[发明专利]一种DPC工艺用镜面氮化铝陶瓷基板的高活性预处理方法

说明书

本发明公开了一种DPC工艺用镜面氮化铝陶瓷基板的高活性预处理方法，具体步骤为：一、配制活化溶液；二、镜面氮化铝陶瓷基板表面除油处理，在除油溶液中浸泡15～300min后，用纯水冲洗干净；三、镜面氮化铝陶瓷基板表面除蜡处理，在除蜡水中浸泡15～300min；四、镜面氮化铝陶瓷基板表面活化；五、用去离子水冲净镜面氮化铝基板表面，冷风吹干镜面氮化铝陶瓷基板上的水后，置于烘箱中烘烤30～180min，自然冷却后得到高活性的镜面氮化铝陶瓷基板。本发明有效降低了镜面氮化铝陶瓷基板DPC工艺中前处理时对镜面氮化铝表面的损伤，在氮化铝陶瓷基板表面形成一层超薄的高活性膜层，对金属元素具有强浸润作用和附着能力，特别适用于氮化铝材质的IC载板DPC工艺的使用。

【技术领域】

本发明涉及氮化铝陶瓷DPC制造技术领域、半导体制冷模块、功率半导体模块、大规模集成电路、大功率LED陶瓷支架等，尤其涉及一种DPC工艺用镜面氮化铝陶瓷基板的高活性预处理方法。

【技术背景】

陶瓷支架是一种新型底座型电子元件，是大功率器件封装的重要元件之一，主要为芯片及其相互连通的导线提供机械支撑、承载、保护和促进功率器件散热等作用。近年来，随着半导体材料和封装工艺的完善、器件功率的提高，陶瓷支架已在大功率LED、大功率IC、绝缘栅双极晶体管(IGBT)、激光器(LD)、高频天线等领域中得到广泛应用。然而，随着芯片输入功率的日益提高，大功率所带来的大发热量及高的输出功率给陶瓷支架提出了更新、更高的要求。对高功率IC产品来讲，其芯片支架要求具有高电绝缘性、高稳定性、高导热性及与芯片匹配的热膨胀系数(CTE)、高平整性和较高的强度。

随着大功率电子器件的不断发展，新型电子陶瓷材料氮化铝陶瓷(AlN)由于具备优良的导热性能(导热系数可达到170～300W/m·K)和机械强度、无毒副作用，以及膨胀系数与硅、锗等半导体材料匹配等优点，被认为是最理想的基板材料，已经逐步代替了传统封装材料氧化铝和氧化铍陶瓷。

然而AlN与金属层之间的界面浸润性差，结合强度低，现有的DPC法制备氮化铝覆铜基板的前处理工艺，通常经过碱洗和高温灼烧，以此在氮化铝基板表面形成致密的氧化膜，但碱对氮化铝陶瓷基板表面具有强烈的腐蚀作用，高温灼烧所形成的氧化膜厚度精度难以控制，导热系数不高的氧化铝层大大降低了氮化铝陶瓷基板的导热性能。

为了克服上述的问题，我们研制了一种DPC工艺用镜面氮化铝陶瓷基板的高活性预处理方法。

【发明内容】

本发明的目的所要解决的技术问题是要提供一种DPC工艺用镜面氮化铝陶瓷基板的高活性预处理方法，通过去除由于抛光残留的蜡状抛光膏并且在氮化铝陶瓷基板表面通过化学浸渍接枝的方法形成复合的高活性过渡层。该方法具有以下优点：本发明所用的活化溶液性质温和，对氮化铝陶瓷基板不存在腐蚀作用，特别是镜面抛光处理的氮化铝陶瓷基板；所形成的高浸润层从源头上改善当前氮化铝DPC基板孔洞率高、剥离强度低、抗热振性能差的问题；简化了氮化铝DPC基板的制备工艺。改性的活化过渡层制备方法简单，易于实施。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案：一种DPC工艺用镜面氮化铝陶瓷基板的高活性预处理方法，它包括以下步骤：

步骤一；活化溶液的配制；活化溶液由催化剂、缓释剂、活性盐和添加剂混合而成，其中催化剂包括双氧水、过硫酸钠的任一种或二者混合，催化剂包括双氧水、过硫酸钠的任一种或二者混合，缓释剂由乙二醇、甘油的任一种或二者混合，活性盐由硝酸钠、氟化铵和硝酸锰混合而成，添加剂为草酸、EDTA的任一种或二者混合，将选取的试剂按比例溶于去离子水中，30℃条件下搅拌，搅拌速度为200～2000转/分钟，30min～180min后过滤制得活化溶液；

步骤二；镜面氮化铝基板除油清洗；将镜面氮化铝基板浸入除油溶液中，用超声清洗工艺清洗，去除镜面氮化铝基板表面的污垢，用去离子水冲净其表面；