[發明專利]一種應用于IGBT功率器件領域晶圓鋁銅基材的化學鎳金工藝

有效

• 申請號: 202210154007.3
• 申請日: 2022-02-20
• 公開（公告）號: CN114481106B
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 姚吉豪;洪學平;劉可
• 申請（專利權）人: 珠海市創智芯科技有限公司
• 主分類號: C23C18/36
• 分類號: C23C18/36;C23C18/44;C23C18/18;C23C28/02;C25D3/38;C25D5/34
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本發明公開了一種應用于IGBT功率器件領域晶圓鋁銅基材的化學鎳金工藝，該發明包括工藝流程、活化液配方、化學鎳配方和化學金配方等內容。工藝流程為除油、水洗、微蝕、水洗、預浸、活化、水洗、真空水洗、干冰噴洗、電鍍薄銅、水洗、化學鍍鎳、水洗、化學鍍金；活化液配方組分為釕鹽、鉑鹽、濃硫酸、表面活性劑、穩定劑、絡合劑、分散劑；鍍鎳配方組分為鎳鹽、絡合劑、光亮劑、還原劑、穩定劑、橋聯劑、載運劑；鍍金配方組分為金鹽、絡合劑、穩定劑、欠電位劑、還原劑、成核劑。該發明可以實現優異的IGBT功率器件領域晶圓鋁銅基材的化學鍍鎳金工藝，包括穩定性優異、光亮平整、無漏鍍滲鍍、抗氧化性能好且可焊性好等特性。

技術領域

本發明涉及化學鍍鎳金技術領域，尤其涉及一種應用于IGBT功率器件領域晶圓鋁銅基材的化學鎳金工藝。

背景技術

IGBT，又稱絕緣柵雙極型晶體管，是由BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場效應管)組成的復合全控型電壓驅動式功率半導體器件，兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導通壓降兩方面的優點，因此在軌道交通、智能電網、電動汽車以及新能源裝備等領域應用極廣。

化學鎳金工藝具有優異的抗氧化性、導電性以及焊接性能，劉啟遠等人在專利CN112030198A中公開了一種逆變器IGBT銅基板鍍鎳工藝，該鍍鎳工藝得到鎳層雖然具有較好的延展性，但是鍍鎳采用的潤濕劑是季銨鹽類氯化物，由于在晶圓級細線路，氯化物的腐蝕性易造成線路斷開而影響產品良率。

另外王江峰等人在專利CN109518172A中公開了一種應用在晶圓級封裝化學鎳金工藝的化學鎳溶液，其含有組分的吡啶類化合物具有很強配位作用，而在鎳本身活性較差，須有催化功能物質作為引發劑，在還原劑作用下加速，該鍍液鍍鎳進行比較緩慢，而且溫度要求較高，不適合生產需求。

為此，本發明專利為了解決以上不足，同時順應環保要求和趨勢，提供了一種應用于IGBT功率器件領域晶圓鋁銅基材的化學鎳金工藝。

發明內容

針對上述技術中存在的不足之處，本發明提供一種應用于IGBT功率器件領域晶圓鋁銅基材的化學鎳金工藝，該發明可以實現優異的IGBT功率器件領域晶圓鋁銅基材的化學鍍鎳金工藝，包括穩定性優異、光亮平整、無漏鍍滲鍍現象、抗氧化性能好且可焊性好等特性。

為實現上述目的，本發明提供一種應用于IGBT功率器件領域晶圓鋁銅基材的化學鎳金工藝，該工藝的具體步驟如下：除油、水洗、微蝕、水洗、預浸、活化、水洗、真空水洗、干冰噴洗、電鍍薄銅、水洗、化學鍍鎳、水洗、化學鍍金；

其中，所述干冰噴洗具體條件為：干冰粒子從干冰保存箱通過負壓機，由導管傳輸至噴洗槽，在噴洗槽兩邊由下向上設置一排排直徑約1mm的小孔，干冰粒子通過小孔噴射至基材，壓強為1.5-2.5kg/cm²；噴射方式為由兩邊向中間傾斜45度，有利于增強橫切力，使得表面雜質臟污易脫落；

所述電鍍薄銅具體條件為：電流密度1.6-2.5ASD,時間5-10min，達到厚度約1-3微米，電鍍溫度25-45攝氏度，在氮氣攪拌環境下進行電鍍；

所述化學鍍金為水平線沉金，沉金速度約為0.2-0.5微米/每分鐘，溫度80-90℃，pH 5.2-5.6，同時采用變頻器調節流量，流量速率調節為10-30L/min。

其中，所述活化步驟中使用到的活化液，包括以下質量濃度的組分：

所述釕鹽和鉑鹽共同組成活化鹽，且兩者在使用時的質量濃度比為3:1。

其中，所述表面活性劑為AES；所述穩定劑為磺基水楊酸；所述絡合劑為二巰基丙醇；所述分散劑為硫酸銻。

其中，所述化學鍍鎳步驟中的化學鍍鎳液，包括以下質量濃度組分：