CN109402680B - 一种mos晶体管用掩模板材料的制备方法 - Google Patents

一种mos晶体管用掩模板材料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种MOS晶体管用掩模板材料的制备方法，包括：(1)取钛片，在无水乙醇中超声清洗5～15min，取出，在室温条件下自然晾干；(2)向浓度为20～30g/L的硫酸镍溶液中加入酸液调节溶液的pH为4～6，以石墨电极为阳极，以钛片为阴极，在温度为40～50℃、电流密度为2～5A/dm2、搅拌速度为400～500r/min的条件下电镀1～3h，得到镀镍层；(3)将粒径为30～50nm的纳米二氧化钛粉末均匀撒在镀镍层的表面进行熔覆，其中，熔覆条件为：脉宽5～10ms，电流60～70A，功率150～250W，频率4～8Hz，扫描速度0.5～1mm/s，得到MOS晶体管用掩模板材料。本发明中的MOS晶体管用掩模板材料具有较好的耐磨性能。

Description

一种MOS晶体管用掩模板材料的制备方法
技术领域
本发明涉及MOS晶体管技术领域，特别是涉及一种MOS晶体管用掩模板材料的制备方法。
背景技术
随着生活水平的不断提高，人们对各种电子电器产品的追求日益小型化，以便携带和摆放，但是传统使用的穿孔插放电子元件的方法已无法再将产品体积缩小。为了电子产品功能更完整，特别是大规模、高集成IC，不得不采用在模板表面贴片元件。传统的电子元件表面贴装技术有蚀刻的掩膜板结构、激光切割的掩膜板结构。但是，现有技术中的掩模板在使用多次之后会出现磨损的现象，从而会影响器件加工的精密度。
向掩膜板材料中添加硬质微粒是提高材料强硬度和耐磨性的重要方法，添加作为增强相的硬质颗粒的工艺方法虽然多种多样，如通过化学渗碳在碳钢表层形成更多的碳化物颗粒，通过热处理调整钢中碳化物的分布、形态或结构，通过激光熔覆在基体表面形成强化层等。
但是现有技术中，向掩膜板材料中添加的增强相与基体材料难以牢固结合，在工作过程中导致增强相和基体界面成为裂纹源，特别是摩擦磨损工作过程中，增强相会从掩膜板上脱落造成磨粒磨损，导致掩模板精密度下降。
为此，有必要针对上述问题，提出一种MOS晶体管用掩模板材料的制备方法，其能够解决现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种MOS晶体管用掩模板材料的制备方法，以克服现有技术中的不足。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种MOS晶体管用掩模板材料的制备方法，包括：
(1)取钛片，在无水乙醇中超声清洗5～15min，取出，在室温条件下自然晾干；
(2)向浓度为20～30g/L的硫酸镍溶液中加入酸液调节溶液的pH为4～6，以石墨电极为阳极，以钛片为阴极，在温度为40～50℃、电流密度为2～5A/dm2、搅拌速度为400～500r/min的条件下电镀1～3h，得到镀镍层；
(3)将粒径为30～50nm的纳米二氧化钛粉末均匀撒在镀镍层的表面进行熔覆，其中，熔覆条件为：脉宽5～10ms，电流60～70A，功率150～250W，频率4～8Hz，扫描速度0.5～1mm/s，得到MOS晶体管用掩模板材料。
优选的，步骤(1)中，所述钛片在无水乙醇中超声清洗之前还包括表面除油、电化学活化处理的过程。
优选的，所述表面除油在50～60℃温度下进行。
优选的，步骤(2)中，所述酸液为稀硫酸溶液。
优选的，所述稀硫酸溶液的浓度为0.1～1mol/L。
优选的，步骤(2)中，所述镀镍层的厚度为50～100μm。
优选的，步骤(3)中，所述纳米二氧化钛粉末的粒径为40nm。
优选的，步骤(3)中，所述MOS晶体管用掩模板材料的厚度为0.5～1.5mm。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明中的MOS晶体管用掩模板材料具有较好的耐磨性能。
具体实施方式
本发明通过下列实施例作进一步说明：根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
本发明公开一种MOS晶体管用掩模板材料的制备方法，包括：
(1)取钛片，在无水乙醇中超声清洗5～15min，取出，在室温条件下自然晾干；
(2)向浓度为20～30g/L的硫酸镍溶液中加入酸液调节溶液的pH为4～6，以石墨电极为阳极，以钛片为阴极，在温度为40～50℃、电流密度为2～5A/dm2、搅拌速度为400～500r/min的条件下电镀1～3h，得到镀镍层；
(3)将粒径为30～50nm的纳米二氧化钛粉末均匀撒在镀镍层的表面进行熔覆，其中，熔覆条件为：脉宽5～10ms，电流60～70A，功率150～250W，频率4～8Hz，扫描速度0.5～1mm/s，得到MOS晶体管用掩模板材料。
其中，步骤(1)中，所述钛片在无水乙醇中超声清洗之前还包括表面除油、电化学活化处理的过程，进一步的，所述表面除油在50～60℃温度下进行。
其中，步骤(2)中，所述酸液为稀硫酸溶液，进一步的，所述稀硫酸溶液的浓度为0.1～1mol/L，优选的，所述稀硫酸溶液的浓度为0.5mol/L；所述镀镍层的厚度为50～100μm，优选的，所述镀镍层的厚度为80μm。
其中，步骤(3)中，所述纳米二氧化钛粉末的粒径为40nm；所述MOS晶体管用掩模板材料的厚度为0.5～1.5mm，优选的，所述MOS晶体管用掩模板材料的厚度为1mm。
下面以具体的实施例进行说明本发明中MOS晶体管用掩模板材料的制备方法。
实施例1
(1)取钛片，在无水乙醇中超声清洗5min，取出，在室温条件下自然晾干；
(2)向浓度为20g/L的硫酸镍溶液中加入浓度为0.1mol/L的稀硫酸溶液调节溶液的pH为4，以石墨电极为阳极，以钛片为阴极，在温度为40℃、电流密度为2A/dm2、搅拌速度为400r/min的条件下电镀1h，得到厚度为50μm的镀镍层；
(3)将粒径为30nm的纳米二氧化钛粉末均匀撒在镀镍层的表面进行熔覆，其中，熔覆条件为：脉宽5ms，电流60A，功率150W，频率4Hz，扫描速度0.5mm/s，得到MOS晶体管用掩模板材料。
实施例2
(1)取钛片，在无水乙醇中超声清洗10min，取出，在室温条件下自然晾干；
(2)向浓度为25g/L的硫酸镍溶液中加入浓度为0.5mol/L的稀硫酸溶液调节溶液的pH为5，以石墨电极为阳极，以钛片为阴极，在温度为45℃、电流密度为3A/dm2、搅拌速度为450r/min的条件下电镀2h，得到厚度为80μm的镀镍层；
(3)将粒径为40nm的纳米二氧化钛粉末均匀撒在镀镍层的表面进行熔覆，其中，熔覆条件为：脉宽8ms，电流65A，功率200W，频率6Hz，扫描速度0.8mm/s，得到MOS晶体管用掩模板材料。
实施例3
(1)取钛片，在无水乙醇中超声清洗15min，取出，在室温条件下自然晾干；
(2)向浓度为30g/L的硫酸镍溶液中加入浓度为1mol/L的稀硫酸溶液调节溶液的pH为6，以石墨电极为阳极，以钛片为阴极，在温度为50℃、电流密度为5A/dm2、搅拌速度为500r/min的条件下电镀3h，得到厚度为100μm的镀镍层；
(3)将粒径为50nm的纳米二氧化钛粉末均匀撒在镀镍层的表面进行熔覆，其中，熔覆条件为：脉宽10ms，电流70A，功率250W，频率8Hz，扫描速度1mm/s，得到MOS晶体管用掩模板材料。
本发明中的MOS晶体管用掩模板材料具有较好的耐磨性能。对本发明中的MOS晶体管用掩模板材料的耐磨性进行实验，在5000g的载荷下，用直径3mm的球形氧化铝陶瓷做对磨材料，干滑动旋转摩擦5h，结果表明，该掩模板材料的表面磨损轻微，其平均摩擦系数为0.628。
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

