HTCC/DPC陶瓷化镀镍钯金：渗镀问题的预防与改善

HTCC/DPC陶瓷化镀镍钯金：渗镀问题的预防与改善

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随着电子元器件的集成度不断提高，传统的电镀镍金工艺已无法满足高性能电子封装材料的表面处理要求。HTCC（高温共烧陶瓷）和DPC（直接镀铜陶瓷基板）在表面金属化工艺中，镍钯金（ENEPIG）镀层的渗镀问题（如金属层间扩散、陶瓷面残金）会直接影响器件的电性能。本文将探讨HTCC/DPC陶瓷化镀镍钯金渗镀问题的预防与改善方案。

一、渗镀问题的根本原因分析

1. 烧结工艺的缺陷

• 钨浆电路毛边/扩散，导致的渗镀；
• 多层电路的表层陶瓷孔隙过大导致的内层电路露出引发陶瓷面点状渗镀或片状渗镀；
• 钎焊镍后银铜焊料扩散导致的渗镀；
• 切隔间隙过小导致的活化液清洗不干净导致的渗镀。

2. 镀液失控

• 钨微蚀药水失效导致的电路毛边没有清除；
• 钎焊镍后银铜焊料扩散没有被清除；
• 化镀钯的浓度及温度波动大，镀液的不稳定；
• 化学镀镍（EN）温度波动导致渗镀不良；
• 化镀厚金槽液不稳定导致陶瓷表面沉上金。

3. 第一次镀镍后的热处理

• 高温共烧或焊接过程中（>300℃）银铜焊料扩散，烧结气氛（如含H₂）加速金属原子迁移。

二、关键预防措施

1. 烧结工艺的优化

• 提升网版蚀刻精度，防止浆料扩散；
• 改善陶瓷面的孔隙的致密性和粗糙度，防止钯药水的残留以及后工序化镍和金的沉积；
• 钎焊炉和石墨舟保持的清洁，防止焊料反粘；
• 切割间隙距离扩大，便于对钯药水的清洗。

2. 镀液参数精密控制

• 控制钨微蚀量在0.2-0.5UM/MIN；
• 钎焊后的产品增加银铜焊料清洗工艺；
• 控制钯活化的钯浓度和温度、时间变化量；
• 控制磷含量在7-10wt%范围（中磷镍），平衡耐蚀性与扩散抑制能力，采用自动添加器加料；
• 增加化镀厚金缸的分析频率，保持还原剂的稳定。

三、总结

从渗镀的原因分析和改善方案得出结论，防止渗镀需要从陶瓷粉体材料、印制电路的网版、烧结炉和石墨舟的清洁度、烧结工艺、化镀工序的优化和控制等多方面入手。需要上下工序和客户与供应商之间的密切配合可以有效快速的解决问题。做为电镀工序或电镀加工厂需要把出现的问题状态和改善方案如实的向上工序或者客户进行汇报，以便于客户从反馈的现象中快速找到改善方案及控制要点，快速遏制问题和预防问题的再发生。