一種銅線焊接設(shè)備及焊接銅線的工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及LED焊接【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種銅線焊接設(shè)備及焊接銅線的工藝，銅線焊接設(shè)備包括打火桿和換能器，換能器的端部設(shè)置有供銅線穿過的瓷嘴，還包括吹氣裝置；打火桿和吹氣裝置分別設(shè)置于瓷嘴的兩側(cè)；瓷嘴包括供銅線穿過的通孔，以及用于將燒熔的銅線按壓于焊接面的下表面，以及側(cè)面；通孔由上而下包括相互連通的圓柱形通孔和圓臺(tái)形通孔；瓷嘴的下表面的粗糙度為2μm～5μm；瓷嘴的下表面和側(cè)面之間的連接處為弧面。焊接銅線的工藝，使用的保護(hù)氣體的組分為：氮?dú)?3%～97%，氫氣3%～7%，使在壓合焊接的過程中，銅線的抗氧化效果好。本發(fā)明的瓷嘴能夠防止在壓合焊接時(shí)銅球打滑，使得焊點(diǎn)規(guī)則對稱且焊點(diǎn)結(jié)合度好。
【專利說明】一種銅線焊接設(shè)備及焊接銅線的工藝【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及LED焊接【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種銅線焊接設(shè)備及焊接銅線的工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的LED焊接技術(shù)中，使用銅線焊接的過程容易出現(xiàn)以下問題:(I)銅線容易氧化，銅線在焊接時(shí)，首先需要將銅線燒熔成球，而在燒熔成球的過程中產(chǎn)生的高溫會(huì)迅速將銅線氧化，形成氧化銅，而氧化銅在與LED電極上的金或鋁結(jié)合度差，后期應(yīng)用中會(huì)出現(xiàn)開路死燈的不良情況；(2)因銅線較硬，焊接過程中，焊頭上輸出的超聲波傳輸?shù)酱勺?，?huì)使瓷嘴發(fā)生震動(dòng)，而在壓合過程因震動(dòng)使得瓷嘴不能很好地將銅線壓合住，從而出現(xiàn)焊點(diǎn)不對稱和結(jié)合不好的不良情況。
[0003]針對上述缺陷，現(xiàn)有技術(shù)中利用保護(hù)氣體對焊接過程進(jìn)行保護(hù)，但是，由于保護(hù)氣體的成分設(shè)計(jì)不夠合理，導(dǎo)致銅線的抗氧化效果不理想。另外，現(xiàn)有技術(shù)對瓷嘴的設(shè)計(jì)不夠合理，容易造成焊點(diǎn)偏離，從而導(dǎo)致焊點(diǎn)不對稱(見圖3)和結(jié)合不好的缺陷。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的之一在于針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種銅線焊接設(shè)備。
[0005]本發(fā)明的目的之二在于針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種焊接銅線的工藝。
[0006]為達(dá)到上述目的之一，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。
[0007]提供一種銅線焊接設(shè)備，包括打火桿、換能器和氮?dú)錃獗Ｗo(hù)供應(yīng)設(shè)備，所述換能器的端部設(shè)置有供銅線穿過的瓷嘴，所述銅線焊接設(shè)備還包括吹氣裝置；所述打火桿和所述吹氣裝置分別設(shè)置于所述瓷嘴的兩側(cè)；
所述瓷嘴包括供銅線穿過的通孔，以及用于將燒熔的銅線按壓于焊接面的下表面，以及側(cè)面；
