一种增加半导体电镀层附着力的镀膜工艺方法与流程

本技术涉及半导体镀膜，尤其是涉及一种增加半导体电镀层附着力的镀膜工艺方法。

背景技术：

1、随着科技的不断发展，半导体材料在电子、通信、计算机等领域的应用越来越广泛，半导体电镀层作为半导体器件的重要组成部分，其附着力的好坏直接影响到器件的性能和可靠性，因此，在电子制造领域，半导体电镀层附着力是一项至关重要的指标。它直接影响到电子产品的性能和使用寿命，为了确保电镀层与半导体基体材料之间有足够的附着力，人们采用了多种方法和技术。

2、目前，在传统的半导体电镀工艺中，由于电镀表面的不均匀性和不稳定性，导致电镀层与半导体基体材料之间的附着力较差，容易出现脱皮、起泡等现象，影响电镀层的外观和使用寿命。

技术实现思路

1、为了提高半导体电镀层的附着力，本技术提供一种增加半导体电镀层附着力的镀膜工艺方法。

2、第一方面，本技术提供一种增加半导体电镀层附着力的镀膜工艺方法，采用如下技术方案：

3、一种增加半导体电镀层附着力的镀膜工艺方法，包括如下步骤：

4、s1：将半导体材料进行表面处理，得到处理后的半导体材料；

5、s2：将附着剂通过物理气相沉积的方法使其覆盖在处理后的半导体材料上，然后在附着剂上进行电镀，得到电镀后的半导体材料，再经清洗，完成镀膜；

6、其中，附着剂包括以下重量份的原料：聚氨酯乳液30-50份、氧化铝8-15份、纳米二氧化硅10-20份、碳酸钙6-12份、复合物9-18份、阳离子表面活性剂1-5份、复合耐腐蚀剂3-6份，其中，复合物为改性羧基硅油和环氧树脂复配而成。

7、通过采用上述技术方案，本技术的增加半导体电镀层附着力的镀膜工艺方法，通过附着剂各原料之间的协同作用，不仅能够使半导体电镀层保持较优的耐腐蚀性和耐磨性，还提高了电镀层的附着力，其中，镀膜的附着强度为18次弯折不剥落-32次弯折不剥落；耐盐雾性为460-480h，耐磨性为4700-4750转。

8、首先对半导体材料进行表面处理，除去表面的污垢和杂质，提高表面的润湿性；然后将附着剂覆盖在半导体材料上，再进行电镀，经清洗后，完成镀膜。附着剂能够提高半导体材料和电镀层的附着力，其中，聚氨酯乳液作为主要成分，聚氨酯乳液具有优异的弹性、耐磨性和耐化学腐蚀性，能够在半导体表面形成一层坚韧的保护膜，能够提高电镀层的附着力和耐久性。氧化铝、纳米二氧化硅、碳酸钙作为无机填料，能够与半导体表面形成化学键，提供良好的机械强度和稳定性，还能够在半导体表面形成保护膜，从而提高电镀层的附着力和耐久性。复合耐腐蚀剂也能够提高耐腐蚀性。

9、复合物为改性羧基硅油和环氧树脂复配而成，改性羧基硅油中具有较低的表面张力，可渗透到半导体材料表面的微小缝隙中，与电镀层形成更紧密的接触，具有羧基基团，可以与半导体材料表面发生化学反应，可改善半导体材料表面的润湿性，使电镀液更好的在半导体表面铺展和浸润，有利于电镀层的均匀沉积和附着，从而增加其与电镀层的相容性和粘接力；还可以在半导体表面形成一层坚韧的保护膜，进一步提高电镀层的附着力。环氧树脂中的活性基团可以在半导体材料表面发生化学反应，形成化学键合，从而增加半导体材料与电镀层之间的结合力。

10、将改性羧基硅油和环氧树脂进行复配后，硅油分子可以均匀的分散在环氧树脂基体中，形成有机-无机杂化网络结构，硅油分子中的羧基基团可以与半导体表面发生化学反应，形成化学键合，而环氧树脂则能够填充半导体表面的微小缝隙，增加机械嵌合力，因此，能够显著提高半导体电镀层的附着力。

11、作为优选：步骤s1中的对半导体材料的表面处理具体方法如下：将半导体材料放入丙酮溶液中，超声清洗，之后用无水乙醇进行超声清洗，再经水洗，最后放入碱液中，加热升温，浸泡，取出后，水洗，烘干，得到处理后的半导体材料。

12、进一步的，步骤s1中的对半导体材料的表面处理具体方法如下：将半导体材料放入丙酮溶液中，超声清洗10-20min，之后用无水乙醇进行超声清洗10-20min，再经水洗3-5次，最后放入碱液中，加热升温至50-70℃，浸泡15-35min，取出后，水洗3-5次，烘干，得到处理后的半导体材料；

13、其中，丙酮溶液的质量分数为12.5％，碱液为质量分数为40％的氢氧化钠溶液。

14、通过采用上述技术方案，将半导体材料首先经过丙酮清洗，丙酮是一种强效的有机溶剂，可以有效去除半导体表面的油脂、污垢和其他有机质物质；无水乙醇具有较强的清洗能力，也能够去除半导体表面的有机物、油脂和微粒；最后放入碱液中进行清洗，碱液再一次对油脂、金属离子和颗粒进行清洗，还能够提高半导体表面的粗糙度和浸润性，有助于增强电镀层在半导体表面的附着力。

