划片刀电镀液及其制备方法、划片刀及其制备方法

技术领域

本发明涉及电化学加工技术领域，尤其是涉及一种划片刀电镀液及其制备方法、划片刀及其制备方法。

背景技术

在半导体芯片加工划片工序中，需将大晶片(如12英寸硅晶圆)分割成具有独立单元集成电路的小芯片。随着集成度越来越高，高集成度晶片的分割必须使用更薄的金刚石划片刀，才能达到高准确度、低成本以及微加工余量的要求。

传统的划片刀存在刀片厚度、强度和精度难以兼顾，容易磨损、崩边、断刀、偏摆、蛇形切割、排屑性差、寿命短，难以实现高速连续切割等问题。

因此，亟需开发一种电镀液，以实现制备质量更好的划片刀。

发明内容

基于此，有必要提供一种可以用于制备质量更好的划片刀的划片刀电镀液及其制备方法。

此外，还有必要提供一种划片刀及其制备方法。

一种划片刀电镀液，按照质量份数包括：170份～250份的镍盐、25份～45份的硼酸、5份～15份的钴盐、0.5份～1份的1,4-丁炔二醇、1份～3份的邻磺酰苯酰亚胺以及0.05份～0.15份的十二烷基硫酸钠，所述划片刀电镀液的溶剂为水。

一种上述的划片刀电镀液的制备方法，包括如下步骤：

将硼酸溶解在70℃～90℃的水中，得到硼酸溶液；

将镍盐和钴盐溶解在40℃～60℃的水中，得到混合盐溶液；

保温状态下将所述硼酸溶液和所述混合盐溶液混匀，调节pH至3.7～4.3后得到第一半成品；

用水将十二烷基硫酸钠调成糊状物，向所述糊状物中加入体积为所述糊状物的75倍～200倍的沸水溶解，并煮沸15min～45min，接着降温至55℃～65℃，得到十二烷基硫酸钠溶液；

保温状态下将所述十二烷基硫酸钠溶液和所述第一半成品混匀，得到第二半成品；

将邻磺酰苯酰亚胺溶解在45℃～60℃的水中，接着加入1,4-丁炔二醇，得到混合溶液；以及

保温状态下将所述混合溶液和所述第二半成品混匀，得到划片刀电镀液，按照质量份数，所述划片刀电镀液包括：170份～250份的所述镍盐、25份～45份的所述硼酸、5份～15份的所述钴盐、0.5份～1份的所述1,4-丁炔二醇、1份～3份的所述邻磺酰苯酰亚胺以及0.05份～0.15份的所述十二烷基硫酸钠。

一种划片刀的制备方法，包括如下步骤：

提供50℃～60℃的上述的划片刀电镀液的制备方法制得的划片刀电镀液，并且向所述划片刀电镀液中加入金刚石微粉，混匀后得到金刚石电镀液，所述金刚石电镀液中，所述硼酸和所述金刚石微粉的质量比为25～45：2～20；

将阳极板和阴极板间隔设置在所述金刚石电镀液中，保持所述金刚石电镀液的温度为50℃～60℃并电镀，使得所述金刚石微粉和合金镀层同时附着在所述阴极板上，从而在所述阴极板的表面形成刀片层；以及

将所述阴极板的表面的所述刀片层剥离，得到所需要的划片刀。

一种划片刀，所述划片刀通过上述的划片刀的制备方法制备得到。

这种划片刀电镀液中含有钴盐，从而使得制得的划片刀中含有金属钴，从而大大的增加了镀层的硬度。此外，1,4-丁炔二醇、邻磺酰苯酰亚胺以及十二烷基硫酸钠的加入，可以使得制得的划片刀镀层均匀。

采用这种划片刀电镀液制得的划片刀，镀层硬度高且镀层均匀，从而可以兼顾划片刀厚度、强度和精度，在使用时部容易出现磨损、崩边、断刀、偏摆、蛇形切割、排屑性差、寿命短等问题，并且可以实现高速连续切割。

相对于传统的划片刀，采用这种划片刀电镀液制得的划片刀，质量更好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。

其中：

图1为一实施方式的划片刀电镀液的制备方法的流程图。

图2为一实施方式的划片刀的制备方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明公开了一实施方式的划片刀电镀液，按照质量份数包括：170份～250份的镍盐、25份～45份的硼酸、5份～15份的钴盐、0.5份～1份的1,4-丁炔二醇、1份～3份的邻磺酰苯酰亚胺以及0.05份～0.15份的十二烷基硫酸钠，所述划片刀电镀液的溶剂为水。

