本发明专利技术公开了一种化学镀镍及碳硅铝镀覆方法。本发明专利技术主要针对碳化硅含量较高的碳硅铝材料，在碳硅铝工件表面打底镀镍层覆盖性良好（镀镍层上按需要可再镀金、银、锡等金属），适合于批量生产，镀层耐温≥300℃，经高温测试后在10×显微镜下检验镀层无起皮和起泡现象，适于模块、组件等，可以满足金锡焊料等高温焊接；且工艺是以铝合金镀覆工艺为基础，操作简便、工艺稳定、成本较低，适合批量生产。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术金属电镀
，尤其涉及碳硅铝材料批量电镀生产技术。
技术介绍
随着信息技术的高速发展，当今器部件中的芯片的集成度越来越高，微电路的组装密度也越来越高，芯片的尺寸越来越大，功率也越来越大，散热要求越来越高，同时芯片向大尺寸化不断发展，模块及组件中基板也由软基板(PCB等)过渡到硬基板(LTCC、AlN等)。AlXu等传统封装金属尽管导热性能十分理想，但它们的热膨胀系数与Si、GaAs等芯片，以及陶瓷和电容介质材料存在高热错配应力，这样就很容易引起芯片和陶瓷基片的炸裂或某些焊点、焊缝的开裂。近二十年来问世的碳化硅颗粒/铝基(SiC/Al)复合材料(即碳硅铝材料)就可望替代第一、第二代专用电子封装合金，满足需求。它的热胀系数和陶瓷介质芯片等匹配，且在一定范围内精确可控，比重接近铝合金，强度高，且成本很低。另外，SiC/Al电子封装复合材料具备优异的尺寸稳定性，与其它封装金属相比，机加工及钎焊引起的畸变最小。基于性能优势，SiC/Al电子封装复合材料已在美国航空航天领域获得了大量实际应用。工程应用是在二十世纪九十年代中期兴起的，取得了减重70%的显著效果。由于此种材料的导热率可高达180 W/ (πι·Κ)，从而降低了模块的工作温度，减少了冷却的需要。近年以固态T/R组件为核心的有源相控阵(AESA)技术在国内外都得到了跨越式发展。而硬基板T/R组件外壳材料选择一直是一个大难题，目前只有SiC/Al电子封装复合材料的低比重、低热胀、高导热、高强度、可以气密封装等优良特性，最适合用于硬基板T/R组件外壳材料，尤其是机载雷达。但SiC/Al复合材料的批量化应用还有两个难题，由于碳硅铝材料中碳化硅体积分数50-60%，碳化硅粒径40±20um正态分布，其电镀困难和机加工性能较差。SiC/Al复合材料镀覆困难主要在于材料中的两种组分都是难于镀覆的材料，同时它们的镀覆工艺中还有很多冲突的地方。首先，铝合金因为是两性金属，酸碱都极易腐蚀，化学反应复杂；对氧有高度亲和力，遇氧在表面立即形成氧化膜；铝的线膨胀系数很大(24X10-6/°C );铝化学性质活泼，电化学电位很负(E = -I. 66V)。决定了铝合金的镀层结合力较差，尤其是高温时镀层极易起皮、起泡、脱落。一般的铝合金镀层使用温度很难超过150°C，而T/R组件的使用温度要达到 300。。。其次，碳化硅是立方体晶体结构。晶体结构是最稳定的，难于前处理，镀层生长性和结合力也最差。而且晶体材料电镀前为提高镀层结合力必须经过粗化工艺，能对晶体表面进行腐蚀粗化的都是强酸强碱等强腐蚀性介质，而这些强腐蚀性介质对铝合金的腐蚀性都很强，会造成材料表面的铝被过腐蚀，空表面粗糙度和孔隙率大增，甚至碳化硅颗粒从材料上脱落，影响材料气密，甚至造成材料失效。前处理不到位则会造成碳化硅晶体上镀层无法生长(露点)或碳化硅上镀层结合力差(镀层起泡)。
技术实现思路
专利技术目的针对上述现有存在的问题和不足，本专利技术的目的是提供一种针对碳硅铝材料的化学镀镍液及其前处理及打底镀覆工艺方法，以便于后续可以镀金、镀锡、镀银等，成本较低，适合批量生产。技术方案为实现上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案一种化学镀镍液，包括以下组分及其浓度六水合硫酸镍25 40克/升；次亚磷酸钠20 40克/升；磷酸氢二纳25 40克/升；氨基三甲叉膦酸钠30 60克/升；碘酸钾5 20毫克/升；聚乙二醇2 3. 5克/升。本专利技术的另一个目的是提供了一种碳硅铝镀覆方法，包括以下工序步骤(1)首先对碳硅铝工件进行喷丸处理后，进行除油处理；(2)接着将除油后的工件进行活化处理；(3)经过活化处理的工件进行一次浸锌，然后再脱锌，接着进行二次浸锌处理；(4)经过二次浸锌的工件再进行化学镀镍，该工序操作条件如下pH值为4. O 5. 5，温度为75 90°C、时间为5 30分钟；(5)经过化学镀镍后的工件，再进入到后续电镀工序。作为优选，上述工序步骤(2)活化处理工序的处理液组分及操作条件为500 900ml/L的硝酸、30 100g/L的氟化氢铵，温度为20 25°C，时间为15 60秒。