一种多层覆铜陶瓷基板的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种多层覆铜陶瓷基板的制备方法，本申请陶瓷基板选择为氮化铝陶瓷

【技术实现步骤摘要】
一种多层覆铜陶瓷基板的制备方法


[0001]本专利技术涉及覆铜板
，具体为一种多层覆铜陶瓷基板的制备方法
。

技术介绍

[0002]随着功率器件工作电压
、
电流的增加和芯片尺寸不断减小，芯片功率密度不断增加，对芯片散热封装的可靠性提出了更高的挑战
。
覆铜陶瓷基板的优点包括：优异的导热性和耐压性
、
高电流承载能力
、
金属与陶瓷之间的高结合强度和高可靠性，易于蚀刻图案形成电路基板，优良的焊接性能和铝线键合性能
。
一般覆铜陶瓷基板制备技术主要集中在单层陶瓷基材层及正反面铜层结合，而多层覆铜陶瓷基板技术目前尚属空白
。
[0003]基于该情况，本申请公开了一种多层覆铜陶瓷基板的制备方法，以解决上述技术问题
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种多层覆铜陶瓷基板的制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题
。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种多层覆铜陶瓷基板的制备方法，包括以下步骤：（1）取若干个陶瓷基板，采用丙酮溶液超声清洗
10
‑
20min
，再采用无水乙醇超声清洗
10
‑
15min
，去离子水冲洗，干燥后分别在陶瓷基板边缘预设定位基准孔；（2）取带有定位基准孔的陶瓷基板，在陶瓷基板两侧表面涂覆焊料，烘干后形成第一焊料层，将铜箔固定在陶瓷基板两侧，真空钎焊，得到第一覆铜板；（3）取第一覆铜板，在一侧铜箔表面旋涂第一光刻胶，
90
‑
100℃
下烘烤固化
10
‑
15min
，紫外曝光，显影暴露形成焊料涂覆区；以纯铜为靶材，在第一覆铜板的焊料涂覆区一侧表面溅射薄铜层，溅射后在焊料涂覆区内涂覆焊料，焊料覆盖在薄铜层上，烘干后形成第二焊料层，再去除第一光刻胶，依次采用丙酮
、
无水乙醇
、
去离子水超声清洗，干燥；（4）取步骤（3）处理后的第一覆铜板，在第二焊料层一侧表面旋涂第二光刻胶，
90
‑
100℃
下烘烤固化
10
‑
15min
，紫外曝光，显影暴露形成内层电路图形，再进行
ICP
刻蚀，刻蚀深度为暴露出陶瓷基板，去除第二光刻胶，形成内层电路，且内层电路表面涂覆有第二焊料层；依次采用丙酮
、
无水乙醇
、
去离子水超声清洗，干燥；（5）取带有定位基准孔的陶瓷基板，在陶瓷基板一侧表面涂覆焊料，烘干后形成第三焊料层，得到第二覆铜板；将第二覆铜板未涂覆第三焊料层一侧贴合在第二焊料层上，通过陶瓷基板上的定位基准孔对位堆叠，再将铜箔贴合在第三焊料层上，真空钎焊；再对第三焊料层上的铜箔进行图形化处理，形成外层电路，得到所述多层覆铜陶瓷基板
。
[0006]较优化的方案，步骤（2）中，与所述内层电路贴合的第一焊料层焊料图形
、
第二焊
料层的焊料图形均与内层电路图形一致
。
[0007]较优化的方案，步骤（3）中，所述第一光刻胶为负性光刻胶；在步骤（4）中，所述第二光刻胶为正性光刻胶
。
[0008]较优化的方案，步骤（3）中，所述第一光刻胶厚度为
h1
，所述第二焊料层厚度为
h2
，所述薄铜层厚度为
h3
，则
0.9
´
（
h1+h3
）＜
h2+h3
＜（
h1+h3
）
。
[0009]较优化的方案，步骤（3）中，薄铜层溅射工艺为：真空度为2×
10
‑4Pa
，溅射气压为1‑
2Pa
，溅射功率为
30W
，溅射厚度为3‑5μ
m。
[0010]较优化的方案，步骤（3）中，所述焊料涂覆区图形与内层电路图形一致，当内层电路宽度为
a
时，焊料涂覆区的宽度为
b
，焊料涂覆区与内层电路两端的距离均为
c
，则
a=b+2c
，
0.05a
＜
c
＜
0.1a。
[0011]较优化的方案，步骤（2）
、
步骤（6）中，真空钎焊工艺均为：真空钎焊温度为
800
‑
950℃
，钎焊时间为
30
‑
40min
，真空度为5×
10
‑3Pa。
[0012]较优化的方案，所述铜箔厚度均为
0.1
‑
1mm
，所述陶瓷基板为氮化铝陶瓷
、
氧化铝陶瓷
、
氮化硅陶瓷中的任意一种，所述陶瓷基板的厚度均为
0.25
‑
2mm。
[0013]较优化的方案，所述第一焊料层
