线框架材料表面的Ra值也只有0.1μm，相对于国外的引线框架材料的表面粗糙度(Ra小于0.06μm)，还存在一定的差距。而随着国内集成电路的快速发展，对高表面质量的引线框架材料需求主要依靠进口来解决。因此，国内急需要开发一种降低引线框架材料表面粗糙度的方法，提升现有引线框架材料的表面粗糙度，增加产品的附加值，提高企业的经济效益。

发明内容

传统制备引线框架材料的工艺流程为熔炼铸造、铣面、热轧、退火、粗轧、切边、退火、中轧、酸洗、精整、低温退火、酸洗、拉弯矫直，最后是分剪入库。在酸洗工序中，刮刷刷子材料一般选用不锈钢材料，可以用于普通的铜合金板带表面刮刷，但对于表面要求高的铜合金板带而言，不锈钢材料刮刷表面是达不到低粗糙度的要求。另外，在精轧工序中，对于常规铜合金而言，轧制辊都是使用同一种粗糙度的轧制辊，不会在轧制过程中更换，这就使得铜合金表面粗糙度较高，不能满足高表面要求的铜板带。本发明的为了能有效的降低铜合金材料，尤其对于高端引线框架材料的表面粗糙度，对现有的引线框架铜板带生产工艺中酸洗、轧制工艺、连续退火及拉弯矫工艺参数进行调控来降低引线框架材料表面粗糙度，提高产品的附加值。

一种降低引线框架材料表面粗糙度的方法，即对经冷轧态(中轧、退火)后的引线框架材料板带进行酸洗、轧制、连续退火和连续拉弯矫直工艺等工艺参数进行调控，具体包括以下步骤：

(1)酸洗：将经冷轧态的引线框架材料板带进行酸洗，采用不织布作为刷子的材料，酸洗过程中的刮刷速度为180～200m/min。

此工序除了清除中间退火热处理后，残留在板坯板面的氧化物外，还通过控制酸洗过程中刷子的刮刷速度和刷子的材质来调控板带材表面粗糙度。但是传统的刷子是用尼龙或不锈钢丝作为刷子的材质，在刮刷的过程中容易刷出纹路，增加铜带的表面粗糙度。本发明中采用不织布作为刷子的材料，通过不织布刮刷对铜板带进行刮刷，可以提高铜板带表面质量均匀性，降低合金的表面粗糙度。另外，刮刷速度过快或快慢，都能刮伤铜带，降低铜合金表面质量。因此，本发明采用的刮刷速度为180～200m/min。

(2)轧制工序：对酸洗后的板带进行精轧，精轧的总加工率为40～60％；在精轧的过程中，通过更换不同表面粗糙度的轧制辊对铜板带进行2～3道次的磨光和1～2抛光处理，其中磨光处理过程中道次加工率为15～20％，磨光辊的表面粗糙度为0.18～0.24μm，抛光处理过程中道次加工率为10～18％，抛光辊的表面粗糙度为0.08～0.10μm。

此工序主要是对板带材进行精轧，加工率为40～60％。此工序除了对板带材进行变形处理外，还通过调整精轧辊的表面粗糙度调控板带材的表面粗糙度。在精轧的过程中，通过更换不同表面粗糙度的轧制辊对铜板带进行2～3道次的磨光和1～2抛光处理，进而改善板带材的表面粗糙度。磨光处理主要是利用工作辊在轧制过程中，通过工作辊与铜板带之间的摩擦，对铜合金表面细小凹凸不平的部分进行磨光处理，降低铜板带的表面粗糙度，其中磨光处理过程中道次加工率为15～20％，磨光辊的表面粗糙度为0.18～0.24μm。抛光处理主要通过工作辊对铜板带进行小变形量的过程对铜板带表面进行抛光处理，提高合金的表面光洁度，降低合金的表面粗糙度，抛光处理过程中道次加工率为10～18％，抛光辊表面粗糙度为0.08～0.10μm。

