高溫除氫對鍍金層表面可焊性的影響

李海波，解瑞*，程凱

（中國電子科技集團公司第五十五研究所，江蘇 南京 210016）

高溫除氫對鍍金層表面可焊性的影響

李海波，解瑞*，程凱

（中國電子科技集團公司第五十五研究所，江蘇 南京 210016）

以4J29可伐合金為基材進行鎳/金/鎳/金交叉電鍍，采用聲掃顯微鏡、掃描電子顯微鏡、能譜儀、聚焦離子束等手段研究了高溫除氫對鍍金層表面可焊性的影響。提高除氫溫度有利于減少封裝外殼內部的氫含量，但會促使鍍鎳層中的鎳元素向鍍金層擴散。當除氫溫度為150 °C時，鍍金層與鍍鎳層結合處檢測出鎳元素；當除氫溫度達350 °C時，鍍金層表面檢測出鎳元素；當除氫溫度達450 °C時，鍍金層表面的鎳多達21.32%(原子分數)，并發(fā)生氧化。高溫除氫使得鍍金層成分和結構發(fā)生變化，致使鍍金層表面焊料流散性變差，焊接孔隙率增大，焊接可靠性下降。

金；鎳；電鍍；高溫除氫熱處理；可焊性；孔隙率；擴散；氧化

氣密性封裝外殼中的氣氛組成及其含量對密封元器件的可靠性有很大影響。其中，氫是需要重點關注的組分，它原子半徑小，在高溫下極易以原子態(tài)形式擴散進入材料內部，嚴重損害 Si、GaN、GaAs等半導體器件，封裝結構中多種類型的失效都與之有關[1-2]。密封元器件中的氫不僅無法徹底消除，而且經常會在外殼的電鍍過程中產生。為降低氫對密封電子元器件可靠性的影響，封裝外殼在電鍍后需進行高溫除氫處理[3-5]。

密封元器件外殼的鍍層一般為電鍍鎳/金或鎳–金/鎳–金鍍層，高溫退火處理對外殼的除氫效果顯著，但也可能會影響外殼鍍金層的可焊性[6-8]。……