一种铝基复合材料电子封装外壳的镀覆方法与流程

[0001]
本发明属于微电子封装领域，具体涉及一种铝基复合材料电子封装外壳的镀覆方法。


背景技术：

[0002]
铝基复合材料是一种优良的封装外壳用基体材料，相对于可伐、冷轧相钢、无氧铜等封装用金属材料而言，具有以下比较显著性能优势。铝基复合材料具有导热率高、热膨胀系数可调、密度低、机械强度适中等特点；其膨胀系数可调，可适用于内部不同种类材质的电路基板组装要求；而且其密度低，可大幅降低器件重量，广泛应用于航空、航天等高可靠集成电路封装。
[0003]
但是铝基复合材料具有多相、多微孔的结构特点，使其耐磨和耐腐蚀性能较差，在使用过程中，易遭到腐蚀，从而减少使用寿命。现有技术中，一般通过镀覆的方法在复合材料的表面形成致密的镍、金镀层等镀层结构，以改善铝基复合材料性能，使其适用于封装外壳的研发与生产。但是现有的镀层结构对铝基复合材料抗腐蚀性能的提高有限，铝基复合材料综合性能不高，无法满足实际应用的需求。


技术实现要素：

[0004]
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种铝基复合材料电子封装外壳的镀覆方法。
[0005]
一种铝基复合材料电子封装外壳的镀覆方法，步骤如下：
[0006]
第一次活化：将铝基复合材料浸入含钯活化液中，温度控制在45～65℃，循环过滤，浸泡1～5分钟，取出后冲洗，在铝基复合材料的表面形成第一钯原子活化层，第一钯原子活化层的厚度为0.01～0.05μm。
[0007]
化学镀镍磷：将经过第一次活化的铝基复合材料浸入镍磷镀液中，温度控制在86-92℃，循环过滤，在第一钯原子活化层的外侧形成镍磷化学镍镀层；镍磷化学镍镀层的厚度为2.5～15μm，镍磷化学镍镀层中磷的质量含量为10～13％，为镍磷化学镍镀层。第一钯原子活化层为化学镍触发层，其与镍磷化学镍镀层形成打底镀层。
[0008]
第二次活化：将化学镀镍磷后的铝基复合材料再次浸入含钯活化液中，温度控制在45～65℃，循环过滤，浸泡1～5分钟，取出后冲洗，在镍磷化学镍镀层的外侧形成第二钯原子活化层；第二钯原子活化层的厚度为0.01～0.05μm。通过在镍磷化学镍镀层的外侧形成第二钯原子活化层，可以弥补镍磷化学镍镀层中存在的镀层瑕疵与盲点，并能够对基体材料中较大的微孔隙进行再次活化，为后续的镀覆提供更加均匀活化的表面。
[0009]
化学镀镍硼：将经过第二次活化的铝基复合材料浸入镍硼镀液中，温度控制在60～70℃，循环过滤，在第二钯原子活化层的外侧形成镍硼化学镍镀层；镍硼化学镍镀层的厚度为2.5～15μm，镍硼化学镍镀层中硼的质量含量0.1～1％。镍硼化学镍镀层具有优良的抗电化学腐蚀能力。
[0010]
电镀镍：对经过化学镀镍硼的铝基复合材料进行电镀镍，在镍硼化学镍镀层的外侧形成电镀镍层；电镀镍的电流密度为0.5～2a/dm
2
，温度为35～55℃；电镀镍层的厚度为2.5～15μm。电镀镍层形成电位低谷，能够形成电化学腐蚀的牺牲层，从而降低铝基复合材料等基体材料的腐蚀。
[0011]
电镀金：将经过电镀镍的铝基复合材料进行电镀金，在电镀镍层的外侧形成电镀金层；电镀金的电流密为度0.1～0.6a/dm
2
，温度为50～70℃；电镀金层的厚度为1.3～5.7μm。在材料的最外侧形成电镀金层，既能满足封装外壳抗盐雾要求，又能满足后续钎焊、键合等性能要求。
[0012]
作为优选的技术方案，第一次活化、第二次活化步骤中，所述含钯活化液中包含氯化钯、盐酸和氯化铵，其中：氯化钯的浓度为0.05～0.5g/l，盐酸的浓度为2～10ml/l，氯化铵的浓度为0.5～3g/l。
[0013]
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
[0014]
通过本发明中的镀覆方法，能够在铝基复合材料电子封装外壳的外侧依次形成第一钯原子活化层、镍磷化学镍镀层、第二钯原子活化层、镍硼化学镍镀层、电镀镍层和电镀金层的复合镀层结构，其中双层钯原子活化层与多层复合镀镍层形成致密的中间过渡镀层，对多微孔的铝基复合材料产生有效的填充与覆盖效应，镀层致密，在最外层镀覆高纯金镀层，实现抗盐雾能力的充分提升，该复合镀层能够有效克服铝基复合材料表面不一致性缺陷，完全满足48小时抗盐雾要求。
附图说明
[0015]
图1为通过本发明提供的方法制得的复合镀层结构的纵切面结构示意图；
[0016]
附图标记：100-铝基复合材料电子封装外壳，1-第一钯原子活化层，2-镍磷化学镍镀层，3-第二钯原子活化层，4-镍硼化学镍镀层，5-电镀镍层，6-电镀金层。
具体实施方式
[0017]
下面结合附图和实施例对本发明作更进一步的说明。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0018]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为本发明的限制。本发明中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。
