微型元器件引脚的封端方法
【技术领域】
[0001]本发明属于微电子封装领域，涉及一种微型元器件分离式线路所形成引脚的封端方法。
【背景技术】
[0002]随着表面贴装技术的采用及微电子电路迅猛地发展，电子设备不断朝小型化、轻型化、高性能方向发展，对微型元器件的可靠性也提出了更高的要求，尤其是对微型元器件的端引脚结构提出耐湿、高温、耐酸和机械强度高等特殊环境下适用的要求。端引脚的作用是通过包封微型元器件内部线圈引出引脚外露部分并与内部导体形成导通，同时还要求端引脚与基底焊接互连而发挥微元器的功能。端引脚的封端技术是通过不同的工艺技术将端引脚上制作一层致密的导电层。
[0003]目前国内外器件的封端技术包含两种技术路线:一是采用浸浆、烘干、烧结工艺完成，所用的电子浆料普遍都是银浆料，工艺技术相对成熟;二是采用磁控溅射技术将金属合金溅射到器件端头实现封端。
[0004]使用银浆对引脚进行封端是最普遍的元器件封端方法。文献[电子元件与材料，2002，21(5): 18?20]阐述了片式电阻器在条状基片两边涂以银导电浆料，使电阻器的底电极和面电极得以连通，成为一个等电整体，从而实现电阻的封端；文献[电子工艺技术，2006,27(4):209?211]阐述了片式电容器采用浸铜浆、烘干、烧结工艺实现电容的封端;文献[电镀与涂饰，2002，21(5):7?10]阐述了片式电感经涂覆银浆烧结后再经电镀镍、锡，实现片式电感三层端电极结构完成封端。以上文献经过浸浆、烘干、烧结工艺形成封端结构或再后续电镀镍锡完成了电子元件的封端，但采用此种封端技术存在以下弊端:其一，需要考虑银、铜导电浆的选择及烧成曲线和烧结气氛的控制。因导电浆料的不适或烧成不当会造成导电层的不致密，出现气泡、针孔、发黑、发红或排胶不充分等现象，层耐焊性、可焊性、附着力下降，老化不通过，甚至在印制电路板上竖起、移动、爆炸，产生元件剥离效果;其二，该生产工艺从浸浆到烧结，周期长，生产效率低;其三，该工艺必须在一定的保护气氛下烧结，因此能能耗高、成本大;其四，在烘干烧结过程中溶剂的挥发排放造成环境污染，对操作人员的身体健康造成一定影响;其五，银浆价格昂贵;其六，银虽然具有优异的导电率，但银在含有氯化物和硫化物的空气中，表面会很快变色并失去优良的导电能力，在锡焊过程中，被润湿的银层会部分熔入熔融的铅锡合金焊料之中，发生“银溶现象”，严重地影响镀层的焊接和导电性。为解决这一问题，如文献[电镀与涂饰，2002，21 (5): 7?1 ]在浆料经涂覆、干燥、烧结后再电镀镍锡实现三层端电极结构完成封端，封端后的镀层保障了可焊性，但增加了后续电镀工序，使工艺流程变得复杂，工艺时间加长。另外，在银浆封端过程中，元器件的引脚和非引脚区域均涂覆上银浆，这种封端结构会导致元器件在引脚位置产生寄生电容而影响其阻抗匹配性，不利于充分实现元器件的原来电性能。
[0005]中国发明专利CN201410408094.6则提出利用磁控溅射技术将金属镍铬合金溅射到电容器端头实现封端。虽然封端厚度均匀，附着力强，与内引脚连接好，提高了产品的可靠性和稳定性，但采用此种封端技术存在以下弊端:其一，该工艺所涉及的磁控溅射设备昂贵;其二，该工艺的实施条件苛刻，必须在真空的条件下进行;其三，该工艺封端前处理步骤复杂，需将器件进行露端排列，保证器件排列整齐紧密没缝隙；其四，该封端技术实现的是完整的五面封端，此种封端方式会产生大的寄生电容，从而影响微型元器件的电性能。
[0006]在元器件对阻抗匹配与电性能提高的要求下，现有技术无法满足分离式线路形成引脚的高品质封端效果，亟需开发一种操作简单、低成本的封端技术，可以有效实现在微型元器件的局部引脚区域封端而不会在微型元器件非引脚区域包覆，从而有效减小寄生电容的产生，提高微型元器件的电学性能，保证焊接的可靠性。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种工艺简单、成本低廉的微型元器件分离式引脚线路的封端方法。为实现上述发明目的，本发明技术方案如下:
[0008]一种微型元器件引脚的封端方法，包含对引脚的前处理过程和化学镀过程，所述前处理过程依次包括对微型元器件进行脱脂除油处理、微蚀处理、预浸处理和活化处理，所述对引脚的化学镀过程为化学镀镍磷、化学镀纯镍或者化学镀铜其中的一种。
