一种陶瓷基板新型电镀图形的方法技术

本发明专利技术公开了一种陶瓷基板新型电镀图形的方法，属于电子电路技术领域，本发明专利技术通过工艺顺序的重新调整以及增加锡镀层工艺,采用陶瓷金属化后直接贴膜，曝光后留出需要电镀加厚的图形部分，并且采用激光打孔技术和真空多弧离子溅镀技术，本发明专利技术科学合理，使用安全方便，调整工艺顺序和增加锡镀层工艺，陶瓷金属化后直接贴膜有力的减少了时间成本，提高了产品品质，采用激光打孔技术可降低生产成本，加工的稳定性也更好，孔径的选择性更多，且本专利采用真空多弧离子溅镀技术，安全性好，效率更高，品质更好且稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种陶瓷基板新型电镀图形的方法
本专利技术涉及电子电路
，具体是一种陶瓷基板新型电镀图形的方法。
技术介绍
随着多芯片高集成器件、大功率半导体器件和激光二极管元器件等新一代大功率电子电力器件的发展，大功率器件所产生的热量也在不断增加，散热问题变得越来越重要，由于陶瓷具有高热导率、高电阻率，线膨胀系数，且耐高压高温，正是解决大功率器件封装的关键基板材料，能很好的符合大功率芯片和高密度集成封装的各项要求，所以陶瓷与常规芯片的组合越来越受欢迎，目前已被广泛应用于汽车、油井、电力变送等高压、高绝缘、高频、高温、高可靠、小体积的电子产品中；常规陶瓷基板主要有平面板及3D板(带围坝)两种，本专利技术主要改进是的平面基板，常规基板制作方法主要有：一、直接丝印金属层：工艺比较成熟，直接将铜浆或者其它金属浆料丝印到陶瓷基板上，再经过高温烧结，从而制备陶瓷线路板，该方法虽然工艺步骤简单，但所需的丝印设备精度要求高，需要的丝印铜浆严重依赖进口，需要上千度的高温真空或者氮气保护下烧结，成本较高，且经过高温后图形一致性及精确度会有所改变，精密图形较难控制；二、电镀沉积法：该工艺原流程为：基板打孔、基板金属化、电镀加厚、整平、贴膜、曝光、显影、刻蚀、喷砂、化镍/化金和成品检验，该工艺主要难度在于刻蚀过程需要采用比较精密且昂贵的设备，多则几十万上百万，少则十多万一台。另外刻蚀时间比较长，以酸性刻蚀药水刻蚀举例，图形刻蚀时间需要大约12min，常规刻蚀药水无论是碱性刻蚀还是酸性刻蚀，酸雾或者碱雾挥发性较大，对环境或者操作人工污染伤害较大，且刻蚀过程图形一致性控制难度较大，常规设备极易产生线路过蚀或者刻蚀不到位的品质异常，且刻蚀过程需要人工显微镜下反复多次观察确认，耗时长，效率低，人员易眼睛疲劳。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种陶瓷基板新型电镀图形的方法，以解决现有技术中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种陶瓷基板新型电镀图形的方法，其特征在于：包括以下步骤：S100：基板打孔：根据电路设计要求对陶瓷基板进行激光打孔，所述激光打孔的孔直径为0.5mm或0.15mm；所述陶瓷基板的材质为氮化铝或氧化铝,所述陶瓷边缘四周设有4个定位孔，定位孔尺寸为1mm；陶瓷基板打孔加工工艺采用当前最先进的激光打孔技术，比层压PCB板加工工艺更高效且简单。常规PCB板采用机加工钻孔方法，常规设备极限0.5mm,且加工成本高，效率低，本专利采用激光打孔技术，可以大大提高生产效率及降低生产成本，加工的稳定性也更好，孔径的选择性更多；S200：基板金属化：对打孔后的陶瓷基板进行预处理，然后对陶瓷表面金属化处理,使用真空多弧离子溅镀方法所镀的钛底层厚度为100-500um,铜层厚度为600-1500um；真空多弧离子溅镀从阴极直接产生等离子体，不用熔池，阴极靶可根据工件形状在任意方向布置，使夹具大为简化；入射粒子能量高，膜的致密度高，强度和耐久性好，附着强度好；离化率高，一般可达60％～80％；且蒸镀速率快；预处理关系到镀层的结合力、耐蚀性和平整程度等性能，要获得优质的镀层，预处理工艺十分必要。S300：贴膜：对金属化后的陶瓷基板依据线路设计进行贴膜处理；所述步骤S300中贴膜可以为干膜也可以为湿膜，干膜厚度为40-70um；将贴膜后的陶瓷基板进行曝光和显影处理，所述显影处理的方法为用1％碳酸钠溶液浸泡两分钟之后洗净；将陶瓷基板金属化后直接贴膜，曝光后留出需要电镀加厚的图形部分，有力的减少了时间成本，提高了产品品质。S400：基板加厚填孔：对贴膜后的陶瓷基板进行加厚处理及填孔处理，所述加厚处理和所述填孔处理的方法为电镀；电镀有利于减少无效面积的电镀，同等条件下减少了阳极消耗量；且电镀电流分布更均匀，电镀后面板更平整。S500：镀锡保护：对基板加厚填孔的陶瓷基板进行镀锡保护处理；S600：退膜：对镀锡保护后的陶瓷基板予以退膜处理；S700：刻蚀：对退膜后的陶瓷基板刻蚀处理；由于采用图形电镀，基板退完膜后，需要刻蚀的膜层仅有溅射的极薄的铜层600-1500nm,利用装有碱性刻蚀液的刻蚀机只需最快速度过机刻蚀时长约1min,即可彻底蚀刻干净且不会伤到图形电镀层，品质稳定，可大幅减短刻蚀的时间及重复检验的时间，药水消耗减少，有效减少了废气排放，且本设计基板电镀加厚以后，加镀一层3-5um锡镀层，采用碱性刻蚀工艺，锡可以做保护层保护加厚的铜层在刻蚀过程中不被腐蚀，确保图形加厚镀层在刻蚀过程中不会产生刻蚀的凹坑异常品质。S800：整平：对刻蚀后的陶瓷基板予以整平处理；所述整平处理的方法为基板表面机械抛磨后喷砂。S900：化镍/化金：对喷砂处理后的陶瓷基板依规格要求进行电镀化学镍化学金处理；电镀化学镍是为了防腐蚀和氧化，电镀化学金可以增加导电性且利于后段共晶及芯片打线处理。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术通过工艺顺序的重新调整,采用陶瓷基板金属化后直接贴膜，曝光后留出需要电镀加厚的图形部分，有力的减少了时间成本，提高了产品品质，详细如下，将电镀加厚和整平的顺序后移，将贴膜、曝光、显影的顺序前移，以及增加镀锡工艺，本专利技术陶瓷金属化采用真空多弧离子溅镀，首先溅射钛底层，钛层为100-500nm，钛层后溅射铜膜600-1500nm，还采用电镀、刻蚀技术；多弧离子镀具有以下优点：(1)从阴极直接产生等离子体，不用熔池，阴极靶可根据工件形状在任意方向布置，使夹具大为简化；(2)入射粒子能量高，膜的致密度高，强度和耐久性好，附着强度好；(3)离化率高，一般可达60％～80％；(4)从应用的角度讲，其突出优点是蒸镀速率快；电镀优点：(1)有利于减少无效面积的电镀，同等条件下减少了阳极消耗量；(2)电镀电流分布会更均匀，电镀后面板更平整；刻蚀优点：(1)由于采用图形电镀，基板退完膜后，需要刻蚀的膜层仅有溅射的极薄的铜层600-1500nm,利用装有碱性刻蚀液的刻蚀机只需最快速度过机刻蚀时长约1min,即可彻底蚀刻干净且不会伤到图形电镀层，品质稳定，可大幅减短刻蚀的时间及重复检验的时间；(2)药水消耗减少，有效减少了废气排放；(3)本设计基板电镀加厚以后，加镀一层3-5um锡镀层，采用碱性刻蚀工艺，锡可以做保护层保护加厚的铜层在刻蚀过程中不被腐蚀，确保图形加厚镀层在刻蚀过程中不会产生刻蚀的凹坑异常品质；对比常规PCB板图形电镀差别:(1)层压PCB板与陶瓷基板材质存在本质区别，两种完全不一样，加工工艺路线也差别巨大；(2)常规PCB板采用机加工钻孔方法，常规设备极限0.5mm,且加工成本高，效率低，本专利采用激光打孔技术，可以大大提高生产效率及降低生产成本，加工的稳定性也更好，孔径的选择性更多；(3)PCB属于层压板大多采用化学镀铜予以金属化，本专利采用的是最新技术真空多弧溅射金属化，安全性好，效率更高，品质更好且稳定；(4)PCB板电镀填孔只需导通即可，本专利采用的是填实心孔，可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种陶瓷基板新型电镀图形的方法，其特征在于：包括以下步骤：/nS100：基板打孔：根据电路设计要求对陶瓷基板进行激光打孔；/nS200：基板金属化：对打孔后的陶瓷基板进行预处理，然后对陶瓷表面金属化处理；/nS300：贴膜：对金属化后的陶瓷基板依据线路设计进行贴膜处理；/nS400：基板加厚填孔：对贴膜后的陶瓷基板进行加厚处理及填孔处理；/nS500：镀锡保护：对基板加厚填孔的陶瓷基板进行镀锡保护处理；/nS600：退膜：对镀锡保护后的陶瓷基板予以退膜处理；/nS700：刻蚀：对退膜后的陶瓷基板刻蚀处理；/nS800：整平：对刻蚀后的陶瓷基板予以整平处理；/nS900：化镍/化金：对整平后的陶瓷基板依规格要求进行电镀化学镍化学金处理。/n

