CN116647996A - 一种可一体化去除感光干膜和覆铜陶瓷基板焊料层的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可一体化去除感光干膜和覆铜陶瓷基板焊料层的方法，本方法包括以下步骤：S1、将完成贴膜和曝光处理的覆铜陶瓷基板进行显影处理；S2、对完成显影处理的覆铜陶瓷基板进行铜蚀刻；S3、将完成铜蚀刻的覆铜陶瓷基板放入配置的定量一体化的药水体系进行去膜，去膜完成后再配置定量一体化的药水体系进行焊料蚀刻处理。本发明简化了药水体系，去膜和焊料蚀刻使用药水一致，节约成本，并节省了时间人力和物力，且废水回收处理相对简化，没有明显的刺激性气味产生对员工身体健康有保证，在焊料蚀刻方面对于传统的EDTA，氨水体系来讲其药水更加耐用且蚀刻干净，对沟槽铜侧壁咬蚀小，其适合与所有的AMB工艺覆铜陶瓷基板，可蚀刻不同类型的焊料。
Description
技术领域
本发明涉及陶瓷基板覆铜生产工艺技术领域，具体为一种可一体化去除感光干膜和覆铜陶瓷基板焊料层的方法。
背景技术
陶瓷基板覆铜是将高导电率无氧铜在高温下直接键合到陶瓷基板表面而形成的一种复合金属陶瓷基板，它既具有陶瓷的高导热性、高电绝缘性、高机械强度、低膨胀等特性，又具有无氧铜的高导电性和优异的焊接性能，是电力电子领域功率模块封装连接芯片与散热衬底的关键材料。
活性金属钎焊技术（AMB）在应用方面较直接覆铜技术（DBC）有大优势，AMB工艺需将陶瓷基板与铜箔在真空高温环境下钎焊连接。因此需要含有足够的活性金属成分进行反应连接。在进行精细化图形蚀刻时，需经过贴膜、曝光、显影、铜蚀刻、去膜、焊料蚀刻，需经过四种药水且过程中都需要清洗药液，占用很多时间，人力和物力。由于焊料蚀刻是放热反应在传统的焊料蚀刻液（EDTA体系）会发生碱环境减弱，双氧水不稳定，导致焊料蚀刻不尽，对线路侧铜蚀刻有咬蚀。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可一体化去除感光干膜和覆铜陶瓷基板焊料层的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
一种可一体化去除感光干膜和覆铜陶瓷基板焊料层的方法，本方法包括以下步骤：
S1、将完成贴膜和曝光处理的覆铜陶瓷基板进行显影处理；
S2、对完成显影处理的覆铜陶瓷基板进行铜蚀刻；
S3、将完成铜蚀刻的覆铜陶瓷基板放入配置的定量一体化的药水体系进行去膜，去膜完成后再配置定量一体化的药水体系进行焊料蚀刻处理。
作为本发明的进一步改进，所述药水体系包括在碱性环境、表面活性剂、氧化剂和缓蚀剂。
作为本发明的进一步改进，所述碱性环境为氢氧化钠溶液。
作为本发明的进一步改进，所述表面活性剂包括有机胺、烷醇酰胺、柠檬酸钠和偏磷酸盐中的任意一种或几种。
作为本发明的进一步改进，所述氧化剂为双氧水。
作为本发明的进一步改进，所述缓蚀剂包括有咪唑类化合物、硫酸钠或硫酸钠的水合物、乙二胺四乙酸二钠中的任意一种或几种。
作为本发明的进一步改进，本方法中步骤S3中感光光膜中的有机成分在碱性环境下发生皂化反应，所述活性金属焊料层被反应生成(NH4)+，具体被分解去除见下述方程式为：
MN+3NaOH=NH3↑+Na3MO3
其中，M为活性金属。
作为本发明的进一步改进，所述双氧水用于氧化活性金属焊料反应层。
作为本发明的进一步改进，所述表面活性剂用于渗透感光干膜和-OH官能团作用通过内应力和化学溶解共同作用去除干膜，且可以对活性金属焊料反应层进行活化，使其更容易被双氧水氧化分解。
作为本发明的进一步改进，所述缓蚀剂在铜表面形成不溶性的络合物薄膜防止铜出现被蚀刻现象。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明中在碱性环境下感光干膜的有机成分可发生皂化反应且焊料活性金属反应层可被反应生成氨根离子(NH4)+，活性金属焊料反应层等可以被双氧水氧化，且双氧水分解的气体也可渗透反应层使其更容易分解脱落，表面活性剂可渗透感光干膜和-OH官能团作用通过内应力和化学溶解共同作用去除干膜，且可以对活性金属焊料反应层进行活化，使其更容易被双氧水氧化分解，缓蚀剂可在铜表面形成不溶性的络合物薄膜，因此缓蚀剂在铜表面形成电和物理的阻挡层，防止铜出现被蚀刻现象。
附图说明
图1为本发明方法流程图；
图2为本发明方法操作示意图；
图3为本发明方法产品示意图；
图4为对比例操作示意图；
图5为对比例产品示意图。
