一種氮化鋁陶瓷表面覆銅制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及了一種氮化鋁陶瓷表面覆銅制作方法，尤其涉及一種在氮化鋁陶瓷表面和孔內(nèi)覆銅的氮化鋁陶瓷板制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]氮化鋁陶瓷基板材料以其優(yōu)良的導(dǎo)熱性和氣密性及電氣性能，廣
泛應(yīng)用于功率電子、電子封裝、混合微電子與多芯片模塊等領(lǐng)域。氮化鋁陶瓷基板優(yōu)異的導(dǎo)熱性能使其替代氧化鋁陶瓷基板，成為高端電子工業(yè)中最適合的基板材料，氮化鋁陶瓷表面金屬化的方法主要有:Mo-Mn法，活性金屬法，化學(xué)鍍，真空蒸發(fā)法，化學(xué)氣相沉積法等。但上述方法還無(wú)法真正在實(shí)際中得到應(yīng)用。
[0003]目前，中國(guó)專(zhuān)利CN200510047855.0“陶瓷基片濺射銅箔生產(chǎn)方法”公開(kāi)了陶瓷基片濺射銅箔生產(chǎn)方法，是采用非平衡磁控濺射方法生產(chǎn)陶瓷覆銅基片。中國(guó)專(zhuān)利CN101798238.A “陶瓷金屬化的方法”公開(kāi)了陶瓷金屬化的方法，是采用金納米粒子溶液做活化劑，活化后的陶瓷基板直接化學(xué)鍍鎳，因使用金納米粒子，致使生產(chǎn)成本上升。日本住友電氣工業(yè)株式會(huì)社發(fā)明專(zhuān)利CN95108652.9“具有光滑鍍層的金屬化陶瓷基片及其制造方法”在氮化鋁陶瓷基片素坯上涂敷和W /或Mo的金屬化料漿，壓平、燒結(jié)，并形成上述的一層或多層鍍層等等。美國(guó)專(zhuān)利U.A pat N0.4008343使用一種膠體鈀預(yù)處理液使化學(xué)鍍能順利進(jìn)行，但基體與鍍層的附著力不強(qiáng)。
[0004]上述方法不同程度地存在一些問(wèn)題，如:真空法雖易上馬，但價(jià)格貴、不易批量生產(chǎn);金屬納米粒子做活化劑致使生產(chǎn)成本上升;化學(xué)氣相沉積法，設(shè)備復(fù)雜，不易生產(chǎn)等等。
[0005]覆銅后的氮化陶瓷基板的主要功能是作為互連器件的電導(dǎo)體和將器件上的熱傳出去的熱導(dǎo)體。氮化鋁陶瓷表面覆銅工藝，其金屬層直接與陶瓷結(jié)合，鍍層均勻、完整，附著強(qiáng)度高，大大改善基板散熱效率，工藝穩(wěn)定，力學(xué)性能較好。因此氮化鋁陶瓷表面覆銅對(duì)工業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明是要提供一種氮化鋁陶瓷表面覆銅制作方法，覆銅后的氮化鋁陶瓷板其金屬層在基板板面與孔內(nèi)直接與陶瓷結(jié)合，鍍層均勻、完整，附著強(qiáng)度高，大大改善基板散熱效率，工藝穩(wěn)定，力學(xué)性能較好。
[0007]—種氮化鋁陶瓷表面覆銅制作方法，氮化鋁陶瓷基板表面前處理后，通過(guò)化學(xué)鎳形成l-3um的化學(xué)鎳層，在高溫狀態(tài)下使鎳與陶瓷結(jié)合牢固，再在化學(xué)鎳層上預(yù)鍍0.Ι-Ο.5um的預(yù)鍍鎳層，再在預(yù)鍍鎳層上電鍍銅。
[0008]—種氮化鋁陶瓷表面覆銅制作方法，所述的表面處理是在10%_20%
的氫氧化鈉溶液中室溫下處理2-4分鐘，然后將氮化鋁陶瓷表面清洗干凈。
[0009]—種氮化鋁陶瓷表面覆銅制作方法，所述的化學(xué)鎳，其流程為膠體鈀活化一離子鈀活化一加速一化學(xué)鎳。
