[发明专利]一种铜线焊接设备及焊接铜线的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及LED焊接技术领域，特别是涉及一种铜线焊接设备及焊接铜线的工艺。 

背景技术

现有的LED焊接技术中，使用铜线焊接的过程容易出现以下问题：（1）铜线容易氧化，铜线在焊接时，首先需要将铜线烧熔成球，而在烧熔成球的过程中产生的高温会迅速将铜线氧化，形成氧化铜，而氧化铜在与LED电极上的金或铝结合度差，后期应用中会出现开路死灯的不良情况；（2）因铜线较硬，焊接过程中，焊头上输出的超声波传输到瓷嘴，会使瓷嘴发生震动，而在压合过程因震动使得瓷嘴不能很好地将铜线压合住，从而出现焊点不对称和结合不好的不良情况。 

针对上述缺陷，现有技术中利用保护气体对焊接过程进行保护，但是，由于保护气体的成分设计不够合理，导致铜线的抗氧化效果不理想。另外，现有技术对瓷嘴的设计不够合理，容易造成焊点偏离，从而导致焊点不对称（见图3）和结合不好的缺陷。 

发明内容

本发明的目的之一在于针对现有技术中的不足之处而提供一种铜线焊接设备。 

本发明的目的之二在于针对现有技术中的不足之处而提供一种焊接铜线的工艺。 

为达到上述目的之一，本发明通过以下技术方案来实现。 

提供一种铜线焊接设备，包括打火杆、换能器和氮氢气保护供应设备，所述换能器的端部设置有供铜线穿过的瓷嘴，所述铜线焊接设备还包括吹气装置；所述打火杆和所述吹气装置分别设置于所述瓷嘴的两侧； 

所述瓷嘴包括供铜线穿过的通孔，以及用于将烧熔的铜线按压于焊接面的下表面，以及侧面；

所述通孔由上而下包括相互连通的圆柱形通孔和圆台形通孔；

所述瓷嘴的下表面的粗糙度为2μm~5μm；

所述瓷嘴的下表面和侧面之间的连接处为弧面。

所述圆台形通孔沿中轴线的纵截面为等腰梯形，所述等腰梯形的两条腰之间的夹角为90°。 

所述弧面与水平面之间的夹角为8°。 

所述弧面沿中轴线的纵截面的弧半径为20μm~38μm。 

所述圆柱形通孔的孔径为25μm~33μm。 

所述圆台形通孔的最大内径为40μm~60μm；所述圆台形通孔的高度为5μm~7μm。 

所述瓷嘴的外径为165μm~203μm。 

为达到上述目的之二，本发明通过以下技术方案来实现。 

提供一种焊接铜线的工艺，使用上述所述的铜线焊接设备进行铜线的焊接，其焊接工艺包括以下步骤： 

步骤一：启动所述吹气装置，吹送保护气体；所述保护气体的包括如下体积百分比的组分：氮气93%~97%，氢气3%~7%；

步骤二：启动换能器和打火杆，利用打火杆将穿过瓷嘴的铜线烧熔成球；

步骤三：以一定压力将瓷嘴向下按压于焊接面一定时间，使得烧熔成球的铜线焊接于焊接面，得到第一个焊接点；

步骤四：提起瓷嘴，又以一定压力将瓷嘴向下按压于另一焊接面一定时间，以使得烧熔成球的铜线焊接于另一焊接面，得到第二个焊接点。

    上述技术方案中，所述步骤三中，在焊接第一个焊接点时，按压的压力为20g~70g，按压的时间为8ms~15ms，换能器的功率为30DAC~80DAC。 

    上述技术方案中，所述步骤四中，在焊接第二个焊接点时，按压的压力为70g~150g，按压的时间为8ms~15ms，换能器的功率为60DAC~130DAC。 

本发明的有益效果： 

（1）本发明的一种铜线焊接设备，由于通孔由上而下包括相互连通的圆柱形通孔和圆台形通孔，且圆台形通孔的高度为5μm~7μm，且圆台形通孔沿中轴线的纵截面为等腰梯形，等腰梯形的两条腰之间的夹角为90°，从而当铜线烧熔成球时，铜球能够很好地被瓷嘴抓住，且能够使铜球很好地对称于所述瓷嘴的中轴线，使得在压合焊接时，焊点规则对称且焊点结合度好。

（2）本发明的一种铜线焊接设备，由于瓷嘴的下表面的粗糙度为2μm~5μm，在焊接铜线的过程中，该瓷嘴能够提供合适的接触面积，使得瓷嘴能够很好地将铜球抓住，并能够防止在压合焊接时铜球打滑，配合自行所研制的保护气体配方使其在烧球时焊球不易氧化及保证烧球圆滑和一致性，从而使得焊点规则对称且焊点结合度好。