一种铜铝混合芯片底座的整体镀银工艺的制作方法

1.本发明涉及芯片底座技术领域，具体为一种铜铝混合芯片底座的整体镀银工艺。

背景技术：

2.底座是激光器的心脏位置，底座用于散发芯片运行时产生的热量，增加芯片热成焊接附着力，其性能对激光器起着决定性的作用；目前，底座在制造时，采用传统电镀的方式在其表面镀银，但是镀银的方式在长期使用来看存在以下缺点：零件镀银后易出现局部无镀层、镀银层结合力差、盲孔与型腔根部容易起皮和起泡的质量问题，同时底座存在导热率低，会影响芯片运行时的性能，降低了芯片使用寿命。

技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种铜铝混合芯片底座的整体镀银工艺，以达到高导热率、可得到均匀、细致、外观银白的镀银层，避免芯片底座出现局部无镀层、镀银层结合力差的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种铜铝混合芯片底座的整体镀银工艺，芯片底座包括底面和周边面，底面的材质为铜，周边面的材质为高导铝，并通过芯片底座模具铸造成型；
5.芯片底座的整体镀银工艺包括以下步骤；
6.步骤(1)、超声波除油；
7.在超声波清洗机内利用去离子水将除油剂稀释到所需液位，并在温度40-60℃下，将芯片底座清洗4-10min；
8.步骤(2)、碱蚀处理；
9.s1、100-110g/l氢氧化钠，40-50g/l高锰酸钾；温度70-80℃，时间8-12min进行氧化处理；
10.s2、40-60g/l氢氧化钠，20-30ml/l缓蚀剂；温度40-60℃，时间3-5min进行碱蚀处理，碱蚀处理后采用超声波彻底清洗；
11.s3、400-450ml/l硝酸，60-80ml/l氟化氢；温度20-25℃，时间40-60s进行出光处理；
12.步骤(3)、电镀处理；
13.镀铬-预镀镍-镀铜；
14.步骤(4)、预镀银；
15.l-2g/lag+，60-70g/l；电流密度，3—6a/dm2，温度20-30℃，时间10-30s；
16.步骤(5)、光亮镀银；
17.18-35g/lag+，100-120g/l游离的，8-15ml/l光亮剂，15-20ml/l光亮剂b；电流密度1-1.5a/dm2；温度20-30℃，根据镀层厚度确定时间；
18.步骤(6)、清洗好的零件经100-120℃烘干后冷却至室温，浸保护剂，经120-150℃
烘干并保温1-1.5h。
19.优选的，步骤(1)中，除油剂为氢氧化钠、碳酸钠、磷酸钠和乳化剂的混合液。
20.优选的，步骤(3)中，镀铬的参数为：1-1.5ml/l硫酸，230-240g/l三氧化铬；温度65-70℃，电流密度40-60a/dm2，时间4-5min。
21.优选的，步骤(3)中，预镀镍的参数为：200-230g/l氯化镍，180-200ml/l氯化氢；温度15-20℃，电流密度5-8a/dm2，时间2-4min。
22.优选的，步骤(3)中，镀铜的参数为：sf-638cu90-110ml/l，sf-638e50-75ml/l，铜含量3-4.0g/l，碳酸钾50-70g/l，sf-638p15-25ml/l；ph9.6-10，温度35-42℃，阴极电流密度1-2.5a/dm2，时间7-12min。
23.优选的，阳极采用无氧电解铜，与阴极的面积比为1.2-1.5：1，采用空气搅拌系统。
24.优选的，步骤(6)中，浸djb-823保护剂，工艺条件为：7-15g/ldjb-823，温度50-65℃，时间50-70s。
