CN109457103A - 一种电子封装外壳引线抗疲劳强度增强方法 - Google Patents

一种电子封装外壳引线抗疲劳强度增强方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电子封装外壳引线抗疲劳强度增强方法，通过改进引线零件热处理的方法，实现电子封装外壳引线抗疲劳强度的增强。本发明利用材料的特点，结合金属零件的热处理后晶粒细化、性能提升，结合工艺试验设计热处理方案，并利用镀覆后的热处理，缓解其他附加应力，实现引线抗疲劳强度的提升。采用本发明方法进行外壳制造后，引线的韧性显著提升，在疲劳性能的测试中，引线的抗疲劳强度提升超过30％。

Description

一种电子封装外壳引线抗疲劳强度增强方法
技术领域
本发明属于电子封装的零件处理工艺设计的技术领域，尤其涉及一种电子封装外壳 引线抗疲劳强度增强方法。
背景技术
电子封装外壳大多采用与陶瓷膨胀系数匹配度高的铁镍合金材料作为引线，实现外 壳内部与外部的连接。引线的抗疲劳强度一定程度上决定了外壳的使用环境和使用寿命。 现有的外壳抗疲劳强度有时难以达到使用要求。因此，需通过金属的热处理可以实现金 属材料的塑韧性的优化，改善其抗疲劳强度，提升外壳的使用性能。
发明内容
发明目的：针对以上问题，本发明提出一种电子封装外壳引线抗疲劳强度增强方法， 该方法利用金属零件在热处理过程中形成的晶粒细化，提升金属零件的塑韧性；同时利 用金属零件镀覆后易造成额外的应力叠加，通过热处理形式减小镀覆后的应力，实现外壳产品引线抗疲劳强度的增强。
技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：一种电子封装外壳引线抗疲劳强度增强方法，包括步骤：
(1)将待热处理的引线摆放在清洁不锈钢托盘上，并移至热处理炉口待用；
(2)零件第一次热处理，炉中气氛为H2；
(3)零件第二次热处理，炉中气氛为N2；
(4)将退火处理后的引线放入高温钎焊炉中，与外壳钎焊成整体；
(5)对所得外壳半成品，进行电镀镍；
(6)电镀镍后热处理；
(7)对所得外壳半成品，进行电镀金；
(8)电镀金后热处理。
所述步骤1中，采用机械冲压或化学刻蚀方法制备金属引线，材料为4J42、4J29，厚度为0.10mm～0.30mm。
所述步骤2中，第一次热处理气氛为H2，热处理温度为780℃～820℃，保温时间为5min～10min，降温速度为5℃～10℃/min，温度降低至450℃以下时，随空气降温冷却。
所述步骤3中，第二次热处理气氛为N2，热处理温度为780℃～820℃，保温时间为5min～10min，降温速度为5℃～10℃/min，温度降低至450℃以下时，随空气降温冷却。
所述步骤5中，电镀镍层厚度为1.3μm～8.9μm。
所述步骤6中，将电镀镍后的外壳摆放在清洁不锈钢托盘上，炉中气氛为N2，热处理温度为450℃～650℃，保温时间为3min～15min，降温速度为5℃～10℃/min，温度低 至400℃以下时，随空气降温冷却。
所述步骤7中，电镀金层厚度为1.3μm～5.7μm。
所述步骤8中，将电镀金后的外壳摆放在清洁不锈钢托盘上，炉中气氛为N2，热处理温度为350℃～450℃，进行保温5min～10min。
有益效果：利用材料的特点，结合金属零件的热处理后晶粒细化、性能提升，结合工艺试验设计热处理方案，并利用镀覆后的热处理，缓解其他附加应力，实现引线抗疲 劳强度的提升。采用该方法进行外壳制造后，引线的韧性显著提升，在疲劳性能的测试 中，引线的抗疲劳强度提升超过30％。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
本发明所述的电子封装外壳引线抗疲劳强度增强方法，该类型引线为封装外壳最常 用的一类引线，其材料为4J42、4J29，对该类型引线进行抗疲劳强度增强时，包括步骤：
(1)零件准备：
(1.1)采用机械冲压或化学刻蚀方法制备金属引线，材料一般为4J42、4J29，厚度t为0.10mm～0.30mm；
(1.2)将清洗后待热处理的引线零件整齐的摆放在清洁不锈钢托盘上，引线间允许 堆叠，但不应造成引线形变；
(1.3)将零件转移至热处理炉炉口处待用；
(2)零件第一次热处理：调节热处理炉的设备参数，炉中气氛为H2气氛，热处理 温度为780℃～820℃，保温时间为5min～10min，降温速度为5℃～10℃/min，温度降低 至450℃以下时，随空气降温冷却；
(3)零件第二次热处理：维持热处理炉工艺曲线不变，即热处理温度为780℃～820℃， 保温时间为5min～10min，降温速度为5℃～10℃/min，炉中气氛调整为N2气氛；温度降低至450℃以下时，随空气降温冷却；
(4)钎焊：将退火处理后的零件依照设计图纸，配合生产模具进行装配后，放入 高温钎焊炉中，按照常规钎焊工艺，将零件钎焊形成整体；
(5)电镀镍：对所得的外壳半成品，按照常规的电镀工艺进行电镀镍，镍层厚度 应保持在1.3μm～8.9μm；
(6)电镀镍后热处理：将电镀镍后的外壳整齐摆放在清洁的不锈钢托盘上，调节热处理炉的设备参数，炉中气氛为N2气氛，热处理温度为450℃～650℃，保温时间为3 min～15min，降温速度为5℃～10℃/min，炉中温度低至400℃以下时，随空气降温冷却；
(7)电镀金及其热处理：将热处理后的外壳按照常规电镀工艺进行电镀金，厚度为1.3μm～5.7μm，镀金后再次将外壳产品在N2气氛，温度为350℃～450℃的热处理 炉中进行保温5min～10min的热处理，获得抗疲劳强度有效提升的外壳成品。
通过合理的热处理方案设计，实现引线的晶粒细化，从而提升其塑韧性，继而利用镀覆后的热处理，去除其附加应力，通过多步缓解，减小引线位置的应力水平，提升其 抗疲劳强度。