所述通孔由上而下包括相互連通的圓柱形通孔和圓臺(tái)形通孔；
所述瓷嘴的下表面的粗糙度為2 μ m~5 μ m ;
所述瓷嘴的下表面和側(cè)面之間的連接處為弧面。
[0008]所述圓臺(tái)形通孔沿中軸線的縱截面為等腰梯形，所述等腰梯形的兩條腰之間的夾角為90°。
[0009]所述弧面與水平面之間的夾角為8°。
[0010]所述弧面沿中軸線的縱截面的弧半徑為20 μ m~38 μ m。
[0011]所述圓柱形通孔的孔徑為25 μ m~33 μ m。
[0012]所述圓臺(tái)形通孔的最大內(nèi)徑為40 μ m~60 μπι;所述圓臺(tái)形通孔的高度為5 μ m~7 μ m。
[0013]所述瓷嘴的外徑為165 μ m~203 μ m。
[0014]為達(dá)到上述目的之二，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。[0015]提供一種焊接銅線的工藝，使用上述所述的銅線焊接設(shè)備進(jìn)行銅線的焊接，其焊接工藝包括以下步驟:
步驟一:啟動(dòng)所述吹氣裝置，吹送保護(hù)氣體；所述保護(hù)氣體的包括如下體積百分比的組分:氮?dú)?3%~97%，氫氣3%~7% ；
步驟二:啟動(dòng)換能器和打火桿，利用打火桿將穿過瓷嘴的銅線燒熔成球；
步驟三:以一定壓力將瓷嘴向下按壓于焊接面一定時(shí)間，使得燒熔成球的銅線焊接于焊接面，得到第一個(gè)焊接點(diǎn)；
步驟四:提起瓷嘴，又以一定壓力將瓷嘴向下按壓于另一焊接面一定時(shí)間，以使得燒熔成球的銅線焊接于另一焊接面，得到第二個(gè)焊接點(diǎn)。
[0016]上述技術(shù)方案中，所述步驟三中，在焊接第一個(gè)焊接點(diǎn)時(shí)，按壓的壓力為20g~70g，按壓的時(shí)間為8ms~15ms，換能器的功率為30DAC~80DAC。
[0017]上述技術(shù)方案中，所述步驟四中，在焊接第二個(gè)焊接點(diǎn)時(shí)，按壓的壓力為70g~150g，按壓的時(shí)間為8ms~15ms，換能器的功率為60DAC~130DAC。
[0018]本發(fā)明的有益效果:
(I)本發(fā)明的一種銅線焊接設(shè)備，由于通孔由上而下包括相互連通的圓柱形通孔和圓臺(tái)形通孔，且圓臺(tái)形通孔的高度為5 μm~7 μ m,且圓臺(tái)形通孔沿中軸線的縱截面為等腰梯形，等腰梯形的兩條腰之間的夾角為90°，從而當(dāng)銅線燒熔成球時(shí)，銅球能夠很好地被瓷嘴抓住，且能夠使銅球很好地對稱于所述瓷嘴的中軸線，使得在壓合焊接時(shí)，焊點(diǎn)規(guī)則對稱且焊點(diǎn)結(jié)合度好。
[0019](2)本發(fā)明的一種銅線焊接設(shè)備，由于瓷嘴的下表面的粗糙度為2 μm~5 μ m，在焊接銅線的過程中，該瓷嘴能夠提供合適的接觸面積，使得瓷嘴能夠很好地將銅球抓住，并能夠防止在壓合焊接時(shí)銅球打滑，配合自行所研制的保護(hù)氣體配方使其在燒球時(shí)焊球不易氧化及保證燒球圓滑和一致性，從而使得焊點(diǎn)規(guī)則對稱且焊點(diǎn)結(jié)合度好。
[0020](3)本發(fā)明的一種銅線焊接設(shè)備，由于瓷嘴的下表面和側(cè)面之間的連接處為弧面，該弧面能夠使得在壓合焊接時(shí)，瓷嘴的下表面向下壓向焊接面的過程中，使得下表面與焊接面之間的壓強(qiáng)不會(huì)變化太大，且由于弧面向上，能夠減少下表面與焊接面之間的接觸面積，同時(shí)能夠減少焊頭上的輸出超聲波傳輸?shù)酱勺焓勾勺彀l(fā)生震動(dòng)的影響，并能夠避免銅球打滑，最終使得焊點(diǎn)規(guī)則對稱且焊點(diǎn)結(jié)合度好。