25.优选的，步骤(6)中，浸sf-960银保护剂，工艺条件为:sf-960银保护剂40-70g/l，温度40-55℃，时间3-5min。
26.本发明提出的有益效果在于：
27.1、本发明的芯片底座由底面和周边面组成，底面的材质为铜，周边面的材质为高导铝，镀银时控制好每一步的槽液配方含量、温度、时间、电流密度等各种参数，可得到均匀、细致、外观银白的镀银层，镀银层有很强的反光能力和良好的导热、导电、焊接性能，底面的导热率可以达到380度，周边面的导热率可以达到260度，促使芯片运行时产生热量更快的散发，提高了芯片运行时的性能，提高了芯片使用寿命；
28.2、本发明工艺的生产过程降低了氰、镍的使用量，更加环保，降低了成本，低符合清洁生产要求，同时银镀层对芯片焊接会强化附着力以及流通性，焊接时芯片与银层完全贴合，避免芯片底座出现局部无镀层、镀银层结合力差的问题。
具体实施方式
29.下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.实施例1、本发明提供一种技术方案：一种铜铝混合芯片底座的整体镀银工艺，芯片底座包括底面和周边面，底面的材质为铜，周边面的材质为高导铝，并通过芯片底座模具铸造成型；
31.芯片底座的整体镀银工艺包括以下步骤；
32.步骤(1)、超声波除油；
33.在超声波清洗机内利用去离子水将除油剂稀释到所需液位，并在温度40℃下，将芯片底座清洗4min，超声波频率大于40khz，振动能量大于12w/l；
34.除油剂为氢氧化钠、碳酸钠、磷酸钠和乳化剂的混合液，其浓度为，氢氧化钠5l、碳酸钠5g/l、磷酸钠50g/l和乳化剂102g/l；
35.步骤(2)、碱蚀处理，目的是去除零件表面的氧化膜；
36.s1、100g/l氢氧化钠，40g/l高锰酸钾；温度70℃，时间8min进行氧化处理；
37.s2、40g/l氢氧化钠，20ml/l缓蚀剂；温度40℃，时间3min进行碱蚀处理，碱蚀处理后采用超声波彻底清洗；
38.s3、400ml/l硝酸，60ml/l氟化氢；温度20-25℃，时间40s进行出光处理；
39.酸浸蚀的目的是把疏松的氧化皮去掉，浸蚀液浓度偏高或时间太长、温度太高，容易使基体过腐蚀，降低零件的表面质量；若浓度低、时间短、温度低，达不到活化的目的，降低镀层的结合力，本实施例控制好浸蚀液的浓度、温度、时间保证镀层结合力；
40.步骤(3)、电镀处理；
41.镀铬-预镀镍-镀铜；
42.活化处理：在naoh含量为40g/l的溶液中，于室温下浸0.5min，然后在50ml/l的硫酸溶液中，于室温下浸0.5min，活化后快速进行镀铬；
43.镀铬的参数为：1ml/l硫酸，230g/l三氧化铬；温度65℃，电流密度40a/dm2，时间4min；
44.预镀镍的参数为：200g/l氯化镍，180ml/l氯化氢；温度15℃，电流密度5a/dm2，时间2min；
45.镀铜的参数为：sf-638cu90ml/l，sf-638e50ml/l，铜含量3g/l，碳酸钾50g/l，sf-638p15ml/l；ph9.6，温度35℃，阴极电流密度1a/dm2，时间7min；
46.阳极采用无氧电解铜，与阴极的面积比为1.2：1，采用空气搅拌系统，为得到更佳的镀层，工件可以用大电流冲击l0-20s后恢复标准电流密度电镀；
47.步骤(4)、预镀银；
48.lg/lag+，60g/l；电流密度，3a/dm2，温度20℃，时间10s；
49.镀银槽最好配置循环过滤促使工件保持晃动的状态，没有循环过滤要经常摇动零件，避免零件的边角易烧焦，冬天镀银槽需适当加热；镀银阳极应加阳极套，阳极最好经适当的热处理，使阳极能够正常溶解；
50.步骤(5)、光亮镀银；
