[发明专利]高硅铝复合材料的镀金方法

说明书

技术领域

 本发明涉及一种镀金方法，特别涉及一种硅含量为50%的高硅铝复合材料Si-50Al的镀金方法，主要应用于多芯片T/R组件封装壳体，属于电子封装材料工程应用领域。

背景技术

膨胀系数可控制的（Controlled Expansion，CE）系列高硅含量铝基复合材料，因具备密度低、热膨胀系数小、热传导性好，具有良好的机加工性能和焊接性能，十分适合作为机载、弹载、星载等领域T/R组件封装材料。但是由于该材料的特殊物理特性，其表面电镀难度大，如工艺过程不合理，镀层易出现结合力不高，经焊接或高低温循环后镀层出现鼓泡、起皮等质量问题，严重影响壳体焊接性能和气密性。目前，该材料研制技术最成熟的是英国的Osprey 公司，Osprey研制的高硅铝作为封装壳体材料在国外多家航空航天领域内得到应用，其高硅铝镀金工艺采用类似铝合金镀金工艺，镀层结合力达到350℃温度烘烤2分钟合格。鉴于该种材料的优良性能，近年来，国内相关科研单位一直开展材料制备和工程化应用研究，其中以江苏豪然喷射沉积公司为代表的国内企业具备原材料工程化生产能力，能够批量化生产硅含量为70%、50%、27%的高硅铝合金；在针对镀金工艺研究方面，哈尔滨工业大学，其镀金层与基材结合力满足250℃热震试验，中国电子科学技术集团公司第13所研制的高硅铝镀金满足气氛保护下350 ℃结合力合格。

发明内容

针对现有技术存在镀层与基体结合力的不足，本发明所要解决的问题是提供一种高硅铝复合材料的镀金方法，所述高硅铝复合材料为Si-50Al复合材料。

高硅铝复合材料的镀金方法包括前处理，所述前处理按常规铝合金电镀二次浸锌处理方法分为清洗除油、碱蚀、出光、一次浸锌、退锌和二次浸锌六个步骤。前处理后的具体操作步骤如下：

1）预镀化学镍：将前处理后的零件放入化学镀镍液中预镀，温度80±2℃条件下，预镀时间20分钟；

2）第一次镀镍：按常规镀镍方法，在常规镀镍溶液中镀镍，镍层厚度2~3微米，取出，清洗，干燥；

3）时效处理：将步骤2）镀好镍的零件放入真空炉进行时效处理，时效处理温度为360±10℃，保温1小时，真空度1.1×10^-3 Pa，随炉升温，随炉冷却后，取出；

4）活化：将步骤3）处理后的零件放入活化液中，温度15~25℃条件下，浸泡20~30秒；

5）第二次镀镍：按常规镀镍方法，将步骤4）处理后的零件在常规镀镍溶液中镀镍，镍层厚度2~3微米，取出，清洗；

6）镀金：以纯金板或铂金钛网作为阳极，高硅铝复合材料为阴极，按常规镀纯金的方法，对步骤5）处理后的零件进行镀金，金层厚度2~3微米；所述高硅铝复合材料为Si-50Al复合材料；

7）镀层结合力检测：随炉升温至300℃，随后置于450℃±10℃马弗炉中烘烤2分钟，取出，冷却至室温，10倍放大镜下观察镀层无起皮鼓泡现象，镀层结合力很好，镀层与高硅铝基材结合力牢固达到GJB1420《半导体集成电路外壳总规范》附录A规定的标准。

所述化学镀镍液配方：氯化镍（NiCl₂·6H₂O）20~22g/L、次亚磷酸钠（NaH₂PO₂·H₂O）10~13 g/L、氯化铵（NH₄Cl）25～35g/L、柠檬酸铵（(NH4)₃C₆H₅O₇）45～55g/L、氨水 50mL/L，pH值8~10。

所述活化液配方：盐酸（HCl）150~200ml/L、氯化铁（FeCl₃·6H₂O）150~200g/L和水1L。

本发明的有益技术效果体现在以下方面：

1.本发明中的高硅铝复合材料镀金镀层结构主要由镍和金两种，镀层结合力强，经GJB1420《半导体集成电路外壳总规范》附录A ：经450℃高温烘烤2分钟，未出现镀层起泡、脱落等，在SEM400倍扫描下可见，镍层与基材、镍层与金层之间均结合紧密，层与层之间过渡界面清晰，参见图2；