一种减少覆铜陶瓷基板焊料蚀刻侧蚀的方法技术

技术编号：41216414 阅读：2 留言：0更新日期：2024-05-09 23:38

本发明专利技术涉及半导体制备技术领域，特别涉及一种减少覆铜陶瓷基板焊料蚀刻侧蚀的方法；现有焊料蚀刻技术会造成侧蚀的问题，本发明专利技术提供了一种减少覆铜陶瓷基板焊料蚀刻侧蚀的方法：该方法通过在焊料蚀刻液中加入特定的改性剂，降低了焊料蚀刻液进入缝隙的能力，以减少对缝隙内焊料的咬蚀量，进而显著减少了对焊料的侧蚀；所述焊料蚀刻液由以下质量百分比的组分组成：0％～5％氨水、5％～15％强氧化剂、3％～6％强碱、1％～8％稳定剂、1％～5％改性剂，余量为水；所述改性剂包括N‑亚硝基苯胲铵、苯甲酸铵、焦磷酸铵、十二烷基硫酸铵、聚磷酸铵、十二双酸铵中的一种或多种。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制备，特别涉及一种减少覆铜陶瓷基板焊料蚀刻侧蚀的方法。

技术介绍

1、活性金属钎焊技术是指利用含有活性金属ti、zr或hf的钎料，通过一定的真空烧结工艺将铜箔和陶瓷基板焊接在一起。利用活性金属钎焊技术制备的覆铜陶瓷基板作为封装基板材料，已广泛应用在高功率、高散热以及高可靠性需求的半导体器件。

2、作为功率载板，覆铜陶瓷基板需要有良好的温度冲击可靠性。覆铜陶瓷基板可以通过在蚀刻焊料层后增加台阶蚀刻的方法来减轻图形边缘的应力，进而提高温度冲击可靠性。专利cn115799077b公布了一种能够蚀刻出高质量台阶、晶界间隙小且能降低铜面粗糙度的台阶蚀刻方法，有效提高了产品质量。

3、但是目前的焊料蚀刻液体系在去除图形间隙处焊料的同时，会对图形边缘下方的焊料形成蚀刻，最终使图形区下方焊料缺失，造成焊料侧蚀现象。焊料侧蚀会导致后续在台阶蚀刻时需要去除更多的铜以保证焊料台阶露出宽度，这会降低覆铜陶瓷板的热循环性能和铜瓷之间的有效结合面积。

技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种减少覆铜陶瓷基板焊料蚀刻侧蚀的方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题：

2、一种减少覆铜陶瓷基板焊料蚀刻侧蚀的方法：所述减少覆铜陶瓷基板焊料蚀刻侧蚀的方法中使用焊料蚀刻液；所述焊料蚀刻液包括以下原料，按质量百分比计：0％～5％氨水、5％～15％强氧化剂、3％～6％强碱、1％～8％稳定剂、1％～5％改性剂，余量为水。

3、优选地，所述氨水浓度为28％。</p>

4、优选地，所述强氧化剂为h2o2、kmno4中的任意一种；所述强碱为naoh、koh中的任意一种。

5、优选地，所述强氧化剂为h2o2；所述强碱为naoh。

6、优选地，所述稳定剂包括羟基乙叉二膦酸、氨基三甲叉膦酸、乙二胺四甲叉膦酸、乙二胺四甲叉膦酸钠、膦酸丁胺-1,2,4三羧酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸、2-羟基膦酰基乙酸、硫酸镁或硫酸镁的水合盐、脂肪酸镁、水解聚丙烯酰胺、磷酸三钠、硅酸钠、三聚磷酸钠、碱金属偏磷酸盐、聚偏磷酸盐、苹果酸、柠檬酸钠、酒石酸、葡萄糖酸、羟乙酸、氨三乙酸钠、乙二胺四乙酸盐、乙二胺四乙酸、二乙烯三胺五羧酸盐中的一种或多种。

