電子封裝用硅鋁合金鍍金黑點分析

田陽，楊洋，唐勇剛，呂濱草，李枘，高天樂

成都四威高科技產業園有限公司，四川 成都 611731

微波T/R(發射/接收)組件對小型化、高功率密度、高集成度、高可靠性等方面的技術要求越來越高[1]，新的封裝材料和集成工藝不斷涌現。高硅鋁合金封裝材料因具備密度低，熱膨脹系數與微波組件內部芯片和基板相匹配，以及機械加工性能良好等優點，在航空航天、電子器件等領域獲得較為廣泛的應用[2]。

作為封裝材料，硅鋁合金經電鍍后才能與其他電子器件連接。電鍍主要有兩個作用：一是改善材料的表面性能，提高對焊料的浸潤性；二是鍍層作為阻擋層能夠阻止焊料的滲透，保證材料的穩定性。硅鋁合金通常在化學鍍中間鍍層后再鍍Ni或Au[3-4]。硅鋁合金腔體鍍Au后與低溫共燒陶瓷(LTCC)基板焊接，經絲焊、帶焊完成信號互連，最后通過激光封焊來實現腔體氣密封裝。

1 問題描述

某微波T/R組件選用噴射沉積法制備的 Si質量分數為 42%的硅鋁合金作為微波腔體，其電鍍工藝流程為：除油→粗化→超聲清洗→浸Zn→堿性化學預鍍Ni→化學鍍Ni→水洗→鍍Au→烘干。鍍Au后發現腔體表面出現細小的黑點(見圖1a)，在Zeiss Stemi 2000體視顯微鏡下可見黑點呈散點狀分布(如圖1b所示)。在同一生產線上采用相同工藝對Si質量分數為50%的硅鋁合金微波腔體電鍍時卻并未出現上述故障。

圖1 故障件鍍Au層的外觀(a)和微觀形貌(b)Figure 1 Appearance (a) and micromorphology (b) of defective Au-coated part

2 缺陷分析

2.1 基底組織的初步分析

先采用400目金相砂紙徹底磨掉表面鍍層，露出硅鋁合金基底，未發現明顯的疏松組織或孔洞；……