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷基板新型电镀图形的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S100：基板打孔：根据电路设计要求对陶瓷基板进行激光打孔；
S200：基板金属化：对打孔后的陶瓷基板进行预处理，然后对陶瓷表面金属化处理；
S300：贴膜：对金属化后的陶瓷基板依据线路设计进行贴膜处理；
S400：基板加厚填孔：对贴膜后的陶瓷基板进行加厚处理及填孔处理；
S500：镀锡保护：对基板加厚填孔的陶瓷基板进行镀锡保护处理；
S600：退膜：对镀锡保护后的陶瓷基板予以退膜处理；
S700：刻蚀：对退膜后的陶瓷基板刻蚀处理；
S800：整平：对刻蚀后的陶瓷基板予以整平处理；
S900：化镍/化金：对整平后的陶瓷基板依规格要求进行电镀化学镍化学金处理。


2.根据权利要求1所述的一种陶瓷基板新型电镀图形的方法，其特征在于：所述陶瓷基板的材质为氮化铝或氧化铝。


3.根据权利要求1所述的一种陶瓷基板新型电镀图形的方法，其特征在于：所述陶瓷基板上设有定位孔。


4.根据权利要求1所述的一种陶瓷基板新型电镀图形的方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘横望，
申请(专利权)人：广东格斯泰气密元件有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44