一种碳纤维封装管壳表面处理方法技术

本发明专利技术涉及一种碳纤维封装管壳表面处理方法，预处理层是指在碳纤维封装管壳表面依次镀上2

【技术实现步骤摘要】
一种碳纤维封装管壳表面处理方法


[0001]本专利技术涉及一种碳纤维封装管壳表面处理方法，属于封装元器件覆镀


技术介绍

[0002]半导体行业中使用的封装管壳对整个产品的电学和热力学性能影响关系重大，封装管壳为管芯工作提供与外部电路连接的电学通路和散热路径，是保证半导体器件正常工作的重要支撑部分。陶瓷管壳随着现代通信系统的不断发展，对用于半导体中的封装管壳的性能指标也提出了更高的要求。
[0003]目前半导体封装管壳通常由金属材料(金属主要是10#钢、可伐、铜等)和陶瓷材料钎焊组成。与陶瓷材料、金属材料相比，碳纤维材料兼顾低密度、耐腐蚀、易导热的优点。为适应高品质封装管壳的应用要求，本专利技术采用碳纤维材料。
[0004]但未经处理的碳纤维表面极性基团含量较少，表面能低，反应活性低，与基体的粘结性差,界面中存在较多的缺陷，直接影响了碳纤维复合材料的力学性能,限制了其高性能的发挥。为改善界面性能，可通过对碳纤维表面金属化的方法来提高其对基体的浸润性和粘结性，使表面产生新的功能，改善碳纤维与其它物质的相溶性，获得各种新型的功能材料。
[0005]是铅锡焊料本身与钼基材浸润性不好，需要对其进行表面处理。为解决这个难题，顺利实现用铅锡焊料替代银铜焊料的工艺目标。本专利技术工艺上解决了碳纤维材质金属化问题，改变了碳纤维材料表面的界面性能，实现了碳纤维材质采用银铜焊料与其它部件相互良好钎焊。
[0006]有益效果：
[0007]利用本专利技术方法制备的金属化的碳纤维材料，其优点是能够和其它金属材料或金属化处理的碳纤维、陶瓷材料，实现良好钎焊封装工艺，此工艺在耐腐蚀性、轻密度等方面大大提高了管壳的可靠性。

