一种led封装用铜合金键合连接线的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种LED封装用铜合金键合连接线的制备方法，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，余量为铜及不可避免的杂质。本发明制得的铜合金键合连接线具有柔软性好，硬度低，耐腐蚀氧化，导电和导热性能好，抗拉强度高、成本低等特点，大大提高了铜线的使用可靠性和安全性。
【专利说明】一种LED封装用铜合金键合连接线的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种LED封装用铜合金键合连接线的制备方法，属于铜合金制造【技术领域】。
【背景技术】
[0002]压焊工艺是LED封装环节的关键工艺，在LED封装过程中主要通过压焊工艺实现LED芯片与封装支架的电连接。LED封装企业目前普遍采用金线压焊，但金线价格昂贵，导致LED成本升高，相反地，铜线价格低廉，在降低成本方面具有巨大应用潜力，但铜线存在着硬度大、易氧化、键合强度低等缺点。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种成本低、硬度低、抗拉强度高的LED封装用铜合金键合连接线的制备方法。
[0004]本发明采用的技术方案如下:
一种LED封装用铜合金键合连接线的制备方法，包括以下步骤:
(1)将电解铜加入高频感应炉中，加热至115O -12 5 (TC，待电解铜熔化后，升温至1220-1280°C，加入Pd、Ag、Au、Pt等金属，同时在铜合金液表面覆盖一层覆盖剂，保温15-25min，然后对铜合金 液进行炉前化学快速分析，使得铜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，余量为铜及不可避免的杂质；分析后根据配方中各组分的重量百分比调整补料；
(2)向炉中按铜块投料重量的0.3-0.4%投入Al-Zn-Sn-Ga-Mg合金块熔化，合金块中Al,Zn,Sn,Ga,Mg 元素的质量比为 5-8:3_6:2_3:0.4-0.8:1-2，搅拌 35_40min ;然后调温至1260-1320°C，再加入精炼剂精炼20-30min，除渣后保温10_15min ；
(3)连铸连轧成铜合金杆、拉丝机拉制成铜合金单线；
(4)将铜合金线材送入热处理炉中进行时效处理:先以100-120°C/h速率升温至220-250°C，保温 5-8h，再以 80_100°C /h 速率升温至 380_420°C，保温 2_3h，再以 50_60°C /h速率升温至510-540°C，保温l_2h，然后以70_90°C /h速率降温至350_380°C，保温3_4h，再以60-80°C /h速率降温至190-230°C，保温4-6h，空冷至室温即可。
[0005]所述覆盖剂由以下重量份的原料:玻璃粉5-10、石灰石10-15、钾长石8-12、橄榄石4-8、硼泥12-16、火山灰5-10、椰壳炭9_13、纳米氮化铝3_6，经混合，烘干，粉碎，过150-250目筛即可。
[0006]所述精炼剂的制备方法如下:a、取以下重量份的原料:蛭石2-3、高岭土 4_6、光齒石3_5、氟化钙2_3、猛矿禮:3_6、氟钦酸钾2_4、明帆粉1.5-2.5、冰晶石粉2_3、纳米氮化硅1-2、氯化钾3-4、硅烷偶联剂KH-550 1-2 ;b、将蛭石、高岭土、光卤石混合均匀送入520-550°C下煅烧2-4h，取出粉碎过200-300目筛；加水打浆制成45-55%的浆液，然后加浓度为15-20%的盐酸溶液调节浆液pH=4.5-5.0, 2000-3000rpm高速研磨20_30min，用浓度为15-20%的氢氧化钠溶液调节研磨液pH值为中性，喷雾干燥得粉末，再加入其余原料，1500-2000rpm高速搅拌5_10min，烘干，粉碎，过300-400目筛即可。
[0007]本发明的有益效果:
本发明制得的铜合金键合连接线柔软，硬度低，耐腐蚀氧化，导电和导热性能好，在直径相同的条件下铜丝可以承载更大电流，且可以减缓脆性金属化合物的形成，抗拉强度可提高20-30%，成本低，可节约90%以上，克服了金线成本高，铜线键合硬度高、易氧化、键合强度低等缺点，大大提高了铜线的使用可靠性和安全性。
【具体实施方式】
[0008]一种LED封装用铜合金键合连接线的制备方法，包括以下步骤:
(1)将电解铜加入高频感应炉中，加热至1220°C，待电解铜熔化后，升温至1260°C，加入Pd、Ag、Au、Pt等金属，同时在铜合金液表面覆盖一层覆盖剂，保温20min，然后对铜合金液进行炉前化学快速分析，使得铜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，余量为铜及不可避免的杂质；分析后根据配方中各组分的重量百分比调整补 料；