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和图3，本发明提供如下技术方案：一种可一体化去除感光干膜和覆铜陶瓷基板焊料层的方法，本方法包括以下步骤：
S1、将完成贴膜和曝光处理的覆铜陶瓷基板进行显影处理；
S2、对完成显影处理的覆铜陶瓷基板进行铜蚀刻；
S3、将完成铜蚀刻的覆铜陶瓷基板放入配置的定量一体化的药水体系进行去膜，去膜完成后再配置定量一体化的药水体系进行焊料蚀刻处理；
药水体系包括在碱性环境、表面活性剂、氧化剂和缓蚀剂；
碱性环境为氢氧化钠溶液；
表面活性剂包括有机胺、烷醇酰胺、柠檬酸钠和偏磷酸盐中的任意一种或几种；
氧化剂为双氧水；
缓蚀剂包括有咪唑类化合物、硫酸钠或硫酸钠的水合物、乙二胺四乙酸二钠中的任意一种或几种。
首先，在碱性环境下感光干膜的有机成分可发生皂化反应且焊料活性金属反应层可被反应生成氨根离子(NH4)+，被分解去除见下述方程式：
MN+3NaOH=NH3↑+Na3MO3
其中，M为活性金属；
活性金属焊料反应层等可以被双氧水氧化，且双氧水分解的气体也可渗透反应层使其更容易分解脱落；
表面活性剂可渗透感光干膜和-OH官能团作用通过内应力和化学溶解共同作用去除干膜，且可以对活性金属焊料反应层进行活化，使其更容易被双氧水氧化分解；
缓蚀剂可在铜表面形成不溶性的络合物薄膜，因此缓蚀剂在铜表面形成电和物理的阻挡层，防止铜出现被蚀刻现象。
请参阅图4-5，采用常规的贴膜、曝光、显影、铜蚀刻、去膜、焊料蚀刻等进行加工，且使用四种药水以及清洗药液。
结合本技术方案实施例和对比例，简化了药水体系，去膜和焊料蚀刻使用药水一致，节约成本，并节省了时间人力和物力，且废水回收处理相对简化，没有明显的刺激性气味产生对员工身体健康有保证，在焊料蚀刻方面对于传统的EDTA，氨水体系来讲其药水更加耐用且蚀刻干净，对沟槽铜侧壁咬蚀小，其适合与所有的AMB工艺覆铜陶瓷基板，可蚀刻不同类型的焊料。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性地包含，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。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种可一体化去除感光干膜和覆铜陶瓷基板焊料层的方法，其特征在于：本方法包括以下步骤：
S1、将完成贴膜和曝光处理的覆铜陶瓷基板进行显影处理；
S2、对完成显影处理的覆铜陶瓷基板进行铜蚀刻；
S3、将完成铜蚀刻的覆铜陶瓷基板放入配置的定量一体化的药水体系进行去膜，去膜完成后再配置定量一体化的药水体系进行焊料蚀刻处理。
2.根据权利要求1所述的可一体化去除感光干膜和覆铜陶瓷基板焊料层的方法，其特征在于：所述药水体系包括在碱性环境、表面活性剂、氧化剂和缓蚀剂。
3.根据权利要求2所述的可一体化去除感光干膜和覆铜陶瓷基板焊料层的方法，其特征在于：所述碱性环境为氢氧化钠溶液。
4.根据权利要求2所述的可一体化去除感光干膜和覆铜陶瓷基板焊料层的方法，其特征在于：所述表面活性剂包括有机胺、烷醇酰胺、柠檬酸钠和偏磷酸盐中的任意一种或几种。
5.根据权利要求2所述的可一体化去除感光干膜和覆铜陶瓷基板焊料层的方法，其特征在于：所述氧化剂为双氧水。
6.根据权利要求2所述的可一体化去除感光干膜和覆铜陶瓷基板焊料层的方法，其特征在于：所述缓蚀剂包括有咪唑类化合物、硫酸钠或硫酸钠的水合物、乙二胺四乙酸二钠中的任意一种或几种。
7.根据权利要求2所述的可一体化去除感光干膜和覆铜陶瓷基板焊料层的方法，其特征在于：本方法中步骤S3中感光光膜中的有机成分在碱性环境下发生皂化反应，所述活性金属焊料层被反应生成(NH4)+，具体被分解去除见下述方程式为：
MN+3NaOH=NH3↑+Na3MO3
其中，M为活性金属。
8.根据权利要求2所述的可一体化去除感光干膜和覆铜陶瓷基板焊料层的方法，其特征在于：所述双氧水用于氧化活性金属焊料反应层。
9.根据权利要求2所述的可一体化去除感光干膜和覆铜陶瓷基板焊料层的方法，其特征在于：所述表面活性剂用于渗透感光干膜和-OH官能团作用通过内应力和化学溶解共同作用去除干膜，且可以对活性金属焊料反应层进行活化，使其更容易被双氧水氧化分解。
10.根据权利要求2所述的可一体化去除感光干膜和覆铜陶瓷基板焊料层的方法，其特征在于：所述缓蚀剂在铜表面形成不溶性的络合物薄膜防止铜出现被蚀刻现象。
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