CN106086968A - 一种igbt用钼基板表面涂覆贵金属的电镀工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种IGBT用钼基板表面涂覆贵金属的电镀工艺，用于IGBT用钼基板的贵金属电镀，所述电镀的贵金属为铑或钌，在电镀铑或电镀钌前依次设置有钼基板表面预处理工序、预镀镍工序、活化工序；所述活化工序具体是指采用稀硫酸溶液或稀盐酸溶液作为活化溶液对预镀镍后的钼基板进行1‑5min浸泡。本发明的贵金属镀层为镀铑层或镀钌层，镀铑层或镀钌层与钼基本结合良好，镀层表面无黑点、无油渍、无裂缝、无起皮。

Description

一种IGBT用钼基板表面涂覆贵金属的电镀工艺
技术领域
本发明涉及半导体材料的贵金属电镀领域，具体是指一种IGBT用钼基板表面涂覆贵金属的电镀工艺。
背景技术
随着我国经济的迅速发展，人民生活水平的不断提高，半导体行业迅速发展，为了使IGBT等模块在高温环境中保持稳定的工作性能，其钼基片表面需涂覆一层防止钼氧化且不影响钼基片平面度、物理性能的镀层。
铑、钌是铂系最为贵重的贵金属，呈银白色，其抗蚀性能非常好，在大气 中不易为腐蚀气体侵蚀，且铑、钌的物理性质与钼较为接近。由于镀铑层、镀钌层均具有很高的化学稳定性，可有效保护工件，因此在钼基板表面涂覆铑或钌，可以保证钼基板在高温工作环境中保持钼这一半导体材料其稳定的工作性能。
但是，在钼基板表面镀铑还属于不成熟的技术领域，直接在钼基板上镀铑或镀钌，其镀层容易脱落。
发明内容
本发明的目的在于提供一种IGBT用钼基板表面涂覆贵金属的电镀工艺，在钼基板表面涂覆防护钼基板的贵金属，且贵金属镀层结合力好、镀层厚度较为均匀。
本发明通过下述技术方案实现：一种IGBT用钼基板表面涂覆贵金属的电镀工艺，用于IGBT用钼基板的贵金属电镀，所述电镀的贵金属为铑或钌，在电镀铑或电镀钌前依次设置有钼基板表面预处理工序、预镀镍工序、活化工序；所述活化工序具体是指采用稀硫酸溶液或稀盐酸溶液作为活化溶液对预镀镍后的钼基板进行1-5min浸泡。
进一步的，为更好的实现本发明，所述活化工序中活化溶液为质量分数5-10%的稀硫酸溶液，且活化过程中轻微摆动钼基板。
进一步的，为更好的实现本发明，所述活化工序中活化溶液置于连接有过滤装置的活化槽中，且活化过程中过滤装置始终对活化溶液进行循环过滤。
进一步的，为更好的实现本发明，所述钼基板表面预处理工序具体是指用去离子水加超声震动的方式对钼基板表面清洗。
进一步的，为更好的实现本发明，所述钼基板表面预处理工序中去离子水的温度为30-50℃。
进一步的，为更好的实现本发明，所述预镀镍工序具体是指用镍含量为10-20g/L且pH值为4.0-5.0的预镀镍溶液，以电流密度0.5-2.0A/dm2进行电镀3-10min。
进一步的，为更好的实现本发明，所述预镀镍溶液为硫酸镍溶液，用稀硫酸调节pH值至4.0-5.0。
进一步的，为更好的实现本发明，所述预镀镍溶液为氯化镍溶液，用稀盐酸调节pH值至4.0-5.0。
进一步的，为更好的实现本发明，所述预镀镍溶液置于镀镍槽中且镀镍槽置于水域中，保证钼基板在进行预镀镍时，预镀镍溶液的温度始终保持在40-50℃。
进一步的，为更好的实现本发明，所述电镀铑工序中电镀铑溶液主要由含铑离子的络合物、硫酸、去离子水组成，且铑离子的含量始终保持在1.8-2.2g/L，用硫酸调节电镀铑溶液的pH值至4.0-5.0。
进一步的，为更好的实现本发明，所述电镀钌工序中电镀钌溶液主要由含钌离子的络合物、盐酸、去离子水组成，且钌离子的含量始终保持在1.5-2.0g/L，用盐酸调节电镀钌溶液的pH值至4.0-4.5。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
（1）本发明在电镀贵金属铑或钌之前加入活化工序，增加钼基板表面活性，增加镀铑或镀钌后镀层与钼基板的结合力；
（2）本发明工艺简单，便于控制或调整。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1：
