CN108337812A - 一种在基板上制备金属化线路的方法 - Google Patents

一种在基板上制备金属化线路的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108337812A
CN108337812A CN201810260680.9A CN201810260680A CN108337812A CN 108337812 A CN108337812 A CN 108337812A CN 201810260680 A CN201810260680 A CN 201810260680A CN 108337812 A CN108337812 A CN 108337812A
Authority
CN
China
Prior art keywords
substrate
line
layer
conducting wire
metal line
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810260680.9A
Other languages
English (en)
Inventor
刘南柳
庞彦召
王�琦
姜永京
张国义
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dongguan Institute of Opto Electronics Peking University
Original Assignee
Dongguan Institute of Opto Electronics Peking University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dongguan Institute of Opto Electronics Peking University filed Critical Dongguan Institute of Opto Electronics Peking University
Priority to CN201810260680.9A priority Critical patent/CN108337812A/zh
Publication of CN108337812A publication Critical patent/CN108337812A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/10—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • H05K3/107—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern by filling grooves in the support with conductive material
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/10—Using electric, magnetic and electromagnetic fields; Using laser light
    • H05K2203/107—Using laser light

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing Of Printed Circuit Boards (AREA)

Abstract

本发明公开了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0.1～1000 nm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。本发明保证金属导电线路的精细度，解决了在基板上直接进行金属图案化工艺所造成的线宽难以控制、线路精度低的问题；同时，这种采用加法方式在陶瓷基板上制备精细化导电线路的方法，相对于制作整版金属膜层然后刻蚀线路的减法制备方式，大大简化了工艺流程，节省了材料和制备成本。

