技术领域本发明涉及了一种陶瓷基板金属化方法，尤其涉及一种在陶瓷表面直接金属化的方法。
背景技术：
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。到目前为止，陶瓷基板是电子工业中最常用的基板材料，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。针对陶瓷基板金属化，国内蔡勇等人用磁控溅射的方法使基板表面金属化；宋秀峰等利用阳极氧化技术在氧化铝陶瓷基板上化学镀铜，但是通过阳极氧化的氧化铝与氧化铝陶瓷不同；徐丽娜等研究了一种无需氯化亚锡敏化、基于分子自组装膜吸附钯的活化方法，引发了在氧化铝粉末表面的化学镀铜；増田誠治研究了通过咪唑硅烷和氯化钯使氧化铝粉体活化，实施了在其表面进行化学镀铜；可见陶瓷基板金属化的研究报道只限于能镀上一层薄铜，应用于电子工业中的陶瓷基板铜厚一般在18um以上，目前必须克服的难点是在陶瓷基板表面金属化后，再加厚铜层至所需厚度，同时具有所要求的优良性能，所以上述研究方法还无法真正在实际中得到应用。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.ApatNO.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。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；而化学镀法设备简单，价格便宜，便于批量自动化生产。金属化后的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。直接金属化得到的陶瓷基板其铜层（或其他金属层）直接与基板结合，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。因此陶瓷表面金属化对工业的发展具有重要意义。
技术实现要素：
本发明是要提供一种陶瓷基板直接金属化方法，直接金属化得到的陶瓷基板其铜层（或其他金属层）直接与基板结合，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。一种陶瓷基板直接金属化方法，陶瓷基板表面前处理后，通过化学镍形成1-3um的化学镍种子层，在高温状态下使与陶瓷基板面接触的镍氧化，再在化学镍种子层上闪镀0.3-0.5um的新鲜镍层，最后在新鲜镍层上通过电镀方式加厚铜。一种陶瓷基板直接金属化方法，所述的陶瓷基板层的材质是氧化铝陶瓷基板。一种陶瓷基板直接金属化方法，所述的陶瓷基板层的材质是氮化铝陶瓷基板。一种陶瓷基板直接金属化方法，所述的陶瓷基板表面前处理是室温下超声清洗，取出后用去离子水冲洗。一种陶瓷基板直接金属化方法，所述的陶瓷基板为氧化铝陶瓷时，陶瓷基板前处理是：在10%-20%的氢氧化钠溶液中处理2-4分钟，自然风干后在400-600℃烘烤0.5-1小时，然后在室温下超声清洗，取出后用去离子水冲洗。一种陶瓷基板直接金属化方法，所述清洗后的陶瓷基板进行化学镀镍，其化学镍流程为活化—加速—化学镍。一种陶瓷基板直接金属化方法，其化学镍的药水是硫酸镍、次亚磷酸钠、硼酸和柠檬酸钠组成的水溶液，化学镍药水中硫酸镍的浓度为15-25g/L，次亚磷酸钠浓度为20-30g/L，硼酸的浓度为25-35g/L，柠檬酸钠的浓度为45-55g/L。一种陶瓷基板直接金属化方法，所述的将化学镀镍后的陶瓷基板进行高温氧化处理，是在300-400℃的高温下烘烤1-3小时，将厚度为1-3um的镍种子层氧化，生成氧化镍层。一种陶瓷基板直接金属化方法，所述的在有氧化镍层的陶瓷基板上闪镀新鲜镍层，其闪镀药水可以是硫酸镍镀镍、氨基磺酸镀镍、氯化镍镀镍；其闪镀电流密度为20-50ASF；其闪镀时间为2-4分钟。一种陶瓷基板直接金属化方法，所述的在新鲜镍层上电镀铜，其电镀铜药水是低内应力硫酸铜镀铜药水。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。图1为本发明实施例的表面直接金属化陶瓷基板的工艺流程图。图2为本发明实施例1的表面直接金属化陶瓷基板的结构图。图3为本发明实施例2的表面直接金属化陶瓷基板的结构图。图4为本发明实施例2的陶瓷基板粗化处理前陶瓷表面形貌图。图5为本发明实施例2的陶瓷基板NaOH粗化后的陶瓷基板表面形貌图。从图5中可以看到陶瓷基板表面颗粒变小，并且颗粒表面有凹陷，陶瓷基板的表面积增加。图6为本发明陶瓷基板金属化后镀铜的形貌图。从图6中可以看出陶瓷基板表面金属层膜基结合良好，涂层致密性良好，组织成分均匀。附图中的标号说明101镀铜层102闪镀镍层103化学镍层104氧化镍层105氮化铝陶瓷基板层201氧化铝陶瓷基板层[具体实施方式]实施案例一图1给出了本发明的陶瓷基表面直接金属化的流程图；图2给出了本发明实施例1的表面直接金属化陶瓷基板的结构图，下面结合附图1-2对氮化铝陶瓷基板表面直接金属化予以具体说明:氮化铝陶瓷基板表面直接金属化具体流程如下：1）将陶瓷基板前处理11；2）前处理后的陶瓷基板进行化学镀镍12；3）将化学镀镍后的陶瓷基板进行镍层氧化处理13；4）在有氧化镍层的陶瓷基板上闪镀新鲜镍层14；5）在新鲜镍层上电镀铜15。