CN113265659A - 一种陶瓷衬底钛及钛化合物结合层结构的蚀刻方法 - Google Patents
一种陶瓷衬底钛及钛化合物结合层结构的蚀刻方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113265659A CN113265659A CN202110574536.4A CN202110574536A CN113265659A CN 113265659 A CN113265659 A CN 113265659A CN 202110574536 A CN202110574536 A CN 202110574536A CN 113265659 A CN113265659 A CN 113265659A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- titanium
- copper
- etching
- ceramic substrate
- bonding layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 71
- 238000005530 etching Methods 0.000 title claims abstract description 66
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 44
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 239000010936 titanium Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 30
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 22
- 150000003609 titanium compounds Chemical class 0.000 title claims abstract description 22
- RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N imidazole Natural products C1=CNC=N1 RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 42
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 40
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 claims abstract description 30
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 23
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 claims abstract description 22
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 18
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims abstract description 16
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 15
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims abstract description 14
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 claims abstract description 13
- -1 salt compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 11
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 18
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- QPCDCPDFJACHGM-UHFFFAOYSA-N N,N-bis{2-[bis(carboxymethyl)amino]ethyl}glycine Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(=O)O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O QPCDCPDFJACHGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229920000805 Polyaspartic acid Polymers 0.000 claims description 6
