[发明专利]镀覆过的钼部件及其制造方法

说明书

本发明涉及包括被镀钼基体的带镀层部件及其制造方法。

由于钼的热膨胀系数与硅十分接近，故而钼在半导体器件中被广泛地用作载架。如此，钼部件例如可以被用作大功率半导体器件中的散热器。

钼构件譬如可具简单形状，通常为扁平状。其厚度例如可在0.25至5mm范围内;圆片或“垫片”的直径，例如可在5至100mm的范围之内，但通常也制造正方或长方形的较小部件，例如约0.5mm见方的零件。几何尺寸符合很高精度的公差要求。这些钼构件例如被用于集成电路、激光器件、机车驱动单元、自动化机械和导弹等。

由于钼在空气中很易氧化，所以钼部件最好镀上一层保护层;这种保护层还赋于钼部件一些其它优点，例如改善可焊性、降低接触电阻等。但是，钼基体本身难于镀覆。

过去使用的镀层包括镍、银、金、铜、铬、铑和钯。

现在，我们意外地发现，钌是一种适用于包括钼基体的制品的镀层材料。

本发明提供一种具有钌镀层的钼部件。部件上的镀层，例如为至少0.05μm厚，通常至少为0.1μm厚，并且至多可为5μm，较好的是，至多为1.2μm厚，特别是0.15至1.2μm厚，例如至少0.2μm，尤其是至少0.25μm，例如至少0.3μm，以及至多为0.8μm，较好为至多0.6μm，尤其是至多0.5μm，例如至多0.4μm或0.35μm。钌附着层最好作为面层，而且需要时，镀层完全由钌组成。

虽然镀钌的方法是已知的，但以前没有用钌来镀覆钼的先例。在现有技术中，已知钌镀层本身很难获得，例如，钌尚未被广泛地用于电镀，这是因为很难电镀适当厚度，又不因内应力而变脆或易开裂的钌镀层。除此之外，钼基体也很难镀覆。与所预料的相反，我们发现，钼可以具有重现性地镀上一层高度完整的钌层。

镀得的制品具有高度的抗氧化性和耐化学腐蚀性，而且钌的硬度高，电阻低，抗磨性良好。

尽管钼基体本身难于施镀，而且钌镀层本身也因难于获得而成本高昂，但出于预料的是，用简单而成本效率高的方法，可以在钼基体上得到优良的钌镀层。我们意外的发现，可以镀得较薄的镀层，而且它对钼的保护作用也令人满意，这说明所得镀层既致密又连续。还意外的是，可以镀得较厚的镀层，所得镀层令人满意，不发生剥落。

因此，本发明提供了一种包括钼基体并具有钌镀层的制品。

更具体地说，本发明提供了一种包括钼基体并具有钌镀层的制品，其中钌镀层的厚度为0.05至5μm，通常至少为0.1μm，较好的是，至多约1.2μm，尤其为0.15至1.2μm，较好的是，至多为0.8μm，例如0.2至0.6μm，更其好的是，0.25至0.35μm。

经单次镀覆法或最好多次镀覆法电镀后，钌镀可直接依附于钼基体上。

在另一种实施方案中，可有一种或多种其它中间层存在。相宜的其它中间层，选自周期表中的第一族、第六族及第八族元素。如此，举例来说，中间层可以是镍、银、金、钴、铜、铬、铑或钯，其以镍、金、钴或铑为佳。

本发明提供了一种制造包括钼基体并具有钌镀层的制品的方法，该方法包括，清理并浸蚀钼基体、需要时在基体上镀覆中间层、在钼基体或中间层上镀覆钌层，以及需要时将镀钌的基体，或者在可行而又需要时将中间层在基本无氧的气氛中进行加热处理。

需要时，该方法可包括在镀一层钌或其它中间层之后，进行高温处理，该加热处理进行的温度、时间和气氛应足以保证后续的钌镀层结合良好。有利的是，在至少500℃的温度下，更可取的是在至少750℃的温度下，且有利的是，至高在1100℃下，更可取的是至高在900℃下进行一种烧结处理，例如在500至1100℃的温度范围内，更可取的是在750至900℃的温度范围内，最可取的是在800至820℃的温度范围内进行这种烧结处理。

因此，举例来说，当有一层钌或其它材料的中间层存在时，该方法可以包括清理并浸蚀钼基体、在钼基体上镀覆一层预镀（或中间）层、使如此所得的产品在还原性或相宜的惰性气氛中，或者在低压气氛中，经受高温处理，以及镀覆一层钌。

浸蚀，举例来说，可用标准的酸浸蚀剂来进行。

中间层上面的钌层，举例来说，厚度至多为1μm，可取的是至多0.7μm，例如至多0.6μm;举例来说，0.15μm，尤其0.2μm至0.35μm的厚度尤须提及。但是，在上述方法的后两个步骤可予重复进行时，钌层的厚度可超过1μm。举例来说，镀有例如厚达0.4μm钌的钼基体，可在还原性或相宜的惰性气氛或真空中经受高温处理，然后再镀例如厚达0.4μm的钌层。