铝合金管壳可焊性与防护性表面处理方法技术

本发明专利技术提出的一种铝合金管壳可焊性与防护性表面处理方法，旨在提供一种具有良好可焊性，抗腐蚀能力强，能够在盐雾及其它恶劣环境下仍能保持高可靠性的表面处理方法。本发明专利技术通过下述技术方案予以实现：首先对铝合金管壳整体进行化学氧化处理；再用电镀保护胶保护不需进行镀银的部位，然后在NaOH基碱浸蚀液中褪去需镀银部位的化学氧化膜；再按：镀前处理→两次浸锌→预镀镍→电镀银→镀后处理工艺流程，进行镀层厚度为：Ep?Ni5～7μm，Ag7～9μm的镀银。本发明专利技术弥补了毫米波电路组件铝合金管壳采用镀金方法导致的镀层可焊性差、镀层结合力差、管壳易腐蚀和成本高等缺陷，可显著地提高铝合金管壳的抗腐蚀能力和可焊性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于铝合金管壳焊接区域可焊及高整体防护的表面处理方法，尤其是关于毫米波电路组件铝合金管壳焊接区域可焊及高整体防护的表面处理方法。
技术介绍
毫米波以其波长短、频带宽、准光性和准全天候性的特点备受青睐，被广泛应用于高精度雷达和导航系统、通信系统、辐射计应用系统、医疗诊断和治疗设备等军事和民用领域。毫米波多芯片组件(MCM)是一种混合集成电路技术，为解决毫米波射频组件的封装问题，需要将射频信号引出金属屏蔽管壳。毫米波电路组件多采用结构、功能一体化的金属管壳，其管壳必须满足毫米波电路在电性能、散热、环境适应性、工艺性等多方面的要求，在材料选择、设计、加工、防护等方面具有很高的技术要求。毫米波电路组件管壳多采用铜、·铝、可伐合金等加工。毫米波电路组件管壳要满足毫米波电路在电性能、散热、环境适应性、工艺性等多方面的要求，必须对表面进行镀覆处理。毫米波电路组件管壳对镀覆层要求具有良好的可焊性、与基体良好的结合力及较高的防护性。由于金具有良好的导电、导热、抗氧化、抗腐蚀特性，被大量应用于毫米波电路管壳表面镀覆。毫米波组件镀金工艺通常采用多层镀覆，先进行底层金属打底，再镀中间镀层，最后进行镀金。在毫米波组件管壳中，多采用金属镍作为中间镀层。铝具有较好的导热性，而其质量不到铜的1/3，是一种优秀的轻质材料，通常被用于对散热和重量都有较高要求的管壳。目前毫米波电路组件铝合金管壳镀覆沿用铜合金管壳所采用的镀金工艺，在使用过程中存在镀层可焊性差、镀层结合力差和管壳易腐蚀等缺陷。为满足可焊性要求，其标准要求是镀镍层7 μ m 10 μ m厚，镀金层O. 3 μ m O. 5 μ m厚。但是这种铝合金基体+镀层的体系在腐蚀学机理上则是防护性差的阴极镀层体系。铝，铜，镍，金的标准电极电位分别为-I. 67V，+0. 34V，-0. 25V，+1. 50V，相对于铝合金基体，铜、镍和金均为阴极性镀层，且电位差足够大，电偶腐蚀倾向明显。而为满足可焊性要求的这类厚度的镀镍镀金层是多孔性的，在相对湿度超过70%RH环境下，这种系统将因电解液存在而发生电偶腐蚀，铝合金基体被腐蚀，镀层产生起泡、脱落。这类铝合金镀镍镀金镀层通常被限制不能在I类表面上应用，I型表面是指当设备处于工作或行进状态时暴露于自然环境的表面，或虽然未暴露于自然环境，但能够受到各种气候因素直接作用的表面。如美军标MIL-F-14072(ER)《军用规范地面电子设备的精饰》中规定铝合金表面镀层只能选用镍，并明确要求“对于I类暴露表面，铝上镀镍或镀铜/镍是一种不可靠的做法。镀层中的任何空隙都可能导致严重腐蚀。因此，应用这种镀层是要慎重考虑，只要有可能就避免采用”。对于铝合金管壳的表面处理，长期以来，国内外均采用的镀金处理，由于镀层电偶腐蚀的存在，均不能通过48h盐雾试验考核。近年来，由于轻质铝合金材料的采用，铝合金镀金工艺才开始兴起，但工艺不稳定，铝合金镀金层附着力较差和镀层致密性较差等质量缺陷时有发生。基板和管壳焊接的质量与可靠性正成为决定毫米波组件质量的主要因素。管壳的被焊金属层与焊料的相容性，是直接影响焊接质量的一个重要因素。Sn-Pb合金是微组装中应用最普遍的焊料合金，常使用Sn-Pb焊料对基板和管壳焊接。但在采用Sn-Pb焊料焊接金层时，由于Au在Sn-Pb焊料中快速溶解，会出现Au向焊料的扩散溶蚀现象,并与焊料形成脆性的金属间化合物，导致焊点发脆，俗称“金脆”，直接影响焊接质量。1991年3月，欧洲空间局在《表面安装和混合工艺印刷电路板的高可靠性焊接》中强调“绝不允许用Sn-Pb合金去焊Au。如果陶瓷基片或器件的表面有镀金层或涂金层，则可以采取某种形式的机械打磨，以便保证更好的去金或焊接性能”。