- VKYKSIONXSXAKP-UHFFFAOYSA-N hexamethylenetetramine Chemical compound C1N(C2)CN3CN1CN2C3 VKYKSIONXSXAKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 108010064470 polyaspartate Proteins 0.000 claims description 6
- RUSUZAGBORAKPY-UHFFFAOYSA-N acetic acid;n'-[2-(2-aminoethylamino)ethyl]ethane-1,2-diamine Chemical compound CC(O)=O.CC(O)=O.CC(O)=O.CC(O)=O.CC(O)=O.CC(O)=O.NCCNCCNCCN RUSUZAGBORAKPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- YTLQFZVCLXFFRK-UHFFFAOYSA-N bendazol Chemical compound N=1C2=CC=CC=C2NC=1CC1=CC=CC=C1 YTLQFZVCLXFFRK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 4
- 150000002460 imidazoles Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 4
- JSYPRLVDJYQMAI-ODZAUARKSA-N (z)-but-2-enedioic acid;prop-2-enoic acid Chemical compound OC(=O)C=C.OC(=O)\C=C/C(O)=O JSYPRLVDJYQMAI-ODZAUARKSA-N 0.000 claims description 3
- AEQDJSLRWYMAQI-UHFFFAOYSA-N 2,3,9,10-tetramethoxy-6,8,13,13a-tetrahydro-5H-isoquinolino[2,1-b]isoquinoline Chemical compound C1CN2CC(C(=C(OC)C=C3)OC)=C3CC2C2=C1C=C(OC)C(OC)=C2 AEQDJSLRWYMAQI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- XAFOTXWPFVZQAZ-UHFFFAOYSA-N 2-(4-aminophenyl)-3h-benzimidazol-5-amine Chemical compound C1=CC(N)=CC=C1C1=NC2=CC=C(N)C=C2N1 XAFOTXWPFVZQAZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- BYACHAOCSIPLCM-UHFFFAOYSA-N 2-[2-[bis(2-hydroxyethyl)amino]ethyl-(2-hydroxyethyl)amino]ethanol Chemical group OCCN(CCO)CCN(CCO)CCO BYACHAOCSIPLCM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ZMYKITJYWFYRFJ-UHFFFAOYSA-N 4-oxo-4-(2-phenylethylamino)butanoic acid Chemical compound OC(=O)CCC(=O)NCCC1=CC=CC=C1 ZMYKITJYWFYRFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920002126 Acrylic acid copolymer Polymers 0.000 claims description 3
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QNAYBMKLOCPYGJ-REOHCLBHSA-N L-alanine Chemical compound C[C@H](N)C(O)=O QNAYBMKLOCPYGJ-REOHCLBHSA-N 0.000 claims description 3
- OUYCCCASQSFEME-QMMMGPOBSA-N L-tyrosine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC1=CC=C(O)C=C1 OUYCCCASQSFEME-QMMMGPOBSA-N 0.000 claims description 3
- 229920002873 Polyethylenimine Polymers 0.000 claims description 3
