一种在陶瓷介质基板表面金属化的方法及陶瓷介质基板技术

本发明专利技术提供一种在陶瓷介质基板表面金属化的方法及陶瓷介质基板，方法包括如下步骤：A、依次对原始陶瓷介质基板本体进行研磨和/或抛光；B、对经步骤A后的陶瓷介质基板本体进行预处理；C、对烧结后的陶瓷介质基板本体依次利用丙酮溶液、酒精、微酸性清洗液和去离子水进行超声波清洗，以去除陶瓷介质基板本体表面的油污和灰尘；D、利用磁控溅射工艺使金属沉积在陶瓷介质基板本体表面，形成金属膜层，得到最终的陶瓷介质基板。本发明专利技术能够显著提高金属膜层的强度，杜绝金属化膜层起皮、剥落的情况，从而有效提高产品的合格率，且操作简单，基本不会增加额外的成本。会增加额外的成本。会增加额外的成本。

【技术实现步骤摘要】
一种在陶瓷介质基板表面金属化的方法及陶瓷介质基板


[0001]本专利技术涉及一种在陶瓷介质基板表面金属化的方法及陶瓷介质基板。

技术介绍

[0002]微波元件一直以来在通信系统中有着不可取代的作用，应用的领域相当的广泛，包括微波通信、互联网应用产品，消费电子产品，甚至国防、航天、航空等。随着电子产品的不断升级和优化，使用领域的逐渐深入，微波元件的载体—印制板的要求也在不断的提高。传统的印制板即PCB板，其材质大多是玻璃纤维，酚醛树脂，PTFE等材料。这些材料在热应力、化学因素、生产工艺等各个方面，都逐渐无法适用于微波电路和微波元件。近年来，陶瓷类介质基板大面积的应用于微波领域，成为一类不可替代的主要原材料。5G通信的大规模推广应用，并且毫米波具有频带宽，波长短，空间分辨率高的先天优势，则更需要陶瓷介质基板作为其微波传输基材。陶瓷介质基板至少具有以下7个优异特性：具有一定的机械强度，不易翘曲，可保证正片基板平整度；材质硬度高，可通过机械加工手段，增加表面光洁度，高频元件和电路对于表面光洁度要求高；散热性好，热膨胀系数低，对于部分高频元件工作时发热量大；高频性能稳定，可保证电性能；绝缘性好，耐压性高，安全可靠；吸水性小，环境适应性好；与金属材料的结合力强，金属化可靠性高。
[0003]在陶瓷介质基板上沉积金属膜层，是微波元件和微波电路研发、制造和生产过程中的关键工序。因此，陶瓷介质基板金属化膜层的强度，就成为此关键工序的一个重点检验项目。基板金属化膜层强度，可通过破坏性或者非破坏性金属丝(金属带)的键合力进行检验。键合力值低于标准要求或者出现金属膜层起皮、剥落等现象，则判定该产品不合格。现有技术中的陶瓷介质基板，产品的合格率还有待提高。
[0004]常规情况下，增加基板表面金属化强度的方法为：提高溅射功率和升高基板温度：提高溅射功率，可以使金属粒子具有更大的能力，金属粒子能够与基板的晶格结合得更加牢靠，从而达到增强金属化膜层强度的目的；据热力学定律，提高基板温度，金属粒子沉积在基板表面时，其微观运动更剧烈，也能达到增强金属化膜层强度的目的。但提高溅射功率的办法，对于磁控溅射机的要求更高，设备造价高，不易实现，提高基板温度的办法，经试验，基板温度提高的情况，黏附层会出现蒸腾现象，黏附层厚度不易控制，并且以上两种方法，对于增强经过研磨或者抛光的介质基板的金属化膜层强度，并没有显著效果。