技术实现思路

[0008]为解决现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种碳纤维封装管壳表面处理方法。
[0009]为达到上述目的，本专利技术是通过以下的技术方案来实现的：
[0010]1.一种碳纤维封装管壳表面处理方法，其特征在于，其预处理层是指碳纤维封装管壳表面依次镀上铜、镍镀层，铜镍镀层厚度分别为：
[0011]铜镀层1
‑
9μm；
[0012]镍镀层1
‑
9μm。
[0013]2.一种碳纤维封装管壳表面处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0014]1)碱性超声除油：碳纤维封装管壳采用高温碱性除油液，对其表面存在的油污污渍等杂质进行去除，除油温度60
‑
80℃，时间5
‑
10min；超声频率40KHz；功率1
‑
1.5kW。
[0015]除油液的配比为氢氧化钠20
±
10g/L，碳酸钠50
±
10g/L，三聚磷酸钠5
±
3g/L，表面活性剂5
±
3g/L。
[0016]2)等离子清洗：将碳纤维封装管壳批量放入等离子清洗机进行等离子清洗处理，等离子清洗工艺参数如下：等离子体频率13.56MHz；真空度：不低于80kPa；气体流量：100
‑
200L/min；Ar，O2混合气体气氛。
[0017]3)酸性超声除油：将碳纤维封装管壳批量放入酸性除油槽中进行处理，除油温度为室温，时间5
‑
10min；超声频率40KHz；功率1
‑
1.5kW。
[0018]除油液的配比为硫酸50
‑
200g/L，酸液缓蚀剂10
±
5g/L，表面活性剂5
±
3g/L。
[0019]4)活化：将碳纤维封装管壳批量放入活化槽中，进行镀前活化处理，活化工艺参数如下：活化液采用盐酸溶液，盐酸质量比浓度为7
‑
18％，工艺是将产品室温浸入活化液中处理10
‑
30min。
[0020]5)预镀铜：将碳纤维封装管壳在预镀铜槽中批量预镀铜；预镀铜槽的槽液配方为：醋酸铜21g/L，羟基乙叉二膦酸HEDP100
±
30g/L，碳酸钾18g/L，PH＝9
‑
10.5。工艺参数为室温，电流密度1
‑
5A/dm2，电镀时间1
‑
3mim。
[0021]6)镀铜：在电镀铜槽镀铜增加铜层厚度，控制铜层厚度1
‑
9μm，铜槽的槽液配方为：焦磷酸铜70g/L，焦磷酸钾250
±
30g/L，镀铜添加剂0.2
‑
0.3ml/L，氨水2
‑
4g；PH＝8.6
‑
8.9。工艺参数为50
‑
55℃，电流密度(1.6
‑
3)1
‑
6A/dm2，电镀时间15
‑
90mim。
[0022]7)预镀镍：将碳纤维封装管壳在预镀镍槽中批量预镀镍，提升镀层与基体的结合力；预镀镍槽的槽液配方为：氯化镍150
±
50g/L，盐酸100
±
30g/L。工艺参数为室温，电流密度4
‑
6A/dm2，电镀时间1
‑
3mim。
[0023]8)镀镍：在电镀镍槽镀镍增加镍层厚度，控制镍层厚度1
‑
9μm，电镀镍槽的槽液配方为：氯化镍12
±
5g/L，氨基磺酸镍250
±
100g/L，硼酸30
±
10g/L，润湿剂1
‑
3g/L；镀镍添加剂5ml/L。工艺参数为温度45
±
5℃，电流密度2
‑
3A/dm2，电镀时间10
‑
90mim。
[0024]3.根据权利要求2所述的一种碳纤维封装管壳表面处理方法，其特征在于，步骤1)中所述的表面活性剂，是指OP
‑
10、十二烷基芳基磺酸钠、十二烷基磺酸钠等离子型表面活性剂的一种。
[0025]4.根据权利要求2所述的一种碳纤维封装管壳表面处理方法，其特征在于，步骤3)中所述的缓蚀剂，是指硫脲、并三唑、乌洛托品等金属缓蚀剂的一种。
[0026]5.根据权利要求2所述的一种碳纤维封装管壳表面处理方法，其特征在于，步骤6)中所述配置好的镀铜添加剂，是指改善镀液湿润性和镀层致密性、平整性的有机添加剂的的一种或几种水溶液，例如2
‑
乙基己基磺酸钠，硫脲嘧啶、烟酸、苄叉丙酮、琥珀酸双酯磺酸钠、糖精等化学试剂的一种或其混合物，质量浓度为10
‑
35％。
[0027]6.根据权利要求2所述的一种碳纤维封装管壳表面处理方法，其特征在于，步骤8)中所述配置好的镀镍添加剂，是指改善镀液湿润性和镀层致密性、平整性的有机添加剂的的一种或几种水溶液，例如烟酸、苄叉丙酮、琥珀酸双酯磺酸钠、糖精等化学试剂的一种或其混合物，质量浓度为10
‑
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳纤维封装管壳表面处理方法，其特征在于，其预处理层是指碳纤维封装管壳表面依次镀上铜、镍镀层，铜镍镀层厚度分别为：铜镀层1
‑
9μm；镍镀层1
‑
9μm。2.一种碳纤维封装管壳表面处理方法，其特征在于，包括如下步骤：1)碱性超声除油：碳纤维封装管壳采用高温碱性除油液，对其表面存在的油污污渍等杂质进行去除，除油温度60
‑
80℃，时间5
‑
10min；超声频率40KHz；功率1
‑
1.5kW。除油液的配比为氢氧化钠20
±
10g/L，碳酸钠50
±
10g/L，三聚磷酸钠5
±
3g/L，表面活性剂5
±
3g/L。2)等离子清洗：将碳纤维封装管壳批量放入等离子清洗机进行等离子清洗处理，等离子清洗工艺参数如下：等离子体频率13.56MHz；真空度：不低于80kPa；气体流量：100
‑
200L/min；Ar，O2混合气体气氛。3)酸性超声除油：将碳纤维封装管壳批量放入酸性除油槽中进行处理，除油温度为室温，时间5
‑
10min；超声频率40KHz；功率1
‑
1.5kW。除油液的配比为硫酸50
‑
200g/L，酸液缓蚀剂10
±
5g/L，表面活性剂5
±
3g/L。4)活化：将碳纤维封装管壳批量放入活化槽中，进行镀前活化处理，活化工艺参数如下：活化液采用盐酸溶液，盐酸质量比浓度为7
‑
18％，工艺是将产品室温浸入活化液中处理10
‑
30min。5)预镀铜：将碳纤维封装管壳在预镀铜槽中批量预镀铜；预镀铜槽的槽液配方为：醋酸铜21g/L，羟基乙叉二膦酸HEDP100
±
30g/L，碳酸钾18g/L，PH＝9
‑
10.5。工艺参数为室温，电流密度1
‑
5A/dm2，电镀时间1
‑
3mim。6)镀铜：在电镀铜槽镀铜增加铜层厚度，控制铜层厚度1
‑
9μm，铜槽的槽液配方为：焦磷酸铜70g/L，焦磷酸钾250
±
30g/L，镀铜添加剂0.2
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：张超，李生，王永河，仇明保，李晓军，黄鑫冰，
申请(专利权)人：江苏淮瓷科技有限公司，
类型：发明
国别省市：