11月30日，第七屆陶瓷封裝管殼產(chǎn)業(yè)論壇將于蘇州舉辦，屆時(shí)佳利電子、中電科43所/合肥圣達(dá)、合肥芯谷微電子、佛大華康、泓湃科技、上海住榮、德中激光、北京中礎(chǔ)窯爐、深圳禾思、西北工業(yè)大學(xué)等業(yè)內(nèi)知名企業(yè)將帶來精彩報(bào)告分享，更多議題征集中，演講&贊助&參會(huì)請(qǐng)聯(lián)系李小姐：18124643204（同微信）
多層陶瓷外殼是多層陶瓷金屬化底座和金屬零件（外引線框架、封結(jié)環(huán)、散熱片等）采用銀銅焊料釬焊而成的。而金屬化材料一般為鎢或鉬-錳，外引線和封結(jié)環(huán)材料一般為鐵-鎳-鈷合金或鐵-鎳合金材料，散熱片材料一般為鎢-銅或鉬-銅合金材料。在多種材料上，要先鍍鎳在鍍金，并要保證鍍層的質(zhì)量符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求，這是由一定難度的。在電鍍中一般常見的質(zhì)量問題是鍍層的起皮和起泡問題。
△陶瓷扁平外殼，來源：宜興電子器件總廠官網(wǎng)
多層陶瓷外殼的電鍍工藝
多層陶瓷外殼的電鍍工藝一般均為先鍍鎳后鍍金。為了保證產(chǎn)品的鍵合、封蓋、可焊性、抗潮濕、抗鹽霧等性能指標(biāo)符合要求，外殼的鍍鎳通常采用低應(yīng)力氨基磺酸鎳鍍鎳，鍍金通常采用低硬度純金（金純度為99.99%）鍍金。多層陶瓷外殼的電鍍工藝流程如下所示：
電鍍層起泡的成因
在多層陶瓷外殼電鍍生產(chǎn)過程中鍍層起泡，主要是鍍鎳層起泡，在鍍鎳和鍍金生產(chǎn)連續(xù)進(jìn)行的情況下一般是很少發(fā)生鍍金層起泡的。多層陶瓷外殼鍍鎳層起泡根據(jù)分布部位與基體材料的不同，一般分為金屬化區(qū)域起泡、引線框架和封接環(huán)起泡、焊料區(qū)域起泡和散熱片起泡，由于基體材料的不同，產(chǎn)生起泡的原因也不盡相同。金屬化區(qū)域起泡的原因是由于鍍鎳層內(nèi)應(yīng)力較大。鎳層與底金屬的結(jié)合力不足以消除在高溫老煉時(shí)鎳層中的熱應(yīng)力，使應(yīng)力集中處出現(xiàn)起泡。在采用光亮鍍鎳時(shí)，在陶瓷金屬化區(qū)最容易出現(xiàn)。在采用氨基磺酸鎳鍍暗鎳時(shí)，其鍍鎳層應(yīng)力較小，一般不會(huì)出現(xiàn)這個(gè)問題。引線框架和封接環(huán)起泡是由于其表面受到沾污，不清潔，正常電鍍工藝中的前處理工藝不能去除這類沾污物，或前處理工藝不正常，造成沾污物去除不干凈，使鍍鎳層與基體金屬的結(jié)合力差，從而造成起泡。焊料區(qū)域起泡是由于前工序--釬焊工序在零件裝配及釬焊過程中工藝控制不嚴(yán)格，釬焊的零件不清潔，或在釬焊過程中一部分石墨微粒（C）沾附在焊料表面，電鍍后在焊料區(qū)域有石墨微粒沾污的部位就會(huì)產(chǎn)生起泡。鎢-銅或鉬-銅作為陶瓷外殼的散熱片材料，在電鍍中很容易產(chǎn)生起皮或起泡的原因，是由于這兩種材料均屬于難鍍金屬，因此，在帶散熱片陶瓷外殼的電鍍前，必須進(jìn)行特殊的預(yù)處理。①由于前工序造成的沾污引起的外殼表面不清潔，而電鍍前處理又未能將沾污物去除掉而產(chǎn)生起泡；②在電鍍前處理是，各工序的溶液、時(shí)間、溫度控制不好或操作不當(dāng)都會(huì)使外殼表面的沾污物不能去除干凈而引起起泡；③釬焊時(shí)外殼沾上的石墨微粒，指痕沾污等，用常規(guī)的前處理工藝很難處理干凈，從而產(chǎn)生起泡；④正鍍鎳溶液的雜質(zhì)離子濃度隨著被鍍產(chǎn)品數(shù)量的增加而增加，使鍍鎳層的硬度增加，從而使鍍鎳層的應(yīng)力增加，引發(fā)起泡。
