一種電子封裝用金屬材料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種電子封裝用金屬材料的制備方法，所述電子封裝用金屬材料自內(nèi)向外依次包括鉬板、助復(fù)劑層、銅涂層和銅板；所述制備方法包括如下步驟：（1）鉬板預(yù)處理，（2）噴涂助復(fù)劑，（3）噴涂銅，（4）銅板預(yù)處理，（5）銅板封裝，（6）軋制復(fù)合，（7）退火處理。本發(fā)明的制備方法對(duì)儀器設(shè)備要求不苛刻，實(shí)驗(yàn)條件溫和，通過(guò)噴涂助復(fù)劑層和銅涂層，有效提高了金屬材料的結(jié)合性能，本發(fā)明所制備的電子封裝用金屬材料，具有優(yōu)異的結(jié)合強(qiáng)度，且兼具鉬和銅的優(yōu)異性能于一體，具有膨脹度低、密度小、導(dǎo)熱性好等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用前景廣闊。
【專利說(shuō)明】一種電子封裝用金屬材料的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及金屬材料領(lǐng)域，特別是涉及一種電子封裝用金屬材料的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 自半導(dǎo)體集成電路問(wèn)世以來(lái)，到目前為止，1C芯片的集成度不斷提高，而集成短 路的布線寬度在不斷變窄，這必然導(dǎo)致了芯片與基板連接的可靠性降低，單位面積的發(fā)熱 率升高，使得電路的工作溫度不斷上升，從而導(dǎo)致元件失效。與此同時(shí)，電子封裝也不斷向 小型化，輕量化和高密度組裝化的方向發(fā)展，進(jìn)一步增大了系統(tǒng)單位體積的發(fā)熱率。
[0003] 為解決上述技術(shù)發(fā)展帶來(lái)的問(wèn)題，傳統(tǒng)的解決辦法是采用新的封裝技術(shù)以及對(duì)封 裝材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)，但這都不能從根本上解決問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種電子封裝用金屬材料的制備方法，能夠從 根本上解決因集成化的發(fā)展帶來(lái)的發(fā)熱量大、元件易失效及芯片與基板連接的可靠性降低 等技術(shù)問(wèn)題。
[0005] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是：提供一種電子封裝用金屬 材料的制備方法，所述電子封裝用金屬材料自內(nèi)向外依次包括鑰板、助復(fù)劑層、銅涂層和銅 板；所述制備方法包括如下步驟： (1) 鑰板預(yù)處理：選擇厚度為0. 2mm?0. 5mm的鑰板，用噴砂機(jī)對(duì)其表面進(jìn)行噴砂處理， 然后用無(wú)水乙醇將鑰板表面清洗干凈并烘干，備用； (2) 噴涂助復(fù)劑：用電弧噴涂裝置，以粉末狀助復(fù)劑為噴涂原料，在惰性氣體保護(hù)氣氛 中向步驟（1)中所得到的鑰板表面上均勻噴涂一層助復(fù)劑； (3) 噴涂銅：用電弧噴涂裝置，以銅絲為噴涂原料，在惰性氣體保護(hù)氣氛中向步驟（2) 中噴涂助復(fù)劑的鑰板表面均勻噴涂一層銅涂層； (4) 銅板預(yù)處理：取厚度為0. 2?0. 5mm的銅板，將其復(fù)合面進(jìn)行均勻鋼刷處理，使露 出新鮮金屬表面，然后依次用15?20%的H2S0 4溶液和蒸餾水清洗3?5次，烘干備用； (5) 銅板封裝：將步驟（4)中預(yù)處理后的銅板和步驟（3)中噴涂處理的鑰板按照銅板、 鑰板、銅板的順序進(jìn)行封裝，并使銅板的處理面與鑰板相接； (6) 軋制復(fù)合：將步驟（5)中封裝后的銅/鑰/銅復(fù)合板置于常溫軋制機(jī)上進(jìn)行軋制復(fù) 合，控制軋制變形率為30?40% ; (7) 退火處理：將步驟（6)中經(jīng)軋制復(fù)合后的銅/鑰/銅復(fù)合板置于惰性氣體環(huán)境的馬 弗爐中進(jìn)行退火處理，退火溫度為500?520°C，退火時(shí)間為30?45min，冷卻后得到所述 電子封裝用金屬材料。
[0006] 在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述步驟（1)中，所述噴砂條件為：金剛砂，粒徑 0· 5 μ m，硼砂角度60度，噴砂時(shí)間5min。
[0007] 在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述步驟（2)中，所述助復(fù)劑為鋁粉、錳粉、鋅粉和錫 粉以質(zhì)量比3:2:1:1的比例混合得到的混合粉末。
