(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201710840677.X
(22)申请日 2017.09.18
(71)申请人 中国电子科技集团公司第五十五研
究所
地址 210016 江苏省南京市中山东路524号
(72)发明人 解瑞 程凯 谢新根 杨建
陈宇宁
(74)专利代理机构 南京君陶专利商标代理有限
公司 32215
代理人 沈根水
(51)Int.Cl.
C23F 1/44(2006.01)
(54)发明名称一种银铜焊料的蚀刻方法(57)摘要本发明是一种银铜焊料的蚀刻方法，包括如下步骤：（1）碱性除油：将钎焊半成品外壳放入碱性除油溶液中清洗；（2）水洗：先用自来水冲洗，再用去离子水清洗干净；（3）酸洗：将水洗的外壳放入酸洗液中清洗；（4）烘干；用高温鼓风干燥箱对水洗后 的外壳进行高温烘干处理；（5）蚀刻：外壳放入蚀刻液中；（6）蚀刻结束后，取出外壳重复工艺步骤（2）水洗、步骤（4）烘干。优点：1）对银铜焊料进行蚀刻没有任何腐蚀伤害，外壳钎焊形貌、尺寸、焊料的覆盖程度及后续的镀覆可靠性高。2）减缓了蚀刻的过程，增加了蚀刻时间的范围，3）减少了环境污染；4）成本低，简单易行；5）解决射频功率器件外壳的“银迁移”问题，效果显
著。权利要求书1页 说明书4页CN 107620067 A 2018.01.23
C N 107620067
A
1.一种银铜焊料的蚀刻方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）碱性除油：将钎焊半成品外壳放入60-80℃的碱性除油溶液中清洗5-15min；
（2）水洗：先用自来水冲洗碱性除油后的外壳，再用去离子水清洗干净；
（3）酸洗：将水洗的外壳放入60-80℃的酸洗液中清洗5-15min；
（4）烘干；用100-120℃的高温鼓风干燥箱对水洗后的外壳进行高温烘干处理；
（5）蚀刻：将清洗烘干后的外壳放入蚀刻液中，蚀刻溶液温度为室温-40℃，蚀刻时间30-60min；
（6）蚀刻结束后，取出外壳重复工艺步骤（2）水洗、步骤（4）烘干。
2.根据权利要求1所述的一种银铜焊料的蚀刻方法，其特征在于所述的步骤（1）中的除油所使用的溶液为浓度40~60g/L的化学除油粉。
3.根据权利要求1所述的一种银铜焊料的蚀刻方法，其特征在于所述的步骤（3）中的酸洗所使用的溶液为5-10mL/L的OP乳化剂、75-150g/L的硫脲、按100-200mL/L的95-98wt%硫酸组成的水溶液，搅拌使其溶解完全后使用，酸洗后用自来水清洗干净。
4.根据权利要求1所述的一种银铜焊料的蚀刻方法，其特征在于所述的步骤（5）中的蚀刻液为水溶液，其制备方法是先将200-300 mL/L加速剂和400-600mL/L氧化剂溶液混合均匀，混合液总体积600-900mL，余量为水加至1000mL，再将20-100g的缓蚀剂加入到水中，搅拌至完全溶解，所得即为蚀刻溶液。
5.根据权利要求4所述的一种银铜焊料的蚀刻方法，其特征在于所述的氧化剂选用63-68wt%硝酸或98-99.5wt%冰乙酸；所述的加速剂选用95-98wt%硫酸或36-38wt%盐酸或83-98wt%磷酸；所述的缓蚀剂选用3-硝基苯磺酸钠或者乙二胺四乙酸二钠；蚀刻时蚀刻溶液的适宜温度为室温，不超过40℃。
权 利 要 求 书1/1页CN 107620067 A
一种银铜焊料的蚀刻方法
技术领域
[0001]本发明涉及的是一种银铜焊料的蚀刻方法，属于表面处理技术领域，通过此方法，银铜焊料可以有选择的从整体的所有位置被去除。这一方法对于获得希望得到的外壳钎焊形貌、尺寸、焊料的覆盖程度及后续的镀覆可靠性尤其有用，此外，这种方法作为有“银迁移”要求的产品的前处理，尤其关键。