解決電鍍層起泡的措施
在陶瓷外殼生產(chǎn)過程中，必須對(duì)各道工序的工藝衛(wèi)生作出嚴(yán)格規(guī)定，不允許用手直接接觸產(chǎn)品，任何時(shí)候、任何情況下都必須戴指套方能接觸產(chǎn)品。在外殼釬焊前，必須對(duì)裝配定位石墨舟及石墨零件進(jìn)行嚴(yán)格清洗，定期對(duì)釬焊爐進(jìn)行清理。在裝配時(shí)必須保證金屬零件的清潔，對(duì)所用的金屬零件和焊料進(jìn)行嚴(yán)格清洗，裝配時(shí)應(yīng)戴指套進(jìn)行裝配。多層陶瓷外殼金屬零件的釬焊，可以選擇氮?dú)獗Ｗo(hù)釬焊爐或氫氣保護(hù)釬焊爐進(jìn)行釬焊，但是，采用氮?dú)獗Ｗo(hù)釬焊爐釬焊時(shí)，氮?dú)獾募兌缺仨毚笥诘扔?9．99%。在釬焊過程中，必須嚴(yán)格釬焊工藝，特別是釬焊爐爐溫不能過高。一般地說，在采用Ag72／Cu28焊料時(shí)，釬焊溫度不能超過950℃，時(shí)間不能超過5分鐘。這是由于溫度過高或時(shí)間過長(zhǎng)后，焊料從固態(tài)熔化成液態(tài)時(shí)，一方面會(huì)出現(xiàn)氣化，造成焊料內(nèi)部出現(xiàn)蜂窩狀組織，降低釬焊強(qiáng)度；另一方面石墨微粒會(huì)侵入熔化的焊料，漂浮在焊料表面，在焊料冷卻后被焊料包裹一部分，另一部分浮在焊料面上，在電鍍前處理時(shí)無法將其去除，從而在鍍鎳鍍金后，有石墨微粒的地方就會(huì)產(chǎn)生起泡。這種石墨微粒氣泡，是常規(guī)電鍍前處理工藝無法解決的。外殼電鍍的前處理工藝與外殼被鍍表面的清潔性有著直接的關(guān)系，是解決電鍍起泡的關(guān)鍵，可根據(jù)產(chǎn)品和環(huán)境情況作適當(dāng)調(diào)整前處理工藝。及時(shí)更換堿溶液和酸溶液，避免被鍍表沾上雜質(zhì)。優(yōu)化鍍鎳工藝也是解決鍍鎳起泡的措施之一，在采用低應(yīng)力氨基磺酸鹽鍍鎳時(shí)，可在正鍍鎳之前增加一道預(yù)鍍鎳工藝，這對(duì)解決金屬化區(qū)域起泡有好處。⑤加強(qiáng)對(duì)鍍鎳溶液的維護(hù)為了保證外殼的鍍層質(zhì)最，必須加強(qiáng)對(duì)鍍鎳溶液的維護(hù)，要定期分析和調(diào)整溶液的各項(xiàng)參數(shù)，使其在工藝規(guī)定的范圍內(nèi)；其次，要根據(jù)已鍍產(chǎn)品的數(shù)量，對(duì)溶液進(jìn)行活性碳處理，以除去溶液內(nèi)的有機(jī)雜質(zhì)；第三，要根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量情況和已鍍產(chǎn)品數(shù)量，對(duì)溶液進(jìn)行小電流處理，以除去溶液內(nèi)的雜質(zhì)金屬離子，以保證鍍鎳層的純度，降低鍍鎳層的應(yīng)力，減少起泡的可能性。⑥鍍鎳和鍍金生產(chǎn)應(yīng)連續(xù)進(jìn)行外殼的鍍鎳和鍍金生產(chǎn)應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，以減少鍍金層起泡的發(fā)生。