[發(fā)明專(zhuān)利]一種電子封裝用高體積分?jǐn)?shù)SiCp/Al復(fù)合材料基板表面金屬化及釬焊方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610024152.4
• 申請(qǐng)日: 2016-01-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105499736A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 湯文明;方萌;楊磊;胡玲;史常東;張玉君;馮東;吳玉程
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué);合肥圣達(dá)電子科技實(shí)業(yè)公司
• 主分類(lèi)號(hào): B23K1/06
• 分類(lèi)號(hào): B23K1/06;B23K1/20
• 代理公司: 安徽合肥華信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬合材料表面金屬化處理和電子封裝的外殼封裝領(lǐng)域，尤其涉及一種電子 封裝用高體積分?jǐn)?shù)SiCp/Al復(fù)合材料基板表面金屬化及釬焊方法。

背景技術(shù)

隨著電子信息行業(yè)的飛速發(fā)展，電子元器件的集成度越來(lái)越高，功率越來(lái)越大，導(dǎo) 致發(fā)熱越來(lái)越嚴(yán)重，散熱已成為目前及今后電子元器件發(fā)展的制約因素，新型熱沉材料的 開(kāi)發(fā)與應(yīng)用已迫在眉睫。高體積分?jǐn)?shù)SiCp/Al復(fù)合材料(SiCp/Al)具有熱導(dǎo)率高，熱膨脹系 數(shù)可調(diào)且同半導(dǎo)體芯片匹配良好以及比強(qiáng)度高等優(yōu)良性能，正越來(lái)越多地應(yīng)用于電子元器 件的封裝。高體積分?jǐn)?shù)SiCp/Al復(fù)合材料基板表面金屬化是實(shí)現(xiàn)其在高氣密電子器件外殼 封裝中應(yīng)用的關(guān)鍵步驟。由于高體積分?jǐn)?shù)SiCp/Al復(fù)合材料中的SiC含量高(一般不低于50 vol%)，導(dǎo)電性差，因此，電鍍性能差，常用的電鍍表面金屬化工藝并不適用。化學(xué)鍍也稱(chēng)無(wú) 電解鍍或者自催化鍍，是在無(wú)外加電流的情況下借助合適的還原劑，使鍍液中金屬離子還 原成金屬原子，并沉積到基體表面的一種鍍覆方法。化學(xué)鍍層具有均勻致密，與基體結(jié)合緊 密、釬焊性能優(yōu)異等特點(diǎn)，因此，是實(shí)現(xiàn)高體積分?jǐn)?shù)SiCp/Al復(fù)合材料表面金屬化的重要手 段。

常規(guī)的高體積分?jǐn)?shù)SiCp/Al復(fù)合材料基板化學(xué)鍍前敏化、活化處理易導(dǎo)致其表面 粗糙度過(guò)大，大量SiCp凸出基板表面，導(dǎo)致化學(xué)鍍Ni-P合金難以完全填充基板表面孔洞，鍍 層致密度及表面平整性低，鍍層與基板的結(jié)合強(qiáng)度低，因而釬焊封接時(shí)釬料難以充分潤(rùn)濕、 充填金屬化基板表面，導(dǎo)致基板與金屬環(huán)框封接后界面結(jié)合不緊密，界面結(jié)合強(qiáng)度低，氣密 性檢測(cè)時(shí)也往往不合格。前期的一些專(zhuān)利(ZL201210164109、ZL201410354283X等)大多采用 新的釬焊方法或新的合金釬料體系，來(lái)改善高體積分?jǐn)?shù)SiCp/Al復(fù)合材料基板與金屬環(huán)框 的焊接性及釬焊質(zhì)量。本專(zhuān)利在充分探明高體積分?jǐn)?shù)SiCp/Al復(fù)合材料基板與金屬環(huán)框封 接氣密性低的原因基礎(chǔ)上，采用優(yōu)化基板化學(xué)鍍前的活化、敏化液濃度及其工藝參數(shù)的方 法，在保證在基板表面均勻沉積活化質(zhì)點(diǎn)的同時(shí)，降低基板表面粗糙度，改善基板表面化學(xué) 鍍Ni-P合金層質(zhì)量，提高其與基板的界面結(jié)合力。最終，采用傳統(tǒng)的Au-Sn共晶合金釬料片 及常規(guī)的釬焊工藝即可實(shí)現(xiàn)了高體積分?jǐn)?shù)SiCp/Al復(fù)合材料基板與金屬環(huán)框的釬焊封接， 封裝腔體達(dá)到1×10^-10Pa·m³/s的高氣密性等級(jí)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是通過(guò)優(yōu)化高體積分?jǐn)?shù)SiCp/Al復(fù)合材料基板活化、敏化液濃度及 其工藝參數(shù)等方法，以保證在基板上沉積一層厚度為5-20μm致密平整的Ni-P合金鍍層，并 保持與基板結(jié)合緊密；采用傳統(tǒng)的Au-Sn共晶合金釬料片及常規(guī)釬焊方法獲得高可靠的 SiCp/Al復(fù)合材料基板與金屬環(huán)框封裝外殼，提供一種電子封裝用高體積分?jǐn)?shù)SiCp/Al復(fù)合 材料基板表面金屬化及釬焊方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種電子封裝用高體積分?jǐn)?shù)SiCp/Al復(fù)合材料基板表面金屬化及釬焊方法，其特征在 于，包括以下步驟：基板砂紙研磨-去離子超聲水清洗-丙酮超聲除油-敏化-去離子水超聲 清洗-活化-化學(xué)鍍-去離子水超聲清洗-釬焊。

所述的一種電子封裝用高體積分?jǐn)?shù)SiCp/Al復(fù)合材料基板表面金屬化及釬焊方 法，其特征在于：高體積分?jǐn)?shù)SiCp/Al復(fù)合材料基板中SiCp的含量為50-80vol%。

所述的一種電子封裝用高體積分?jǐn)?shù)SiCp/Al復(fù)合材料基板表面金屬化及釬焊方 法，其特征在于：基板砂紙研磨指的是基板依次分別經(jīng)過(guò)200目、400目、600目和800目SiC金 相砂紙研磨。

所述的一種電子封裝用高體積分?jǐn)?shù)SiCp/Al復(fù)合材料基板表面金屬化及釬焊方 法，其特征在于：去離子水超聲清洗1-5次，每次3-15min，以除去基板表面粘附的雜質(zhì)顆粒 或溶液離子。