背景技术
[0002]银系焊料是焊料中使用历史最长、应用最广泛的一类焊料。尤其是Ag-Cu共晶(Ag72-Cu28)焊料是目前电子封装器件钎焊过程中应用最多的焊料，它的熔点低、没有结晶间隔、流散性好、所形成的焊缝的导热性和导电性较好，所以在电子封装元器件制造上，它的使用量占总焊料量的80%以上。在封装元器件的钎焊工序中，银铜焊料的流散性对器件的外观、气密性、可靠性等有重要影响，银铜焊料流散控制适当，焊料铺展均匀，可以实现结合界面平整，结合紧密。但是当银铜焊料的流散过度，焊料铺展面积过大或焊料层过厚时，则可能会带来以下几方面的影响：
1）外壳钎焊形貌不满足要求，尺寸较差；
2）焊料层孔洞增多、夹杂的杂质增加，后续进行镀覆时无法将这些杂志处理干净，导致镀后出现起皮、起泡等现象的比例增加；
3）镀层无法较好的实现对焊料的完全包裹，导致银迁移问题的产生；
4）对器件的其他可靠性可能会有一定的影响。
[0003]因此，急需开发一种能够有选择的将银铜焊料从整体的所有位置被去除的方法，并且去除的量可以进行很好的控制，以获得希望的外壳钎焊形貌、尺寸、焊料的覆盖程度及后续的镀覆可靠性，同时不对器件的其他材料如可伐、陶瓷、金属化、镀层（镀镍层、镀金层等）等有腐蚀危害。然而，目前并没有一种很好的方法专门针对或优先针对银铜焊料进行蚀刻，使得焊料从产品的所有位置被去除。
发明内容
[0004]本发明提出的是一种银铜焊料的蚀刻方法，其目的旨在克服现有技术所存在的上述问题，对银铜焊料进行蚀刻，同时对可伐、陶瓷、金属化、镀层（镀镍层、镀金层等）等及其他材料腐蚀危害进行有效控制，焊料可以有选择的从整体的所有位置被去除。
[0005]本发明的技术解决方案：一种银铜焊料的蚀刻方法，包括如下步骤：（1）碱性除油：将钎焊半成品外壳放入60-80℃的碱性除油溶液中清洗5-15min；
（2）水洗：先用自来水冲洗碱性除油后的外壳，再用去离子水清洗干净；
（3）酸洗：将水洗的外壳放入60-80℃的酸洗液中清洗5-15min；
（4）烘干；用100-120℃的高温鼓风干燥箱对水洗后的外壳进行高温烘干处理；
（5）蚀刻：将清洗烘干后的外壳放入蚀刻液中，蚀刻溶液温度为室温-40℃，蚀刻时间30-60min；
（6）蚀刻结束后，取出外壳重复工艺步骤（2）水洗、步骤（4）烘干。
[0006]与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1）本发明使用了加速剂和氧化剂二者的复合酸，出了最佳配比，可以对银铜焊料进行蚀刻，对可伐、陶瓷、金属化、镀层（镀镍层、镀金层等）等及其他金属材料没有任何腐蚀伤害，对于获得希望得到的外壳钎焊形貌、尺寸、焊料的覆盖程度及后续镀覆可靠性尤其有用；
2）加入缓蚀剂减缓蚀刻的过程，增加蚀刻时间的范围，更易控制得到希望的焊料蚀刻状态；
3）蚀刻过程中有毒有害气体逸出少，减少了环境污染，改善了员工的工作环境；
4）成本低，简单易行，适用于工厂大规模生产作业；
5）本发明对于解决射频功率器件外壳的“银迁移”问题，效果显著。
具体实施方式
[0007]一种银铜焊料的蚀刻方法，包括如下步骤：
（1）碱性除油：将钎焊半成品外壳放入60-80℃的碱性除油溶液中清洗5-15min；
（2）水洗：先用自来水冲洗碱性除油后的外壳，再用去离子水清洗干净；
（3）酸洗：将水洗的外壳放入60-80℃的酸洗液中清洗5-15min；
（4）烘干；用100-120℃的高温鼓风干燥箱对水洗后的外壳进行高温烘干处理；