當(dāng)出現(xiàn)停電或設(shè)備故障時(shí)，一旦鍍鎳和鍍金生產(chǎn)不能連續(xù)進(jìn)行時(shí)，應(yīng)將產(chǎn)品浸放在去離子水中，當(dāng)故障排除后，應(yīng)用酸溶液對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行酸洗，再用去離子水漂洗干凈后，立即進(jìn)行下道工序生產(chǎn)。帶散熱片的陶瓷外殼存釬焊前應(yīng)對(duì)散熱片先進(jìn)行預(yù)處理，必須先鍍上一層鎳，再進(jìn)行釬焊，以減少起泡的可能性。來源：多層陶瓷外殼電鍍層起泡的成因和解決措施探討，湯紀(jì)南 , 李裕洪，電子與封裝艾邦建有陶瓷封裝全產(chǎn)業(yè)鏈微信群，歡迎陶瓷封裝產(chǎn)業(yè)鏈上下游掃碼加群與我們交流。
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The?7th Ceramic Packages?Industry Forum（虎丘區(qū)城際路21號(hào) 近高鐵蘇州新區(qū)站）?
序號(hào) | 暫定議題 | 擬邀請(qǐng) |
1 | 多層陶瓷高溫共燒關(guān)鍵技術(shù)介紹 | 佳利電子 總經(jīng)理 胡元云 |
2 | 氮化鋁陶瓷封裝材料現(xiàn)狀及技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) | 中電43所/合肥圣達(dá) 研究員級(jí)高工 張浩 |
3 | 半導(dǎo)體芯片管殼封裝及設(shè)備介紹 | 佛大華康 董事長(zhǎng) 劉榮富 |
4 | HTCC陶瓷封裝用配套電子材料的匹配性問題研究 | 泓湃科技 CEO 陳立橋 |
5 | 多層共燒陶瓷燒結(jié)關(guān)鍵技術(shù)探討 | 北京中礎(chǔ)窯爐 |
6 | AI技術(shù)在陶瓷膜片外觀缺陷檢測(cè)中的應(yīng)用介紹 | 深圳禾思 副總經(jīng)理/創(chuàng)始人 劉偉生 |
7 | 多層陶瓷關(guān)鍵設(shè)備技術(shù) | 上海住榮 |
8 | 集成電路陶瓷封裝外殼仿真設(shè)計(jì) | 合肥芯谷微 研發(fā)總監(jiān) 胡張平 |
9 | 激光技術(shù)在陶瓷封裝管殼領(lǐng)域的應(yīng)用 | 德中技術(shù) 張卓 市場(chǎng)與戰(zhàn)略發(fā)展總監(jiān) |
10 | 基于HTCC的射頻收發(fā)3D-SIP設(shè)計(jì) | 西北工業(yè)大學(xué) 副教授 陸喜龍 |
11 | 多層共燒金屬化氮化鋁陶瓷工藝研究 | 待定 |
12 | 陶瓷封裝外殼在光通信領(lǐng)域的應(yīng)用趨勢(shì) | 擬邀請(qǐng)十三所/三環(huán) |
13 | 多層陶瓷封裝外殼的生產(chǎn)工藝和可靠性設(shè)計(jì) | 擬邀請(qǐng)東瓷科技/宜興電子器件總廠 |
14 | 等離子清洗在高密度陶瓷封裝外殼上的應(yīng)用 | 擬邀請(qǐng)吉康遠(yuǎn)景/東信高科/納恩科技/晟鼎精密 |
15 | HTCC高溫共燒陶瓷用生瓷帶的開發(fā) | 擬邀請(qǐng)六方鈺成 |
16 | B-stage膠水在管殼封裝中的應(yīng)用 | 擬邀請(qǐng)佛山華智 |
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原文始發(fā)于微信公眾號(hào)（艾邦陶瓷展）：多層陶瓷外殼電鍍層起泡成因及解決措施
