一种化学减薄平整钛箔的方法技术

技术编号:36711615 阅读:16 留言:0更新日期:2023-03-01 09:39
本发明专利技术公开了一种化学减薄平整钛箔的方法,涉及半导体制备领域,旨在制备一种无褶皱钛箔焊片;其技术方案要点是:一种化学减薄平整钛箔的方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:钛箔表面除油清洗,将厚度10~15μm,宽度140~150mm钛箔进行超声清洗,去除表面油污和杂质,备用;S2:钛箔预处理,将步骤S1处理的钛箔,在常压下,置于液氮中过冷处理,浸泡时间30

【技术实现步骤摘要】
一种化学减薄平整钛箔的方法


[0001]本专利技术涉及半导体制备
,更具体地说,它涉及一种化学减薄平整钛箔的方法。

技术介绍

[0002]AMB(Active Metal Brazing;活性金属钎焊)工艺是DBC工艺技术的进一步发展,它是利用活性金属与陶瓷反应生成能被液态钎料润湿的反应层,从而实现陶瓷与金属接合的一种方法。相比于DBC技术,AMB方法获得的陶瓷覆铜基板,热传导性和绝缘可靠性更好,且拥有更加优异的热循环可靠性,更适合于高压、大功率的功率半导体器件使用。
[0003]焊片/钎料是AMB技术的核心之一,其中焊片主要以活性元素Ti为主的Ti箔焊片,进行高温烧结时,铜与陶瓷之间将会发生界面反应,界面反应太弱,产品结合强度不高,无法实现铜瓷键合;界面反应太强,则界面反应层太厚,同样导致产品性能下降,选择合适的焊片至关重要。Ti箔焊片厚度是一个重要控制因素,成熟的轧制工艺主要用来生产厚度≥10μm厚度箔材,而活性金属钎焊用Ti箔焊片,约2

5μm,且在该范围内,一定程度上Ti箔焊片越薄,铜瓷键合强度越高,性能越好。目前,采用轧制工艺生产满足宽度132

150mm、2

5μm Ti箔焊片,产量少、良率低,相对于厚度为10μm焊片,成本激增。
[0004]Ti箔的化学减薄工艺为生产超薄焊片提供了思路,目前Ti箔化学减薄方法仍然主要以氢氟酸/氟化物体系为主,其中主要以HF/HNO3为主,目前该体系化学减薄后,钛箔表面容易褶皱,导致AMB烧结稳定性差,其铜瓷结合界面空洞率不稳定,存在不良隐患,极端情况下界面空洞会影响陶瓷基板的绝缘强度,严重时可能引起器件失效。
[0005]陶瓷覆铜基板领域,基于AMB工艺的使用,制备宽幅、超薄(<10μm)、无褶皱Ti箔焊片亟待开发。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的不足,本专利技术的目的在于提供一种化学减薄平整钛箔的方法,其可以制备无褶皱且超薄的钛箔焊片。
[0007]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:一种化学减薄平整钛箔的方法,包括以下步骤:S1:钛箔表面除油清洗,将厚度10~15μm,宽度140~150mm钛箔进行超声清洗,去除表面油污和杂质,备用;S2:钛箔预处理,将步骤S1处理的钛箔,在常压下,置于液氮中过冷处理,浸泡时间30

60min;S3:钛箔减薄,取步骤S2处理后的钛箔,转运浸没在HNO3/HF混合溶液中进行化学减薄蚀刻,减薄时间为30

60s 取出,所述转运时间3

5s;S4:表面再次清洗并进行真空烘干。
[0008]通过采用上述技术方案,
本专利技术进一步设置为:在S3步骤中,所述HNO3/HF混合溶液,其成分包括质量份3

