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专利名称：一种消除DCB氧化铝陶瓷基板岛间漏电流的方法

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202410353570.2

专利申请（专利权）人：四川富乐华半导体开云优惠体育网页版入口有限公司
权利人地址：四川省内江市内江经济技术开发区汉晨路888号8幢

专利发明（设计）人：涂俸文,帅豪,丁勤,胡琳

专利摘要：本申请涉及DCB氧化铝陶瓷基板制备技术领域，本发明公开了一种消除DCB氧化铝陶瓷基板岛间漏电流的方法，其特征在于，包括烧结半成品、前处理清洗、图形转移、蚀刻，还包括以下步骤：步骤一：在蚀刻工艺完成后将DCB氧化铝陶瓷基板浸泡在氢氟酸溶液中；步骤二：将步骤一中浸泡后的DCB氧化铝陶瓷基板进行三次清洗；步骤三：将步骤二清洗后的DCB氧化铝陶瓷基板进行烘干。本发明通过在蚀刻后使用氢氟酸溶液浸泡以及三种不同清洁方式，有效消除产品烧结后的中间产物CuAlO2，破坏O?Cu?O结构，从而降低产品岛间漏电流，提高绝缘性能；氢氟酸清洁效率高，实现降本增效，节约成本。

主权利要求：
1.一种消除DCB氧化铝陶瓷基板岛间漏电流的方法，其特征在于，包括烧结半成品、前处理清洗、图形转移、蚀刻，还包括以下步骤：步骤一：在蚀刻工艺完成后将瓷片厚度为0.2 1.0mm的DCB氧化铝陶瓷基板浸泡在浓度~为4 8%的氢氟酸溶液中；
~
步骤二：将步骤一中浸泡后的DCB氧化铝陶瓷基板进行三次清洗；
一次超声清洗，将步骤一中氢氟酸溶液浸泡后的DCB氧化铝陶瓷基板转移至超纯水洗槽中使用超纯水超声清洗1 3min，清洗温度为60 80℃；
~ ~
二次浸泡清洗，将经过一次超声清洗的DCB氧化铝陶瓷基板转移至浸泡水洗槽中使用纯水清洗1 2min，清洗温度为室温；
~
三次慢拉提水洗，将经过二次浸泡清洗的DCB氧化铝陶瓷基板转移至慢提拉槽中，使用纯水慢提拉水洗45 60s，清洗温度为60 70℃；
~ ~
步骤三：将步骤二清洗后的DCB氧化铝陶瓷基板进行烘干。
2.根据权利要求1所述的一种消除DCB氧化铝陶瓷基板岛间漏电流的方法，其特征在于，浓度为4 8%的氢氟酸溶液由浓度为40%的氢氟酸溶液和纯水制备获得。
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3.根据权利要求1所述的一种消除DCB氧化铝陶瓷基板岛间漏电流的方法，其特征在于，将DCB氧化铝陶瓷基板放入氢氟酸专用浸泡槽浸泡10 13min，氢氟酸溶液的溶液温度为~
40 60℃。
~
4.根据权利要求1所述一种消除DCB氧化铝陶瓷基板岛间漏电流的方法，其特征在于，三次慢拉提水洗结束后，将DCB氧化铝陶瓷基板转移至烘干槽内使用热风烘干3 5min，烘干~温度为110 130℃。
~ 说明书 : 一种消除DCB氧化铝陶瓷基板岛间漏电流的方法技术领域[0001] 本申请涉及DCB氧化铝陶瓷基板制备技术领域，具体涉及一种消除DCB氧化铝陶瓷基板岛间漏电流的方法。背景技术[0002] DCB氧化铝陶瓷基板具有热循环性高、形状稳定、刚性好、导热率高、可靠性高等优势，热膨胀系数接近于硅，是大功率电子器件、集成电路板的关键封装材料。广泛应用于半导体致冷器，电子加热器，大功率电力半导体模块，功率控制电路，功率混合电路，智能功率组件等多项工业电子领域。目前市场上氧化铝陶瓷基板的制程主要包括：铜瓷高温烧结、清洗、图形转移、蚀刻、表面处理等。[0003] DCB技术是高温下利用铜的含氧共晶液CuAlO2直接将铜敷接在陶瓷上，其基本原理就是敷接过程前或过程中在铜与陶瓷（氧化铝）之间引入适量的氧元素，在一定的温度范围内，铜与氧形成Cu?O共晶液，浸润铜箔实现陶瓷基板与铜板的结合生成偏铝酸铜和铝酸铜。