一种加厚镀层铝铜底板镀镍工艺

文档序号:1811475 发布日期:2021-11-09 浏览:26次 >En<

阅读说明:本技术 一种加厚镀层铝铜底板镀镍工艺 (Nickel plating process for thickened coating aluminum-copper base plate ) 是由 郑学军 窦勇 李文军 纪晓黎 肖文鹏 陈祥波 于 2021-09-02 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种加厚镀层铝铜底板镀镍工艺,包括以下步骤:步骤一:准备合适大小的弥散铝铜基板,尺寸为10mm×10mm;步骤二:弥散铝铜基板在电镀镍前进行化学除油,以去除弥散铝铜基板表面的油脂;步骤三:将弥散铝铜基板进行特殊的活化和敏化处理;将底座固定安装在氢氮气氛或真空气氛下,随后将处理完成后的弥散铝铜基板固定在底座内部,在第一次电镀前通过限位槽的内侧壁对弥散铝铜基板的两侧进行固定,使弥散铝铜基板上下表面均不接触限位槽和微型电动推杆的表面,本发明通过在电镀前对弥散铝铜基板采用特殊的活化和敏化处理,能够减少氧化铝颗粒对镀镍的影响,增强镀层结合力。(The invention discloses a nickel plating process for a thickened clad aluminum-copper base plate, which comprises the following steps: the method comprises the following steps: preparing a dispersion aluminum copper substrate with a proper size, wherein the size is 10mm multiplied by 10 mm; step two: chemically removing oil from the dispersed aluminum-copper substrate before electroplating nickel to remove grease on the surface of the dispersed aluminum-copper substrate; step three: carrying out special activation and sensitization treatment on the dispersed aluminum-copper substrate; the base is fixedly arranged in a hydrogen nitrogen atmosphere or a vacuum atmosphere, then the treated dispersed aluminum-copper substrate is fixed in the base, and the two sides of the dispersed aluminum-copper substrate are fixed through the inner side wall of the limiting groove before the first electroplating, so that the upper surface and the lower surface of the dispersed aluminum-copper substrate are not in contact with the surfaces of the limiting groove and the micro electric push rod.)

一种加厚镀层铝铜底板镀镍工艺

技术领域

本发明属于底板镀镍技术领域,具体涉及一种加厚镀层铝铜底板镀镍工艺。

背景技术

弥散铝铜底板外壳主要配套功率较大、对底板导热要求较高的分立器件、厚膜电路等。弥散铝铜具备良好的导热性,且高温不变形的特点,为国外重点发展的外壳,目前国外已实现批量生产,而国内该类外壳配套处于空白状态。

目前使用传统的工艺方法对弥散铝铜底板进行镀镍后,由于镍与弥散铝铜线胀系数有一定差异,因此弥散铝铜底板表面在使用时极易出现鼓泡断裂等现象,当弥散铝铜底板镀镍层偏薄,难以避免钎焊过程AgCu28焊料对弥散铝铜的侵蚀问题,镀镍的厚度无法满足使用要求,因此提出一种一种加厚镀层铝铜底板镀镍工艺,已解决上述背景中提出的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷,提供一种加厚镀层铝铜底板镀镍工艺,以解决上述背景技术中提出的目前使用传统的工艺方法对弥散铝铜底板进行镀镍后,由于镍与弥散铝铜线胀系数有一定差异,因此弥散铝铜底板表面在使用时极易出现鼓泡断裂等现象,当弥散铝铜底板镀镍层偏薄,难以避免钎焊过程AgCu28焊料对弥散铝铜的侵蚀问题,镀镍的厚度无法满足使用要求的问题。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种加厚镀层铝铜底板镀镍工艺,包括以下步骤:

步骤一:准备合适大小的弥散铝铜基板,尺寸为10mm×10mm;

步骤二:弥散铝铜基板在电镀镍前进行化学除油,以去除弥散铝铜基板表面的油脂;

步骤三:将弥散铝铜基板进行特殊的活化和敏化处理;

步骤四:将底座固定安装在氢氮气氛或真空气氛下,随后将处理完成后的弥散铝铜基板固定在底座内部,在第一次电镀前通过限位槽的内侧壁对弥散铝铜基板的两侧进行固定,使弥散铝铜基板上下表面均不接触限位槽和微型电动推杆的表面;