51.18g/lag+，100g/l游离的，8ml/l光亮剂，15ml/l光亮剂b；电流密度1a/dm2；温度20℃，根据镀层厚度确定时间。
52.步骤(6)、清洗好的零件经100℃烘干后冷却至室温，浸保护剂，经120℃烘干并保温1h；
53.浸djb-823保护剂，工艺条件为：7g/ldjb-823，温度50℃，时间50s。
54.实施例2、本发明提供另一种技术方案：一种铜铝混合芯片底座的整体镀银工艺，芯片底座包括底面和周边面，底面的材质为铜，周边面的材质为高导铝，并通过芯片底座模具铸造成型；
55.芯片底座的整体镀银工艺包括以下步骤；
56.步骤(1)、超声波除油；
57.在超声波清洗机内利用去离子水将除油剂稀释到所需液位，并在温度60℃下，将芯片底座清洗10min，超声波频率大于40khz，振动能量大于12w/l；
58.除油剂为氢氧化钠、碳酸钠、磷酸钠和乳化剂的混合液，其浓度为，氢氧化钠5l、碳酸钠5g/l、磷酸钠50g/l和乳化剂102g/l；
59.步骤(2)、碱蚀处理，目的是去除零件表面的氧化膜；
60.s1、110g/l氢氧化钠，50g/l高锰酸钾；温度80℃，时间12min进行氧化处理；
61.s2、60g/l氢氧化钠，30ml/l缓蚀剂；温度60℃，时间5min进行碱蚀处理，碱蚀处理后采用超声波彻底清洗；
62.s3、450ml/l硝酸，80ml/l氟化氢；温度25℃，时间60s进行出光处理；
63.酸浸蚀的目的是把疏松的氧化皮去掉，浸蚀液浓度偏高或时间太长、温度太高，容易使基体过腐蚀，降低零件的表面质量；若浓度低、时间短、温度低，达不到活化的目的，降低镀层的结合力，本实施例控制好浸蚀液的浓度、温度、时间保证镀层结合力；
64.步骤(3)、电镀处理；
65.镀铬-预镀镍-镀铜；
66.活化处理：在naoh含量为50g/l的溶液中，于室温下浸1min，然后在60ml/l的硫酸溶液中，于室温下浸1min，活化后快速进行镀铬；
67.镀铬的参数为：1.5ml/l硫酸，240g/l三氧化铬；温度70℃，电流密度60a/dm2，时间5min；
68.预镀镍的参数为：230g/l氯化镍，200ml/l氯化氢；温度20℃，电流密度8a/dm2，时间4min；
69.镀铜的参数为：sf-638cu110ml/l，sf-638e75ml/l，铜含量4.0g/l，碳酸钾70g/l，sf-638p25ml/l；ph10，温度42℃，阴极电流密度2.5a/dm2，时间7-12min；
70.阳极采用无氧电解铜，与阴极的面积比为1.5：1，采用空气搅拌系统，为得到更佳的镀层，工件可以用大电流冲击l0-20s后恢复标准电流密度电镀；
71.步骤(4)、预镀银；
72.2g/lag+，70g/l；电流密度，6a/dm2，温度30℃，时间30s；
73.镀银槽最好配置循环过滤促使工件保持晃动的状态，没有循环过滤要经常摇动零件，避免零件的边角易烧焦，冬天镀银槽需适当加热；镀银阳极应加阳极套，阳极最好经适当的热处理，使阳极能够正常溶解；
74.步骤(5)、光亮镀银；
75.35g/lag+，120g/l游离的，15ml/l光亮剂，20ml/l光亮剂b；电流密度1.5a/dm2；温度30℃，根据镀层厚度确定时间。
76.步骤(6)、清洗好的零件经120℃烘干后冷却至室温，浸保护剂，经150℃烘干并保温1.5h；
77.浸sf-960银保护剂，工艺条件为:sf-960银保护剂70g/l，温度55℃，时间5min。
78.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：