[0008] 在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述步驟（2)中，所述助復(fù)劑涂層的厚度為0. 1? 0. 3mm〇
[0009] 在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述步驟（3)中，所述銅涂層的厚度為0. 1mm。
[0010] 在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述惰性氣體為氦氣。
[0011] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明一種電子封裝用金屬材料的制備方法，對(duì)制備過(guò)程 中的儀器設(shè)備要求不苛刻，實(shí)驗(yàn)條件溫和，通過(guò)噴涂助復(fù)劑層和銅涂層，有效提高了金屬材 料的結(jié)合性能，本發(fā)明所制備的電子封裝用金屬材料，具有優(yōu)異的結(jié)合強(qiáng)度，且兼具鑰和銅 的優(yōu)異性能于一體，具有膨脹度低、密度小、導(dǎo)熱性好等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用前景廣闊。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012] 圖1是本發(fā)明制備的電子封裝用金屬材料的立體結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖中各部件的標(biāo)記如下：1.鑰板，2.助復(fù)劑層，3.銅涂層，4.銅板。

【具體實(shí)施方式】
[0013] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能 更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。
[0014] 請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明實(shí)施例包括： 一種電子封裝用金屬材料，自內(nèi)向外依次包括鑰板1、助復(fù)劑層2、銅涂層3和銅板4 ; 所述助復(fù)劑為鋁粉、錳粉、鋅粉和錫粉以質(zhì)量比3:2:1:1的比例混合得到的混合粉末，所述 電子封裝用金屬材料的厚度為0. 6?0. 8mm。
[0015] 實(shí)施例1 (1) 鑰板預(yù)處理：選擇厚度為0. 2mm的鑰板，用噴砂機(jī)對(duì)其表面進(jìn)行噴砂處理，然后用 無(wú)水乙醇將鑰板表面清洗干凈并烘干，備用，其中，噴砂條件為：金剛砂，粒徑0. 5 μ m，硼砂 角度60度，噴砂時(shí)間5min ; (2) 噴涂助復(fù)劑：用電弧噴涂裝置，以粉末狀助復(fù)劑為噴涂原料，在氦氣保護(hù)氣氛中向 步驟（1)中所得到的鑰板表面上均勻噴涂一層厚度為0. 3mm助復(fù)劑； (3) 噴涂銅：用電弧噴涂裝置，以銅絲為噴涂原料，在氦氣保護(hù)氣氛中向步驟（2)中噴 涂助復(fù)劑的鑰板表面均勻噴涂一層厚度為〇. 1mm的銅涂層； (4) 銅板預(yù)處理：取厚度為0. 5mm的銅板，將其復(fù)合面進(jìn)行均勻鋼刷處理，使露出新鮮 金屬表面，然后依次用20%的H2S04溶液和蒸餾水清洗3?5次，烘干備用； (5) 銅板封裝：將步驟（4)中預(yù)處理后的銅板和步驟（3)中噴涂處理的鑰板按照銅板、 鑰板、銅板的順序進(jìn)行封裝，并使銅板的處理面與鑰板相接； (6) 軋制復(fù)合：將步驟（5)中封裝后的銅/鑰/銅復(fù)合板置于常溫軋制機(jī)上進(jìn)行軋制復(fù) 合，控制軋制變形率為30%; (7) 退火處理：將步驟（6)中經(jīng)軋制復(fù)合后的銅/鑰/銅復(fù)合板置于氦氣氣體環(huán)境的馬 弗爐中進(jìn)行退火處理，退火溫度為500°C，退火時(shí)間為45min，冷卻后得到厚度為0. 8mm的電 子封裝用金屬材料。
[0016] 實(shí)施例2 (1)鑰板預(yù)處理：選擇厚度為0. 5mm的鑰板，用噴砂機(jī)對(duì)其表面進(jìn)行噴砂處理，然后用 無(wú)水乙醇將鑰板表面清洗干凈并烘干，備用，其中噴砂條件為：金剛砂，粒徑0. 5 μ m，硼砂 角度60度，噴砂時(shí)間5min。
