阅读说明：本技术 一种陶瓷基板的金属化方法 (Metallization method of ceramic substrate ) 是由 姜永京 刘南柳 王�琦 张国义 徐忱文 于 2019-01-09 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种陶瓷基板的金属化方法,包括如下步骤：首先,根据预设的导电线路参数在陶瓷基板表面进行图案化处理以在陶瓷基板表面形成有预设深度与宽度的线路图案；然后,在经过图案化处理的陶瓷基板表面制备过渡金属层和加厚金属层；之后,将陶瓷基板表面的非线路图案部分的金属层除去,以得到填充于陶瓷基板内的导电金属线路,进行表面处理后,最终得到平整光滑的高精度陶瓷线路板；本发明通过预先在陶瓷基板上制备预设深度和宽度的线路图案,将线路图案深入到陶瓷基板内部,可高精度控制金属化过程中的导电金属线路的宽度与厚度,从而得到高精细化导电金属线路,同时,本发明的导电金属线路填充于陶瓷基板的线路图案内也提高了散热效率。(The invention relates to a metallization method of a ceramic substrate, which comprises the following steps: firstly, patterning the surface of a ceramic substrate according to preset conductive circuit parameters to form a circuit pattern with preset depth and width on the surface of the ceramic substrate; then, preparing a transition metal layer and a thickened metal layer on the surface of the ceramic substrate subjected to patterning treatment; then, removing the metal layer of the non-circuit pattern part on the surface of the ceramic substrate to obtain a conductive metal circuit filled in the ceramic substrate, and finally obtaining a flat and smooth high-precision ceramic circuit board after surface treatment; according to the invention, the circuit pattern with the preset depth and width is prepared on the ceramic substrate in advance, the circuit pattern is deep into the ceramic substrate, the width and thickness of the conductive metal circuit in the metallization process can be controlled at high precision, so that the high-precision conductive metal circuit is obtained, and meanwhile, the conductive metal circuit is filled in the circuit pattern of the ceramic substrate, so that the heat dissipation efficiency is improved.)

一种陶瓷基板的金属化方法

技术领域

本发明涉及陶瓷基板加工技术领域，特别是涉及一种陶瓷基板的金属化方法。

背景技术

随着电子产品向轻、薄、小、高密度、多功能化发展，大规模集成电路集成度越来越高，封装元件密度和功率也越来越大。因此，对封装基板布置与导电线路精细度要求也越来越高。目前，陶瓷基板金属化的制法主要有厚膜法与薄膜法两种。厚膜法使用网印方法印制线路，在高温或者低温共烧陶瓷被广泛使用，但采用网印方式制成的厚膜线路具有线径宽度不够精细、以及张网而导致的线路精准度不足等问题，对于力求精细的高密度线路而言其精细度不能满足市场需求。薄膜法，即先在基板上溅射上钛层与铜层，再通过曝光、显影、电镀、蚀刻等工艺来完成导电线路，虽然解决了线路精细度的问题，但是，工艺流程复杂成本居高不下，使用的化学品种类繁多对环境污染大。

中国发明专利申请说明书CN108337812A公开一种在基板上制备金属化线路的方法，包括以下步骤：对清洗后的基板上进行表面双疏处理，在基板表面形成厚度为0.1～1000nm厚的双疏改性层；在基板的预定线路区域内去除或破坏双疏层结构，实现导电线路图案化，形成线路图案化层；在基板上制备边界整齐、线宽可控的导电线路，形成导电金属线路层；最后对基板进行表面处理，得到具有光亮、平整的导电金属线路层的基板；但采用上述方法对陶瓷基板进行金属化处理，需首先对陶瓷基板进行双疏处理形成双疏改性层之后，再对双疏改性层进行图案化处理，而最终形成的导电金属线路仅是在陶瓷表面，无法深入到陶瓷内部，且导电金属线路的精细度和散热效率也亟需进一步提高。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种陶瓷基板的金属化方法，其通过预先在陶瓷基板上制备预定深度与宽度的线路图案，金属化处理形成的导电金属线路填充于陶瓷基板的线路图案内，可大大提高了导电金属线路的精细度和散热效率。

为解决上述目的，本发明采用的如下技术方案。

一种陶瓷基板的金属化方法，包括如下步骤：K1，根据预设的导电线路参数在陶瓷基板表面进行图案化处理以在陶瓷基板表面形成有预设深度与宽度的线路图案；K2，在经过步骤K1图案化处理的陶瓷基板表面制备过渡金属层；K3，在获得过渡金属层的陶瓷基板表面通过上镀方式形成加厚金属层；K4，将陶瓷基板表面的非线路图案部分的过渡金属层和加厚金属层完全除去，以得到填充于陶瓷基板内的导电金属线路；K5，对步骤K4中的导电金属线路进行表面处理以在导电金属层表面形成封装基板，最终得到平整光滑的高精度陶瓷线路板。