5%HF、25

30%HNO3,余量为纯水。
[0009]通过采用上述技术方案,本专利技术进一步设置为:在S3步骤中,钛箔焊片减薄后,厚度为4.5

6.0μm,宽度140~150mm。
[0010]本专利技术进一步设置为:在步骤S4中,所述真空烘干,烘干温度为70

100℃,保温20

40min,升温速率10

15℃/min,真空度为低真空50

100Pa。
[0011]本专利技术进一步设置为:在步骤S1中,超声清洗包括纯水超声清洗和无水乙醇超声清洗。
[0012]本专利技术进一步设置为:在步骤S4中,对钛箔进行二次水洗,水洗后使用无水乙醇对钛箔进行超声清洗,最后对钛箔进行真空烘干即可。
[0013]本专利技术进一步设置为:在S2步骤中,浸泡完成后将空间加压到大于等于10MPa,然后进行转运。
[0014]本专利技术进一步设置为:所述化学减薄蚀刻温度为30~35℃。
[0015]综上所述,本专利技术具有以下有益效果:本专利技术首先对钛箔表面进行了表面除油清洗,保证其表面无明显杂质,经钛箔焊片预处理,即液氮对钛箔进行过冷处理,低温环境改变钛箔内部组织及应力状态,在减薄过程中利于保留焊片中的加工应力,减小褶皱;优化配比获得最佳HNO3含量的HNO3/HF混合溶液,钛箔减薄过程较为平缓,其表面微观结构平滑;综上本专利技术一种化学减薄平整钛箔制备方法,整体消除了钛箔化学减薄后褶皱情况,显著利于AMB烧结稳定性,降低器件风险。
附图说明
[0016]图1为本专利技术的流程示意图;图2为实施例一钛箔减薄后的SEM微观形貌图;图3为对比例一钛箔减薄后的SEM微观形貌图;图4为实施例一减薄钛箔AMB烧结后的超声波键合界面扫描图;图5为对比例一减薄钛箔AMB烧结后的超声波键合界面扫描图。
具体实施方式
[0017]下面结合附图和实施例,对本专利技术进行详细描述。
[0018]参照附图1所示,化学减薄平整钛箔的主要步骤包括有钛箔表面除油清洗,然后进行钛箔预处理,然后进行钛箔减薄,最后进行表面清洗及烘干。
[0019]实施例一:一种化学减薄平整钛箔制备方法,包括以下步骤:S1:钛箔表面除油清洗;将厚度10μm,宽度140mm钛箔依次使用水洗超声和无水乙醇超声清洗,去除表面油污和杂质,备用。
[0020]S2:钛箔预处理;将步骤S1处理的钛箔,在常压下,置于液氮中过冷处理,浸泡时间30min。
[0021]S3:钛箔减薄;
取步骤S2经处理的钛箔,在高压环境下,环境压力为10MPa,迅速转运浸没在HNO3/HF混合溶液中进行化学减薄蚀刻,减薄时间为30s 取出,转运时间3s。
[0022]S4:表面清洗;取步骤S3的钛箔,对钛箔进行二次水洗,水洗后使用无水乙醇对钛箔进行超声清洗,最后对钛箔进行真空烘干,即可。
[0023]其中,HNO3/HF混合溶液,其成分包括3%HF、30%HNO3,余量为纯水,化学减薄蚀刻温度为35℃,钛箔焊片减薄后,平均厚度为4.7μm,宽度140mm。
[0024]在步骤S4中,所述真空烘干,烘干温度为80℃,保温20min,升温速率10℃/min,真空度为低真空100Pa。
[0025]实施例二:一种化学减薄平整钛箔制备方法,包括以下步骤:S1:钛箔表面除油清洗;将厚度15μm,宽度140mm钛箔依次使用水洗超声和无水乙醇超声清洗,去除表面油污和杂质,备用。
[0026]S2:钛箔预处理;将步骤S1处理的钛箔,在常压下,置于液氮中过冷处理,浸泡时间30min。
[0027]S3:钛箔减薄;取步骤S2经处理的钛箔,在高压环境下,环境压力为15MPa,迅速转运浸没在HNO3/HF混合溶液中进行化学减薄蚀刻,减薄时间为40s 取出,转运时间3s。
[0028]S4:表面清洗;取步骤S3的钛箔,对钛箔进行二次水洗,水洗后使用无水乙醇对钛箔进行超声清洗,最后对钛箔进行真空烘干,即可。
[0029]其本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种化学减薄平整钛箔的方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:钛箔表面除油清洗,将厚度10~15μm,宽度140~150mm钛箔进行超声清洗,去除表面油污和杂质,备用;S2:钛箔预处理,将步骤S1处理的钛箔,在常压下,置于液氮中过冷处理,浸泡时间30

60min;S3:钛箔减薄,取步骤S2处理后的钛箔,转运浸没在HNO3/HF混合溶液中进行化学减薄蚀刻,减薄时间为30

60s 取出,所述转运时间3

5s;S4:表面再次清洗并进行真空烘干。2.根据权利要求1所述的一种化学减薄平整钛箔的方法,其特征在于:在S3步骤中,所述HNO3/HF混合溶液,其成分包括质量份3

5%HF、25

30%HNO3,余量为纯水。3.根据权利要求2所述的一种化学减薄平整钛箔的方法,其特征在于:在S3步骤中,钛箔焊片减薄后,厚度为4.5

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【专利技术属性】
技术研发人员:欧阳鹏王斌丁慕禹韩正尧蹇满
申请(专利权)人:江苏富乐华功率半导体研究院有限公司
类型:发明
国别省市:

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