一種led封裝用銅合金鍵合連接線的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種LED封裝用銅合金鍵合連接線的制備方法，其各元素成分的重量百分比如下：Pd0.3-0.6、Ag0.2-0.4、Au0.15-0.25、Pt0.05-0.1、Ca0.07-0.14、Be0.04-0.08、Ti0.02-0.03、Ir0.015-0.025、Ce0.01-0.02、Yb0.008-0.016、Eu0.005-0.01、B0.004-0.0.007、P0.005-0.01，余量為銅及不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明制得的銅合金鍵合連接線具有柔軟性好，硬度低，耐腐蝕氧化，導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能好，抗拉強(qiáng)度高、成本低等特點(diǎn)，大大提高了銅線的使用可靠性和安全性。
【專利說(shuō)明】一種LED封裝用銅合金鍵合連接線的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種LED封裝用銅合金鍵合連接線的制備方法，屬于銅合金制造【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]壓焊工藝是LED封裝環(huán)節(jié)的關(guān)鍵工藝，在LED封裝過(guò)程中主要通過(guò)壓焊工藝實(shí)現(xiàn)LED芯片與封裝支架的電連接。LED封裝企業(yè)目前普遍采用金線壓焊，但金線價(jià)格昂貴，導(dǎo)致LED成本升高，相反地，銅線價(jià)格低廉，在降低成本方面具有巨大應(yīng)用潛力，但銅線存在著硬度大、易氧化、鍵合強(qiáng)度低等缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種成本低、硬度低、抗拉強(qiáng)度高的LED封裝用銅合金鍵合連接線的制備方法。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種LED封裝用銅合金鍵合連接線的制備方法，包括以下步驟:
(1)將電解銅加入高頻感應(yīng)爐中，加熱至115O -12 5 (TC，待電解銅熔化后，升溫至1220-1280°C，加入Pd、Ag、Au、Pt等金屬，同時(shí)在銅合金液表面覆蓋一層覆蓋劑，保溫15-25min，然后對(duì)銅合金 液進(jìn)行爐前化學(xué)快速分析，使得銅合金液中各元素成分的重量百分比符合下列要求:Pd 0.3-0.6、Ag 0.2-0.4、Au 0.15-0.25、Pt 0.05-0.1、Ca 0.07-0.14、Be 0.04-0.08、Ti 0.02-0.03、Ir 0.015-0.025、Ce 0.01-0.02、Yb 0.008-0.016、Eu0.005-0.01、B 0.004-0.0.007、P 0.005-0.01，余量為銅及不可避免的雜質(zhì)；分析后根據(jù)配方中各組分的重量百分比調(diào)整補(bǔ)料；
(2)向爐中按銅塊投料重量的0.3-0.4%投入Al-Zn-Sn-Ga-Mg合金塊熔化，合金塊中Al,Zn,Sn,Ga,Mg 元素的質(zhì)量比為 5-8:3_6:2_3:0.4-0.8:1-2，攪拌 35_40min ;然后調(diào)溫至1260-1320°C，再加入精煉劑精煉20-30min，除渣后保溫10_15min ；
(3)連鑄連軋成銅合金桿、拉絲機(jī)拉制成銅合金單線；
(4)將銅合金線材送入熱處理爐中進(jìn)行時(shí)效處理:先以100-120°C/h速率升溫至220-250°C，保溫 5-8h，再以 80_100°C /h 速率升溫至 380_420°C，保溫 2_3h，再以 50_60°C /h速率升溫至510-540°C，保溫l_2h，然后以70_90°C /h速率降溫至350_380°C，保溫3_4h，再以60-80°C /h速率降溫至190-230°C，保溫4-6h，空冷至室溫即可。
[0005]所述覆蓋劑由以下重量份的原料:玻璃粉5-10、石灰石10-15、鉀長(zhǎng)石8-12、橄欖石4-8、硼泥12-16、火山灰5-10、椰殼炭9_13、納米氮化鋁3_6，經(jīng)混合，烘干，粉碎，過(guò)150-250目篩即可。
