一种纳米多孔Cu焊盘及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种纳米多孔Cu焊盘及其制备方法和应用，该制备方法包括：利用含有复合添加剂的焦磷酸盐体系电镀液在基板或元器件的表面电镀CuZn合金层，得到沉积多孔焊盘前驱体的基板或元器件；其中，所述含有复合添加剂的焦磷酸盐体系电镀液的成分包含铜盐、锌盐、络合剂、酸碱调节剂和复合添加剂，所述络合剂包括焦磷酸钾，所述复合添加剂的成分包括多羟基配体、组氨酸、糖精钠、低酯果胶；将沉积多孔焊盘前驱体的芯片、基板或热沉器件浸泡在腐蚀液中，使其多孔焊盘前驱体转变为纳米多孔Cu焊盘。采用本发明专利技术的纳米多孔Cu焊盘，与纳米铜可以在较低温度实现混合烧结，且增强了连接强度，提高了器件受热循环时的可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子封装，尤其涉及一种纳米多孔cu焊盘及其制备方法和应用。

技术介绍

1、近年来，随着以sic为代表的第三代半导体在功率器件中应用和发展，小型化的大功率器件得以实现，可在如电动汽车、航天航空、地下钻探等领域替代传统的si基功率器件。然而，sic功率器件的工作温度也达到了175℃，甚至更高的温度。目前电子封装中常用的软钎料为含铅钎料或无铅钎料，其熔点基本在300℃以下，采用软钎焊工艺的功率模块结温一般低于150℃，应用于温度为175℃甚至200℃以上的情况时，其连接层性能会急剧退化，影响模块工作的可靠性。为了得到可靠性良好的功率模块，业界开发了“低温连接，高温服役”的新型钎料与连接技术，如纳米银烧结法、纳米铜烧结和瞬态液相连接法等。在纳米金属烧结的连接过程中，不仅颗粒之间需要烧结，更重要的是颗粒与焊盘之间需要实现冶金连接。然而，传统的焊盘为多层金属镀层，是致密的金属层，所以纳米颗粒与焊盘之间的烧结比纳米颗粒之间的烧结更加困难。此外，由于烧结铜的杨氏模量较高，接头界面处热膨胀系数(cte)失配问题严重，导致接头抗热冲击或热循环的能力差。

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【技术保护点】

1.一种纳米多孔Cu焊盘的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的纳米多孔Cu焊盘的制备方法，其特征在于：步骤S1中，所述含有复合添加剂的焦磷酸盐体系电镀液的组分及其浓度为：焦磷酸钾300～340g/L，五水硫酸铜12.5～25g/L，七水硫酸锌29～43.5g/L，复合添加剂1.5～28g/L，采用酸碱调节剂调节电镀液的pH值为9.3～11.3；

3.根据权利要求2所述的纳米多孔Cu焊盘的制备方法，其特征在于：步骤S1中，使用脉冲电源进行电镀，脉冲电源占空比20％～100％，频率为500～1000Hz，阴极平均电流密度为1～6A/dm2。<...

【技术特征摘要】

1.一种纳米多孔cu焊盘的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的纳米多孔cu焊盘的制备方法，其特征在于：步骤s1中，所述含有复合添加剂的焦磷酸盐体系电镀液的组分及其浓度为：焦磷酸钾300～340g/l，五水硫酸铜12.5～25g/l，七水硫酸锌29～43.5g/l，复合添加剂1.5～28g/l，采用酸碱调节剂调节电镀液的ph值为9.3～11.3；

3.根据权利要求2所述的纳米多孔cu焊盘的制备方法，其特征在于：步骤s1中，使用脉冲电源进行电镀，脉冲电源占空比20％～100％，频率为500～1000hz，阴极平均电流密度为1～6a/dm2。

4.根据权利要求2所述的纳米多孔cu焊盘的制备方法，其特征在于：所述酸碱调节剂为氢氧化钾或氢氧化钠。

5.根据权利要求1所述的纳米多孔cu焊盘...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宏涛，王建强，王锦涛，王奉祎，吕子文，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院，
类型：发明
国别省市：