【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本公開涉及電氣材料領(lǐng)域，特別涉及鋁基復(fù)合材料及其制備方法、電子器件。
技術(shù)介紹
1、鋁基材料具有熱導(dǎo)率高、熱膨脹系數(shù)可調(diào)、密度低、尺寸穩(wěn)定性強、電氣性能優(yōu)異等優(yōu)點，使其被廣泛用于制備印刷電路板、電路封裝結(jié)構(gòu)等。為了實現(xiàn)鋁基材料的可焊性，且改善其物化性能(例如降低孔隙率，提升耐腐蝕性等)，目前通常采用化學(xué)鎳金(electroless?nickel?immersion?gold，enig)在鋁基材料表面形成鎳鍍層和金鍍層。
2、化學(xué)鎳金目前存在以下問題，鎳化學(xué)鍍層容易溶解并腐蝕金化學(xué)鍍層，不僅會產(chǎn)生“黑墊綜合癥”，還使得金化學(xué)鍍層的表面潤濕性下降，使其無法通過鍵合工藝制備電氣互連結(jié)構(gòu)。相關(guān)技術(shù)中，要么通過在鎳化學(xué)鍍層中摻雜p、cu等雜原子，要么在鎳化學(xué)鍍層和金化學(xué)鍍層之間設(shè)置惰性的pd層，從而改善鎳鍍層的耐腐蝕性。
3、然而，相關(guān)技術(shù)制備得到的化學(xué)鍍層的平整性和致密性均較差，這使得鍍層的耐腐蝕性和耐氧化性等性能并不能長期穩(wěn)定。
4、公開內(nèi)容
5、鑒于此，本公開提供了鋁基復(fù)合材料及其制備方法、電子器件，能夠解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題。
6、一方面，提供了一種鋁基復(fù)合材料的制備方法，所述鋁基復(fù)合材料的制備方法包括：
7、對鋁基基材進(jìn)行凈化處理，得到凈化后的鋁基基材；
8、在所述凈化后的鋁基基材的表面形成金屬保護(hù)層，得到第一復(fù)合材料中間體；
9、對所述第一復(fù)合材料中間體進(jìn)行第一電鍍處理，使得所述金屬保護(hù)層被腐蝕，以在所述鋁基基材的表面形成第一金屬
10、對所述第二復(fù)合材料中間體進(jìn)行第二電鍍處理，使得所述第一金屬鍍層的表面形成第二金屬鍍層，得到所述鋁基復(fù)合材料。
11、本公開實施例提供的鋁基復(fù)合材料的制備方法，通過在鋁基基材的表面形成金屬保護(hù)層，金屬保護(hù)層能夠保護(hù)鋁基基材避免其表面形成氧化膜，在進(jìn)行第一電鍍處理時，金屬保護(hù)層能夠作為犧牲層被腐蝕掉，而第一金屬鍍層替換金屬保護(hù)層附著于鋁基基材的表面，不僅利于提升第一金屬鍍層與鋁基基材的結(jié)合力，還能夠避免鋁基基材在電鍍過程中不被電鍍液氧化腐蝕。因為，鋁基基材相對活潑，其極易在電鍍液中被腐蝕，而金屬保護(hù)層的設(shè)置有效解決了該問題。進(jìn)一步地，對具有第一金屬鍍層的第二復(fù)合材料中間體進(jìn)行第二電鍍處理，使得第一金屬鍍層的表面形成第二金屬鍍層，得到鋁基復(fù)合材料。該鋁基復(fù)合材料中，鋁基基材、第一金屬鍍層、第二金屬鍍層依次層疊布置，第一金屬鍍層和第二金屬鍍層利用電鍍工藝而形成，不僅使得第一金屬鍍層和第二金屬鍍層均勻且致密，以避免兩者之間的元素擴散，利于提升鍍層的穩(wěn)定性，而且還使得第一金屬鍍層和第二金屬鍍層表面平整。綜上可知，本公開實施例提供的鋁基復(fù)合材料的制備方法，不僅能夠提升鍍層的致密性和平整性，從而提升鍍層的耐腐蝕性和耐氧化性，而且在制備過程中無須引入其他惰性貴金屬，還具有操作流程簡短、方便、高效、可靠性強、成本低等優(yōu)點。
12、在一些可能的實現(xiàn)方式中，所述金屬保護(hù)層包括鋅層。鋅層不僅能夠有效地對鋁基基材進(jìn)行防護(hù)，且其制備過程較為簡便且可靠，不會對鋁基基材造成損傷。
13、在一些可能的實現(xiàn)方式中，所述在所述凈化后的鋁基基材的表面形成金屬保護(hù)層，得到第一復(fù)合材料中間體，包括：
14、將所述凈化后的鋁基基材置于鍍鋅液中進(jìn)行鍍鋅處理，在所述凈化后的鋁基基材的表面形成鋅層，得到第一復(fù)合材料中間體；
15、所述鍍鋅液包括以下配比的各組分：
16、50g/l-200g/l的氫氧化鈉、5g/l-50g/l的酒石酸鉀鈉、1g/l-10g/l的氧化鋅、0.2g/l-2g/l的鐵及亞鐵化合物、水為余量以使得所述鍍鋅液的ph值為12-14。
17、采用化學(xué)鍍方式在鋁基基材的表面鍍鋅層，其操作簡便，且使得鋅層的厚度可控。通過使用上述鍍鋅液來對鋁基基材進(jìn)行處理，能夠去除并遏制al2o3薄膜，從而暴露鋁基基材的鋁基表面，使其呈現(xiàn)理想的鍍前表面狀態(tài)，這樣，在鋅層犧牲后，鋁基基材的表面能夠生長第一金屬鍍層。
18、在一些可能的實現(xiàn)方式中，所述金屬保護(hù)層的厚度為1nm-100nm。
19、在一些可能的實現(xiàn)方式中，所述第一金屬鍍層包括鎳鍍層或者鎳磷合金鍍層；
20、所述第二金屬鍍層包括金鍍層。