15、作为优选：所述复合物采用以下方法制备：

16、a1：将环氧树脂放入二甲苯中，加入环己酮，混合均匀，得到混合液；

17、a2：将改性羟基硅油加入混合液中，加入催化剂，混合均匀，在氮气氛围下，加热升温，反应，得到复合物。

18、进一步的，所述复合物采用以下方法制备：

19、a1：将环氧树脂放入二甲苯中，加入环己酮，混合均匀，得到混合液；

20、a2：将改性羟基硅油加入混合液中，加入催化剂，混合均匀，在氮气氛围下，加热升温至150-160℃，反应4-6h，得到复合物；

21、其中，每1g环氧树脂中二甲苯的添加量为2-4ml，环氧树脂和环己酮的重量配比为1：(0.4-0.6)，催化剂为二月桂酸二丁基锡，环氧树脂和二月桂酸二丁基锡的重量配比为1：(0.03-0.05)。

22、通过采用上述技术方案，利用上述制备方法对复合物进行制备，便于各原料更好的发挥作用，有助于提高半导体电镀层的附着力。

23、作为优选：所述环氧树脂和改性羧基硅油的重量配比为1：(0.4-0.6)。

24、改性羧基硅油的添加量较少，不能较优的和环氧树脂进行复配，导致发挥的作用受限，不能较优的提高半导体电镀层的附着力；改性羧基硅油的添加量较多，当与环氧树脂的反应达到饱和时，会造成原料的浪费。通过采用上述技术方案，当改性羧基硅油的添加量在上述范围内时，能够更好的和环氧树脂进行复配，有助于提高半导体电镀层的附着力。

25、作为优选：所述改性羧基硅油采用以下方法制备：将羧基硅油加入异丙醇中，混合均匀，加热升温，再加入偶联剂，混合均匀，降温冷却，抽真空后得到改性羧基硅油。

26、进一步的，所述改性羧基硅油采用以下方法制备：将羧基硅油加入异丙醇中，混合均匀，加热升温至60-80℃，再加入偶联剂，混合均匀，降温冷却至22±5℃，抽真空后得到改性羧基硅油；

27、其中，羧基硅油和异丙醇的重量配比为1：(2-4)。

28、通过采用上述技术方案，羧基硅油与环氧树脂的相容性较差，利用偶联剂对羧基硅油进行改性，偶联剂是一类具有两亲结构的化学物质，可与羧基硅油中的活性基团发生反应，形成化学键，从而增加羧基硅油与环氧树脂之间的相容性和粘接力，同时，偶联剂还可以降低表面张力，促进相互渗透和扩散，从而进一步提高相容性。

29、作为优选：所述羧基硅油和偶联剂的重量配比为1：(0.2-0.4)。

30、偶联剂的添加量过少，不能较优的对羧基硅油进行改性，进而导致改性效果不佳，会影响半导体电镀层的附着力；偶联剂的添加量过多，会降低羧基硅油的稳定性和粘度，也会导致改性效果降低。通过采用上述技术方案，当偶联剂的添加量在上述范围内时，能够更优的对羧基硅油进行改性，有助于提高与环氧树脂的相容性。

31、作为优选：所述复合耐腐蚀剂为硅酸钠、磷酸铝、氧化镧的混合物。

32、作为优选：所述硅酸钠、磷酸铝、氧化镧的重量配比为1:1:1。

33、通过采用上述技术方案，硅酸钠可以与聚氨酯乳液中的活性氢反应，形成硅氧烷键，从而提高聚氨酯乳液的耐腐蚀性和耐久性；硅酸钠还可以在聚氨酯乳液表面形成一层坚韧的保护膜，有效防止腐蚀性介质的侵蚀。磷酸铝可以与聚氨酯乳液中的活性氢反应，形成磷酸酯键，从而提高聚氨酯乳液的耐腐蚀性和耐久性。且磷酸铝还可以在聚氨酯乳液表面形成一层难溶的磷酸盐保护膜，有效防止腐蚀性介质的侵蚀。氧化镧可以与聚氨酯乳液中的活性氢反应，形成稳定的化学键，从而提高聚氨酯乳液的耐腐蚀性和耐久性。此外，氧化镧还可以在聚氨酯乳液表面形成一层致密的保护膜，有效防止腐蚀性介质的侵蚀。利用三者共同作为复合耐腐蚀剂，能够进一步提高半导体的防腐性。

34、作为优选：步骤s2中在电镀前还经过以下热处理：将覆盖了附着剂的半导体材料放在140-160℃的温度下烘烤20-40min。

35、通过采用上述技术方案，在电镀前进行预处理，可促进附着剂与半导体材料之间的扩散和融合，有助于增强电镀层和半导体材料之间的附着力。

36、作为优选：步骤s2中的附着剂在半导体材料上的涂覆厚度为4-6μm。

37、通过采用上述技术方案，对附着剂的涂覆厚度进行限定，有助于提高半导体电镀层的附着力。

38、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

39、1、由于本技术中采用改性羧基硅油和环氧树脂复配而成的复合物，硅油分子可以均匀的分散在环氧树脂基体中，形成有机-无机杂化网络结构，硅油分子中的羧基基团可以与半导体表面发生化学反应，形成化学键合，而环氧树脂则能够填充半导体表面的微小缝隙，增加机械嵌合力，从而能够提高半导体电镀层的附着力，可使镀膜的附着强度达到32次弯折不剥落；耐盐雾性达到480h，耐磨性达到4750转。

40、2、本技术中优选采用偶联剂对羧基硅油进行改性，偶联剂可与羧基硅油中的活性基团发生反应，形成化学键，增加羧基硅油与环氧树脂之间的相容性和粘接力，偶联剂还可以降低表面张力，促进相互渗透和扩散，从而进一步提高相容性，有助于进一步提高半导体电镀层的附着力。