这种划片刀电镀液中含有钴盐，从而使得制得的划片刀中含有金属钴，从而大大的增加了镀层的硬度。此外，1,4-丁炔二醇、邻磺酰苯酰亚胺以及十二烷基硫酸钠的加入，可以使得制得的划片刀镀层均匀。

采用这种划片刀电镀液制得的划片刀，镀层硬度高且镀层均匀，从而可以兼顾划片刀厚度、强度和精度，在使用时部容易出现磨损、崩边、断刀、偏摆、蛇形切割、排屑性差、寿命短等问题，并且可以实现高速连续切割。

相对于传统的划片刀，采用这种划片刀电镀液制得的划片刀，质量更好。

1,4-丁炔二醇是一种光亮剂，在电镀中具有光亮和弱整平作用。

邻磺酰苯酰亚胺降低镀层应力，增加延展性。

十二烷基硫酸钠是一种润湿剂,降低镀液和镀件之间的表面张力。

优选的，170份～250份的镍盐为150份～220份的硫酸镍和20份～30份的氯化镍。

优选的，钴盐为硫酸钴。

优选的，划片刀电镀液中，硫酸镍的浓度为150g/L～220g/L，氯化镍的浓度为20g/L～30g/L，硼酸的浓度为25g/L～45g/L，1,4-丁炔二醇的浓度为0.5g/L～1g/L，邻磺酰苯酰亚胺的浓度为1g/L～3g/L，十二烷基硫酸钠的浓度为0.05g/L～0.15g/L，硫酸钴的浓度为5g/L～15g/L。

结合图1，本发明还公开了上述划片刀电镀液的制备方法，包括如下步骤：

S110、将硼酸溶解在70℃～90℃的水中，得到硼酸溶液。

为了保证硼酸的溶解，避免产生沉淀，硼酸溶液的温度保持在70℃～90℃。

优选的，将硼酸溶解在80℃的水中。

S120、将镍盐和钴盐溶解在40℃～60℃的水中，得到混合盐溶液。

优选的，将镍盐和钴盐溶解在50℃的水中。

S130、保温状态下将硼酸溶液和混合盐溶液混匀，调节pH至3.7～4.3后得到第一半成品。

本实施方式中，在未特殊说明的情况下，配制得到的各种溶液的温度均保持在50℃～60℃。

为了方便后续的操作，配制得到的溶液直接保存在电镀槽中，这样也便于溶液的保温。

一般来说，将硼酸溶液和混合盐溶液混匀的操作为：在搅拌状态下，将混合盐溶液加入到硼酸溶液中。

优选的，调节pH至3.7～4.3后得到第一半成品的操作为：用氢氧化钠调节调节pH至3.7～4.3后得到第一半成品。

具体来说，可以采用质量浓度为5％的氢氧化钠溶液对pH进行调节。

优选的，S130中还包括在调节pH至3.7～4.3后得到第一半成品的操作之后，对第一半成品进行过滤，并保留滤液的操作。

S140、用水将十二烷基硫酸钠调成糊状物，向糊状物中加入体积为糊状物的75倍～200倍的沸水溶解，并煮沸15min～45min，接着降温至55℃～65℃，得到十二烷基硫酸钠溶液。

这样的操作，是为了保证十二烷基硫酸钠的完全溶解。

优选的，沸水的添加量为糊状物的体积的100倍，煮沸时间为30min。

S150、保温状态下将十二烷基硫酸钠溶液和第一半成品混匀，得到第二半成品。

一般来说，将十二烷基硫酸钠溶液和第一半成品混匀的操作为：在搅拌状态下，将十二烷基硫酸钠溶液加入到第一半成品中。

S160、将邻磺酰苯酰亚胺溶解在45℃～60℃的水中，接着加入1,4-丁炔二醇，得到混合溶液。

优选的，将邻磺酰苯酰亚胺溶解在50℃～55℃的水中。

S170、保温状态下将混合溶液和第二半成品混匀，得到划片刀电镀液。

按照质量份数，划片刀电镀液包括：170份～250份的镍盐、25份～45份的硼酸、5份～15份的钴盐、0.5份～1份的1,4-丁炔二醇、1份～3份的邻磺酰苯酰亚胺以及0.05份～0.15份的十二烷基硫酸钠。

