一种陶瓷基PCB覆铜板的制作方法

本发明涉及一种陶瓷基PCB覆铜板，属于PCB覆铜板的制备领域。

背景技术：

印制电路板(Printed Circuit Board，PCB)，是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气连接的载体。随着电子信息技术发展的不断进步，电子设备高频化是发展趋势，尤其随着无线网络、卫星通讯的日益发展，信息产品在不断走向高速与高频化。发展新一代产品都需要高频PCB板，尤其卫星系统、移动电话接收基站等通信产品必须应用高频电路板，随着这些应用在未来几年内迅速发展，会对高频PCB板有大量需求。

覆铜板是PCB的基本材料，由于随着应用频率的升高，PCB对覆铜板的质量要求也越来越高。高质量的覆铜板是提高PCB板性能的关键。陶瓷基覆铜板中一个非常关键的技术是陶瓷片与铜片的压合，常规的压合覆铜方法非常容易引起铜片附着不牢固，从而容易脱落或者起泡，影响PCB板铜线中信号的传输，尤其是对于高频信息的传输影响更大。因此本领域技术人员致力于开发一种能使铜片与陶瓷片牢固结合的方法，为5G时代对PCB板的更高要求打下基础。

技术实现要素：

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种陶瓷基PCB覆铜板，采用电子束蒸镀的方法在陶瓷片的上下两个表面先蒸镀一层金属薄膜，然后再放置于两片铜箔间进行压合覆铜，大大提高陶瓷基PCB覆铜板的铜箔剥离强度，为5G时代对PCB板的更高要求打下基础。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种陶瓷基PCB覆铜板，包括陶瓷片、铜箔，上下两层铜箔之间设有陶瓷片，且陶瓷片与铜箔之间有一层用电子束蒸镀方法得到的金属薄膜。

进一步的，所述金属薄膜为金属钛薄膜或者金属镍薄膜，且金属钛薄膜的生长厚度为200-500nm，金属镍薄膜的生长厚度为150-300nm。

进一步的，所述上下两层铜箔与夹在铜箔间的上下两层金属薄膜、陶瓷片之间对齐压合连接。

本发明的工作原理为：用电子束蒸镀的方法在陶瓷片的上下两个表面先蒸镀一层金属薄膜，然后再放置于两片铜箔间进行压合覆铜，其中金属薄膜可以是钛薄膜，也可以是镍薄膜。由于陶瓷片比普通的半固化片更耐高温，因此非常适合此种方法。由此得到的陶瓷基PCB覆铜板的铜箔剥离强度明显提高。

本发明提供的所述陶瓷基PCB覆铜板的覆铜方法，包括以下步骤：

S1：按重量比，称量97-99份Al2O3粉体、1-2份MgO粉体、0.5-1份CaO粉体、0.5-1份SiO2粉体放入行星混合球磨机中，加入200ml酒精，以200-300r/min速度，球磨10-12小时；

S2：将步骤S1中球磨得到的混合物烘干后，采用干压成型机以4-6MPa的压力干压成为陶瓷坯体；

S3：将步骤S2中得到的陶瓷坯体放置于马弗炉中，以900-950℃烧结10-12小时；

S4：将步骤S3中烧结得到的陶瓷切割至所需要的厚度，依次用2000目和4000目砂纸打磨至光滑；

S5：将步骤S4得到的陶瓷片放置于电子束蒸镀腔体中，进行金属薄膜蒸镀；

S6：将步骤S5中得到的样品的上下两面放上铜箔，放到热压炉中进行热压；

S7：待步骤S6过程结束后，自然降温至室温，然后卸压，卸压速度应小于0.1MPa/s，将压合好的陶瓷基PCB覆铜板从热压炉中取出，得到最后所要的样品。

进一步的，所述步骤S1中各粉体的粒径小于200纳米。

进一步的，所述步骤S5中，生长金属钛薄膜时，生长前，腔体真空度抽到1×10^-7mbar以下，生长速度为0.1nm/s，生长厚度为200-500nm，陶瓷片温度为350-400℃。

进一步的，所述步骤S5中，生长金属镍薄膜时，生长前，腔体真空度抽到1×10^-7mbar以下，生长速度为0.7nm/s，生长厚度为150-300nm，陶瓷片温度为450-500℃。

进一步的，所述步骤S6中的热压条件为：真空度抽到大于1×10^-3mbar后，开始升温，升温过程为先用30-50分钟快速升到150℃，然后用90-100分钟时间升温到380-405℃，最后保温120-180分钟；对应加压的过程分为两步，升温过程施加压力为2-3MPa，保温过程施加压力为2.5-3.5MPa。

有益效果：本发明提供的一种陶瓷基PCB覆铜板，相对于现有技术，具有以下优点：(1)制作工艺简单，成本较低，操作周期短，重复性能好，适合量产；(2)采用电子束蒸镀的方法在陶瓷片的上下两个表面先蒸镀一层金属薄膜，然后再放置于两片铜箔间进行压合覆铜，大大提高陶瓷基PCB覆铜板的铜箔剥离强度，为5G时代对PCB板的更高要求打下基础。