- NSOXQYCFHDMMGV-UHFFFAOYSA-N Tetrakis(2-hydroxypropyl)ethylenediamine Chemical compound CC(O)CN(CC(C)O)CCN(CC(C)O)CC(C)O NSOXQYCFHDMMGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- FVHDFHJJJGWAFT-UHFFFAOYSA-N [Na].[Na].[Na].[Na].OC(=O)CC(C(O)=O)NC(C(O)=O)CC(O)=O Chemical compound [Na].[Na].[Na].[Na].OC(=O)CC(C(O)=O)NC(C(O)=O)CC(O)=O FVHDFHJJJGWAFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 235000004279 alanine Nutrition 0.000 claims description 3
- GIXWDMTZECRIJT-UHFFFAOYSA-N aurintricarboxylic acid Chemical compound C1=CC(=O)C(C(=O)O)=CC1=C(C=1C=C(C(O)=CC=1)C(O)=O)C1=CC=C(O)C(C(O)=O)=C1 GIXWDMTZECRIJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QRUDEWIWKLJBPS-UHFFFAOYSA-N benzotriazole Chemical compound C1=CC=C2N[N][N]C2=C1 QRUDEWIWKLJBPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- FAOSYNUKPVJLNZ-UHFFFAOYSA-N butylstannane Chemical compound CCCC[SnH3] FAOSYNUKPVJLNZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 3
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 claims description 3
- 235000010299 hexamethylene tetramine Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000004312 hexamethylene tetramine Substances 0.000 claims description 3
- 229920000141 poly(maleic anhydride) Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 claims description 3
- 239000000176 sodium gluconate Substances 0.000 claims description 3
- 229940005574 sodium gluconate Drugs 0.000 claims description 3
- 235000012207 sodium gluconate Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 3
- 229940080258 tetrasodium iminodisuccinate Drugs 0.000 claims description 3
- GYBINGQBXROMRS-UHFFFAOYSA-J tetrasodium;2-(1,2-dicarboxylatoethylamino)butanedioate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)CC(C([O-])=O)NC(C([O-])=O)CC([O-])=O GYBINGQBXROMRS-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims description 3
- OUYCCCASQSFEME-UHFFFAOYSA-N tyrosine Natural products OC(=O)C(N)CC1=CC=C(O)C=C1 OUYCCCASQSFEME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- RYFISNUWRPXWFQ-UHFFFAOYSA-N 3-[2-aminoethyl(2-hydroxyethyl)amino]propane-1,1,1-triol Chemical compound NCCN(CCO)CCC(O)(O)O RYFISNUWRPXWFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 7
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 abstract description 7
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 6
