本發明涉及一種金屬化方法,具體說是一種硅表面金屬化方法。
背景技術:
由于釬焊料不能直接潤濕硅表面,因此,當硅基板表面刻蝕電路或者硅基板之間的焊接時,需要在焊料與硅晶圓之間生長一層金屬化層UBM,這個過程稱為硅基板的金屬化。
傳統的硅基板金屬化方法是:(1)首先,在硅基板(硅晶圓)表面用濺射的方法生長一層粘附層材料,粘附層材料是鈦或者鉻,厚度在50~200nm;(2)然后,用電鍍或化學鍍的方法生長一層阻擋層,阻擋層材料通常是鎳,厚度在5~20um;(3)最后,用蒸發或濺射方式生長一層保護層,常見的保護層材料是金、鉑、鈀,厚度在50~500nm。這種傳統的硅基板金屬化方法缺點是在常溫下進行,金屬化層與硅基板之間屬于物理機械連接,依靠機械咬合力粘合到一起,不含有化學鍵,沒形成冶金連接,因此在結合力,熱傳導等方面性能都比較差,而且工藝復雜,成本高。
技術實現要素:
針對現有技術存在的上述缺點,本發明涉及一種硅表面金屬化方法,該方法不需要后期熱處理,節約大量能源,成本低;比以往的金屬混合物相比,更簡單,導電性、導熱性更好。
為實現上述目的,本申請采用的技術方案是:一種硅表面金屬化方法,具體包括:通過激光掃描,在硅基板表面完全覆蓋上激光燒結的金屬導電層。
進一步的,上述方法使用的激光為CO2激光,波長為10.6μm。
進一步的,所述金屬導電層為均勻金屬導電層。
進一步的,上述方法具體實施步驟為:
步驟一:根據硅基板尺寸,繪制出金屬化形狀;
步驟二:在硅基板表面的金屬化形狀內均勻涂覆金屬粉末,厚度在1-100微米之間,放到烘箱里進行干燥處理;
步驟三:將涂覆金屬粉末層的硅基板放到激光工作臺上,進行激光掃描,激光掃描燒結結束,硅表面全部金屬化;
更進一步的,上述還包括:
步驟四:金屬化處理后的硅基板等待焊接,或者進行表面電路刻蝕。
作為更進一步的,所述硅基板包括單晶硅,多晶硅基板。
作為更進一步的,所述的金屬粉末包括銅粉,鉬粉,銀粉,鎢粉,鉻粉,鈦粉,粒度在0.3-10μm之間。
本發明由于采用以上技術方案,能夠取得如下的技術效果:
1.本發明為局部加熱,因此工件整體其他部分處于常溫狀態,不影響破壞其他部分的功能。以往的金屬化方法為:放入加熱爐中進行加熱,使得工件整體處于同樣的高溫,如果工件其他部分不耐高溫,其功能將喪失。
2.與以往的高溫燒結技術相比,本發明不需要后期熱處理,節約大量能源,高溫燒結爐的功率為10KW左右,而本發明所使用設備功率不超過300W,因此本發明方法節約大量能源,成本低。
3.本發明的金屬層為單一金屬均勻導電層,比以往的金屬混合物相比,更簡單,導電性,導熱性更好。
具體實施方式
為了使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚,下面結合具體實施例對本發明進行詳細描述。
實施例1
S1.使用Coredraw軟件在電腦中繪制相關金屬化面積矩形;
S2.將50*50*1mm的硅基板(導熱率150W/ms)放在激光切割機工作臺上;
S3.在其表面均勻涂覆鎳粉;
S4.打開激光切割機,開始進行激光掃描燒結,掃描速度為80mm/s;
S5.表面金屬化的硅基板,表面進行電鍍防腐處理;
S6.處理后的樣品等待焊接,或者表面電路刻蝕。
實施例2
S1.使用Coredraw軟件在電腦中繪制相關金屬化面積矩形;
S2.將50*50*1mm的硅基板(導熱率150W/ms)放在激光切割機工作臺上;
S3.在其表面均勻涂覆鉬粉;
S4.打開激光切割機,開始進行激光掃描燒結,掃描速度為60mm/s;
S5.表面金屬化的硅基板,表面進行電鍍防腐處理;
S6.處理后的樣品等待焊接,或者表面電路刻蝕。
實施例3
S1.使用Coredraw軟件在電腦中繪制相關金屬化面積矩形;
S2.將50*50*1mm的硅基板(導熱率150W/ms)放在激光切割機工作臺上;
S3.在其表面均勻涂覆鎢粉;
S4.打開激光切割機,開始進行激光掃描燒結,掃描速度為40mm/s;
S5.表面金屬化的硅基板,表面進行電鍍防腐處理;
S6.處理后的樣品等待焊接,或者表面電路刻蝕。
金屬化后的硅基板可用于與散熱器的焊接,以及在覆銅硅板上進行刻蝕電路工藝。
以上所述,僅為本發明較佳的具體實施方式,但本發明的保護范圍并不局限于此,任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明披露的技術范圍內,根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變,都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。