步骤五:在氢氮气氛或真空的环境下将准备好的化镍层第一次电镀在弥散铝铜基板上表面,电镀时过3遍水,电镀完成后通过微型电动推杆下表面和限位槽内部上表面对弥散铝铜基板进行固定,使限位槽内侧壁不接触弥散铝铜基板左右两侧表面,随后开始第二次对弥散铝铜基板电镀化镍层,电镀时过3遍水;

步骤六:第二次电镀完成后,弥散铝铜基板表面电镀了化镍层,随后将电镀了化镍层的弥散铝铜基板通过第一次电镀同样的方式固定住,进行第二次电镀,以1A/平方分米电镀氨镍氨镍层,再通过和第二次电镀同样的方式进行第四次电镀;

步骤七:将电镀完成后的弥散铝铜基板取出,进行吹干和烘干操作;

步骤八:电镀完成后,在10倍放大下观察弥散铝铜底板表面起皮鼓泡的数量和镀镍层被腐蚀的面积大小,将数据记录至表格内,检测方式分别为:取20-50个电镀完成后的弥散铝铜底板,弥散铝铜底板表面起皮鼓泡数量的检测方式:将镀镍后弥散铝铜底板放置于450±10℃氮气中15min,检查镀镍层表面起皮鼓泡的数量;取20个电镀完成后的弥散铝铜底板,弥散铝铜底板镀镍层被腐蚀的面积大小的检测方式:放入水中浸泡264小时,取出后放大10倍,镀镍层被腐蚀的面积观察是否超过5%。

优选的,所述步骤二中,化学除油的方式为将弥散铝铜底板浸泡在氢氧化钠含量为8g/L,十水碳酸钠含量为55g/L,磷酸钠含量为55g/L,硅酸钠含量为3g/L的溶液中进行化学除油,浸泡的温度保持在70℃,浸泡时间为2-3min。

优选的,所述步骤三中,活化处理为将弥散铝铜底板放置在活化液中浸泡60秒,以溶解表面氧化膜,过3遍水清洗,敏化处理为将弥散铝铜底板放置在敏化液中对弥散铝铜进行敏化处理5~10分钟,过3遍水清洗,敏化处理能够减少氧化铝颗粒对镀镍的影响,增强镀层结合力。

优选的,所述步骤五中,化镍层的厚度为3-3.5μm。

优选的,所述步骤六中,氨镍层的厚度为5-5.5μm。

优选的,所述步骤六中,第三次电镀和第四次电镀过程中过3遍水。

优选的,所述步骤五到六中,电镀的环境为氢氮气氛或真空气氛下,850℃保温15分钟,且电镀过程中每隔15s进行旋转工艺。

优选的,所述弥散铝铜基板上表面设置有化镍层,所述化镍层上表面设置有氨镍层。

优选的,所述外壳内部内侧表面开设有电动滑轨,所述电动滑轨内部滑动连接有电动滑块,电动滑块设置有两个,两个电动滑块的内侧均固定连接有电机箱,所述电机箱内部固定连接有转动电机,所述电机箱的内侧固定连接有限位杆,所述限位杆内部开设有滑槽,所述滑槽内部设置有螺纹丝杆,且所述转动电机的一端传动连接有螺纹丝杆,所述螺纹丝杆表面螺纹连接有伸缩杆。

优选的,所述伸缩杆的一侧表面开设有限位槽,所述限位槽内部顶端固定连接有微型电动推杆。

与现有技术相比,本发明提供了一种加厚镀层铝铜底板镀镍工艺,具备以下有益效果:

1、本发明通过在电镀前对弥散铝铜基板采用特殊的活化和敏化处理,能够减少氧化铝颗粒对镀镍的影响,增强镀层结合力,将弥散铝铜表面的杂质去除,并减弱氧化铝颗粒对镀镍的不利影响,促进镍层在表面的沉积,保证镍层剥离强度不低于4.0kgf/mm2,避免了弥散铝铜中含量不多的弥散氧化铝对镀层结合力的影响;

2、本发明通过设计的弥散铝铜镀镍后的烧结工艺,且电镀工艺采用旋转装置对弥散铝铜底板进行转动,镀镍过程中每隔15s进行旋转工艺,大大方便排除电镀界面的气泡,通过设置的微型电动推杆和转动电机,通过二者之间的相互配合,在电镀过程中可以使弥散铝铜基板的侧表面和上下表面均和电镀的溶液充分接触,不会发生电镀完成后由于弥散铝铜基板表面和微型电动推杆或限位槽内壁之间有接触造成接触面未被电镀的问题;

