[发明专利]一种用于制备超薄钛箔的化学铣切液及铣切方法

说明书

本发明涉及一种用于制备超薄钛箔的化学铣切液及铣切方法，该铣切液由下述组分组成：体积分数分别为15％～25％的氢氟酸溶液、1％～3％的硝酸溶液、5％～8％的的冰醋酸溶液，浓度为0.1～0.5g/100mL铣切液的缓蚀稳定剂，余量为纯水。铣切方法包括如下工序：1)钛箔表面除油清洗：待处理钛箔依次在丙酮、无水乙醇、纯水中超声浸洗共计5min‑10min后烘干取出；2)化学铣切：将经步骤1)处理后的钛箔浸没在所述化学铣切液中1min‑4min中进行铣切；3)表面清洗：铣切后的钛箔依次在丙酮、纯水中浸洗共计6min‑10min。本发明由于在铣切液中添加使用了缓蚀稳定剂，加入该种稳定剂的化学铣切液铣切均匀、可明显缓解钛箔表面起皱现象、铣切液稳定性高，更适用于加工超薄钛箔焊片。

技术领域

本发明属于半导体基板制备技术领域，涉及一种覆铜陶瓷基板钛箔焊片制备技术，具体而言涉及一种用于制备超薄钛箔的化学铣切液及铣切方法。

背景技术

覆铜陶瓷基板是半导体领域高压大功率模块最为优良的封装材料，其具有高导热、优良的绝缘性能、优异的软钎焊性、载流能力大等特性。高温直接键合(DBC，又称DCB)技术、高温活性钎焊(AMB)技术、电镀(DPC)技术以及激光活化技术(LAM)是目前制作覆铜陶瓷基板的主要技术。其中，使用AMB技术制备的覆铜陶瓷基板具有抗冷热冲击性能优异、铜瓷剥离强度高、冷热循环可靠性高等优点，具有广阔的市场和应用前景。

烧结是AMB技术最关键的部分，在保证质量的前提下，降低生产成本对工业化量产具有重要意义。焊片/焊料是AMB烧结技术的核心之一，同时，因AMB工艺需求和质量控制，需要使用超薄的钛箔作为焊片，而超薄钛箔多应用于航空航天及扬声器音膜等领域，这类钛箔相对较厚的钛箔(≥10um)需经过多次轧制，对设备和加工工艺的要求较为严苛，因此生产成本较高，随之而来的问题是AMB覆铜板生产成本的增加。故如何通过简单工艺将较厚的钛箔减薄使之可应用于AMB覆铜板的烧结对AMB产品降本具有重要意义。

在金属基片超薄化领域，化学铣切是一种可选方式，针对钛箔而言，多采用HF-HNO₃体系的化学铣切液。HF-HNO₃体系的铣切液在减薄钛箔时优点是速度快，但存在铣切不均匀、蚀穿、钛箔表面过度起皱、铣切液易失效等问题。因此，使用常规的HF-HNO₃体系的铣切液难以制备质量优异的超薄钛箔。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明使用了一种新型的缓蚀稳定剂，加入该种稳定剂的化学铣切液铣切均匀、可明显缓解钛箔表面起皱现象、铣切液稳定性高，更适用于加工超薄钛箔焊片。

本发明解决技术问题的关键在于添加了新型缓蚀稳定剂，其原理在于通过增加溶液的粘度来降低离子的扩散速率以降低铣切速率，避免因后期铣切速率的指数级增长所造成钛箔表面过蚀。此外，通过优化HF-HNO₃体系铣切液的配比使新型超薄钛箔化学铣切液性能更加稳定。

本发明的第一方面提供了一种用于制备超薄钛箔的化学铣切液，由下述组分组成：体积分数分别为15％～25％的氢氟酸溶液、1％～3％的硝酸溶液、5％～8％的的冰醋酸溶液，浓度为0.1～0.5g/100mL铣切液的缓蚀稳定剂，余量为纯水。

优选的，氢氟酸溶液的化学质量分数为3％；硝酸溶液的化学质量分数为63％；冰醋酸溶液的化学质量分数为99.5％。缓蚀稳定剂为聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、硅酸钠中的一种或几种。

三种稳定剂中，优选聚丙烯酰胺，其效果最优，少量即有效；聚乙烯醇和硅酸钠效果略差于聚丙烯酰胺，三者也可以混合使用。

本发明的第二方面提供了制备超薄钛箔的铣切方法，包括如下步骤：

1)钛箔表面除油清洗：待处理钛箔依次在丙酮、无水乙醇、纯水中超声浸洗共计5min-10min后烘干取出；

2)化学铣切：将经步骤1)处理后的钛箔浸没在所述化学铣切液中1min-4min中进行铣切；