多层陶瓷外壳电镀层气泡的成因和解决措施深讨

发布时间:2008/6/3 0:00:00 访问次数:512

（江苏省宜兴电子器件总厂，江苏宜兴 214221）

摘要：本文对多层陶瓷外壳电镀层气泡的成因进行了深讨和分析。在实际工作的基础上，提供了解决气泡应采取的措施。

关键词：多层陶瓷外壳,电镀层气泡,成因和解决措施

中图分类号：tn305.94 文献标识码：a 文章编号：1681-1070（2005）07-14-03

1 前言

多层陶瓷外壳是多层陶瓷金属化底座和金属零件（外引线框架、封结环、散热片等）采用银铜焊料钎焊而成的。而金属化材料一般为钨（w）或钼（mo）-锰（mn），外引线和封结环材料一般为铁（fe）-镍（ni）-钴（co）合金或铁（fe）-镍（ni）合金材料，散热片材料一般为钨（w）-铜（cu）或钼（mo）-铜（cu）合金材料。在多种材料上，要先镀镍在镀金，并要保证镀层的质量符合产品标准的要求，这是由一定难度的。在电镀中一般常见的质量问题时镀层的起皮和气泡问题，本文探讨的是在电镀后在外观检验或高温老炼时出现针尖小泡后，在电镀生产工艺中应该采取的措施。

2 多层陶瓷外壳的电镀工艺

多层陶瓷外壳的电镀工艺一般均为先镀镍后镀金。为了保证产品的键合、封盖、可焊性、抗潮湿、抗盐雾等性能指标符合要求，外壳的镀镍通常采用低盈利氨基磺酸镍镀镍，镀金通常采用低硬度纯金（金纯度为99.99%）镀金。多层陶瓷外壳的电镀工艺流程如下：

等离子清洗→超声波清洗→焊料清洗→流动自来水清洗→电解去油→流动自来水清洗→酸洗→去离子水清洗→预镀镍→去离子水清洗→双脉冲镀镍→去离子水清洗→预镀金→去离子水清洗→脉冲镀金→去离子水清洗→热去离子水清洗→脱水烘干。

采用这个工艺流程可以确保外壳电镀后镀液的残余量尽可能地小。

3 电镀气泡的成因

在多层陶瓷外壳电镀生产过程中镀层气泡，主要是镀镍层气泡，在镀镍和镀金生产连续进行的情况下一般是很少发生镀金层气泡的。

镀镍层气泡的原因一般与前期处理不良、前处理各工序间的清洗不够充分有关；其次，镀镍溶液中的杂质过多也能引起气泡；第三，前处理溶液使用时间过长，杂质过多也能引起气泡；第三，前处理溶液使用时间过长，杂质过多，没有及时更换，非但没有达到前处理的目的，发呢日沾污了产品从而引起气泡。多层陶瓷外壳镀镍层旗袍根据分布部位与基体材料的不同，一般分为金属化区域气泡、引线框架和封接环气泡、焊料区域气泡和散热片气泡，由于基体材料的不同，产生气泡的原因也不尽相同。

3.1 金属化区域气泡

金属化区域气泡的原因是由于镀镍层内应力较大。镍层与底金属的结合力不足以消除在高温老炼时镍层中的热应力，使应力集中处出现气泡。一般地说这种气泡，在采用光亮镀镍时，在陶瓷金属化区最容易出现。在采用氨基磺酸镍镀时，在陶瓷金属化区最容易出现。在采用氨基磺酸镍镀暗镍时，其镀镍层应力较小，一般不会出现这个问题。

3.2 引线框架和封接环起泡

引线框架和封接环起泡是由于其表面受到沾污，不清洁，正常电镀工艺中的前处理工艺不能去除这类沾污物，或前处理工艺不正常，造成沾污物去除不干净，是镀镍层与基体金属的结合力差，从而造成起泡。

3.3 焊料区域起泡

焊料区域起泡是由于前工序--钎焊工序在零件装配及钎焊过程中工艺控制不严格，钎焊的零件不清洁，或在钎焊过程中一部分始末微粒（c）沾附在焊料表面，电镀后在焊料区域有石墨微粒沾污的部位就会产生气泡。

3.4 散热片起泡

钨-铜或钼-铜作为陶瓷外壳的散热片器材，在电镀中很容易产生起皮或起泡的原因，是由于这两种材料均属于难镀金属，因此，在带散热片陶瓷外壳的电镀前，必须进行特殊的预处理。

综上所述，电镀起泡的成因主要有：由于前工序造成的沾污引起的外壳表面不清洁，而电镀前处理又未能将沾污物去除掉而产生起泡；在电镀前处理是，各工序的溶液、时间、温度控制不好或操作不当都会使外壳表面的沾污物不能去除干净而引起起泡；钎焊时外壳沾上的石墨微粒，指痕沾污等，用常规的前处理工艺是很难处理干净的，从而产生起泡；正镀镍溶液的杂质离子浓度随着被镀产品数量的增加而增加，使镀镍层的硬度增加，从而使镀镍层的应力增加，引发起泡。

因此，要解决外壳电镀镍起泡问题，必须从前工序做起，同时，控制好前处理工艺和镀镍工艺。

4 解决电镀层起泡的措施

4．1严格工艺卫生

在陶瓷外壳生产过程中，必须对各道工序的工艺卫生作出严格规定，不允许用手直接接触产品，任何时候、任何情况下都必须戴指套方能接触产品。

在外壳钎焊前，必须对装配定位石墨舟及石墨零件进行严格清洗。在加工装配定位石墨舟时，舟表面的石墨微粒遗留较多，为了避免石墨微粒对产品的沾污，必须队石墨舟进行严