CN106676596B - 一种碲化铋温差致冷芯片的选择电镀区域加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明所采用的技术方案是：一种碲化铋温差致冷芯片的电镀选择区域点镀加工方法，该工艺采用感光胶遮蔽工艺，对需要电镀的区域进行涂胶─曝光─显影出来接触药水进行电镀，其它区域由耐电镀感光胶保护，待电镀后在把感光胶去除掉，达到选择电镀区域的目的。工艺布局合理可行，节约镍、锡和黄金的损耗，提高切割粉末的回收利用，产品表面镀层结合力好，大幅度降低生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及碲化铋芯片加工技术领域，具体涉及一种碲化铋温差致冷芯片的选择区域电镀的加工方法。
背景技术
碲化铋是生产半导体的重要材料，具有较好的温差致冷性，但是目前大多采用把碲化铋圆柱体先切成碲化铋基体的基体进行挂镀，然后再进行分切成为长方体的芯片焊接在基板上。
关于碲化铋的电镀工艺，申请公布号为CN104451797A的中国专利公开了一种碲化铋基体的镀锡加工方法，包括如下步骤：A,进行超声波碱性脱脂的步骤；B,进行硫酸中和与活化的步骤；C,进行电镀底镍的步骤；D,进行电镀锡的步骤；E,进行锡层保护处理的步骤。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。
这样的工艺造成在把碲化铋基体的基体切割成长方体的时候产生大量的碲化铋粉末，且电镀层镍锡金等一起混入切割粉末中，不利于碲化铋的回收。碲化铋是贵重稀有金属，同时电镀的黄金也是贵重金属，切割位置上的镀金层造成成本浪费。
发明内容
本发明旨在提供一种碲化铋温差致冷芯片的选择电镀区域加工方法，以解决现有不能将碲化铋粉末直接回收再利用，而且无法将镍锡金从碲化铋粉末中分离出来，造成浪费大，生产成本高的问题。
具体方案如下：一种碲化铋温差致冷芯片的选择电镀区域加工方法，其特征在于包括如下步骤：
S1，进行感光胶选择性遮蔽的步骤：将碲化铋基体涂覆感光胶，而后进行选择性曝光，再后进行显影，以使待电镀区域暴露，其它区域由耐电镀的感光胶覆盖保护；
S2，进行金属层电镀的步骤：将步骤S1处理后的碲化铋基体放入电镀液中进行电镀处理；
S3，进行感光胶去除的步骤：将步骤S2处理后的碲化铋基体进行去胶，把碲化铋基体表面的感光胶去除，电镀区域和未电镀区域显现出来，即实现了碲化铋温差致冷芯片的选择电镀区域加工。
进一步的，步骤S1之前，还包括进行碲化铋基体预处理的如下步骤：
A，进行超声波脱脂的步骤：把碲化铋温差致冷芯片放入溶液A进行超声波脱脂，除去表面的油脂；
B,进行硫酸中和与活化：在溶液B里中和除去碲化铋温差致冷芯片表面碱性物质并对产品表面的氧化层进行活化；
C，进行吹水烘干的步骤：将残留在产品表面的去离子水去处干净进入烘干，确保产品表面的干燥洁净。
进一步的，步骤S1具体包括有如下步骤：
D，进行涂胶的步骤：将碲化铋基体两面涂上一层0.03-0.05毫米厚度的耐酸感光胶；
E,进行烘干的步骤：在黄光环境下，90-110度将碲化铋基体烘干2-4分钟；
F,进行曝光的步骤：根据碲化铋芯片的两端尺寸要求制作感光菲霖底片，上下两底片完全重叠固定，再将涂好感光胶的碲化铋基体放在两片感光菲霖底片之间，一起固定在曝光机内，进行曝光工艺，曝光后放置30分钟进行固化；
G,进行显影的步骤：将曝光固化后的碲化铋基体进行显影，即可把需要电镀的区域显露出来，其他区域全部由感光胶覆盖；
H,进行烘干的步骤：90-110度将碲化铋基体烘干3-5分钟。
进一步的，步骤S2具体包括有如下步骤：
