專利名稱：鋁合金管殼可焊性與防護(hù)性表面處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于鋁合金管殼焊接區(qū)域可焊及高整體防護(hù)的表面處理方法，尤其是關(guān)于毫米波電路組件鋁合金管殼焊接區(qū)域可焊及高整體防護(hù)的表面處理方法。
背景技術(shù)：
毫米波以其波長(zhǎng)短、頻帶寬、準(zhǔn)光性和準(zhǔn)全天候性的特點(diǎn)備受青睞，被廣泛應(yīng)用于高精度雷達(dá)和導(dǎo)航系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、輻射計(jì)應(yīng)用系統(tǒng)、醫(yī)療診斷和治療設(shè)備等軍事和民用領(lǐng)域。毫米波多芯片組件(MCM)是一種混合集成電路技術(shù)，為解決毫米波射頻組件的封裝問題，需要將射頻信號(hào)引出金屬屏蔽管殼。毫米波電路組件多采用結(jié)構(gòu)、功能一體化的金屬管殼，其管殼必須滿足毫米波電路在電性能、散熱、環(huán)境適應(yīng)性、工藝性等多方面的要求，在材料選擇、設(shè)計(jì)、加工、防護(hù)等方面具有很高的技術(shù)要求。毫米波電路組件管殼多采用銅、·鋁、可伐合金等加工。毫米波電路組件管殼要滿足毫米波電路在電性能、散熱、環(huán)境適應(yīng)性、工藝性等多方面的要求，必須對(duì)表面進(jìn)行鍍覆處理。毫米波電路組件管殼對(duì)鍍覆層要求具有良好的可焊性、與基體良好的結(jié)合力及較高的防護(hù)性。由于金具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱、抗氧化、抗腐蝕特性，被大量應(yīng)用于毫米波電路管殼表面鍍覆。毫米波組件鍍金工藝通常采用多層鍍覆，先進(jìn)行底層金屬打底，再鍍中間鍍層，最后進(jìn)行鍍金。在毫米波組件管殼中，多采用金屬鎳作為中間鍍層。鋁具有較好的導(dǎo)熱性，而其質(zhì)量不到銅的1/3，是一種優(yōu)秀的輕質(zhì)材料，通常被用于對(duì)散熱和重量都有較高要求的管殼。目前毫米波電路組件鋁合金管殼鍍覆沿用銅合金管殼所采用的鍍金工藝，在使用過程中存在鍍層可焊性差、鍍層結(jié)合力差和管殼易腐蝕等缺陷。為滿足可焊性要求，其標(biāo)準(zhǔn)要求是鍍鎳層7 μ m 10 μ m厚，鍍金層O. 3 μ m O. 5 μ m厚。但是這種鋁合金基體+鍍層的體系在腐蝕學(xué)機(jī)理上則是防護(hù)性差的陰極鍍層體系。鋁，銅，鎳，金的標(biāo)準(zhǔn)電極電位分別為-I. 67V，+0. 34V，-0. 25V，+1. 50V，相對(duì)于鋁合金基體，銅、鎳和金均為陰極性鍍層，且電位差足夠大，電偶腐蝕傾向明顯。而為滿足可焊性要求的這類厚度的鍍鎳鍍金層是多孔性的，在相對(duì)濕度超過70%RH環(huán)境下，這種系統(tǒng)將因電解液存在而發(fā)生電偶腐蝕，鋁合金基體被腐蝕，鍍層產(chǎn)生起泡、脫落。這類鋁合金鍍鎳鍍金鍍層通常被限制不能在I類表面上應(yīng)用，I型表面是指當(dāng)設(shè)備處于工作或行進(jìn)狀態(tài)時(shí)暴露于自然環(huán)境的表面，或雖然未暴露于自然環(huán)境，但能夠受到各種氣候因素直接作用的表面。