Claims (8)

1.一种MOS晶体管用掩模板材料的制备方法，其特征在于，包括：
(1)取钛片，在无水乙醇中超声清洗5～15min，取出，在室温条件下自然晾干；
(2)向浓度为20～30g/L的硫酸镍溶液中加入酸液调节溶液的pH为4～6，以石墨电极为阳极，以钛片为阴极，在温度为40～50℃、电流密度为2～5A/dm2、搅拌速度为400～500r/min的条件下电镀1～3h，得到镀镍层；
(3)将粒径为30～50nm的纳米二氧化钛粉末均匀撒在镀镍层的表面进行熔覆，其中，熔覆条件为：脉宽5～10ms，电流60～70A，功率150～250W，频率4～8Hz，扫描速度0.5～1mm/s，得到MOS晶体管用掩模板材料。
2.根据权利要求1所述的MOS晶体管用掩模板材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述钛片在无水乙醇中超声清洗之前还包括表面除油、电化学活化处理的过程。
3.根据权利要求2所述的MOS晶体管用掩模板材料的制备方法，其特征在于，所述表面除油在50～60℃温度下进行。
4.根据权利要求1所述的MOS晶体管用掩模板材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述酸液为稀硫酸溶液。
5.根据权利要求4所述的MOS晶体管用掩模板材料的制备方法，其特征在于，所述稀硫酸溶液的浓度为0.1～1mol/L。
6.根据权利要求1所述的MOS晶体管用掩模板材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述镀镍层的厚度为50～100μm。
7.根据权利要求1所述的MOS晶体管用掩模板材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述纳米二氧化钛粉末的粒径为40nm。
8.根据权利要求1所述的MOS晶体管用掩模板材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述MOS晶体管用掩模板材料的厚度为0.5～1.5mm。
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