[发明专利]一种小晶片LED封装用微细银合金键合线的制造方法

摘要

本发明公开了一种小晶片LED封装用微细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银合金线的拉制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0.06‑0.08mm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键合银合金线强度低、抗氧化性能差的缺陷，并有效降低了成本。通过采用真空熔炼超生振动连铸技术，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，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入口角度，减少拉丝过程中的断线，确保微细键合银合金线了成品率。

主权项

一种小晶片LED封装用微细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/Ni中间合金：将质量分数90%的Ag和质量分数10%的Ni分层放入真空炉的氮化硼坩埚中，并在坩埚上放置中间开孔的氮化硼坩埚盖，对真空炉的炉膛抽真空，真空度高于3.0×10‑2Pa后，开始升温至1450‑1850℃，其中低于800℃时升温速率为20‑40℃/min，温度高于800℃时升温速率为30‑50℃/min，熔化过程中真空度高于3.0×10‑2Pa，然后静置10‑20分钟，待Ag/Ni合金完全熔解且金属液变清澈后，通过氮化硼管向Ag/Ni合金液中充入Ar搅拌5‑10分钟，然后将合金浇注到水冷模具中冷却，得到Ag/Ni中间合金；b．制造Ag/Ce和Ag/La中间合金：将质量分数90%的Ag放入真空炉的石墨坩埚中，将质量分数10%的Ce或La放入真空炉的加料盒中，对真空炉的炉膛抽真空，真空度高于3.0×10‑2Pa后，充入Ar至0.1‑0.5MPa，然后重新抽真空至真空度高于3.0×10‑2Pa后，开始升温，待温度升至400‑600℃后，停止抽真空并向真空炉中充入Ar至0.1‑0.5MPa；然后继续升温至1150‑1250℃，待银完全熔解且银液变清澈后，移动加料盒将Ce或La加入到坩埚中，并晃动坩埚搅拌5‑10分钟，然后将合金熔体随炉冷却，得到Ag/Ce或Ag/La合金中间合金；采用相同的方法制造Ag/Ce和Ag/La中间合金中的另一种；c．在真空冶炼炉中将Ag/Ni中间合金、Ag/Ce中间合金、Ag/La中间合金、Ag按下述比例称量计算后，其中镍（Ni）为3‑5wt%；铈（Ce）为0.5‑1.0 wt%；镧（La）为0.5‑1.0 wt%，银为余量，且其中铈（Ce）和镧（La）的质量分数相同，混合加入到真空冶炼炉中，抽真空至5.0×10‑1Pa以上，开始升温，待温度升至600‑800℃后，停止抽真空并向真空冶炼炉中充入Ar至0.1‑0.5MPa；然后继续升温至1250‑1450℃，待合金完全熔解后，向银合金液中充入Ar搅拌5‑10分钟，将合金熔体冷却，得到银合金坯料；d．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，坩埚为氮化硼坩埚，抽真空至5.0×10‑1Pa以上，开始升温至1250‑1450℃，待合金完全熔解，采用氮化硼搅拌棒搅拌10‑15分钟，然后精炼静置15‑20分钟后，充入高纯Ar至1.05‑1.1MPa，开始采用间歇方式拉铸，形成直径为8‑12mm的银合金杆；（2）银合金线的拉制：将上述直径为8‑12mm 的银合金杆经过拉丝机拉制成直径为1.0‑1.5mm 的银合金线，拉丝过程采用单向拉制；（3）银合金线的中间热处理：将直径1.0‑1.5mm的银合金线在管式炉中进行中间热处理，热处理过程采用惰性气体或N2气体保护，热处理温度为550‑750℃，热处理时间为2‑5分钟；（4）将经过中间热处理的银合金线经拉丝机拉制成直径0.06‑0.08mm 的银合金线，然后将直径为0.06‑0.08mm 的银合金线经过拉丝机连续拉拔成直径为0.03‑0.05mm 细线， 再在微细拉丝机上通过多道拉拔，最终获得直径0.012‑0.018mm 微细银合金键合线，拉丝过程中，线材变形率为5%‑7%；所述连铸机的结晶器上安装有电磁搅拌机构；银金合金杆牵引采用间歇式牵引，牵引速度为30‑300mm/分钟，牵引时间1‑5秒，停歇时间1‑5秒；所述银合金线拉制过程中，拉丝模具的入口角度为11°‑14°。