焊接·切割(6)Welding●焊接技术●喷射成形60Si40Al电子封装材料的钎焊性能研究白晓婧，杨滨，王子涵，孙淼（北京科技大学新金属材料国家重点实验室，北京100083）摘要：喷射成形Si-Al（wSi=50%~70%）合金因其低的热膨胀系数、高的热导率和低的密度而成为一类新型的电子封装材料。但研究中发现，Si-Al合金的钎焊性能很差。本文采用在Si-Al合金基体上化学浸锌预处理后再行电镀镍镀层的方法，有效地改善了Si-Al合金的钎焊性能。关键词：喷射成形；60Si40Al；电子封装材料；电镀；钎焊中图分类号：TG454文献标识码：A文章编号：1001-3814（2007）01-0008-02BrazingPerformanceofSpray-deposited60Si40AlMaterialsforElectronicPackagingBAIXiao-jing,YANGBin,WANGZi-han,SUNMiao（StateKeyLab.forAdvancedMetalsandMaterials,UniversityofSci.&Tech.Beijing,Beijing100083，China）Abstract:Thespray-depositedSi-Al(50~70Si,wt%)alloysareoneofthenovelelectronicpackagingmaterialsduetotheirlowerthermalexpansioncoefficients,highheatconductivityandlowerdensity.ThebrazingperformanceofSi-Alalloyswasfoundtobeverypoor.AnewmethodtoprepareNicoatingontheSi-Alalloyswasproposed.Thewettabilityandbrazingperformanceofspray-depositedSi-AlalloyswithNicoatingonthesurfaceofthealloyswereimprovedeffectively.Keywords:sprayforming;60Si40Al;electronicpackagingmaterials;electricplating;brazewelding采用喷射沉积成形方法制备的Si-Al（wSi=50%化学浸锌预处理后再行电镀Ni镀层的方法，有效~70%）电子封装材料，因其组织均匀、Si相颗粒细地改善了Si-Al合金的钎焊性能。[1~4][5]小，具有低的热膨胀系数和密度，高的热导率1试验方法和刚度，以及良好的热机械稳定性，使之在航空航天电子封装领域有着广阔的应用前景。然而，研究1.1化学预处理和电镀中发现，Si-Al系合金中由于大量硅的存在，使其化学预处理和电镀的工艺流程为：机械抛光与焊料（如Sn-3.0Ag-0.5Cu）的润湿性很差，与对!除油!水洗!碱蚀!水洗!浸锌!退锌!水洗焊材料（如Cu等）的焊接性不良。通常，在电子封!电镀。电镀时以喷射成形60Si40Al合金为阴极装行业中对基板材料进行电镀是为了改善其与半材料，工业纯Ni板为阳极材料，使用的仪器设备导体元器件之间的焊接性能以便提高其电导率和有：pH计、恒温加热磁力搅拌器、镀槽、脉冲电源便于引线键合[6]。由于Si-Al合金中的Al与Si之等。碱蚀液配方及工艺参数如表1所示。化学浸锌预处理溶液配方及工艺参数如表2所示。间不形成化合物，合金表面的Al易与O2反应生表1碱蚀液配方及工艺参数成Al2O3，因此正式电镀前需进行化学预处理以去溶液配方温度/℃时间/s除其表面的AlO膜。考虑到Al的电极电位很23NaOH50～100g/L，NaPO·12HO30～50g/L，34260~805~10低，电镀过程中易与许多金属离子发生置换反应，Na2CO320～30g/L，NaF30～50g/L置换后的产物还应容易除去，以活化Si-Al合金表2浸锌液配方及工艺参数的表面状态，因此，本文选择在Si-Al合金基体上溶液配方温度/℃时间/sNaOH140g/L，ZnO14~20g/L，第一次40~70NiCl1.5g/L，乳酸75g/L，20~252第二次20~50收稿日期：2007-09-05NaNO32g/L，HF5ml/L基金项目：北京市科委国际合作项目(20061003650)、北京市教委产学研合作项目(20051003651)和教育部博士学科点专1.2焊接项科研基金资助项目（20050008016）选择铜板为对焊材料，焊前表面打磨，使其平