一种蚀刻制备高可靠陶瓷覆铜的方法技术

本发明专利技术公开了一种蚀刻制备高可靠陶瓷覆铜的方法，包括以下步骤：S1：在清洗去除氧化物、油污后的陶瓷覆铜板上滚压上干膜；S2：将压上干膜的陶瓷覆铜板使用曝光资料进行LDI曝光或用菲林进行UV曝光，所使用曝光资料或菲林相比实际线宽宽0.1～0.3mm；S3：对完成曝光的陶瓷覆铜板进行显影、蚀刻、退膜、水洗、烘干制备线路，陶瓷覆铜板可一次性也可分步依次经过显影缸，蚀刻缸，退膜缸，水洗缸及烘干箱，速度为0.3～1.5m/min；S4：对制备好线路的陶瓷覆铜板图形区域印制油墨，油墨图形线宽小于产品线宽0.5～2mm；S5：印制好油墨的陶瓷覆铜板烘干后UV全板曝光；S6：对S5步骤完成曝光的陶瓷覆铜板再次蚀刻，依次经蚀刻、退膜、水洗、烘干工序，过程采用水平蚀刻线，速度均为1～4m/min。

【技术实现步骤摘要】
一种蚀刻制备高可靠陶瓷覆铜的方法
本专利技术涉及陶瓷覆铜板制造
，具体是一种蚀刻制备高可靠陶瓷覆铜的方法。
技术介绍
因陶瓷覆铜板具有载流能力强、热导热高、绝缘耐压性能优异等特性，其成为电力电子领域功率模块最为优良的封装材料，一般用作芯片的衬板，起着绝缘、散热、线路连接等关键作用。随着第三代功率半导体的兴起，功率模块载流能力不断提升，要求陶瓷覆铜板铜厚度不断增加，加之芯片功率提升，导致工作环境温差不断增大，带来热应力急剧增加，使得陶瓷覆铜板失效风险显著增加。提升陶瓷覆铜板可靠性成为研究热点，发展高可靠陶瓷覆铜板成为行业趋势。目前，主要通过改进工艺、制备更耐热冲击的陶瓷材料等方式，以提升陶瓷覆铜板的可靠性。
技术实现思路
本专利技术通过二次蚀刻法，制备弧形阶梯状铜层，可有效释放陶瓷覆铜板热应力，实现低成本制备高可靠陶瓷覆铜板的目的。即第一次滚压干膜，通过蚀刻制备所需线路，第二次印制湿膜，再蚀刻制得凹弧形台阶状铜层，以解决上述
技术介绍
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：一种蚀刻制备高可靠陶瓷覆铜的方法包括以下步骤：S1：在清洗去除氧化物、油污后，且铜厚为0.2～0.8mm的陶瓷覆铜板上滚压上干膜；S2：将压上干膜的陶瓷覆铜板使用曝光资料进行LDI曝光或用菲林进行UV曝光，所使用曝光资料或菲林相比实际线宽宽0.1～0.3mm；S3：对完成曝光的陶瓷覆铜板进行显影、蚀刻、退膜、水洗、烘干工序去除多余铜皮，制备线路，陶瓷覆铜板经过显影缸，蚀刻缸，退膜缸，水洗缸及烘干箱的速度均为0.3～1.5m/min；S4：对制备好线路的陶瓷覆铜板图形区域印制油墨，油墨图形线宽小于产品线宽0.5～2mm；S5：对印制好油墨的陶瓷覆铜板烘干后，进行UV全板曝光；S6：对S5步骤完成曝光的陶瓷覆铜板再次蚀刻，陶瓷覆铜板依次经过蚀刻、退膜、水洗、烘干工序制得凹弧形台阶状结构，蚀刻过程采用水平蚀刻线，速度均为1～4m/min；作为本专利技术进一步的方案：所述S1步骤中滚压干膜在压力3～6Kg/cm2,温度80～150℃，速度0.5～3m/min下完成。作为本专利技术进一步的方案：所述S3步骤中显影所使用的显影液为1.0～4.0wt％碳酸钠溶液，蚀刻所用的蚀刻液盐酸氯酸钠体系，所述蚀刻液酸当量为0.5～3.0N，氯酸钠浓度为15～60g/L，S3步骤中退膜所使用的退膜液为3～7wt％氢氧化钠溶液，水洗采用常温纯水。作为本专利技术进一步的方案：所述S6步骤中蚀刻所用的蚀刻液盐酸氯酸钠体系，所述蚀刻液酸当量为0.5～3.0N，氯酸钠浓度为15～60g/L，退膜所使用的退膜液为3～7wt％氢氧化钠溶液，水洗采用常温纯水。作为本专利技术进一步的方案：所述S3步骤中，陶瓷覆铜板显影时显影缸的温度为30±10℃，蚀刻时蚀刻缸的温度为50±10℃，退膜时退膜缸的温度为45±10℃，烘干温度为90℃±20。作为本专利技术进一步的方案：所述S6步骤中，陶瓷覆铜板蚀刻时蚀刻缸的温度为50±10℃，退膜时退膜缸的温度为45±10℃，烘干温度为90±20℃。作为本专利技术进一步的方案：所述S3、S6步骤中，蚀刻所采用的喷淋为垂直喷淋，喷淋的前排喷头与后排喷头错开放置。作为本专利技术进一步的方案：所述S3步骤中，显影、蚀刻、退膜、水洗、烘干在同一条线体一次性完成，均采用喷淋的方式喷淋药液。作为本专利技术进一步的方案：所述S5步骤中，进行UV全板曝光所使用丝网为不锈钢网。