本實用屬于合金線材制造領域,特別涉及一種使金錫合金線材更容易制造的方法。
背景技術:
低溫金合金中的AuSn20材料,針對大功率光電器件的高導熱需要,這些特性使得低溫金合金在大功率LED,電動汽車和激光器等微電子領域,以及光通信和光電器件的戰略領域中得到廣泛應用。金合金材料如AuSn、AuGe、AuZn、AuGeNi等,都可能用在微電子學、光電子學、半導體發光和MEMS等領域有廣闊的應用前景。基于電致發光的大功率LED和高功率激光器以及基于光通信原理的Intel光腦技術,都要求光電子封裝材料和工藝進行變革。兩方面的特殊要求使得低溫金合金,如AuSn20、AuSn25、AuGe12等材料,成為光電子封裝關注的焦點。
國內目前采用的AuSn20多數采用預成型片,然后采用鑄造拉撥軋制法和疊層冷軋復合法制得。鑄造拉撥軋制法需要添加第三組元Pd或Pt,影響了金錫合金的純度,焊接性能也會受到影響。而疊層冷軋復合法難以控制金與錫的反應量,未合金化的金或錫都會對焊料產生不良影響。在微電子學、光電子學和MEMS中應用的焊盤一般只需要3-5μm,而Au、Sn多層冷軋制造AuSn20合金箔帶材厚度為0.025~0.10mm。使用的預成型片最薄厚度為25μm,且得到的合金較脆,無法進行微加工,更無法滿足圖形復雜、精確定位和圓片級凸點的要求。
本發明就是為了提供一種新的金錫合金線材的制造方法來解決以上問題。
技術實現要素:
本發明的主要目的是為了提供一種使金錫合金線材更容易制造的方法。
本發明通過如下技術方案實現上述目的:一種金錫合金線材的制造方法,包括如下步驟:
①按照需求質量比對金和錫進行預合金并鑄錠;
②將步驟①得到的預合金投至連鑄設備內進行熔融;
③從連鑄設備將金錫線材母線拉出;
④利用結晶器將母線抽拉至需求的直徑;
⑤用酒精棉擦拭水洗后的樣品,裁剪完成金錫線材。
具體的,所述預合金由金、錫組成,其各組分的質量百分比為:金錠:75-80%;錫錠:20-25%。
進一步的,所述各組分的質量百分比為:金錠:80%;錫錠:20%。
具體的,所述步驟②熔融溫度為350-500℃。
具體的,所述步驟③母線拉出冷卻溫度130-150℃。
具體的,所述步驟④中結晶器的內徑為1-3mm。
與現有技術相比,本發明的有益效果在于:
本發明可連續進行大批量的金錫合金線材生產,生產效率高,加工難度低,所得產品組成均勻,不易斷裂,質量有保證。
附圖說明
具體實施方式
以下實施例用于說明本發明,但不用來限制本發明的范圍。
實施例1
①在石墨坩鍋內投入80%金錠和20%錫錠,熔解后倒入石墨鑄具內,然后倒出冷卻,裁剪成長度≦3cm的預合金;
②步驟①得到預合金投料至連鑄機內,設定溫度500℃,待全部熔融;
③當冷卻溫度達至130℃,通氮氣保護,將母線拉出;
④拉出母線從直徑1mm的結晶器中抽出成為線材;
⑤用酒精棉擦拭水洗后的樣品,裁剪變成具有一定長度的金錫線材。
實施例2
①在石墨坩鍋內投入75%金錠和25%錫錠,熔解后倒入石墨鑄具內,然后倒出冷卻,裁剪成長度≦3cm的預合金;
②步驟①得到預合金投料至連鑄機內,設定溫度350℃,待全部熔融;
③當冷卻溫度達至150℃,通氮氣保護,將母線拉出;
④拉出母線從直徑2mm的結晶器中抽出成為線材;
⑤用酒精棉擦拭水洗后的樣品,裁剪變成具有一定長度的金錫線材。
實施例3
①在石墨坩鍋內投入72%金錠和28%錫錠,熔解后倒入石墨鑄具內,然后倒出冷卻,裁剪成長度≦3cm的預合金;
②步驟①得到預合金投料至連鑄機內,設定溫度450℃,待全部熔融;
③當冷卻溫度達至140℃,通氮氣保護,將母線拉出;
④拉出母線從直徑3mm的結晶器中抽出成為線材;
⑤用酒精棉擦拭水洗后的樣品,裁剪變成具有一定長度的金錫線材。
通過以上方法制造金錫合金線材,加工難度低,生產效率高。經過預合金之后的金錫合金組成比較均勻,這樣連鑄形成的線材質量也比較穩定,不會輕易斷裂。結晶器的內徑在1-3mm中間時,金錫合金的流速適當,熔融合金能夠形成連續不斷的線材,而不需要再經過拉長等二次處理,也不會因為再加工而發生斷裂。
以上所述的僅是本發明的一些實施方式。對于本領域的普通技術人員來說,在不脫離本發明創造構思的前提下,還可以做出若干變形和改進,這些都屬于本發明的保護范圍。