一种氮化铝陶瓷表面覆铜制作方法

文档序号:9779014
一种氮化铝陶瓷表面覆铜制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及了一种氮化铝陶瓷表面覆铜制作方法,尤其涉及一种在氮化铝陶瓷表面和孔内覆铜的氮化铝陶瓷板制作方法。
【背景技术】
[0002]氮化铝陶瓷基板材料以其优良的导热性和气密性及电气性能,广
泛应用于功率电子、电子封装、混合微电子与多芯片模块等领域。氮化铝陶瓷基板优异的导热性能使其替代氧化铝陶瓷基板,成为高端电子工业中最适合的基板材料,氮化铝陶瓷表面金属化的方法主要有:Mo-Mn法,活性金属法,化学镀,真空蒸发法,化学气相沉积法等。但上述方法还无法真正在实际中得到应用。
[0003]目前,中国专利CN200510047855.0“陶瓷基片溅射铜箔生产方法”公开了陶瓷基片溅射铜箔生产方法,是采用非平衡磁控溅射方法生产陶瓷覆铜基片。中国专利CN101798238.A “陶瓷金属化的方法”公开了陶瓷金属化的方法,是采用金纳米粒子溶液做活化剂,活化后的陶瓷基板直接化学镀镍,因使用金纳米粒子,致使生产成本上升。日本住友电气工业株式会社发明专利CN95108652.9“具有光滑镀层的金属化陶瓷基片及其制造方法”在氮化铝陶瓷基片素坯上涂敷和W /或Mo的金属化料浆,压平、烧结,并形成上述的一层或多层镀层等等。美国专利U.A pat N0.4008343使用一种胶体钯预处理液使化学镀能顺利进行,但基体与镀层的附着力不强。
[0004]上述方法不同程度地存在一些问题,如:真空法虽易上马,但价格贵、不易批量生产;金属纳米粒子做活化剂致使生产成本上升;化学气相沉积法,设备复杂,不易生产等等。
[0005]覆铜后的氮化陶瓷基板的主要功能是作为互连器件的电导体和将器件上的热传出去的热导体。氮化铝陶瓷表面覆铜工艺,其金属层直接与陶瓷结合,镀层均匀、完整,附着强度高,大大改善基板散热效率,工艺稳定,力学性能较好。因此氮化铝陶瓷表面覆铜对工业的发展具有重要意义。

【发明内容】

[0006]本发明是要提供一种氮化铝陶瓷表面覆铜制作方法,覆铜后的氮化铝陶瓷板其金属层在基板板面与孔内直接与陶瓷结合,镀层均匀、完整,附着强度高,大大改善基板散热效率,工艺稳定,力学性能较好。
[0007]—种氮化铝陶瓷表面覆铜制作方法,氮化铝陶瓷基板表面前处理后,通过化学镍形成l-3um的化学镍层,在高温状态下使镍与陶瓷结合牢固,再在化学镍层上预镀0.Ι-Ο.5um的预镀镍层,再在预镀镍层上电镀铜。
[0008]—种氮化铝陶瓷表面覆铜制作方法,所述的表面处理是在10%_20%
的氢氧化钠溶液中室温下处理2-4分钟,然后将氮化铝陶瓷表面清洗干净。
[0009]—种氮化铝陶瓷表面覆铜制作方法,所述的化学镍,其流程为胶体钯活化一离子钯活化一加速一化学镍。
[0010]一种氮化铝陶瓷表面覆铜制作方法,所述的热处理,是在300-400°C 的高温下处理1-3小时。
[0011]—种氮化铝陶瓷表面覆铜制作方法,所述的预镀镍,其预镀药水可
以是硫酸镍镀镍、氨基磺酸镀镍、氯化镍镀镍;其预镀电流密度为20-50ASF;其预镀时间为2-4分钟。
[0012]—种氮化铝陶瓷表面覆铜制作方法,所述的电镀铜,其电镀铜药水
是低内应力硫酸铜镀铜药水。
[0013]
[【附图说明】]
为了便于说明,本发明由下述较佳的实施案例及附图作以详细描述。
[0014]图1为本发明实施例的氮化铝陶瓷表面覆铜的制作工艺流程图。
[0015]图2为本发明实施例1的单面氮化铝陶瓷表面覆铜板的结构图。
[0016]图3为本发明实施例2的双面氮化铝陶瓷表面覆铜板的结构图。
[0017]
附图中的标号说明
101镀铜层102预镀镍层103化学镍层104氧化镍层105氮化铝陶瓷基板层206
通孔
[【具体实施方式】]
实施案例一
图1给出了本发明的氮化铝陶瓷表面覆铜的制作流程图;图2给出了本发明实施例1的单面氮化铝陶瓷表面覆铜板的结构图,下面结合附图1-2对单面氮化铝陶瓷表面覆铜制作方法予以具体说明:
氮化铝陶瓷表面覆铜的制作具体流程如下:I)表面处理10;2)化学镍11 ;3)热处理12;4)预镀镍13; 5)电镀铜14。
[0018]所形成的氮化铝陶瓷表面覆铜板结构为:镀铜层101、预镀镍层102、化学镍层103、氧化镍层104、氮化铝陶瓷基板层105。
[0019]具体步骤描述如下:
步骤1、表面处理10;将厚1.6mm的氮化铝陶瓷板置于10-20%的氢氧化钠溶液中室温下处理2-4分钟,再用超声波清洗10-30分钟,取出后用去离子水冲洗得到前处理后氮化铝陶瓷基板;
所述超声清洗时的超声频率为40KHz,功率为250-450W。
[0020]步骤2、化学镍11;化学镍流程为胶体钯活化一离子钯活化加速化学镍。将经过前处理的氮化铝陶瓷板置入35°C、5-8%的胶体钯活化液中,放置10分钟后取出试样,用去离子水冲洗;再放入离子钯活化液中处理5分钟,加速处理后再放在85°C的化学镍液中,放置8分钟后取出试样,用去离子水冲洗得化学镍后的氮化铝陶瓷基板,其表面及孔内的镍层厚度为l-3um;
所述的离子钯活化液IL中含有:37%盐酸270mL;氯化亚锡5.5g;胶体钯浓缩液8mL;余量为去尚子水;
所述化学镍液中硫酸镍的浓度为15/L,次亚磷酸钠浓度为20g/L,硼酸的浓度为25g/L,柠檬酸钠的浓度为45g/L。
[0021 ]步骤3、热处理12。将有化学镍层的氮化铝陶瓷板在300_400°C的高温下处理1-3小时,将与氮化铝陶瓷板表面接触的化学镍层氧化,生成附着性极强的氧化镍层。
[0022]步骤4、预镀镍13;经0.5-1.0%的盐酸溶液清洗,去除化学镍层表面氧化镍后,在氨基磺酸镀镍液中,以电流密度20-50ASF大电流预镀2-4分钟,陶瓷表面及孔内形成预镀镍层。
再多了解一些
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