[发明专利]一种硅表面金属化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属化方法，具体说是一种硅表面金属化方法。

背景技术

由于钎焊料不能直接润湿硅表面，因此，当硅基板表面刻蚀电路或者硅基板之间的焊接时，需要在焊料与硅晶圆之间生长一层金属化层UBM，这个过程称为硅基板的金属化。

传统的硅基板金属化方法是：(1)首先，在硅基板(硅晶圆)表面用溅射的方法生长一层粘附层材料，粘附层材料是钛或者铬，厚度在50～200nm；(2)然后，用电镀或化学镀的方法生长一层阻挡层，阻挡层材料通常是镍，厚度在5～20um；(3)最后，用蒸发或溅射方式生长一层保护层，常见的保护层材料是金、铂、钯，厚度在50～500nm。这种传统的硅基板金属化方法缺点是在常温下进行，金属化层与硅基板之间属于物理机械连接，依靠机械咬合力粘合到一起，不含有化学键，没形成冶金连接，因此在结合力，热传导等方面性能都比较差，而且工艺复杂，成本高。

发明内容

针对现有技术存在的上述缺点，本发明涉及一种硅表面金属化方法，该方法不需要后期热处理，节约大量能源，成本低；比以往的金属混合物相比，更简单，导电性、导热性更好。

为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：一种硅表面金属化方法，具体包括：通过激光扫描，在硅基板表面完全覆盖上激光烧结的金属导电层。

进一步的，上述方法使用的激光为CO2激光，波长为10.6μm。

进一步的，所述金属导电层为均匀金属导电层。

进一步的，上述方法具体实施步骤为：

步骤一：根据硅基板尺寸，绘制出金属化形状；

步骤二：在硅基板表面的金属化形状内均匀涂覆金属粉末，厚度在1-100微米之间，放到烘箱里进行干燥处理；

步骤三：将涂覆金属粉末层的硅基板放到激光工作台上，进行激光扫描，激光扫描烧结结束，硅表面全部金属化；

更进一步的，上述还包括：

步骤四：金属化处理后的硅基板等待焊接，或者进行表面电路刻蚀。

作为更进一步的，所述硅基板包括单晶硅，多晶硅基板。

作为更进一步的，所述的金属粉末包括铜粉，钼粉，银粉，钨粉，铬粉，钛粉，粒度在0.3-10μm之间。

本发明由于采用以上技术方案，能够取得如下的技术效果：

1.本发明为局部加热，因此工件整体其他部分处于常温状态，不影响破坏其他部分的功能。以往的金属化方法为：放入加热炉中进行加热，使得工件整体处于同样的高温，如果工件其他部分不耐高温，其功能将丧失。

2.与以往的高温烧结技术相比，本发明不需要后期热处理，节约大量能源，高温烧结炉的功率为10KW左右，而本发明所使用设备功率不超过300W，因此本发明方法节约大量能源，成本低。

3.本发明的金属层为单一金属均匀导电层，比以往的金属混合物相比，更简单，导电性，导热性更好。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例对本发明进行详细描述。

实施例1

S1.使用Coredraw软件在电脑中绘制相关金属化面积矩形；

S2.将50*50*1mm的硅基板(导热率150W/ms)放在激光切割机工作台上；

S3.在其表面均匀涂覆镍粉；

S4.打开激光切割机，开始进行激光扫描烧结，扫描速度为80mm/s；

S5.表面金属化的硅基板，表面进行电镀防腐处理；

S6.处理后的样品等待焊接，或者表面电路刻蚀。

实施例2

S1.使用Coredraw软件在电脑中绘制相关金属化面积矩形；

S2.将50*50*1mm的硅基板(导热率150W/ms)放在激光切割机工作台上；

S3.在其表面均匀涂覆钼粉；

S4.打开激光切割机，开始进行激光扫描烧结，扫描速度为60mm/s；

S5.表面金属化的硅基板，表面进行电镀防腐处理；

S6.处理后的样品等待焊接，或者表面电路刻蚀。

实施例3

S1.使用Coredraw软件在电脑中绘制相关金属化面积矩形；

S2.将50*50*1mm的硅基板(导热率150W/ms)放在激光切割机工作台上；

S3.在其表面均匀涂覆钨粉；

S4.打开激光切割机，开始进行激光扫描烧结，扫描速度为40mm/s；

S5.表面金属化的硅基板，表面进行电镀防腐处理；

S6.处理后的样品等待焊接，或者表面电路刻蚀。