(3)连续退火工序：对精轧后的板带进行连续退火处理，连续退火工艺为400～460℃×1min。

传统的退火工艺主要是消除应力，提高合金的塑性和改善板型。但是由于传统退火工艺都是不带张力退火，可以在一定程度上消除应力和改善板型，但效果不明显。本发明中采用连续带张力退火处理后，可以比较充分地消除应力，改善板型，明显降低铜板带的表面粗糙度。较为合适的连续退火工艺为400～460℃×1min。

(4)拉弯矫直：对连续退火后的板带进行连续拉伸矫直，矫直辊采用表面粗糙度为0.04～0.06μm的钢辊，生产速度为240～280m/min，带材的拉伸率为1～3％，开卷机张力为0.5～3.5KN，收卷机张力为0.5～5KN。

拉弯矫直工序在铜板带生产过程中主要起消除残余应力，对板型进行矫直，达到控制板型的作用。而连续拉伸弯曲矫直工艺是板带材在拉伸和连续交替弯曲的协同作用下，使板带发生塑形变形而获得矫直效果。本发明主要利用连续拉伸弯曲矫直的特点，将连续拉伸弯曲过程中原有的塑料矫直辊换成了表面粗糙度为0.04～0.06μm钢辊，不仅可以在拉伸弯曲的过程中对铜板带表面残余应力进行消除，达到控制板型目的，还可以对板带表面进行抛光处理，提高合金的表面粗糙度。为了保证铜合金板带具有良好的板型和表面粗糙度，连续拉伸矫直合理的工艺参数为：生产速度240～280m/min，带材的拉伸率为1～3％，开卷机张力为0.5～3.5KN，收卷机张力为0.5～5KN。

本发明的优点：本发明主要通过对酸洗过程中刮刷材质选择和刮刷速度控制、精轧过程中不同表面粗糙度的工作辊选择和轧制变形量控制、连续退火过程中退火工艺参数调控和拉弯矫工序中矫直辊材质的更换及工艺参数的控制来降低引线框架材料用铜合金板带材表面粗糙度。在现有的生产工序基础上，无需添加其他表面处理设备，仅对工艺、刮刷材质和矫直辊的材质进行改进，就能明显的降低铜合金板带材的表面粗糙度，最低可达0.04μm，满足超大规模或极大规模电路对引线框架材料表面粗糙度的要求。

下面通过具体实施方式对本发明做进一步说明，但并不意味着对本发明保护范围的限制。

具体实施方式

本发明为了获得表面粗糙度低的引线框架材料，对中轧后的板带采用酸洗、精轧、连续退火和连续拉弯矫直工艺：

(1)酸洗：本发明中采用不织布代替尼龙、不锈钢丝作为刷子的材料，酸洗过程中的刮刷速度为180～200m/min。

(2)精轧：精轧的总加工率为40～60％。在精轧的过程中，通过更换不同表面粗糙度的轧制辊对铜板带进行2～3道次的磨光和1～2抛光处理，其中磨光处理过程中道次加工率为15～20％，磨光辊的表面粗糙度为0.18～0.24μm，抛光处理过程中道次加工率为10～18％，抛光辊的表面粗糙度为0.08～0.10μm。

(3)连续退火：较为合适的连续退火工艺为400～460℃×1min。

(4)连续拉伸矫直：将连续拉伸弯曲过程中原有的塑料矫直辊换成了表面粗糙度为0.04～0.06μm钢辊，生产速度240～280m/min，带材的拉伸率为1～3％，开卷机张力为0.5～3.5KN，收卷机张力为0.5～5KN。

下面通过实施例来进一步说明本发明，但不局限于以下实施例。

实施例1

原料：宽度为600mm，厚度为0.20mm的C194(Cu-Fe-P)合金冷轧态板带。对原料进行酸洗、精轧、连续退火和连续拉弯矫直工艺后，获得成品厚度为0.083mm的合金板带。工艺参数具体设置如下：