I，进行冲击预镀镍的步骤：在温度为20±5℃的溶液D中进行电镀镍，在碲化铋温差致冷芯片上获取一个表面良好的镀镍底层，为电镀镍层作准备；所述溶液D的各组份每L含量为：氯化镍80±10g/L，盐酸80±20ml/L；冲击预镀镍的电镀电流为5±1安培/平方分米，冲击预镀镍的电镀时间为60±30S；
J，进行镀底镍的步骤：在温度为55±5℃的溶液E中进行电镀镍，在碲化铋温差致冷芯片上获取一个表面良好的电镀镍层，为电镀锡层作准备；所述溶液E的各组份每L含量为：氨基磺酸镍200±50g/L，氯化镍40±5g/L，硼酸50±10g/L，PN-2补充剂5±2ml/L；镀底镍的电镀电流为1.5±0.5安培/平方分米，镀底镍的电镀时间为600±60S；
K，进行电镀锡的步骤：在温度为15±5℃的溶液F中进行镀锡，所述溶液F的各组份每L含量为：甲基磺酸120±20g/L，甲基磺酸锡150±50g/L，电镀锡的电镀电流为5±2安培/平方分米，电镀锡的电镀时间600±60S；
或者，
进行电镀金的步骤：在温度为50±5℃的溶液G中进行镀金，所述溶液G的各组份每L含量为：氰化金钾2g±0.5g/L，柠檬酸盐60g±5g/L；电镀金的电镀电流1±0.5安培/平方分米，电镀金的电镀时间30±10S。
进一步的，步骤S3具体包括有如下步骤：在温度为75±5℃的溶液H中将电镀后的碲化铋基体进行去感光胶，溶液H中各组份每L含量为：氢氧化钠200±50g/L；去感光胶的时间为120±60S。
进一步的，还包括将碲化铋温差致冷芯片镀层进行钝化处理的步骤：
当步骤K为进行电镀锡的步骤，将步骤K处理后的碲化铋基体在溶液I中浸泡60±30S，然后放入55℃的热纯水中10S，再进入去离子水中清洗30S，溶液I的各组份含量位磷酸钠55±5g/L；
当步骤K为进行电镀金的步骤，将步骤K处理后的碲化铋基体用55℃的热纯水中清洗10S。
进一步的，还包括吹水烘干的步骤，将残留在产品表面的水去处干净进入烘干，确保产品表面的镀层干燥洁净。
本发明所采用的技术方案是：一种碲化铋温差致冷芯片的电镀选择区域点镀加工方法，该工艺采用感光胶遮蔽工艺，对需要电镀的区域进行涂胶─曝光─显影出来接触药水进行电镀，其它区域由耐电镀感光胶保护，待电镀后在把感光胶去除掉，达到选择电镀区域的目的。工艺布局合理可行，节约镍、锡和黄金的损耗，提高切割粉末的回收利用，产品表面镀层结合力好，大幅度降低生产成本。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
现结合具体实施方式对本发明进一步说明。
作为一个具体的实施例，本发明的一种碲化铋温差致冷芯片的选择电镀区域加工方法，工艺流程具体包括以下步骤：
S0，进行碲化铋基体预处理的步骤，该步骤具体的包括如下三个步骤：
A，进行超声波脱脂的步骤：把碲化铋温差致冷芯片放入溶液A进行超声波脱脂，除去表面的油脂。溶液A中各组份每L含量为：超声波脱脂剂75±5g/L，溶液A的温度为50±5℃，超声波脱脂时间为600±60S；
B,进行硫酸中和与活化的步骤：在溶液B里中和除去碲化铋温差致冷芯片表面碱性物质并对产品表面的氧化层进行活化；溶液B中各组分每升含量为硫酸30±5g/L；酸洗时间180±60S；
C，进行吹水烘干的步骤：将残留在产品表面的去离子水去处干净进入烘干，确保产品表面的干燥洁净。
S1，进行感光胶选择性遮蔽的步骤：将碲化铋基体涂覆感光胶，而后进行选择性曝光，再后进行显影，以使待电镀区域暴露，其它区域由耐电镀的感光胶覆盖保护，该步骤具体的包括如下五个步骤；
D，进行涂胶的步骤：将碲化铋基体两面涂上一层0.03-0.05毫米厚度的耐酸感光胶，在该实施例中，选用上海彩邦CB-1600牌感光胶；
E,进行烘干的步骤：在黄光环境下，90-110度烘干2-4分钟；
F,进行曝光的步骤：根据长方体芯片的两端尺寸要求制作感光菲霖底片，上下两底片完全重叠固定，再将涂好感光胶的碲化铋基体放在两片菲霖底片之间，一起固定在曝光机内，进行曝光工艺，曝光后放置30分钟进行固化；
