[发明专利]环氧树脂封装电子元件表面的多层金属化处理方法

说明书

技术领域

本发明属于表面处理技术领域，具体涉及环氧树脂封装电子元件表面的多层金属化处理方法。

背景技术

电子封装是保护电路芯片免受周围环境的影响（包括物理、化学的影响）。国内外一直专注于对性能高、可靠性强、体积小的电子封装存储器技术的研究，目前多芯片封装协同设计已成为发展潮流，采用两芯片重叠或多芯片叠装构成存储器模块等方式以满足系统功能的需要，封装正进入从平面封装到三维封装的发展阶段；但在电子封装的材料和工艺方面，还存在很多挑战。多芯片组件（MCM）封装中，有相当一部分使用了环氧树脂类封装材料，因为环氧树脂具有优良的物理机械性能、热稳定性、电性能和耐化学腐蚀性。为了实现电子屏蔽、芯片保护以及电路刻蚀等需要，对环氧树脂封装的电子元件进行表面金属化的需求显得越来越迫切。

目前，非金属封装的电子元件金属化有采用真空蒸发镀膜、溅射镀膜、离子镀膜、物理气相沉积、化学气相沉积等方法的；也有用喷涂的方法在材料表面形成一层导电涂层；化学镀方法在非导电性封装材料表面制备电磁屏蔽用薄膜也获得了尝试。但是用蒸镀、溅射等方法存在镀层结合不好，实施过程中局部温度过高，对芯片不利的问题；喷涂时存在面积不易控制等问题；而化学镀在非金属金属化方面具有很多优点，例如：不受器件封装外形和尺寸限制，成膜厚薄均匀且可根据需要调节厚度，镀层与基体间结合力强、屏蔽效率高，成本低廉、工艺兼容性好等。解剖从国外购买的样品看到在封装的电子元件表面有镍金镀层，但是关于环氧树脂封装的电子元件的表面金属化工艺与技术国内暂未见成熟技术报道；而且作为封装的电子元件需要镀覆的表面同时存在电路板材料、合金引脚、填料等，所以同时镀覆的难度相对较大。同时为了实现存储芯片封装后的功能化，金属化不仅仅是镀上金属镀层，还必须考虑镀层与环氧树脂基体的牢固结合、多层之间的结合、多层设计与实现以及外观要求等。

发明内容

为了解决环氧树脂封装的电子元件的表面金属化没有成熟的工艺问题，也为了节约镍、金贵金属资源，同时提高镀层刻蚀后作为触点的导电性，本发明设计在元件表面形成镍、铜、镍和金多层金属镀层，并通过调整粗化、活化、电镀铜等工序的工艺参数，提供一种环氧树脂封装电子元件表面的多层金属化处理方法，具体操作步骤如下：

首先在环氧树脂封装电子元件表面形成化学镀镍底镀层，然后在其上形成铜、镍和金复合镀层，具体的连续操作步骤如下：引脚保护、除油、第一次热水洗、第一次冷水洗、第一次蒸馏水洗、粗化、第二次热水洗、第二次冷水洗、第二次蒸馏水洗、第三次热水洗、第三次冷水洗、超声清洗、第三次蒸馏水洗、浸酸、预敏、活化、流水清洗、解胶、第四次冷水洗、第四次蒸馏水洗、化学镀镍、第五次蒸馏水洗、第六次蒸馏水洗、电镀镍、第七次蒸馏水洗、烘干和镀金，改进在于：

在化学镀镍工序和电镀镍工序之间增设电镀铜工序，所述电镀铜工序是将第五次蒸馏水洗后的环氧树脂封装的电子元件浸泡在电镀铜液中，阳极为磷铜板；室温条件下，电流密度2～8A/dm²，电镀时间2～5min；电镀铜液由200～240g/L五水硫酸铜、60～70g/L的质量分数≥ 98%的浓硫酸、45～55mg/L的质量分数为36～38%的盐酸、复合镀铜添加剂和去离子水混合均匀制得；所述复合镀铜添加剂由0.03～0.05g/L的分子量为6000的聚乙二醇、0.0003～0.0008g/L的2-硫基苯并咪唑、0.005～0.01g/L聚二甲基酰胺基磺酸钠、0.01～0.015g/L聚二硫二丙烷磺酸钠、0.01～0.02g/L十二烷基硫酸钠和去离子水混合均匀制得；

所述粗化，将第一次蒸馏水洗后的环氧树脂封装的电子元件浸泡在粗化液中，温度60～70℃条件下浸泡5～15min；所述粗化液由200～250g/L铬酐、200～250g/L的质量分数≥ 98%的浓硫酸、5～10ml/L的质量分数≥ 40%的氢氟酸和去离子水混合均匀制得；

所述预敏，将浸酸处理后的环氧树脂封装的电子元件浸泡在预敏液中，室温条件下浸泡5～12min；所述预敏液由30～50ml/L的质量分数为36～38%的盐酸、5～15g/L氯化亚锡、3～5g/L锡粒和去离子水混合均匀制得；

所述活化，将预敏处理后的环氧树脂封装的电子元件浸泡在活化液中，温度25～30℃条件下浸泡3～10min；所述活化液为胶态钯：由10～12ml/L的质量分数为36～38%的盐酸、0.25～0.3g/L氯化钯、3.0～3.2g/L氯化亚锡、45～50g/L尿素、240～260g/L氯化钠、0.45～0.55g/L锡酸钠和去离子水混合均匀制得；