一、钼铜材料为何需要“镀金”?

钼铜(Mo-Cu)合金作为一种高导热、低膨胀、耐高温的复合金属材料，被广泛应用于电子封装、微波器件、激光组件等高热流密度场景。但很多人可能会疑惑：钼铜本身性能已经优越，为何还要在表面额外“镀金”?

原因有三：

改善导电性能：钼铜表面并非天然优良导体，金层可降低接触电阻。

提升焊接兼容性：金层利于钎焊、键合等精密连接工艺。

增强抗氧化性：钼与铜易氧化，金层可形成惰性屏障，提升整体耐久性。

这正是“钼铜镀金”被视为电子级高端封装基板的重要原因。

二、钼铜的材料特性概览

钼铜是一种典型的金属陶瓷复合材料，主要由高熔点的钼粉与优良导热性的铜渗透结合而成。

核心特性包括：

高导热性：200–280 W/m·K，迅速导出热量;

低热膨胀系数(CTE)：接近硅(~6 ppm/°C)，适用于芯片封装;

高强度、耐高温：钼的熔点为2623℃，结构稳定性极佳;

可控密度：钼与铜比例调节后可获得不同的质量比与热性能;

良好机加工性：尤其在渗铜后，材料硬度适中。

因此，它被广泛用于：

IGBT模块散热基板

光电芯片载体

激光器壳体

卫星电子器件封装件

三、为什么选择“金”作为镀层金属?

在众多金属中，为什么最终选择“金”来处理钼铜表面?

主要理由如下：

极强的抗氧化性：金不易与空气中水、氧反应，在高温高湿环境下稳定性极高。

优异的导电性：金的电导率在所有金属中名列前茅，仅次于银。

可焊性与键合性好：金表面具有优良润湿性，适合金丝键合、钎焊等封装工艺。

抗迁移性强：金层不会在电场作用下向外扩散，避免连接失效。

薄层即可生效：0.3μm以上的金层已能满足大多数电子封装要求。

四、钼铜镀金的标准工艺流程

钼铜的镀金流程较为复杂，因其多孔复合结构及表面活性差，处理不当容易导致金层附着不良或空鼓脱层。

以下是典型工艺流程：

1. 表面预处理

机械加工与清洗：去除表面氧化皮与杂质。

酸洗粗化：增强镀层结合力，常用氢氟酸混酸进行表面活化。

中间层镀镍(Ni)：一般电镀厚度3–5μm，防止铜向金层迁移，同时提升附着力。

2. 镀金层沉积

电镀金(Au plating)：常用氰化金钾溶液，通过恒流电沉积形成0.3–2μm厚度金层。

可选化学镀金(无电镀)：适合复杂结构或不宜施加电流的基体。

3. 后处理

热处理：促进界面层间结合(控制在低于铜扩散温度);

冲洗烘干：防止化学残留腐蚀金层。

检测：通过X射线荧光、SEM断面观察等方式确认镀层质量。

五、钼铜镀金的关键性能优势

提升电连接可靠性

金层提供稳定的低电阻接触界面，尤其适合高频信号、高速切换场合。

耐腐蚀、耐高温氧化

镀金后表面形成化学惰性屏障，能承受严苛的高湿、高盐雾环境。

改善钎焊与键合工艺适配性

金层可直接用于金丝键合或Au-Sn、Sn-Pb、Ag-In等常用钎料焊接，润湿性优异。

长期稳定性好

镀金处理后的钼铜器件，在常温下长期储存不变色、不氧化，性能一致性强。

可定制厚度与区域

局部镀金、选择性金层厚度设计可根据封装方式灵活定制。

六、典型应用场景与行业需求

1. 功率器件封装基板

如IGBT、MOS管、SiC模块等的底部热沉和引脚端接区域，要求金层保障导热基础上的可靠键合。

2. 光通信与激光模块封装

钼铜基底作为激光器壳体、光敏芯片支撑件，在焊盘区采用镀金处理，便于激光焊或键合。

3. 航空航天电子模块

在高速飞行环境下，金层保证电接触端抗腐蚀、防迁移、防水汽渗透能力。

4. 射频微波封装模块

钼铜用于微波腔体或金属盖板，通过镀金层降低接触电阻并提升信号完整性。