3、本发明通过设置的旋转装置对弥散铝铜底板进行转动,从而实现电动转动的目的,避免了传统的使用流水线对弥散铝铜底板进行旋转工艺较为麻烦的问题,通过设置的转动电机,通过转动电机带动螺纹丝杆进行转动,从而实现伸缩杆在限位杆内部前后伸缩的目的,从而可以实现对不同长度和宽度的弥散铝铜底板进行固定的目的,通过设置的限位槽和微型电动推杆,通过微型电动推杆可以实现对不同厚度的弥散铝铜底板进行固定的目的,防止在实验时防止弥散铝铜底板发生位置的偏移,给实验过程带来麻烦。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制,在附图中:

图1为本发明提出的一种加厚镀层铝铜底板镀镍工艺中镀层厚度设计的结构示意图;

图2为本发明提出的一种加厚镀层铝铜底板镀镍工艺中旋转装置结构示意图;

图3为本发明提出的一种加厚镀层铝铜底板镀镍工艺中电动滑块和限位杆的剖视图;

图中:1、弥散铝铜基板;2、化镍层;3、氨镍层;4、底座;5、电动滑轨;6、电机箱;7、转动电机;8、限位杆;9、滑槽;10、螺纹丝杆;11、伸缩杆;12、限位槽;13、微型电动推杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参阅图1-3,本发明提供一种技术方案:一种加厚镀层铝铜底板镀镍工艺,包括以下步骤:

步骤一:准备合适大小的弥散铝铜基板1,尺寸为10mm×10mm;

步骤二:弥散铝铜基板1在电镀镍前进行化学除油,以去除弥散铝铜基板1表面的油脂;

步骤三:将弥散铝铜基板1进行特殊的活化和敏化处理;

步骤四:将底座4固定安装在氢氮气氛或真空气氛下,随后将处理完成后的弥散铝铜基板1固定在底座4内部,在第一次电镀前通过限位槽12的内侧壁对弥散铝铜基板1的两侧进行固定,使弥散铝铜基板1上下表面均不接触限位槽12和微型电动推杆13的表面;

步骤五:在氢氮气氛或真空的环境下将准备好的化镍层2第一次电镀在弥散铝铜基板1上表面,电镀时过3遍水,电镀完成后通过微型电动推杆13下表面和限位槽12内部上表面对弥散铝铜基板1进行固定,使限位槽12内侧壁不接触弥散铝铜基板1左右两侧表面,随后开始第二次对弥散铝铜基板1电镀化镍层2,电镀时过3遍水;

步骤六:第二次电镀完成后,弥散铝铜基板1表面电镀了化镍层2,随后将电镀了化镍层2的弥散铝铜基板1通过第一次电镀同样的方式固定住,进行第二次电镀,以1A/平方分米电镀氨镍氨镍层3,再通过和第二次电镀同样的方式进行第四次电镀;

步骤七:将电镀完成后的弥散铝铜基板1取出,进行吹干和烘干操作;

步骤八:电镀完成后,在10倍放大下观察弥散铝铜底板表面起皮鼓泡的数量,将数据记录至表格内,检测方式为:对电镀完成后的弥散铝铜底板进行表面起皮鼓泡数量的检测时,分别设置三个检测批次,三个检测批次的检测数量分别为20个、20个、50个,将镀镍后弥散铝铜底板放置于450±10℃氮气中15min,随后放大10倍观察表面的起皮鼓泡数量。

本发明中,优选的,步骤二中,化学除油的方式为将弥散铝铜底板浸泡在氢氧化钠含量为8g/L,十水碳酸钠含量为55g/L,磷酸钠含量为55g/L,硅酸钠含量为3g/L的溶液中进行化学除油,浸泡的温度保持在70℃,浸泡时间为2-3min。

本发明中,优选的,步骤三中,活化处理为将弥散铝铜底板放置在活化液中浸泡60秒,以溶解表面氧化膜,过3遍水清洗,敏化处理为将弥散铝铜底板放置在敏化液中对弥散铝铜进行敏化处理5~10分钟,过3遍水清洗,敏化处理能够减少氧化铝颗粒对镀镍的影响,增强镀层结合力,本发明通过在电镀前对弥散铝铜基板采用特殊的活化和敏化处理,能够减少氧化铝颗粒对镀镍的影响,增强镀层结合力,将弥散铝铜表面的杂质去除,并减弱氧化铝颗粒对镀镍的不利影响,促进镍层在表面的沉积,保证镍层剥离强度不低于4.0kgf/mm2,避免了弥散铝铜中含量不多的弥散氧化铝对镀层结合力的影响。