[0019]
需要说明的是，下述实施例中除了特殊说明的步骤外，其他步骤均为本领域的常规步骤，本领域的技术人员在掌握本领域的相关技术的前提下，能够知晓其对应的具体操作方法，故对于部分操作没有进行细节描述。下述实施例中所用的铝基复合材料、镍磷镀液、镍硼镀液、氯化钯、盐酸和氯化铵等原料均为市购产品。
[0020]
实施例1
[0021]
一种铝基复合材料电子封装外壳的镀覆方法，步骤如下：
[0022]
第一次活化：将铝基复合材料浸入含钯活化液中，温度控制在50
±
5℃，循环过滤，浸泡1分钟，取出后冲洗，在铝基复合材料的表面形成第一钯原子活化层。
[0023]
化学镀镍磷：将经过第一次活化的铝基复合材料浸入镍磷镀液中，温度控制在89
±
2℃，ph为4.6
±
0.2，镍离子浓度为5
±
0.2g/l，循环过滤，在第一钯原子活化层的外侧形成镍磷化学镍镀层；镍磷化学镍镀层的厚度为3
±
0.5μm，镍磷化学镍镀层中磷的质量含量为12％，为高磷化学镍镀层。
[0024]
第二次活化：将化学镀镍磷后的铝基复合材料再次浸入含钯活化液中，温度控制在50
±
5℃，循环过滤，浸泡1分钟，取出后冲洗，在镍磷化学镍镀层的外侧形成第二钯原子活化层。
[0025]
化学镀镍硼：将经过第二次活化的铝基复合材料浸入镍硼镀液中，温度控制在62
±
2℃，ph值为6.2
±
0.2，镍离子浓度为5.8
±
0.2g/l，循环过滤，在第二钯原子活化层的外侧形成镍硼化学镍镀层；镍硼化学镍镀层的厚度为3
±
0.5μm。
[0026]
电镀镍：对经过化学镀镍硼的铝基复合材料进行电镀镍，在镍硼化学镍镀层的外侧形成电镀镍层；电镀镍的电流密度为0.5a/dm
2
，温度为40
±
5℃；电镀镍层的厚度为3.25
±
0.75μm。
[0027]
电镀金：将经过电镀镍的铝基复合材料进行电镀金，在电镀镍层的外侧形成电镀金层；电镀金的电流密度为0.1a/dm
2
，温度为55
±
5℃；电镀金层的厚度为1.9
±
0.6μm。
[0028]
上述第一次活化、第二次活化步骤中，所述含钯活化液中包含氯化钯、盐酸和氯化铵，其中：氯化钯的浓度为0.35g/l，盐酸的浓度为5ml/l，氯化铵的浓度为3g/l。
[0029]
实施例2
[0030]
一种铝基复合材料电子封装外壳的镀覆方法，步骤如下：
[0031]
第一次活化：将铝基复合材料浸入含钯活化液中，温度控制在50
±
5℃，循环过滤，浸泡5分钟，取出后冲洗，在铝基复合材料的表面形成第一钯原子活化层。
[0032]
化学镀镍磷：将经过第一次活化的铝基复合材料浸入镍磷镀液中，温度控制在89
±
2℃，ph为4.6
±
0.2，镍离子浓度5
±
0.2g/l，循环过滤，在第一钯原子活化层的外侧形成镍磷化学镍镀层；镍磷化学镍镀层的厚度为6.5
±
1μm，镍磷化学镍镀层中磷的质量含量为11％，为高磷化学镍镀层。
[0033]
第二次活化：将化学镀镍磷后的铝基复合材料再次浸入含钯活化液中，温度控制在50
±
5℃，循环过滤，浸泡5分钟，取出后冲洗，在镍磷化学镍镀层的外侧形成第二钯原子活化层。
[0034]
化学镀镍硼：将经过第二次活化的铝基复合材料浸入镍硼镀液中，温度控制在62
±
2℃，ph值6.2
±
0.2，镍离子浓度5.8
±
0.2g/l，循环过滤，在第二钯原子活化层的外侧形成镍硼化学镍镀层；镍硼化学镍镀层的厚度为6.5
±
1μm。
[0035]
电镀镍：对经过化学镀镍硼的铝基复合材料进行电镀镍，在镍硼化学镍镀层的外侧形成电镀镍层；电镀镍的电流密度为1.5a/dm
2
，温度为40
±
5℃；电镀镍层的厚度为6
±
1.5μm。
[0036]
电镀金：将经过电镀镍的铝基复合材料进行电镀金，在电镀镍层的外侧形成电镀金层；电镀金的电流密度为0.5a/dm
2
，温度为50
±
5℃；电镀金层的厚度为1.9
±
0.6μm。
[0037]
上述第一次活化、第二次活化步骤中，所述含钯活化液中包含氯化钯、盐酸和氯化
铵，其中：氯化钯的浓度为0.15g/l，盐酸的浓度为5ml/l，氯化铵的浓度3g/l。
[0038]
通过本发明的镀覆方法在铝基复合材料电子封装外壳100的表面制得的复合镀层结构如图1所示，由内到外依次包括第一钯原子活化层1、镍磷化学镍镀层2、第二钯原子活化层3、镍硼化学镍镀层4、电镀镍层5和电镀金层6。其中双层钯原子活化层与多层复合镀镍层形成致密的中间过渡镀层，对多微孔的铝基复合材料产生有效的填充与覆盖效应，镀层致密，在最外层镀覆高纯金镀层，实现抗盐雾能力的充分提升，该复合镀层能够有效克服铝基复合材料表面不一致性缺陷，完全满足48小时抗盐雾要求。

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