挤压碲化铋热电晶片的焊结层处理工艺制造技术

本发明专利技术公开了挤压碲化铋热电晶片的焊结层处理工艺，属于电晶片处理技术领域。除油液为水溶液，按质量百分计，使用三浮品牌除油粉20

【技术实现步骤摘要】
挤压碲化铋热电晶片的焊结层处理工艺


[0001]本专利技术涉及电晶片处理
，尤其涉及挤压碲化铋热电晶片的焊结层处理工艺。

技术介绍

[0002]碲化铋热电材料仍然是室温热电性能最好的材料，已经实现商业化，一般通过配料、熔炼合成、定向区域熔炼、切片、表面处理、切粒、装模、焊接等工序，制成最终产品
‑‑
半导体致冷器。其中表面处理是一个重要工序，因为碲化铋基热电材料需要通过铜导流条焊接成串联电路才具有实用价值，而该材料本身是不容易直接焊接的，同时直接与铜导流条表面长期接触，随着铜的不断渗入材料导致产品性能退化，甚至失效，所以选择合适的表面处理工艺可提高元件表面的可焊性，有利于提高致冷器的热电性能和结合强度，更能提高致冷器的可靠性，延长使用寿命。
[0003]碲化铋基热电材料是半导体材料，切片表面光滑，给表面处理带来困难，业内一般采用先喷涂镍再电镀镍、电镀锡技术，喷涂是利用氧
‑
乙炔焰高温将特制镍丝熔化，通过压缩空气将熔液雾化，并高速沉积在碲化铋基晶片上，形成结合力牢固，致密，具有可焊性镍层，起到粗化和导电作用，利于之后的电镀处理。但喷涂电镀工艺转换环节多，导致晶片破碎，成品率低，成本高，同时，因晶片表面受到高温、高压的冲击，影响热电性能，最终导致致冷器最大温差值偏低、寿命短。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的挤压碲化铋热电晶片的焊结层处理工艺。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0006]挤压碲化铋热电晶片的焊结层处理工艺，包括以下步骤组成：
[0007]S1：化学除油：将晶片置于碱性除油液中，温度60
‑
70℃浸泡10
‑
15min，除油结束后，清洗干净；
[0008]S2：微蚀：在温度25
±
1℃恒温状态下进行微蚀，微蚀时间8
‑
12分钟，N型颜色呈现均匀红色，P型颜色为深灰色；
[0009]S3：超声波清洗：微蚀好的晶片进入超声波清水常温清洗1
‑
2min，将晶片表面的微蚀膜清洗干净；
[0010]S4：预镀镍：在镀镍液温度30
‑
40℃，纯镍阳极板与电镀晶片阴极的面积比为1.5:1，电流密度1.5～3A/m2，采用机械搅拌电镀液，电镀时间2
‑
3min，预镀镍后取出晶片，清洗干净；
[0011]S5：化学镀镍：在化学镀镍液温度88
‑
90℃，PH4.6
‑
5.0，化镀时间12
‑
16min，采用空气搅拌化镀镍液；
[0012]S6：镀锡：纯锡阳极板与电镀晶片阴极的面积比为1.5:1，在镀锡铋液温度20
‑
30
℃，电流密度1
‑
2A/m2，电镀时间2
‑
3min，电镀结束后取出晶片，用40
‑
50℃的碱性液进行中和，再进行3道水洗清洗，烘干，完成挤压碲化铋热电材料表面处理。
[0013]优选的，所述除油液为水溶液，按质量百分计，使用三浮品牌除油粉20
‑
30g/L配制。
[0014]优选的，所述微蚀为水溶液，每升含37％盐酸80
‑
100ml、65％硝酸300
‑
320ml配制。
[0015]优选的，所述超声波清洗后N为黑色P为浅灰色。
[0016]优选的，所述预镀镍为水溶液，每升含纳米镍600
‑
700ml和37％盐酸80
‑
120ml，预镀镍晶片表面为灰色状态。
[0017]优选的，所述化镀镍液由中磷化学镍A剂50
‑
60ml/L，B剂150
‑
170ml/L组成。
[0018]优选的，所述电镀锡液由甲基磺酸锡20～30g/L、甲基磺90
‑
120ml/L、添加剂60
‑
80ml/L和细腻剂3
‑