[0021](4)本發(fā)明的一種焊接銅線的工藝，由于在焊接銅線時(shí)使用了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理的瓷嘴，以及吹送93%~97%氮?dú)夂?%~7%氫氣的保護(hù)氣體，使得在壓合焊接的過程中，銅線的抗氧化效果好，且焊點(diǎn)規(guī)則對稱且焊點(diǎn)結(jié)合度好。
[0022](5)利用本發(fā)明提供的銅線焊接設(shè)備以及焊接銅線的工藝，所制得的銅線焊接產(chǎn)品的各項(xiàng)性能優(yōu)異，使用壽命達(dá)到10萬小時(shí)，極大地延長了產(chǎn)品的使用壽命。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明的一種銅線焊接設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖2是本發(fā)明的一種銅線焊接設(shè)備的瓷嘴的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖3是現(xiàn)有技術(shù)中焊點(diǎn)不規(guī)則和不對稱的效果圖。
[0026] 圖4是利用本發(fā)明的一種銅線焊接設(shè)備以及焊接銅線的工藝所形成的焊點(diǎn)規(guī)則對稱的效果圖。
[0027]在圖1至圖4中包括有:
1-打火桿、
2—換能器、
3——瓷嘴、31——通孔、32——下表面、33——側(cè)面、301——圓柱形通孔、302——圓臺(tái)形通孔、303-弧面、
4——吹氣裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0028]結(jié)合以下實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0029]實(shí)施例1。
[0030]見圖1和圖2。本實(shí)施例的一種銅線焊接設(shè)備，包括打火桿1、換能器2和氮?dú)錃獗Ｗo(hù)供應(yīng)設(shè)備，換能器2的端部設(shè)置有供銅線穿過的瓷嘴3，該銅線焊接設(shè)備還包括吹氣裝置4 ;打火桿I和吹氣裝置4分別設(shè)置于瓷嘴3的兩側(cè)；瓷嘴3包括供銅線穿過的通孔31，以及用于將燒熔的銅線按壓于焊接面的下表面32，以及側(cè)面33 ;通孔31由上而下包括相互連通的圓柱形通孔301和圓臺(tái)形通孔302 ;本實(shí)施例中，圓臺(tái)形通孔302的高度為6 μ m。[0031 ] 本實(shí)施例中，瓷嘴3的下表面32的粗糙度為3 μ m,在焊接銅線的過程中，具有該粗糙度的瓷嘴3能夠提供足夠大的接觸面積，使得瓷嘴3能夠很好地將銅球抓住，并能夠防止在壓合焊接時(shí)銅球打滑，從而使得焊點(diǎn)規(guī)則對稱(見圖4)且焊點(diǎn)結(jié)合度好。
[0032]其中，瓷嘴3的下表面32和側(cè)面33之間的連接處為弧面303，由于瓷嘴3的下表面32和側(cè)面33之間的連接處為弧面303，本實(shí)施例中，弧面303與水平面之間的夾角FA為8°，弧面303沿中軸線的縱截面的弧半徑OR為28 μ m,該弧面303能夠使得在壓合焊接時(shí)，瓷嘴3的下表面32向下壓向焊接面的過程中，使得下表面32與焊接面之間的壓強(qiáng)不會(huì)變化太大，且由于弧面303向上，能夠減少下表面32與焊接面之間的接觸面積，同時(shí)能夠減少焊頭上的輸出超聲波傳輸?shù)酱勺?使瓷嘴3發(fā)生震動(dòng)的影響，并能夠避免銅球打滑，最終使得焊點(diǎn)對稱(見圖4)且焊點(diǎn)結(jié)合度好。
