專利名稱：晶粒吸附基材的結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種晶粒吸附基材的結(jié)構(gòu)，其特別有關(guān)于利用二鎳鈷合金覆被層及一純金覆被層覆被一基材的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著半導體制造技術(shù)不斷發(fā)展，線距亦不斷日益縮小，其執(zhí)行運算速度更不斷提高。然而，其執(zhí)行運算速度提高卻具有高功率消耗特性。因此，隨晶粒的執(zhí)行運算速度提升，其發(fā)熱量亦增加，所以晶粒需要吸附在具有高散熱基材上。
公知晶粒吸附基材是由陶瓷材料或超硬材料(碳化鎢，tungsten carbide(WC))制成，以形成陶瓷基板或碳化鎢基板，其具有高散熱性。在生產(chǎn)制造上，鑄造碳化鎢是將鎢粉及碳化鎢粉通過高溫熔煉，再利用急速澆注冷卻方式制造碳化鎢材料。在材料特性上，由于碳化鎢具有高硬度及高耐磨特性，因此其不但能具有良好的表面光滑度，且能增加使用壽命，所以其適合應(yīng)用于提供晶粒直接吸附的基材。然而，由于碳化鎢材料的成本較高，所以利用此類基材制成的產(chǎn)品成本亦較高。
另一公知晶粒吸附基材是由銅-鉬-銅(copper-molybdenum-copper，Cu-Mo-Cu)多層次結(jié)構(gòu)材料制成，以形成銅-鉬-銅基板。請參照圖1所示，在生產(chǎn)制造上，依序利用鎳及金元素在銅-鉬-銅的表面上進行覆被，因此在銅-鉬-銅的表面上逐一覆被一鎳覆被層及一純金覆被層。然而，在制程上，銅、鉬、鎳等元素因加熱會產(chǎn)生全例固溶體，且由于該銅-鉬-銅基板的覆被成品可能殘留過多的表面毛孔，所以其導致在黏晶過程的加熱制程中，使銅、鉬、鎳的全例固溶體沿表面毛孔析出，影響表面光滑度，而降低晶粒吸附效果。
簡言之，該銅-鉬-銅的表面覆被需要減少殘留的表面毛孔及設(shè)法消除全例固溶體析出，以提升晶粒吸附效果，否則該銅-鉬-銅多層次基材應(yīng)用于晶粒吸附的良率相對降低。換言之，該銅-鉬-銅的表面覆被結(jié)構(gòu)需要適當調(diào)整，以改善晶粒吸附良率降低的問題。
有鑒于此，本實用新型改進上述的缺點，其利用二鎳鈷合金覆被層及一純金覆被層覆被一基材，其減少該基材的表面的全例固溶體析出，以提升晶粒吸附效果。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種晶粒吸附基材的結(jié)構(gòu)，其利用二鎳鈷合金覆被層及一純金覆被層覆被一基材，其減少該基材的表面全例固溶體析出，使本實用新型具有提升晶粒吸附效果的功效。
本實用新型的技術(shù)解決方案是一種晶粒吸附基材的結(jié)構(gòu)，其包含一由具良好導電性及熱傳導性的金屬制成的基材；一第一鎳鈷合金覆被層，其覆被于該基材的表面上；一第二鎳鈷合金覆被層，其覆被于該第一鎳鈷合金覆被層的表面；及一純金覆被層，其覆被于該第二鎳鈷合金覆被層的表面上。
如上所述附基材的結(jié)構(gòu)，其第一鎳鈷合金覆被層與該基材，是經(jīng)熱處理的一結(jié)合層。
如上所述的晶粒吸附基材的結(jié)構(gòu)，其中該基材為銅-鉬-銅多層次結(jié)構(gòu)，其第一銅層、鉬層及第二銅層的配置厚度比例為1∶1∶1。
如上所述的晶粒吸附基材的結(jié)構(gòu)，其中該基材為銅-鉬-銅多層次結(jié)構(gòu)，其第一銅層、鉬層及第二銅層的配置厚度比例為1∶3∶1。
如上所述的晶粒吸附基材的結(jié)構(gòu)，其中第一、第二該鎳鈷合金覆被層的鈷元素介于10％至30％之間，其鎳元素介于90％至70％之間。
如上所述的晶粒吸附基材的結(jié)構(gòu)，其中該第一、第二鎳鈷合金覆被層的厚度介于1.0μm至5.0μm之間。
如上所述的晶粒吸附基材的結(jié)構(gòu)，其中該純金覆被層的厚度介于1.0μm至5.0μm之間。
