一种金属化陶瓷基板及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种金属化陶瓷基板及其制作方法，属于元器件制作领域。本发明专利技术方法为:对陶瓷基板进行打孔得到若干通孔；再对金属件进行表面处理，然后将金属件置入N块陶瓷基板的通孔中；其中，N≥1；之后对N块陶瓷基板进行烧结处理，使得金属件与陶瓷基板通孔的孔壁相结合；再对金属件进行分割处理并对金属件截面进行处理；而后对陶瓷基板的表面进行金属化处理；之后对陶瓷基板的表面进行加工得到电路图形并对金属件对应位置填充绝缘浆料并烘干。针对现有技术中的金属化陶瓷基板的结构强度不高，产品易失效的问题，本发明专利技术可以减轻陶瓷基板与金属层之间所受内应力，避免了金属化陶瓷基板在温度冲击之下的贝壳状剥离，提高了金属化陶瓷基板的可靠性。化陶瓷基板的可靠性。化陶瓷基板的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种金属化陶瓷基板及其制作方法


[0001]本专利技术属于元器件制作
，更具体地说，涉及一种金属化陶瓷基板及其制作方法。

技术介绍

[0002]电子器件的高性能、高可靠性、高密度要求所用的基板材料必须具有良好的机械性能、电性能、散热性能和焊接性能。实现这一目标的途径是对陶瓷基板进行金属化，即在片式陶瓷基板上接合一层具有一定厚度的粘合力强、热匹配性能好、导电和导热性能好以及可焊接的金属。
[0003]针对陶瓷基板的金属化，现有技术提出了诸多技术方案，例如专利技术创造名称为：一种金属化陶瓷基板制造方法(申请日：2021年4月13日；申请号：202110394118.7)，该方案公开了一种金属化陶瓷基板制造方法，包括底板、输送装置、固定装置、上料装置和抹匀装置，的底板的上端设置有输送装置，输送装置的上端安装有固定装置，固定装置的外侧设置有上料装置，上料装置的后方设置有抹匀装置。该方案可以解决现有的陶瓷基板在进行金属浆料涂抹的过程中可能会遇到以下难题：a.通过人工手动将金属浆料涂抹至陶瓷基板的表面，该种方式所需人力较多，且劳动强度较大，导致涂抹效率低下，无法满足企业的产能需求；b.人工涂抹过程中容易出现涂抹不完全或金属浆料溢出陶瓷基板边缘的情况，导致涂抹效果较大，从而降低了陶瓷基板的生产质量。
[0004]目前提高金属化陶瓷基板的结构是在电路图形的边缘加工出“dimple”以释放部分内应力，从而提高产品可靠性，这种“dimple”又分为两种变体，一种是电路图形的小坑没有蚀刻完全，一种是电路图形的小坑蚀刻完全到达陶瓷基板。以30*40mm规格的标准样品测试，带有“dimple”结构的金属化陶瓷基板，在经过
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55℃～125℃条件的温度冲击下经过300热冲击后金属化层和陶瓷基板脱离，造成产品失效，断口分析为陶瓷基板贝壳状剥离失效。