然而烧结中间产物CuAlO2为P型半导体，电导率高于Al2O3，在施加高压时，具有一定导电性，导致产品绝缘电阻降低，漏电流偏大。发明内容[0004] 本发明的目的在于提供一种消除DCB氧化铝陶瓷基板岛间漏电流的方法，主要在DCB氧化铝陶瓷基板蚀刻完成后进行氢氟酸溶液的浸泡处理，使用特定浓度的氢氟酸溶液针对不同瓷片厚度范围的DCB氧化铝陶瓷基板进行浸泡，再经过三次清洗和烘干，解决了现有技术存在的上述问题。[0005] 为解决上述技术问题，本发明采用了以下方案：[0006] 一种消除DCB氧化铝陶瓷基板岛间漏电流的方法，包括烧结半成品、前处理清洗、图形转移、蚀刻，还包括以下步骤：[0007] 步骤一：在蚀刻工艺完成后将DCB氧化铝陶瓷基板浸泡在氢氟酸溶液中；[0008] 步骤二：将步骤一中浸泡后的DCB氧化铝陶瓷基板进行三次清洗；[0009] 步骤三：将步骤二清洗后的DCB氧化铝陶瓷基板进行烘干。[0010] 本方法主要在蚀刻工艺完成后将DCB氧化铝陶瓷基板浸泡在氢氟酸溶液中进行处理，再进行三次清洗和烘干。经氢氟酸溶液浸泡处理后，消除产品烧结后陶瓷基板与铜板的结合生成共晶产物偏铝酸铜（CuAlO）2 ，破坏O?Cu?O结构，从而降低岛间电导率，提高产品绝缘性能。氢氟酸溶液与偏铝酸铜（CuAlO）2 的反应如下：HF+CuAlO2→AlF3+CuF+H2O。[0011] 不同瓷片厚度范围的DCB氧化铝陶瓷基板对应特定浓度的氢氟酸溶液，使氢氟酸发挥最大去除共晶产物偏铝酸铜（CuAlO）2 的作用，从而进行降低成本。[0012] 三次清洗的目的是为了更有效、更快速地清洗氢氟酸残留及表面杂质，不会使残留试剂对人体造成伤害，也不会使表面残留物影响后续漏电流测试结果。分别采用超纯水超声清洗、纯水浸泡清洗以及纯水慢拉提水洗，清洗方式、时间和温度不一致，DCB氧化铝陶瓷基板刚从氢氟酸专用浸泡槽转移至超纯水洗槽中，采用一次超声清洗最大程度地洗掉DCB氧化铝陶瓷基板表面的氢氟酸和杂质，在60 80℃的温度条件下能更有效的配合超声频~率震动把DCB氧化铝陶瓷基板表面的氢氟酸和杂质去掉。二次浸泡清洗，进一步清除DCB氧化铝陶瓷基板表面的氢氟酸和杂质。三次慢拉提水洗，是为了下一道后处理工序做准备，利用60 70℃热纯水加快速度提取清洗，可有效的去除前面两道清洗的杂质残留，保证后道工~序的产品不会有杂质及氢氟酸残留，污染后处理的清洗试剂，确保清洗效果既降本增效，又节约成本。[0013] 对DCB氧化铝陶瓷基板的烘干主要去除基板表面的水分，防止基板氧化而对后续漏电流测试结果产生影响。[0014] 进一步优选地，所述步骤一中，所述氢氟酸溶液的浓度为4 8%。~[0015] 进一步优选地，浓度为4 8%的氢氟酸溶液由浓度为40%的氢氟酸溶液和纯水制备~获得。[0016] 进一步优选地，浓度为4 8%的氢氟酸溶液用于厚度为0.2 1.0mm的DCB氧化铝陶瓷~ ~基板的浸泡。一定瓷片厚度范围的DCB氧化铝陶瓷基板对应特定浓度的氢氟酸溶液，使此浓度下的氢氟酸溶液发挥最大去除共晶产物的效果，降低氢氟酸溶液的过度浪费。[0017] 进一步优选地，将DCB氧化铝陶瓷基板放入氢氟酸专用浸泡槽浸泡10 13min，氢氟~酸溶液的溶液温度为40 60℃。~[0018] 进一步优选地，所述步骤二中的三次清洗使用超纯水或者纯水进行清洗。[0019] 进一步优选地，一次超声清洗，将步骤一中氢氟酸溶液浸泡后的DCB氧化铝陶瓷基板转移至超纯水洗槽中使用超纯水超声清洗1 3min，清洗温度为60 80℃。~ ~[0020] 进一步优选地，二次浸泡清洗，将经过一次超纯水清洗的DCB氧化铝陶瓷基板转移至浸泡水洗槽中使用纯水清洗1 2min，清洗温度为室温。