[0033]本實(shí)施例中，圓臺(tái)形通孔302沿中軸線的縱截面為等腰梯形，等腰梯形的兩條腰之間的夾角CA為90°。由于通孔31由上而下包括相互連通的圓柱形通孔301和圓臺(tái)形通孔302，且圓臺(tái)形通孔302的高度為6 μ m,且圓臺(tái)形通孔302沿中軸線的縱截面為等腰梯形，等腰梯形的兩條腰之間的夾角CA為90°，從而當(dāng)銅線燒熔成球時(shí)，銅球能夠很好地被瓷嘴抓住，且能夠使銅球很好地對稱于瓷嘴3的中軸線，使得在壓合焊接時(shí)，焊點(diǎn)規(guī)則對稱(見圖4)且焊點(diǎn)結(jié)合度好。
[0034]本實(shí)施例中，圓柱形通孔301的孔徑H為30 μ m，且圓臺(tái)形通孔302的最大內(nèi)徑⑶為50 μ m，且瓷嘴3的外徑T為185 μ m,從而能夠使得焊點(diǎn)的大小適中，便于焊接。
[0035]實(shí)施例2。
[0036]本發(fā)明的一種銅線焊接設(shè)備的實(shí)施例2，本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于，本實(shí)施例中，圓臺(tái)形通孔302的高度為5 μ m，從而當(dāng)銅線燒熔成球時(shí)，銅球能夠很好地被瓷嘴抓住，且能夠使銅球很好地對稱于瓷嘴3的中軸線，使得在壓合焊接時(shí)，焊點(diǎn)對稱且焊點(diǎn)結(jié)合度好。本實(shí)施例中，圓柱形通孔301的孔徑H為25 μ m，且圓臺(tái)形通孔302的最大內(nèi)徑⑶為40μπι，瓷嘴的外徑T為165μπι，從而能夠使得焊點(diǎn)的大小適中，便于焊接。本實(shí)施例中，瓷嘴3的下表面的粗糙度為2 μ m,且弧面303沿中軸線的縱截面的弧半徑OR為20 μ m,在焊接銅線的過程中，具有該粗糙度的瓷嘴3能夠提供合適的接觸面積，使得瓷嘴3能夠很好地將銅球抓住，并能夠防止在壓合焊接時(shí)銅球打滑，從而使得焊點(diǎn)規(guī)則對稱且焊點(diǎn)結(jié)合度好。本實(shí)施例的其它結(jié)構(gòu)及工作原理與實(shí)施例1相同，在此不再贅述。
[0037]實(shí)施例3。
[0038]本發(fā)明的一種銅線焊接設(shè)備的實(shí)施例3，本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于，本實(shí)施例中，圓臺(tái)形通孔302的高度為7 μ m，從而當(dāng)銅線燒熔成球時(shí)，銅球能夠很好地被瓷嘴抓住，且能夠使銅球很好地對稱于瓷嘴3的中軸線，使得在壓合焊接時(shí)，焊點(diǎn)對稱且焊點(diǎn)結(jié)合度好。本實(shí)施例中，圓柱形通孔301的孔徑H為33 μ m，且圓臺(tái)形通孔302的最大內(nèi)徑⑶為60 μ m，瓷嘴的外徑T為203 μ m,從而能夠使得焊點(diǎn)的大小適中，便于焊接。本實(shí)施例中，瓷嘴3的下表面的粗糙度為5 μ m,且弧面303沿中軸線的縱截面的弧半徑OR為38 μ m,在焊接銅線的過程中，具有該粗糙度的瓷嘴3能夠提供合適的接觸面積，使得瓷嘴3能夠很好地將銅球抓住，并能夠防止在壓合焊接時(shí)銅球打滑，從而使得焊點(diǎn)規(guī)則對稱且焊點(diǎn)結(jié)合度好。本實(shí)施例的其它結(jié)構(gòu)及工作原理與實(shí)施例1相同，在此不再贅述。
[0039]實(shí)施例4。
[0040]本發(fā)明的一種焊接銅線的工藝，使用上述實(shí)施例1的銅線焊接設(shè)備進(jìn)行銅線的焊接，其焊接工藝包括以下步驟:
步驟一:啟動(dòng)吹氣裝置4，吹送保護(hù)氣體；保護(hù)氣體的包括如下體積百分比的組分:氮?dú)?3%，氫氣7% ；