本實用新型的特點和優(yōu)點是本實用新型晶粒吸附基材的結(jié)構(gòu)包含一基材、一第一鎳鈷合金覆被層、一第二鎳鈷合金覆被層及一純金覆被層。首先，該基材的表面初覆被該第一鎳鈷合金覆被層。接著，在該第一鎳鈷合金覆被層上再覆被該第二鎳鈷合金覆被層。最后，在該第二鎳鈷合金覆被層上再覆被該純金覆被層，藉由上述結(jié)構(gòu)，其表面達到預定的光滑度，在后續(xù)制程中再加熱時，即不會有全例固溶體等雜質(zhì)析出而影響?zhàn)ぞ焚|(zhì)的問題。另外，相較于其他陶瓷或碳化鎢等材料，本實用新型的成本遠比上述材料的成本更低。


圖1為公知制造晶粒吸附基材的流程方塊圖。
圖2為本實用新型具體實施例晶粒吸附基材的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖3為本實用新型具體實施例制造晶粒吸附基材的結(jié)構(gòu)的流程方塊圖。
附圖標號說明10、基材11、第一銅層 12、鉬層 13、第二銅層20、表面覆被層 21、第一鎳鈷合金覆被層 22、第二鎳鈷合金覆被層23、純金覆被層具體實施方式
為了讓本實用新型的上述技術(shù)方案、特征、和優(yōu)點能更明確被了解，下文將特舉本實用新型具體實施例，并配合附圖作詳細說明如下。
請參照圖2所示，本實用新型具體實施例晶粒吸附基材的結(jié)構(gòu)主要包含一基材10及一表面覆被層20。在該基材10的兩表面上分別覆蓋該表面覆被層20。該表面覆被層20具有良好的平強度，其用以吸附晶粒(未繪示)。
請再參照圖2所示，在構(gòu)造上，該基材10較佳包含一第一銅層11、一鉬層12及一第二銅層13。該第一銅層11、鉬層12及第二銅層13分別具有預定厚度，其配置厚度比例為1∶1∶1或1∶3∶1，其由產(chǎn)品需求決定該配置厚度比例。由該銅-鉬-銅多層次結(jié)構(gòu)制成的基材10具有較良好的導電及傳熱特性，并且具有適當?shù)膭傂?，但本實用新型的基?0的材料及成份不受上列限制，任何具有良好導電性及熱傳導性的材料皆可作為本實用新型的基材10。
請再參閱圖2所示，在構(gòu)造上，該表面覆被層20包含一第一鎳鈷合金覆被層21、一第二鎳鈷合金覆被層22及一純金覆被層23。該第一鎳鈷合金覆被層21、第二鎳鈷合金覆被層28及純金覆被層23分別具有預定厚度，其依序由電、鍍等各種方式堆疊形成該表面覆被層20。較佳的，該第一鎳鈷合金覆被層21、第二鎳鈷合金覆被層22及純金覆被層23的厚度介于1.0μm至5.0μm之間。
另外，該第一鎳鈷合金覆被層21及第二鎳鈷合金覆被層22較佳具有相同的鎳及鈷比例，鈷元素介于10％至30％之間，鎳元素則介于90％至70％之間。
請參照圖3所示，在制造上本實用新型晶粒吸附基材的流程包含四個主要步驟方塊，其包含鎳鈷初覆被步驟、熱處理及還原步驟、鎳鈷覆被步驟及純金覆被步驟等。
請再參照圖2及圖3所示，首先，當進行鎳鈷初覆被步驟時。在該基材10的表面上將鎳鈷合金利用適當方式進行初覆，以形成該第一鎳鈷合金覆被層21，即形成一鎳鈷合金初覆被層，且其厚度介于1.0μm至5.0μm之間。
請再參照圖2及圖3所示，接著，當進行熱處理步驟時，較佳是利用氮氣及氫氣覆蓋該第一鎳鈷合金覆被層21。一方面，當進行高溫加熱、回火及還原時，使不穩(wěn)定性的該第一鎳鈷合金覆被層21與銅金屬進行擴散作用，進而使其界面轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定形成一良好結(jié)合層，即該銅-鉬-銅多層次基材10的銅層與第一鎳鈷合金覆被層21之間具有較佳的金相排列。較佳的，回火溫度介于700℃至1000℃，回火時間介于1小時至5小時之間。
另一方面，當進行高溫加熱及回火時，在高溫下導致該第一鎳鈷合金覆被層21的表面產(chǎn)生鈍化。換言之，在該第一鎳鈷合金覆被層21的表面上不易覆被其它金屬層。因此。在進行回火的同時，利用氫氣再次活化該第一鎳鈷合金覆被層21的表面，以便該第一鎳鈷合金覆被層21與第二鎳鈷合金覆被層22之間產(chǎn)生較佳的結(jié)合。
此時，氮氫氣體具有預定混合比例，其中氮氣較佳為約介于70％至90％之間，氫氣則較佳是約介于30％至10％之間，可依制程條件予以調(diào)整。
