LED燈引線支架用黃銅帶生產(chǎn)工藝控制要點(diǎn)

1、LED燈引線支架用黃銅帶生產(chǎn)工藝控制要點(diǎn)摘 要：通過研究退火保護(hù)氣的含氧量、再結(jié)晶退火溫度、冷加工率和軋輥磨削粗糙度對(duì)LED燈引線支架用黃銅帶表面質(zhì)量的影響發(fā)現(xiàn)：控制黃銅帶材退火保護(hù)氣的含氧量，可以消除帶材表面氧化變色；降低再結(jié)晶退火溫度，根據(jù)成品硬度值要求選擇適宜的冷加工率，可以在一定程度上抑制表面脫鋅麻坑產(chǎn)生；通過控制軋輥磨削的粗糙度可以在一定程度上控制成品帶材表面粗糙度。關(guān)鍵詞：LED燈引線支架；氧化；脫鋅；粗糙度Production Process Control Points of Copper Strip Used as LED Lead FrameAbstract：Accordi

2、ng to the study on influence of oxygen content of protecting gas，recrystallization annealing temperature，cold processing ratio and rolls grinding roughness on surface quality of copper strip used as LED lead frame，it was found that，by controlling oxygen content of protecting gas for brass strip anne

3、aling，surface oxidation discoloration of strip could be removedLowering recrystallization annealing temperature and choosing right cold processing ratio depending on hardness of finished products would inhibit the surface dezincification-induced pockmark to some extentControlling roll grinding rough

4、ness could control surface roughness of finished products to some extentKeywords：LED lead frame；Dezincification；Oxidation；Roughness目前，國內(nèi)多數(shù)銅板帶企業(yè)生產(chǎn)的LED燈引線支架用黃銅帶表面質(zhì)量較差，常出現(xiàn)表面氧化發(fā)紅、脫鋅麻坑等質(zhì)量問題，影響到后續(xù)工序的電鍍、封裝1。為滿足LED燈引線支架用銅帶的市場需求2，我們對(duì)帶材表面氧化發(fā)紅、脫鋅麻坑、表面粗糙度控制等問題進(jìn)行分析，找出該現(xiàn)象的關(guān)鍵因素，并優(yōu)化生產(chǎn)工藝，現(xiàn)已大規(guī)模生產(chǎn)LED系列產(chǎn)品，較好地滿足了國內(nèi)市場的需求

5、。1 消除黃銅帶材退火表面產(chǎn)生的氧化變色黃銅帶材在鐘罩爐退火時(shí)使用氨分解氣作為保護(hù)氣。由于鋅的化學(xué)活潑性大，與氧具有很強(qiáng)的親和力，在加熱時(shí)與退火爐內(nèi)保護(hù)氣氛中殘留的O2、CO2、H2O等發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧化鋅3。生產(chǎn)中出現(xiàn)過因保護(hù)氣氧含量超標(biāo)造成的材料表面氧化發(fā)紅的現(xiàn)象。氨分解保護(hù)氣氧含量由20ppm降低至3ppm期間鐘罩爐生產(chǎn)的一爐黃銅帶材，料面均氧化發(fā)紅，酸洗工序使用3000目刷子刷洗帶材表面未能消除氧化色。相同工藝生產(chǎn)的黃銅帶材，保護(hù)氣氧含量維持在1.5ppm3ppm之間，帶材表面呈亮黃色。保護(hù)氣氧含量超標(biāo)情況有以下幾種：氨分解爐停爐三天以上，重啟運(yùn)行氧含量高達(dá)8ppm，數(shù)小時(shí)后降低到工

6、藝要求的3ppm以下；液氨液位低于要求值時(shí)氧含量超標(biāo)至6ppm，補(bǔ)足液氨3小時(shí)后降到3ppm；更換氨分解凈化器分子篩后氧含量高達(dá)20ppm，36小時(shí)降至3ppm。為提高表面質(zhì)量對(duì)保護(hù)氣氧含量進(jìn)行限定：微氧含量8ppm時(shí)方可供氣給生產(chǎn)車間；氧含量在3 ppm8ppm時(shí)可生產(chǎn)黃銅半成品；微氧含量3ppm時(shí)方可生產(chǎn)黃銅預(yù)成品和成品。2 控制黃銅帶材退火表面產(chǎn)生的脫鋅麻坑高鋅黃銅帶在進(jìn)行再結(jié)晶退火時(shí)很容易產(chǎn)生“脫鋅”，從而影響帶材的表面質(zhì)量。在100倍顯微鏡下觀察C2680帶材經(jīng)不同溫度再結(jié)晶退火后的表面質(zhì)量，見圖1。（a）為經(jīng)450，6h再結(jié)晶退火晶粒平均直徑為0.045mm，帶材表面產(chǎn)生輕微“桔皮

