[发明专利]一种覆铜陶瓷基板镀镍方法

说明书

本发明涉及一种覆铜陶瓷基板镀镍方法，在陶瓷覆铜板图形化工艺后进行，包括如下步骤：1)制备高光面铜面：在20℃‑35℃条件下，将覆铜陶瓷基板置于抛光液中抛光5min‑30min，抛光后不进行烘干，保持湿板状态；2)清洗、烘干：将经步骤1)处理后的覆铜陶瓷基板依次进行除油、酸性微蚀、溢流水洗、冷风吹干、防氧化清洗、溢流水洗、超声水洗后，先表面吸水处理，而后采用热风烘干；3)化学镀镍：将经步骤2)处理后的覆铜陶瓷基板依次进行弱蚀、水洗、活化、水洗处理后进行化学镀镍。化学镀镍使用硫酸镍和次磷酸钠体系的化学镀镍液，镀镍时pH值控制在4‑6，温度控制在80℃‑100℃。

技术领域

本发明属于半导体基板制备技术领域，涉及一种提高覆铜陶瓷基板可焊性制备技术，具体而言涉及一种获得具备光亮均匀高光面镀镍层的覆铜陶瓷基板镀镍方法。

背景技术

IGBT模块是由IGBT(绝缘栅双极型晶体管芯片)与FWD(续流二极管芯片)通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品；覆铜陶瓷基板被广泛用作IGBT模块中的衬板。在IGBT功率模块封装过程中，通过焊接将IGBT/FRD芯片、端子、衬板、基板连接在一起，焊接工艺好坏直接影响模块的返工率及合格率，焊接质量直接关系到模块的可靠性。焊接一般采用两步法：第一步，陶瓷覆铜板与芯片间的焊接；第二步，芯片端子与陶瓷覆铜板间的焊接及陶瓷覆铜板与铝基板之间的焊接。要保证焊接的质量就必须要求陶瓷覆铜板具有良好的可焊性。

陶瓷覆铜板镀镍是提高基板可焊性的有效方式，针对图形化后的覆铜板，电镀镍困难很大，且所得镀层不均匀，而化学镀镍是获得良好镀镍层的有效方式。光亮均匀的高光面镀镍层是制备优良焊接性能性、高质量(镀层致密、耐腐蚀等)覆铜陶瓷基板的前提条件之一。

为了解决上述问题，现有技术进行了诸多有益探索，如专利CN1203211C、CN105648480A及期刊《高均匀度光亮镀镍法简述》，均提及了获得光亮均匀高光面镀镍层的方法，主要有：1)在化学镀镍液中加入光亮剂；2)化学镀镍后再进行光亮电镀镍；3)镀镍后，进行抛光获得高光面镀层。

但若将上述方法应用于覆铜陶瓷基板镀镍缺陷明显：方法2)并不适用于图形化的覆铜板；方法1)中加入光亮剂会造成镀速改变，同时光亮剂的加入也给工艺参数控制带来了较大的困难，残留的光亮剂会造成可焊性变差；方法3)中的抛光工序繁复，且针对厚度为2μm-20μm的覆铜板镀镍层，无论是化学电解液抛光还是物理抛光，均难度大、成本高。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供了一种获得光亮均匀高光面镀镍层的覆铜陶瓷基板镀镍方法，该方法简单易行、成本低廉、适用性广、可显著提高金属陶瓷基板可焊性。

本发明摒弃了传统的对镀镍液或镀镍层进行改进的方式，技术关键在于先制备高光面铜的覆铜陶瓷基板，而后在高光面铜上镀镍，从而实现高光面镀镍。此外，在超声条件下对镀镍层使用有机溶剂清洗能明显提高镀镍层的可焊性。为了实现上述目的，本发明通过以下技术方案实施：

本发明提供的覆铜陶瓷基板镀镍方法，在陶瓷覆铜板图形化工艺后进行，包括如下步骤：1)制备高光面铜面：在20℃-35℃条件下，将覆铜陶瓷基板置于抛光液中抛光5min-30min，抛光后不进行烘干，保持湿板状态；2)清洗、烘干：将经步骤1)处理后的覆铜陶瓷基板依次进行除油、酸性微蚀、溢流水洗、冷风吹干、防氧化清洗、溢流水洗、超声水洗后，先表面吸水处理，而后采用热风烘干；3)化学镀镍：将经步骤2)处理后的覆铜陶瓷基板依次进行弱蚀、水洗、活化、水洗处理后进行化学镀镍。化学镀镍使用硫酸镍和次磷酸钠体系的化学镀镍液，镀镍时pH值控制在4-6，温度控制在80℃-100℃。

优选的，在本发明提供的覆铜陶瓷基板镀镍方法中，还包括超声溶剂清洗步骤，将镀镍后的覆铜陶瓷基板浸没在无水乙醇、异丙醇、丙酮中的一种溶剂或几种混合液中常温超声15min-30min，随后水洗、烘干。优选的，水洗为常温纯水超声清洗5min-10min，烘干为80℃-100℃热风烘干5min-30min。