[0006]所述精煉劑的制備方法如下:a、取以下重量份的原料:蛭石2-3、高嶺土 4_6、光齒石3_5、氟化鈣2_3、猛礦禮:3_6、氟欽酸鉀2_4、明帆粉1.5-2.5、冰晶石粉2_3、納米氮化硅1-2、氯化鉀3-4、硅烷偶聯(lián)劑KH-550 1-2 ;b、將蛭石、高嶺土、光鹵石混合均勻送入520-550°C下煅燒2-4h，取出粉碎過(guò)200-300目篩；加水打漿制成45-55%的漿液，然后加濃度為15-20%的鹽酸溶液調(diào)節(jié)漿液pH=4.5-5.0, 2000-3000rpm高速研磨20_30min，用濃度為15-20%的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)研磨液pH值為中性，噴霧干燥得粉末，再加入其余原料，1500-2000rpm高速攪拌5_10min，烘干，粉碎，過(guò)300-400目篩即可。
[0007]本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明制得的銅合金鍵合連接線柔軟，硬度低，耐腐蝕氧化，導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能好，在直徑相同的條件下銅絲可以承載更大電流，且可以減緩脆性金屬化合物的形成，抗拉強(qiáng)度可提高20-30%，成本低，可節(jié)約90%以上，克服了金線成本高，銅線鍵合硬度高、易氧化、鍵合強(qiáng)度低等缺點(diǎn)，大大提高了銅線的使用可靠性和安全性。
【具體實(shí)施方式】
[0008]一種LED封裝用銅合金鍵合連接線的制備方法，包括以下步驟:
(1)將電解銅加入高頻感應(yīng)爐中，加熱至1220°C，待電解銅熔化后，升溫至1260°C，加入Pd、Ag、Au、Pt等金屬，同時(shí)在銅合金液表面覆蓋一層覆蓋劑，保溫20min，然后對(duì)銅合金液進(jìn)行爐前化學(xué)快速分析，使得銅合金液中各元素成分的重量百分比符合下列要求:Pd 0.3-0.6、Ag 0.2-0.4、Au 0.15-0.25、Pt 0.05-0.1、Ca 0.07-0.14、Be 0.04-0.08、Ti 0.02-0.03、Ir 0.015-0.025、Ce 0.01-0.02、Yb 0.008-0.016、Eu 0.005-0.01、B0.004-0.0.007、P 0.005-0.01，余量為銅及不可避免的雜質(zhì)；分析后根據(jù)配方中各組分的重量百分比調(diào)整補(bǔ) 料；
(2)向爐中按銅塊投料重量的0.3%投入Al-Zn-Sn-Ga-Mg合金塊熔化，合金塊中Al、Zn、Sn、Ga、Mg元素的質(zhì)量比為6:4:2:0.5:1，攪拌35min ;然后調(diào)溫至1320°C，再加入精煉劑精煉20min，除渣后保溫15min ；
(3)連鑄連軋成銅合金桿、拉絲機(jī)拉制成銅合金單線；
(4)將銅合金線材送入熱處理爐中進(jìn)行時(shí)效處理:先以120°C/h速率升溫至240°C，保溫6h，再以100°C /h速率升溫至380°C，保溫3h，再以60°C /h速率升溫至520°C，保溫1.5h，然后以90°C /h速率降溫至360°C，保溫4h，再以70°C /h速率降溫至210°C，保溫5h，空冷
至室溫即可。
[0009]所述覆蓋劑由以下重量(kg)的原料:玻璃粉8、石灰石10、鉀長(zhǎng)石10、橄欖石6、硼泥15、火山灰8、椰殼炭11、納米氮化鋁4，經(jīng)混合，烘干，粉碎，過(guò)200目篩即可。
[0010]所述精煉劑的制備方法如下:a、取以下重量(kg)的原料:蛭石3、高嶺土 5、光鹵石5、氟化鈣3、錳礦渣4、氟鈦酸鉀3、明礬粉1.5、冰晶石粉2、納米氮化硅1.5、氯化鉀3、硅烷偶聯(lián)劑KH-550 I ;b、將蛭石、高嶺土、光鹵石混合均勻送入520°C下煅燒4h，取出粉碎過(guò)300目篩；加水打漿制成55%的漿液，然后加濃度為15%的鹽酸溶液調(diào)節(jié)漿液pH=5.0，2000rpm高速研磨20min，用濃度為18%的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)研磨液pH值為中性，噴霧干燥得粉末，再加入其余原料，1500rpm高速攪拌IOmin,烘干,粉碎,過(guò)300目篩即可。
