一种高温共烧陶瓷封装外壳的化学镀镍钯金的制备方法技术

技术编号：44165112 阅读：3 留言：0更新日期：2025-01-29 10:38

本发明专利技术公开了一种高温共烧陶瓷封装外壳的化学镀镍钯金的制备方法，包括以下步骤：首先将高温共烧陶瓷封装外壳进行除油、酸洗、活化；然后进行化学镀镍，镍层与基材结合形成保护层，然后清洗除去化学镍溶液；接着进行化学镀钯，在化学镍层上形成钯阻挡层，然后清洗除去化学钯溶液；最后进行化学镀金，形成金性能层，然后清洗除去化学金溶液，烘干后制得。本发明专利技术以镀镍层作为保护层，镀钯层作为阻挡层，镀金层作为性能层，可解决高温共烧陶瓷封装外壳采用化学沉金后焊盘的黑盘效应。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种在陶瓷外壳上进行化学镀的方法，尤其涉及一种高温共烧陶瓷封装外壳的化学镀镍钯金的制备方法。

技术介绍

1、在电子封装领域中，由于封装外壳在实际使用时会暴露在不同的环境条件下，例如高温、潮湿、酸碱气氛、氧气等。而陶瓷封装外壳在追求如高导热、良导电等优异性能时，通常会使用不同的金属材料，如铁镍合金、无氧铜、钨铜合金等，部分金属材料本身不耐腐蚀或性能达不到使用要求。因此，在高温共烧陶瓷(htcc)封装外壳的制造过程中，通常需要对其进行表面处理以提高它们耐腐蚀性、导电性、焊接性能和保持特定的外观。而镀层作为表面处理的一种方法，广泛应用于陶瓷电子封装中。

2、在传统的封装外壳镀覆过程中，一般采用电化学沉积的方式为金属部分镀覆镍、金层。这不仅需要外壳金属部分互相保持电连通，而且无法精细控制镀层厚度，一般镀层厚度范围较大，镍层厚度为1.3～8.9μm，金层厚度为1.3～5.7μm。

3、近年来，在htcc封装领域涉及到大量的sip等先进封装，sip封装外壳是典型的具有大量孤岛的产品，使用常规电镀方式几乎无法镀覆，现阶段较为有效的镀覆技术为化学沉积镍金镀层。然而，化学沉积镍金工艺处理后的焊盘容易产生黑盘效应，影响键合、焊接可靠性。因此，急需一种能应用于高温共烧陶瓷封装外壳的镀覆方案来解决上述难题。

技术实现思路

1、专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种高温共烧陶瓷封装外壳的化学镀镍钯金的制备方法，可解决高温共烧陶瓷封装外壳采用化学沉金后焊盘的黑盘效应。</p>

2、技术方案：本专利技术所述的高温共烧陶瓷封装外壳的化学镀镍钯金的制备方法，包括以下步骤：

3、(1)将高温共烧陶瓷封装外壳进行除油、酸洗、活化；

4、(2)将步骤(1)处理后的高温共烧陶瓷封装外壳进行化学镀镍，镍层与基材结合形成保护层，然后清洗除去化学镍溶液；

5、(3)将步骤(2)处理后的高温共烧陶瓷封装外壳进行化学镀钯，在化学镍层上形成钯阻挡层，然后清洗除去化学钯溶液；

6、(4)将步骤(3)处理后的高温共烧陶瓷封装外壳进行化学镀金，形成金性能层，然后清洗除去化学金溶液，烘干后得到表面镀覆化学镍钯金的高温共烧陶瓷封装外壳。

7、其中，步骤(1)中除油过程为：将高温共烧陶瓷封装外壳放进除油剂中进行除油，然后清洗除去除油剂；所述除油剂为碱性除油剂，碱性除油剂使用温度为65～75℃，处理时间为5～15min。

8、其中，步骤(1)中酸洗过程为：将除油后的高温共烧陶瓷封装外壳进行酸洗去污，然后清洗除去酸液；酸洗温度为60～70℃，处理时间为2～3min。

9、其中，步骤(1)中活化过程为：将酸洗后的高温共烧陶瓷封装外壳进行盐酸活化至除去表面氧化层，然后清洗除去盐酸溶液。

10、其中，步骤(1)中酸洗所用酸洗液组份包含：硫酸75～100ml/l，硫脲5～10g/l，乳化剂10～20ml/l；所述乳化剂的主要成分为op-10，即烷基酚聚氧乙烯醚-10。

11、高温共烧陶瓷封装外壳通常由高温共烧陶瓷以及各种金属零件高温焊接而成，金属零件表面黏附细小的金属毛刺，毛刺易形成镀层颗粒。因此在高温共烧陶瓷封装外壳前处理过程中需使用酸洗液除去金属毛刺，在酸洗液中加入硫脲和乳化剂成分可降低酸液对高温共烧陶瓷封装外壳金属基材的腐蚀作用，增强基体与水性溶液的润湿效果，起到清洗金属碎屑沾污而不损伤外壳金属基体的作用。因此使用该酸洗液进行处理时，酸洗液可以将基体上的细小金属毛刺剥离，达到清除金属毛刺的作用，增强溶液润湿效果，提升镀层质量。

12、其中，步骤(1)中活化所用活化液为体积分数45％～55％的盐酸，活化温度35～45℃，使用时间为2～3min。

13、其中，步骤(2)中所述化学镀镍使用中磷化学镍体系，化学镀镍温度为77～83℃，镍离子浓度为4.2～4.6g/l，ph为4.6～4.9，时间为20～30min。

14、其中，步骤(3)中所述化学镀钯溶液使用还原钯体系，化学镀钯温度为60～65℃，钯离子浓度为1.5～2.5g/l，ph为6.0～7.0，时间为5～10min。

