一种氮化铝陶瓷电路板及制备方法技术

本发明专利技术涉及一种氮化铝陶瓷电路板及制备方法，其氮化铝陶瓷电路板包括：表面覆盖有激光烧结的金属导电层的陶瓷基板，和利用化学刻蚀方法进行制备的电路。其氮化铝陶瓷电路板制备方法，包括：根据氮化铝陶瓷片尺寸，绘制出需要金属化区域；对氮化铝陶瓷片进行激光烧结，激光扫描烧结结束，氮化铝陶瓷片表面全部金属化；对氮化铝覆铜板进行化学刻蚀，最终得到电路板；将上述电路板进行抛光，丝印文字后进行热固化。本发明专利技术的陶瓷基板与金属导电层之间不含有传统金属化方法所含有的低导热、绝缘玻璃相，从而保证了陶瓷电路板的导热性和金属层的导电性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电子电工
，具体说是一种氮化铝陶瓷电路板及制备方法。
技术介绍
氮化铝AlN陶瓷是一种综合性能优良的电子封装材料，它具有很高的热导率，可靠的电绝缘性，低的介电常数和介电损耗以及无毒等优良特性，被广泛应用大功率LED，混合集成电路HIC和多芯片模块MCM等。人们预计，在基片和封装两大领域，AlN陶瓷最终将取代目前的Al2O3和BeO陶瓷。然而，氮化铝AlN陶瓷基板用于微电子器件封装时，需要先将其金属化处理。现行的金属化方法中，由于金属化层中含有大量的陶瓷相、玻璃相及有机物粘合剂，加工后，玻璃层或反应层处于金属与陶瓷层之间，其中玻璃层浸润陶瓷基片，形成镶嵌机械交联结构，反应层则形成中间相，他们都起到连接金属层与陶瓷基板的作用。由于玻璃层和反应层低导热材料的存在，大大降低了金属化后陶瓷基片整体器件的热导率。另外，由于玻璃相和陶瓷相弥散分布在金属层中，也会大大降低金属层的导电性和焊接性。因此，无中间玻璃层、反应层具有良好导热性、焊接性的氮化铝AlN陶瓷金属化基板一直是国际上的难题。目前我国使用的氮化铝AlN陶瓷金属化基板主要依靠进口，厚膜工艺中，不含玻璃相、陶瓷相添加剂，且具有优良导热，导电、焊接性的氮化铝AlN陶瓷金属化基板的制备技术，是急待解决的难题。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本专利技术提出了一种氮化铝陶瓷电路板及制备方法，本申请陶瓷基板与金属导电层之间不含有传统金属化方法所含有的低导热，绝缘的玻璃相，从而保证了陶瓷电路板的导热性和金属层的导电性；同时，化学刻蚀的方法使得电路精度进一步提高，增加电路集成度。第一方面，本专利技术提供了一种氮化铝陶瓷电路板，包括：表面覆盖有激光烧结的金属导电层的陶瓷基板，和利用化学刻蚀方法进行制备的电路。优选的，陶瓷基板表面完全覆盖上激光烧结的均匀同种金属导电层。优选的，化学刻蚀方法，包括光刻蚀法、热转印法。第二方面，本专利技术提供了一种氮化铝陶瓷电路板的制备方法，包括：S1:根据氮化铝陶瓷片尺寸，绘制出需要金属化区域，一般为矩形区域；S2:在氮化铝陶瓷片表面均匀涂覆一层金属粉末，粉末厚度在1微米—500微米之间；S3：进行激光烧结，激光扫描烧结结束，陶瓷表面全部金属化；S4:对氮化铝覆金属板进行化学刻蚀，最终得到电路板；S5:将上述电路板进行抛光，丝印文字后进行热固化。进一步的，步骤S3中是采用热转印法或光刻蚀法对氮化铝覆金属板进行化学刻蚀。进一步的，所述热转印法，包括：A:通过热转印打印机把电路图案打印在热转印纸上；B:然后使用烫印机将电路图案热转印到氮化铝陶瓷覆金属板上；C:利用化学刻蚀液对氮化铝陶瓷覆金属板进行化学刻蚀。进一步的，所述光刻蚀法，包括：a、在氮化铝覆金属板的薄膜表面均匀地覆盖上一层光刻胶；将光刻掩模上设计好的图案通过曝光成像的方法，将光刻转移到光胶层上；b、利用化学刻蚀液对氮化铝陶瓷覆金属板进行化学刻蚀。更进一步的，激光为CO2激光，波长为10.6μm。更进一步的，所述的氮化铝陶瓷基板中氮化铝含量在90-99％；所述的金属粉末包括铜粉，钼粉，银粉，钨粉，铬粉，钛粉，粒度在0.3-10μm之间。本专利技术由于采用以上技术方案，能够取得如下的技术效果：1.本专利技术在氮化铝覆金属板上利用化学刻蚀的方法进行电路制备，与以往的直接激光烧结直接绘制电路的方法相比，化学刻蚀法得到的电路精度更高，电路集成度也更高。2.与以往的高温烧结技术相比，本专利技术不需要后期热处理，节约大量能源，高温烧结炉的功率为10KW左右，而本专利技术所使用设备功率不超过300W，因此本专利技术方法节约大量能源，成本低。3.本专利技术的金属层为单一金属均匀导电层，比以往的金属混合物相比，更简单，导电性、导热性更好。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例对本专利技术进行详细描述。实施例1本实施例提供一种氮化铝陶瓷电路板，包括：表面完全覆盖有激光烧结的均匀同种金属导电层的陶瓷基板，和利用光刻蚀法或热转印法进行制备的电路。实施例2本实施例提供了一种氮化铝陶瓷电路板的制备方法，包括：S1:根据氮化铝陶瓷片尺寸，使用Coredraw软件在电脑中绘制出金属化面积；S2:将50*50*1mm的氮化铝陶瓷片放在激光切割机工作台上，在氮化铝陶瓷片表面均匀涂覆一层金属Ni粉末，粉末厚度在1微米—500微米之间。对氮化铝陶瓷片进行激光扫描烧结，同时打开喷粉装置对准激光烧结点进行连续喷粉，辅以真空低压收集装置，对多余未烧结的金属粉末进行收集，激光扫描烧结结束，氮化铝陶瓷片表面全部金属化；S3:采用光刻蚀法或热转印法对氮化铝覆金属板进行化学刻蚀，最终得到电路板；S4:将上述电路板进行抛光，丝印文字后进行热固化。优选的，激光为CO2激光，波长为10.6μm。实施例3本实施例提供了一种氮化铝陶瓷电路板的制备方法，包括：S1:根据氮化铝陶瓷片尺寸，使用Coredraw软件在电脑中绘制出金属化面积；S2:将50*50*1mm的氮化铝陶瓷片放在激光切割机工作台上，在氮化铝陶瓷片表面均匀涂覆一层金属Cu粉末，粉末厚度在1微米—500微米之间。对氮化铝陶瓷片进行激光扫描烧结，同时打开喷粉装置对准激光烧结点进行连续喷粉，辅以真空低压收集装置，对多余未烧结的金属粉末进行收集，激光扫描烧结结束，氮化铝陶瓷片表面全部金属化；S3:采用光刻蚀法或热转印法对氮化铝覆金属板进行化学刻蚀，最终得到电路板；S4:将上述电路板进行抛光，丝印文字后进行热固化。优选的，激光为CO2激光，波长为10.6μm。实施例4本实施例提供了一种氮化铝陶瓷电路板的制备方法，包括：S1:根据氮化铝陶瓷片尺寸，使用Coredraw软件在电脑中绘制出金属化面积；S2:将50*50*1mm的氮化铝陶瓷片放在激光切割机工作台上，在氮化铝陶瓷片表面均匀涂覆一层金属W粉末，粉末厚度在1微米—500微米之间。对氮化铝陶瓷片进行激光扫描烧结，同时打开喷粉装置对准激光烧结点进行连续喷粉，辅以真空低压收集装置，对多余未烧结的金属粉末进行收集，激光扫描烧结结束，氮化铝陶瓷片表面全部金属化；S3:采用光刻蚀法或热转印法对氮化铝覆金属板进行化学刻蚀，最终得到电路板；S4:将上述电路板进行抛光，丝印文字后进行热固化。优选的，激光为CO2激光，波长为10.6μm。实施例5作为对实施例1-5的补充，所述热转印法，包括：A:通过热转印打印机把电路图案打印在热转印纸上；B:然后使用烫印机将电路图案热转印到氮化铝陶瓷覆金属板上；C:利用化学刻蚀液对氮化铝陶瓷覆金属板进行化学刻蚀。所述光刻蚀法，包括：a、在氮化铝覆金属板的薄膜表面用甩胶机均匀地覆盖上一层光刻胶；将光刻掩模上设计好的微流控芯片图案通过曝光成像的方法，将光刻转移到光胶层上；b、利用化学刻蚀液对氮化铝陶瓷覆金属板进行化学刻蚀。本专利技术的陶瓷基板与金属导电层之间不含有传统金属化方法所含有的低导热，绝缘的玻璃相，从而保证了陶瓷电路板的导热性和金属层的导电性。同时，本专利技术在氮化铝覆金属板上利用化学刻蚀的方法进行电路制备，与以往的激光烧结直接绘制电路的方法相比，化学刻蚀法得到的电路精度更高，电路集成度也更高。其制备方法常温下即可完成，无需高温热处理，成本低。以上所述，仅为本专利技术较佳的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氮化铝陶瓷电路板，其特征在于，包括：表面覆盖有激光烧结的金属导电层的陶瓷基板，和利用化学刻蚀方法进行制备的电路。

