本发明专利技术公开了一种微波大功率器件封装外壳用金刚石铜热沉镀镍方法，包括碱性超声除油、自来水超声、酸性除油、自来水超声、盐酸活化、纯水水洗、快速烘干、磁控溅射、盐酸活化、自来水水洗、纯水水洗、电镀镍、纯水水洗、快速烘干。该发明专利技术分别提供了一种碱性除油及酸性除油剂的配方及使用方法，两种除油剂可起到互补作用，分别针对金刚石铜材料表面机加工油污、动物类油脂与氧化层进行针对性清除，可提升前处理效果，有助于提高基材与后续镀镍层的结合力。该发明专利技术在金刚石铜表面镀覆得到的镍镀层外观良好，800℃高温钎焊后镀层不起皮、不起泡，结合力良好。结合力良好。结合力良好。
【技术实现步骤摘要】
一种微波大功率器件封装外壳用金刚石铜热沉镀镍方法
[0001]本专利技术涉及一种金刚石铜热沉镀镍方法，具体为一种微波大功率器件封装外壳用金刚石铜热沉镀镍方法，属于半导体封装外壳镀覆
技术介绍
[0002]封装陶瓷外壳及金属玻璃外壳具有结构强度高、电热性能及微波性能优良等特点，可用于微波功率器件、大功率模块GaN器件、混合集成电路、光通讯器件等元器件的制备，在通信、航空、航天、航海及电子消费品等领域有着广泛应用。随着器件输出功率的不断提高，要求封装外壳具有更加优异的散热能力，因此需要外壳热沉材料具备更佳的热导率。
[0003]目前常规的无氧铜、CPC热沉材料已无法满足具有更高散热需求的封装外壳使用条件，金刚石铜复合材料在具备铜良好的导电导热性能的同时，又具备金刚石颗粒高导热及低热膨胀系数的优点，是一种非常理想的高导热、低膨胀的电子封装材料，可作为传统导热散热材料的升级替代产品，使用过程中可使得器件温升得到大幅下降。
[0004]金刚石铜作为外壳热沉使用时，由于金刚石颗粒的引入，导致该类材料的润湿性变差，使得其可焊性不佳，所以在使用时，需要在金刚石铜表面镀覆得到一层金属膜层，用以改善其可焊性。由于金刚石表面通过常规镀覆工艺难以沉积得到结合力良好的镀层，易出现镀层起皮、起泡、露底等缺陷。且常规的镀覆工艺往往需要使用粗化、钯活化、化学镀镍等多重手段，镀覆效率、成品率、成本等难以满足大批量生产需求。
[0005]针对上述情况，本专利技术提供了一种微波大功率器件封装外壳用金刚石铜热沉镀镍方法，用以解决金刚石铜镀覆中存在的问题。该方法工艺流程简单高效，所得镀层外观良好，800℃高温钎焊后镀层不起皮、不起泡，结合力良好。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的就在于为了解决上述至少一个技术问题而提供一种微波大功率器件封装外壳用金刚石铜热沉镀镍方法。
[0007]本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：一种微波大功率器件封装外壳用金刚石铜热沉镀镍方法，包括以下步骤：
[0008]S1碱性超声除油：有效去除金刚石铜表面机械加工带来的矿物类油污；
[0009]S2自来水超声：自来水超声8
‑
10min，清洗外壳表面残留的除油液；
[0010]S3酸性除油：与步骤S1除油过程互补，用于清除材料表面动物类油脂及金属氧化层；
[0011]S4自来水超声：条件同步骤S2；
[0012]S5盐酸活化：35
‑
45℃，使用体积分数10％的盐酸活化1
‑
2min，彻底去除待镀基底表面氧化层，露出新鲜待镀基底，提高后续金属层结合力；
[0013]S6纯水水洗：常温，2
‑
5min，除去残留的活化溶液；
[0014]S7快速烘干：110℃，2
‑‑
5min，鼓风条件下快速烘干；
[0015]S8磁控溅射：溅射Cu/TiW底层金属，为后续镀镍层提供结合力良好的磁控溅射种子层；
[0016]S9盐酸活化：20
‑
25℃，使用体积分数10％的盐酸活化5
‑
10s，去除材料表面少量氧化层，活化种子层金属表面，提高后续镀层结合力；
[0017]S10自来水水洗：常温，1
‑
2min，除去残留的活化溶液；
[0018]S11纯水水洗：常温，1
‑
2min，除去残留的活化溶液；
[0019]S12电镀预镀镍：提高基底材料与后续镀层的结合力；
[0020]S13纯水水洗：常温，2
‑
5min，除去残留的镀镍溶液。
[0021]S14电镀镍：镀覆得到所需镀镍层，选用氨基磺酸镍体系；
[0022]S15纯水水洗：常温，2
‑
5min，除去残留的镀镍溶液。
[0023]S16快速烘干：110℃，2
‑
5min，鼓风条件下快速烘干。
[0024]作为本专利技术再进一步的方案：步骤S1中，碱性除油溶液组成为：碳酸钠25％，氢氧化钠20％，缓蚀剂20％，乳化剂20％，纯水15％，温度范围65
‑
80℃，时间8
‑
15min。
[0025]作为本专利技术再进一步的方案：步骤S3中，酸性除油溶液组成为：硫酸150
‑
200ml/L，丁炔二醇0.2
‑
