CN114059120A - 激光泵源芯片底座以及管壳电镀镀银新工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及激光附属装置的技术领域，特别是涉及激光泵源芯片底座以及管壳电镀镀银新工艺，在管壳以及底座表面镀银，对于芯片发光的光源有很好的塑造性，不散光，使光集中，并且提高了芯片与银层的贴合度；包括以下步骤：S1、按照加工尺寸对激光泵源芯片底座的原材料进行锯切，然后进行退火去应力，得到半成品A；S2、对步骤S1中得到的半成品A进行CNC粗加工，然后再次进行退火去应力，得到半成品B；S3、将步骤S2中得到的半成品B进行CNC精加工，然后进行磁力研磨半成品B表面的毛刺，然后进行第一次除油清洗，烘干后再进行喷砂，再进行第二次除油清洗，烘干后得到半成品C；S4、将半成品C进行电镀银；S5、将半成品D进行可靠性测试，得到成品。
Description
技术领域
本发明涉及激光附属装置的技术领域，特别是涉及激光泵源芯片底座以及管壳电镀镀银新工艺。
背景技术
半导体激光器由于具有体积小、重量轻、效率高等众多优点，广泛应用于工业、军事、医疗、通讯等众多领域。
底座以及管壳是激光器的心脏位置，底座以及管壳用于散发芯片运行时产生的热量，增加芯片热成焊接附着力，其性能对激光器起着决定性的作用；目前，底座和管壳在制造时，采用传统电镀的方式在其表面镀金，但是镀金的方式在长期使用来看存在以下缺点：第一、芯片发光的光源塑造性较差，光集中性较差；第二、芯片焊接能力较差；第三、镀金的方式成本高。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供激光泵源芯片底座以及管壳电镀镀银新工艺，在管壳以及底座表面镀银，对于芯片发光的光源有很好的塑造性，不散光，使光集中，并且提高了芯片与银层的贴合度，不会出现焊接空洞，同时降低成本。
本发明的激光泵源芯片底座以及管壳电镀镀银新工艺，包括以下步骤：
S1、按照加工尺寸对激光泵源芯片底座的原材料进行锯切，然后进行退火去应力，得到半成品A；
S2、对步骤S1中得到的半成品A进行CNC粗加工，然后再次进行退火去应力，得到半成品B；
S3、将步骤S2中得到的半成品B进行CNC精加工，然后进行磁力研磨半成品B表面的毛刺，然后进行第一次除油清洗，烘干后再进行喷砂，再进行第二次除油清洗，烘干后得到半成品C；
S4、将半成品C进行电镀银，电镀银步骤如下：超声波除油→电解除油→水洗→稀盐酸活化→水洗→电镀铜→回收→水洗→硫酸活化→水洗→电镀镍→预镀银→镀银→回收→水洗→纯水洗→银保护剂→水洗→热水清洗→产品烘烤→半成品D；
S5、将半成品D进行可靠性测试，得到成品。
进一步地，所述预镀银和镀银工序包括以下步骤：
1)配置银氨络合物溶液：
先将硝酸银溶于蒸馏水中，待完全溶解后，边搅拌边慢慢加入浓氨水，开始生成褐色的氢氧化银沉淀，反应方程式如下：
AgNO3+NH4OH→Ag(OH)↓+NH4NO3
继而褐色的氢氧化银很快分解成黑褐色的氧化银沉淀，反应方程式如下：
2AgOH→Ag2O↓+H2O
当继续加入过量的氨水时，Ag2O被氨水溶解，形成无色透明的银氨络合物溶液，反应方程式如下：
Ag2O+4NH4OH→2Ag(NH3)2OH+3H2O
2)配制还原剂溶液；
3)混合1)中银氨络合物溶液和2)中还原剂溶液，导入到预镀银或者镀银工序的镀银液槽内，进行电镀，银氨络合离子与还原剂作用还原成银沉积于基体材料上，反应如下：
Ag(NH3)2OH+H－(还原剂)→Ag0↓+2NH3+H2O。
进一步地，所述电镀镍工序中，镍层厚度为3～5μm。
进一步地，所述稀盐酸活化中稀盐酸浓度为5～10％。
进一步地，所述预镀银工序镀银液槽内金属银含量：1～3g/L，氯化钾含量：90～120g/L；镀银工序镀银液槽内金属银含量：10～20g/L，氯化钾含量：100～150g/L，镀银液槽温度为20～30℃。
进一步地，所述产品烘烤工序中烘烤温度为90±5℃，烘烤时间为30min。