所形成的氮化铝陶瓷基板结构为：镀铜层101、闪镀镍层102、化学镍层103、氧化镍层104、氮化铝陶瓷基板层105。具体步骤描述如下：步骤1、超声前处理11。将氮化铝陶瓷基板置于室温下超声清洗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。步骤2、化学镍12。化学镍流程为活化??加速??化学镍。将经过前处理的氮化铝陶瓷基板置入35℃的活化液中，放置10分钟反应完成后取出试样，用去离子水冲洗；加速处理后再放在85℃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，其镍层厚度为1-3um。所述的活化液1L中含有：37%盐酸270mL；氯化亚锡5.5g；胶体钯浓缩液8mL；余量为去离子水。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。步骤3、高温氧化镍13。将有化学镍层的氮化铝陶瓷板在300-400℃的高温下烘烤1-3小时，将与氮化铝陶瓷基板表面接触的化学镍层氧化，生成附着性极强的氧化镍层。步骤4、闪镀镍14。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大电流闪镀2-4分钟，形成新鲜镍层。所述氨基磺酸镀镍液的成份及浓度为：氨基磺酸镍65-75g/L，次氯化镍为15-35g/L，硼酸的浓度为35-45g/L。步骤5、电镀铜15。将有新鲜镍层的氮化铝陶瓷基板通过低应力电镀铜液电镀铜，在槽液温度25℃时，以电流密度2.0A/平方分米电镀60分钟，铜层厚度达到18um，最后形成表面金属化的氮化铝陶瓷基板。所述低镀铜液是五水硫酸铜，98%硫酸，盐酸，开缸剂，低应力光亮剂的混合液，阳极为磷铜板，1L电镀液中含有：五水硫酸铜200g；98%硫酸55g；盐酸50mg；开缸剂3.5ml；低应力光亮剂0.3ml；余量为去离子水。本实施例制作生产的表面有金属铜的氮化铝陶瓷基板，其金属膜与陶瓷基表面结合良好，镀层致密性良好，金属层组织成分均匀。图6为本发明陶瓷金属化后氮化铝陶瓷基板的形貌图。实施案例二图1给出了本发明的陶瓷基表面直接金属化的流程图，图3为本发明实施例2的表面直接金属化后的陶瓷基板结构图。下面结合附图1、图3对氧化铝陶瓷基板表面直接金属化予以具体说明:氧化铝陶瓷基板表面直接金属化具体流程如下：1）超声前处理11；2）化学镍12；3）高温氧化镍13；4）闪镀镍14；5）电镀铜15。所形成的氧化铝陶瓷基板结构为：镀铜层101、闪镀镍层102、化学镍层103、氧化镍层104、氧化铝陶瓷基板层201。具体步骤描述如下：步骤1、超声前处理11：将氧化铝陶瓷基板置于室温的粗化液中，静置2-4分钟后取出放在板架上常温风干；风干后放入烤箱，以400-600℃烘烤0.5小时，后冷却至150℃左右取出；取出后在室温下超声清洗10-30分钟，取出后用去离子水冲洗得到前处理后的氧化铝陶瓷基板。所述粗化液是10%-20%的氢氧化钠溶液。所述超声清洗时的超声频率为40KHz，功率为250-450W。图4为氧化铝陶瓷基板粗化处理前陶瓷表面形貌图；图5为氧化铝陶瓷基板NaOH粗化后的陶瓷表面形貌图；从图5中可以看到氧化铝陶瓷表面颗粒变小，并且颗粒表面有凹陷，陶瓷的表面积增加。步骤2、化学镍12：化学镍流程为活化??加速??化学镍；将经过前处理的氧化铝陶瓷基板置入35℃的活化液中，放置10分钟反应完成后取出试样，用去离子水冲洗；加速处理后再放在85℃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氧化铝陶瓷基板，其镍层厚度为1-3um。所述的活化液1L中含有：37%盐酸270mL；氯化亚锡5.5g；胶体钯浓缩液8mL；余量为去离子水。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。步骤3、高温氧化镍13：将有化学镍层的氧化铝陶瓷板在300-400℃的高温下烘烤1-3小时，将与氧化铝陶瓷基板表面接触的化学镍层氧化，生成附着性极强的氧化镍层。步骤4、闪镀镍14: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大电流闪镀2-4分钟，形成新鲜镍层。所述氨基磺酸镀镍液的成份及浓度为：氨基磺酸镍65-75g/L，次氯化镍为15-35g/L，硼酸的浓度为35-45g/L。步骤5、电镀铜15:将有新鲜镍层的氧化铝陶瓷基板通过低应力电镀铜液电镀铜，在槽液温度25℃时，以电流密度2.0A/平方分米电镀60分钟，铜层厚度达到18um，最后形成表面金属化的氧化铝陶瓷基板。所述低镀铜液是五水硫酸铜，98%硫酸，盐酸，开缸剂，低应力光亮剂的混合液，阳极为磷铜板，1L电镀液中含有：五水硫酸铜200g；98%硫酸55g；盐酸50mg；开缸剂3.5ml；低应力光亮剂0.3ml；余量为去离子水。本实施例制作生产的表面有金属铜的氧化铝陶瓷基板，其金属膜与陶瓷基表面结合良好，镀层致密性良好，金属层组织成分均匀;图6为本发明陶瓷金属化后氧化铝陶瓷基板的形貌图。以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。