本实施例的一种IGBT用钼基板表面涂覆贵金属的电镀工艺，用于IGBT用钼基板的贵金属电镀，所述电镀的贵金属为铑或钌，在电镀铑或电镀钌前依次设置有钼基板表面预处理工序、预镀镍工序、活化工序；所述活化工序具体是指采用稀硫酸溶液或稀盐酸溶液作为活化溶液对预镀镍后的钼基板进行1-5min浸泡。
本发明工序简单，通过在钼基板表面电镀铑或钌的贵金属保护钼基板，使IGBT用钼基板在高温、高压、长时间工作的环境下仍然可以保持稳定的工作性能。本发明在钼基板表面涂覆的贵金属层结合力好、致密度高、表面光亮无污染。
实施例2：
本实施例在上述实施例基础上做进一步优化，进一步的，为更好的实现本发明，一种IGBT用钼基板表面涂覆贵金属的电镀工艺，用于IGBT用钼基板表面电镀铑，其步骤依次为钼基板表面预处理工序、预镀镍工序、活化工序、电镀铑工序。
所述活化工序具体是指采用质量分数5-10%的稀硫酸溶液或稀盐酸溶液作为活化溶液对预镀镍后的钼基板进行1-5min浸泡，活化过程中轻微摆动钼基板。
所述活化工序中活化溶液置于连接有过滤装置的活化槽中，且活化过程中过滤装置始终对活化溶液进行循环过滤。
所述钼基板表面预处理工序具体是指用去离子水加超声震动的方式对钼基板表面清洗。钼基板表面预处理工序主要用于清洗钼基板表面的浮灰、粉尘、机加工残留的油渍等污渍。
所述钼基板表面预处理工序中去离子水的温度为30-50℃。温水浸泡钼基板有利于油渍等有机物质的祛除。
所述预镀镍工序具体是指用镍含量为10-20g/L且pH值为4.0-5.0的预镀镍溶液，以电流密度0.5-2.0A/dm2进行电镀3-10min。
所述预镀镍溶液为硫酸镍溶液，用稀硫酸调节pH值至4.0-5.0。所述预镀镍溶液采用硫酸镍和稀硫酸，主要是因为硫酸根离子较为稳定且不易挥发，利于回收和集中处理、工作环境较为洁净。
所述预镀镍溶液置于镀镍槽中且镀镍槽置于水域中，保证钼基板在进行预镀镍时，预镀镍溶液的温度始终保持在40-50℃。本实施例中，预镀镍溶液为40-50℃时活性较好，镀镍速度快且镀层致密、均匀。
所述电镀铑工序中电镀铑溶液主要由含铑离子的络合物、硫酸、去离子水组成，且铑离子的含量始终保持在1.8-2.2g/L，用硫酸调节电镀铑溶液的pH值至4.0-5.0。
本实施例中镀铑层的厚度为0.05-0.5um，镀层呈现金属铑的白色光泽，表面无污染、无黑点、无裂纹且结合力好。
本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。
实施例3：
本实施例在实施例2的基础上进行优化，一种IGBT用钼基板表面涂覆贵金属的电镀工艺，用于IGBT用钼基板表面电镀铑，其步骤依次为钼基板表面预处理工序、预镀镍工序、活化工序、电镀铑工序。
所述活化工序具体是指采用质量分数8%的稀硫酸溶液或稀盐酸溶液作为活化溶液对预镀镍后的钼基板进行2min浸泡，活化过程中轻微摆动钼基板。
所述活化工序中活化溶液置于连接有过滤装置的活化槽中，且活化过程中过滤装置始终对活化溶液进行循环过滤。
所述钼基板表面预处理工序具体是指用去离子水加超声震动的方式对钼基板表面清洗。钼基板表面预处理工序主要用于清洗钼基板表面的浮灰、粉尘、机加工残留的油渍等污渍。
所述钼基板表面预处理工序中去离子水的温度为30-50℃。温水浸泡钼基板有利于油渍等有机物质的祛除。
所述预镀镍工序具体是指用镍含量为12g/L且pH值为4.3的预镀镍溶液，以电流密度0.8A/dm2进行电镀4min。
所述预镀镍溶液为硫酸镍溶液，用稀硫酸调节pH值至4.0-5.0。所述预镀镍溶液采用硫酸镍和稀硫酸，主要是因为硫酸根离子较为稳定且不易挥发，利于回收和集中处理、工作环境较为洁净。
所述预镀镍溶液置于镀镍槽中且镀镍槽置于水域中，保证钼基板在进行预镀镍时，预镀镍溶液的温度始终保持在40-50℃。本实施例中，预镀镍溶液为40-50℃时活性较好，镀镍速度快且镀层致密、均匀。
所述电镀铑工序中电镀铑溶液主要由含铑离子的络合物、硫酸、去离子水组成，且铑离子的含量始终保持在1.8-2.2g/L，用硫酸调节电镀铑溶液的pH值至4.5，电镀铑3min。
