一种化学镀镍液配方及碳硅铝镀覆工艺方法

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）。Al、Cu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/ (m·K)，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(24×10-6/℃)；铝化学性质活泼，电化学电位很负(E＝-1.66V)。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℃，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）。 

华炬新产品研究所技术咨询委员会科研人员现推荐一项一种化学镀镍液配方及碳硅铝镀覆工艺方法，该技术有益效果：与现有技术相比具有以下优点：碳硅铝工件镀镍层覆盖性良好，适合于批量生产，镀层耐温≥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，现将该一种化学镀镍液配方及碳硅铝镀覆工艺方法及实施例介绍如下供研究交流参考：（611511  225619）

该项目由华炬新产品研究所技术咨询委员会多位专家根据目前国内该领域最新技术推荐的新技术、新产品、新工艺，包括技术工艺、技术创新、技术配方、方法步骤及实例等方面的推荐，供同仁参考交流，鉴于技术配方的特殊性不接受退款，请根据需要斟酌后支付，谢谢。