(2)向炉中按铜块投料重量的0.3%投入Al-Zn-Sn-Ga-Mg合金块熔化，合金块中Al、Zn、Sn、Ga、Mg元素的质量比为6:4:2:0.5:1，搅拌35min ;然后调温至1320°C，再加入精炼剂精炼20min，除渣后保温15min ；
(3)连铸连轧成铜合金杆、拉丝机拉制成铜合金单线；
(4)将铜合金线材送入热处理炉中进行时效处理:先以120°C/h速率升温至240°C，保温6h，再以100°C /h速率升温至380°C，保温3h，再以60°C /h速率升温至520°C，保温1.5h，然后以90°C /h速率降温至360°C，保温4h，再以70°C /h速率降温至210°C，保温5h，空冷
至室温即可。
[0009]所述覆盖剂由以下重量(kg)的原料:玻璃粉8、石灰石10、钾长石10、橄榄石6、硼泥15、火山灰8、椰壳炭11、纳米氮化铝4，经混合，烘干，粉碎，过200目筛即可。
[0010]所述精炼剂的制备方法如下:a、取以下重量(kg)的原料:蛭石3、高岭土 5、光卤石5、氟化钙3、锰矿渣4、氟钛酸钾3、明矾粉1.5、冰晶石粉2、纳米氮化硅1.5、氯化钾3、硅烷偶联剂KH-550 I ;b、将蛭石、高岭土、光卤石混合均匀送入520°C下煅烧4h，取出粉碎过300目筛；加水打浆制成55%的浆液，然后加浓度为15%的盐酸溶液调节浆液pH=5.0，2000rpm高速研磨20min，用浓度为18%的氢氧化钠溶液调节研磨液pH值为中性，喷雾干燥得粉末，再加入其余原料，1500rpm高速搅拌IOmin,烘干,粉碎,过300目筛即可。
[0011]制得的铜合金键合连接线经检验，其主要性能为:抗拉强度492Mpa，屈服强度为375Mpa，延伸率 19%、导电率 IACS (20°C) 96%。
【权利要求】
1.一种LED封装用铜合金键合连接线的制备方法，其特征在于包括以下步骤: (1)将电解铜加入高频感应炉中，加热至115O -12 5 (TC，待电解铜熔化后，升温至1220-1280°C，加入Pd、Ag、Au、Pt等金属，同时在铜合金液表面覆盖一层覆盖剂，保温15-25min，然后对铜合金液进行炉前化学快速分析，使得铜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，余量为铜及不可避免的杂质；分析后根据配方中各组分的重量百分比调整补料； (2)向炉中按铜块投料重量的0.3-0.4%投入Al-Zn-Sn-Ga-Mg合金块熔化，合金块中Al,Zn,Sn,Ga,Mg 元素的质量比为 5-8:3_6:2_3:0.4-0.8:1-2，搅拌 35_40min ;然后调温至1260-1320°C，再加入精炼剂精炼20-30min，除渣后保温10_15min ； (3)连铸连轧成铜合金杆、拉丝机拉制成铜合金单线； (4)将铜合金线材送入热处理炉中进行时效处理:先以100-120°C/h速率升温至220-250°C，保温 5-8h，再以 80_100°C /h 速率升温至 380_420°C，保温 2_3h，再以 50_60°C /h速率升温至510-540°C，保温l_2h，然后以70_90°C /h速率降温至350_380°C，保温3_4h，再以60-80°C /h速率降温至190-230°C，保温4_6h，空冷至室温即可。
2.根据权利要求1所述的一种LED封装用铜合金键合连接线的制备方法，其特征在于，所述覆盖剂由以下重量份的原料:玻璃粉5-10、石灰石10-15、钾长石8-12、橄榄石4_8、硼泥12-16、火山灰5-10、椰壳炭9-13、纳米氮化铝3_6，经混合，烘干，粉碎，过150-250目筛即可。
3.根据权利要求1所述的一种LED封装用铜合金键合连接线的制备方法，其特征在于，所述精炼剂的制备方法如下:a、取以下重量份的原料:蛭石2-3、高岭土 4-6、光卤石3-5、氣化钙2-3、猛矿潘3-6、氣钦酸钟2-4、明帆粉1.5-2.5、冰晶石粉2-3、纳米氣化娃1-2、氣化钾3-4、硅烷偶联剂KH-550 1-2 ;b、将蛭石、高岭土、光卤石混合均匀送入520_550°C下煅烧2-4h，取出粉碎过200-300目筛；加水打浆制成45-55%的浆液，然后加浓度为15-20%的盐酸溶液调节浆液pH=4.5-5.0，2000-3000rpm高速研磨20_30min，用浓度为15-20%的氢氧化钠溶液调节研磨液PH值为中性，喷雾干燥得粉末，再加入其余原料，1500-2000rpm高速搅拌5-10min，烘干，粉碎，过300-400目筛即可。
【文档编号】C22C1/03GK104018023SQ201410187816
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年5月6日 优先权日:2014年5月6日
【发明者】李春燕, 秦廷廷 申请人:阜阳市光普照明科技有限公司