~[0021] 进一步优选地，三次慢拉提水洗，将经过二次纯水清洗的DCB氧化铝陶瓷基板转移至慢提拉槽中，使用纯水慢拉提水洗45 60s，清洗温度为60 70℃。~ ~[0022] 进一步优选地，三次慢拉提水洗结束后，将DCB氧化铝陶瓷基板转移至烘干槽内使用热风烘干3 5min，烘干温度为110 130℃。~ ~[0023] 本发明的有益效果为：通过在不同瓷片厚度范围内的DCB氧化铝陶瓷基板蚀刻完成后进行特定浓度的氢氟酸溶液浸泡处理，消除产品烧结后陶瓷基板与铜板的结合生成共晶产物偏铝酸铜（CuAlO2），破坏O?Cu?O结构，从而降低岛间电导率，提高产品绝缘性能，提高最终产品的合格率。同时将特定浓度的氢氟酸对应不同瓷片厚度范围内的DCB氧化铝陶瓷基板在氢氟酸溶液浸泡处理后进行三次清洗，采用特定的清洗方式、温度和时间，以确保氢氟酸清洁处理效果的一致性和稳定性，适用于大规模生产，并能有效提高DCB氧化铝陶瓷基板的性能，实现降本增效，节约成本。具体实施方式[0024] 为了更清楚地展现本发明地目的、技术方案和优点，下面将结合实施例对本申请作进一步说明。[0025] 实施例1[0026] 本实施例1为一种消除DCB氧化铝陶瓷基板岛间漏电流的方法，包括烧结半成品、前处理清洗、图形转移、蚀刻，还包括以下步骤：[0027] 在蚀刻工艺完成后将瓷片厚度为0.2 0.3mm的DCB氧化铝陶瓷基板使用浓度为4%~氢氟酸溶液进行浸泡，浸泡时间为10min，氢氟酸溶液的溶液温度为40℃；[0028] 将经氢氟酸溶液浸泡处理后的DCB氧化铝陶瓷基板转移至超纯水洗槽中使用超纯水超声清洗1min，清洗温度为60℃；[0029] 将经过一次超声清洗的DCB氧化铝陶瓷基板转移至浸泡水洗槽中纯水浸泡清洗1min，清洗温度为室温；[0030] 将经过二次浸泡清洗的DCB氧化铝陶瓷基板转移至慢提拉槽中，使用纯水慢拉提水洗45s，清洗温度为65℃；[0031] 三次清洗结束后，将DCB氧化铝陶瓷基板转移至烘干槽内使用热风烘干3min，烘干温度为110℃。[0032] 在氢氟酸专用浸泡槽中加入纯水，用40%的氢氟酸溶液稀释获得浓度4%的氢氟酸标液。[0033] 实施例2[0034] 本实施例2为一种消除DCB氧化铝陶瓷基板岛间漏电流的方法，包括烧结半成品、前处理清洗、图形转移、蚀刻，还包括以下步骤：[0035] 在蚀刻工艺完成后将瓷片厚度为0.3 0.4mm的DCB氧化铝陶瓷基板使用浓度为5%~氢氟酸溶液进行浸泡，浸泡时间为10min，氢氟酸溶液的溶液温度为40℃；[0036] 将经氢氟酸溶液浸泡处理后的DCB氧化铝陶瓷基板转移至超纯水洗槽中使用超纯水超声清洗1min，清洗温度为65℃；[0037] 将经过一次超声清洗的DCB氧化铝陶瓷基板转移至浸泡水洗槽中纯水浸泡清洗1min，清洗温度为室温；[0038] 将经过二次浸泡清洗的DCB氧化铝陶瓷基板转移至慢提拉槽中，使用纯水慢拉提水洗45s，清洗温度为60℃；[0039] 三次清洗结束后，将DCB氧化铝陶瓷基板转移至烘干槽内使用热风烘干3min，烘干温度为110℃。[0040] 在氢氟酸专用浸泡槽中加入纯水，用40%的氢氟酸溶液稀释获得浓度5%的氢氟酸标液。[0041] 实施例3[0042] 本实施例3为一种消除DCB氧化铝陶瓷基板岛间漏电流的方法，包括烧结半成品、前处理清洗、图形转移、蚀刻，还包括以下步骤：[0043] 在蚀刻工艺完成后将瓷片厚度为0.4 0.6mm的DCB氧化铝陶瓷基板使用浓度为6%~氢氟酸溶液进行浸泡，浸泡时间为12min，氢氟酸溶液的溶液温度为50℃；[0044] 将经氢氟酸溶液浸泡处理后的DCB氧化铝陶瓷基板转移至超纯水洗槽中使用超纯水超声清洗2min，清洗温度为75℃；[0045] 将经过一次超声清洗的DCB氧化铝陶瓷基板转移至浸泡水洗槽中纯水浸泡清洗2min，清洗温度为室温；[0046] 将经过二次浸泡清洗的DCB氧化铝陶瓷基板转移至慢提拉槽中，使用纯水慢拉提水洗50s，清洗温度为70℃；[0047] 三次清洗结束后，将DCB氧化铝陶瓷基板转移至烘干槽内使用热风烘干4min，烘干温度为120℃。