优选地，步骤K1中的图案化处理包括但不限于激光标刻处理、化学蚀刻处理、光刻处理、压印处理和磨削处理的一种或者多种的结合。

优选地，步骤K1中的图案化处理的线路图案包括但不限于所需要的线路图或所需要的导通孔。

优选地，陶瓷基板包括但不限于由氧化锆、氮化铝和氧化铝的一种或多种制备得到的陶瓷材料。

优选地，在步骤K2中过渡金属层的制备包括但不限于通过溅射工艺、蒸镀工艺、电弧沉积工艺和烧结工艺的一种或多种结合方式获得。

优选地，步骤K3中的上镀方式包括但不限于化学镀方式和电镀方式的一种或多种的结合。

优选地，在K5步骤中的过渡金属层和加厚金属层的去除方式包括但不限于机械磨削方式、化学研磨抛光方式和蚀刻方式的一种或多种的结合。

本发明的有益效果如下：

本发明的陶瓷基板的金属化方法通过预先在陶瓷基板上制备预设深度和宽度的线路图案，将线路图案深入到陶瓷基板内部，可高精度控制金属化过程中的导电金属线路的宽度与厚度，从而得到高精细化导电金属线路，同时，本发明的导电金属线路填充于陶瓷基板的线路图案内也提高了散热效率，相对于现有技术，本发明的陶瓷基板的金属化方法采用上述加法方式，简化了制备的工序流程，使用的设备也更为简单、便宜，有效降低了生产成本。

附图说明

图1为本发明的一个实施例的金属化方法流程示意图。

附图标记说明：11.陶瓷基板；12.线路图案；13.过渡金属层；14.加厚金属层；15.导电金属线路；16.封装基板。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步的说明。

图1示出的是本发明的一个实施例的金属化方法流程示意图；如图1所示，陶瓷基板11的金属化方法的流程为(a)～(e)，其中，(a)为经过图案化处理的陶瓷基板11，(b)为制备有过渡金属层13的陶瓷基板11，(c)为制备有加厚金属层14的陶瓷基板11，(d)为去除非线路图案12部分金属层的陶瓷基板11，(e)为经过表面处理后的陶瓷线路板。

本实施例中的陶瓷基板的金属化方法，主要包括如下步骤：

K1，陶瓷基板11可为氮化铝陶瓷基板，根据预设的导电线路参数，在陶瓷基板11表面采用磨削方式进行图案化处理，从而在陶瓷基板11表面形成有预设深度与宽度的线路图案12；图案化处理工序流程简单，通过直接在陶瓷基板11上形成线路图案12，有效控制后续金属化过程中形成的导电金属线路15的深度和宽度，以利于得到高精细化的导电金属线路15，所述线路图案12带有线路图以及双面板所需的导通孔；

K2，在经过步骤K1图案化处理的陶瓷基板11表面制备过渡金属层13，本实施例的过渡金属层13采用钎焊烧结方式制备，烧结温度为800度，时间为2小时，过渡金属层13在陶瓷基板11表面均匀分布；

K3，在获得过渡金属层13的陶瓷基板11表面通过上镀方式形成加厚金属层14，本实施例的上镀方式采用化学镀电镀方式，在过渡金属层13表面形成均匀的加厚金属层14；

K4，将陶瓷基板11表面的非线路图案12部分的过渡金属层13和加厚金属层14完全除去，以得到填充于陶瓷基板11内的导电金属线路15，本实施例的非线路图案12部分金属层的去除方法为机械磨削方式，将陶瓷基板11表面的过渡金属层13和加厚金属层14磨削去除，保留线路图案12内的金属层，经过机械磨削处理后，导电金属线路15中的金属大部分或全部填充在陶瓷基板11内部，导电金属线路15的金属表面与陶瓷表面齐平，使金属化过程中导电金属线路15的宽度与厚度更容易控制，从而利于得到更高精细化的导电金属线路15；

K5，对步骤K4中的导电金属线路15进行表面处理以在导电金属层表面形成封装基板16，最终得到平整光滑的高精度陶瓷线路板。

本实施例通过预先在陶瓷基板11上制备预设深度和宽度的线路图案12，将线路图案12深入到陶瓷基板11内部，可高精度控制金属化过程中的导电金属线路15的宽度与厚度，从而得到高精细化导电金属线路15，同时，本实施例的导电金属线路15填充于线路图案12内也提高了散热效率，且本实施例的陶瓷基板11的金属化方法相对于现有技术，节省了制备的工序流程，使用的设备更为简单、便宜，降低了生产成本。

在其他优选的实施例中，陶瓷基板11还可包括但不限于由氧化锆、氮化铝和氧化铝的一种或多种制备得到的陶瓷材料，步骤K1中的图案化处理还可为但不限于激光标刻处理、化学蚀刻处理、光刻处理和压印处理的一种或者多种的结合，步骤K2中所述金属线路过渡层的制作包括但不限于通过溅射、蒸镀、电弧沉积、烧结工艺中的一种或者几种结合方式获得，步骤K3中的上镀方式还可为但不限于化学镀方式和电镀方式的一种或多种的结合，在K5步骤中的过渡金属层13和加厚金属层14的去除方式包括但不限于机械磨削方式、化学研磨抛光方式和蚀刻方式的一种或多种的结合。通过预先在陶瓷基板11上制备预设深度和宽度的线路图案12，将线路图案12深入到陶瓷基板11内部，达到将导电金属线路15填充于陶瓷基板11内部的目的。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。