21、如此能夠制備得到具有鎳鍍層和金鍍層的鋁基復(fù)合材料，鎳鍍層和金鍍層利用電鍍工藝而形成，使得兩者均勻致密且平整，致密的鎳鍍層和金鍍層避免了鎳元素和金元素相互擴散，且兩者均為純相，無其他雜元素?fù)诫s，從而避免賈凡尼效應(yīng)，消除黑墊問題，這不僅使得鎳鍍層和金鍍層的穩(wěn)定性得以提升，使其耐腐蝕性和耐氧化性更加穩(wěn)定，而且鍍層的表面平整和質(zhì)地均勻的特性還利于焊接和金線鍵合。
22、在一些可能的實現(xiàn)方式中，所述第一金屬鍍層為鎳鍍層，所述第一電鍍處理采用鍍鎳液，所述鍍鎳液包括以下配比的各組分：1g/l-50g/l的硫酸鎳、1g/l-50g/l的氯化鎳、1g/l-50g/l的甲基磺酸鎳、1g/l-50g/l的鹽酸、1g/l-10g/l的主光亮劑、0.1g/l-1g/l的輔助光亮劑、余量為水。采用上述配方的鍍鎳液具有化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、壽命長的優(yōu)點。
23、在一些可能的實現(xiàn)方式中，在進(jìn)行所述第一電鍍處理時，電流密度為0.1asd-5asd，電鍍溫度為45℃-65℃。通過對電鍍鎳的作業(yè)參數(shù)進(jìn)行如上限定，其具有提升上鍍速率，以及使鍍膜厚度均勻的優(yōu)點。
24、在一些可能的實現(xiàn)方式中，所述第二金屬鍍層為金鍍層，所述第二電鍍處理采用鍍金液，所述鍍金液包括以下配比的各組分：10g/l-20g/l的三氯化金、50g/l-130g/l的亞硫酸鈉、30g/l-50g/l的乙二胺四乙酸、30g/l-50g/l的檸檬酸、50g/l-80g/l的氯化鉀、余量為水。采用上述配方的鍍金液具有提升上鍍速率，以及使鍍膜厚度均勻的優(yōu)點。
25、在一些可能的實現(xiàn)方式中，在進(jìn)行所述第二電鍍處理時，電流密度為0.1asd-5asd，電鍍溫度為30℃-45℃。通過對電鍍金的作業(yè)參數(shù)進(jìn)行如上限定，其具有提升上鍍速率、以及使鍍膜厚度均勻的優(yōu)點。
26、在一些可能的實現(xiàn)方式中，所述鋁基復(fù)合材料的制備方法還包括：在對所述凈化后的鋁基基材進(jìn)行鍍鋅處理之前，對所述凈化后的鋁基基材進(jìn)行表面蝕刻處理，使得所述凈化后的鋁基基材表面形成粗糙結(jié)構(gòu)；
27、所述粗糙結(jié)構(gòu)用于增強所述鋁基基材和所述第一金屬鍍層之間的結(jié)合力。
28、在一些可能的實現(xiàn)方式中，通過使所述凈化后的鋁基基材置于蝕刻溶液中進(jìn)行所述表面蝕刻處理；
29、所述蝕刻溶液包括以下配比的各組分：
30、10g/l-50g/l的四甲基氫氧化銨、10g/l-50g/l的乙二胺四乙酸二鈉、5g/l-20g/l的氧化鋅、5g/l-20g/l的巴比妥酸、0.1g/l-1g/l的可溶性銀鹽，水為余量以使得所述蝕刻溶液的ph值為10-13。
31、本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
1.一種鋁基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述鋁基復(fù)合材料的制備方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述金屬保護(hù)層包括鋅層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋁基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述在所述凈化后的鋁基基材的表面形成金屬保護(hù)層，得到第一復(fù)合材料中間體，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述金屬保護(hù)層的厚度為1nm-100nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的鋁基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述第一金屬鍍層包括鎳鍍層或者鎳磷合金鍍層；
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋁基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述第一金屬鍍層為鎳鍍層，所述第一電鍍處理采用鍍鎳液，所述鍍鎳液包括以下配比的各組分：1g/L-50g/L的硫酸鎳、1g/L-50g/L的氯化鎳、1g/L-50g/L的甲基磺酸鎳、1g/L-50g/L的鹽酸、1g/L-10g/L的主光亮劑、0.1g/L-1g/L的輔助光亮劑、余量為水。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋁基復(fù)合材料的制備方法，其
