[發明專利]直接在鋁材上進行金絲球超聲波焊接工藝

有效

• 申請號: 201210171049.4
• 申請日: 2012-05-29
• 公開（公告）號: CN102672340A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 李光
• 申請（專利權）人: 李光
• 主分類號: B23K20/10
• 分類號: B23K20/10;B23K20/24
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司 45107
• 代理人: 馬蘭

（一）技術領域：

本發明涉及電路焊接工藝，具體為一種直接在鋁材上進行金絲球超聲波焊接工藝。

（二）背景技術：

超聲波金絲球焊機是根據超聲波摩擦原理，通過超聲波摩擦振動，在一定時間和壓力作用下，使金絲與金屬表面產生塑性變形，達到可靠接觸，兩種金屬在原子親和力作用下形成金屬鍵，從而實現金絲引線的焊接。

由于金絲焊接的特殊性能，可與金絲牢固焊接的金屬只有銀和金，而金絲在其他金屬上的焊接都不可靠，金屬鍵容易脫落，造成電路出現故障而導致電器失靈。

超聲波金絲焊接技術在大功率LED節能燈的制造上運用廣泛，大功率LED節能燈的支架是電路焊接的基體。早期LED節能燈的支架常用銅支架，為取得良好的焊接效果，通常于銅支架的焊接面附著銀膜或金膜；為降低成本，更主要是便于散熱，后期LED節能燈支架采用鋁支架作為焊接基板（常用基板為用純鋁或合金鋁制成的鋁材，鋁基板機械強度高，散熱效果良好，成型容易），同樣需在鋁支架上附著銀膜或金膜進行焊接；隨著LED節能燈功能的不斷變化，鋁支架由單一的簡單結構向復雜結構發展，傳統附著銀膜或金膜工藝因不能滿足產業化生產而逐漸被于鋁支架基板上鍍銀膜或金膜工藝取代，由于銀膜或金膜鍍層的電鍍工藝復雜，銀膜或金膜鍍層成本高，導致LED節能燈相關電器產品的價格高居不下，是這類電器產品不能普及民用和進一步研發的障礙。

（三）發明內容：

為簡化焊接工藝，降低生產成本，本發明提出了一種直接在鋁材上進行金絲球超聲波焊接工藝。

本發明直接在鋁材上進行金絲球超聲波焊接工藝，所不同的是包括兩大工步：

第一工步為鋁材的清理，即為鋁材的化學處理。

1、首先進行的是堿腐蝕，也稱去污處理，方法是將鋁材浸泡于80度～100度堿性液體中，除去表面油污和附著的氧化層，從而使鋁材焊接面露出純凈的鋁材基體。

2、然后進行的是酸腐蝕，也稱亮化處理，方法是將堿腐蝕完畢后的鋁材水洗后浸泡于常溫酸性液體中，對鋁材焊接面進行點狀腐蝕，形成微觀的封窩狀。

3、將酸腐蝕完畢后的鋁材水洗。

第二工步為超聲波焊接，用超聲波金絲球焊機在鋁材焊接面上直接焊接金絲球。所述鋁材化學處理最終目的是在鋁材焊接面形成微觀的封窩狀，提高超聲波焊接的摩擦系數，從而實現金絲在鋁材上的直接焊接。

所述鋁材化學處理還包括化學拋光，方法是在焊接前將亮化處理的鋁材水洗后浸泡于90度～110度酸性液體中，進一步提高亮化效果，滿足焊接鋁材外觀要求。

所述鋁材的材質為純鋁或鋁合金，經過上述處理，純鋁或鋁合金鋁材均可作為金絲球超聲波焊接基體。

本發明的優點：

本發明直接在鋁材上進行金絲球超聲波焊接工藝實現了金絲球直接在鋁材上的焊接，解決了人們想解決而長期不能解決的問題，使大功率LED節能燈的電路焊接擺脫了銀膜和金膜的束縛，極大地降低了金絲球超聲波焊接成本，擴展了大功率LED節能燈的應用領域。

（四）具體實施方式：

下面對本發明的技術方案作進一步說明：

本發明直接在鋁材上進行金絲球超聲波焊接工藝分為鋁材的清理和金絲球在鋁材焊接面上的焊接兩個工步。首先進行鋁材的清理，即為鋁材的化學處理，為三個步驟。

1、先進行堿腐蝕，也稱去污處理，方法是將鋁材浸泡于80度～100度堿性液體中，除去表面油污和附著的氧化層，從而使鋁材焊接面露出純凈的鋁材基體，可通過鋁材變色程度掌握浸泡時間。

所述堿性液體可采用常規的氫氧化鈉（NaOH）溶液。

2、再進行酸腐蝕，也稱亮化處理，方法是將堿腐蝕完畢后的鋁材水洗后浸泡于常溫酸性液體中，對鋁材焊接面進行點狀腐蝕，形成微觀的封窩狀，可通過鋁材發亮程度決定浸泡時間。

3、最后進行化學拋光，方法是將亮化處理的鋁材水洗后浸泡于90度～110度酸性液體中，亮度無變化后完成浸泡。

然后是超聲波焊接，用超聲波金絲球焊機在鋁材焊接面上直接焊接金絲球，焊接時間和壓力按常規設置。

所述鋁材可選用純鋁材或合金鋁材，為保持一定的機械強度，通常采用合金鋁材作為焊接基體。

在本申請人單位對一些常用的不同牌號合金鋁材進行了焊接試驗，均取得了良好的焊接結果，證明本發明技術切實可行。

所做試驗所采用合金鋁材牌號為：2319、3003、5005、5052、5154、5657、6005、6061、6101、6463。