一种低弧度LED封装用高强度银合金键合线的制造方法

摘要

本发明公开了一种低弧度LED封装用高强度银合金键合线的制造方法，包括如下步骤：1银合金键合线坯料的冶炼与连铸、2银合金杆的拉制、3银合金线的中间热处理、4将经过中间热处理的银合金线经拉丝机拉制成直径为0.20‑0.25mm 的银合金线。本发明通过优化合金成分消除了键合银线及其它银合金键合线强度低、B点容易断裂等缺陷，并有效降低了成本。通过采用真空熔炼电磁搅拌合金连铸技术，改善了合金性能，提高了合金一致性，获得了高品质合金线坯料，粗拉过程中采用单向拉制，确保了合金线冷变形过程中晶粒的均匀，并通过适当中间热处理控制加工过程中合金的组织结构，降低拉丝中的局部应力集中，并进一步优化拉丝模具压缩率，减少拉丝过程中的断线。

主权项

一种低弧度LED封装用高强度银合金键合线的制造方法， 其特征在于：包括如下步骤：（1）银合金键合线坯料的冶炼与连铸：a．制造Ag/Ru中间合金：将质量分数95%的Ag和质量分数5%的Ru分层放入真空炉的锥形氮化硼漏斗中，并将锥形氮化硼漏斗放置在氮化硼坩埚中，并在氮化硼漏斗上放置中间开孔的氮化硼漏斗盖，对真空炉的炉膛抽真空，真空度高于2.5×10‑2Pa后，开始升温至1560‑1750℃，其中，低于900℃时升温速率为25‑40℃/min，温度高于900℃时升温速率为35‑50℃/min，熔化过程中真空度高于5.0×10‑2Pa，合金熔化后从氮化硼漏斗滴入氮化硼坩埚中，合金完全溶解后静置5‑10分钟，停止加热并冷却，冷却后，将合金翻转放置，然后按照上述方法重新熔炼一次，得到Ag/Ru中间合金；然后，将Ag/Ru中间合金在轧机上压成厚度0.5‑2.0mm薄板，并裁成质量为1.0‑5.0g的Ag/Ru中间合金薄片；b．制造Ag/La中间合金：将质量分数95%的Ag放入真空中频熔炼炉的石墨坩埚中，将质量分数5%的La放入真空中频熔炼炉的加料盒中，对真空中频熔炼炉的炉膛抽真空，真空度高于4.0×10^‑2Pa后，充入Ar₂至0.1‑0.5Mpa，然后重新抽真空至真空度高于4.0×10^‑2Pa后，开始升温，待温度升至500‑600℃后，停止抽真空并向真空炉中充入Ar₂至0.05‑0.1MPa；然后继续升温至1100‑1200℃，待银完全溶解且银液变清澈透亮后，移动加料盒将La加入到石墨坩埚中，并晃动石墨坩埚搅拌5‑10分钟，然后将合金熔体随炉冷却，得到Ag/La中间合金；然后，将Ag/La中间合金在轧机上压成厚度0.5‑2.0mm薄板，并裁成质量为1.0‑5.0g的Ag/La中间合金薄片；c．制造Ag/Pd中间合金：将质量分数80%的Ag和质量分数20%的Pd放入真空中频熔炼炉石墨坩埚中，对真空中频熔炼炉的炉膛抽真空，真空度高于6.0×10^‑2Pa后，开始升温，待温度升至400‑600℃后，停止抽真空并向真空冶炼炉中充入Ar₂至0.1‑0.5MPa；然后继续升温至1200‑1500℃，待银完全溶解且银液变清澈透亮后，移动加料盒将Pd加入到石墨坩埚中，并摇动石墨坩埚搅拌5‑10分钟，然后将合金熔体冷却，得到Ag/Pd中间合金坯料；然后，将Ag/Pd中间合金在轧机上压成厚度0.5‑2.0mm薄板，并裁成质量为1.0‑5.0g的Ag/Pd中间合金薄片； d．在真空中频熔炼炉中将Ag/Pd中间合金、Ag/Ru中间合金、Ag/La中间合金和Ag按下述比例称量计算后，其中钯（Pd）为2.0‑6.0wt%，钌（Ru）为0.03‑0.1wt%，镧（La）为0.3‑0.8wt%，银为余量，混合加入到真空中频熔炼炉的熔炼坩埚中，抽真空至5.0×10^‑1Pa以上，开始升温，待温度升至400‑600℃后，停止抽真空并向真空中频熔炼炉中充入Ar₂至0.1‑0.5MPa；然后继续升温至1250‑1450℃，待合金完全溶解后，晃动熔炼坩埚搅拌5‑10分钟，将合金熔体冷却，得到银合金坯料；e．将银合金坯料加入到真空熔炼电磁搅拌合金连铸机的坩埚中，所述坩埚为石墨坩埚，对真空熔炼电磁搅拌合金连铸机的炉膛抽真空，真空度高于6.0×10^‑2Pa后，充入Ar₂至0.1‑0.5Mpa，然后重新抽真空至真空度高于6.0×10^‑2Pa后，开始升温，待温度升至400‑600℃后，停止抽真空并向真空熔炼电磁搅拌合金连铸机中充入Ar₂至0.1‑0.5MPa；然后继续升温至1250‑1450℃，待银合金坯料完全溶解且合金溶液变清澈后，向合金溶液中插入搅拌棒上下搅拌5‑10分钟，然后精炼静置10‑15分钟后，充入Ar₂至1.05‑1.1MPa，开始采用间歇方式拉铸，形成直径为6‑10mm的银合金杆；（2）银合金杆的拉制：将上述直径为6‑10mm 的银合金杆经过拉丝机拉制成直径为3.5‑4.0mm 的银合金线，拉丝过程采用单向拉制，拉丝速度为10‑30m/秒；（3）银合金线的中间热处理：将直径为3.5‑4.0mm的银合金线放置在真空罐式炉中，然后对真空罐式炉进行抽真空，真空度高于1.0×10^‑1Pa后，停止抽真空，并将真空罐式炉炉盖压紧螺栓拧紧，然后向真空罐式炉中充入Ar₂气体至1.5‑2.0Mpa，然后对真空罐式炉升温至450‑650℃，保温时间为30‑60分钟，然后随炉冷却；（4）将经过中间热处理的银合金线经拉丝机拉制成直径为0.20‑0.25mm 的银合金线，然后将直径为0.20‑0.25mm 的银合金线经过拉丝机连续拉拔成直径为0.012‑0.018mm的 微细银合金键合线，拉丝过程中，线材变形率为5‑11%。