铝合金微波组件镀镍钯钴金的可焊性与可靠性研究

摘要

[目的]针对微波组件壳体传统化学镀Ni–P合金+电镀金工艺中Au层厚度难以兼顾可焊性与可靠性、且黄金成本高昂的问题，提出化学镀Ni–P合金+电镀Pd–Co合金+电镀Au的3层复合镀覆工艺。[方法]以6061-T651铝合金盒体为基材，分别镀覆Ni–P/Au（NiAu）和Ni–P/Pd–Co/Au（NiPdCoAu）。采用SnPb（183℃）和SnAgCu（217℃）两种焊料，对NiPdCoAu盒体焊接超小型推入式射频同轴连接器（SMP），评价其气密性与漏率；对比研究两种镀层盒体焊接6002高速射频板及环氧树脂板后的可焊性、界面金属间化合物（IMC）生长行为及温度冲击（-65～125℃，100次）前后的剪切强度与漏率。通过扫描电镜和能谱仪（SEM/EDS）分析镀层界面结构与焊点失效机理。[结果] NiPdCoAu镀层对SnPb和SnAgCu焊料均表现出优异的润湿性，焊料铺展均匀连续。SMP焊接后氦质谱漏率稳定在10^-9 Pa·m³/s量级，100次温度冲击后漏率无明显变化；PCB焊接后钎透率高于90%，剪切力测试表明破坏均发生于母材Cu层与基板之间，而非焊料界面。微观结构分析显示，NiPdCoAu镀层有效抑制了脆性AuSn₄及过量Ni₆Sn₅、（Cu,Ni）₆Sn₅等IMC的生长，IMC厚度显著低于NiAu镀层，避免了“金脆”和“黑盘”问题。NiPdCoAu工艺的金属成本约为NiAu工艺的32.6%，综合镀覆成本降低63.4%。[结论]化学镀Ni–P合金+电镀Pd–Co合金+电镀Au的工艺能够在保证优异可焊性与高可靠性的前提下，大幅降低黄金用量和制造成本，满足微波组件批量化、低成本、高可靠封装要求，适用于铝合金微波组件壳体表面处理。

关键词

铝合金 / 微波组件 / 镀镍钯钴金 / 可焊性 / 可靠性