[发明专利]一种喷射成型硅铝合金轻质封装材料表面镀覆方法

说明书

技术领域

本发明属于金属表面处理领域，涉及一种喷射成型硅铝合金轻质封装材料表面镀覆方法。

背景技术

喷射成型硅铝合金轻质封装材料(硅含量＞50%) (以下简称硅铝合金)是新一代电子封装材料，具有与Si和GaAs等半导体材料接近的热膨胀系数，同时还具有强度高、密度小、导热性良好以及低成本等特性，因此在微电子金属封装行业有越来越多的应用。为改善零件表面的共晶、钎焊等焊接性能，需要对其进行电镀。

喷射成形硅铝合金一般硅含量大于50%，硅和铝分散于硅铝合金材料表面且两者理化性质差别很大，对于这种合金材料一般需使用混合酸进行粗化，混酸应能将硅、铝均匀充分活化，且不对合金材料表面任何组份造成过腐蚀导致后续镀层外观不均匀、结合力不良、表面粗糙等。另外，在对喷射成形硅铝合金进行粗化、活化等一系列处理中，存在着大量使用酸和相应的化学用剂，不可避免对环境造成严重污染的问题。

因此，找到一种可靠的对喷射成形硅铝合金的表面镀覆工艺，使得硅铝合金材料表面硅和铝表面得到均匀、适当微蚀，结合强，又减少对环境的污染是目前所需。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提供一种喷射成型硅铝合金轻质封装材料表面镀覆方法，能在喷射成型硅铝合金材料表面获得结合力良好、表面均匀的镀金层，满足钎焊、合金共晶焊接，并降低对环境的污染，尤其应用于硅含量＞50%的喷射成型硅铝合金。

解决以上技术问题的本发明中的一种喷射成型硅铝合金轻质封装材料表面镀覆方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）除油：采用质量体积比的除油粉20～40g/L，温度40～60℃，将零件置于溶液中浸泡6～10 min，用量单位以下相同；

（2）碱洗：再用磷酸钠40～80g/L、碳酸钠30～80 g/L和水的混合液，进行碱洗，温度80～100℃，时间30～60s，水的用量为使混合液到1L为计算；

（3）去膜：超声波水洗去除硅铝合金材料表面疏松膜层；确保粗化过程能够使硅铝合金表面得到均匀粗化。

（4）粗化：用体积比的硝酸200～700ml/L，氟化氢铵200～300g/L，水300-800 ml/L，温度15～30℃，粗化时间1～5min；粗化时将零件浸入溶液中，轻轻晃动，可见零件表面逐渐产生起泡，并伴有黑膜产生，粗化后材料表面仍会残留黑膜附着。粗化剂中化学成份少，减少对环境的污染。

（5）去膜：再用超声波水洗粗化后的零件，将材料表面附着疏松膜层去除，以确保后续镀层结合力和外观均匀一致。

（6）一次浸锌：采用沉锌水200ml/L和去离子水800ml/L浸锌，温度为室温，时间1～1.2min；

（7）去膜：用硝酸500ml/L，水500ml/L进行去膜，温度为室温，时间0.5-1min；

（8）二次浸锌：采用沉锌水200ml/L和去离子水800ml/L第二次浸锌，温度为室温，时间0.3～0.4min；

（9）预镀镍: 镀镍液为硫酸镍 20～30g/L、氯化铵30～40g/L、柠檬酸钠40～60g/L和次亚磷酸钠20～30g/L的混合液，溶液pH8.5～9，镀镍温度40～45 ℃，时间3～5min；

（10）化学镀镍： 采用中磷化学镀镍体系：在中磷中浸泡，中磷pH 4.7～5.2，温度 85～91℃，时间30～45 min；

（11）去膜：采用除油粉20～40 g/L，温度40～60℃，将零件置于溶液中浸泡5～10 min；

（12）活化：硫酸（H₂SO₄）20-30v.v%，温度20～30℃，时间30~60s；活化起着去除镀层表面氧化物，增加金层与镍层之间的结合力。

（13）闪镀金 ：将器件在金0.1～3 g/L，无水亚硫酸钠100 ～200 g/L，柠檬酸钾                         80～100 g/L，pH8.5～9，电流密度（以下简称Dk ）1～2 A/dm2 的溶液中强烈抖动，温度45～50℃，时间0.5～1.5min；          

（14）镀金：金15～25 g/L，无水亚硫酸钠140 ～180 g/L，柠檬酸钾                     80～100g/L，氯化钾80～100g/L，pH8.5～9，D_K 0.1～0.3 A/dm² (阴极移动)，温度50～55℃，时间20min。