[发明专利]一种碲化铋基体的镀锡加工方法及一种补充剂

说明书

技术领域

本发明涉及材料表面加工领域，尤其涉及一种碲化铋基体的镀锡加工方法及提出一种用于电镀的补充剂。

背景技术

碲化铋（Bi2Te3）是生产半导体的重要材料，具有较好的温差致冷性，但导电性较差。碲化铋即可允许电子在室温条件下无能耗地在其表面运动，这将给芯片的运行速度带来飞跃，甚至可大大提高计算机芯片的运行速度和工作效率。但是Bi2Te3不能直接电镀锡合金,需要预先在其表面进行金属化处理。为了使碲化铋片能与基板连接，必须在其表面覆上一层金属焊接层；通常是表面镀锡或者镀金，但是碲化铋本身是半导体，不能直接镀锡和镀金；因此，设法在表面镀上一层底层镍。以往的方法选择化学镀镍，但是碲化铋对于化学镍药水来说，是一种毒性物质，会影响药水的性能，采用的改进工艺是对半导体Bi2Te3先进行除油、敏化、活化及还原等处理,然后进行化学镀镍。

这种半导体碲化铋片的化学镀镍的具体工艺流程为:洗涤剂除油─水洗─碱性除油─水洗─敏化─水洗─活化─水洗─还原─化学镀镍─水洗─电镀锡-水洗-锡保护-水洗-烘干。由此可见，现有技术采用化学镀镍的方法在半导体Bi2Te3表面实现金属化的化学镀镍工艺繁琐，维护困难，生产成本高，另外还存在化学镀镍层与电镀锡层的结合力差的缺陷。

发明内容

针对现有技术的化学镀镍工艺存在的上述不足，本案发明人经过大量研究实验后，提出一种对半导体Bi2Te3基体直接进行电镀镍的工艺。

本发明采用如下技术方案实现：

本发明提出一种碲化铋基体的镀锡加工方法，包括如下步骤：

A, 进行超声波脱脂的步骤：将碲化铋基体置于溶有超声波脱脂剂的溶液A中进行超声波脱脂；

B, 进行硫酸中和与活化的步骤：将碲化铋基体置于硫酸溶液B里进行酸洗；

C, 进行镀底镍的步骤：碲化铋基体在温度为55±5℃的溶液C中进行电镀镍，所述溶液C各组份的含量具体是：氨基磺酸镍200±50g/L、氯化镍40±5g/L、硼酸 50±10g/L、补充剂5±2ml/L，所述补充剂中的各组分的质量比是：丙炔醇0.15±0.01%、双苯磺酰亚胺0.15±0.01%、丁炔二醇0.12±0.02%、十二烷基硫酸钠0.35±0.03%、糖精0.02±0.01%、丁炔二醇0.12±0.02%、余量为去离子水；

D, 进行电镀锡的步骤：碲化铋基体在温度为55±5℃的溶液D中进行电镀锡，所述溶液D各组份的含量具体是：甲基磺酸120±20g/L、甲基磺酸锡150g±50/L；

E, 进行锡层保护处理的步骤：将碲化铋基体置于磷酸钠溶液E中进行钝化处理，浸泡是60±30S，该磷酸钠溶液E的浓度是55±5g/L。

本发明还提出一种补充剂，各组分的质量比是：丙炔醇0.15±0.01%、双苯磺酰亚胺0.15±0.01%、丁炔二醇0.12±0.02%、十二烷基硫酸钠0.35±0.03%、糖精0.02±0.01%、丁炔二醇0.12±0.02%、余量为去离子水。

本发明采用如上技术方案，实现了一种对半导体Bi2Te3基体进行直接电镀镍的工艺：超声波碱性脱脂─水洗─中和与活化─水洗─电镀底镍─水洗─电镀锡-水洗-锡层保护-水洗-烘干，本发明的电镀镍工艺相比于现有技术的化学镀镍工艺具有更加简单，操控性好，生产成本低的优点。同时，对采用本发明的电镀镍工艺处理的半导体Bi2Te3基体的镀层进行烘烤试验,以检验镀层的结合力，结果表明本发明处理后的产品表面镀层结合力好于现有技术的化学镀镍工艺的对比产品。

具体实施方式

本发明提出一种碲化铋基体（如碲化铋温差致冷芯片）的镀锡加工方法，是一种直接电镀镍的工艺，包括如下步骤：

A, 进行超声波碱性脱脂的步骤：将碲化铋基体置于溶有超声波脱脂剂的溶液A中进行超声波脱脂，以除去基体表面的油脂。超声波脱脂是利用物理特性脱脂，清洁效果好且不会引入过多化学清洁剂的杂质干扰，避免影响后续电镀工序。其中，超声波脱脂处理技术是现有技术常用的脱脂清洁技术，超声波脱脂剂也可以选用常用的组分、其温度、浓度也可以根据需要进行调整，超声波脱脂时间也可根据需要进行调整。例如，本案发明人的对碲化铋温差致冷芯片处理的一个实施例中，采用温度为50±5℃（摄氏度），超声波脱脂剂溶度为75±5g/L（克每升），超声波脱脂时间600±60S（秒）。