[发明专利]一种铝合金表面局部软钎料镀层制备方法

说明书

本发明涉及一种大气环境中，低温条件下在金表面局部软钎料镀层的制备方法。它利用超声声化学的作用，低温条件下在大气环境中实现铝或铝合金表面局部软钎料镀层的制备。该发明弥补了铝及其合金表面软钎料润湿镀层制备难的缺点。相对于电镀等其他镀层工艺而言，本发明工艺简单，造价低廉，无污染，局部镀层在可在极短的时间形成。

技术领域

本发明属材料技术领域，特别涉及一种铝合金表面局部软钎料镀层的制备方法。

背景技术

铝合金具有比重小、导热好、性价比高等优点。在电子工业中主要起机械支撑、电信号传送、散热、电磁场屏蔽、电路保护等作用，近年来由于铜价格的持续上涨，部分铜构件逐渐被铝合金所替代。从电子产品的制造角度来讲，要求铝合金必须有良好的可焊性。电子封装常使用的软钎焊钎料很难在铝合金上润湿铺展，故电子制造业中通过在铝合金表面电镀锡的工艺改善铝合金构件的可焊性。铝合金的电镀锡工艺较为成熟,已广泛应用于电子制造等行业中。电镀锡主要有以下几个主要步骤：化学除油—清洗—酸蚀活化—清洗—浸镍—清洗—预镀铜—清洗—镀锡。相比之下，在铝及铝合金上电镀要比在钢铁及铜等金属上电镀要困难的多，其主要原因有以下几个方面：

1、铝是一种比较活泼的金属，对氧具有很大的亲和力，极易形成天然氧化膜，氧化膜的存在使其与镀层的结合力降低。

2、铝的电极电势较低浸入电镀液时能与多种金属离子进行置换反应，在铝表面生成接触镀层，使电镀层与基体的结合强度降低。

3、铝是两性金属，能溶于酸与碱，在酸性或碱性金属电镀液中都不稳定。

4、铝合金铸件有砂眼、气孔，会残留镀液和氢气，容易鼓泡，也会降低镀层与基体的结合力。

另一方面，在电子制造业中，铝合金用于机械支撑的同时需要与一些电路、电子元器件进行互联。由于具有机械支撑的作用，铝合金构件的面积较大，而需要与其他器件互联的面积在整个铝合金构件上只占非常小的比例。电镀工艺需要将整个铝构件全部进行电镀，增加了电子制造成本也造成能源与原料的浪费并对环境产生不必要的污染。到目前为止，仍然没有一种可行的镀锡工艺可以在铝合金表面高效、低成本、无污染的实现局部镀锡或软钎料。

发明内容

鉴于现有技术存在的技术问题，本发明的目的是提供一种铝或铝合金材料的表面局部软钎料镀层的制备方法。本方法可在大气环境中在铝合金表面直接形成任意面积的锡镀层或软钎料镀层并且不损伤合金表面形貌。

本发明提供的一种大气环境下的铝合金表面局部软钎料镀层的制备方法，包括，利用超声声化学作用，在大气环境下，在铝合金表面形成任意面积的局部软钎料镀层。

所述方法先使用市售铝合金油污清洗剂对铝合金表面需要镀层的位置进行擦拭以达到局部除油去污效果。该方法不用对铝合金表面全部清洗、酸蚀以及去除机械纹，只对需要软钎料镀层的区域进行局部除油去污即可，可降低生产成本和使用清洗剂造成的环境污染问题。

所用超声波焊头为钛基合金或陶瓷，焊头可分为两类：(1)焊头下表面形状、面积和需要制备的镀层的形状、面积相同。此类型焊头适用于制备小面积镀层(镀层面积小于0.01m2)(2)焊头下表面为正方形或长方形，边缘有倒角，面积根据镀层面积而定。此类型焊头适用于制备大面积镀层，倒角的设计有利于钎料在焊头移动的过程中填充到焊头和铝合金表面。两类焊头的厚度根据超声发生器和变幅杆的特性而定，最终要求焊头的振幅为：5～20μm。

所述方法进一步优选以下步骤实现：

(一)、将铝合金表面需要镀层的部位去污清理后，在表面铺放200μm-1mm软钎料，并加热至软钎料融化。优选将软钎料加热至超过液相线10～50℃。