步驟二:啟動(dòng)換能器2和打火桿1，利用打火桿I將穿過瓷嘴3的銅線燒熔成球；步驟三:以20g的壓力將瓷嘴3向下按壓于焊接面15ms，以使得燒熔成球的銅線焊接于焊接面，得到第一個(gè)焊接點(diǎn)；其中，換能器2的功率為80DAC。
[0041]步驟四:提起瓷嘴3，又以70g的壓力將瓷嘴3向下按壓于另一焊接面15ms，以使得燒熔成球的銅線焊接于另一焊接面，得到第二個(gè)焊接點(diǎn)；其中，換能器的功率為130DAC。
[0042]由于在焊接銅線時(shí)使用了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理的瓷嘴3，以及吹送93%氮?dú)夂?%氫氣的保護(hù)氣體，使得在壓合焊接的過程中，銅線的抗氧化效果好，并且由于本實(shí)施例中壓合壓力、壓合時(shí)間和換能器2的功率設(shè)置合理，從而使得焊點(diǎn)對稱且焊點(diǎn)結(jié)合度好。
[0043]實(shí)施例5。
[0044]本發(fā)明的一種焊接銅線的工藝，使用上述實(shí)施例1的銅線焊接設(shè)備進(jìn)行銅線的焊接，其焊接工藝包括以下步驟:
步驟一:啟動(dòng)吹氣裝置4，吹送保護(hù)氣體；保護(hù)氣體的包括如下體積百分比的組分:氮?dú)?7%，氫氣3% ；
步驟二:啟動(dòng)換能器2和打火桿1，利用打火桿I將穿過瓷嘴3的銅線燒熔成球；步驟三:以70g的壓力將瓷嘴3向下按壓于焊接面8ms，以使得燒熔成球的銅線焊接于焊接面，得到第一個(gè)焊接點(diǎn)；其中，換能器2的功率為30DAC。
[0045]步驟四:提起瓷嘴3，又以150g的壓力將瓷嘴3向下按壓于另一焊接面8ms，以使得燒熔成球的銅線焊接于另一焊接面，得到第二個(gè)焊接點(diǎn)；其中，換能器的功率為60DAC。
[0046]由于在焊接銅線時(shí)使用了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理的瓷嘴3，以及吹送97%氮?dú)夂?%氫氣的保護(hù)氣體，使得在壓合焊接的過程中，銅線的抗氧化效果好，并且由于本實(shí)施例中壓合壓力、壓合時(shí)間和換能器2的功率設(shè)置合理，從而使得焊點(diǎn)對稱且焊點(diǎn)結(jié)合度好。
[0047]實(shí)施例6。
[0048]本發(fā)明的一種焊接銅線的工藝，使用上述實(shí)施例1的銅線焊接設(shè)備進(jìn)行銅線的焊接，其焊接工藝包括以下步驟:
步驟一:啟動(dòng)吹氣裝置4，吹送保護(hù)氣體；保護(hù)氣體的包括如下體積百分比的組分:氮?dú)?5%，氫氣5% ；
步驟二:啟動(dòng)換能器2和打火桿1，利用打火桿I將穿過瓷嘴3的銅線燒熔成球；步驟三:以45g的壓力將瓷嘴3向下按壓于焊接面11ms，以使得燒熔成球的銅線焊接于焊接面，得到第一個(gè)焊接點(diǎn)；其中，換能器2的功率為55DAC。
[0049]步驟四:提起瓷嘴3，又以IlOg的壓力將瓷嘴3向下按壓于另一焊接面11ms，以使得燒熔成球的銅線焊接于另一焊接面，得到第二個(gè)焊接點(diǎn)；其中，換能器的功率為95DAC。
[0050]由于在焊接銅線時(shí)使用了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理的瓷嘴3，以及吹送95%氮?dú)夂?%氫氣的保護(hù)氣體，使得在壓合焊接的過程中，銅線的抗氧化效果好，并且由于本實(shí)施例中壓合壓力、壓合時(shí)間和換能器2的功率設(shè)置合理，從而使得焊點(diǎn)對稱且焊點(diǎn)結(jié)合度好。
[0051]產(chǎn)品性能測試:
表1產(chǎn)品性能測試表
【權(quán)利要求】