(1)酸洗：刮刷材质采用不织布代替尼龙或不锈钢丝，刮刷速度为200m/min。

(2)轧制：精轧变形量为60％，轧制过程中采用表面粗糙度为0.24μm的工作辊对板带进行三次磨光处理，道次加工量为20％，采用表面粗糙度为0.10μm的工作辊对板带进行两次抛光处理，道次加工量为10％。

(3)连续退火：对铜板带进行连续退火，退火制度为400℃×1min。

(4)连续拉弯矫直：将连续拉伸弯曲过程中原有的塑料矫直辊换成了表面粗糙度为0.04μm钢辊，生产速度280m/min，带材的拉伸率为1％，开卷机张力为3.5KN，收卷机张力为5KN。

0.20mm厚的C194(Cu-Fe-P)合金冷轧态板带经过以上生产工序后，铜板带的表面粗糙度为0.04μm。

实施例2

原料：带宽为400mm，厚度为0.30mm的Cu-Sn-Ni-P合金冷轧态板带，对原料进行酸洗、精轧、连续退火和连续拉弯矫直工艺后可获得成品厚度为0.18mm的合金板带。工艺参数具体设置如下：

(1)酸洗：刮刷材质采用不织布代替尼龙或不锈钢丝，刮刷速度为180m/min。

(2)轧制：精轧变形量为40％，轧制过程中采用表面粗糙度为0.18μm的工作辊对板带进行两次磨光处理，道次加工量为15％，采用表面粗糙度为0.08μm的工作辊对板带进行一次抛光处理，道次加工量为18％。

(3)连续退火：对铜板带进行连续退火，退火制度为460℃×1min。

(4)连续拉弯矫直：将连续拉伸弯曲过程中原有的塑料矫直辊换成了表面粗糙度为0.06μm钢辊，生产速度240m/min，带材的拉伸率为3％，开卷机张力为0.5KN，收卷机张力为0.5KN。

0.30mm厚的Cu-Sn-Ni-P合金冷轧态板带经过以上生产工序后，铜板带的表面粗糙度为0.06μm。

本发明主要通过对酸洗过程中刮刷材质选择和刮刷速度控制、精轧过程中不同表面粗糙度的工作辊选择和轧制变形量控制、连续退火过程中退火工艺参数调控和拉弯矫工序中矫直辊材质的更换及工艺参数的控制来降低引线框架材料用铜合金板带材表面粗糙度。在现有的设备基础上，无需添加其他表面处理设备，仅对工艺、刮刷材质和矫直辊的材质进行改进，就能明显的降低铜合金板带材的表面粗糙度，最低可达0.04μm，满足超大规模或极大规模电路对引线框架材料表面粗糙度的要求。

Claims (1)

1.一种降低引线框架材料表面粗糙度的方法，其特征在于：对经冷轧态的引线框架材料板带，采用酸洗、轧制、连续退火和连续拉弯矫直工艺进行加工，具体步骤如下：

(1)酸洗：将经冷轧态的引线框架材料板带进行酸洗，采用不织布作为刷子的材料，酸洗过程中的刮刷速度为180～200m/min；

(2)轧制：采用磨抛组合轧制工艺，精轧的总加工率为40～60％；对酸洗后的板带进行精轧，在精轧的过程中，更换不同表面粗糙度的轧制辊对板带进行2～3道次的磨光处理和1～2抛光处理；磨光处理过程中道次加工率为15～20％，抛光处理过程中道次加工率为10～18％，磨光辊的表面粗糙度为0.18～0.24μm；抛光处理过程中道次加工率为10～18％，抛光辊的表面粗糙度为0.08～0.10μm，且磨光辊精轧的总加工率需大于抛光辊精轧的总加工率；

(3)连续退火：对精轧后的板带进行连续退火处理，连续退火工艺为400～460℃×1min；

(4)拉弯矫直：对连续退火后的板带进行连续拉伸矫直，矫直辊采用表面粗糙度为0.04～0.06μm的钢辊，生产速度为240～280m/min，带材的拉伸率为1～3％，开卷机张力为0.5～3.5KN，收卷机张力为0.5～5KN。