【技术特征摘要】
1.一种氮化铝陶瓷电路板，其特征在于，包括：表面覆盖有激光烧结的金属导电层的陶瓷基板，和利用化学刻蚀方法进行制备的电路。2.根据权利要求1所述一种氮化铝陶瓷电路板，其特征在于，陶瓷基板表面完全覆盖上激光烧结的均匀同种金属导电层。3.根据权利要求1所述一种氮化铝陶瓷电路板，其特征在于，化学刻蚀方法，包括光刻蚀法、热转印法。4.一种氮化铝陶瓷电路板的制备方法，其特征在于，包括：S1:根据氮化铝陶瓷片尺寸，绘制出需要金属化区域；S2:在氮化铝陶瓷片表面涂覆一层金属粉末；S3：然后进行激光烧结，激光扫描烧结结束，陶瓷表面全部金属化；S4:对氮化铝覆金属板进行化学刻蚀，最终得到电路板；S5:将上述电路板进行抛光，丝印文字后进行热固化。5.根据权利要求4所述一种氮化铝陶瓷电路板的制备方法，其特征在于，步骤S3中是采用热转印法或光刻蚀法对氮化铝覆金属板进行化学刻蚀。6.根据权利要求5所述一种氮化...

【专利技术属性】
技术研发人员：惠宇，孙旭东，毕孝国，刘旭东，
申请(专利权)人：大连大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21