本发明中,优选的,步骤五中,化镍层2的厚度为3-3.5μm。

本发明中,优选的,步骤六中,氨镍层3的厚度为5-5.5μm。

本发明中,优选的,步骤六中,第三次电镀和第四次电镀过程中过3遍水。

本发明中,优选的,步骤五到六中,电镀的环境为氢氮气氛或真空气氛下,850℃保温15分钟,且电镀过程中每隔15s进行旋转工艺,本发明通过设计的弥散铝铜镀镍后的烧结工艺,且电镀工艺采用旋转装置对弥散铝铜底板进行转动,镀镍过程中每隔15s进行旋转工艺,大大方便排除电镀界面的气泡。

本发明中,优选的,弥散铝铜基板1上表面设置有化镍层2,化镍层2上表面设置有氨镍层3。

本发明中,优选的,外壳4内部内侧表面开设有电动滑轨5,电动滑轨5内部滑动连接有电动滑块,电动滑块设置有两个,两个电动滑块的内侧均固定连接有电机箱6,电机箱6内部固定连接有转动电机7,电机箱6的内侧固定连接有限位杆8,限位杆8内部开设有滑槽9,滑槽9内部设置有螺纹丝杆10,且转动电机7的一端传动连接有螺纹丝杆10,螺纹丝杆10表面螺纹连接有伸缩杆11,本发明通过设置的旋转装置对弥散铝铜底板进行转动,从而实现电动转动的目的,避免了传统的使用流水线对弥散铝铜底板进行旋转工艺较为麻烦的问题,通过设置的转动电机7,通过转动电机7带动螺纹丝杆10进行转动,从而实现伸缩杆11在限位杆8内部前后伸缩的目的,从而可以实现对不同长度和宽度的弥散铝铜底板进行固定的目的,通过设置的限位槽12和微型电动推杆13,通过微型电动推杆13可以实现对不同厚度的弥散铝铜底板进行固定的目的,防止在实验时防止弥散铝铜底板发生位置的偏移,给实验过程带来麻烦。

本发明中,优选的,伸缩杆11的一侧表面开设有限位槽12,限位槽12内部顶端固定连接有微型电动推杆13,通过设置的微型电动推杆13和转动电机7,通过二者之间的相互配合,在电镀过程中可以使弥散铝铜基板1的侧表面和上下表面均和电镀的溶液充分接触,不会发生电镀完成后由于弥散铝铜基板1表面和微型电动推杆13或限位槽12内壁之间有接触造成接触面未被电镀的问题。

实施例二

请参阅图1-3,本发明提供一种技术方案:一种加厚镀层铝铜底板镀镍工艺,包括以下步骤:

步骤一:准备合适大小的弥散铝铜基板1,尺寸为10mm×10mm;

步骤二:弥散铝铜基板1在电镀镍前进行化学除油,以去除弥散铝铜基板1表面的油脂;

步骤三:将弥散铝铜基板1进行特殊的活化和敏化处理;

步骤四:将底座4固定安装在氢氮气氛或真空气氛下,随后将处理完成后的弥散铝铜基板1固定在底座4内部,在第一次电镀前通过限位槽12的内侧壁对弥散铝铜基板1的两侧进行固定,使弥散铝铜基板1上下表面均不接触限位槽12和微型电动推杆13的表面;

步骤五:在氢氮气氛或真空的环境下将准备好的化镍层2第一次电镀在弥散铝铜基板1上表面,电镀时过3遍水,电镀完成后通过微型电动推杆13下表面和限位槽12内部上表面对弥散铝铜基板1进行固定,使限位槽12内侧壁不接触弥散铝铜基板1左右两侧表面,随后开始第二次对弥散铝铜基板1电镀化镍层2,电镀时过3遍水;

步骤六:第二次电镀完成后,弥散铝铜基板1表面电镀了化镍层2,随后将电镀了化镍层2的弥散铝铜基板1通过第一次电镀同样的方式固定住,进行第二次电镀,以1A/平方分米电镀氨镍氨镍层3,再通过和第二次电镀同样的方式进行第四次电镀;

步骤七:将电镀完成后的弥散铝铜基板1取出,进行吹干和烘干操作;

步骤八:电镀完成后,在10倍放大下观察镀镍层被腐蚀的面积大小,将数据记录至表格内,检测方式为:对电镀完成后的弥散铝铜底板进行表面被腐蚀面积大小的检测时,分别设置三个检测批次,每个检测批次的检测数量均为20个,检测时,将弥散铝铜底板放入水中浸泡264小时,取出后放大10倍,观察镀镍层被腐蚀的面积超过5%的数量。