1.一种铜铝混合芯片底座的整体镀银工艺，其特征在于，芯片底座包括底面和周边面，底面的材质为铜，周边面的材质为高导铝，并通过芯片底座模具铸造成型；芯片底座的整体镀银工艺包括以下步骤；步骤(1)、超声波除油；在超声波清洗机内利用去离子水将除油剂稀释到所需液位，并在温度40-60℃下，将芯片底座清洗4-10min；步骤(2)、碱蚀处理；s1、100-110g/l氢氧化钠，40-50g/l高锰酸钾；温度70-80℃，时间8-12min进行氧化处理；s2、40-60g/l氢氧化钠，20-30ml/l缓蚀剂；温度40-60℃，时间3-5min进行碱蚀处理，碱蚀处理后采用超声波彻底清洗；s3、400-450ml/l硝酸，60-80ml/l氟化氢；温度20-25℃，时间40-60s进行出光处理；步骤(3)、电镀处理；镀铬-预镀镍-镀铜；步骤(4)、预镀银；l-2g/lag+，60-70g/l；电流密度，3—6a/dm2，温度20-30℃，时间10-30s；步骤(5)、光亮镀银；18-35g/lag+，100-120g/l游离的，8-15ml/l光亮剂，15-20ml/l光亮剂b；电流密度1-1.5a/dm2；温度20-30℃，根据镀层厚度确定时间；步骤(6)、清洗好的零件经100-120℃烘干后冷却至室温，浸保护剂，经120-150℃烘干并保温1-1.5h。2.根据权利要求1所述的一种铜铝混合芯片底座的整体镀银工艺，其特征在于：步骤(1)中，除油剂为氢氧化钠、碳酸钠、磷酸钠和乳化剂的混合液，其浓度为，氢氧化钠5l、碳酸钠5g/l、磷酸钠50g/l和乳化剂102g/l。3.根据权利要求1所述的一种铜铝混合芯片底座的整体镀银工艺，其特征在于：步骤(3)中，镀铬的参数为：1-1.5ml/l硫酸，230-240g/l三氧化铬；温度65-70℃，电流密度40-60a/dm2，时间4-5min。活化处理：在naoh含量为40-50g/l的溶液中，于室温下浸0.5-1min，然后在50-60ml/l的硫酸溶液中，于室温下浸0.5-1min，活化后快速进行镀铬。4.根据权利要求1所述的一种铜铝混合芯片底座的整体镀银工艺，其特征在于：步骤(3)中，预镀镍的参数为：200-230g/l氯化镍，180-200ml/l氯化氢；温度15-20℃，电流密度5-8a/dm2，时间2-4min。5.根据权利要求1所述的一种铜铝混合芯片底座的整体镀银工艺，其特征在于：步骤(3)中，镀铜的参数为：sf-638cu90-110ml/l，sf-638e50-75ml/l，铜含量3-4.0g/l，碳酸钾50-70g/l，sf-638p15-25ml/l；ph9.6-10，温度35-42℃，阴极电流密度1-2.5a/dm2，时间7-12min。6.根据权利要求5所述的一种铜铝混合芯片底座的整体镀银工艺，其特征在于：阳极采用无氧电解铜，与阴极的面积比为1.2-1.5：1，采用空气搅拌系统，为得到更佳的镀层，工件可以用大电流冲击l0-20s后恢复标准电流密度电镀。
7.根据权利要求1所述的一种铜铝混合芯片底座的整体镀银工艺，其特征在于：步骤(6)中，浸djb-823保护剂，工艺条件为：7-15g/ldjb-823，温度50-65℃，时间50-70s。8.根据权利要求1所述的一种铜铝混合芯片底座的整体镀银工艺，其特征在于：步骤(6)中，浸sf-960银保护剂，工艺条件为:sf-960银保护剂40-70g/l，温度40-55℃，时间3-5min。

技术总结

本发明涉及芯片底座技术领域，本发明公开了一种铜铝混合芯片底座的整体镀银工艺，芯片底座包括底面和周边面，底面的材质为铜，周边面的材质为高导铝，并通过芯片底座模具铸造成型；步骤(1)、超声波除油；步骤(2)、碱蚀处理；步骤(3)、电镀处理；镀铬-预镀镍-镀铜；步骤(4)、预镀银；步骤(5)、光亮镀银；步骤(6)、清洗好的零件经100-120℃烘干后冷却至室温，浸保护剂，经120-150℃烘干并保温1-1.5h。镀银层有很强的反光能力和良好的导热、导电、焊接性能，底面的导热率可以达到380度，周边面的导热率可以达到260度，促使芯片运行时产生热量更快的散发，提高了芯片运行时的性能，提高了芯片使用寿命。寿命。