、
第二焊料层
、
第三焊料层的厚度均为
10
‑
50
μ
m。
[0014]较优化的方案，根据以上所述的一种多层覆铜陶瓷基板的制备方法制备的多层覆铜陶瓷基板
。
[0015]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：现如今覆铜陶瓷基板制备技术主要集中在单层陶瓷基材层及正反面铜层结合，而多层覆铜陶瓷基板技术目前尚属空白，因此本专利技术公开了一种多层覆铜陶瓷基板的制备方法，以实现覆铜陶瓷基板的立体结构覆接
。
[0016]在方案加工时，本申请先对陶瓷基板进行预处理，陶瓷基板选择为氮化铝陶瓷
、
氧化铝陶瓷
、
氮化硅陶瓷中的任意一种，陶瓷基板的厚度均为
0.25
‑
2mm
；本申请预处理工艺包括两个过程，一是对陶瓷基板表面进行清洗，采用丙酮
、
无水乙醇和去离子水，以去除其表面杂质和油污；二是在陶瓷基板边缘处预设定位基准孔，其原因是：本方案用以实现多层覆铜陶瓷基板的立体结构设计，因此通过定位基准孔对第一覆铜板
、
第二覆铜板进行对位堆叠，使得第一覆铜板
、
第二覆铜板的位置相对应，保证整体对齐，便于方案的整体加工
。
[0017]在该方案基础上，本申请进行第一覆铜板的制备，取带有定位基准孔的陶瓷基板，并在陶瓷基板两侧表面涂覆焊料形成第一焊料层，再将铜箔固定在陶瓷基板两侧，真空钎焊，得到第一覆铜板；以第一覆铜板为基板进行内层电路的加工，在常规加工工艺中，一般会对第一覆铜板上层铜箔进行预图形化加工，形成内层电路，再在内层电路上涂覆第二层焊料，并形成第二焊料层，再通过第二焊料层进行第二覆铜板
、
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种多层覆铜陶瓷基板的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）取若干个陶瓷基板（
101
），采用丙酮溶液超声清洗
10
‑
20min
，再采用无水乙醇超声清洗
10
‑
15min
，去离子水冲洗，干燥后分别在陶瓷基板（
101
）边缘预设定位基准孔（
104
）；（2）取带有定位基准孔（
104
）的陶瓷基板（
101
），在陶瓷基板（
101
）两侧表面涂覆焊料，烘干后形成第一焊料层（
102
），将铜箔（
103
）固定在陶瓷基板（
101
）两侧，真空钎焊，得到第一覆铜板（1）；（3）取第一覆铜板（1），在一侧铜箔（
103
）表面旋涂第一光刻胶（2），
90
‑
100℃
下烘烤固化
10
‑
15min
，紫外曝光，显影暴露形成焊料涂覆区（3）；以纯铜为靶材，在第一覆铜板（1）的焊料涂覆区（3）一侧表面溅射薄铜层（
301
），溅射后在焊料涂覆区（3）内涂覆焊料，焊料覆盖在薄铜层（
301
）上，烘干后形成第二焊料层（
302
），再去除第一光刻胶（2），依次采用丙酮
、
无水乙醇
、
去离子水超声清洗，干燥；（4）取步骤（3）处理后的第一覆铜板（1），在第二焊料层（
302
）一侧表面旋涂第二光刻胶（4），
90
‑
100℃
下烘烤固化
10
‑
15min
，紫外曝光，显影暴露形成内层电路图形，再进行
ICP
刻蚀，刻蚀深度为暴露出陶瓷基板（
101
），去除第二光刻胶（4），形成内层电路，且内层电路表面涂覆有第二焊料层（
302
）；依次采用丙酮
、
无水乙醇
、
去离子水超声清洗，干燥；（5）取带有定位基准孔（
104
）的陶瓷基板（
101
），在陶瓷基板（
101
）一侧表面涂覆焊料，烘干后形成第三焊料层（
501
），得到第二覆铜板（5）；将第二覆铜板（5）未涂覆第三焊料层（
501
）一侧贴合在第二焊料层（
302
）上，通过陶瓷基板（
101
）上的定位基准孔（
104
）对位堆叠，再将铜箔（
103
）贴合在第三焊料层（
501
）上，真空钎焊；再对第三焊料层（
501
）上的铜箔（
103
）进行图形化处理，形成外层电路，得到所述多层覆铜陶瓷基板
。2.
根据权利要求1所述的一种多层覆铜陶瓷基板的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，与所述内层电路贴合的第一焊料层（
102...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚尚兵，张光远，
申请(专利权)人：江苏皓越真空设备有限公司，
类型：发明
国别省市：