本发明中,优选的,步骤二中,化学除油的方式为将弥散铝铜底板浸泡在氢氧化钠含量为8g/L,十水碳酸钠含量为55g/L,磷酸钠含量为55g/L,硅酸钠含量为3g/L的溶液中进行化学除油,浸泡的温度保持在70℃,浸泡时间为2-3min。

本发明中,优选的,步骤三中,活化处理为将弥散铝铜底板放置在活化液中浸泡60秒,以溶解表面氧化膜,过3遍水清洗,敏化处理为将弥散铝铜底板放置在敏化液中对弥散铝铜进行敏化处理5~10分钟,过3遍水清洗,敏化处理能够减少氧化铝颗粒对镀镍的影响,增强镀层结合力,本发明通过在电镀前对弥散铝铜基板采用特殊的活化和敏化处理,能够减少氧化铝颗粒对镀镍的影响,增强镀层结合力,将弥散铝铜表面的杂质去除,并减弱氧化铝颗粒对镀镍的不利影响,促进镍层在表面的沉积,保证镍层剥离强度不低于4.0kgf/mm2,避免了弥散铝铜中含量不多的弥散氧化铝对镀层结合力的影响。

本发明中,优选的,步骤五中,化镍层2的厚度为3.5-3.5μm,步骤六中,氨镍层3的厚度为5-5.5μm,步骤六中,第三次电镀和第四次电镀过程中过3遍水,步骤五到六中,电镀的环境为氢氮气氛或真空气氛下,850℃保温15分钟,且电镀过程中每隔15s进行旋转工艺,本发明通过设计的弥散铝铜镀镍后的烧结工艺,且电镀工艺采用旋转装置对弥散铝铜底板进行转动,镀镍过程中每隔15s进行旋转工艺,大大方便排除电镀界面的气泡。

本发明中,优选的,弥散铝铜基板1上表面设置有化镍层2,化镍层2上表面设置有氨镍层3,外壳4内部内侧表面开设有电动滑轨5,电动滑轨5内部滑动连接有电动滑块,电动滑块设置有两个,两个电动滑块的内侧均固定连接有电机箱6,电机箱6内部固定连接有转动电机7,电机箱6的内侧固定连接有限位杆8,限位杆8内部开设有滑槽9,滑槽9内部设置有螺纹丝杆10,且转动电机7的一端传动连接有螺纹丝杆10,螺纹丝杆10表面螺纹连接有伸缩杆11,本发明通过设置的旋转装置对弥散铝铜底板进行转动,从而实现电动转动的目的,避免了传统的使用流水线对弥散铝铜底板进行旋转工艺较为麻烦的问题,通过设置的转动电机7,通过转动电机7带动螺纹丝杆10进行转动,从而实现伸缩杆11在限位杆8内部前后伸缩的目的,从而可以实现对不同长度和宽度的弥散铝铜底板进行固定的目的,通过设置的限位槽12和微型电动推杆13,通过微型电动推杆13可以实现对不同厚度的弥散铝铜底板进行固定的目的,防止在实验时防止弥散铝铜底板发生位置的偏移,给实验过程带来麻烦。

本发明中,优选的,伸缩杆11的一侧表面开设有限位槽12,限位槽12内部顶端固定连接有微型电动推杆13,通过设置的微型电动推杆13和转动电机7,通过二者之间的相互配合,在电镀过程中可以使弥散铝铜基板1的侧表面和上下表面均和电镀的溶液充分接触,不会发生电镀完成后由于弥散铝铜基板1表面和微型电动推杆13或限位槽12内壁之间有接触造成接触面未被电镀的问题。

检测批次 检测数量 表面起皮鼓泡数量 合格率
1 20 1 95%
2 20 0 100%
3 50 1 98%
镀层被腐蚀面积>5%数量 合格率
1 20 0 100%
2 20 0 100%
3 20 0 100%

综上所述,在高温考核镀层质量试验中,镀镍层表面的起皮鼓泡率低于5%,质量合格率高于95%,在耐湿264小时实验中,镀镍层被腐蚀的面积不超过5%的合格率为100%,事实证明,通过使用本发明的工艺方法对弥散铝铜底板表面进行电镀镍后,可以有效的保证弥散铝铜底板表面在使用时不会出现鼓泡断裂等现象,且可以避免钎焊过程AgCu28焊料对弥散铝铜的侵蚀问题,保证了弥散铝铜底板的质量。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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