G,进行显影的步骤：将曝光固化后的碲化铋基体进行显影，即可把需要电镀的区域显露出来，在切割线位置和边缘区域全部由感光胶覆盖。溶液C温度为45±5℃，各组份每L含量为：碳酸钠70±10g/L，显影时间为120±60S；
H,进行烘干的步骤：90-110度烘干3-5分钟；烘干后固定在夹具上待电镀。
S2，进行金属层电镀的步骤：将步骤S1处理后的碲化铋基体放入电镀液中进行电镀处理；该步骤具体的包括如下三个步骤:
I，进行冲击预镀镍的步骤：在温度为20±5℃的溶液D中进行电镀镍，在碲化铋温差致冷芯片上获取一个表面良好的镀镍底层，为电镀镍层作准备。所述溶液D的各组份每L含量如下：
氯化镍 80±10g/L，
盐酸 80±20ml/L，
该步骤中预镀镍的电学参数为：
电镀电流 5±1安培/平方分米，
电镀时间 60±30S；
J，进行镀底镍的步骤：在温度为55±5℃的溶液E中进行电镀镍，在碲化铋温差致冷芯片上获取一个表面良好的电镀镍层，为电镀锡层或金层作准备。所述溶液E的各组份每L含量如下：
该步骤中镀底镍的电学参数为：
电镀时间 600±60S；
电流 1.5±0.5安培/平方分米；
K，进行电镀锡或进行电镀金的步骤的步骤：该步骤根据实际使用需求，在电镀镍层上电镀锡层或电镀金层：
进行电镀锡的方法如下：在温度为15±5℃的溶液F中进行镀锡，所述溶液F的各组份每L含量如下：
甲基磺酸 120±20g/L，
甲基磺酸锡 150±50g/L；
该步骤中电镀锡层的电学参数为：
电流 5±2安培/平方分米，
电镀时间 600±60S；
进行电镀金的方法如下：在温度为50±5℃的溶液G中进行镀金，所述溶液G的各组份每L含量如下：
氰化金钾 2g±0.5g/L，
柠檬酸盐 60g±5g/L；
该步骤中电金层的电学参数为：
电流 1±0.5安培/平方分米，
电镀时间 30±10S；
S3，进行感光胶去除的步骤：将步骤S2处理后的碲化铋基体进行去胶，把碲化铋基体表面的感光胶去除，电镀区域和未电镀区域显现出来，即实现了碲化铋温差致冷芯片的选择电镀区域加工；具体的，该步骤中，在温度为75±5℃的溶液H中将电镀后的碲化铋基体进行去感光胶，溶液H中各组份每L含量为：氢氧化钠200±50g/L；去感光胶的时间为120±60S。
为了获取一个良好的镀层，将碲化铋温差致冷芯片镀层进行钝化处理，即还包括将碲化铋温差致冷芯片镀层进行钝化处理的步骤，根据步骤所镀为锡或金层不同，对应的保护方法如下：
锡层保护：将步骤K处理后的碲化铋基体在溶液I中浸泡60±30S，然后放入55℃的热纯水中10S，再进入去离子水中清洗30S，溶液I的各组份含量位磷酸钠55±5g/L；
金层保护：将步骤K处理后的碲化铋基体用55℃的热纯水中清洗10S。
最后，还包括吹水烘干的步骤，将残留在产品表面的水去处干净进入烘干，确保产品表面的镀层干燥洁净。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种碲化铋温差致冷芯片的选择电镀区域加工方法，其特征在于包括如下步骤：
S1，进行感光胶选择性遮蔽的步骤：将碲化铋基体涂覆感光胶，而后进行选择性曝光，再后进行显影，以使待电镀区域暴露，其它区域由耐电镀的感光胶覆盖保护；
S2，进行金属层电镀的步骤：将步骤S1处理后的碲化铋基体放入电镀液中进行电镀处理；
S3，进行感光胶去除的步骤：将步骤S2处理后的碲化铋基体进行去胶，把碲化铋基体表面的感光胶去除，电镀区域和未电镀区域显现出来，即实现了碲化铋温差致冷芯片的选择电镀区域加工；
S4,切合以及回收的步骤：在未电镀区域切割碲化铋基体，直接回收碲化铋基体的切割粉末。