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 12
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 5
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910003890 H2TiO3 Inorganic materials 0.000 description 4
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 4
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 3
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 3
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical group O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UQZIWOQVLUASCR-UHFFFAOYSA-N alumane;titanium Chemical compound [AlH3].[Ti] UQZIWOQVLUASCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YCKOAAUKSGOOJH-UHFFFAOYSA-N copper silver Chemical compound [Cu].[Ag].[Ag] YCKOAAUKSGOOJH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BERDEBHAJNAUOM-UHFFFAOYSA-N copper(I) oxide Inorganic materials [Cu]O[Cu] BERDEBHAJNAUOM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- KRFJLUBVMFXRPN-UHFFFAOYSA-N cuprous oxide Chemical compound [O-2].[Cu+].[Cu+] KRFJLUBVMFXRPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 2
- KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N 1H-pyrrole Natural products C=1C=CNC=1 KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PRQTYMKZQGBTMF-UHFFFAOYSA-N OCCNCCN.C(O)C(CC)(CO)CO Chemical compound OCCNCCN.C(O)C(CC)(CO)CO PRQTYMKZQGBTMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 230000003137 locomotive effect Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
- C23F1/02—Local etching
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
- C23F1/10—Etching compositions
- C23F1/14—Aqueous compositions
- C23F1/32—Alkaline compositions
- C23F1/38—Alkaline compositions for etching refractory metals
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
Abstract
本发明属于高功率半导体技术领域，尤其为一种陶瓷衬底钛及钛化合物结合层结构的蚀刻方法，包括陶瓷基体、结合层、焊料层和铜泊，所述结合层、焊料层和铜泊由内到外依次贴合在陶瓷基体的表面形成覆铜陶瓷板，所述覆铜陶瓷板经铜蚀刻、焊料蚀刻后，置于蚀刻液反应形成所需图形，蚀刻液包含水溶液过氧化氢、氨水；结构中含有羧基及其盐类化合物一种或多种、咪唑类以及有机胺一种或多种。本发明通过制备液上述的特殊组成成分，可以将覆铜陶瓷板经铜蚀刻、焊料蚀刻后置于制备液反应，能够去除该陶瓷衬底上的钛系金属、钛化合物，同时制备液中不含磷，可以有效提高该覆铜陶瓷板的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及高功率半导体技术领域，具体为一种陶瓷衬底钛及钛化合物结合层结构的蚀刻方法。
背景技术
高功率半导体模块大量应用于电力机车、电动汽车、光伏太阳能等领域。随着高功率模块集成度越来越高、使用功率越来越大，半导体器件产生的热量呈上升趋势。目前，将导电、导热性优良的金属与绝缘性能好的氮化物等陶瓷通过烧结接合，形成陶瓷线路板的方法在功率半导体当中得到广泛的应用，从面解决功率半导体器件的散热问题。
