陶瓷表面化学镀锡工艺及性能研究文献综述
2020-04-14 20:05:56
一.选题的目的和意义
随着电子技术的飞跃发展,电子器件越来越小,越来越集成①。这对基板的热性能和绝缘性能提出了很高的要求。然而,由于聚合物本身的性质的限制,使其在普通PCB(印刷电路板)基板等重要的领域中的应用受到严重限制。而陶瓷材料因其在热学和电学方面的出色表现,受到越来越多的关注,并广泛应用于高功率发光二极管(LED),储能装置,汽车电子,通信,航空航天和军事电子等领域。陶瓷表面金属化在保证陶瓷特殊性能的同时, 也能满足焊接和导电的性能。随着陶瓷材料的应用和发展化学镀在其他功能性陶瓷基上的应用也越来越广泛。陶瓷金属化作为一种新型材料具有许多独特的优点,它的应用和研究只是刚刚起步,还有非常大的发展空间,在不远的将来,陶瓷金属化材料必将大放光彩。
本课题旨在直径为20mm,长为35mm的圆柱体Al2O3陶瓷基体上镀锡,形成一种功能性产品。该产品用于家用小型变电器或其它小型用电设备上作为、保险元器件的部分单元。镀锡层使陶瓷基体具有了一定的导电性和钎焊性,同时由于锡的熔融温度较低,在230℃左右,超过此温度镀锡层将熔融,陶瓷失去导电性,电路中断,从而起到防止产品由于过热而损坏的作用。
磁控溅射②、丝网印刷③和化学镀④是在陶瓷材料上形成导电层的三种主要方法。与磁控溅射和丝网印刷相比,由于简单的步骤和廉价的设备,化学镀特别有吸引力。化学镀是在无外加电流的情况下借助合适的还原剂,使镀液中金属离子还原成金属,并沉积到基体表面的一种镀覆方法⑤。化学镀相比电镀其优点主要有以下几点:
(1) 化学镀可用于各种基体包括金属、半导体及非金属;
(2) 化学镀层厚度均匀,无论工件如何复杂只要采取适当的技术措施,就可以在工件上得到均一镀层;
(3) 对于能自动催化的化学镀而言可获得任意厚度的镀层,甚至可以电铸;
(4) 化学镀所得到的镀层具有很好的化学、机械和磁性性能(如镀层致密、硬度高等)。
所以,本课题选用化学镀的方法,对氧化铝陶瓷基体进行一定的处理,在其镀上一层附着力较好,厚度为3um以上的镀锡层,镀锡层的熔融温度必须在225±5℃,以满足产品的使用要求。