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鉬銅合金的電鍍及表面處理對封裝性能的影響

鉬銅合金（Mo-Cu alloy）被廣泛應用于高功率半導體器件的封裝熱沉、基板和散熱器等關鍵部件中。然而，由於該合金的表面化學性質複雜、表面活性較低，直接用於封裝應用時容易出現介面接合力不足、電接觸性能不佳、耐腐蝕性不穩定等問題。因此，電鍍和表面處理工藝成為提升其封裝性能的關鍵環節。

鉬銅表面主要存在兩種問題：一是鉬的化學穩定性高，難以實現直接電鍍；二是銅的表面容易氧化，導致電鍍附著力差。因此，通常需對其表面進行預處理，包括機械拋光、酸洗、堿洗、超聲波清洗等，以去除氧化物和雜質，提高表面活性。隨後，通過化學沉積或物理氣相沉積（PVD）方法在其表面形成一層中間過渡層（如Ni、Cr或Mo），為後續的功能電鍍層提供良好附著基礎。

在電鍍工藝方面，最常見的是在鉬銅表面電鍍鎳層和金層（Ni/Au）。鎳層作為中間層，主要作用是提高附著力、增強抗氧化性能和防止金屬間擴散；而金層則提供優異的導電性和抗腐蝕性，特別適用於鍵合（wire bonding）、焊接（soldering）等封裝工藝。一般來說，鎳層厚度控制在38 μm，金層厚度控制在0.10.5 μm，即可滿足大多數電子封裝的性能要求。

除了傳統電鍍技術，近年來鉬銅合金也採用化學鍍、自催化鍍和等離子體表面改性等先進技術。這些工藝具有溫度低、鍍層均勻性好、不受基體形狀限制等優勢，尤其適用於複雜幾何結構的鉬銅件。同時，表面處理過程中還可引入功能性塗層，如銀（Ag）塗層以增強焊接性、鉻（Cr）塗層以提升硬度及耐磨性等，從而根據不同的封裝環境和應用需求，實現更高程度的定制化。

值得注意的是，表面處理工藝對鉬銅封裝性能的影響是綜合性的。一方面，良好的電鍍層能顯著提升介面結合強度，降低接觸電阻，提高封裝件的熱、電穩定性；另一方面，不當的處理（如清洗不徹底、電鍍層過厚或不均勻）可能導致熱介面阻抗增加、焊接可靠性下降，甚至出現分層、開裂等失效問題。因此，在鉬銅的封裝設計中，表面處理必須與材料組成、工藝條件及使用環境協同優化，才能實現最佳的性能匹配。

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