如美軍標(biāo)MIL-F-14072(ER)《軍用規(guī)范地面電子設(shè)備的精飾》中規(guī)定鋁合金表面鍍層只能選用鎳，并明確要求“對(duì)于I類暴露表面，鋁上鍍鎳或鍍銅/鎳是一種不可靠的做法。鍍層中的任何空隙都可能導(dǎo)致嚴(yán)重腐蝕。因此，應(yīng)用這種鍍層是要慎重考慮，只要有可能就避免采用”。對(duì)于鋁合金管殼的表面處理，長(zhǎng)期以來，國(guó)內(nèi)外均采用的鍍金處理，由于鍍層電偶腐蝕的存在，均不能通過48h鹽霧試驗(yàn)考核。近年來，由于輕質(zhì)鋁合金材料的采用，鋁合金鍍金工藝才開始興起，但工藝不穩(wěn)定，鋁合金鍍金層附著力較差和鍍層致密性較差等質(zhì)量缺陷時(shí)有發(fā)生?；搴凸軞ず附拥馁|(zhì)量與可靠性正成為決定毫米波組件質(zhì)量的主要因素。管殼的被焊金屬層與焊料的相容性，是直接影響焊接質(zhì)量的一個(gè)重要因素。Sn-Pb合金是微組裝中應(yīng)用最普遍的焊料合金，常使用Sn-Pb焊料對(duì)基板和管殼焊接。但在采用Sn-Pb焊料焊接金層時(shí)，由于Au在Sn-Pb焊料中快速溶解，會(huì)出現(xiàn)Au向焊料的擴(kuò)散溶蝕現(xiàn)象,并與焊料形成脆性的金屬間化合物，導(dǎo)致焊點(diǎn)發(fā)脆，俗稱“金脆”，直接影響焊接質(zhì)量。1991年3月，歐洲空間局在《表面安裝和混合工藝印刷電路板的高可靠性焊接》中強(qiáng)調(diào)“絕不允許用Sn-Pb合金去焊Au。如果陶瓷基片或器件的表面有鍍金層或涂金層，則可以采取某種形式的機(jī)械打磨，以便保證更好的去金或焊接性能”。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)目前毫米波電路組件鋁合金管殼采用鍍金，鍍層可焊性差、鍍層結(jié)合力不足差和管殼易腐蝕等缺陷的問題，提供一種具有良好可焊性，抗腐蝕能力強(qiáng)，能夠在鹽霧及其它惡劣環(huán)境下仍能保持高可靠性的表面處理方法。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明提供的一種關(guān)于鋁合金管殼可焊性與防護(hù)性表面處理方法，其特征在于包括如下步驟
首先對(duì)鋁合金管殼整體進(jìn)行化學(xué)氧化處理；再用電鍍保護(hù)膠保護(hù)不需進(jìn)行鍍銀的部位，然后在NaOH基堿浸蝕液中褪去需鍍銀部位的化學(xué)氧化膜；再按鍍前處理一兩次浸鋅或兩次浸鋅合金一預(yù)鍍銅或化學(xué)鍍鎳一電鍍銀一鍍后處理工藝流程，進(jìn)行鍍層厚度為Ep*Ni5 7 μ m，Ag7 9 μ m的局部電鍍銀；去除電鍍保護(hù)膠并清洗干凈，烘干后進(jìn)行包裝。本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果
本發(fā)明采用局部鍍和化學(xué)氧化相結(jié)合對(duì)毫米波電路組件鋁合金管殼進(jìn)行防護(hù)處理，應(yīng)用鋁合金化學(xué)氧化膜的防護(hù)性和銀鍍層的可焊性，提高了毫米波電路組件抗腐蝕能力和長(zhǎng)期工作可靠性，保證毫米波電路組件鋁合金管殼在鹽霧試驗(yàn)及其它惡劣環(huán)境下仍能保持高可靠性。采用這種在需焊接部位鍍銀，其余部位采用化學(xué)氧化處理的方法，避免了鋁合金鍍金工藝不穩(wěn)定，鍍金層附著力較差和鍍層致密性較差質(zhì)量缺陷的發(fā)生，解決了鋁合金管殼被焊金屬層與焊料相容性和鍍鎳鍍金層是多孔性，易發(fā)生電偶腐蝕，鋁合金基體腐蝕，鍍層產(chǎn)生起泡、脫落的問題。