[发明专利]超声镀覆方法

说明书

本发明公开了一种超声镀覆方法，包括：将镀前预处理后的复合材料结构件在化学镍镀液中摇摆3‑5次；将所述复合材料结构件在化学镍镀液中静置镀覆；在静置镀覆后的复合材料结构件进行变频超声镀覆镍层；最后将镀覆镍层的复合材料结构件置于冷水中，超声清洗后，在镍层的表面镀覆镀金层。该超声镀覆方法采用变频超声工艺提高了不同孔径的复合材料微孔的深镀能力，使得镀层致密、结合力优良，可靠性高。

技术领域

本发明属于电子封装材料技术领域，具体涉及一种电子封装外壳用复合材料的超声镀覆方法。

背景技术

随着电子器件向高集成化、轻质、高导热、高可靠性方向发展，器件对金属外壳提出了更高的要求，包括减重、导热、低成本等层面，其中，复合材料(铝基复合材料、铜基复合材料等)作为一种优良的封装外壳用基体材料，相对于可伐、冷轧钢、无氧铜等常规封装用金属材料来说，具有导热率高、热膨胀系数可调、机械强度适中等优点，因此，复合材料已经逐渐应用于高端电子封装外壳领域，如微波电子封装、空间电子元器件封装、高性能民用电子封装等领域，为高密度、高功率电路提供质轻、高可靠的封装外壳设计方案。

采用复合材料制作封装外壳不仅能够解决大功率器件的散热问题，而且可适用于内部不同种类材质的电路基板组装热匹配性要求，比如铝基复合材料密度低，可大幅降低器件重量，被广泛应用于航空、航天等高可靠集成电路封装。

目前封装外壳采用的复合材料主要包括轻质铝基复合材料(硅铝、石墨铝、碳硅铝等)、铜基复合材料(钨铜、石墨铜、金刚石铜)等，这些材料均为多微孔复合材料，其表面需通过镀覆的方法形成致密的镍金属化层，才能广泛应用于封装外壳的设计与生产。而一般来说，封装外壳需具备可焊性、气密性、电连接、抗腐蚀等多种功能，以满足器件组装、封装等使用要求，实现此功能的关键是在外壳表面镀覆一层致密的金属化层，目前采取的工艺途径主要是电镀镍、金。相对于常规金属电镀工艺来说，复合材料可施镀性较差。铝基复合材料、铜基复合材料是一种“假合金”，虽然采用热等静压工艺大幅度可提高材料的致密度，但基材本身仍然存在微孔隙，使得镀层可靠性差。

发明内容

有鉴于此，本发明有必要提供一种超声镀覆方法，该超声镀覆方法采用变频超声工艺提高了不同孔径的复合材料微孔的深镀能力，镀层致密、结合力优良，可靠性高，以解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种超声镀覆工艺，包括以下步骤：

将镀前预处理后的复合材料结构件在化学镍镀液中摇摆3-5次，通过数次在化学镍镀液中摇摆，使得镀液充分润湿并预热镀件；

将所述复合材料结构件在化学镍镀液中静置镀覆，以利于在复合材料结构件的表面形成初始化学镀镍层；

在静置镀覆后的复合材料结构件依次进行第一超声频率、第二超声频率和第三超声频率的变频超声镀覆镍层，其中，第一超声频率＞第二超声频率＞第三超声频率，通过三阶段变频超声实现对复合材料微孔隙填充镀覆；

将镀覆镍层的复合材料结构件置于冷水中，超声清洗后，在镍层的表面镀覆镀金层。

针对现有的复合材料可镀性较差，常规镀覆后材料仍然存在微孔隙，使得镀层易起皮、脱落，可靠性差。本发明创新性的采用变频超声镀覆，增加基材微孔的深镀能力，具体的说，首先在较高的第一超声频率下进行超声镀覆，首先实现复合材料的微孔隙镀覆填充；然后在中高强度的第二超声频率下进行超声镀覆，实现复合材料的微孔镀覆填充；最后在较低强度的第三超声频率下进行超声镀覆，实现复合材料的较大尺寸微孔镀覆填充，通过以上三阶段的变频超声镀覆填充，可显著提升底层化学镍的深镀能力，对复合材料的微孔隙具有优良的填充效应，可显著提高镀层的可靠性。