7、优选地，所述改性剂包括n-亚硝基苯胲铵、苯甲酸铵、焦磷酸铵、十二烷基硫酸铵、聚磷酸铵、十二双酸铵中的一种或多种。

8、优选地，前述一种焊料蚀刻液的应用：所述焊料蚀刻液用于减少覆铜陶瓷基板焊料蚀刻侧蚀。

9、优选地，前述焊料蚀刻液的制备方法：包括以下步骤：步骤一：向水中加入稳定剂，搅拌5～15min；

10、步骤二：加入强氧化剂、氨水，继续搅拌1～3min，之后加入强碱，搅拌5～15min；

11、步骤三：加入改性剂并搅拌5～10min。

12、优选地，前述焊料蚀刻液的制备方法：包括以下步骤：步骤一：在蚀刻槽中加入水，然后向水中加入稳定剂，搅拌10min；

13、步骤二：加入强氧化剂，继续搅拌2min，之后加入强碱，搅拌5min；

14、步骤三：加入改性剂并搅拌5min。

15、与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：本专利技术提供的一种减少覆铜陶瓷基板焊料蚀刻侧蚀的方法，通过加入特定的改性剂，可以显著减少对焊料的侧蚀，提高台阶蚀刻后的覆铜陶瓷基板的温度可靠性；使用改性的焊料蚀刻液后，受改性剂自身特性和高分子量影响，焊料蚀刻液的填缝能力降低，使得焊料蚀刻液对缝隙处的铜银共晶层的咬蚀速率大幅降低，进而达到了减少侧蚀的效果；

16、此外，因侧蚀的改善，台阶蚀刻后图形区域与陶瓷板的结合面有所扩大，进而增强了图形和陶瓷的结合力。综上，本专利技术提出的减少焊料蚀刻侧蚀的方法对于提高覆铜陶瓷板的温度冲击可靠性和铜瓷结合力具有显著效果。

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【技术保护点】

1.一种减少覆铜陶瓷基板焊料蚀刻侧蚀的方法，其特征在于：所述减少覆铜陶瓷基板焊料蚀刻侧蚀的方法中使用焊料蚀刻液；所述焊料蚀刻液包括以下原料，按质量百分比计：0％～5％氨水、5％～15％强氧化剂、3％～6％强碱、1％～8％稳定剂、1％～5％改性剂，余量为水。

2.根据权利要求1所述的一种减少覆铜陶瓷基板焊料蚀刻侧蚀的方法，其特征在于：所述强氧化剂为H2O2、KMnO4中的任意一种。

3.根据权利要求2所述的一种减少覆铜陶瓷基板焊料蚀刻侧蚀的方法，其特征在于：所述强碱为NaOH、KOH中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的一种减少覆铜陶瓷基板焊料蚀刻侧蚀的方法，其特征在于：所述稳定剂包括羟基乙叉二膦酸、氨基三甲叉膦酸、乙二胺四甲叉膦酸、乙二胺四甲叉膦酸钠、膦酸丁胺-1,2,4三羧酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸、2-羟基膦酰基乙酸、硫酸镁或硫酸镁的水合盐、脂肪酸镁、水解聚丙烯酰胺、磷酸三钠、硅酸钠、三聚磷酸钠、碱金属偏磷酸盐、聚偏磷酸盐、苹果酸、柠檬酸钠、酒石酸、葡萄糖酸、羟乙酸、氨三乙酸钠、乙二胺四乙酸盐、乙二胺四乙酸、二乙烯三胺五羧酸盐中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种减少覆铜陶瓷基板焊料蚀刻侧蚀的方法，其特征在于：所述改性剂包括N-亚硝基苯胲铵、苯甲酸铵、焦磷酸铵、十二烷基硫酸铵、聚磷酸铵、十二双酸铵中的一种或多种。

6.根据权利要求5所述的一种减少覆铜陶瓷基板焊料蚀刻侧蚀的方法，其特征在于：所述焊料蚀刻液包括以下原料，按质量百分比计：10％H2O2、5％NaOH、5％乙二胺四乙酸、5％十二烷基硫酸铵，余量为水。

7.根据权利要求1～6所述的一种减少覆铜陶瓷基板焊料蚀刻侧蚀的方法的应用：其特征在于：所述焊料蚀刻液用于减少覆铜陶瓷基板焊料蚀刻侧蚀。

8.根据权利要求1～6所述的一种减少覆铜陶瓷基板焊料蚀刻侧蚀的方法的制备方法：其特征在于，包括以下步骤：步骤一：向水中加入稳定剂，搅拌5～15min；

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【技术特征摘要】

2.根据权利要求1所述的一种减少覆铜陶瓷基板焊料蚀刻侧蚀的方法，其特征在于：所述强氧化剂为h2o2、kmno4中的任意一种。

3.根据权利要求2所述的一种减少覆铜陶瓷基板焊料蚀刻侧蚀的方法，其特征在于：所述强碱为naoh、koh中的任意一种。

【专利技术属性】
技术研发人员：王斌，师传茗，窦正旭，孙泉，于明洋，
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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