[發(fā)明專利]一種DPC工藝用鏡面氮化鋁陶瓷基板的高活性預(yù)處理方法

有效

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• 申請日: 2016-01-21
• 公開（公告）號: CN105679684B
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 余正剛;鄒冠生;單春光;余會;馮華忠;余正偉
• 申請（專利權(quán)）人: 中山市瑞寶電子科技有限公司
• 主分類號: H01L21/48
• 分類號: H01L21/48;H01L21/02
• 代理公司: 中山市銘洋專利商標事務(wù)所(普通合伙) 44286
• 代理人: 鄒常友

本發(fā)明公開了一種DPC工藝用鏡面氮化鋁陶瓷基板的高活性預(yù)處理方法，具體步驟為：一、配制活化溶液；二、鏡面氮化鋁陶瓷基板表面除油處理，在除油溶液中浸泡15～300min后，用純水沖洗干凈；三、鏡面氮化鋁陶瓷基板表面除蠟處理，在除蠟水中浸泡15～300min；四、鏡面氮化鋁陶瓷基板表面活化；五、用去離子水沖凈鏡面氮化鋁基板表面，冷風(fēng)吹干鏡面氮化鋁陶瓷基板上的水后，置于烘箱中烘烤30～180min，自然冷卻后得到高活性的鏡面氮化鋁陶瓷基板。本發(fā)明有效降低了鏡面氮化鋁陶瓷基板DPC工藝中前處理時對鏡面氮化鋁表面的損傷，在氮化鋁陶瓷基板表面形成一層超薄的高活性膜層，對金屬元素具有強浸潤作用和附著能力，特別適用于氮化鋁材質(zhì)的IC載板DPC工藝的使用。

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及氮化鋁陶瓷DPC制造技術(shù)領(lǐng)域、半導(dǎo)體制冷模塊、功率半導(dǎo)體模塊、大規(guī)模集成電路、大功率LED陶瓷支架等，尤其涉及一種DPC工藝用鏡面氮化鋁陶瓷基板的高活性預(yù)處理方法。

【技術(shù)背景】

陶瓷支架是一種新型底座型電子元件，是大功率器件封裝的重要元件之一，主要為芯片及其相互連通的導(dǎo)線提供機械支撐、承載、保護和促進功率器件散熱等作用。近年來，隨著半導(dǎo)體材料和封裝工藝的完善、器件功率的提高，陶瓷支架已在大功率LED、大功率IC、絕緣柵雙極晶體管(IGBT)、激光器(LD)、高頻天線等領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。然而，隨著芯片輸入功率的日益提高，大功率所帶來的大發(fā)熱量及高的輸出功率給陶瓷支架提出了更新、更高的要求。對高功率IC產(chǎn)品來講，其芯片支架要求具有高電絕緣性、高穩(wěn)定性、高導(dǎo)熱性及與芯片匹配的熱膨脹系數(shù)(CTE)、高平整性和較高的強度。

隨著大功率電子器件的不斷發(fā)展，新型電子陶瓷材料氮化鋁陶瓷(AlN)由于具備優(yōu)良的導(dǎo)熱性能(導(dǎo)熱系數(shù)可達到170～300W/m·K)和機械強度、無毒副作用，以及膨脹系數(shù)與硅、鍺等半導(dǎo)體材料匹配等優(yōu)點，被認為是最理想的基板材料，已經(jīng)逐步代替了傳統(tǒng)封裝材料氧化鋁和氧化鈹陶瓷。

然而AlN與金屬層之間的界面浸潤性差，結(jié)合強度低，現(xiàn)有的DPC法制備氮化鋁覆銅基板的前處理工藝，通常經(jīng)過堿洗和高溫灼燒，以此在氮化鋁基板表面形成致密的氧化膜，但堿對氮化鋁陶瓷基板表面具有強烈的腐蝕作用，高溫灼燒所形成的氧化膜厚度精度難以控制，導(dǎo)熱系數(shù)不高的氧化鋁層大大降低了氮化鋁陶瓷基板的導(dǎo)熱性能。

為了克服上述的問題，我們研制了一種DPC工藝用鏡面氮化鋁陶瓷基板的高活性預(yù)處理方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的目的所要解決的技術(shù)問題是要提供一種DPC工藝用鏡面氮化鋁陶瓷基板的高活性預(yù)處理方法，通過去除由于拋光殘留的蠟狀拋光膏并且在氮化鋁陶瓷基板表面通過化學(xué)浸漬接枝的方法形成復(fù)合的高活性過渡層。該方法具有以下優(yōu)點：本發(fā)明所用的活化溶液性質(zhì)溫和，對氮化鋁陶瓷基板不存在腐蝕作用，特別是鏡面拋光處理的氮化鋁陶瓷基板；所形成的高浸潤層從源頭上改善當前氮化鋁DPC基板孔洞率高、剝離強度低、抗熱振性能差的問題；簡化了氮化鋁DPC基板的制備工藝。改性的活化過渡層制備方法簡單，易于實施。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案：一種DPC工藝用鏡面氮化鋁陶瓷基板的高活性預(yù)處理方法，它包括以下步驟：

步驟一；活化溶液的配制；活化溶液由催化劑、緩釋劑、活性鹽和添加劑混合而成，其中催化劑包括雙氧水、過硫酸鈉的任一種或二者混合，催化劑包括雙氧水、過硫酸鈉的任一種或二者混合，緩釋劑由乙二醇、甘油的任一種或二者混合，活性鹽由硝酸鈉、氟化銨和硝酸錳混合而成，添加劑為草酸、EDTA的任一種或二者混合，將選取的試劑按比例溶于去離子水中，30℃條件下攪拌，攪拌速度為200～2000轉(zhuǎn)/分鐘，30min～180min后過濾制得活化溶液；

步驟二；鏡面氮化鋁基板除油清洗；將鏡面氮化鋁基板浸入除油溶液中，用超聲清洗工藝清洗，去除鏡面氮化鋁基板表面的污垢，用去離子水沖凈其表面；