（5）蚀刻：将清洗烘干后的外壳放入蚀刻液中，蚀刻溶液温度为室温-40℃，蚀刻时间30-60min；
（6）蚀刻结束后，取出外壳重复工艺步骤（2）水洗、步骤（4）烘干。
[0008]所述的步骤（1）中的除油所使用的溶液为浓度40
~60g/L的化学除油粉。
[0009]所述的步骤（3）中的酸洗所使用的溶液为5-10mL/L的OP乳化剂、75-150g/L的硫脲、按100-200mL/L的95-98wt%硫酸组成的水溶液，搅拌使其溶解完全后使用，酸洗后用自来水清洗干净。
[0010]所述的步骤（5）中的蚀刻液为水溶液，其制备方法是先将200-300 mL/L加速剂和400-600mL/L氧化剂溶液混合均匀，混合液总体积600-900mL，余量为水加至1000mL，再将20-100g的缓蚀剂加入到水中，搅拌至完全溶解，所得即为蚀刻溶液。
[0011]所述的氧化剂选用63-68wt%硝酸或98-99.5wt%冰乙酸；
所述的加速剂选用95-98wt%硫酸或36-38wt%盐酸或83-98wt%磷酸；
所述的缓蚀剂选用3-硝基苯磺酸钠或者乙二胺四乙酸二钠。
[0012]蚀刻时蚀刻溶液的适宜温度为室温，不超过40℃。
[0013]下面结合实施例对本发明做进一步详细描述。
[0014]实施例1
一种银铜焊料的蚀刻方法，包括以下步骤：
①碱性除油
碱性除油为水溶液，其中含有40 g/L的化学除油粉，将钎焊半成品外壳放入60℃的碱性除油溶液中清洗5min；
②水洗
先用自来水冲洗碱性除油后的外壳3min，再用去离子水清洗3min；
③酸洗
酸洗溶液为水溶液，其中含有：5mL/L的OP乳化剂、75g/L的硫脲、100mL/L的硫酸，将水洗的外壳放入60℃的酸洗液中清洗5min；
④水洗
先用自来水冲洗碱性除油后的外壳3min，再用去离子水清洗3min；
⑤烘干
用100℃的高温鼓风干燥箱对水洗后的外壳进行高温烘干处理；
⑥蚀刻
蚀刻所用的溶液包括：体积比浓度为400mL/L的氧化剂，体积比浓度为200mL/L的加速剂，20g/L的缓蚀剂，所述溶液温度为室温℃，将清洗烘干后的外壳浸入蚀刻溶液晃动30min，蚀刻后放入去离子水中清洗3min，然后烘干。
[0015]实施例2
一种银铜焊料的蚀刻方法，包括以下步骤：
①碱性除油
碱性除油为水溶液，其中含有60 g/L的化学除油粉，将钎焊半成品外壳放入80℃的碱性除油溶液中清洗15min；
②水洗
先用自来水冲洗碱性除油后的外壳5min，再用去离子水清洗5min；
③酸洗
酸洗溶液为水溶液，其中含有：10mL/L的OP乳化剂、150g/L的硫脲、200mL/L的硫酸，将水洗的外壳放入80℃的酸洗液中清洗15min；
④水洗
先用自来水冲洗碱性除油后的外壳5min，再用去离子水清洗5min；
⑤烘干
用120℃的高温鼓风干燥箱对水洗后的外壳进行高温烘干处理；
⑥蚀刻
蚀刻所用的溶液包括：体积比浓度为600mL/L的氧化剂，体积比浓度为300mL/L的加速剂，100g/L的缓蚀剂，所述溶液温度为40℃，将清洗烘干后的外壳浸入蚀刻溶液晃动60min，蚀刻后放入去离子水中清洗5min，然后烘干。
[0016]实施例3
一种银铜焊料的蚀刻方法，包括以下步骤：
①碱性除油
碱性除油为水溶液，其中含有50 g/L的化学除油粉，将钎焊半成品外壳放入70℃的碱性除油溶液中清洗10min；
②水洗
先用自来水冲洗碱性除油后的外壳4min，再用去离子水清洗4min；
③酸洗
酸洗溶液为水溶液，其中含有：7mL/L的OP乳化剂、115g/L的硫脲、150mL/L的硫酸，将水
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