2.根据权利要求1所述的碲化铋温差致冷芯片的选择电镀区域加工方法，其特征在于，步骤S1之前，还包括进行碲化铋基体预处理的如下步骤S0：
A，进行超声波脱脂的步骤：把碲化铋温差致冷芯片放入含有超声波脱脂剂75±5g/L的溶液A进行超声波脱脂，除去表面的油脂；
B,进行硫酸中和与活化的步骤：在含有硫酸的溶液B里中和除去碲化铋温差致冷芯片表面碱性物质并对产品表面的氧化层进行活化；
C，进行吹水烘干的步骤：将残留在产品表面的去离子水去处干净进入烘干，确保产品表面的干燥洁净。
3.根据权利要求1所述的碲化铋温差致冷芯片的选择电镀区域加工方法，其特征在于，步骤S1具体包括有如下步骤：
D，进行涂胶的步骤：将碲化铋基体两面涂上一层0.03-0.05毫米厚度的耐酸感光胶；
E,进行烘干的步骤：在黄光环境下，90-110℃ 将碲化铋基体烘干2-4分钟；
F,进行曝光的步骤：根据碲化铋芯片的两端尺寸要求制作感光菲霖底片，上下两底片完全重叠固定，再将涂好感光胶的碲化铋基体放在两片感光菲霖底片之间，一起固定在曝光机内，进行曝光工艺，曝光后放置30分钟进行固化；
G,进行显影的步骤：将曝光固化后的碲化铋基体进行显影，即可把需要电镀的区域显露出来，其他区域全部由感光胶覆盖；
H,进行烘干的步骤：90-110℃ 将碲化铋基体烘干3-5分钟。
4.根据权利要求1所述的碲化铋温差致冷芯片的选择电镀区域加工方法，其特征在于，步骤S2具体包括有如下步骤：
I，进行冲击预镀镍的步骤：在温度为20±5℃的溶液D中进行电镀镍，在碲化铋温差致冷芯片上获取一个表面良好的镀镍底层，为电镀镍层作准备；所述溶液D的各组份每L含量为：氯化镍80±10g/L，盐酸80±20ml/L；冲击预镀镍的电镀电流为5±1安培/平方分米，冲击预镀镍的电镀时间为60±30S；
J，进行镀底镍的步骤：在温度为55±5℃的溶液E中进行电镀镍，在碲化铋温差致冷芯片上获取一个表面良好的电镀镍层，为电镀锡层作准备；所述溶液E的各组份每L含量为：氨基磺酸镍200±50g/L，氯化镍40±5g/L，硼酸50±10g/L，PN-2补充剂5±2ml/L；镀底镍的电镀电流为1.5±0.5安培/平方分米，镀底镍的电镀时间为600±60S；
K，进行电镀锡的步骤：在温度为15±5℃的溶液F中进行镀锡，所述溶液F的各组份每L含量为：甲基磺酸120±20g/L，甲基磺酸锡150±50g/L，电镀锡的电镀电流为5±2安培/平方分米，电镀锡的电镀时间600±60S；
或者，
进行电镀金的步骤：在温度为50±5℃的溶液G中进行镀金，所述溶液G的各组份每L含量为：氰化金钾2g±0.5g/L，柠檬酸盐60g±5g/L；电镀金的电镀电流1±0.5安培/平方分米，电镀金的电镀时间30±10S。
5.根据权利要求1所述的碲化铋温差致冷芯片的选择电镀区域加工方法，其特征在于，步骤S3具体包括有如下步骤：在温度为75±5℃的溶液H中将电镀后的碲化铋基体进行去感光胶，溶液H中各组份每L含量为：氢氧化钠200±50g/L；去感光胶的时间为120±60S。
6.根据权利要求4所述的碲化铋温差致冷芯片的选择电镀区域加工方法，其特征在于，还包括将碲化铋温差致冷芯片镀层进行钝化处理的步骤：
当步骤K为进行电镀锡的步骤，将步骤K处理后的碲化铋基体在溶液I中浸泡60±30S，然后放入55℃的热纯水中10S，再进入去离子水中清洗30S，溶液I的各组份含量为 磷酸钠55±5g/L；
当步骤K为进行电镀金的步骤，将步骤K处理后的碲化铋基体用55℃的热纯水中清洗10S。
7.根据权利要求6所述的碲化铋温差致冷芯片的选择电镀区域加工方法，其特征在于，还包括吹水烘干的步骤，将残留在产品表面的水去处干净进入烘干，确保产品表面的镀层干燥洁净。
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