Claims (8)

1.一种电子封装外壳引线抗疲劳强度增强方法，其特征在于，包括步骤：
(1)将待热处理的引线摆放在清洁不锈钢托盘上，并移至热处理炉口待用；
(2)零件第一次热处理，炉中气氛为H2；
(3)零件第二次热处理，炉中气氛为N2；
(4)将退火处理后的引线放入高温钎焊炉中，与外壳钎焊成整体；
(5)对所得外壳半成品，进行电镀镍；
(6)电镀镍后热处理；
(7)对所得外壳半成品，进行电镀金；
(8)电镀金后热处理。
2.根据权利要求1所述的电子封装外壳引线抗疲劳强度增强方法，其特征在于，所述步骤1中，采用机械冲压或化学刻蚀方法制备金属引线，材料为4J42、4J29，厚度为0.10mm～0.30mm。
3.根据权利要求1所述的电子封装外壳引线抗疲劳强度增强方法，其特征在于，所述步骤2中，第一次热处理气氛为H2，热处理温度为780℃～820℃，保温时间为5min～10min，降温速度为5℃～10℃/min，温度降低至450℃以下时，随空气降温冷却。
4.根据权利要求1所述的电子封装外壳引线抗疲劳强度增强方法，其特征在于，所述步骤3中，第二次热处理气氛为N2，热处理温度为780℃～820℃，保温时间为5min～10min，降温速度为5℃～10℃/min，温度降低至450℃以下时，随空气降温冷却。
5.根据权利要求1所述的电子封装外壳引线抗疲劳强度增强方法，其特征在于，所述步骤5中，电镀镍层厚度为1.3μm～8.9μm。
6.根据权利要求1所述的电子封装外壳引线抗疲劳强度增强方法，其特征在于，所述步骤6中，将电镀镍后的外壳摆放在清洁不锈钢托盘上，炉中气氛为N2，热处理温度为450℃～650℃，保温时间为3min～15min，降温速度为5℃～10℃/min，温度低至400℃以下时，随空气降温冷却。
7.根据权利要求1所述的电子封装外壳引线抗疲劳强度增强方法，其特征在于，所述步骤7中，电镀金层厚度为1.3μm～5.7μm。
8.根据权利要求1所述的电子封装外壳引线抗疲劳强度增强方法，其特征在于，所述步骤8中，将电镀金后的外壳摆放在清洁不锈钢托盘上，炉中气氛为N2，热处理温度为350℃～450℃，进行保温5min～10min。
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