陶瓷基板由陶瓷金属化后所制成，现今，陶瓷金属化技术主要有四种，活性金属钎焊技术(AMB)、电镀(DPC)技术、直接覆铜技术(DBC)和激光活化(LAM) 技术。活性金属钎焊技术是指利用含有活性金属例如Ti、Zr或Hf的钎焊材料，在真空保护环境下，选定对应的烧结制度将铜箔和陶瓷基板焊接在一起。以氮化铝陶瓷基板为例，钎焊材料成分一般为Cu-Ag-Ti混合物，真空烧结后铜箔与基板在焊料结合层形成活性金属反应层(主要为氮化钛反应层：TixNy化合物) 和钎焊料合金层(包括铜银共晶层、铝钛金属间化合物)。该焊料结合层成分复杂且具备导电性，蚀刻难度大。因此，在陶瓷基板后续的图形化加工过程中，焊料结合层的高效蚀刻是影响陶瓷基板质量和产能的关键因素，通过专利号为CN202010344070.4，本发明公开了一种蚀刻液体系及一种氮化铝基板的刻蚀方法。所述的蚀刻液体系包括：第一蚀刻液，以质量百分比计，包括1％～5％氨水、3％～8％强氧化剂、0.5％～5％络合剂以及余量的水；第二蚀刻液，以质量百分比计，包括1％～5％碱、2％～8％过氧化氢以及余量的水。所述的氮化铝基板的刻蚀方法，对焊料结合层的蚀刻分两步进行，第一步使用本发明所述第一蚀刻液对铜银共晶层及氮钛反应层进行刻蚀，第二步使用本发明所述第二蚀刻液对铝钛金属间化合物进行刻蚀。本发明的蚀刻液体系具备高选择性、刻蚀能力强；本发明的刻蚀方法蚀刻效率高、蚀刻品质优良；本发明实现了高导热氮化铝陶瓷基板高效、高精度的刻蚀。
目前，陶瓷与金属的接合主要有两种方法，直接接合和活性钎焊法。直接接合法指将金属板(铜泊)与氧的共晶液相作为粘合剂，通过加热直接将金属与陶瓷接合的方法。活性钎焊法指通过含有Ti、Ag等活性金属焊料，将金属板 (铜泊)与陶瓷接合成覆铜板的方法。活性钎焊法相对直接接合具有更高的结合强度与更小空洞率，因此活性钎焊法的可靠性大大搞高。
活性钎焊法是使用Ti等活性金属钎焊料与陶瓷在高温下于陶瓷和金属板 (铜泊)反应生成结合成层，通过该给合层实现金属板(铜泊)与陶瓷之间的连接。但由于该结合层在图形蚀刻(Cucl2体系或FeCL3体系)后，钎焊料与陶瓷板反应生成的反应产物及焊料，几乎不与蚀刻液反应，难以被蚀刻干净。由于焊料与接合层的存在给钎焊工艺陶瓷基板的图形制作造成困验。
目前，行业内对结合层比较常见的蚀刻方法是利用：氢氟酸、双氧水体系。在实际应用中，氢氟酸对铜有一定的腐蚀性，表面状态差并且常有残留物，造成产品报废；现有的双氧水体系蚀刻液存在稳定性差，含大量磷，废水处理困难等问题。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种陶瓷衬底钛及钛化合物结合层结构的蚀刻方法，解决了现有陶瓷衬底的钛及钛化合物结构稳定性差，含大量磷的问题。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种陶瓷衬底钛及钛化合物结合层结构，包括陶瓷基体、结合层、焊料层和铜泊，其特征在于：所述结合层、焊料层和铜泊由内到外依次贴合在陶瓷基体的表面形成覆铜陶瓷板，所述覆铜陶瓷板经铜蚀刻、焊料蚀刻后，置于蚀刻液反应形成所需图形，蚀刻液包含水溶液过氧化氢、氨水；结构中含有羧基及其盐类化合物一种或多种、咪唑类以及有机胺一种或多种。
作为本发明的一种优选技术方案，所述蚀刻液包含以下重量组分成分：过氧化氢10～40V/V％和氨水0.5～5V/V％、羧基及其盐类0.1～10V/V％、咪唑类含量0.01～0.1V/V％、有机胺0.05～5V/V％。
作为本发明的一种优选技术方案，所述蚀刻液pH的范围为8～11。
作为本发明的一种优选技术方案，所述羧基及其盐类为葡萄糖酸钠、亚氨基二琥珀酸四钠、聚天冬氨酸、PESA、EDTA、丙氨酸、DTPA、三乙四胺六乙酸、马来酸-丙烯酸共聚物、水解聚马来酸酐、丙烯酸、羧酸-磺酸-丙烯酸酯三元共聚物、酪氨酸等其它含有其官能团物质的一种或多种组合物。
作为本发明的一种优选技术方案，所述咪唑类为TTA、BTA、MBT、ATA、2- 苄基苯并咪唑、2-4-氨基苯基-5-氨基苯并咪唑一种或多种。
作为本发明的一种优选技术方案，所述有机胺为四羟乙基乙二胺、四羟丙基乙二胺、三羟丙基羟乙基乙二胺、聚乙烯亚胺、六亚甲基四胺中和一种或多种组合物。
本发明还提供了一种陶瓷衬底钛及钛化合物结合层结构的蚀刻方法，包括以下步骤：
步骤S1、通过蚀刻剂20ml/L、稳定剂5ml/L、30％的双氧水200ml/L、氨水 20ml/L加水以上组分及浓度配置制备液；
步骤S2、覆铜陶瓷板经铜蚀刻、焊料蚀刻后，放入步骤S1制备液中，在温度为25℃的条件下进行蚀刻反应40min，以去除陶瓷衬底上的钛系金属、化合物反应，形成所需的图形。
作为本发明的一种优选技术方案，步骤S1中制备液中蚀刻剂和稳定剂包括以下组分及含量：蚀刻剂结构中含羧基及其盐类23V/V％-46V/V，有机胺 4V/V％-7V/V％，咪唑类0.1W/V％-1W/V％，其余为水；稳定剂结构中含羧基及其盐类14W/V％-20W/V％，氨水3V/V％-5V/V％，其余为水。
