一种表层合金力增强的GPP芯片的制作方法

文档序号:15107506发布日期:2018-08-04 17:25阅读:282来源:国知局

本实用新型属于GPP芯片生产技术领域,涉及硅芯片表面金属化,具体涉及一种表层合金力增强的GPP芯片。



背景技术:

化学镀镍层凭借着自身耐腐蚀性强、焊接使用寿命长、金属层表面结合力增加、磁性灵活以及耐磨性能佳等优势,在工业生产等方面实现了广泛的应用。近年来,随着化学镀镍层的普及,化学镀镍技术得到了一定的发展,并且成功应用到方方面面。其中,在电子工业上的应用效果最为显著。化学镀镍技术满足了电子产品趋于体积薄、质量轻以及多功能性的发展方向,目前化学镀镍技术是实现微细线路的制造的重要技术。

硅芯片经过磷硼扩散后,正反面形成5价和3价电子层面,具有了整流电特性。这时的芯片表层仍然是硅层,无金属层不能焊接于电子器件上。这时,需要在硅片表层用化学镀方法镀一层镍合金,便于双面焊接引脚,成为二极管。传统的方式采用硅芯片表面镀一层镍,进行镍烧结,再镀一层镍,使之表面具有可焊性。这种工艺称之为“一烧二镀法”,被二极管行业普遍采用。“一烧二镀法”虽普遍使用,但存在着焊接率差的隐患,尤其是后道工序在晶粒上焊接铜引线时,抗拉力不强,例50mm晶粒抗拉力仅为1.5kg,稍强一点拉力,就会在晶层上断裂,造成良品率下降,引起客户不满,我们分析了传统的“一烧二镀法”缺陷原因,是第一次镀镍表层较厚,镍烧结后容易脱镍,导致后段工序的拉力中镍层脱落。



技术实现要素:

根据以上现有技术的不足,本实用新型是提出一种表层合金力增强的GPP芯片,为了解决上述技术问题,本实用新型采用的技术方案为:

一种表层合金力增强的GPP芯片,包括硅芯片层和镀结在硅芯片层表面的镍金属层,所述的镍金属层是由第一烧结镍金属层、第二烧结镍金属层及第三镍金属层构成。

优选的,所述镍金属层的厚度为2-4μm。

优选的,所述第一烧结镍金属层厚度为0.5-1μm,所述第二烧结镍金属层厚度为0.8-1.3 μm,所述第三镍金属层厚度为0.8-1.8μm,第一层镍厚度薄,有利于增强硅与镍的结合力,通过多镀一层镍,后段工序形成二极管时,硅片的表层镍与铜引线的结合拉力增强20%,减少在硅片中拉断的几率,提高了晶粒的良品率。

现有技术相比,本实用新型的有益效果是:

1.本实用新型采用镀结三层镍层的结构,在保证镍金属层整体厚度不变的情况下,对第一层镍的厚度进行减薄,有利于增强硅与镍的结合力,通过多镀一层镍,后段工序形成二极管时,硅片的表层镍与铜引线的结合拉力增强20%,减少在硅片中拉断的几率,提高了晶粒的良品率。

2.本实用采用三次化学镀和两次烧结相结合的方法制备镍金属层,提高硅芯片与镍的融合性,晶粒抗拉力增强,提高产品良率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

1.图1是本实用新型现有技术中GPP芯片结构示意图。

2.图2是本实用新型实施例中GPP芯片结构示意图。

1、硅芯片层,2、镍金属层,21、第一烧结镍金属层,22、第二烧结镍金属层,23、第二镍金属层,24、第三镍金属层。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

一种表层合金力增强的GPP芯片,包括硅芯片层1和镀结在硅芯片层表面的镍金属层2,镍金属层2的整体厚度为3μm,镍金属层2是由二层不同厚度的烧结镍金属层和一层镍金属层即第三镍金属层24构成,第一层烧结镍金属层21厚度为0.5μm,第二层烧结镍金属层22 厚度为1μm,第三层镍金属层24厚度为1.5μm。

在制备的过程中,将经过磷硼扩散后的硅芯片,先进行硅芯片1的表面活化处理,活化液的配方为:氯化金+纯水+盐酸+氢氟酸按一定的比例配比后,将硅芯片1放入活化液中在温度25℃浸泡5s,然后对活化后的硅芯片1进行清洗除去表面的活化液,然后采用专门的GPP 化学镀镍液,在温度82℃,pH值为8.2下,进行第一次化学沉积镀镍10s,然后将镀好的芯片在氮气气氛,温度500℃下,烧结30min进行烧结合金化,合金化后,用化学液20-25℃下处理1min,去掉多余的镍或氧化镍,然后进行第二次的化学镀镍和烧结合金化,第二次镀镍的时间为40s,烧结25min,合金化后再进行去掉多余的镍或氧化镍,然后进行第三次的化学镀镍,烧结合金化的两层镍金属层上形成一层金属化学镍层即第三镍金属层24,便于双面焊接引脚,成为二极管,整个过程看是增加了工序和时间,但实际上并未增加镍金属层2的厚度,在保证整体镍金属层2厚度不变的状况下,每次镍的镀层减薄,第一次烧结镍金属层21 厚度最薄,增强硅与镍的结合力通过多镀一层镍,后段工序形成二极管时,硅片的表层镍与铜引线的结合拉力增强20%,减少在硅片中拉断的几率,提高了晶粒的良品率,深受客户欢迎,三次化学镀和两次烧结相结合的方法,克服了“一烧二镀法”制备成得第一次烧结镍金属层21和第二镍金属层23中第一次镀镍层较厚,镍烧结后容易脱镍,导致后段工序的拉力中镍层脱落的缺陷。

在实际的应用中,三次镀镍与二次镀镍消耗镍的量相同,三次镀镍增加工艺时间25%,增加电力水消耗10%;硅芯片1与镍的融合性增强,晶粒抗拉力增强20%,因镍层断裂的客诉率降至零,产品良率的提高,冲消了成本稍微的提高,总体经济效益是提高的。

上面结合具体实施例对本实用新型进行了示例性描述,显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制,只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进,或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的,均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

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