进一步地，所述可靠性测试包括以下项目：镀层厚度、胶纸剥离、摆格测试、达因笔测试、超声清洗、高温烘烤和中性盐雾。
进一步地，所述硫酸活化中硫酸浓度为10～15g/L。
与现有技术相比本发明的有益效果为：第一，银是一种白色金属，密度10.5g/cm(20℃)，熔点960.5℃，相对原子质量107.9，标准电极电位Ag/Ag为+0.799V，银可锻、可塑，具有优良的导电、导热性，对于芯片发光的光源有很好的塑造性，不散光，使光集中聚中；
第二，银镀层很容易抛光，有很强的反光能力和良好的导热、导电、焊接性能，由于银原子容易扩散和沿材料表面滑移，银镀层对芯片焊接会强化附着力以及流通性，焊接时芯片与银层完全贴合，无焊接空洞；
第三，环保，成本低，同样激光基座管壳，镀银是镀金成本的三分之一，提高国产激光成本和性能的竞争力。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例：
本发明的激光泵源芯片底座以及管壳电镀镀银新工艺，包括以下步骤：
S1、按照加工尺寸对激光泵源芯片底座的原材料进行锯切，然后进行退火去应力，得到半成品A；
S2、对步骤S1中得到的半成品A进行CNC粗加工，然后再次进行退火去应力，得到半成品B；
S3、将步骤S2中得到的半成品B进行CNC精加工，然后进行磁力研磨半成品B表面的毛刺，然后进行第一次除油清洗，烘干后再进行喷砂，再进行第二次除油清洗，烘干后得到半成品C，第一次除油清洗以及第二次除油清洗均在超声波清洗机内进行，频率设置40～60赫兹，温度控制50～60℃；
S4、将半成品C进行电镀银，包括以下步骤：
S401)超声波除油：在超声除油水槽内进行，超声清洗剂频率为40～60赫兹，温度控制55～65℃，碱含量为40～60g/L，清洗时间为10min；
S402)电解除油：在干净的电解除油水槽内进行，温度控制55～65℃，碱含量为40～60g/L，清洗时间为10min；
S403)水洗：使用干净清洁的循环水进行清洗；
S404)稀盐酸活化：盐酸浓度：5～10％，活化时间：5～10s；
S405)水洗：使用干净清洁的循环水进行清洗；
S406)电镀铜：向基体材料表面镀铜，镀铜液体槽参数为：氧化铜浓度：20～40g/L，氧化钠浓度：10～15g/L，温度控制55～65℃，时间为5min；
S407)回收：回收过滤药水；
S408)水洗：同S403)；
S409)盐酸活化：使用浓度为10～15g/L的硫酸活化5～10s；
S410)水洗：同S403)；
S411)电镀镍：镀镍液体槽参数为：硫酸镍含量：200～300g/L，氯化镍含量：40～60g/L，硼酸含量：40～60g/L；镀层厚度：镍3～5μm；并进行哈式试验；
S412)预镀银：镀银液体槽参数为：金属银含量：1～3g/L，氯化钾含量：90～120g/L；
S413)镀银：镀银液体槽参数为：金属银含量：10～20g/L，氯化钾含量：100～150g/L，通过预镀银和镀银工序，银层总厚度为0.0025-0.006mm；
S414)回收：回收过滤药水；
S415)水洗：同S403)；
S416)纯水洗：使用干净清洁的循环纯净水进行清洗；
S417)银保护剂：进行防腐保护，抗氧化；
S418)水洗：同S403)；
S419)热水清洗：热水槽参数为：温度：80±5℃，电导率：0～50US/CM，水流量：100～300L/PH，时间：5～10S；
S420)产品烘烤：高温烤箱烘烤，温度为90±5℃，时间啊30min；
S5、可靠性测试：
镀层厚度：使用X荧光仪检测，镍3～5μm，银3～6μm；
胶纸剥离：3M 600胶纸180°按压平整剥离测试三次；
摆格测试：百格刀划切1*1mm小格，3M胶纸90°按压三次，脱落面积小于10％；
达因笔测试：划100mm长的墨条，并观察其90％以上的墨条边在2秒钟内是否发生收缩并形成墨滴；
超声清洗：去离子水超声清洗15分钟螺纹孔内无液体残留；
高温烘烤：240度高温烘烤30Min，烤箱内自然冷却是否有起皮鼓包；
中性盐雾：24h中性盐雾，表面是否有起泡，发黑发黄及斑点；