作为本发明的一种优选技术方案，所述蚀刻剂中羧基及其盐类具体主要成分为亚氨基二琥珀酸四钠20V/V％，聚天冬氨酸10V/V％,有机胺主要成分为四羟乙基乙二胺5V/V％，咪唑类主要成分为2-苄基苯并咪唑0.5W/V％。
作为本发明的一种优选技术方案，所述稳定剂中羧基及其盐类具体主要成分为DTPA5W/V％，三乙四胺六乙酸5W/V％。
TiN与双氧水发生氧化还原反应形成H2TiO3，在碱性条件下与络合物作用下与TiO2+形成稳定的络合状态，优选的络合物须与钛离形成较强的可溶性络合物，且具有较强的吸附能力，以此来腐蚀TIN层，同时在咪唑类的作用下选择性的咬蚀银可有效去除TIN与焊料结合处的银含量，并与适当的络合物协同作用下，促进Cu2O的生成形成保护膜，防止铜面过腐蚀。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种陶瓷衬底钛及钛化合物结合层结构的蚀刻方法，具备以下有益效果：
该陶瓷衬底钛及钛化合物结合层结构的蚀刻方法，通过制备液上述的特殊组成成分，可以将覆铜陶瓷板经铜蚀刻、焊料蚀刻后置于制备液反应，能够去除该陶瓷衬底上的钛系金属、钛化合物，同时制备液中不含磷，可以有效提高制备液的稳定性。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明制备液反应对比图。
图中：1、陶瓷；2、结合层；3、焊料层；4、铜泊。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
请参阅图1-2，本发明提供以下技术方案：一种陶瓷衬底钛及钛化合物结合层结构，包括陶瓷基体1、结合层2、焊料层3和铜泊4，结合层2、焊料层3 和铜泊4由内到外依次贴合在陶瓷基体1的表面形成覆铜陶瓷板，覆铜陶瓷板经铜蚀刻、焊料蚀刻后，置于蚀刻液反应形成所需图形，蚀刻液包含水溶液过氧化氢、氨水；结构中含有羧基及其盐类化合物一种或多种、咪唑类以及有机胺一种或多种。
具体的，蚀刻液包含以下重量组分成分：过氧化氢10～40V/V％和氨水0.5～ 5V/V％、羧基及其盐类0.1～10V/V％、咪唑类含量0.01～0.1V/V％、有机胺 0.05～5V/V％。
具体的，蚀刻液pH的范围为8～11。
具体的，羧基及其盐类为葡萄糖酸钠、亚氨基二琥珀酸四钠、聚天冬氨酸、 PESA、EDTA、丙氨酸、DTPA、三乙四胺六乙酸、马来酸-丙烯酸共聚物、水解聚马来酸酐、丙烯酸、羧酸-磺酸-丙烯酸酯三元共聚物、酪氨酸等其它含有其官能团物质的一种或多种组合物。
具体的，咪唑类为TTA、BTA、MBT、ATA、2-苄基苯并咪唑、2-4-氨基苯基 -5-氨基苯并咪唑一种或多种。
具体的，有机胺为四羟乙基乙二胺、四羟丙基乙二胺、三羟丙基羟乙基乙二胺、聚乙烯亚胺、六亚甲基四胺中和一种或多种组合物。
本发明还提供了一种陶瓷衬底钛及钛化合物结合层结构的蚀刻方法，包括以下步骤：
步骤S1、通过蚀刻剂20ml/L、稳定剂5ml/L、30％的双氧水200ml/L、氨水 20ml/L加水以上组分及浓度配置制备液；
步骤S2、覆铜陶瓷板经铜蚀刻、焊料蚀刻后，放入步骤S1制备液中，在温度为25℃的条件下进行蚀刻反应40min，以去除陶瓷衬底上的钛系金属、化合物反应，形成所需的图形。
具体的，步骤S1中制备液中蚀刻剂和稳定剂包括以下组分及含量：蚀刻剂结构中含羧基及其盐类23V/V％-46V/V％，有机胺4V/V％-7V/V％，咪唑类 0.1W/V％-1W/V％，其余为水；稳定剂结构中含羧基及其盐类14W/V％-20W/V％，氨水3V/V％-5V/V％，其余为水。
具体的，所述蚀刻剂中羧基及其盐类具体主要成分为亚氨基二琥珀酸四钠 20V/V％，聚天冬氨酸10V/V％,有机胺主要成分为四羟乙基乙二胺5V/V，咪唑类主要成分为2-苄基苯并咪唑0.5W/V％。
具体的，所述稳定剂中羧基及其盐类具体主要成分为DTPA5W/V％，三乙四胺六乙酸5W/V％。
TiN与双氧水发生氧化还原反应形成H2TiO3，在碱性条件下与络合物作用下与TiO2+形成稳定的络合状态，优选的络合物须与钛离形成较强的可溶性络合物，且具有较强的吸附能力，以此来腐蚀TIN层，同时在咪唑类的作用下选择性的咬蚀银可有效去除TIN与焊料结合处的银含量，并与适当的络合物协同作用下，促进Cu2O的生成形成保护膜，防止铜面过腐蚀。
对比例
本对比例相对于实施例1的主要差别在于：对比例中制备液由30％H2O2、2％有机磷、1.8％H3P04和0.9％唑类化合物构成，然后将覆铜陶瓷板经铜蚀刻、焊料蚀刻后置于制备液反应，通过图2可以看出对比例中含磷量较高和稳定性较差。
本发明由实施例制备的陶瓷衬底钛及钛化合物结合层结构，通过制备液上述的特殊组成成分，可以将覆铜陶瓷板经铜蚀刻、焊料蚀刻后置于制备液反应，能够去除该陶瓷衬底上的钛系金属、钛化合物，同时制备液中不含磷，可以有效提高该制备液的稳定性。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种陶瓷衬底钛及钛化合物结合层结构，包括陶瓷基体(1)、结合层(2)、焊料层(3)和铜泊(4)，其特征在于：所述结合层(2)、焊料层(3)和铜泊(4)由内到外依次贴合在陶瓷基体(1)的表面形成覆铜陶瓷板，所述覆铜陶瓷板经铜蚀刻、焊料蚀刻后，置于蚀刻液反应形成所需图形，蚀刻液包含水溶液过氧化氢、氨水；结构中含有羧基及其盐类化合物一种或多种、咪唑类以及有机胺一种或多种。