本發(fā)明通過了 168h鹽霧試驗(yàn)考核，鹽霧試驗(yàn)考核超過了鍍金處理3倍以上，且焊接部位采用鍍銀，更具有良好的可焊性和焊點(diǎn)的可靠性，鍍層結(jié)合力較高、管殼整體具有較高防護(hù)性。由于鍍銀部位進(jìn)行了焊接，環(huán)境因素不會(huì)直接作用基體及鍍銀層，基體及鍍銀層具有很高的防護(hù)性能。由于鋁合金化學(xué)氧化和鍍銀作為電子行業(yè)的常規(guī)工藝，發(fā)展較快，工藝較成熟，鍍覆處理質(zhì)量較高，也相當(dāng)穩(wěn)定。較低的成本。由于原材料成本差異的巨大，化學(xué)氧化和鍍銀處理的成本，大大低于鍍金的成本，僅相當(dāng)于鍍金成本的1/3至1/4。管殼重量減輕。由于同種鋁合金管殼的質(zhì)量?jī)H為同種銅合金管殼的1/3，其應(yīng)用可大大減少毫米波電路組件的重量，實(shí)現(xiàn)組件的輕量化。利用本發(fā)明可顯著提高鋁合金管殼的抗腐蝕能力和可焊性，擴(kuò)大應(yīng)用范圍，解決困擾鋁合金擴(kuò)大應(yīng)用防護(hù)難題。本發(fā)明彌補(bǔ)了毫米波電路組件鋁合金管殼原來采用鍍金方法導(dǎo)致的鍍層可焊性差、鍍層結(jié)合力差、管殼易腐蝕和成本高等缺陷，可顯著地提高鋁合金管殼的抗腐蝕能力和可焊性，無需采用重量更重成本更高的鍍金銅管殼。


為了更清楚地理解本發(fā)明，現(xiàn)將通過本發(fā)明實(shí)施例，同時(shí)參照附圖，來描述本發(fā)明，其中
圖I顯示了本發(fā)明在毫米波電路組件鋁合金管殼焊接區(qū)域可焊及高整體防護(hù)的表面處理的一種設(shè)計(jì)示例。圖2顯示了本發(fā)明表面防護(hù)處理方法的主要工藝流程。
具體實(shí)施例方式參閱圖I。根據(jù)本發(fā)明，按照可焊性要求，在毫米波電路組件鋁合金管殼焊接區(qū)域，采用斜線填充示出鍍銀范圍的表面處理區(qū)域。在設(shè)計(jì)圖中，鍍銀部位用斜線填充區(qū)域示出 Ep ·Ν 5 7，Ag7 9 (電鍍鎳5 7 μ m銀7 9 μ m)，其余部分化學(xué)氧化Ct. cd. O。鋁合金可以是Al-Mg系招合金，也可以是Al-Mg-Si系招合金。圖2顯示為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所述的毫米波電路組件鋁合金管殼可焊性與防護(hù)性處理方法，技術(shù)方案包括以下步驟首先對(duì)鋁合金管殼進(jìn)行化學(xué)氧化處理，然后用電鍍保護(hù)膠保護(hù)不需進(jìn)行鍍覆的部位，再褪去需鍍覆部位的化學(xué)氧化膜，進(jìn)行先鍍鎳再鍍銀處理，最后去除電鍍保護(hù)膠并清洗干凈。主要步驟包括
a)按現(xiàn)有技術(shù)鋁合金氧化成熟工藝，對(duì)鋁合金管殼整體進(jìn)行化學(xué)氧化處理，通?？砂椿瘜W(xué)除油一堿浸蝕一中和與出光一化學(xué)氧化一干燥等工藝流程完成；化學(xué)氧化方法可以是鉻酸鹽處理，也可以是磷鉻酸鹽處理。b)鋁合金管殼整體化學(xué)氧化處理完成后，用電鍍保護(hù)膠保護(hù)不需進(jìn)行鍍銀的部位(非焊接區(qū)域)，一般需要涂電鍍保護(hù)膠三遍并進(jìn)行干燥。c)在NaOH基堿浸蝕液中褪去需鍍銀部位的化學(xué)氧化膜。d)按常規(guī)的鍍銀工藝流程對(duì)未保護(hù)部位(焊接區(qū)域)進(jìn)行局部鍍銀處理，鍍層厚度為Ep*Ni5 7Ag7 9 (電鍍鎳5 7μπι銀7 9μπι)，工藝流程為主要包括前處理—表面改性轉(zhuǎn)化處理兩次浸鋅或兩次浸鋅合金一預(yù)鍍銅或化學(xué)鍍鎳一電鍍銀一后處理。d)去除電鍍保護(hù)膠并清洗干凈。用專用溶劑去除電鍍保護(hù)膠并清洗干凈；干后用中性牛皮紙、電容器紙或PE塑料袋進(jìn)行包裝。