1.一種銅線焊接設(shè)備，包括打火桿、換能器和氮?dú)錃獗Ｗo(hù)供應(yīng)設(shè)備，所述換能器的端部設(shè)置有供銅線穿過的瓷嘴，其特征在于:所述銅線焊接設(shè)備還包括吹氣裝置；所述打火桿和所述吹氣裝置分別設(shè)置于所述瓷嘴的兩側(cè)； 所述瓷嘴包括供銅線穿過的通孔，以及用于將燒熔的銅線按壓于焊接面的下表面，以及側(cè)面； 所述通孔由上而下包括相互連通的圓柱形通孔和圓臺(tái)形通孔； 所述瓷嘴的下表面的粗糙度為2 μm~5 μm ; 所述瓷嘴的下表面和側(cè)面之間的連接處為弧面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銅線焊接設(shè)備，其特征在于:所述圓臺(tái)形通孔沿中軸線的縱截面為等腰梯形，所述等腰梯形的兩條腰之間的夾角為90°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銅線焊接設(shè)備，其特征在于:所述弧面與水平面之間的夾角為8°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銅線焊接設(shè)備，其特征在于:所述弧面沿中軸線的縱截面的弧半徑為20 μ m~38 μ m。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銅線焊接設(shè)備，其特征在于:所述圓柱形通孔的孔徑為25 μ m~33 μ m。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銅線焊接設(shè)備，其特征在于:所述圓臺(tái)形通孔的最大內(nèi)徑為40 μ ≤60 μ m ;所述圓臺(tái)形通孔的高度為5 μ ≤7 μ m。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銅線焊接設(shè)備，其特征在于:所述瓷嘴的外徑為165 μ m^203 μ m。
8.一種焊接銅線的工藝，其特征在于:使用權(quán)利要求1至7任意一項(xiàng)所述的銅線焊接設(shè)備進(jìn)行銅線的焊接，其焊接工藝包括以下步驟: 步驟一:啟動(dòng)所述吹氣裝置，吹送保護(hù)氣體；所述保護(hù)氣體的包括如下體積百分比的組分:氮?dú)?3%~97%，氫氣3%~7% ； 步驟二:啟動(dòng)換能器和打火桿，利用打火桿將穿過瓷嘴的銅線燒熔成球； 步驟三:以一定壓力將瓷嘴向下按壓于焊接面一定時(shí)間，使得燒熔成球的銅線焊接于焊接面，得到第一個(gè)焊接點(diǎn)； 步驟四:提起瓷嘴，又以一定壓力將瓷嘴向下按壓于另一焊接面一定時(shí)間，以使得燒熔成球的銅線焊接于另一焊接面，得到第二個(gè)焊接點(diǎn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種銅線焊接設(shè)備，其特征在于:所述步驟三中，在焊接第一個(gè)焊接點(diǎn)時(shí)，按壓的壓力為20g~70g，按壓的時(shí)間為8miTl5mS，換能器的功率為30DACT80DAC。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種銅線焊接設(shè)備，其特征在于:所述步驟四中，在焊接第二個(gè)焊接點(diǎn)時(shí)，按壓的壓力為70g~150g，按壓的時(shí)間為8miTl5mS，換能器的功率為60DACT130DAC。
【文檔編號(hào)】B21F15/00GK103909185SQ201410122455
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月28日
【發(fā)明者】劉天明, 皮保清 申請人:木林森股份有限公司