技术实现思路

[0005]本专利技术提出一种在陶瓷介质基板表面金属化的方法及陶瓷介质基板，该方法能够显著提高金属膜层的强度，杜绝金属化膜层起皮、剥落的情况，从而有效提高产品的合格率，且操作简单，基本不会增加额外的成本。
[0006]本专利技术通过以下技术方案实现：
[0007]一种在陶瓷介质基板表面金属化的方法，包括如下步骤：
[0008]A、依次对原始陶瓷介质基板本体进行研磨和/或抛光，以得到规定厚度和粗糙度
的陶瓷介质基板本体；
[0009]B、对经步骤A后的陶瓷介质基板本体进行预处理，包括：
[0010]B1、调配不具有腐蚀性的还原性溶液；
[0011]B2、将陶瓷介质基板本体浸泡在还原性溶液中，浸泡时间30
‑
40min，浸泡完成后，进行烘干；
[0012]B3、烘干后的陶瓷介质基板本体经850℃的烧结炉进行高温烧结；
[0013]C、对烧结后的陶瓷介质基板本体依次利用丙酮溶液、酒精、微酸性清洗液和去离子水进行超声波清洗，以去除陶瓷介质基板本体表面的油污和灰尘；
[0014]D、利用磁控溅射工艺使金属沉积在陶瓷介质基板本体表面，形成金属膜层，得到最终的陶瓷介质基板。
[0015]进一步的，所述步骤B1中，还原性溶液由重量份比例为1:1的双氧水和氨水组成。
[0016]进一步的，所述步骤B3中，所述烧结炉包括七个温区，分别为：
[0017]第一升温区：由常温升温至550℃，时间为5min；
[0018]第二升温区：由550℃升温至700℃，时间为5min；
[0019]第三升温区：由700℃升温至830℃，时间为5min；
[0020]第四升温区：由830℃升温至850℃，时间为5min；
[0021]恒温区：温度保持850℃，持续时间为10min；
[0022]第一降温区：由850℃降温至805℃，时间为5min；
[0023]第二降温区：由805℃降温至常温，时间为10min。
[0024]进一步的，所述步骤A中，所述陶瓷介质基板本体通过流延方式获得，对该陶瓷介质基板本体进行研磨工艺以减薄其厚度，当研磨后的陶瓷介质基板本体表面粗糙度不符合要求时，通过抛光工艺以降低表面粗糙度。
[0025]进一步的，所述步骤B2中，烘干温度设定为55
‑
65℃，烘干时间55
‑
65min。
[0026]进一步的，所述研磨工艺包括：
[0027]A1、将陶瓷介质基板本体放置在研磨机上；
[0028]A2、利用研磨砂粒研磨依次研磨陶瓷介质基板本体相对的两表面，单面最小的磨屑厚度为0.08
‑
0.12mm；
[0029]A3、待陶瓷介质基板本体的厚度研磨至目标厚度后，采用酸性清洗液清洗基板表面，并烘干。
[0030]进一步的，所述陶瓷介质基板本体包括氧化铝陶瓷基板或者氮化铝陶瓷基板。
[0031]本专利技术还通过以下技术方案实现：
[0032]根据如上任一所述在陶瓷介质基板表面金属化的方法制作的陶瓷介质基板，包括陶瓷介质基板本体和分别设置在陶瓷介质基板本体相对两表面的两金属膜层。
[0033]本专利技术具有如下有益效果：
[0034]1、本专利技术首先对原始陶瓷介质基板进行研磨和/或抛光，以得到规定厚度和粗糙度的陶瓷介质基板，然后对该陶瓷介质基板进行预处理，主要包括利用还原性溶液进行浸泡以及经850℃的烧结炉进行高温烧结，预处理后再对陶瓷介质基板进行清洗，清洗完成后利用磁控溅射工艺形成金属膜层，经研磨或者抛光后的陶瓷介质基板，其表面有酸洗液和磁粉小颗粒残留，而清洗步骤并不能将其清除，若直接进行磁控溅射，形成的金属膜层极易
出现起皮、剥落的情况，而还原性溶液浸泡和高温烧结却能够彻底地清除上述残留物质，使陶瓷介质基板表面更有活性，从而增强金属膜层的强度，提高金属膜层的键合力，从而杜绝金属化膜层起皮、剥落的情况，有效提高产品的合格率，且操作简单，基本不会增加额外的成本；将陶瓷介质基板在还原性溶液中浸泡30
‑
40min，能够有效溶解上述残留物，且还原性溶液不具有腐蚀性，不会对陶瓷介质基板造成破坏，利用850℃的烧结炉进行高温烧结，能够将陶瓷介质基板表面残留的物质蒸腾掉，且850℃是略低于陶瓷低温共烧的温度，也不会对陶瓷介质基板造成结构性的破坏。
[0035]2、本专利技术在进行高温烧结时，设置有七个温区，形成特定的温度曲线，该曲线能够避免陶瓷介质基板本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在陶瓷介质基板表面金属化的方法，其特征在于：包括如下步骤：A、依次对原始陶瓷介质基板本体进行研磨和/或抛光，以得到规定厚度和粗糙度的陶瓷介质基板本体；B、对经步骤A后的陶瓷介质基板本体进行预处理，包括：B1、调配不具有腐蚀性的还原性溶液；B2、将陶瓷介质基板本体浸泡在还原性溶液中，浸泡时间30
‑
40min，浸泡完成后，进行烘干；B3、烘干后的陶瓷介质基板本体经850℃的烧结炉进行高温烧结；C、对烧结后的陶瓷介质基板本体依次利用丙酮溶液、酒精、微酸性清洗液和去离子水进行超声波清洗，以去除陶瓷介质基板本体表面的油污和灰尘；D、利用磁控溅射工艺使金属沉积在陶瓷介质基板本体表面，形成金属膜层，得到最终的陶瓷介质基板。2.根据权利要求1所述的一种在陶瓷介质基板表面金属化的方法，其特征在于：所述步骤B1中，还原性溶液由重量份比例为1:1的双氧水和氨水组成。3.根据权利要求1所述的一种在陶瓷介质基板表面金属化的方法，其特征在于：所述步骤B3中，所述烧结炉包括七个温区，分别为：第一升温区：由常温升温至550℃，时间为5min；第二升温区：由550℃升温至700℃，时间为5min；第三升温区：由700℃升温至830℃，时间为5min；第四升温区：由830℃升温至850℃，时间为5min；恒温区：温度保持850℃，持续时间为10min；第一降温区：由850℃降温至805℃，时间为5min...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏祺益，严勇，潘甲东，刘剑林，谢艺精，庄梦琪，
申请(专利权)人：福建毫米电子有限公司，
类型：发明
国别省市：