本实施例中，对一块表面面积总和为1dm2的钼基板进行电镀铑的操作，预镀镍层厚度为0.5-5um，镀铑层的厚度为0.08-0.15um。
本实施例的其他部分与实施例2相同，故不再赘述。
实施例4：
本实施例在实施例3的基础上进行优化，一种IGBT用钼基板表面涂覆贵金属的电镀工艺，用于IGBT用钼基板表面电镀铑，其步骤依次为钼基板表面预处理工序、预镀镍工序、活化工序、电镀铑工序。
所述活化工序具体是指采用质量分数8%的稀硫酸溶液或稀盐酸溶液作为活化溶液对预镀镍后的钼基板进行2min浸泡，活化过程中轻微摆动钼基板。
所述活化工序中活化溶液置于连接有过滤装置的活化槽中，且活化过程中过滤装置始终对活化溶液进行循环过滤。
所述钼基板表面预处理工序具体是指用去离子水加超声震动的方式对钼基板表面清洗。钼基板表面预处理工序主要用于清洗钼基板表面的浮灰、粉尘、机加工残留的油渍等污渍。
所述钼基板表面预处理工序中去离子水的温度为30-50℃。温水浸泡钼基板有利于油渍等有机物质的祛除。
所述预镀镍工序具体是指用镍含量为12g/L且pH值为4.3的预镀镍溶液，以电流密度0.8A/dm2进行电镀4min。
所述预镀镍溶液为硫酸镍溶液，用稀硫酸调节pH值至4.5。所述预镀镍溶液采用硫酸镍和稀硫酸，主要是因为硫酸根离子较为稳定且不易挥发，利于回收和集中处理、工作环境较为洁净。
所述预镀镍溶液置于镀镍槽中且镀镍槽置于水域中，保证钼基板在进行预镀镍时，预镀镍溶液的温度始终保持在40-50℃。本实施例中，预镀镍溶液为40-50℃时活性较好，镀镍速度快且镀层致密、均匀。
所述电镀铑工序中电镀铑溶液主要由含铑离子的络合物、硫酸、去离子水组成，且铑离子的含量始终保持在1.8-2.2g/L，用硫酸调节电镀铑溶液的pH值至4.5，电镀铑6min。
本实施例中，对一块表面面积总和为1dm2的钼基板进行电镀铑的操作，预镀镍层厚度为0.5-5um，镀铑层的厚度为0.13-0.25um。
本实施例的其他部分与实施例3相同，故不再赘述。
实施例5：
本实施例在实施例1的基础上做进一步优化，进一步的，为更好的实现本发明，一种IGBT用钼基板表面涂覆贵金属的电镀工艺，用于IGBT用钼基板表面电镀铑，其步骤依次为钼基板表面预处理工序、预镀镍工序、活化工序、电镀铑工序。
所述活化工序具体是指采用质量分数5-10%的稀硫酸溶液或稀盐酸溶液作为活化溶液对预镀镍后的钼基板进行1-5min浸泡，活化过程中轻微摆动钼基板。
所述活化工序中活化溶液置于连接有过滤装置的活化槽中，且活化过程中过滤装置始终对活化溶液进行循环过滤。
所述钼基板表面预处理工序具体是指用去离子水加超声震动的方式对钼基板表面清洗。钼基板表面预处理工序主要用于清洗钼基板表面的浮灰、粉尘、机加工残留的油渍等污渍。
所述钼基板表面预处理工序中去离子水的温度为30-50℃。温水浸泡钼基板有利于油渍等有机物质的祛除。
所述预镀镍工序具体是指用镍含量为10-20g/L且pH值为4.0-5.0的预镀镍溶液，以电流密度0.5-2.0A/dm2进行电镀3-10min。
所述预镀镍溶液为氯化镍溶液，用稀盐酸调节pH值至4.0-5.0。所述预镀镍溶液采用氯化镍和稀盐酸，主要是因为氯离子作为卤化物离子，在镀液中起到活化作用，使镀层细腻、致密度高。
所述预镀镍溶液置于镀镍槽中且镀镍槽置于水域中，保证钼基板在进行预镀镍时，预镀镍溶液的温度始终保持在40-50℃。本实施例中，预镀镍溶液为40-50℃时活性较好，镀镍速度快且镀层致密、均匀。
所述电镀钌工序中电镀铑溶液主要由含钌离子的络合物、盐酸、去离子水组成，且钌离子的含量始终保持在1.8-2.2g/L，用盐酸调节电镀钌溶液的pH值至4.0-5.0。
本实施例中镀钌层的厚度为0.06-0.55um，镀层呈现金属钌的灰白色光泽，表面无污染、无黑点、无裂纹且结合力好。
本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。
实施例6：