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对目前毫米波电路组件铝合金管壳采用镀金，镀层可焊性差、镀层结合力不足差和管壳易腐蚀等缺陷的问题，提供一种具有良好可焊性，抗腐蚀能力强，能够在盐雾及其它恶劣环境下仍能保持高可靠性的表面处理方法。为了实现本专利技术的上述目的，本专利技术提供的一种关于，其特征在于包括如下步骤 首先对铝合金管壳整体进行化学氧化处理；再用电镀保护胶保护不需进行镀银的部位，然后在NaOH基碱浸蚀液中褪去需镀银部位的化学氧化膜；再按镀前处理一两次浸锌或两次浸锌合金一预镀铜或化学镀镍一电镀银一镀后处理工艺流程，进行镀层厚度为Ep*Ni5 7 μ m，Ag7 9 μ m的局部电镀银；去除电镀保护胶并清洗干净，烘干后进行包装。本专利技术相比于现有技术具有如下有益效果 本专利技术采用局部镀和化学氧化相结合对毫米波电路组件铝合金管壳进行防护处理，应用铝合金化学氧化膜的防护性和银镀层的可焊性，提高了毫米波电路组件抗腐蚀能力和长期工作可靠性，保证毫米波电路组件铝合金管壳在盐雾试验及其它恶劣环境下仍能保持高可靠性。采用这种在需焊接部位镀银，其余部位采用化学氧化处理的方法，避免了铝合金镀金工艺不稳定，镀金层附着力较差和镀层致密性较差质量缺陷的发生，解决了铝合金管壳被焊金属层与焊料相容性和镀镍镀金层是多孔性，易发生电偶腐蚀，铝合金基体腐蚀，镀层产生起泡、脱落的问题。本专利技术通过了 168h盐雾试验考核，盐雾试验考核超过了镀金处理3倍以上，且焊接部位采用镀银，更具有良好的可焊性和焊点的可靠性，镀层结合力较高、管壳整体具有较高防护性。由于镀银部位进行了焊接，环境因素不会直接作用基体及镀银层，基体及镀银层具有很高的防护性能。由于铝合金化学氧化和镀银作为电子行业的常规工艺，发展较快，工艺较成熟，镀覆处理质量较高，也相当稳定。较低的成本。由于原材料成本差异的巨大，化学氧化和镀银处理的成本，大大低于镀金的成本，仅相当于镀金成本的1/3至1/4。管壳重量减轻。由于同种铝合金管壳的质量仅为同种铜合金管壳的1/3，其应用可大大减少毫米波电路组件的重量，实现组件的轻量化。利用本专利技术可显著提高铝合金管壳的抗腐蚀能力和可焊性，扩大应用范围，解决困扰铝合金扩大应用防护难题。本专利技术弥补了毫米波电路组件铝合金管壳原来采用镀金方法导致的镀层可焊性差、镀层结合力差、管壳易腐蚀和成本高等缺陷，可显著地提高铝合金管壳的抗腐蚀能力和可焊性，无需采用重量更重成本更高的镀金铜管壳。附图说明为了更清楚地理解本专利技术，现将通过本专利技术实施例，同时参照附图，来描述本专利技术，其中 图I显示了本专利技术在毫米波电路组件铝合金管壳焊接区域可焊及高整体防护的表面处理的一种设计示例。图2显示了本专利技术表面防护处理方法的主要工艺流程。具体实施例方式参阅图I。根据本专利技术，按照可焊性要求，在毫米波电路组件铝合金管壳焊接区域，采用斜线填充示出镀银范围的表面处理区域。在设计图中，镀银部位用斜线填充区域示出 Ep ·Ν 5 7，Ag7 9 (电镀镍5 7 μ m银7 9 μ m)，其余部分化学氧化Ct. cd. O。铝合金可以是Al-Mg系招合金，也可以是Al-Mg-Si系招合金。图2显示为实现本专利技术所述的毫米波电路组件铝合金管壳可焊性与防护性处理方法，技术方案包括以下步骤首先对铝合金管壳进行化学氧化处理，然后用电镀保护胶保护不需进行镀覆的部位，再褪去需镀覆部位的化学氧化膜，进行先镀镍再镀银处理，最后去除电镀保护胶并清洗干净。主要步骤包括 a)按现有技术铝合金氧化成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝合金管壳可焊性与防护性表面处理方法，其特征在于包括如下步骤：首先对铝合金管壳整体进行化学氧化处理；再用电镀保护胶保护不需进行镀银的部位，然后在NaOH基碱浸蚀液中褪去需镀银部位的化学氧化膜；再按镀前处理?→两次浸锌或两次浸锌合金→预镀铜或化学镀镍→电镀银→镀后处理工艺流程，进行镀层厚度为：Ep?Ni5～7μm，Ag7～9μm的镀银；去除电镀保护胶并清洗干净，烘干后进行包装。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：敖辽辉，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十研究所，
类型：发明
国别省市：