具有铜结构的AlN印制电路板及其制备方法技术

本发明专利技术涉及制备在两面的至少一个面上具有印制电导线和接触点以及具有至少一个通孔敷镀‑穿孔（Via）的陶瓷印制电路板的方法。根据本发明专利技术实施下列连续的方法步骤：a)制备氮化铝陶瓷基板，并将穿孔引入到为所述Via设计的位置；b)用由铜、钨、钼或它们的合金或混合物形成的第一粘合糊料填充所述穿孔；c)通过第一丝网印刷操作按照印制导线和接触点的所需线路设计使用第二粘合糊料一次性套印所述陶瓷基板的至少一个面；d)任选使用第二粘合糊料完全或部分重复所述套印过程；e)在具有N2（氮气）的拷版炉中拷版印制的陶瓷基板，其中将氧含量控制在0‑50 ppm O2；f）通过第二丝网印刷操作将玻璃含量低的覆盖糊料印制在所述第二粘合糊料上，直到达到印制导线和接触点的所需厚度；g)在具有N2（氮气）的拷版炉中拷版印制的陶瓷基板，其中将氧含量控制在0‑50 ppm O2。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及制备在两面的至少一个面上具有印制电导线和接触点以及具有至少一个通孔敷镀-穿孔（Via）的陶瓷印制电路板的方法。根据本专利技术实施下列连续的方法步骤：a)制备氮化铝陶瓷基板，并将穿孔引入到为所述Via设计的位置；b)用由铜、钨、钼或它们的合金或混合物形成的第一粘合糊料填充所述穿孔；c)通过第一丝网印刷操作按照印制导线和接触点的所需线路设计使用第二粘合糊料一次性套印所述陶瓷基板的至少一个面；d)任选使用第二粘合糊料完全或部分重复所述套印过程；e)在具有N2（氮气）的拷版炉中拷版印制的陶瓷基板，其中将氧含量控制在0-50ppmO2；f）通过第二丝网印刷操作将玻璃含量低的覆盖糊料印制在所述第二粘合糊料上，直到达到印制导线和接触点的所需厚度；g)在具有N2（氮气）的拷版炉中拷版印制的陶瓷基板，其中将氧含量控制在0-50ppmO2。【专利说明】具有铜结构的AIN印制电路板本专利技术涉及制备在两面的至少一个面上具有印制电导线和接触点以及具有至少一个通孔敷镀-穿孔(Via)的陶瓷印制电路板的方法。本专利技术的目的在于，改进根据权利要求1的前述部分的方法，以便可以使在LED技术中通过该方法制备的印制电路板用于产生大量热和高电流的高功率光源。这种高功率光源例如用作体育场中的强力照明设备。本专利技术的目的通过下列连续的方法步骤而实现: a)制备氮化铝陶瓷基板，并将穿孔引入到为所述Via设计的位置； b)用由铜、钨、钥或它们的合金或混合物形成的第一粘合糊料填充所述穿孔；和 c)通过第一丝网印刷操作按照印制导线和接触点的所需线路设计使用第二粘合糊料一次性套印所述陶瓷基板的至少一个面； d)任选使用第二粘合糊料完全或部分重复所述套印过程； e)在具有N2(氮气)的拷版炉(Einbrennofen)中拷版(brennen)印制的陶瓷基板,其中将氧含量控制在0-50 ppm O2 ； f)通过第二丝网印刷操作将玻璃含量低的覆盖糊料印制在所述第二粘合糊料上，直到达到印制导线和接触点的所需厚度；g)在具有N2(氮气)的拷版炉中拷版印制的陶瓷基板，其中将氧含量控制在0-50 ppmO2。该方法特别可以制备厚的或高的印制导线。优选在每次丝网印刷操作之后进行陶瓷基材的后续干燥过程或拷版过程。这改善粘合性和长期稳定性。在一个本专利技术的实施方案中，使用无电流的镍和无电流的金强化所述印制导线和接触点或所述拷版的覆盖糊料，该强化作用是耐腐蚀的和可焊接的。所述的将穿孔引入到为Via设计的位置优选是在烧结前通过冲压或在烧结后通过激光辐射进行的。在优选的实施方案中，使用高粘度的铜糊料作为第一粘合糊料，其粘度为800-1200 Pa S，优选 900-1100 Pa s 和特别优选 1000 Pa S。所述铜糊料优选含有CuO或Cu2O和适合于AlN的粘合玻璃，优选ZnO-SiO2粘合玻3? ο在一个实施方案中，优选在所述铜糊料中含有扩大体积的成分，例如Al或Ti，并且含有在加热时释放铜的物质，例如CuCl。优选地，所述第二粘合糊料与所述第一粘合糊料除了在粘度方面外都相同，其中所述第二粘合糊料的粘度比所述第一粘合糊料的粘度低了大约一半。“大约一半”是指优选50%土 10%，特别优选50%±5%和更特别优选50%±2%。第二粘合糊料的粘度优选为500 Pa S。优选500 Pa s的粘度是指500±50Pa s的粘度，特别优选500±10 Pa s的粘度。在一个本专利技术的实施方案中，所述覆盖糊料与所述粘合糊料除了在缺少粘合玻璃方面外都相同，然后所述覆盖糊料具有比所述粘合糊料更低的粘度，其中覆盖糊料粘度为粘合糊料粘度的1/3-2/3，并且特别优选为粘合糊料粘度的40-60%。