作为本专利技术进一步的方案：所述S2步骤中，采用LDI曝光其曝光能量为400±20MJ/cm2，21级曝光尺显影后格数在8～11级范围内；采用UV曝光其曝光能量为40±5MJ/cm2，21级曝光尺显影后格数在6～9级范围内，步骤5采用UV全板曝光，曝光能量为40±5MJ/cm2。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术通过两次蚀刻，且第一次蚀刻采用干膜作为掩膜进行蚀刻得到金属图形，其效率高、成本低，有利于制备台阶侧边为凹弧图形的凹弧形台阶状结构；第二次采用印制机通过CCD对位的方式，将油墨作为掩膜印制在已有图形的陶瓷覆铜板上，油墨图线宽小于产品线宽0.5～2mm，采用喷淋的方式，快速蚀刻，才能制备凹弧形台阶状结构，如图3，最终制备带有凹弧形台阶状结构的产品。凹弧形台阶状结构可使金属层与陶瓷基板夹角变小，在受到热冲击过程中应力小，又尽可能的保证金属图形线宽的精确，显著提高产品耐热冲击能力，进而提高了产品的可靠性。且此方法只在原蚀刻工艺上进行了优化，不需要引入新的设备及材料，工艺非常简单，成本低，易于实施。附图说明图1为本专利技术工艺流程图；图2为对比例2-3蚀刻出的铜层截面图；图3为实施例1蚀刻出的铜层截面图；图中：1-干膜层、2-铜层、3-陶瓷基板、4-湿膜层。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。一种蚀刻制备高可靠陶瓷覆铜的方法，包括以下步骤：S1：经过除油，酸洗，纯水，将表面油污，氧化物及灰层等杂质去除后的铜厚为0.2～0.8mm陶瓷覆铜板上滚压上干膜，所述滚压上干膜在压力3～6Kg/cm2,温度80～150℃，速度0.5～3m/min下完成，保证贴膜后无气泡；S2：将压上干膜的陶瓷覆铜板进行LDI曝光或UV曝光，陶瓷覆铜板用曝光资料进行LDI曝光或用菲林进行UV曝光，所使用曝光资料或菲林相比实际线宽宽0.1～0.3mm，第一次蚀刻曝光所用曝光资料线宽大于实际线宽的值过小则难以制备弧形结构，同时导致图形偏小，精度降低。采用LDI曝光其曝光能量为400±20MJ/cm2，21级曝光尺显影后格数在8～11级范围内，采用UV曝光其曝光能量为40±5MJ/cm2，21级曝光尺显影后格数在6～9级范围内；S3：对完成曝光的陶瓷覆铜板进行显影、蚀刻、退膜、水洗、烘干工序去除多余铜皮，制备线路，陶瓷覆铜板一次性或分次依次经过显影、蚀刻、退膜、水洗、烘干，蚀刻段所采用的喷淋为垂直喷淋，喷淋的前排喷头与后排喷头错开放置，蚀刻段的清洗喷头采用30°的扇形喷淋，所用缸体均采用喷淋的方式使药液充分与板面接触，速度0.3～1.5m/min。显影所使用的显影液为1.0～4.0wt％碳酸钠溶液，蚀刻所用的蚀刻液盐酸氯酸钠体系，所述蚀刻液酸当量为0.5～3.0N，氯酸钠浓度为15～60g/L，退膜所使用的退膜液为3～7wt％氢氧化钠溶液，陶瓷覆铜板显影时显影缸的温度为30±10℃，蚀刻时蚀刻缸的温度为50±10℃，退膜时退膜缸的温度为45±10℃，烘干温度为90±20℃，水洗采用常温纯水；S4：对制备好线路的陶瓷覆铜板图形区域印制油墨，油墨图形线宽小于产品线宽0.5～2mm，对于不同厚度的产品本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蚀刻制备高可靠陶瓷覆铜的方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1：在清洗去除氧化物、油污后，且铜厚为0.2～0.8mm的陶瓷覆铜板上滚压上干膜；/nS2：将压上干膜的陶瓷覆铜板使用曝光资料进行LDI曝光或用菲林进行UV曝光，所使用曝光资料或菲林相比实际线宽宽0.1～0.3mm；/nS3：对完成曝光的陶瓷覆铜板进行显影、蚀刻、退膜、水洗、烘干工序去除多余铜皮，制备线路，陶瓷覆铜板经过显影缸，蚀刻缸，退膜缸，水洗缸及烘干箱的速度均为0.3～1.5m/min；/nS4：对制备好线路的陶瓷覆铜板图形区域印制油墨，油墨图形线宽小于产品线宽0.5～2mm；/nS5：对印制好油墨的陶瓷覆铜板烘干后，进行UV全板曝光；/nS6：对S5步骤完成曝光的陶瓷覆铜板再次蚀刻，陶瓷覆铜板依次经过蚀刻、退膜、水洗、烘干工序制得凹弧形台阶状结构，蚀刻过程采用水平蚀刻线，速度均为1～4m/min。/n