15、其中，步骤(4)中所述化学镀金溶液使用置换金体系，化学镀金温度为80～85℃，金离子浓度为1.5～3.0g/l，ph为6.0～7.0，时间为10～15min。

16、其中，镍层厚度为3.0～5.0μm；钯阻挡层厚度为0.05～0.20μm；金性能层厚度为0.05～0.20μm。

17、有益效果：本专利技术与现有技术相比，取得如下显著效果：

18、(1)本镀覆方法化学镍钯金镀层中，镀镍层作为保护层，镀钯层作为阻挡层，镀金层作为性能层，可解决高温共烧陶瓷封装外壳采用化学沉金后焊盘的黑盘效应。(2)化学镍钯金镀层中，镍层厚度为3.0～5.0μm，钯层厚度为0.05～0.20μm，金层厚度为0.05～0.20μm，保证陶瓷封装外壳具备良好的耐用性、可焊性的同时，降低镀层厚度，有效减少贵金属的使用量，缩减镀覆制造成本。(3)本镀覆方法全程使用化学沉积代替电镀，降低能源消耗，减少碳排放。(4)本专利技术提供一种酸洗液的配方及使用方法，本专利技术的酸洗液可以清除金属毛刺，不易腐蚀金属基体，保证镀层质量。(5)本镀覆方法得到的高温共烧陶瓷封装外壳表面的镀层外观良好，且经过本方法镀覆得到的镀层在420℃、n2高温考核后，镀层仍然不起皮、不起泡，结合力良好。(6)本镀覆方法创新性地开发了一种适用于半导体高温共烧陶瓷封装外壳的化学镀镍钯金工艺，适配高温共烧陶瓷封装外壳中sip类无电连通陶瓷外壳的镀覆制造过程。

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【技术保护点】

1.一种高温共烧陶瓷封装外壳的化学镀镍钯金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的高温共烧陶瓷封装外壳的化学镀镍钯金的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述化学镀镍使用中磷化学镍体系，化学镀镍温度为77～83℃，镍离子浓度为4.2～4.6g/L，pH为4.6～4.9，时间为20～30min。

3.根据权利要求1所述的高温共烧陶瓷封装外壳的化学镀镍钯金的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述化学镀钯溶液使用还原钯体系，化学镀钯温度为60～65℃，钯离子浓度为1.5～2.5g/L，pH为6.0～7.0，时间为5～10min。

4.根据权利要求1所述的高温共烧陶瓷封装外壳的化学镀镍钯金的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述化学镀金溶液使用置换金体系，化学镀金温度为80～85℃，金离子浓度为1.5～3.0g/L，pH为6.0～7.0，时间为10～15min。

5.根据权利要求1所述的高温共烧陶瓷封装外壳的化学镀镍钯金的制备方法，其特征在于，镍层厚度为3.0～5.0μm，磷含量为8％～11％；钯阻挡层厚度为0.05～

6.根据权利要求1所述的高温共烧陶瓷封装外壳的化学镀镍钯金的制备方法，其特征在于，步骤(1)中除油过程为：将高温共烧陶瓷封装外壳放进除油剂中进行除油，然后清洗除去除油剂；所述除油剂为碱性除油剂，碱性除油剂使用温度为65～75℃，处理时间为5～15min。

7.根据权利要求1所述的高温共烧陶瓷封装外壳的化学镀镍钯金的制备方法，其特征在于，步骤(1)中酸洗过程为：将除油后的高温共烧陶瓷封装外壳进行酸洗去污，然后清洗除去酸液；酸洗温度为60～70℃，处理时间为2～3min。

8.根据权利要求1所述的高温共烧陶瓷封装外壳的化学镀镍钯金的制备方法，其特征在于，步骤(1)中活化过程为：将酸洗后的高温共烧陶瓷封装外壳进行盐酸活化至除去表面氧化层，然后清洗除去盐酸溶液。

9.根据权利要求1所述的高温共烧陶瓷封装外壳的化学镀镍钯金的制备方法，其特征在于，步骤(1)中酸洗所用酸洗液组份包含：硫酸75～100ml/L，硫脲5～10g/L，乳化剂10～20ml/L。

10.根据权利要求1所述的高温共烧陶瓷封装外壳的化学镀镍钯金的制备方法，其特征在于，步骤(1)中活化所用活化液为体积分数45％～55％的盐酸，活化温度35～45℃，使用时间为2～3min。

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【技术特征摘要】

1.一种高温共烧陶瓷封装外壳的化学镀镍钯金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的高温共烧陶瓷封装外壳的化学镀镍钯金的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述化学镀镍使用中磷化学镍体系，化学镀镍温度为77～83℃，镍离子浓度为4.2～4.6g/l，ph为4.6～4.9，时间为20～30min。

3.根据权利要求1所述的高温共烧陶瓷封装外壳的化学镀镍钯金的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述化学镀钯溶液使用还原钯体系，化学镀钯温度为60～65℃，钯离子浓度为1.5～2.5g/l，ph为6.0～7.0，时间为5～10min。

4.根据权利要求1所述的高温共烧陶瓷封装外壳的化学镀镍钯金的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述化学镀金溶液使用置换金体系，化学镀金温度为80～85℃，金离子浓度为1.5～3.0g/l，ph为6.0～7.0，时间为10～15min。

5.根据权利要求1所述的高温共烧陶瓷封装外壳的化学镀镍钯金的制备方法，其特征在于，镍层厚度为3.0～5.0μm，磷含量为8％～11％；钯阻挡层厚度为0.05～0.20μm；金性能层厚度为0.05～0.20μm。

6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖熙麟，闫慧，徐大伟，李光华，
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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