一种铜银合金键合丝的制备方法与流程

本发明涉及键合丝，特别涉及一种铜银合金键合丝的制备方法。

背景技术：

1、铜丝具有比金丝更优异的导热、导电性能，断裂负荷及刚性更强，在模压和封装过程中可以得到更优异的球颈强度和较高的弧线稳定性，金属间化合物生长缓慢，与基底间的结合稳定，成本低；但铜丝易氧化，长期使用降低了器件的可靠性。

2、授权公告号cn 105463237b的发明专利公开了一种铜银合金键合丝，作为主合金的银含量0.1～5wt％，作为微量合金的稀土元素含量≤15ppm，余量为作为基底材料的铜，同时该方案还公开了一种铜银合金键合丝的制备方法，包括以下等步骤：第一步，原料：选择达到99.999％以上高纯度的铜、银、铈原料；第二步，合金：根据合金成分，在1250±5℃下以氮气为保护气体，制备预合金、母合金；第三步，拉铸：1200±5℃下进行真空连续拉铸工艺，熔铸成直径为8±0.3mm的铜银合金棒；第四步，拉丝：将铜银合金棒先通过粗拉设备拉制成直径为1.55mm的合金丝，再通过中拉设备拉制成直径为0.26mm的合金丝，最终利用细拉、超细拉设备拉制成直径为20μm的铜银合金丝。

3、但是上述制备方法经过本领域技术人员实际应用后发现仍旧存在一些缺点，较为明显的就是在对铜原料以及银原料进行熔化制备铜银合金时，由于银的熔点低于铜的熔点，因此银原料会率先熔化并沉降至坩埚底部，后续随着铜原料的熔化，虽然能够完成铜与银的混合，但是金属液下层银占比会明显高于上层银占比，且由于金属铜未完全熔化时进行搅拌会与搅拌杆发生碰撞，因此只能待金属铜完全熔化后才能进行搅拌操作，这样就导致需要较长时间才能实现金属液的完全混合，对于铜银合金键合丝的制备效率存在一定影响，同时也会导致所需加热时间的延长，进而提高生产成本。

4、因此，发明一种铜银合金键合丝的制备方法来解决上述问题很有必要。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种铜银合金键合丝的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种铜银合金键合丝的制备方法，所述铜银合金键合丝的制备方法通过铜银合金键合丝的制备设备实现，所述铜银合金键合丝的制备设备包括熔化炉，所述熔化炉外侧底部固定套接设置有底座，所述底座内侧底部固定设置有驱动触发机构，所述驱动触发机构顶部固定设置有密封限位抬升机构，所述密封限位抬升机构顶部放置有坩埚组件，所述坩埚组件内部设置有往复混合机构；

3、所述驱动触发机构包括底板、驱动电机、第一驱动螺杆、外套筒、第一弹簧、内套筒、固定套板、驱动杆和触发侧板；

4、所述底板固定设置于底座内侧底部，所述驱动电机固定设置于底板底部，所述第一驱动螺杆转动嵌套设置于底板顶部且与驱动电机传动连接，所述外套筒套接设置于第一驱动螺杆外侧且与第一驱动螺杆螺纹连接，所述第一弹簧一端与外套筒固定连接以及另一端与内套筒固定连接，所述内套筒滑动设置于外套筒内侧，所述固定套板固定套接设置于外套筒外侧顶部，所述驱动杆与触发侧板均设置有两个，两个所述驱动杆分别固定设置于固定套板顶部两侧，两个所述触发侧板分别固定设置于两个驱动杆内侧底部。

5、优选的，所述密封限位抬升机构包括密封板、限位环、避让槽、锁定滑杆、限位板和第二弹簧。

6、优选的，所述密封板固定设置于内套筒顶端，所述限位环固定设置于密封板顶部中心处，所述避让槽、锁定滑杆、限位板和第二弹簧均设置有两个，两个所述避让槽分别开设于限位环两侧，两个所述锁定滑杆分别滑动贯穿设置于两个避让槽内侧，两个所述限位板分别固定套接设置于两个锁定滑杆外侧，所述限位板滑动嵌套设置于密封板内部，所述第二弹簧套接设置于锁定滑杆外侧，所述第二弹簧一端与限位板固定连接以及另一端与限位环内壁固定连接。

7、优选的，所述坩埚组件包括外坩埚、锁定孔、内坩埚、阻挡网板和导流管。

8、优选的，所述外坩埚正面底部开设有金属液输出口，所述外坩埚沿竖直方向滑动放置于限位环内侧，所述锁定孔设置有两个，两个所述锁定孔分别固定设置于外坩埚两侧底部，所述内坩埚与阻挡网板由上至下依次固定设置于外坩埚内部，所述导流管固定贯穿设置于内坩埚底部，所述阻挡网板固定套接设置于导流管外侧。