作为优选，所述步骤(3)中一次浸锌和二次浸锌工序的浸锌液的组成以及操作条件为葡萄糖酸钠100-120g / L，酒石酸钾钠50 80g/L，硫酸锌25 40g/L，碳酸钠3 7g/L，氟化锂3 5g/L，温度20-30°C，时间30-60秒。作为优选，所述步骤(I)中除油处理工序的处理液组成及其操作条件为25 40克/升的碳酸钠，25 40克/升的磷酸钠，2 4毫升/升的0P-10乳化剂，温度为55 75°C，时间为30 60秒。有益效果与现有技术相比，本专利技术具有以下优点碳硅铝工件镀镍层覆盖性良好，适合于批量生产，镀层耐温> 30(TC，经高温测试后在IOX显微镜下检验镀层无起皮和起泡现象，适于模块、组件等，可以满足金锡焊料等高温焊接；且工艺是以铝合金镀覆工艺为基础，操作简便、工艺稳定、成本较低，适合批量生产。具体实施例方式下面结合具体实施例，进一步阐明本专利技术，应理解这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围，在阅读了本专利技术之后，本领域技术人员对本专利技术的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。实施例I 一种碳硅铝材料工件的电镀前处理及打底镀覆工艺，具体工艺流程如下 1、喷丸首先对工件表面进行喷丸处理，喷丸采用300目的玻璃珠、压强为2.5大气压； 2、除油经过喷丸的后工件再进行除油处理，除油液的组分为30克/升的磷酸钠，30克/升的碳酸钠，2毫升/升的0P-10，除油温度控制在65 70°C，时间为45秒左右，并经自来水冲洗后进入活化工序； 3、活化活化的目的是将碳硅铝材料中的碳化硅进行适度的刻蚀粗化，从而提高镀层的结合力。活化液中的组成是900ml/L的硝酸，80克/升的氟化氢铵，并在25°C温度下，活化60秒后，经两道纯水清洗，该工序中我们添加了 80g/L的氟化氢铵，能提高对碳化硅的腐蚀； 4、一次浸锌，其目的是在工件表面沉积一层沉锌层，有利于后续工艺。其浸锌液组成及操作条件为葡萄糖酸钠120g / L，酒石酸钾钠60g / L，硫酸锌30g / L，碳酸钠5g / L，氟化锂3g / L，并在20°C左右温度下，沉积50s后，经过两道纯水清洗，进入后续工序； 5、脱锌目的是将一次浸锌获得的较粗糙的沉锌层脱除，其组成是500ml/L的硝酸，并在25°C左右下浸泡60秒，然后再经两道纯水清洗，进入后续工序； 6、二次浸锌，其目的是获得致密的沉锌层，其浸锌液组成和操作条件是120g/ L的葡萄糖酸钠，60g / L的酒石酸钾钠，30g / L的硫酸锌，5g / L的碳酸钠，3g / L的氟化锂，并在20°C左右温度下，沉积30秒，再经两道纯水清洗； 7、化学镀镍，其目的是获得致密的镍层，为后续电镀提供打底层。其组成和操作条件是30克/升的六水硫酸镍，30克/升的次亚磷酸钠，30克/升的磷酸氢二钠，35克/升的氨基三甲叉膦酸钠，10mg/L的KIO3,以及2. 5g/L的聚乙二醇，并在85°C的温度下，反应沉积30分钟，最后经两道纯水清洗后，进入下道工序，例如镀金、镀银、镀锡等。经本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种化学镀镍液，其特征在于包括以下组分及其浓度：六水合硫酸镍：25～40克/升；次亚磷酸钠：20～40克/升；磷酸氢二纳：25～40克/升；氨基三甲叉膦酸钠：30～60克/升；碘酸钾：5～20毫克/升；聚乙二醇：2～3.5克/升。
【技术特征摘要】
1.一种化学镀镍液，其特征在于包括以下组分及其浓度 六水合硫酸镍25 40克/升； 次亚磷酸钠20 40克/升； 磷酸氢二纳25 40克/升； 氨基三甲叉膦酸钠30 60克/升； 碘酸钾5 20毫克/升； 聚乙二醇2 3. 5克/升。2.一种利用根据权利要求I所述化学镀镍液进行碳硅铝镀覆方法，其特征在于包括以 下工序步骤 (1)首先对碳硅铝工件进行喷丸处理后，进行除油处理； (2)接着将除油后的工件进行活化处理； (3)经过活化处理的工件进行一次浸锌，然后再脱锌，接着进行二次浸锌处理； (4)经过二次浸锌的工件再进行化学镀镍，该工序操作条件如下pH值为4.0 5. 5，温度为75 90°C、时间为5 30分钟； (5)经过化学镀镍后的工件，再进入到后续电镀工序。3.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：张韧，
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：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。