[发明专利]一种电子封装外壳电镀镍钴合金方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电镀镍钴合金的方法，尤其是一种电子封装外壳电镀镍钴合金的方法。

背景技术

电镀镍钴合金在工业应用中通常作为装饰合金与磁性合金。钴含量30%以下的镍钴合金具有白色金属外观，硬度适中，有良好的耐磨性和化学稳定性。目前，在国内公开的电子工业应用主要用于计算机存贮系统的磁盘、磁鼓的表面磁性镀层。从20世纪90 年代起，一些国家先后在陶瓷封装中采用w(Co)5%～40%的镍钴合金镀层代替镍镀层。镍钴合金是比镍更为有效的扩散阻挡层。本发明研究开发了一种电镀镍钴合金工艺，本工艺应用于电子封装外壳的生产制造中，将镍钴合金镀层作为电子封装外壳镀金层的底镀层，可有效改善电子封装外壳芯片高温焊接的可靠性，并提高其抗高温变色能力，有效避免由纯镍作为金层底镀层时的脆性开裂问题和高温下镍向金层表面扩散问题，提高陶瓷封装外壳的性能及可靠性等级。

针对电子封装外壳应用要求，镍钴合金中的钴含量是至关重要的，本发明通过电镀镍钴合金镀液配制、电镀电流密度控制，实现镍钴合金镀层中钴含量的控制，达到电子封装外壳应用要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种电子封装外壳电镀镍钴合金的方法，镍钴镀层钴含量可稳定控制于15%～30%之间，能够满足镀层钴含量≥10.5％的理论分析值要求。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种电子封装外壳电镀镍钴合金的方法，包括以下步骤：（1）进行镀前检查和镀前准备；（2）镀前处理：对待镀表面进行清洗；（3）预镀镍；（4）镀镍；（5）镀镍钴：阳极为电解镍板，

电镀液的组成为：

NiSO₄·6H₂O       180～220 g/L

H₃BO₃            35～45g/L

NaCl             10～18g/L

CoSO₄·7H₂O      3～8g/L；

电镀条件为：pH为5～6  电流密度为1～2A/dm²   温度为50～60℃；

（6）预镀金；（7）镀金；（8）后处理。

阳极电解镍板的纯度为99.99%。

电镀液中CoSO₄·7H₂O的最佳含量为5g/L。

最佳电流密度为1A/dm²。

使用本发明的电镀液和电镀条件进行样品镀覆，其镍钴镀层钴含量可稳定控制于15%～30%之间，能够满足电子封装外壳芯片可靠焊接的理论最小钴含量10.5％的理论分析值要求。

电镀镍钴溶液采用硫酸镍和硫酸钴为提供两种金属离子的主盐，两种主盐的优点是价格便宜，易于采购，质量可靠。镀液采用硼酸为PH缓冲剂，氯化钠为阳极活化剂，此两种镀液添加剂为镀镍溶液应用成熟的添加剂，稳定可靠。采用99.99%的高纯电解镍板做为阳极，避免金属杂质引入。

硼酸的作用是缓冲镀液的PH，其含量范围是与镀液需控制的PH值有关的，配方中的浓度范围能够保证镀液的PH值在5～6范围内，并且在此范围内起到较好的PH缓冲作用。硼酸的含量过高会造成溶液PH值降低，PH值缓冲范围向低值偏移，硼酸含量过低则造成镀液PH值升高，PH值缓冲范围向高值偏移，这样会导致镀液PH值超出工艺参数要求，影响镀液镀覆性能。

氯化钠的作用是阳极活化剂，防止阳极（电解镍板）在镀覆过程中钝化，促进镍板正常溶解。氯化钠浓度过低，不能很好的保证阳极镍板的活性，会发生钝化现象；氯化钠浓度过高又会造成阳极板过腐蚀，造成镀层起毛刺等问题。

以上两种盐的浓度范围是经过大量试验对比得出的适合本发明的最佳范围，既能保证镀液的稳定性，又能保证镍钴镀层的质量可靠性。

开缸镀液即是第一次配制好的镀液，第一次镀覆使用的镀液。每次按照配方要求配制的新镀液都叫开缸镀液。

一、镀层钴含量的控制技术

本发明的电镀镍钴溶液系统中，其镀层钴含量主要依靠镀液中钴盐浓度进行控制，钴盐浓度变化，则镀层中沉积的钴含量也会相应发生变化。此外，由于镀液中共存两种金属离子（镍离子和钴离子），二者的沉积电位是有差别的，镍的电极电位为-0.250V，钴的电极电位为-0.277V，在镀覆过程中，电流密度的变化也会引起镍钴沉积比例变化。