[0011]制得的銅合金鍵合連接線經(jīng)檢驗(yàn)，其主要性能為:抗拉強(qiáng)度492Mpa，屈服強(qiáng)度為375Mpa，延伸率 19%、導(dǎo)電率 IACS (20°C) 96%。
【權(quán)利要求】
1.一種LED封裝用銅合金鍵合連接線的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)將電解銅加入高頻感應(yīng)爐中，加熱至115O -12 5 (TC，待電解銅熔化后，升溫至1220-1280°C，加入Pd、Ag、Au、Pt等金屬，同時(shí)在銅合金液表面覆蓋一層覆蓋劑，保溫15-25min，然后對(duì)銅合金液進(jìn)行爐前化學(xué)快速分析，使得銅合金液中各元素成分的重量百分比符合下列要求:Pd 0.3-0.6、Ag 0.2-0.4、Au 0.15-0.25、Pt 0.05-0.1、Ca 0.07-0.14、Be 0.04-0.08、Ti 0.02-0.03、Ir 0.015-0.025、Ce 0.01-0.02、Yb 0.008-0.016、Eu0.005-0.01、B 0.004-0.0.007、P 0.005-0.01，余量為銅及不可避免的雜質(zhì)；分析后根據(jù)配方中各組分的重量百分比調(diào)整補(bǔ)料； (2)向爐中按銅塊投料重量的0.3-0.4%投入Al-Zn-Sn-Ga-Mg合金塊熔化，合金塊中Al,Zn,Sn,Ga,Mg 元素的質(zhì)量比為 5-8:3_6:2_3:0.4-0.8:1-2，攪拌 35_40min ;然后調(diào)溫至1260-1320°C，再加入精煉劑精煉20-30min，除渣后保溫10_15min ； (3)連鑄連軋成銅合金桿、拉絲機(jī)拉制成銅合金單線； (4)將銅合金線材送入熱處理爐中進(jìn)行時(shí)效處理:先以100-120°C/h速率升溫至220-250°C，保溫 5-8h，再以 80_100°C /h 速率升溫至 380_420°C，保溫 2_3h，再以 50_60°C /h速率升溫至510-540°C，保溫l_2h，然后以70_90°C /h速率降溫至350_380°C，保溫3_4h，再以60-80°C /h速率降溫至190-230°C，保溫4_6h，空冷至室溫即可。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種LED封裝用銅合金鍵合連接線的制備方法，其特征在于，所述覆蓋劑由以下重量份的原料:玻璃粉5-10、石灰石10-15、鉀長(zhǎng)石8-12、橄欖石4_8、硼泥12-16、火山灰5-10、椰殼炭9-13、納米氮化鋁3_6，經(jīng)混合，烘干，粉碎，過(guò)150-250目篩即可。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種LED封裝用銅合金鍵合連接線的制備方法，其特征在于，所述精煉劑的制備方法如下:a、取以下重量份的原料:蛭石2-3、高嶺土 4-6、光鹵石3-5、氣化鈣2-3、猛礦潘3-6、氣欽酸鐘2-4、明帆粉1.5-2.5、冰晶石粉2-3、納米氣化娃1-2、氣化鉀3-4、硅烷偶聯(lián)劑KH-550 1-2 ;b、將蛭石、高嶺土、光鹵石混合均勻送入520_550°C下煅燒2-4h，取出粉碎過(guò)200-300目篩；加水打漿制成45-55%的漿液，然后加濃度為15-20%的鹽酸溶液調(diào)節(jié)漿液pH=4.5-5.0，2000-3000rpm高速研磨20_30min，用濃度為15-20%的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)研磨液PH值為中性，噴霧干燥得粉末，再加入其余原料，1500-2000rpm高速攪拌5-10min，烘干，粉碎，過(guò)300-400目篩即可。
【文檔編號(hào)】C22C1/03GK104018023SQ201410187816
【公開(kāi)日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年5月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月6日
【發(fā)明者】李春燕, 秦廷廷 申請(qǐng)人:阜陽(yáng)市光普照明科技有限公司