Description

一种在基板上制备金属化线路的方法
技术领域
本发明涉及一种金属化线路板的制备方法，尤其涉及通过表面处理辅助制作精细金属化线路的方法。
背景技术
在材料基底上制备导电金属线路，即金属化工艺，对于电子封装产业是非常关键的技术。高绝缘性的陶瓷基板因具有良好的导热性而成为大功率LED、大规模集成电路模块电子封装的理想材料。
目前，陶瓷基板金属化方法主要有两种。一种是直接覆铜法，其工艺需要多次烧结，对氧含量要求极高而难以控制，工艺流程繁琐导致产品良率难以提高。另一种是直接镀铜法，该工艺需要昂贵的溅射设备使生产成本居高不下。同时，这两种工艺都属于减法操作，需要进行光刻或者化学刻蚀等后续工序才能形成电路图案，不但增加了制造成本，而且不利于环保。
将线路图案直接加工在陶瓷基板上制备金属化线路的加法工艺，具有工艺简单、无需后续刻蚀非线路区域、成本低廉、节能环保等优势。但是，采用加法方式进行金属化的过程中往往会出现金属爬坡扩展至非线路的区域而导致金属线路轮廓粗化、线宽难以控制的问题。
中国专利CN104507264 B采用粘贴干膜和曝光显影的方法能较好的控制线宽得到精细线路，但是，其所需设备成本较高，同时需要增加去除干膜工序，工艺路线较复杂，增加了制造成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种在基板上制备金属化线路的方法，保证金属导电线路的精细度，解决了在基板上直接进行金属图案化工艺所造成的线宽难以控制、线路精度低的问题；同时，这种采用加法方式在陶瓷基板上制备精细化导电线路的方法，相对于制作整版金属膜层然后刻蚀线路的减法制备方式，大大简化了工艺流程，节省了材料和制备成本。
为了解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：
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0.1～1000 nm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。
所述基板为环氧树脂、金属或陶瓷板。
所述表面双疏处理是指在基板表面改性形成使水滴和油滴在其上接触角大于90°的表面，双疏处理方法是含氟有机悬浊液喷涂处理、等离子体表面处理、表面微纳结构处理和粘贴双疏薄膜中的任一种或者几种组合。
所述导电线路图案化采用光刻、印刷、压印和化学腐蚀中的任一种或者几种的组合。
所述金属导电线路层的制备采用激光标刻金属化、喷涂或印刷金属浆料、化学镀与电镀金属和金属融焊中的任一种或几种的组合。
所述导电金属线路层的厚度为1～500μm，该导电金属线路层采用金、银、铜、铁、镍、铬、钨、钛、钯或铂单层材料制成，或者采用多层混合材料制成。
所述基板表面处理采用机械研磨和/或光电化学研磨抛光。
所述激光标刻金属化，是采用激光在清洗后的基板上按照设定好的线路图案来回扫描，在预定线路上形成导电混合层，采用的激光波长为193-1064 nm，激光光斑为高斯光斑、方形光斑或平顶光斑。
所述激光标刻金属化采用的激光能量密度设为0.1～1000 J/cm2。
保证金属导电线路的精细度，解决了在基板上直接进行金属图案化工艺所造成的线宽难以控制、线路精度低的问题；同时，这种采用加法方式在陶瓷基板上制备精细化导电线路的方法，相对于制作整版金属膜层然后刻蚀线路的减法制备方式，大大简化了工艺流程，节省了材料和制备成本。
本发明方法为加法式制备，是对基板表面改性后采用加法方式在基板上制备精细化导电线路的方法，有效解决了常规激光标刻金属化等加法工艺造成的导电线路精度差、线路宽度难以控制、线路轮廓不齐整等问题，显著提高了产品的精密度和可靠性。同时，相对于制作整版金属膜层然后刻蚀线路的减法制备方式，大大简化了工艺流程，保证产品良率的同时降低了生产成本。
附图说明
附图1为本发明实施例一的加工过程状态示意图；
附图2为本发明实施例二的加工过程状态示意图。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
实施例一
如附图1所示，一种在基板上制备金属化线路的方法，包括以下步骤：
S1,采用等离子体处理方式在超声清洗后的环氧树脂基板11表面形成5 nm厚的表面双疏改性层12。
S2，将覆有双疏改性层12的基板11进行光刻处理，将设定好的线路图案雕刻在基板上，除去线路区的双疏改性层12而形成线路图案化层13，未标刻的位置依然保留表面双疏改性层12。
S3,将光刻完成形成了线路图案化层13的基板11喷涂钯粉，整版冲洗后，线路区形成厚度为5 nm的导电金属线路层14。然后，再对基板用常规的化学铜、电镀铜方式加厚导电金属线路层，使导电金属线路层14的厚度达到30～50μm。
S4，最后对基板置于研磨盘用1μm钻石液进行研磨平整，然后做化学抛光处理，获得表面平整、光亮的导电金属线路层14。
实施例二：
如附图2所示，S1，采用含氟有机悬浊液喷涂处理方式在超声清洗后的陶瓷基板21表面形成20 nm厚的表面双疏改性层22。
S2,将覆有双疏改性层22的陶瓷基板21进行激光标刻金属化处理，按照设定好的线路图案，以10 J/cm2的能量密度，在空气气氛下雕刻陶瓷基板8次，使标刻线路上形成金属化粘结层23，厚度为5 μm，未标刻的位置依然是绝缘的陶瓷表面双疏改性层22。
S3，将附有金属化粘结层23的陶瓷基板21用常规的电镀铜方式上渡导电金属线路层24，使导电金属线路层的厚度达到4～50 μm。
S4，将经过加厚布好导电金属线路层的陶瓷基板置于研磨盘用1微米金刚石液进行研磨平整，然后做化学抛光处理，获得表面平整、光亮的导电金属线路层24。
需要说明的是，以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一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0.1～1000 nm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。
2.根据权利要求1所述的在基板上制备金属化线路的方法，其特征在于，所述基板为环氧树脂、金属或陶瓷板。
3.根据权利要求1所述的在基板上制备金属化线路的方法，其特征在于，所述表面双疏处理是指在基板表面改性形成使水滴和油滴在其上接触角大于90°的表面，双疏处理方法是含氟有机悬浊液喷涂处理、等离子体表面处理、表面微纳结构处理和粘贴双疏薄膜中的任一种或者几种组合。
4.根据权利要求1所述的在基板上制备金属化线路的方法，其特征在于，所述导电线路图案化采用光刻、印刷、压印和化学腐蚀中的任一种或者几种的组合。
5.根据权利要求1所述的在基板上制备金属化线路的方法，其特征在于，所述金属导电线路层的制备采用激光标刻金属化、喷涂或印刷金属浆料、化学镀与电镀金属和金属融焊中的任一种或几种的组合。
6.根据权利要求1所述的在基板上制备金属化线路的方法，其特征在于，所述导电金属线路层的厚度为1～500μm，该导电金属线路层采用金、银、铜、铁、镍、铬、钨、钛、钯或铂单层材料制成，或者采用多层混合材料制成。
7.根据权利要求1所述的在基板上制备金属化线路的方法，其特征在于，所述基板表面处理采用机械研磨和/或光电化学研磨抛光。
8.根据权利要求5所述的在基板上制备金属化线路的方法，其特征在于，所述激光标刻金属化，是采用激光在清洗后的基板上按照设定好的线路图案来回扫描，在预定线路上形成导电混合层，采用的激光波长为193-1064 nm，激光光斑为高斯光斑、方形光斑或平顶光斑。
9.根据权利要求5或８所述的在基板上制备金属化线路的方法，其特征在于，所述激光标刻金属化采用的激光能量密度设为0.1～1000 J/cm2。
CN201810260680.9A 2018-03-27 2018-03-27 一种在基板上制备金属化线路的方法 Pending CN108337812A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810260680.9A CN108337812A (zh) 2018-03-27 2018-03-27 一种在基板上制备金属化线路的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810260680.9A CN108337812A (zh) 2018-03-27 2018-03-27 一种在基板上制备金属化线路的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108337812A true CN108337812A (zh) 2018-07-27

