一種陶瓷基板化學(xué)鍍銅溶液及陶瓷基板的金屬化工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及陶瓷基板電路板生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種陶瓷基板化學(xué)鍍銅溶液及陶瓷基板的金屬化工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電子產(chǎn)品朝著微型化發(fā)展，電子電路的密度和功能要求也隨之提高，這就導(dǎo)致電路溫度不斷上升，所以，具有高熱導(dǎo)率、散熱性能的良好電性能的電路板基材就成為迫切需求。陶瓷基板具有熱導(dǎo)率高，熱脹系數(shù)與Si片接近，絕緣電阻大和介電損耗小等優(yōu)越電性能，是新一代大規(guī)模集成電路、半導(dǎo)體模塊電路及大功率器件的理想散熱和封裝材料，目前主要應(yīng)用于高密度混合電路、微波功率器件等產(chǎn)品中，具有非常廣泛的應(yīng)用前景。
[0003]目前開發(fā)出來的陶瓷金屬化工藝主要有厚膜金屬化、薄膜法金屬化、直接鍵合銅金屬化(DBC)和化學(xué)鍍金屬化。在制作陶瓷基板時，以上工藝常常需要制作掩模板，工藝過程繁雜，周期長，柔性化程度很低，圖形難精細化。
[0004]專利CN 103188877 A里公開了一種陶瓷基線路板的制作方法，采用激光改性陶瓷(包括氮化鋁、氧化鋁陶瓷)，再化學(xué)鍍使改性區(qū)域金屬化，快速高柔性制作陶瓷基線路板。
[0005]這種方式具備以下優(yōu)勢，采用激光改性法來制作陶瓷基線路板，一方面，陶瓷表面因吸收了激光的高能束發(fā)生物理、化學(xué)反應(yīng)，生成活化源，可作為后續(xù)化學(xué)鍍的活化中心，直接化學(xué)鍍銅，不需要鈀、銀等貴金屬活化。另一方面，經(jīng)激光改性過的區(qū)域，粗糙度增加，親水性能得到改善，這就增加了鍍層與基體之間的結(jié)合力。同時，激光加工具有區(qū)域選擇性，被激光改性過的區(qū)域能沉積上金屬，未改性區(qū)域則沉積不上，或者沉積極少，而且激光光斑小，加工精度高，適用于制作超精細線路。
[0006]但是存在如下弊端:陶瓷在吸收激光能量后，如果吸收能量較小，表面粗糙度Ra一般在3 μπι以下，在化學(xué)鍍銅時，鍍層與基體之間的機械咬合能力較弱，當(dāng)反應(yīng)產(chǎn)生的氣體膨脹力超過鍍銅層與基體之間的附著力時就會發(fā)生鍍層“起泡”的現(xiàn)象，嚴重影響鍍層的致密性、平整性和附著力等性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明針對目前陶瓷基板電路加工存在的不足，而提供一種陶瓷基板化學(xué)鍍銅溶液及陶瓷基板的金屬化工藝，為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0008]一種陶瓷基板化學(xué)鍍銅溶液，所述化學(xué)鍍銅溶液由以下成分構(gòu)成，可溶性Cu2+鹽；與Cu2+絡(luò)合形成相對穩(wěn)定的配合物的絡(luò)合劑；含有氫氧根離子來源的pH調(diào)節(jié)劑；防止鍍液自發(fā)分解的穩(wěn)定劑；抑制鍍層起泡適宜的添加劑；以及還原劑。
[0009]優(yōu)選的，所述可溶性Cu2+鹽為CuSO 4.5H20，Cu(NO3)2, CuClg中一種或任意組合。
[0010]優(yōu)選的，所述絡(luò)合劑為酒石酸鹽，EDTA，乙二胺，氨、水楊酸、三乙醇胺其中一種或任意組合。
[0011 ] 優(yōu)選的，所述pH調(diào)節(jié)劑為氫氧化鈉、氫氧化鋰、氫氧化鉀、氫氧化銨、氫氧化四甲銨其中一種或任意組合。
[0012]優(yōu)選的，所述穩(wěn)定劑為2-2’聯(lián)吡啶與氰化物的雙穩(wěn)定劑，所述穩(wěn)定劑濃度分別為2-2’聯(lián)吡啶:5?30mg/L，氰化物:8?70mg/L。