技术实现思路

[0005]1.要解决的问题
[0006]针对现有技术中的金属化陶瓷基板的结构强度不高，产品易失效的问题，本专利技术提供一种金属化陶瓷基板及其制作方法，可以减轻陶瓷基板与金属层之间所受内应力，避免了金属化陶瓷基板在温度冲击之下的贝壳状剥离，进而避免了产品失效，进一步提高了金属化陶瓷基板的可靠性。
[0007]2.技术方案
[0008]为了解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0009]本专利技术的一种金属化陶瓷基板的制作方法，包括以下步骤：对陶瓷基板进行打孔得到若干通孔；然后对金属件进行表面处理，然后将表面处理后的金属件置入N块陶瓷基板的通孔中；其中，N≥1；之后对置入有金属件的N块陶瓷基板进行烧结处理，使得金属件与陶瓷基板通孔的孔壁相结合；再对金属件进行分割处理，使得N块结合有金属件的陶瓷基板互
相分离；之后对陶瓷基板的金属件截面进行处理，使得金属件截面与陶瓷基板表面相齐平或者金属件截面低于陶瓷基板表面；而后对结合有金属件的陶瓷基板的表面进行金属化处理；进一步地，对金属化处理后的陶瓷基板的表面进行加工得到电路图形，之后对加工有电路图形的陶瓷基板的金属件对应位置填充高温绝缘浆料并进行烘干处理。
[0010]更进一步地，对金属件进行表面处理的具体过程为：对金属件的表面进行预氧化处理或者在金属件的表面涂覆活性金属焊料并烘干，然后对金属件预合金化得到预处理金属件。
[0011]更进一步地，陶瓷基板的材质为氧化铝、氮化铝、氮化硅、碳化硅、玻璃、蓝宝石衬底或氧化硅。
[0012]更进一步地，对金属件进行分割处理的具体过程为：对金属件进行截断，使得每一块陶瓷基板的通孔内连接有一段金属件。
[0013]更进一步地，金属化处理的具体过程为：利用金属化工艺对结合有金属件的陶瓷基板的表面进行金属化处理，使得陶瓷基板的上表面和下表面均覆有金属层。
[0014]更进一步地，若金属件截面与陶瓷基板表面相齐平，则将陶瓷基板上表面的金属层或者陶瓷基板下表面的金属层进行减薄处理形成金属孤岛。
[0015]更进一步地，金属化工艺为直接覆铜陶瓷工艺(DBC)、直接覆铝陶瓷(DBA)、活性金属钎焊工艺(AMB)或直接镀铜工艺(DPC)
[0016]更进一步地，利用激光对烘干后的陶瓷基板进行切割得到若干个小单元件。
[0017]更进一步地，金属件为金属条或者金属丝。
[0018]本专利技术的一种金属化陶瓷基板，采用上述的一种金属化陶瓷基板制作方法制作而成。
[0019]3.有益效果
[0020]相比于现有技术，本专利技术的有益效果为：
[0021]本专利技术的一种金属化陶瓷基板的制作方法，通过将金属件与陶瓷基板通孔的孔壁结合，并通过金属件连接陶瓷基板上表面和下表面的金属层，从而可以通过金属件分担内应力，即大大减轻了陶瓷基板所受的压力，也避免了金属化陶瓷基板的贝壳状剥离，进而可以避免金属化陶瓷基板的对应产品失效，提高了金属化陶瓷基板的可靠性。
附图说明
[0022]图1为本专利技术的方法流程示意图一；
[0023]图2为本专利技术的方法流程示意图二；
[0024]图3为本专利技术的方法流程示意图三。
具体实施方式
[0025]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例；而且，各个实施例之间不是相对独立的，根据需要可以相互组合，从而达到更优的效果。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。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。
[0026]为进一步了解本专利技术的内容，结合附图和实施例对本专利技术作详细描述。
[0027]结合图1所示，本专利技术的一种金属化陶瓷基板的制作方法，具体步骤如下：
[0028](1)对陶瓷基板进行打孔得到若干通孔；具体地，本专利技术通过激光对陶瓷基板进行打孔，可以根据需求在陶瓷基板的指定位置进行打孔，值得说明的是，打孔获得的通孔的数量至少为1个，具体通孔的大小以及通孔的数量可根据实际需求进行选择；也可根据需求直接购买带有规定孔的陶瓷基板。需要说明的是，陶瓷基板的材质包含但不局限为以下材质：氧化铝、氮化铝、氮化硅、碳化硅、玻璃、蓝宝石衬底或氧化硅。
[0029](2)对金属件进行表面处理，需要说明的是，对金属件表面处理的具体过程为：对金属件的表面进行预氧化处理或者在金属件的表面涂覆活性金属焊料。其中，预氧化处理时的氧化温度为400～1000℃，氧浓度约为100～500PPM，氧化时间1～30Min；需要进一步说明的是，对金属件进行预氧化处理过程为现有技术。
[0030]此外需要说明的是，在金属件的表面涂覆活性金属焊料之后，对涂覆有活性金属焊料的金属件在450℃、30min条件下进行烘干处理，使得活性金属焊料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属化陶瓷基板的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：对陶瓷基板进行打孔得到若干通孔；对金属件进行表面处理，然后将表面处理后的金属件置入N块陶瓷基板的通孔中；其中，N≥1；对置入有金属件的N块陶瓷基板进行烧结处理，使得金属件与陶瓷基板通孔的孔壁相结合；对金属件进行分割处理，使得N块结合有金属件的陶瓷基板互相分离；对陶瓷基板的金属件截面进行处理，使得金属件截面与陶瓷基板表面相齐平或者金属件截面低于陶瓷基板表面；对结合有金属件的陶瓷基板的表面进行金属化处理；对金属化处理后的陶瓷基板的表面进行加工得到电路图形，之后对加工有电路图形的陶瓷基板的金属件对应位置填充高温绝缘浆料并进行烘干处理。2.根据权利要求1所述的一种金属化陶瓷基板的制作方法，其特征在于，对金属件进行表面处理的具体过程为：对金属件的表面进行预氧化处理或者在金属件的表面涂覆活性金属焊料并烘干，然后对金属件预合金化得到预处理金属件。3.根据权利要求1所述的一种金属化陶瓷基板的制作方法，其特征在于，陶瓷基板的材质为氧化铝、氮化铝、氮化硅、碳化硅、玻璃、蓝宝石衬底或氧化硅。4.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：井敏，
申请(专利权)人：井敏，
类型：发明
国别省市：