權(quán)利要求
1.一種鋁合金管殼可焊性與防護(hù)性表面處理方法，其特征在于包括如下步驟 首先對(duì)鋁合金管殼整體進(jìn)行化學(xué)氧化處理；再用電鍍保護(hù)膠保護(hù)不需進(jìn)行鍍銀的部位，然后在NaOH基堿浸蝕液中褪去需鍍銀部位的化學(xué)氧化膜；再按鍍前處理一兩次浸鋅或兩次浸鋅合金一預(yù)鍍銅或化學(xué)鍍鎳一電鍍銀一鍍后處理工藝流程，進(jìn)行鍍層厚度為Ep*Ni5 7 μ m，Ag7 9 μ m的鍍銀；去除電鍍保護(hù)膠并清洗干凈，烘干后進(jìn)行包裝。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋁合金管殼可焊性與防護(hù)性表面處理方法，其特征在于，在需焊接部位局部鍍可焊性鍍層，其余部位采用化學(xué)氧化處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋁合金管殼可焊性與防護(hù)性表面處理方法，其特征在于，所述的鋁合金是Al-Mg系鋁合金或Al-Mg-Si系鋁合金。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋁合金管殼可焊性與防護(hù)性表面處理方法，其特征在于，可焊性鍍層是Ep · Ν 5 7 μ m, Ag7 9 μ m。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋁合金管殼可焊性與防護(hù)性表面處理方法，其特征在于，所述的化學(xué)氧化方法是鉻酸鹽處理或磷鉻酸鹽處理。
全文摘要
本發(fā)明提出的一種鋁合金管殼可焊性與防護(hù)性表面處理方法，旨在提供一種具有良好可焊性，抗腐蝕能力強(qiáng)，能夠在鹽霧及其它惡劣環(huán)境下仍能保持高可靠性的表面處理方法。本發(fā)明通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)首先對(duì)鋁合金管殼整體進(jìn)行化學(xué)氧化處理；再用電鍍保護(hù)膠保護(hù)不需進(jìn)行鍍銀的部位，然后在NaOH基堿浸蝕液中褪去需鍍銀部位的化學(xué)氧化膜；再按鍍前處理→兩次浸鋅→預(yù)鍍鎳→電鍍銀→鍍后處理工藝流程，進(jìn)行鍍層厚度為Ep Ni5～7μm，Ag7～9μm的鍍銀。本發(fā)明彌補(bǔ)了毫米波電路組件鋁合金管殼采用鍍金方法導(dǎo)致的鍍層可焊性差、鍍層結(jié)合力差、管殼易腐蝕和成本高等缺陷，可顯著地提高鋁合金管殼的抗腐蝕能力和可焊性。
文檔編號(hào)C23C28/02GK102943291SQ201210396749
公開日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月18日
發(fā)明者敖遼輝 申請(qǐng)人:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十研究所