优选地，在重复套印所述印制导线和接触点的情况下，实施套印时向周边减少0.01-0.05 mm。对于根据上述方法制备的具有印制导线和接触点的陶瓷印制电路板，所述印制导线和接触点的垂直厚度或高度优选为20-125 μ m，优选60-90 μ m0根据本专利技术，所述Via用铜、钨或钥或它们的混合物填充。由于太剧烈的合金反应，银不适用。优选地，这些印制电路板在LED技术中可用于高效率光源，其中产生大量热量并流过高的电流。这种高功率光源例如用作体育场中的强力照明设备。制备方法: O使用氮化铝陶瓷基板用于制备，为了将Via引入其位置，在烧结前冲压该基板或在烧结后通过激光辐射激光钻孔该基板。2)根据本专利技术，在第一步骤中用由铜、钨或钥或其合金或混合物构成的粘合糊料填充所述Via。优选地，使用粘度为1000 Pa s的铜糊料作为粘合糊料。所述铜Via糊料可以含有CuO或Cu2O和适合于AlN的粘合玻璃，优选ZnO-SiO2粘合玻璃。此外，有利的是扩大体积的成分，例如Al或Ti，以及在加热时释放铜的物质，例如CuCl。3)然后，一次性通过丝网印刷操作使用在编号2中提到的铜糊料按照印制导线和接触点的所需线路设计完全套印所述陶瓷基板的至少一个面。4)如果制备特别厚的印制导线和接触点，则另外使用上述的铜糊料作为粘合糊料实施另一丝网印刷操作。所述铜糊料可以完全或部分地通过丝网印刷操作多次套印。5)然后，在优选80°C下干燥具有一个或多个印制的粘合糊料的陶瓷基板。6)然后，在900°C将印制的陶瓷基板穿过具有N2 (氮气)的拷版炉，其中将氧含量控制在 0-50 ppm 02o7)然后，在经拷版的粘合糊料上印刷合适粘度和合适组成的低玻璃含量的覆盖糊料，直到达到印制导线和接触点的上述铜厚度。所述覆盖糊料与所述粘合糊料除了在缺少粘合玻璃方面外都相同，然后所述覆盖糊料具有比所述粘合糊料更低的粘度。优选地，覆盖糊料粘度为粘合糊料粘度的1/3-2/3，并且特别优选为粘合糊料粘度的40-60%。8)然后，在优选80°C下干燥具有印制的覆盖糊料的陶瓷基板。9)然后，在900°C将印制的陶瓷基板穿过具有N2 (氮气)的拷版炉，其中将氧含量控制在 0-50 ppm 02o10)或者取消编号6，并且在没有之前的拷版过程的情况下将所述覆盖糊料在干燥之后立刻印制在粘合糊料上。根据本专利技术，将优选由铜或铜合金构成的印制导线和接触点通过至少一个丝网印刷操作借助铜糊料施加到氮化铝陶瓷基板上，由此达到上述铜厚度。如果印制导线和接触点的厚度或高度在20-40 μ m之间，一次施加就足够了。如果要求40-125 μ m的更厚或更高的印制导线和接触点，则优选实施两次或更多次丝网印刷操作。通常，使用两种不同的糊料，即直接在陶瓷基板上的粘合糊料和在粘合糊料上的覆盖糊料。根据本专利技术，两种糊料仅仅通过一个丝网印刷操作施加。在制备过程中，在陶瓷基板上的Via通过粘合糊料填充，并且按照所需线路设计使用粘合糊料一次或两次性地完全套印所述陶瓷基板的至少一个面。该粘合糊料可以另外通过另一丝网印刷操作套印。在每次施加之后，优选进行干燥。然后，在所述粘合糊料上印刷合适粘度和合适组成的覆盖糊料，直到达到印制导线和接触点的上述铜厚度。印制电路板的另一面(即下面)可以用铜糊料一次或多次套印。所述Via优选具有0.20 mm的直径，然而根据陶瓷基板的厚度可以具有适合的直径。较厚的陶瓷基板需要另外的Via，即具有更大直径的Via。对于I mm的陶瓷基板厚度，需要0本文档来自技高网...

【技术保护点】
制备在两面的至少一个面上具有印制电导线和接触点以及具有至少一个通孔敷镀‑穿孔（Via）的陶瓷印制电路板的方法，其特征在于下列连续的方法步骤：a) 制备氮化铝陶瓷基板，并将穿孔引入到为所述Via设计的位置；b) 用由铜、钨、钼或它们的合金或混合物形成的第一粘合糊料填充所述穿孔；和c) 通过第一丝网印刷操作按照印制导线和接触点的所需线路设计使用第二粘合糊料一次性套印所述陶瓷基板的至少一个面；d) 任选使用第二粘合糊料完全或部分重复所述套印过程；e) 在具有N2（氮气）的拷版炉中拷版印制的陶瓷基板，其中将氧含量控制在0‑50 ppm O2；f） 通过第二丝网印刷操作将玻璃含量低的覆盖糊料印制在所述第二粘合糊料上，直到达到印制导线和接触点的所需厚度；g) 在具有N2（氮气）的拷版炉中拷版印制的陶瓷基板，其中将氧含量控制在0‑50 ppm O2。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：A多恩，R莱奈斯，K赫尔曼，D耶尼希，
申请(专利权)人：陶瓷技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE