[發明專利]一種氮化鋁陶瓷基板線路刻蝕方法

有效

• 申請號: 201711322006.0
• 申請日: 2017-12-12
• 公開（公告）號: CN108040435B
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 張珊珊;楊會生;高克瑋;顏魯春;龐曉露;楊理航
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: H05K3/06
• 分類號: H05K3/06;C23F1/18;C23F1/30
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

本發明涉及一種氮化鋁陶瓷基板線路刻蝕方法。所述的氮化鋁陶瓷基板為活性釬焊陶瓷基板，所述的刻蝕分兩步進行，第一步刻蝕合金釬料層，第二步刻蝕釬料和陶瓷的的界面反應層。第一步刻蝕液由硝酸和過氧化氫組成，所述硝酸和過氧化氫的體積比為0.3?2：0.8?1.5，所述的硝酸的質量濃度為65％?70％，所述的過氧化氫的質量濃度為20％?40％。第二步刻蝕液由硫酸和過氧化氫和水組成，所述的硫酸和過氧化氫的體積比為0.5?2：0.3?1.5：0.1，所述的硫酸的質量濃度是98％，所述的過氧化氫的質量濃度為20％?40％。本發明采用新配方的刻蝕溶液，可以對活性釬焊散熱基板的釬焊層和界面反應層進行選擇性的去除，刻蝕速率較快，實現了陶瓷基板的高精度高效刻蝕。

技術領域

本發明涉及一種氮化鋁陶瓷基板線路刻蝕方法，特別涉及一種用于活性合金釬料及其界面反應層的刻蝕溶液及方法。

背景技術

活性釬焊氮化鋁陶瓷基板是將導電金屬銅層和陶瓷基片通過真空釬焊獲得封裝基板，活性釬焊散熱基板具有獨特的耐高低溫沖擊失效能力，已成為新一代半導體和新型大功率電力電子器件的首選封裝材料。合金釬料主要是由銀銅鈦組成，在高溫釬焊時釬料中的活性元素會與陶瓷基片發生化學反應，生成TiN、TiAl3等復雜化合物，且合金釬料層主要為銀基固溶體和銅基固溶體。

但由于其合金釬料層和界面反應層成分較復雜，在陶瓷基板線路制備時容易出現側蝕以及殘留，導致精度降低或者線路連通失效的問題。所以性能穩定、安全高效的線路刻蝕配方和方法是活性陶瓷基板制備的關鍵技術之一。

發明內容

本發明的目的是提供一種氮化鋁陶瓷基板線路刻蝕方法，采用多步刻蝕以及新的刻蝕溶液配方，解決了線路刻蝕殘留，釬料合金層和界面反應層不易去除的問題。

本發明所述一種氮化鋁線路刻蝕的溶液及方法，步驟如下：

1)對氮化鋁陶瓷基板導電金屬銅層表面進行處理，涂覆感光油墨，經曝光顯影使帶有圖形的感光油墨固化在覆銅板金屬側；并利用濕法化學刻蝕方法去除暴露的金屬銅層。

2)刻蝕合金釬料層：先采用濕法化學刻蝕方法刻蝕導電銅層至合金釬料層，然后浸入硝酸和過氧化氫刻蝕液中進行充分反應至到合金釬料層完全刻蝕至界面反應層；

3)刻蝕釬料和陶瓷的界面反應層：將步驟2)露出界面反應層的樣品浸入硫酸和過氧化氫和水組成的刻蝕液中刻蝕界面反應層，直至露出陶瓷層。

4)去除感光油墨，完成線路板刻蝕工藝。

進一步地，步驟2)所述刻蝕合金釬料層主要成分為銀基固溶體和銅基固溶體，步驟3)所述刻蝕釬料和陶瓷的的界面反應層，主要成分為TiN、TiAl₃等復雜化合物。

進一步地，步驟2)所述刻蝕合金釬料層的刻蝕液由硝酸和過氧化氫組成，硝酸和過氧化氫的體積比為0.3-2：0.8-1.5，所述的硝酸的質量濃度為65％-70％，所述的過氧化氫的質量濃度為20％-40％。

進一步地，步驟3)所述刻蝕釬料和陶瓷的的界面反應層的刻蝕液由硫酸和過氧化氫和水組成，所述的硫酸和過氧化氫和水的體積比為0.5-2：0.3-1.5：0.1，所述的硫酸的質量濃度是98％，所述的過氧化氫的質量濃度為20％-40％。

進一步地，步驟3)所述的刻蝕液中的水為去離子水或蒸餾水。

進一步地，所述的釬料金屬層刻蝕時間10-20min，界面反應層刻蝕時間5-20s。

本發明的有益效果是：本發明采用新配方的刻蝕溶液，可以選擇性的在陶瓷散熱基板上形成線路，刻蝕掉合金釬料層和界面反應層。保證了刻蝕的均勻性和線路的精度。

附圖說明

圖1為本發明刻蝕線路的流程圖