一种陶瓷基板化学镀铜溶液及陶瓷基板的金属化工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及陶瓷基板电路板生产技术领域，尤其是指一种陶瓷基板化学镀铜溶液及陶瓷基板的金属化工艺。
【背景技术】
[0002]随着电子产品朝着微型化发展，电子电路的密度和功能要求也随之提高，这就导致电路温度不断上升，所以，具有高热导率、散热性能的良好电性能的电路板基材就成为迫切需求。陶瓷基板具有热导率高，热胀系数与Si片接近，绝缘电阻大和介电损耗小等优越电性能，是新一代大规模集成电路、半导体模块电路及大功率器件的理想散热和封装材料，目前主要应用于高密度混合电路、微波功率器件等产品中，具有非常广泛的应用前景。
[0003]目前开发出来的陶瓷金属化工艺主要有厚膜金属化、薄膜法金属化、直接键合铜金属化(DBC)和化学镀金属化。在制作陶瓷基板时，以上工艺常常需要制作掩模板，工艺过程繁杂，周期长，柔性化程度很低，图形难精细化。
[0004]专利CN 103188877 A里公开了一种陶瓷基线路板的制作方法，采用激光改性陶瓷(包括氮化铝、氧化铝陶瓷)，再化学镀使改性区域金属化，快速高柔性制作陶瓷基线路板。
[0005]这种方式具备以下优势，采用激光改性法来制作陶瓷基线路板，一方面，陶瓷表面因吸收了激光的高能束发生物理、化学反应，生成活化源，可作为后续化学镀的活化中心，直接化学镀铜，不需要钯、银等贵金属活化。另一方面，经激光改性过的区域，粗糙度增加，亲水性能得到改善，这就增加了镀层与基体之间的结合力。同时，激光加工具有区域选择性，被激光改性过的区域能沉积上金属，未改性区域则沉积不上，或者沉积极少，而且激光光斑小，加工精度高，适用于制作超精细线路。
[0006]但是存在如下弊端:陶瓷在吸收激光能量后，如果吸收能量较小，表面粗糙度Ra一般在3 μπι以下，在化学镀铜时，镀层与基体之间的机械咬合能力较弱，当反应产生的气体膨胀力超过镀铜层与基体之间的附着力时就会发生镀层“起泡”的现象，严重影响镀层的致密性、平整性和附着力等性能。
【发明内容】
[0007]本发明针对目前陶瓷基板电路加工存在的不足，而提供一种陶瓷基板化学镀铜溶液及陶瓷基板的金属化工艺，为实现以上目的，本发明采用如下技术方案:
[0008]一种陶瓷基板化学镀铜溶液，所述化学镀铜溶液由以下成分构成，可溶性Cu2+盐；与Cu2+络合形成相对稳定的配合物的络合剂；含有氢氧根离子来源的pH调节剂；防止镀液自发分解的稳定剂；抑制镀层起泡适宜的添加剂；以及还原剂。
[0009]优选的，所述可溶性Cu2+盐为CuSO 4.5H20，Cu(NO3)2, CuClg中一种或任意组合。
[0010]优选的，所述络合剂为酒石酸盐，EDTA，乙二胺，氨、水杨酸、三乙醇胺其中一种或任意组合。
[0011 ] 优选的，所述pH调节剂为氢氧化钠、氢氧化锂、氢氧化钾、氢氧化铵、氢氧化四甲铵其中一种或任意组合。
[0012]优选的，所述稳定剂为2-2’联吡啶与氰化物的双稳定剂，所述稳定剂浓度分别为2-2’联吡啶:5?30mg/L，氰化物:8?70mg/L。
[0013]优选的，所述添加剂为P-苯醌、氰醌、蒽醌、O?苯醌、1，4?荼醌、及多元酚类:对苯二酚、邻苯二酚、间苯二酚以及氢游离基捕捉剂。
[0014]优选的，所述还原剂为次磷酸钠、二甲胺基甲硼烷、甲醛其中的一种。
[0015]一种陶瓷基板的金属化工艺，包括以下工艺步骤:
[0016](I)除油:将陶瓷基板放入不含磷碱性的有机溶剂中，配合超声波清洗，去除表面油污，本发明采用酒精清洗；
[0017](2)激光改性制作电路图案:将设计好的线路图案，通过激光转移到陶瓷基板上；
[0018](3)清洗:将激光改性后基板放入酒精中清洗，再进行去离子水清洗去除改性过程中产生的残渣；
[0019](4)化学镀铜:将基板放入上述的化学镀铜液中施镀；镀液温度通过恒温水浴锅控制在50°C左右，施镀时间50?90min ;施镀过程中，不断搅拌溶液，形成陶瓷电路基板。
[0020]优选的，所述步骤2中激光改性处理中的设置参数:波长λ = 248nm、λ = 266nm、λ = 355nm、λ = 532nm、λ = 1064nm ;激光功率在 I ?20w ;扫描速度为 80 ?4000mm/s，脉冲重复频率为60?400KHz，获得表面粗糙度Ra为0.5?2 μ m的电路图案。
[0021]本发明的有益效果在于:本发明的陶瓷基板化学镀铜溶液及陶瓷基板的金属化工艺，所述化学镀铜溶液中在镀液中加入各种成分及添加剂，可防止镀层起泡，改善铜沉积速率；在电镀工艺中，采用激光改性法制作陶瓷基板线路，可实现“无钯活化”化学镀铜，节约贵金属。
【附图说明】
[0022]图1.为一现有技术化学镀铜溶液及工艺生产的陶瓷基板线路板放大图
[0023]图2.本发明化学镀铜溶液及工艺生产的陶瓷基板线路板的与图1陶瓷基板线路板相同倍数放大图
[0024]图3.本发明化学镀铜溶液及工艺生产的陶瓷基板线路板的线路放大图【具体实施方式】:
[0025]下面结合附图1?3及具体实施例对本发明进一步说明:
[0026]以下是本发明几个关于化学镀铜溶液的实施例:
[0027]实施例1:
[0028]本实施例的化学镀铜溶液由以下成分构成:
[0029]可溶性Cu2+盐:CuSO 4.5H20在化学镀铜溶液的浓度为10?30g/L
[0030]络合剂:EDTA与酒石酸盐混合络合剂在化学镀铜溶液浓度分别为12?35g/L。
[0031]pH调节剂:通过含有氢氧根离子来源的氢氧化钠、氢氧化锂混合调节剂，在化学镀铜溶液pH为12.5?13.5。
[0032]稳定剂:为了防止镀液自发分解，加入2-2’联吡啶与氰化物的双稳定剂，浓度分别为2-2’联吡啶:5?30mg/L，氰化物:8?70mg/L。
[0033]添加剂:P-苯醌、氰醌在化学镀铜溶液的浓度为0.11?I lg/L ；
[0034]还原剂:甲醛在化学镀铜溶液的浓度为5?20ml/L。
[0035]作为较佳实施方式，络合剂与CuSO4.5Η20的质量之比优选2:1?5:1 ；HCH0 (37% )与CuSO4.5H20的质量之比优选1:1.1?1:1.7。
[0036]实施例2:
[0037]可溶性Cu2+盐:Cu (NO 3)2，CuCl2;
[0038]络合剂:乙二胺，氨、水杨酸、三乙醇胺；
[0039]pH调节剂:氢氧化钾、氢氧化铵、氢氧化四甲铵等调节，室温下pH优选12.5?13.5 ；
[0040]稳定剂:2-2’联吡啶