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋁基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述第二金屬鍍層為金鍍層，所述第二電鍍處理采用鍍金液，所述鍍金液包括以下配比的各組分：10g/L-20g/L的三氯化金、50g/L-130g/L的亞硫酸鈉、30g/L-50g/L的乙二胺四乙酸、30g/L-50g/L的檸檬酸、50g/L-80g/L的氯化鉀、余量為水。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鋁基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，在進(jìn)行所述第二電鍍處理時，電流密度為0.1ASD-5ASD，電鍍溫度為30℃-45℃。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項所述的鋁基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述鋁基復(fù)合材料的制備方法還包括：在對所述凈化后的鋁基基材進(jìn)行鍍鋅處理之前，對所述凈化后的鋁基基材進(jìn)行表面蝕刻處理，使得所述凈化后的鋁基基材表面形成粗糙結(jié)構(gòu)；
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的鋁基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，通過使所述凈化后的鋁基基材置于蝕刻溶液中進(jìn)行所述表面蝕刻處理；
12.一種鋁基復(fù)合材料，其特征在于，所述鋁基復(fù)合材料包括依次層疊布置的鋁基基材、第一金屬鍍層和第二金屬鍍層；
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的鋁基復(fù)合材料，其特征在于，所述鋁基基材的與所述第一金屬鍍層相結(jié)合的表面上具有粗糙結(jié)構(gòu)，所述粗糙結(jié)構(gòu)用于增強所述鋁基基材和所述第一金屬鍍層之間的結(jié)合力。
14.一種電子器件，其特征在于，所述電子器件包括器件本體、連接于所述器件本體的焊盤結(jié)構(gòu)，所述焊盤結(jié)構(gòu)采用權(quán)利要求12-13任一項的鋁基復(fù)合材料制備得到。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的電子器件，其特征在于，所述電子器件包括：芯片、印刷電路板。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種鋁基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述鋁基復(fù)合材料的制備方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述金屬保護(hù)層包括鋅層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋁基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述在所述凈化后的鋁基基材的表面形成金屬保護(hù)層，得到第一復(fù)合材料中間體，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述金屬保護(hù)層的厚度為1nm-100nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的鋁基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述第一金屬鍍層包括鎳鍍層或者鎳磷合金鍍層；
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋁基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述第一金屬鍍層為鎳鍍層，所述第一電鍍處理采用鍍鎳液，所述鍍鎳液包括以下配比的各組分：1g/l-50g/l的硫酸鎳、1g/l-50g/l的氯化鎳、1g/l-50g/l的甲基磺酸鎳、1g/l-50g/l的鹽酸、1g/l-10g/l的主光亮劑、0.1g/l-1g/l的輔助光亮劑、余量為水。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋁基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，在進(jìn)行所述第一電鍍處理時，電流密度為0.1asd-5asd，電鍍溫度為45℃-65℃。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋁基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述第二金屬鍍層為金鍍層，所述第二電鍍處理采用鍍金液，所述鍍金液包括以下配比的各組分：10g/l-20g/l的三...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李曉悅，任長友，韓佐晏，
申請(專利權(quán))人：華為技術(shù)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。