[0017] (2)噴涂助復(fù)劑：用電弧噴涂裝置，以粉末狀助復(fù)劑為噴涂原料，在氦氣保護(hù)氣氛 中向步驟（1)中所得到的鑰板表面上均勻噴涂一層厚度為0. 1_助復(fù)劑； (3) 噴涂銅：用電弧噴涂裝置，以銅絲為噴涂原料，在氦氣保護(hù)氣氛中向步驟（2)中噴 涂助復(fù)劑的鑰板表面均勻噴涂一層厚度為〇. 1mm的銅涂層； (4) 銅板預(yù)處理：取厚度為0. 2mm的銅板，將其復(fù)合面進(jìn)行均勻鋼刷處理，使露出新鮮 金屬表面，然后依次用15%的H2S04溶液和蒸餾水清洗3?5次，烘干備用； (5) 銅板封裝：將步驟（4)中預(yù)處理后的銅板和步驟（3)中噴涂處理的鑰板按照銅板、 鑰板、銅板的順序進(jìn)行封裝，并使銅板的處理面與鑰板相接； (6) 軋制復(fù)合：將步驟（5)中封裝后的銅/鑰/銅復(fù)合板置于常溫軋制機(jī)上進(jìn)行軋制復(fù) 合，控制軋制變形率為40%; (7) 退火處理：將步驟（6)中經(jīng)軋制復(fù)合后的銅/鑰/銅復(fù)合板置于氦氣氣體環(huán)境的馬 弗爐中進(jìn)行退火處理，退火溫度為520°C，退火時(shí)間為30min，冷卻后得到厚度為0. 6mm的電 子封裝用金屬材料。
[0018] 以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā) 明說(shuō)明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技 術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種電子封裝用金屬材料的制備方法，其特征在于，所述電子封裝用金屬材料自內(nèi) 向外依次包括鑰板、助復(fù)劑層、銅涂層和銅板；所述制備方法包括如下步驟： (1) 鑰板預(yù)處理：選擇厚度為0. 2mm?0. 5mm的鑰板，用噴砂機(jī)對(duì)其表面進(jìn)行噴砂處理， 然后用無(wú)水乙醇將鑰板表面清洗干凈并烘干，備用； (2) 噴涂助復(fù)劑：用電弧噴涂裝置，以粉末狀助復(fù)劑為噴涂原料，在惰性氣體保護(hù)氣氛 中向步驟（1)中所得到的鑰板表面上均勻噴涂一層助復(fù)劑； (3) 噴涂銅：用電弧噴涂裝置，以銅絲為噴涂原料，在惰性氣體保護(hù)氣氛中向步驟（2) 中噴涂助復(fù)劑的鑰板表面均勻噴涂一層銅涂層； (4) 銅板預(yù)處理：取厚度為0. 2?0. 5mm的銅板，將其復(fù)合面進(jìn)行均勻鋼刷處理，使露 出新鮮金屬表面，然后依次用15?20%的H2S0 4溶液和蒸餾水清洗3?5次，烘干備用； (5) 銅板封裝：將步驟（4)中預(yù)處理后的銅板和步驟（3)中噴涂處理的鑰板按照銅板、 鑰板、銅板的順序進(jìn)行封裝，并使銅板的處理面與鑰板相接； (6) 軋制復(fù)合：將步驟（5)中封裝后的銅/鑰/銅復(fù)合板置于常溫軋制機(jī)上進(jìn)行軋制復(fù) 合，控制軋制變形率為30?40% ; (7) 退火處理：將步驟（6)中經(jīng)軋制復(fù)合后的銅/鑰/銅復(fù)合板置于惰性氣體環(huán)境的馬 弗爐中進(jìn)行退火處理，退火溫度為500?520°C，退火時(shí)間為30?45min，冷卻后得到所述 電子封裝用金屬材料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子封裝用金屬材料的制備方法，其特征在于，所述步驟（1) 中，所述噴砂條件為：金剛砂，粒徑0.5 μ m，硼砂角度60度，噴砂時(shí)間5min。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子封裝用金屬材料的制備方法，其特征在于，所述步驟（2) 中，所述助復(fù)劑為鋁粉、錳粉、鋅粉和錫粉以質(zhì)量比3:2:1:1的比例混合得到的混合粉末。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子封裝用金屬材料的制備方法，其特征在于，所述步驟（2) 中，所述助復(fù)劑涂層的厚度為0. 1?0. 3mm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子封裝用金屬材料的制備方法，其特征在于，所述步驟（3) 中，所述銅涂層的厚度為〇. 1mm。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子封裝用金屬材料的制備方法，其特征在于，所述惰性氣 體為氦氣。
【文檔編號(hào)】C22F1/00GK104195568SQ201410410825
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月20日
【發(fā)明者】陳保云 申請(qǐng)人:常熟市良益金屬材料有限公司