[发明专利]用加热甲烷处理金属表面的方法

说明书

技术领域

本发明属于电子封装技术领域，具体涉及一种金属表面处理方法，以及用该方法制得的产品，以及该产品的应用。

背景技术

目前在电子封装技术领域，主要利用环氧树脂进行封装。环氧树脂与引线框架的粘接性能直接影响到该电子部件的后期使用性能和稳定性。由于封装材料和框架粘接的缺陷会导致如分层甚至所谓的“爆米花”现象。因此，如何增加这两者直接的粘接性能一直是该领域备受关注的问题。

现在人们已为该问题找寻了一些解决方案，如对作为引线的金属表面进行处理以增加其表面粗糙度；或者对环氧树脂的配方加以改进使得其对金属的粘接性能得以提高。然而，除了一些镜面材料以外，大多数的金属表面已经很粗糙，因此通过提高表面粗糙度的方法能改进的程度有限。而对环氧树脂配方的改进也非常困难，需要耗费大量的人力、财力。

当前的电子部件中通常用金属铜作为引线，但是如果在铜引线的表面镀镍的话，可以提高其焊接性能和导电性能。因此金属镍的使用也逐渐流行。尽管铜-镍引线中以铜为主，但是由于镍是镀于铜线表面，因此对该引线的表面处理实际上就变成了对金属镍的表面处理。对镍的处理常用的是热氧化法，使得镍金属表面形成一层氧化薄膜，但没有明显改善效果。采用化学腐蚀方法，其工艺很难控制，重复性差。

因此，人们亟需寻找一种镍金属的表面处理方法，使得处理过后的镍金属表面与环氧树脂的粘接性能大幅提高，并且操作的成本低廉且易于控制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中进行电子封装时，环氧树脂与引线框架的粘结性能不高，导致分层和“爆米花”现象，以及用热氧化方法、化学腐蚀法处理引线时改善效果不明显并且可重复性差等缺陷，提供一种用加热甲烷法处理金属表面尤其是镍金属表面的方法，以及由该方法处理后的产品及其用途。

经过本发明的方法处理后的镍金属或镀有该镍金属的制品作为电子封装中的引线框架材料与环氧树脂之间的粘附性能得到大幅提高，且该方法重复性好，使得封装后的电子器件具有更加稳定的使用性能，操作简单，成本低廉。

本发明提供的金属表面处理方法，包括下述步骤：利用真空管式炉加热气体，对待处理件进行表面处理，其中所述气体为甲烷，所述的待处理件为金属或镀有该金属的制品。

其中，所述的加热气体的工艺条件和方法可根据本领域常规方法进行选择，本发明采用下述步骤进行：在真空管式炉中通入甲烷气体，将甲烷气体加热，所述待处理件处于加热的甲烷气氛中即可。所述的真空管式炉加热气体可以是密封形式，也可以不密封并不断通入气体。较佳地，为维持所述气体的反应温度，采用将气体密封形式。

在本发明一较佳的实施方式中，所述的气体加热的具体操作步骤为：（1）将所述待处理件放入真空管式炉中；（2）将炉管抽真空至100Pa以下；（3）打开气体源，向所述炉管中通入甲烷气体，然后密封；（4）重复步骤（2）和（3）一次；（5）加热炉管，使甲烷气体升温至设定温度，甲烷与所述待处理件表面接触，即可。

本发明中，所述真空管式炉可根据本领域常识进行选择，其中所述炉管可以密封并能保持100Pa以下的真空，可以加热至1000℃以上并且温度可控；所述待处理件放在炉管恒温区处，一般是炉管中间部分；所述加热炉管的方式可以是电阻丝加热，也可以是硅碳棒加热；本发明实施例所使用的真空管式炉型号为GSL—1400X。炉管内甲烷气体，气压一般为1--2大气压，通常为1个大气压即可。所述的加热温度在50℃～1000℃，较佳的为60℃～200℃；所述加热的时间可根据本领域常识进行选择，为达到较好的表面处理效果，本发明优选5分钟～360分钟，较佳的为10分钟～60分钟。

在本发明一较佳的实施方式中，所述的金属较佳的为镍或铜，更佳的为镍。所述的镀有该金属的制品较佳的为镀有镍的铜。所述的制品可根据实际需要制成各种形状，如块状、线状、条状或不规则形状，较佳的为镀镍的铜线。

本发明还提供了一种由上述金属表面处理方法得到的金属或镀有该金属的制品。其中，所述的金属较佳的为镍或铜，更佳的为镍；所述的镀有该金属的制品较佳的为镀镍的铜，更佳的为镀镍的铜线。当所述金属为镍时，得到的经表面处理的镍金属与环氧树脂之间的粘附性相对于未经表面处理的镍金属有很大程度的提高。

本发明还提供了所述金属或镀有该金属的制品作为引线框架材料的应用，所述的金属为铜或镍，较佳的为镍。

本发明所用的原料、试剂和设备均市售可得。

本发明中，上述优选条件在符合本领域常识的基础上可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极效果在于：