2.根据权利要求1所述的一种陶瓷衬底钛及钛化合物结合层结构，其特征在于：所述蚀刻液包含以下重量组分成分：过氧化氢10～40V/V％和氨水0.5～5V/V％、羧基及其盐类0.1～10V/V％、咪唑类含量0.01～0.1V/V％、有机胺0.05～5V/V％。
3.根据权利要求1所述的一种陶瓷衬底钛及钛化合物结合层结构，其特征在于：所述蚀刻液pH的范围为8～11。
4.根据权利要求1所述的一种陶瓷衬底钛及钛化合物结合层结构，其特征在于：所述羧基及其盐类为葡萄糖酸钠、亚氨基二琥珀酸四钠、聚天冬氨酸、PESA、EDTA、丙氨酸、DTPA、三乙四胺六乙酸、马来酸-丙烯酸共聚物、水解聚马来酸酐、丙烯酸、羧酸-磺酸-丙烯酸酯三元共聚物、酪氨酸等其它含有其官能团物质的一种或多种组合物。
5.根据权利要求1所述的一种陶瓷衬底钛及钛化合物结合层结构，其特征在于：所述咪唑类为TTA、BTA、MBT、ATA、2-苄基苯并咪唑、2-4-氨基苯基-5-氨基苯并咪唑一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种陶瓷衬底钛及钛化合物结合层结构，其特征在于：所述有机胺为四羟乙基乙二胺、四羟丙基乙二胺、三羟丙基羟乙基乙二胺、聚乙烯亚胺、六亚甲基四胺中和一种或多种组合物。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种陶瓷衬底钛及钛化合物结合层结构的蚀刻方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤S1、通过蚀刻剂20ml/L、稳定剂5ml/L、30％的双氧水200ml/L、氨水20ml/L加水以上组分及浓度配置制备液；
步骤S2、覆铜陶瓷板经铜蚀刻、焊料蚀刻后，放入步骤S1制备液中，在温度为25℃的条件下进行蚀刻反应40min，以去除陶瓷衬底上的钛系金属、化合物反应，形成所需的图形。
8.根据权利要求7所述的一种陶瓷衬底钛及钛化合物结合层结构的蚀刻方法，其特征在于：步骤S1中制备液中蚀刻剂和稳定剂包括以下组分及含量：蚀刻剂结构中含羧基及其盐类23V/V％-46V/V，有机胺4V/V％-7V/V％，咪唑类0.1W/V％-1W/V％，其余为水；稳定剂结构中含羧基及其盐类14W/V％-20W/V％，氨水3V/V％-5V/V％，其余为水。
9.根据权利要求8所述的一种陶瓷衬底钛及钛化合物结合层结构的蚀刻方法,其特征在于：所述蚀刻剂中羧基及其盐类具体主要成分为亚氨基二琥珀酸四钠20V/V％，聚天冬氨酸10V/V％,有机胺主要成分为四羟乙基乙二胺5V/V％，咪唑类主要成分为2-苄基苯并咪唑0.5W/V％。
10.根据权利要求8所述的一种陶瓷衬底钛及钛化合物结合层结构的蚀刻方法,其特征在于：所述稳定剂中羧基及其盐类具体主要成分为DTPA5W/V％，三乙四胺六乙酸5W/V％。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110574536.4A CN113265659A (zh) | 2021-05-26 | 2021-05-26 | 一种陶瓷衬底钛及钛化合物结合层结构的蚀刻方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110574536.4A CN113265659A (zh) | 2021-05-26 | 2021-05-26 | 一种陶瓷衬底钛及钛化合物结合层结构的蚀刻方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113265659A true CN113265659A (zh) | 2021-08-17 |
Family
ID=77232918
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110574536.4A Pending CN113265659A (zh) | 2021-05-26 | 2021-05-26 | 一种陶瓷衬底钛及钛化合物结合层结构的蚀刻方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113265659A (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101163776A (zh) * | 2004-11-19 | 2008-04-16 | 霍尼韦尔国际公司 | 用于半导体应用的选择性去除化学物质，其制备方法和用途 |
| CN105603425A (zh) * | 2016-01-25 | 2016-05-25 | 熙腾电子科技（上海）有限公司 | 铜选择性蚀刻液和钛选择性蚀刻液 |
| CN106328544A (zh) * | 2016-08-24 | 2017-01-11 | 浙江德汇电子陶瓷有限公司 | 氮化物陶瓷覆铜板的图形化方法及氮化物陶瓷覆铜板 |
| CN107201519A (zh) * | 2017-05-18 | 2017-09-26 | 苏州晶瑞化学股份有限公司 | 一种钛选择性双组份蚀刻液 |