本实施例在实施例5的基础上做进一步优化，进一步的，为更好的实现本发明，一种IGBT用钼基板表面涂覆贵金属的电镀工艺，用于IGBT用钼基板表面电镀铑，其步骤依次为钼基板表面预处理工序、预镀镍工序、活化工序、电镀铑工序。
所述活化工序具体是指采用质量分数5-10%的稀硫酸溶液或稀盐酸溶液作为活化溶液对预镀镍后的钼基板进行4min浸泡，活化过程中轻微摆动钼基板。
所述活化工序中活化溶液置于连接有过滤装置的活化槽中，且活化过程中过滤装置始终对活化溶液进行循环过滤。
所述钼基板表面预处理工序具体是指用去离子水加超声震动的方式对钼基板表面清洗。钼基板表面预处理工序主要用于清洗钼基板表面的浮灰、粉尘、机加工残留的油渍等污渍。
所述钼基板表面预处理工序中去离子水的温度为30-50℃。温水浸泡钼基板有利于油渍等有机物质的祛除。
所述预镀镍工序具体是指用镍含量为10-20g/L且pH值为4.8的预镀镍溶液，以电流密度0.8A/dm2进行电镀5min。
所述预镀镍溶液为氯化镍溶液，用稀盐酸调节pH值至4.5。所述预镀镍溶液采用氯化镍和稀盐酸，主要是因为氯离子作为卤化物离子，在镀液中起到活化作用，使镀层细腻、致密度高。
所述预镀镍溶液置于镀镍槽中且镀镍槽置于水域中，保证钼基板在进行预镀镍时，预镀镍溶液的温度始终保持在40-50℃。本实施例中，预镀镍溶液为40-50℃时活性较好，镀镍速度快且镀层致密、均匀。
所述电镀钌工序中电镀铑溶液主要由含钌离子的络合物、盐酸、去离子水组成，且钌离子的含量始终保持在1.8-2.2g/L，用盐酸调节电镀钌溶液的pH值至4.0-5.0，电镀钌3min。
本实施例中预镀镍层的厚度为0.3-0.5um，镀钌层的厚度为0.15-0.3um，镀层呈现金属钌的灰白色光泽，表面无污染、无黑点、无裂纹且结合力好。
本实施例的其他部分与实施例5相同，故不再赘述。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种IGBT用钼基板表面涂覆贵金属的电镀工艺，用于IGBT用钼基板的贵金属电镀，其特征在于：所述电镀的贵金属为铑或钌，在电镀铑或电镀钌前依次设置有钼基板表面预处理工序、预镀镍工序、活化工序；所述活化工序具体是指采用稀硫酸溶液或稀盐酸溶液作为活化溶液对预镀镍后的钼基板进行1-5min浸泡。
2.根据权利要求1所述的一种IGBT用钼基板表面涂覆贵金属的电镀工艺，其特征在于：所述活化工序中活化溶液为质量分数5-10％的稀硫酸溶液，且活化过程中轻微摆动钼基板。
3.根据权利要求2所述的一种IGBT用钼基板表面涂覆贵金属的电镀工艺，其特征在于：所述活化工序中活化溶液置于连接有过滤装置的活化槽中，且活化过程中过滤装置始终对活化溶液进行循环过滤。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种IGBT用钼基板表面涂覆贵金属的电镀工艺，其特征在于：所述钼基板表面预处理工序具体是指用去离子水加超声震动的方式对钼基板表面清洗。
5.根据权利要求4所述的一种IGBT用钼基板表面涂覆贵金属的电镀工艺，其特征在于：所述钼基板表面预处理工序中去离子水的温度为30-50℃。
6.根据权利要求1-3任一项所述的一种IGBT用钼基板表面涂覆贵金属的电镀工艺，其特征在于：所述预镀镍工序具体是指用镍含量为10-20g/L且pH值为4.0-5.0的预镀镍溶液，以电流密度0.5-2.0A/dm2进行电镀3-10min。
7.根据权利要求6所述的一种IGBT用钼基板表面涂覆贵金属的电镀工艺，其特征在于：所述预镀镍溶液为硫酸镍溶液，用稀硫酸调节pH值至4.0-5.0。
8.根据权利要求6所述的一种IGBT用钼基板表面涂覆贵金属的电镀工艺，其特征在于：所述预镀镍溶液为氯化镍溶液，用稀盐酸调节pH值至4.0-5.0。
9.根据权利要求7或8所述的一种IGBT用钼基板表面涂覆贵金属的电镀工艺，其特征在于：所述预镀镍溶液置于镀镍槽中且镀镍槽置于水域中，保证钼基板在进行预镀镍时，预镀镍溶液的温度始终保持在40-50℃。
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