7、”現(xiàn)象，見（b）。（c）為經(jīng)420，6h再結(jié)晶退火晶粒平均直徑為0.020mm，帶材表面麻坑較密；（d）為經(jīng)390，6h再結(jié)晶退火晶粒平均直徑為0.010mm，帶材表面麻坑小而稀疏。（a）（b）（c）（d）圖1 C2680帶材不同溫度再結(jié)晶退火后的表面質(zhì)量實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，C2680帶材的再結(jié)晶退火溫度從450降到390能有效抑制其表面脫鋅。再結(jié)晶過程中，當(dāng)晶粒平均直徑達(dá)到0.020mm時(shí)帶材表面會(huì)形成嚴(yán)重的脫鋅坑。因此退火溫度是影響黃銅帶材表面脫鋅麻坑的關(guān)鍵因素，溫度越高晶粒越粗大，料面脫鋅越嚴(yán)重。3 冷軋加工率對(duì)黃銅帶材表面質(zhì)量的影響經(jīng)酸洗合格后的C2680帶材按不同加工率軋制4，100倍顯微

8、鏡下觀察其硬度及表面質(zhì)量的變化，見表1和圖2。表1 不同加工率的表面情況Table 1 Surface quality with different processing rates序號(hào)厚度/mm加工率/%硬度/HV表面質(zhì)量a0.3094酸洗后的干凈表面b0.2710123隱約可見脫鋅麻坑c0.2420159脫鋅麻坑清晰d0.22824167脫鋅麻坑較清晰e0.2130186局部脫鋅麻坑軋平f0.1550197脫鋅麻坑完全消失（a）（b）（c）（d）（e）（f）圖 2 不同加工率下C2680帶材的表面情況隨著軋制加工率的增大料面情況依次為：脫鋅麻坑顯現(xiàn)、脫鋅麻坑拉長、脫鋅麻坑軋平。該脫鋅麻坑是

9、在再結(jié)晶退火中產(chǎn)生，有的經(jīng)酸洗研磨后局部磨平，但沿晶界深入銅基體且未能清洗干凈的脫鋅部位隨著冷軋加工率的變化發(fā)生延伸變形。軋制黃銅硬態(tài)系列產(chǎn)品的加工率為20%左右時(shí)，脫鋅麻坑最大最多；當(dāng)加工率到達(dá)40%50%，脫鋅麻坑可完全軋平，因此冷軋加工率也是影響料面質(zhì)量的重要因素。LED燈引線支架用黃銅帶材產(chǎn)品硬度HV要求在140160之間，確定成品加工率時(shí)應(yīng)盡量避開產(chǎn)生較大脫鋅麻坑的加工率，結(jié)合加工率硬化曲線成品加工率定為16±1%。4 軋輥粗糙度對(duì)黃銅帶材表面質(zhì)量的影響眾所周知，軋輥表面粗糙度是影響帶材表面粗糙度的主要因素5。當(dāng)成軋加工率20%時(shí)，成品帶材的表面粗糙度完全復(fù)制于軋輥的表面粗

10、糙度，但當(dāng)成軋加工率在20%以下時(shí)，由于軋制過程變形輕微且軋制力偏低，成品帶材的表面粗糙度受預(yù)成品表面粗糙度的影響。經(jīng)過分組軋制實(shí)驗(yàn)，檢測C2680 LED用黃銅帶材的表面粗糙度，見表2。表2 不同粗糙度軋輥軋制黃銅帶材表面的粗糙度值Table 2 Surface roughness of brass strip with different roll roughness預(yù)成品軋制到成品（0.3mm0.25mm）預(yù)成品軋輥的粗糙度Ra/m預(yù)成品料面的粗糙度Ra/m成品軋輥的粗糙度Ra/m成品料面的粗糙度Ra/m0.30.2930.150.2120.10.1550.20.1810.150.138

11、0.10.097綜上所述，黃銅帶材內(nèi)部組織（晶粒度）越細(xì)密，軋輥磨削質(zhì)量越高，則帶材表面越光滑、粗糙度值越小。生產(chǎn)出的LED燈引線支架用黃銅帶的合格表面見圖3。圖 3 LED用黃銅帶料面 200×Figure 3 Surface of copper strip used for LED 5 結(jié)論LED燈引線支架用黃銅帶生產(chǎn)工藝控制要點(diǎn)：（1）控制再結(jié)晶退火氨分解保護(hù)氣氧含量3ppm時(shí)，退火后帶材表面色澤金黃，無氧化變色現(xiàn)象。（2）再結(jié)晶退火溫度為390時(shí)可將晶粒平均直徑控制在0.010mm左右，這是生產(chǎn)LED燈引線支架用黃銅帶材的前提條件。（3）預(yù)成品軋輥粗糙度控制在0.15m0.20m之間，成品軋輥粗糙度控制在0.08m0.12m之間，生產(chǎn)的LED燈引線支架用黃銅帶表面粗糙度可滿足后續(xù)電鍍要求。參考文獻(xiàn)1 婁花芬.銅合金材料及銅加工技術(shù)進(jìn)展.銅加工研究J.2010，（4）：12-13.2 謝水生，李華清，李周，劉海濤.銅及銅