【技术特征摘要】
1.一种蚀刻制备高可靠陶瓷覆铜的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：在清洗去除氧化物、油污后，且铜厚为0.2～0.8mm的陶瓷覆铜板上滚压上干膜；
S2：将压上干膜的陶瓷覆铜板使用曝光资料进行LDI曝光或用菲林进行UV曝光，所使用曝光资料或菲林相比实际线宽宽0.1～0.3mm；
S3：对完成曝光的陶瓷覆铜板进行显影、蚀刻、退膜、水洗、烘干工序去除多余铜皮，制备线路，陶瓷覆铜板经过显影缸，蚀刻缸，退膜缸，水洗缸及烘干箱的速度均为0.3～1.5m/min；
S4：对制备好线路的陶瓷覆铜板图形区域印制油墨，油墨图形线宽小于产品线宽0.5～2mm；
S5：对印制好油墨的陶瓷覆铜板烘干后，进行UV全板曝光；
S6：对S5步骤完成曝光的陶瓷覆铜板再次蚀刻，陶瓷覆铜板依次经过蚀刻、退膜、水洗、烘干工序制得凹弧形台阶状结构，蚀刻过程采用水平蚀刻线，速度均为1～4m/min。


2.根据权利要求1所述的一种蚀刻制备高可靠陶瓷覆铜的方法，其特征在于，所述S1步骤中滚压干膜在压力3～6Kg/cm2，温度80～150℃，速度0.5～3m/min下完成。


3.根据权利要求1所述的一种蚀刻制备高可靠陶瓷覆铜的方法，其特征在于，所述S3步骤中显影所使用的显影液为1.0～4.0wt％碳酸钠溶液，蚀刻所用的蚀刻液盐酸氯酸钠体系，所述蚀刻液酸当量为0.5～3.0N，氯酸钠浓度为15～60g/L，S3步骤中退膜所使用的退膜液为3～7wt％氢氧化钠溶液，水洗采用常温纯水。


4.根据权利要求1所述的一种蚀刻制备高可靠陶瓷覆铜的方法，其特征在于，所述S6步骤中蚀刻所用的蚀刻液盐酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：许海仙，朱家旭，张振文，孙敦龙，史常东，
申请(专利权)人：合肥圣达电子科技实业有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34