[0048] 在氢氟酸专用浸泡槽中加入纯水，用40%的氢氟酸溶液稀释获得浓度6%的氢氟酸标液。[0049] 实施例4[0050] 本实施例4为一种消除DCB氧化铝陶瓷基板岛间漏电流的方法，包括烧结半成品、前处理清洗、图形转移、蚀刻，还包括以下步骤：[0051] 在蚀刻工艺完成后将厚度为瓷片0.6 0.7mm的DCB氧化铝陶瓷基板使用浓度为7%~氢氟酸溶液进行浸泡，浸泡时间为12min，氢氟酸溶液的溶液温度为60℃；[0052] 将经氢氟酸溶液浸泡处理后的DCB氧化铝陶瓷基板转移至超纯水洗槽中使用超纯水超声清洗3min，清洗温度为80℃；[0053] 将经过一次超声清洗的DCB氧化铝陶瓷基板转移至浸泡水洗槽中纯水浸泡清洗2min，清洗温度为室温；[0054] 将经过二次浸泡清洗的DCB氧化铝陶瓷基板转移至慢提拉槽中，使用纯水慢拉提水洗60s，清洗温度为70℃；[0055] 三次清洗结束后，将DCB氧化铝陶瓷基板转移至烘干槽内使用热风烘干5min，烘干温度为130℃。[0056] 在氢氟酸专用浸泡槽中加入纯水，用40%的氢氟酸溶液稀释获得浓度7%的氢氟酸标液。[0057] 实施例5[0058] 本实施例5为一种消除DCB氧化铝陶瓷基板岛间漏电流的方法，包括烧结半成品、前处理清洗、图形转移、蚀刻，还包括以下步骤：[0059] 在蚀刻工艺完成后将瓷片厚度为0.7 1.0mm的DCB氧化铝陶瓷基板使用浓度为8%~氢氟酸溶液进行浸泡，浸泡时间为13min，氢氟酸溶液的溶液温度为60℃；[0060] 将经氢氟酸溶液浸泡处理后的DCB氧化铝陶瓷基板转移至超纯水洗槽中使用超纯水超声清洗3min，清洗温度为80℃；[0061] 将经过一次超声清洗的DCB氧化铝陶瓷基板转移至浸泡水洗槽中纯水浸泡清洗2min，清洗温度为室温；[0062] 将经过二次浸泡清洗的DCB氧化铝陶瓷基板转移至慢提拉槽中，使用纯水慢拉提水洗60s，清洗温度为70℃；[0063] 三次清洗结束后，将DCB氧化铝陶瓷基板转移至烘干槽内使用热风烘干5min，烘干温度为130℃。[0064] 在氢氟酸专用浸泡槽中加入纯水，用40%的氢氟酸溶液稀释获得浓度8%的氢氟酸标液。[0065] 对比例[0066] 对比例采用的工艺为烧结半成品、前处理清洗、图形转移、蚀刻、后处理清洗，未进行实施例1 实施例5中的4%浓度的氢氟酸溶液浸泡。~[0067] DCB氧化铝陶瓷基板岛间漏电流测试，测试条件为：[0068] 1.测试仪器：岛间漏电流绝缘电阻仪；[0069] 2.测试时间：30 60s；~[0070] 3.测试电流：1000VDC；[0071] 4.室温，湿度为50%以下。[0072] 表1岛间漏电流测试对比[0073][0074] 如表1所示，实施例1中经本方法处理后，使用4%氢氟酸溶液浸泡后的DCB氧化铝陶瓷基板的漏电流始终低于对比例，说明有效消除DCB氧化铝陶瓷基板烧结后产生的中间产物CuAlO2，破坏O?Cu?O结构，从而降低产品岛间漏电流，提高绝缘性能。[0075] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

专利地区：四川

专利申请日期：2024-03-27

专利公开日期：2024-07-19

专利公告号：CN117954330B