| CN111032916A (zh) * | 2017-09-12 | 2020-04-17 | 株式会社东芝 | 活性金属钎料用蚀刻液及使用了其的陶瓷电路基板的制造方法 |
| CN111627822A (zh) * | 2020-04-27 | 2020-09-04 | 江苏富乐德半导体科技有限公司 | 一种覆铜陶瓷基板的活性金属层的蚀刻液及其刻蚀方法 |
| CN111621787A (zh) * | 2020-04-27 | 2020-09-04 | 江苏富乐德半导体科技有限公司 | 一种蚀刻液体系及一种氮化铝基板的刻蚀方法 |
-
2021
- 2021-05-26 CN CN202110574536.4A patent/CN113265659A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101163776A (zh) * | 2004-11-19 | 2008-04-16 | 霍尼韦尔国际公司 | 用于半导体应用的选择性去除化学物质，其制备方法和用途 |
| CN105603425A (zh) * | 2016-01-25 | 2016-05-25 | 熙腾电子科技（上海）有限公司 | 铜选择性蚀刻液和钛选择性蚀刻液 |
| CN106328544A (zh) * | 2016-08-24 | 2017-01-11 | 浙江德汇电子陶瓷有限公司 | 氮化物陶瓷覆铜板的图形化方法及氮化物陶瓷覆铜板 |
| CN107201519A (zh) * | 2017-05-18 | 2017-09-26 | 苏州晶瑞化学股份有限公司 | 一种钛选择性双组份蚀刻液 |
| CN111032916A (zh) * | 2017-09-12 | 2020-04-17 | 株式会社东芝 | 活性金属钎料用蚀刻液及使用了其的陶瓷电路基板的制造方法 |
| CN111627822A (zh) * | 2020-04-27 | 2020-09-04 | 江苏富乐德半导体科技有限公司 | 一种覆铜陶瓷基板的活性金属层的蚀刻液及其刻蚀方法 |
| CN111621787A (zh) * | 2020-04-27 | 2020-09-04 | 江苏富乐德半导体科技有限公司 | 一种蚀刻液体系及一种氮化铝基板的刻蚀方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107527822B (zh) | 一种氮化物陶瓷覆铜板的图形化方法及图形化氮化物陶瓷覆铜板 | |
| JP4811756B2 (ja) | 金属−セラミックス接合回路基板の製造方法 | |
| CN111621787B (zh) | 一种蚀刻液体系及一种氮化铝基板的刻蚀方法 | |
| KR102387227B1 (ko) | 금속/세라믹 회로 기판 제조 방법 | |
| CN100528462C (zh) | 用于SnAgCu系无铅焊膏的低松香免清洗助焊剂及其制备方法 | |
| CN108040435B (zh) | 一种氮化铝陶瓷基板线路刻蚀方法 | |
| JP4037425B2 (ja) | セラミック回路基板およびそれを用いた電力制御部品。 | |
| CN102732865A (zh) | 一种化学镀镍液及碳硅铝镀覆方法 | |
| WO2019054294A1 (ja) | セラミックス回路基板の製造方法 | |
| JP5741971B2 (ja) | 金属−セラミックス接合回路基板の製造方法 | |
| JP2010186862A (ja) | 太陽電池 | |
| CN111627822A (zh) | 一种覆铜陶瓷基板的活性金属层的蚀刻液及其刻蚀方法 | |
| CN113314473A (zh) | 一种陶瓷衬底图形化结构及其制造方法 | |
| JP4887583B2 (ja) | セラミックス回路基板の製造方法 | |
| JP2008527175A (ja) | パラジウム層を堆積する方法およびこのためのパラジウム浴 | |
| CN114309955A (zh) | 一种陶瓷覆铜基板及其激光加工工艺 | |
| CN103917043A (zh) | 图案化多绝缘材质电路基板 | |
| CN107127468A (zh) | 一种基于泡沫铜的高温互连焊点的制备方法 | |
| CN113265659A (zh) | 一种陶瓷衬底钛及钛化合物结合层结构的蚀刻方法 | |
| CN113481508A (zh) | 一种陶瓷衬底蚀刻残留物的去除蚀刻液及蚀刻方法 | |
| CN115551214A (zh) | 一种烧结后陶瓷覆铜板化学处理方法 | |
| CN110724940A (zh) | 一种低温共烧陶瓷基板化学镀镍钯金工艺方法 | |
| CN113488446A (zh) | 一种陶瓷衬底图形化结构及其制造方法 | |
| JP2011211217A (ja) | 金属−セラミックス接合回路基板の製造方法 | |
| CN1416182A (zh) | 敷铜型陶瓷散热基片的制造工艺 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210817 |