0.3g/L，乳化剂20
‑
50ml/L，十二烷基硫酸钠0.3
‑
0.5g/L，温度范围65
‑
80℃，时间5
‑
10min。
[0026]作为本专利技术再进一步的方案：步骤S8中，磁控溅射种子层组成及厚度为：
[0027][0028]Cu：3
‑
5μm
[0029]作为本专利技术再进一步的方案：步骤S12中，电镀预镀镍温度为30
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40℃，时间为1
‑
2min，电流密度为3
‑
4A/dm2。
[0030]作为本专利技术再进一步的方案：步骤S14中，电镀镍温度为50
‑
65℃，时间为10
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20min，电流密度为1
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1.5A/dm2，镀镍层厚度为1.5
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3μm。
[0031]作为本专利技术再进一步的方案：步骤S14中，电镀镍选用氨基磺酸镍体系。
[0032]本专利技术的有益效果是：
[0033](1)与常规工艺相比，该专利技术工艺流程简单，无需使用含贵金属钯的活化剂进行活化处理，成本低廉；
[0034](2)与常规工艺相比，该专利技术前处理过程不含粗化过程，可避免镀覆后材料表面粗糙度变大，影响使用效果；
[0035](3)该专利技术分别提供了一种碱性除油及酸性除油剂的配方及使用方法，两种除油剂可起到互补作用，分别针对金刚石铜材料表面机加工油污、动物类油脂与氧化层进行针对性清除，可提升前处理效果，有助于提高基材与后续镀镍层的结合力；
[0036](4)该专利技术在金刚石铜表面镀覆得到的镍镀层外观良好，800℃高温钎焊后镀层不起皮、不起泡，结合力良好。
附图说明
[0037]图1为本专利技术流程示意图。
具体实施方式
[0038]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0039]实施例一
[0040]一种微波大功率器件封装外壳用金刚石铜热沉镀镍方法，以金刚石体积分数60％，粒径100μm为例，包括以下步骤：
[0041]S1碱性超声除油：碱性除油剂配比为：碳酸钠25％，氢氧化钠20％，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种微波大功率器件封装外壳用金刚石铜热沉镀镍方法，其特征在于：包括以下步骤：S1碱性超声除油：有效去除金刚石铜表面机械加工带来的矿物类油污；S2自来水超声：自来水超声8
‑
10min，清洗外壳表面残留的除油液；S3酸性除油：与步骤S1除油过程互补，用于清除材料表面动物类油脂及金属氧化层；S4自来水超声：条件同步骤S2；S5盐酸活化：35
‑
45℃，使用体积分数10％的盐酸活化1
‑
2min，彻底去除待镀基底表面氧化层，露出新鲜待镀基底，提高后续金属层结合力；S6纯水水洗：常温，2
‑
5min，除去残留的活化溶液；S7快速烘干：110℃，2
‑‑
5min，鼓风条件下快速烘干；S8磁控溅射：溅射Cu/TiW底层金属，为后续镀镍层提供结合力良好的磁控溅射种子层；S9盐酸活化：20
‑
25℃，使用体积分数10％的盐酸活化5
‑
10s，去除材料表面少量氧化层，活化种子层金属表面，提高后续镀层结合力；S10自来水水洗：常温，1
‑
2min，除去残留的活化溶液；S11纯水水洗：常温，1
‑
2min，除去残留的活化溶液；S12电镀预镀镍：提高基底材料与后续镀层的结合力；S13纯水水洗：常温，2
‑
5min，除去残留的镀镍溶液。S14电镀镍：镀覆得到所需镀镍层，选用氨基磺酸镍体系；S15纯水水洗：常温，2
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5min，除去残留的镀镍溶液。S16快速烘干：110℃，2
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5min，鼓风条件下快速烘干。2.根据权利要求1所述的一种微波大功率器件封装外壳用金刚石铜热沉镀...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙林，方涛，王同进，檀晓海，廖熙麟，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十五研究所，
类型：发明
国别省市：
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