以上预镀银和镀银工序均包括以下步骤：
1)配置银氨络合物溶液：
先将硝酸银溶于蒸馏水中，待完全溶解后，边搅拌边慢慢加入浓氨水，开始生成褐色的氢氧化银沉淀，反应方程式如下：
AgNO3+NH4OH→Ag(OH)↓+NH4NO3
继而褐色的氢氧化银很快分解成黑褐色的氧化银沉淀，反应方程式如下：
2AgOH→Ag2O↓+H2O
当继续加入过量的氨水时，Ag2O被氨水溶解，形成无色透明的银氨络合物溶液，反应方程式如下：
Ag2O+4NH4OH→2Ag(NH3)2OH+3H2O
2)配制还原剂溶液，还原剂溶液配方以及配制方式均为现有技术，不多加说明；
3)混合1)中银氨络合物溶液和2)中还原剂溶液，导入到预镀银或者镀银工序的镀银液槽内，进行电镀，银氨络合离子与还原剂作用还原成银沉积于基体材料上，反应如下：
Ag(NH3)2OH+H－(还原剂)→Ag0↓+2NH3+H2O。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.激光泵源芯片底座以及管壳电镀镀银新工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、按照加工尺寸对激光泵源芯片底座的原材料进行锯切，然后进行退火去应力，得到半成品A；
S2、对步骤S1中得到的半成品A进行CNC粗加工，然后再次进行退火去应力，得到半成品B；
S3、将步骤S2中得到的半成品B进行CNC精加工，然后进行磁力研磨半成品B表面的毛刺，然后进行第一次除油清洗，烘干后再进行喷砂，再进行第二次除油清洗，烘干后得到半成品C；
S4、将半成品C进行电镀银，电镀银步骤如下：超声波除油→电解除油→水洗→稀盐酸活化→水洗→电镀铜→回收→水洗→硫酸活化→水洗→电镀镍→预镀银→镀银→回收→水洗→纯水洗→银保护剂→水洗→热水清洗→产品烘烤→半成品D；
S5、将半成品D进行可靠性测试，得到成品。
2.如权利要求1所述的激光泵源芯片底座以及管壳电镀镀银新工艺，其特征在于，所述预镀银和镀银工序包括以下步骤：
1)配置银氨络合物溶液：
先将硝酸银溶于蒸馏水中，待完全溶解后，边搅拌边慢慢加入浓氨水，开始生成褐色的氢氧化银沉淀，反应方程式如下：
AgNO3+NH4OH→Ag(OH)↓+NH4NO3
继而褐色的氢氧化银很快分解成黑褐色的氧化银沉淀，反应方程式如下：
2AgOH→Ag2O↓+H2O
当继续加入过量的氨水时，Ag2O被氨水溶解，形成无色透明的银氨络合物溶液，反应方程式如下：
Ag2O+4NH4OH→2Ag(NH3)2OH+3H2O
2)配制还原剂溶液；
3)混合1)中银氨络合物溶液和2)中还原剂溶液，导入到预镀银或者镀银工序的镀银液槽内，进行电镀，银氨络合离子与还原剂作用还原成银沉积于基体材料上，反应如下：
Ag(NH3)2OH+H－(还原剂)→Ag0↓+2NH3+H2O。
3.如权利要求2所述的激光泵源芯片底座以及管壳电镀镀银新工艺，其特征在于，所述电镀镍工序中，镍层厚度为3～5μm。
4.如权利要求3所述的激光泵源芯片底座以及管壳电镀镀银新工艺，其特征在于，所述稀盐酸活化中稀盐酸浓度为5～10％。
5.如权利要求4所述的激光泵源芯片底座以及管壳电镀镀银新工艺，其特征在于，所述预镀银工序镀银液槽内金属银含量：1～3g/L，氯化钾含量：90～120g/L；镀银工序镀银液槽内金属银含量：10～20g/L，氯化钾含量：100～150g/L，镀银液槽温度为20～30℃。
6.如权利要求5所述的激光泵源芯片底座以及管壳电镀镀银新工艺，其特征在于，所述产品烘烤工序中烘烤温度为90±5℃，烘烤时间为30min。
7.如权利要求6所述的激光泵源芯片底座以及管壳电镀镀银新工艺，其特征在于，所述可靠性测试包括以下项目：镀层厚度、胶纸剥离、摆格测试、达因笔测试、超声清洗、高温烘烤和中性盐雾。
8.如权利要求7所述的激光泵源芯片底座以及管壳电镀镀银新工艺，其特征在于，所述硫酸活化中硫酸浓度为10～15g/L。
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