9、优选的，所述往复混合机构包括旋转盘、混匀杆、第二驱动螺杆、驱动盘、第三弹簧、端板、限位槽和导向杆。

10、优选的，所述旋转盘转动嵌套设置于外坩埚内侧底部，所述混匀杆设置有多个，多个所述混匀杆均匀固定设置于旋转盘外侧以及旋转盘顶部，所述第二驱动螺杆固定设置于旋转盘顶部且位于导流管内侧，所述驱动盘与第三弹簧由下至上依次套接设置于第二驱动螺杆外侧顶部，所述驱动盘与第二驱动螺杆螺纹连接，所述端板固定设置于第二驱动螺杆顶端，所述限位槽与导向杆均设置有两个，两个所述限位槽分别开设于驱动盘底部两侧，两个所述导向杆分别滑动贯穿设置于驱动盘顶部两侧且均与外坩埚固定连接。

11、优选的，所述制备方法具体包括以下步骤：

12、s1、将铜原料加入到外坩埚内部，将银以及铈原料加入到内坩埚内部，铜原料在进入到外坩埚内部后被阻挡网板所阻挡并在阻挡网板顶部堆积，银以及铈原料则被第二驱动螺杆所阻挡，无法穿过第二驱动螺杆与导流管之间的空隙直接下落；

13、s2、启动驱动电机，驱动电机通过第一驱动螺杆带动外套筒上升，外套筒上升时通过内套筒带动密封板上升，进而使坩埚组件整体带动铜、银以及铈原料进入到熔化炉内部，在此过程中，底座内部开始预热；

14、s3、当外套筒上升距离达到第一阈值时，密封板底部与熔化炉底部贴合并对熔化炉底部开口进行封闭，通过坩埚组件也带动铜、银以及铈原料抵达加热工位，此时由技术人员对熔化炉内部进行抽真空以及保护气体的输入；

15、s4、由于此时密封板被熔化炉所阻挡无法继续上升，因此后续随着外套筒的继续上升，外套筒开始对第一弹簧进行压缩，同时通过固定套板带动驱动杆继续上升，当外套筒上升距离达到第二阈值时，驱动杆开始通过触发侧板对锁定滑杆进行推动，随着触发侧板的不断推动，锁定滑杆通过限位板对第二弹簧进行压缩，同时锁定滑杆端部插入到锁定孔内侧，进而对外坩埚进行固定；

16、s5、当外套筒上升距离达到第三阈值时，驱动杆顶端插入到限位槽内侧并与限位槽内壁接触，后续随着外套筒的继续上升，驱动杆推动驱动盘沿着导向杆不断上升，导向杆上升时对第三弹簧进行压缩，同时通过第二驱动螺杆与旋转盘带动多个混匀杆对加热过程中不断通过阻挡网板以及导流管落下的液态铜、液态银以及液态铈原料进行混匀；

17、s6、当外套筒上升距离达到第四阈值时，此时驱动盘运动至第二驱动螺杆外侧往复螺纹最顶端，后续驱动电机开始带动第一驱动螺杆反向转动，进而使驱动杆逐渐解除对驱动盘的推动，此时第三弹簧将驱动盘持续向下推动，进而使第二驱动螺杆继续通过旋转盘带动多个混匀杆进行原料进行混匀；

18、s7、随着外套筒的不断下降，最终密封限位抬升机构与坩埚组件全部复位，此时将坩埚组件整体由密封限位抬升机构顶部取下，然后通过外坩埚正面的金属液输出口将外坩埚内部的金属液全部倒出冷却以形成母合金，随后对母合金进行拉铸、拉丝、退火以及绕线，进而制得铜银合金键合丝成品。

19、本发明的技术效果和优点：

20、本发明通过设置有驱动触发机构、密封限位抬升机构、坩埚组件和往复混合机构，以便于利用驱动触发机构对密封限位抬升机构进行驱动，进而对容纳有金属原料的坩埚组件进行抬升，使其进入底座内部的被加热，同时密封限位抬升机构可以配合底座形成密闭空间，方便后续的抽真空以及保护气体的输入，另外随着驱动触发机构的不断驱动，驱动触发机构先后对密封限位抬升机构进行往复混合机构进行触发，进而使密封限位抬升机构对坩埚组件进行锁定后，往复混合机构实现对坩埚组件内部的金属液的持续混匀，相较于现有技术中的同类型装置以及方法，本发明可以有效缩短金属液混合所需时间，进而通过提高母合金制备效率的方式提高铜银合金键合丝的制备效率，同时可以有效缩短金属加热所需时间，进而降低生产成本。