[0010]一種氮化鋁陶瓷表面覆銅制作方法，所述的熱處理，是在300-400°C 的高溫下處理1-3小時(shí)。
[0011]—種氮化鋁陶瓷表面覆銅制作方法，所述的預(yù)鍍鎳，其預(yù)鍍藥水可
以是硫酸鎳鍍鎳、氨基磺酸鍍鎳、氯化鎳鍍鎳;其預(yù)鍍電流密度為20-50ASF;其預(yù)鍍時(shí)間為2-4分鐘。
[0012]—種氮化鋁陶瓷表面覆銅制作方法，所述的電鍍銅，其電鍍銅藥水
是低內(nèi)應(yīng)力硫酸銅鍍銅藥水。
[0013]
[【附圖說(shuō)明】]
為了便于說(shuō)明，本發(fā)明由下述較佳的實(shí)施案例及附圖作以詳細(xì)描述。
[0014]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的氮化鋁陶瓷表面覆銅的制作工藝流程圖。
[0015]圖2為本發(fā)明實(shí)施例1的單面氮化鋁陶瓷表面覆銅板的結(jié)構(gòu)圖。
[0016]圖3為本發(fā)明實(shí)施例2的雙面氮化鋁陶瓷表面覆銅板的結(jié)構(gòu)圖。
[0017]
附圖中的標(biāo)號(hào)說(shuō)明
101鍍銅層102預(yù)鍍鎳層103化學(xué)鎳層104氧化鎳層105氮化鋁陶瓷基板層206
通孔
[【具體實(shí)施方式】]
實(shí)施案例一
圖1給出了本發(fā)明的氮化鋁陶瓷表面覆銅的制作流程圖；圖2給出了本發(fā)明實(shí)施例1的單面氮化鋁陶瓷表面覆銅板的結(jié)構(gòu)圖，下面結(jié)合附圖1-2對(duì)單面氮化鋁陶瓷表面覆銅制作方法予以具體說(shuō)明:
氮化鋁陶瓷表面覆銅的制作具體流程如下:I)表面處理10;2)化學(xué)鎳11 ;3)熱處理12;4)預(yù)鍍鎳13; 5)電鍍銅14。
[0018]所形成的氮化鋁陶瓷表面覆銅板結(jié)構(gòu)為:鍍銅層101、預(yù)鍍鎳層102、化學(xué)鎳層103、氧化鎳層104、氮化鋁陶瓷基板層105。
[0019]具體步驟描述如下:
步驟1、表面處理10;將厚1.6mm的氮化鋁陶瓷板置于10-20%的氫氧化鈉溶液中室溫下處理2-4分鐘，再用超聲波清洗10-30分鐘，取出后用去離子水沖洗得到前處理后氮化鋁陶瓷基板；
所述超聲清洗時(shí)的超聲頻率為40KHz，功率為250-450W。
[0020]步驟2、化學(xué)鎳11;化學(xué)鎳流程為膠體鈀活化一離子鈀活化加速化學(xué)鎳。將經(jīng)過(guò)前處理的氮化鋁陶瓷板置入35°C、5-8%的膠體鈀活化液中，放置10分鐘后取出試樣，用去離子水沖洗;再放入離子鈀活化液中處理5分鐘，加速處理后再放在85°C的化學(xué)鎳液中，放置8分鐘后取出試樣，用去離子水沖洗得化學(xué)鎳后的氮化鋁陶瓷基板，其表面及孔內(nèi)的鎳層厚度為l-3um;
所述的離子鈀活化液IL中含有:37%鹽酸270mL;氯化亞錫5.5g;膠體鈀濃縮液8mL;余量為去尚子水；
所述化學(xué)鎳液中硫酸鎳的濃度為15/L，次亞磷酸鈉濃度為20g/L，硼酸的濃度為25g/L，檸檬酸鈉的濃度為45g/L。
[0021 ]步驟3、熱處理12。將有化學(xué)鎳層的氮化鋁陶瓷板在300_400°C的高溫下處理1-3小時(shí)，將與氮化鋁陶瓷板表面接觸的化學(xué)鎳層氧化，生成附著性極強(qiáng)的氧化鎳層。
[0022]步驟4、預(yù)鍍鎳13;經(jīng)0.5-1.0%的鹽酸溶液清洗，去除化學(xué)鎳層表面氧化鎳后，在氨基磺酸鍍鎳液中，以電流密度20-50ASF大電流預(yù)鍍2-4分鐘，陶瓷表面及孔內(nèi)形成預(yù)鍍鎳層。