铜质块体的表面处理方法、热沉块体以及电子封装材料与流程

本申请涉及电子封装材料领域，特别是涉及一种铜质块体的表面处理方法、热沉块体以及电子封装材料。

背景技术：

1、半导体激光器是以半导体材料作为工作物质产生激光的器件。半导体激光器特点是体积小、寿命长，目前广泛应用在通信领域、雷达、测声、医疗等行业。半导体激光器封装时的散热机构主要由激光芯片、焊接层以及热沉等组成。半导体激光器散热结构里面的焊接层主要是用焊接的方法把芯片和热沉连接在一起。

2、高功率半导体激光器在使用时为了达到降低热阻的目的，经常在焊接芯片和热沉的时候使用一些热导率比较高的材料，比如金锡焊料。利用热沉的传热效果把激光芯片的热能传导出去，最终使半导体激光器形成良好的散热，以延长激光器的使用寿命。其中热沉的表面状态(粗糙度和平面度)与芯片焊接有直接的关系，而为了实现良好的散热效果通常要求金属热沉表面达到镜面的要求。然而传统表面处理方法会使热沉块体虽然满足了表面粗糙度的要求，但是对处理后的块体仍存在如图1(a)所示的贴芯性能影响较大、仍残留前工序如划痕、凹坑等加工痕迹以及如图1(b)所示的表面洁净效果不理想，表面电镀后存在大颗粒黑点的问题。

技术实现思路

1、基于此，为了提供满足镜面粗糙度还具有表面一致性、洁净度以及良好结合力的铜质块体，有必要提供一种铜质块体的表面处理方法、热沉块体以及电子封装材料。

2、本申请提供一种铜质块体的表面处理方法，包括以下步骤：

3、对所述铜质块体依次进行除油处理、腐蚀处理、活化处理、镀镍处理、镀金处理以及过保护处理；

4、其中，所述腐蚀处理包括：在腐蚀液中处理60s～120s，所述腐蚀液包括硫酸和过硫酸钠；

5、所述活化处理包括：在强酸溶液中处理40s～80s；

6、所述过保护处理包括：在保护液中进行处理，所述保护液包括乙撑双油酸酰胺以及乙醇中的一种或两种。

7、在其中一个实施例中，所述铜质块体的组成包括无氧铜。

8、在其中一个实施例中，所述腐蚀液包括硫酸的物质的量浓度为0.1mol/l～0.3mol/l，过硫酸钠的质量百分数为0.5％～1％以及溶剂。

9、在其中一个实施例中，所述除油处理包括化学除油以及电解除油。

10、在其中一个实施例中，所述保护液包括乙撑双油酸酰胺含量为15ml/l～60ml/l的乙撑双油酸酰胺水溶液或乙醇的质量百分比大于或等于90％的乙醇水溶液，所述过保护处理的时间为15s～40s。

11、在其中一个实施例中，所述镀镍处理的条件包括：在第一电镀液中、0.1asd～0.5asd的电流密度下处理3000s～4200s，所述第一电镀液包括硫酸镍、氨基磺酸镍以及氯化镍中的一种或多种。

12、在其中一个实施例中，所述镀金处理包括第一次镀金处理以及第二次镀金处理。

13、在其中一个实施例中，所述第一次镀金处理包括：在第二电镀液中、0.15asd～0.4asd的电流密度下处理10s～30s，所述第二电镀液包括氰化亚金钾。

14、在其中一个实施例中，所述第二次镀金处理包括：在第三电镀液中、0.05asd～0.15asd的电流密度下处理100s～140s，所述第三电镀液包括氰化亚金钾。

15、进一步地，本申请还提供一种热沉块体，提供铜质块体，对所述铜质块体的表面按照如上述的表面处理方法制得的。

16、本申请还提供一种电子封装材料，包括如上述的热沉块体。

17、通过上述对铜质块体的表面处理条件的优化，针对铜质材料对其表面依次进行除油处理、腐蚀处理、活化处理、镀镍处理、镀金处理以及过保护处理条件中参数的选择以及限定，最终使铜质块体表面的粗糙度为0.02μm～0.04μm，达到镜面要求，且上述处理不会对铜质块体表面留下加工痕迹，可以使铜质块体保持良好的表面一致性、洁净度以及良好结合力，包括上述具有镜面表面铜质块体的热沉材料有利于和芯片进行焊接，可以实现对半导体激光器良好的封装效果。

技术特征：

1.一种铜质块体的表面处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的铜质块体的表面处理方法，其特征在于，所述铜质块体的组成包括无氧铜。

3.如权利要求1所述的铜质块体的表面处理方法，其特征在于，所述腐蚀液包括硫酸的物质的量浓度为0.1mol/l～0.3mol/l，过硫酸钠的质量百分数为0.5％～1％以及溶剂。

4.如权利要求1所述的铜质块体的表面处理方法，其特征在于，所述保护液包括乙撑双油酸酰胺含量为15ml/l～60ml/l的乙撑双油酸酰胺水溶液或乙醇的质量百分比大于或等于90％的乙醇水溶液，所述过保护处理的时间为15s～40s。

5.如权利要求1所述的铜质块体的表面处理方法，其特征在于，所述除油处理包括化学除油以及电解除油。

6.如权利要求1所述的铜质块体的表面处理方法，其特征在于，所述镀镍处理的条件包括：在第一电镀液中、0.1asd～0.5asd的电流密度下处理3000s～4200s，所述第一电镀液包括硫酸镍、氨基磺酸镍以及氯化镍中的一种或多种。

7.如权利要求1～6任一项所述的铜质块体的表面处理方法，其特征在于，所述镀金处理包括第一次镀金处理以及第二次镀金处理。

8.如权利要求7所述的铜质块体的表面处理方法，其特征在于，满足以下一个或两个条件：

9.一种热沉块体，其特征在于，提供铜质块体，对所述铜质块体的表面按照如权利要求1～8任一项所述的表面处理方法制得的。

10.一种电子封装材料，其特征在于，包括如权利要求9所述的热沉块体。

技术总结
本申请公开了一种铜质块体的表面处理方法、热沉块体以及电子封装材料。铜质块体的表面处理方法包括：对铜质块体依次进行除油处理、腐蚀处理、活化处理、镀镍处理、镀金处理以及过保护处理。通过上述对铜质块体的表面处理条件的优化，针对铜质材料对其表面依次进行除油处理、腐蚀处理、活化处理、镀镍处理、镀金处理以及过保护处理条件中参数的选择以及限定，最终使铜质块体表面的粗糙度为0.02μm～0.04μm，达到镜面要求，且上述处理不会对铜质块体表面留下加工痕迹，可以使铜质块体保持良好的表面一致性、洁净度以及良好结合力，包括上述具有镜面表面铜质块体的热沉材料有利于和芯片进行焊接，可以实现对半导体激光器良好的封装效果。

技术研发人员：刘伟恒
受保护的技术使用者：佛山华智新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8