[0013]優(yōu)選的，所述添加劑為P-苯醌、氰醌、蒽醌、O?苯醌、1，4?荼醌、及多元酚類:對苯二酚、鄰苯二酚、間苯二酚以及氫游離基捕捉劑。
[0014]優(yōu)選的，所述還原劑為次磷酸鈉、二甲胺基甲硼烷、甲醛其中的一種。
[0015]一種陶瓷基板的金屬化工藝，包括以下工藝步驟:
[0016](I)除油:將陶瓷基板放入不含磷堿性的有機溶劑中，配合超聲波清洗，去除表面油污，本發(fā)明采用酒精清洗；
[0017](2)激光改性制作電路圖案:將設(shè)計好的線路圖案，通過激光轉(zhuǎn)移到陶瓷基板上；
[0018](3)清洗:將激光改性后基板放入酒精中清洗，再進行去離子水清洗去除改性過程中產(chǎn)生的殘渣；
[0019](4)化學(xué)鍍銅:將基板放入上述的化學(xué)鍍銅液中施鍍；鍍液溫度通過恒溫水浴鍋控制在50°C左右，施鍍時間50?90min ;施鍍過程中，不斷攪拌溶液，形成陶瓷電路基板。
[0020]優(yōu)選的，所述步驟2中激光改性處理中的設(shè)置參數(shù):波長λ = 248nm、λ = 266nm、λ = 355nm、λ = 532nm、λ = 1064nm ;激光功率在 I ?20w ;掃描速度為 80 ?4000mm/s，脈沖重復(fù)頻率為60?400KHz，獲得表面粗糙度Ra為0.5?2 μ m的電路圖案。
[0021]本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明的陶瓷基板化學(xué)鍍銅溶液及陶瓷基板的金屬化工藝，所述化學(xué)鍍銅溶液中在鍍液中加入各種成分及添加劑，可防止鍍層起泡，改善銅沉積速率；在電鍍工藝中，采用激光改性法制作陶瓷基板線路，可實現(xiàn)“無鈀活化”化學(xué)鍍銅，節(jié)約貴金屬。
【附圖說明】
[0022]圖1.為一現(xiàn)有技術(shù)化學(xué)鍍銅溶液及工藝生產(chǎn)的陶瓷基板線路板放大圖
[0023]圖2.本發(fā)明化學(xué)鍍銅溶液及工藝生產(chǎn)的陶瓷基板線路板的與圖1陶瓷基板線路板相同倍數(shù)放大圖
[0024]圖3.本發(fā)明化學(xué)鍍銅溶液及工藝生產(chǎn)的陶瓷基板線路板的線路放大圖【具體實施方式】:
[0025]下面結(jié)合附圖1?3及具體實施例對本發(fā)明進一步說明:
[0026]以下是本發(fā)明幾個關(guān)于化學(xué)鍍銅溶液的實施例:
[0027]實施例1:
[0028]本實施例的化學(xué)鍍銅溶液由以下成分構(gòu)成:
[0029]可溶性Cu2+鹽:CuSO 4.5H20在化學(xué)鍍銅溶液的濃度為10?30g/L
[0030]絡(luò)合劑:EDTA與酒石酸鹽混合絡(luò)合劑在化學(xué)鍍銅溶液濃度分別為12?35g/L。
[0031]pH調(diào)節(jié)劑:通過含有氫氧根離子來源的氫氧化鈉、氫氧化鋰混合調(diào)節(jié)劑，在化學(xué)鍍銅溶液pH為12.5?13.5。
[0032]穩(wěn)定劑:為了防止鍍液自發(fā)分解，加入2-2’聯(lián)吡啶與氰化物的雙穩(wěn)定劑，濃度分別為2-2’聯(lián)吡啶:5?30mg/L，氰化物:8?70mg/L。
[0033]添加劑:P-苯醌、氰醌在化學(xué)鍍銅溶液的濃度為0.11?I lg/L ；
[0034]還原劑:甲醛在化學(xué)鍍銅溶液的濃度為5?20ml/L。
[0035]作為較佳實施方式，絡(luò)合劑與CuSO4.5Η20的質(zhì)量之比優(yōu)選2:1?5:1 ；HCH0 (37% )與CuSO4.5H20的質(zhì)量之比優(yōu)選1:1.1?1:1.7。
[0036]實施例2:
[0037]可溶性Cu2+鹽:Cu (NO 3)2，CuCl2;
[0038]絡(luò)合劑:乙二胺，氨、水楊酸、三乙醇胺；
[0039]pH調(diào)節(jié)劑:氫氧化鉀、氫氧化銨、氫氧化四甲銨等調(diào)節(jié)，室溫下pH優(yōu)選12.5?13.5 ；
[0040]穩(wěn)定劑:2-2’聯(lián)吡啶