請再參照圖2及圖3所示，接著，當進行鎳鈷覆被步驟時，在該第一鎳鈷合金覆被層21的表面上將鎳鈷合金利用適當方式進行覆被，以形成該第二鎳鈷合金覆被層22，且其厚度介于1.0μm至5.0μm之間。
請再參照圖2及圖3所示，最后，當進行純金覆被步驟時，在該第二鎳鈷合金覆被層22的表面上將純金利用適當方式進行覆被，以形成該純金覆被層23，且其厚度介于1.0μm至5.0μm之間。
請再參照圖1所示，公知制造方法是在銅-鉬-銅的表面上逐一覆被一鎳覆被層及一純金覆被層，其具有覆被成品殘留過多的表面毛孔的缺點，且于后續(xù)黏晶制程加熱時產(chǎn)生的全例固溶體將析出至產(chǎn)品表面，影響?zhàn)ぞ焚|(zhì)。相較于公知制造方法，本實用新型是利用該二鎳鈷合金覆被層21、22及純金覆被層23覆被該基材10，藉由被熱處理過的第一鎳鈷合金覆被層21其使與基材10產(chǎn)生穩(wěn)定結(jié)合，再依序堆疊形成第二鎳鈷合金覆被層22及純金覆被層23，使表面達到預定的光滑度，在后續(xù)制程中再加熱時，即不會有全例固溶體等雜質(zhì)析出而影響?zhàn)ぞ焚|(zhì)的問題。另外，相較于其他陶瓷或碳化鎢等材料，本實用新型的成本遠比上述材料的成本更低。
惟以上所述者，僅為本實用新型的較佳實施例而已，當不能以此限定本實用新型實施的范圍；故，凡依本實用新型申請專利范圍及創(chuàng)作說明書內(nèi)容所作的簡單的等效變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本實用新型專利涵蓋的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種晶粒吸附基材的結(jié)構(gòu)，其特征在于，包含一由具良好導電性及熱傳導性的金屬制成的基材；一第一鎳鈷合金覆被層，其覆被于該基材的表面上；一第二鎳鈷合金覆被層，其覆被于該第一鎳鈷合金覆被層的表面；及一純金覆被層，其覆被于該第二鎳鈷合金覆被層的表面上。
2.如權(quán)利要求1的晶粒吸附基材的結(jié)構(gòu)，其特征在于，第一鎳鈷合金覆被層與該基材，是經(jīng)熱處理的一結(jié)合層。
3.如權(quán)利要求1或2的晶粒吸附基材的結(jié)構(gòu)，其特征在于，該基材為銅-鉬-銅多層次結(jié)構(gòu)，其第一銅層、鉬層及第二銅層的配置厚度比例為1∶1∶1。
4.如權(quán)利要求1或2的晶粒吸附基材的結(jié)構(gòu)，其特征在于，該基材為銅-鉬-銅多層次結(jié)構(gòu)，其第一銅層、鉬層及第二銅層的配置厚度比例為1∶3∶1。
5.如權(quán)利要求1或2的晶粒吸附基材的結(jié)構(gòu)，其特征在于，第一、第二該鎳鈷合金覆被層的鈷元素介于10％至30％之間，其鎳元素介于90％至70％之間。
6.如權(quán)利要求1或2的晶粒吸附基材的結(jié)構(gòu)，其特征在于，該第一、第二鎳鈷合金覆被層的厚度介于1.0μm至5.0μm之間。
7.如權(quán)利要求1或2的晶粒吸附基材的結(jié)構(gòu)，其特征在于，該純金覆被層的厚度介于1.0μm至5.0μm之間。
專利摘要一種晶粒吸附基材的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包含一基材、一第一鎳鈷合金覆被層、一第二鎳鈷合金覆被層及一純金覆被層。首先，該基材的表面初覆被該第一鎳鈷合金覆被層。接著，在該第一鎳鈷合金覆被層上再覆被該第二鎳鈷合金覆被層。最后，在該第二鎳鈷合金覆被層上再覆被該純金覆被層。據(jù)此，以提高該基材表面光滑度，增加晶粒吸附效果。
文檔編號C23C30/00GK2745939SQ20042009270
公開日2005年12月14日 申請日期2004年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月14日
發(fā)明者蘇友欣 申請人:公準精密工業(yè)股份有限公司