5ml/L组成。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0020]1、除油液为水溶液，按质量百分计，使用三浮品牌除油粉20
‑
30g/L配制，微蚀为水溶液，每升含37％盐酸80
‑
100ml、65％硝酸300
‑
320ml配制，超声波清洗后N为黑色P为浅灰色，预镀镍为水溶液，每升含纳米镍600
‑
700ml和37％盐酸80
‑
120ml，预镀镍晶片表面为灰色状态。
[0021]2、化镀镍液由中磷化学镍A剂50
‑
60ml/L，B剂150
‑
170ml/L组成，所述电镀锡液由甲基磺酸锡20～30g/L、甲基磺90
‑
120ml/L、添加剂60
‑
80ml/L和细腻剂3
‑
5ml/L组成，十字划痕检测，无镀层脱落。可焊性测试显示，器件阻值偏差在5％以内，低于同类产品10％的产品标准，最大温差平均提高了0.3℃，明显提高材料性能。
附图说明
[0022]图1为本专利技术提出的挤压碲化铋热电晶片的焊结层处理工艺流程示意图。
具体实施方式
[0023]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0024]参照图1，实施例1
[0025]挤压碲化铋热电晶片的焊结层处理工艺，包括以下步骤组成：
[0026]S1：化学除油：将晶片置于碱性除油液中，温度60
‑
70℃浸泡10
‑
15min，除油结束后，清洗干净；
[0027]S2：微蚀：在温度25
±
1℃恒温状态下进行微蚀，微蚀时间8
‑
12分钟，N型颜色呈现均匀红色，P型颜色为深灰色；
[0028]S3：超声波清洗：微蚀好的晶片进入超声波清水常温清洗1
‑
2min，将晶片表面的微蚀膜清洗干净；
[0029]S4：预镀镍：在镀镍液温度30
‑
40℃，纯镍阳极板与电镀晶片阴极的面积比为1.5:1，电流密度1.5～3A/m2，采用机械搅拌电镀液，电镀时间2
‑
3min，预镀镍后取出晶片，清洗干净；
[0030]S5：化学镀镍：在化学镀镍液温度88
‑
90℃，PH4.6
‑
5.0，化镀时间12
‑
16min，采用空
气搅拌化镀镍液；
[0031]S6：镀锡：纯锡阳极板与电镀晶片阴极的面积比为1.5:1，在镀锡铋液温度20
‑
30℃，电流密度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.挤压碲化铋热电晶片的焊结层处理工艺，其特征在于，包括以下步骤组成：S1：化学除油：将晶片置于碱性除油液中，温度60
‑
70℃浸泡10
‑
15min，除油结束后，清洗干净；S2：微蚀：在温度25
±
1℃恒温状态下进行微蚀，微蚀时间8
‑
12分钟，N型颜色呈现均匀红色，P型颜色为深灰色；S3：超声波清洗：微蚀好的晶片进入超声波清水常温清洗1
‑
2min，将晶片表面的微蚀膜清洗干净；S4：预镀镍：在镀镍液温度30
‑
40℃，纯镍阳极板与电镀晶片阴极的面积比为1.5:1，电流密度1.5～3A/m2，采用机械搅拌电镀液，电镀时间2
‑
3min，预镀镍后取出晶片，清洗干净；S5：化学镀镍：在化学镀镍液温度88
‑
90℃，PH4.6
‑
5.0，化镀时间12
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16min，采用空气搅拌化镀镍液；S6：镀锡：纯锡阳极板与电镀晶片阴极的面积比为1.5:1，在镀锡铋液温度20
‑
30℃，电流密度1
‑
2A/m2，电镀时间2
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3min，电镀结束后取出晶片，用40
‑
50℃的碱性液进行中和，再进行3道水洗清洗，...

【专利技术属性】
技术研发人员：温汉军，
申请(专利权)人：浙江万谷半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：