优选的，将混合溶液和第二半成品混匀的操作为：在搅拌状态下，将混合溶液加入到第二半成品中。

结合图2，本发明还公开了一实施方式的划片刀的制备方法，包括如下步骤：

S210、提供50℃～60℃的上述的划片刀电镀液的制备方法制得的划片刀电镀液，并且向划片刀电镀液中加入金刚石微粉，混匀后得到金刚石电镀液。

金刚石电镀液中，硼酸和金刚石微粉的质量比为25～45：2～20。

也就是说，按照质量份数，金刚石电镀液包括：170份～250份的镍盐、25份～45份的硼酸、5份～15份的钴盐、0.5份～1份的1,4-丁炔二醇、1份～3份的邻磺酰苯酰亚胺、0.05份～0.15份的十二烷基硫酸钠以及2份～20份的金刚石微粉。

S220、将阳极板和阴极板间隔设置在金刚石电镀液中，保持金刚石电镀液的温度为50℃～60℃并电镀，使得金刚石微粉和合金镀层同时附着在阴极板上，从而在阴极板的表面形成刀片层。

优选的，阴极板为镀镍金属板或镍板。

S230、将阴极板的表面的刀片层剥离，得到所需要的划片刀。

本发明还公开了一实施方式的由上述的划片刀的制备方法制备得到的划片刀。

以下为具体实施例。

实施例1

参考上述划片刀电镀液的制备方法，配制2L的划片刀电镀液。

划片刀电镀液中各组分的浓度如下：硫酸镍的浓度为180g/L，氯化镍的浓度为25g/L，硼酸的浓度为30g/L，1,4-丁炔二醇的浓度为0.75g/L，邻磺酰苯酰亚胺的浓度为2g/L，十二烷基硫酸钠的浓度为0.1g/L，硫酸钴的浓度为10g/L。

向划片刀电镀液中加入15g的金刚石微粉，混匀后得到金刚石电镀液。

将两块镀镍钢板间隔设置在金刚石电镀液，保持金刚石电镀液的温度为55℃并电镀80min，电流密度为2A/dm

将镀镍钢板的表面的刀片层剥离，得到所需要的划片刀。

实施例2

参考上述划片刀电镀液的制备方法，配制2L的划片刀电镀液。

划片刀电镀液中各组分的浓度如下：硫酸镍的浓度为150g/L，氯化镍的浓度为30g/L，硼酸的浓度为25g/L，1,4-丁炔二醇的浓度为1g/L，邻磺酰苯酰亚胺的浓度为1g/L，十二烷基硫酸钠的浓度为0.15g/L，硫酸钴的浓度为5g/L。

向划片刀电镀液中加入15g的金刚石微粉，混匀后得到金刚石电镀液。

将两块镀镍钢板间隔设置在金刚石电镀液，保持金刚石电镀液的温度为50℃并电镀80min，电流密度为2A/dm

将镀镍钢板的表面的刀片层剥离，得到所需要的划片刀。

实施例3

参考上述划片刀电镀液的制备方法，配制2L的划片刀电镀液。

划片刀电镀液中各组分的浓度如下：硫酸镍的浓度为220g/L，氯化镍的浓度为20g/L，硼酸的浓度为45g/L，1,4-丁炔二醇的浓度为0.5g/L，邻磺酰苯酰亚胺的浓度为3g/L，十二烷基硫酸钠的浓度为0.05g/L，硫酸钴的浓度为15g/L。

向划片刀电镀液中加入15g的金刚石微粉，混匀后得到金刚石电镀液。

将两块镀镍钢板间隔设置在金刚石电镀液，保持金刚石电镀液的温度为60℃并电镀80min，电流密度为2A/dm

将镀镍钢板的表面的刀片层剥离，得到所需要的划片刀。

对比例

参考上述划片刀电镀液的制备方法，取消十二烷基硫酸钠，配制2L的划片刀电镀液。

划片刀电镀液中各组分的浓度如下：硫酸镍的浓度为180g/L，氯化镍的浓度为25g/L，硼酸的浓度为30g/L，1,4-丁炔二醇的浓度为0.75g/L，邻磺酰苯酰亚胺的浓度为2g/L，硫酸钴的浓度为10g/L。

向划片刀电镀液中加入15g的金刚石微粉，混匀后得到金刚石电镀液。

将两块镀镍钢板间隔设置在金刚石电镀液，保持金刚石电镀液的温度为55℃并电镀80min，电流密度为2A/dm

将镀镍钢板的表面的刀片层剥离，得到所需要的划片刀。

测试例

分别对实施例1～3以及对比例制得的划片刀进行镀层均匀性测试、硬度测试和使用寿命测试，得到下表1。

表1

结合图1可以看出，实施例1～3制得的划片刀，在镀层均匀性和使用寿命上，均明显优于对比例制得的划片刀。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。