[0009]作为优选方式，所述脱脂除油处理采用酸性除油液对微型元器件进行浸泡，以去除微型元器件引脚线路表面的油污和氧化物。酸性除油液由酸性物质、酸性表面活性剂和去离子水混合配制而成，其中酸性物质的体积百分比浓度为3%?10%，酸性表面活性剂的体积百分比浓度为3%?10 %。脱脂除油处理的条件是操作温度40?50°C，时间为5?20mino
[0010]所述引脚线路选自银浆线路、铜浆线路、碳浆线路或者银包铜浆线路的一种。
[0011]作为优选方式，所述酸性表面活性剂为磺基琥珀酸酯钠盐。
[0012]作为优选方式，所述微蚀处理采用微蚀液对微型元器件进行浸泡，微蚀液或者由过硫酸钠、硫酸和去离子水混合配制而成，其中过硫酸钠的含量为10?100g/L，硫酸含量为20?200g/L ；或者由双氧水、氨水和去离子水混合配制而成，其浓度为去离子水:氨水:双氧水的体积比为1:1: (0.1?0.2)，微蚀处理的条件是操作温度25?30°C，时间为2?lOmin。
[0013]所述微蚀处理步骤用来进一步去除引脚线路表面的氧化物，并将其表面刻蚀一层，使表面变得粗糙，显露出引脚线路，便于镀层的附着，保证镀层与基底的紧密结合。
[0014]作为优选方式，所述预浸处理使用预浸液对微型元器件进行浸泡，以便调整微型元器件引脚线路表面附着溶液的酸碱性质，维持活化槽的酸度;所述预浸液包括酸性物质和去离子水，酸性物质体积百分比浓度为3%?10%，预浸处理的条件是操作温度25?30°C，时间为I?2min。
[0015]作为优选方式，所述活化处理采用含二价钯离子的活化液对微型元器件进行浸泡，以便在引脚线路表面沉积所需要的催化晶种。所述活化液由酸性物质、二价钯离子和去离子水组成，其中二价钯离子浓度为10?100mg/L，酸性物质体积百分比浓度为3 %?10 % ;活化处理的条件是操作温度25?30°C，时间为2?lOmin。
[0016]作为优选方式，所述酸性物质选自盐酸、硫酸、柠檬酸、水杨酸中的至少一种。
[0017]上述提到的酸性物质均为能够提供氢质子或者能够接受一个电子对的物质。
[0018]所述的化学镀过程是在无外加电流的情况下，借助合适的还原剂，使镀液中的金属离子还原成金属，沉积在具有催化表面的线路上。所述的化学镀过程选择化学镀镍磷、化学镀纯镍、化学镀铜的一种。
[0019]作为优选方式，所述的化学镀过程为化学镀镍磷时，化学镀镍磷的配方包括镍盐、还原剂、络合剂、缓冲剂、促进剂、稳定剂和pH调节剂;所述镍盐为氯化镍、硫酸镍、乙酸镍、硝酸镍、氨基磺酸镍中的一种以上，浓度为10?60g/L ；所述还原剂为次亚磷酸钠，浓度为20?50g/L;所述络合剂为柠檬酸、乳酸、苹果酸、三乙醇胺、甘氨酸、乙二胺四乙酸二钠、乙二胺的一种以上，浓度为0.1?50g/L ；所述缓冲剂为乙酸钠、氨水-氯化铵、甘氨酸-氢氧化钠、碳酸钠的一种以上，其浓度为5?60g/L;所述促进剂为未被取代的短链饱和脂肪族二羧酸根阴离子如丙二酸、丁二酸等，短链饱和氨基酸如氨基乙酸、短链饱和脂肪酸如丙酸的一种以上，浓度为5?20g/L;所述稳定剂为重金属离子或含有硫的分子，重金属离子为铅、汞、镉、锑、铋、钼离子中的一种以上，浓度为0.01?10mg/L，含硫分子为无机或有机硫分子，选自硫化钠、硫醇、硫醚、硫代硫酸盐、硫氰酸盐、硫脲及其衍生物巯基苯骈噻唑中的一种以上，浓度为0.0I?I Omg/L ；所述pH调节剂为氨水、氢氧化钠、硫酸的一种以上;化学镀镍磷的条件是pH值为4.0?5.0，操作温度为70?90°C，施镀时间40?lOOmin。
[0020]作为优选方式，所述的化学镀过程为化学镀纯镍时，化学镀纯镍的配方包括镍盐、还原剂、络合剂、缓冲剂、稳定剂和PH调节剂;所述镍盐为氯化镍、硫酸镍、乙酸镍、硝酸镍、氨基磺酸镍的一种以上，浓度为1?60g/L ；所述还原剂为水合肼，浓度为100?260g/L ；所述络合剂为柠檬酸、乳酸、苹果酸、乙醇胺、甘氨酸、乙二胺四乙酸二钠、乙二胺的一种以上，浓度为0.1?50g/L;所述缓冲剂为乙酸钠、氨水-氯化铵、甘氨酸-氢氧化钠、碳酸钠的一种以上，其浓度为5?60g/L ；所述稳定剂为重金属离子或含有硫的分子，重金属离子为铅、汞、镉、锑、铋、钼离子中的一种或几种，浓度为0.01?10mg/L，含硫分子为无机或有机硫分子，选自硫化钠、硫醇、硫醚、硫代硫酸盐、硫氰酸盐、硫脲及其衍生物巯基苯骈噻唑的一种以上，浓度为0.0I?10mg/L ；所述pH调节剂为氨水、氢氧化钠、硫酸的一种以上;化学镀纯镍的条件是pH值为10.0?12.0，操作温度为70?90°C，施镀时间40?90min。
[0021]作为优选方式，所述的化学镀过程为化学镀