[发明专利]小晶片LED封装用高强度微细银合金键合线的制造方法

权利要求书

1. 一种小晶片LED封装用高强度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中间合金薄片：将质量分数90%的Ag和质量分数10%的Ni分层放入真空中频熔炼炉的氮化硼坩埚中，对真空中频熔炼炉的炉膛抽真空，真空度高于3.0×10^-2Pa后，开始升温至1450-1850℃，熔化过程真空度高于3.0×10^-2Pa，然后静置10-20分钟，待Ag/Ni合金完全溶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；将Ag/Ni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/Ni中间合金薄片；

b．制造Ag/Ce和Ag/La中间合金薄片：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Ce或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800-900℃后，停止抽真空并向真空中频熔炼炉中充入Ar至0.1-0.5MPa；然后继续升温至1150-1250℃，待银完全溶解且银液变清澈后，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；将Ag/Ce或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/Ce或Ag/La中间合金薄片；

c．制造Ag/Cu中间合金薄片：将质量分数95%的Ag和质量分数5%的Cu放入真空中频熔炼炉的石墨坩埚中，且银和铜分层放置，对真空中频熔炼炉的炉膛抽真空，真空度高于5.0×10^-2Pa后，充入Ar至0.1-0.5MPa，然后重新抽真空至真空度高于5.0×10^-2Pa后，开始升温，待温度升至800-900℃后，停止抽真空并向真空中频熔炼炉中充入Ar至0.1-0.5MPa；然后继续升温至1150-1250℃，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/Cu中间合金；将Ag/Cu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/Cu中间合金薄片；

d．在真空中频熔炼炉中将Ag/Ni中间合金薄片、Ag/Ce中间合金薄片、Ag/La中间合金薄片、Ag/Cu中间合金薄片、Ag按下述比例称量计算后，其中镍（Ni）为3.0-5.0wt%；铈（Ce）为0.3-0.5 wt%；镧（La）为0.3-0.5 wt%；铜（Cu）为0.05-0.2wt%；银为余量，且其中铈（Ce）和镧（La）的质量分数相同，混合加入到真空中频熔炼炉的氮化硼坩埚中，抽真空至5.0×10^-1Pa以上，开始升温，待温度升至800-900℃后，停止抽真空并向真空中频熔炼炉中充入Ar至0.1-0.5MPa；然后继续升温至1250-1450℃，待合金完全溶解后，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；

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℃，待合金完全溶解，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3.0-3.5mm 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3.0-3.5mm的银合金线放置在真空罐式炉中，然后对罐式炉进行抽真空，真空度高于1.0×10^-1Pa后，停止抽真空，并将罐式炉炉盖压紧螺栓拧紧，然后向罐式炉中充入Ar气体至1.1-1.2MPa，然后对罐式炉升温至350-550℃，保温时间为10-30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1.0-1.5mm 的银合金线，然后将直径为1.0-1.5mm 的银合金线经过拉丝机连续拉拔成直径为0.20-0.25mm 细线，拉丝过程中，线材变形率为12%-16%

（5）银合金细线的中间热处理：

将直径0.20-0.25mm的银合金细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450-650℃，热处理时间为2-5分钟，且热处理后合金线的伸长率为12-18%；

（6）将经过中间热处理的银合金细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，拉丝过程中，线材变形率为8%-12%；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%。