Family

ID=62931403

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810260680.9A Pending CN108337812A (zh) 2018-03-27 2018-03-27 一种在基板上制备金属化线路的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108337812A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112643899A (zh) * 2020-12-16 2021-04-13 南京缔邦新材料科技有限公司 一种陶瓷覆铜板的细电路切割方法
CN116916547A (zh) * 2023-09-14 2023-10-20 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 金刚石基封装线路板及其制备方法
WO2024093022A1 (zh) * 2022-11-03 2024-05-10 广东省科学院半导体研究所 一种基于半加成工艺的精细线路板及其制备方法、表面处理方法和应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4521262A (en) * 1983-01-10 1985-06-04 Pellegrino Peter P Method for mass producing printed circuit boards
CN102209634A (zh) * 2008-09-12 2011-10-05 Jp影像有限公司 印刷的改进
CN103533764A (zh) * 2012-07-05 2014-01-22 昆山联滔电子有限公司 非导电基板上形成导体线路的制造方法
CN105555038A (zh) * 2016-02-02 2016-05-04 深圳光韵达光电科技股份有限公司 在非金属基材上形成电路的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4521262A (en) * 1983-01-10 1985-06-04 Pellegrino Peter P Method for mass producing printed circuit boards
CN102209634A (zh) * 2008-09-12 2011-10-05 Jp影像有限公司 印刷的改进
CN103533764A (zh) * 2012-07-05 2014-01-22 昆山联滔电子有限公司 非导电基板上形成导体线路的制造方法
CN105555038A (zh) * 2016-02-02 2016-05-04 深圳光韵达光电科技股份有限公司 在非金属基材上形成电路的方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112643899A (zh) * 2020-12-16 2021-04-13 南京缔邦新材料科技有限公司 一种陶瓷覆铜板的细电路切割方法
WO2024093022A1 (zh) * 2022-11-03 2024-05-10 广东省科学院半导体研究所 一种基于半加成工艺的精细线路板及其制备方法、表面处理方法和应用
CN116916547A (zh) * 2023-09-14 2023-10-20 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 金刚石基封装线路板及其制备方法
CN116916547B (zh) * 2023-09-14 2023-12-05 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 金刚石基封装线路板及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108337812A (zh) 一种在基板上制备金属化线路的方法
CN103781285B (zh) 陶瓷基板表面导电线路的制作与修复方法
CN104105353B (zh) 一种高精度陶瓷电路板的制作方法
CN101147238B (zh) 通过毛细作用形成导电迹线
US20080186593A1 (en) Metal trace fabrication for optical element
US9504165B2 (en) Method of forming conductive traces on insulated substrate
JP2023011656A (ja) 導電めっきのためのレーザシーディング
CN104392935A (zh) 一种功率器件模块封装用陶瓷基板的金属化方法
JP2006295246A (ja) 電子部品とその製造方法
CN109862705A (zh) 一种可制备高纵横比细线路的pcb电路板制作工艺
CN105789031A (zh) 激光直写用掩膜及其刻蚀方法
CN109254423A (zh) 一种铌酸锂电光器件厚膜导线电极的制作方法
CN108054106A (zh) 一种制备高散热陶瓷封装基板的方法
CN108511327A (zh) 一种无需临时键合的超薄硅转接板的制作方法
CN111593382A (zh) 一种亚毫米-微米-纳米跨尺度三维图案化超浸润表面电化学加工方法
CN102683517A (zh) 薄膜led芯片器件及其制造方法及应用
JP2006229025A (ja) 光電変換装置の製造方法および光電変換装置
CN104185410A (zh) 基于微金属网格的电磁屏蔽罩及其制备方法
US20110123930A1 (en) Ceramic substrate preparation process
US20170125251A1 (en) Method for manufacturing selective surface deposition using a pulsed radiation treatment
CN104684265B (zh) 一种电路板表面电镀的方法
CN113099620A (zh) 一种利用激光等离子体溅射在玻璃上制备金属电路的方法
CN106252276B (zh) 基于tsv技术开关矩阵射频单元的制造方法
CN108257731A (zh) 叠加式金属网格型透明电极的激光定域去除制备方法
CN1142710C (zh) 激光诱导液相沉积制作印制板导电线路的工艺方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180727