附图说明

图1为本发明一种陶瓷基PCB覆铜板的结构示意图；

图中包括：1、陶瓷片，2、金属薄膜，3、铜箔。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作更进一步的说明。

实施例1：

如图1所示，包括陶瓷片1、铜箔3，陶瓷片1与铜箔3之间有一层用电子束蒸镀方法得到的金属钛薄膜2，所述上下两层铜箔3与夹在铜箔3间的上下两层金属钛薄膜2、陶瓷片1之间对齐压合连接。

S1：按重量比，称量97份Al2O3粉体、1份MgO粉体、1份CaO粉体、1份SiO2粉体(粉体的平均粒径为100纳米)，将称量好的粉体放入行星混合球磨机中，加入200ml酒精，以300r/min速度，球磨12小时；

S2：将步骤S1中得到的混合物烘干后，采用干压成型机以6MPa的压力干压成为陶瓷坯体；

S3：将步骤S2中得到的陶瓷坯体放置于马弗炉中，以950℃烧结10小时；

S4：将步骤S3中烧结得到的陶瓷切割至所需要的厚度，分别用2000目和4000目砂纸打磨至光滑；

S5：将步骤S4得到的陶瓷片放置于电子束蒸镀腔体中，进行金属钛薄膜蒸镀，生长前，腔体真空度抽到8×10^-8mbar，生长速度为0.1nm/s，生长厚度为300nm，陶瓷片温度为390℃；

S6：将步骤S5中得到的样品的上下两面放上铜箔，放到热压炉中进行热压，热压条件为：真空度抽到5×10^-4mbar后，开始升温，升温过程为先用50分钟快速升到150℃，然后用100分钟时间升温到400℃，接着保温时间为180分钟，加压的过程分为两步，升温过程施加压力为3MPa，保温过程施加压力为3.5MPa；

S7：步骤S6过程结束后，自然降温至室温，然后卸压，卸压速度为0.05MPa/s，卸压后将压合好的陶瓷基PCB覆铜板从热压炉中取出，得到最后所要的样品。

对实施例1所得的样品进行180°剥离强度测试，测试结果为4N/mm，明显比普通覆铜方法得到的结果优异。

实施例2：

如图1所示，包括陶瓷片1、铜箔3，陶瓷片1与铜箔3之间有一层用电子束蒸镀方法得到的金属镍薄膜2，所述上下两层铜箔3与夹在铜箔3间的上下两层金属镍薄膜2、陶瓷片1之间对齐压合连接。

S1：按重量比，称量98份Al2O3粉体、1份MgO粉体、0.5份CaO粉体、0.5份SiO2粉体(粉体的平均粒径为150纳米)，将称量好的粉体放入行星混合球磨机中，加入200ml酒精，以300r/min速度，球磨12小时；

S2：将步骤S1中得到的混合物烘干后，采用干压成型机以5MPa的压力干压成为陶瓷坯体；

S3：将步骤S2中得到的陶瓷坯体放置于马弗炉中，以950℃烧结12小时；

S4：将步骤S3中得到的陶瓷切割至所需要的厚度，分别用2000目和4000目砂纸打磨至光滑；

S5：将步骤S4得到的陶瓷片放置于电子束蒸镀腔体中，进行金属镍薄膜蒸镀，蒸镀前，腔体真空度抽到5×10^-8mbar，生长速度为0.7nm/s，生长厚度为250nm，陶瓷片温度为500℃；

S6：将步骤S5中得到的样品的上下两面放上铜箔，放到热压炉中进行热压，热压条件为：真空度抽到4×10^-4mbar后，开始升温，升温过程为先用50分钟快速升到150℃，然后用100分钟时间升温到405℃，接着保温时间为120分钟，加压的过程分为两步，升温过程施加压力为3MPa，保温过程施加压力为3.5MPa；

S7：步骤S6过程结束后，自然降温至室温，然后卸压，卸压速度为0.05MPa/s，卸压后将压合好的陶瓷基PCB覆铜板从热压炉中取出，得到最后所要的样品。

对实施例2所得的样品进行180°剥离强度测试，测试结果为4.7N/mm，明显比普通覆铜方法得到的结果优异。

此外，经过大量的实验数据表明，用电子束蒸镀的方法在陶瓷片的上下两个表面先蒸镀一层金属薄膜，然后再放置于两片铜箔间进行压合覆铜，其中金属薄膜可以是钛薄膜，也可以是镍薄膜。由于陶瓷片比普通的半固化片更耐高温，因此非常适合此种方法。通过此方法得到的陶瓷基PCB覆铜板的铜箔剥离强度明显提高，为5G时代对PCB板的更高要求打下基础。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。