本發明涉及一種焊料制備方法，具體地說，涉及一種陶瓷基板表面選擇性制備金錫共晶焊料的方法。

背景技術：

金錫合金焊料具有強度高，抗氧化性能好，抗熱疲勞和蠕變性能優良，熔點低，流動性好等特點，是光電子封裝領域中最理想的焊料。隨著光電子器件的快速發展，對金錫合金焊料的需求也越來越大。由于目前金錫共晶焊料的制作方法一般為物理法，如金錫焊料預成型片；也有采用電沉積的方法的，但是其配方多為氰化金等氰化物體系，對環境污染嚴重且鍍液的穩定性差，易分解。

在高導熱基板實現散熱時，焊料的導熱效果嚴重影響了整個部件的散熱效果，從而使散熱的效率降低。

技術實現要素：

本發明的目的是解決現有技術的不足，提供一種陶瓷基板表面選擇性制備金錫共晶焊料的方法，用電鍍和光刻工藝聯合制備陶瓷表面金錫共晶焊墊，可用于在陶瓷基板上選擇性制備金錫共晶焊料，具有可實現選擇性電沉積，凸點厚度可控等優點，適合于光電子領域的封裝。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種陶瓷基板表面選擇性制備金錫共晶焊料的方法，其特征在于包括以下步驟：(1)陶瓷基板上物理法或電化學方法鍍上金屬層；(2)在金屬層上用光刻技術進行處理得到圖形層；(3)用金屬的蝕刻液對金屬層進行蝕刻，得到圖形化的金屬層；(4)在圖形化的金屬層上電沉積金錫合金，形成焊料，電沉積采用的金錫合金電鍍液為無氰體系的電鍍液，包括金鹽、錫鹽，光亮劑、絡合劑和抗氧化劑。

進一步地，所述陶瓷基板為氧化鋁陶瓷基板或氮化鋁陶瓷基板。

進一步地，所述陶瓷基板的厚度為0.5～5μm。

進一步地，所述金屬層的厚度在1～100nm。

進一步地，所述光刻技術是光刻膠技術，包括正膠刻技術或負膠刻技術。

進一步地，所述圖形層為連接的圖形。

優選地，金錫合金電鍍液中還包括銦鹽和鎵鹽。銦鹽和鎵鹽的加入，進一步保障了金錫合金電鍍液的穩定性，且使金錫共晶焊料的熔點降低至276℃±0.2℃。

優選地，金錫合金電鍍液的pH為3～7。

與現有技術相比，本發明具有以下特點：

1.現有技術所制得的金錫合金共晶焊料多為預成型片，其形狀一定，由于金錫合金脆性大不適合機械加工，無法得到多種形狀的焊料，而本發明能夠選擇性電沉積金錫共晶焊料，可以制備各種圖形形狀的凸點焊料；

2.本發明電沉積法制備的金錫合金共晶焊料具有成本低、生產效率高、適合復雜形狀和小尺寸鍍件等特點；

3.本發明通過電沉積的方法制備金錫共晶焊料，所制得的焊料凸點的厚度可控且厚度在10～50μm，通過控制電流密度和電鍍時間可以得到不同厚度的凸點，滿足不同的封裝需求；

4.本發明的金錫合金焊料制備工藝，其金錫合金不僅具有良好的潤濕性、焊接性和抗腐蝕性，同時本發明所述的鍍液為無氰的電鍍體系，相比其他氰化物體系鍍金具有環保無害等優點，且其穩定性也較高；

5.本發明制備的金錫共晶焊料熔點在280℃±0.2℃，焊接性能好，氣密性高；

6.本發明制備的金錫共晶焊料具有光亮平整的特點，在與需要焊接的物品上能夠形成氣密性良好的焊接層，且具有良好的機械性能。

附圖說明

圖1是實施例1的陶瓷基板上蝕刻后得到的陣列圖形示意圖；

圖2是實施例2制備得到的金錫共晶凸點放大示意圖；

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實施例僅用于說明和解釋本發明，并不用于限定本發明。

實施例1

在厚度為0.5μm的氧化鋁陶瓷基板上通過濺射厚度為20nm的第一導電層，再電鍍銅作為第二導電層(厚度為50nm)，通過光刻技術進行處理得到圖形層，再通過蝕刻銅得到如圖1所示陣列圖形。對該陣列圖形電鍍金錫合金焊料，金錫合金電鍍液為無氰體系的電鍍液，pH為3～7，包括金鹽、錫鹽，光亮劑、絡合劑和抗氧化劑，最后得到圖形化的金錫共晶焊料。

實施例2

在厚度為0.5μm的高導熱的氮化鋁基板上通過電化學方法鍍上金層(厚度為1nm)，然后通過正膠刻工藝和蝕刻技術得到圖形化的金層，在金層上實現電鍍金錫合金焊料，電鍍液為無氰體系的電鍍液，包括金鹽、錫鹽，光亮劑、絡合劑、抗氧化劑和銦鹽、鎵鹽。最后得到圖形化的金錫共晶焊料(其中兩個金錫共晶凸點放大圖如圖2)。

實施例3

在厚度為5μm的氧化鋁陶瓷基板上通過電化學方法鍍上金層(厚度為

100nm)，然后在金層上通過負膠刻處理得到圖形層，用金的蝕刻液對金層蝕刻得到圖形化的金層，在金層上實現電鍍金錫合金焊料，電鍍液為無氰體系的電鍍液，包括金鹽、錫鹽，光亮劑、絡合劑、抗氧化劑和銦鹽、鎵鹽。最后得到圖形化的金錫共晶焊料。

實施例4

在厚度為5μm的高導熱的氮化鋁基板上通過濺射厚度為30nm第一導電層，再電鍍銅作為第二導電層(厚度為20nm)，通過光刻技術進行處理得到圖形層，再蝕刻銅得到圖形化銅層，在圖形化銅層上實現電鍍金錫合金焊料，電鍍液為無氰體系的電鍍液，pH為3～7，包括金鹽、錫鹽，光亮劑、絡合劑和抗氧化劑。最后得到圖形化的金錫共晶焊料。

本發明并不局限于上述實施方式，如果對本發明的各種改動或變形不脫離本發明的精神和范圍，倘若這些改動和變形屬于本發明的權利要求和等同技術范圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變形。