CN114364141A - 一种厚铜陶瓷基板及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种厚铜陶瓷基板的制作方法，其包括：选用铜片；对所述铜片进行精密加工，制作覆铜线路层，所述覆铜线路层包括线路和用于固定各个线路起到加固作用的连接筋；在多个所述线路的空隙处填充不耐高温的加固剂，形成加固线路层；对所述加固线路层进行精密加工，去掉其中的所述连接筋，形成待结合线路层；在所述待结合线路层和陶瓷板之间设置钎料，最终烧结成厚铜陶瓷基板。本发明提供的厚铜陶瓷基板的制作方法能够提高陶瓷基板的制作效率，同时保证线路的厚度，解决现有技术中对厚铜陶瓷基板制作时厚铜线路蚀刻毛边大，加成法成本高、铜厚很难达到要求的问题。
Description
技术领域
本发明涉及领域一种铜陶瓷基板的制作方法，具体地说，涉及一种厚铜陶瓷基板及其制作方法。
背景技术
厚铜陶瓷基板的线路制作目前采取的一种大多数工艺是蚀刻工艺，厚铜用蚀刻的方法加工出线路存在诸多挑战。比如蚀刻时间长而消耗蚀刻线的产能，另外毛边大导致图形间距、线间距较大。如果图形设计上不同区域的蚀刻药水交换效率差距太大，会有整板线或局部蚀刻不净，蚀刻厚度不均匀的情况发生。
另外的一种工艺是通过在陶瓷基板表面沉积铜，并刷上纳米铜交联剂，之后再印刷铜导电布线层，最后通过烘烤使布线层通过交联剂和沉积铜表面交联，但是这种方法成本较高。
除此之外，也有通过金属铜粉或者铜合金粉等离子喷涂的方式在陶瓷基板表面覆铜，但是这种方法难以实现厚铜的布线要求。
在陶瓷基板的制作时，目前还采用一种利用加成法采用铜浆制作线路层的方法，具体的，首先在陶瓷基板上设置有机层，在有机层上设置铜浆层，对铜浆层进行干燥、对有机层脱脂，之后将陶瓷基板和铜浆一同烧结，使铜浆层变为铜层线路。这种方法需要采用多个步骤，并且需要控制干燥、脱脂和烧结的温度和压力，工艺比较复杂，且制备的铜层厚度只能达到60μm以下；采用本方法形成的铜层线路依然需要进行显影和蚀刻操作，铜材料浪费较大，成本比较高，而且同样无法保证蚀刻的厚度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种厚铜陶瓷基板的制作方法，旨在解决现有技术中对厚铜基板制作时成本高，厚度达不到技术要求的技术问题。
本发明提供一种厚铜陶瓷基板的制作方法，所述方法包括：
步骤S1：选用厚度能够达到厚铜陶瓷基板中线路要求的铜片；
步骤S2:对所述铜片进行精密加工，制作覆铜线路层，所述覆铜线路层包括线路和用于固定各个线路起到加固作用的连接筋；
步骤S3：在多个所述线路的空隙处填充不耐高温的加固剂，形成加固线路层；
步骤S4：对所述加固线路层进行精密加工，去掉其中的所述连接筋，形成待结合线路层；
步骤S5：在所述待结合线路层和陶瓷板之间设置钎料，将所述待结合线路层和所述陶瓷板一起烧结，所述钎料用于将所述待结合线路层固定在所述陶瓷板上，经过烧结所述加固剂被去除，所述陶瓷板上仅剩所述线路。
在本发明中，采用精密加工的方式首先制作覆铜线路层，该覆铜线路层一方面能够保证铜线的厚度，另一方面能够保证加工的线路形状精度；特别的是覆铜线路层包括线路和固定线路的连接筋，连接筋可以保证对覆铜线路层后边操作时线路不发生偏移；接着对覆铜线路层进行加固剂填充，填充加固剂后再对连接筋去除，将加固后形成的待结合线路层放置在已经涂覆钎料的陶瓷板上，烧结去除掉加固剂，烧结后仅剩下固定在陶瓷板上的线路，实现了线路和陶瓷板的连接。本发明公开的这种陶瓷基板和陶瓷基板的制作方法克服了现有技术中通过镀铜，蚀刻等方式对陶瓷基板制作时线路厚度的差异化，以及蚀刻差异导致的线路电气特性的改变，同时还有利于提高生产的效率降低时间成本。
附图说明
图1是本发明厚铜陶瓷基板的制作过程示意图；
图2是本发明厚铜陶瓷基板制作方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和说明书附图对本发明做进一步阐述和说明:
请参考图1，本发明公开一种陶瓷基板，所述厚铜陶瓷基板包括一层或者两层所述线路，所述厚铜陶瓷基板使用本发明公开的陶瓷基板制作方法在所述陶瓷板的两侧面上分别设置所述线路形成。
参阅图2，本发明的陶瓷基板的制作方法包括：
步骤S1：选用厚度能够达到厚铜陶瓷基板中线路要求的铜片。
步骤S2：对所述铜片进行精密加工，制作覆铜线路层，所述覆铜线路层包括线路和用于固定各个线路起到加固作用的连接筋。
在本实施方式中，选用的铜片厚度至少达到100微米，当对铜片进行加工后最终会形成特定形状的线路，相较于传统的加工通过蚀刻形成线路的方式来说加工时间更短，不需要长时间蚀刻，占用产线的产能。其中，选用的铜线加工形成线路的方式，相较于沉积形成布线线路的方式，能够保证线路的厚度，特别是在应用于大功率器件，高频通信等对信号强度要求高，散热要求高的陶瓷基板上，布线线路的铜厚直接影响产品的性能，采用本方法能够适应这些特定的大功率，高散热的要求。
在本实施方式中，所述连接筋用于固定各个线路，在后期加工中保证线路的位置和形状不发生改变，实现精度的控制。
在本实施方式中，所述精密加工的方式包括精密机加工和/或激光加工。
其中一种加工方式是单一的通过精密机加工或者激光加工的方式加工所述覆铜线路层，还有另一种加工方式是，先通过精密机加工，之后通过激光加工对所述线路的边缘和连接处进行激光加工，去除毛边。对于第二种加工方式，先通过精密机加工能够提高加工的效率，再通过激光加工的方式去除毛边，也可以保证线路的质量，是一种最优选择。
在本实施方式中，所述连接筋用于连接多个所述线路，其也为金属铜。
步骤S3：在多个所述线路的空隙处填充不耐高温的加固剂，形成加固线路层。
步骤S4：对所述加固线路层进行精密加工，去掉其中的所述连接筋，形成待结合线路层。
在本实施方式中，所述加固剂包括树脂材料或者PP衬底材料。在加入加固剂的过程中，连接筋起到了固定线路的目的，放置所述线路发生偏移，当加固剂固化后所述加固线路层中的线路和连接筋的形状和位置被固定下来。之后再通过精密加工的方式去掉连接筋，只剩下具有加固剂加固后的所述线路。
在本实施方式中，覆铜线路层添加加固剂的时候，添加的加固剂的厚度可以等于所述线路的厚度，也可以小于所述线路的厚度。
步骤S5：在所述待结合线路层和陶瓷板之间设置钎料，将所述待结合线路层和所述陶瓷板一起烧结，所述钎料用于将所述待结合线路层固定在所述陶瓷板上，经过烧结所述加固剂被去除，所述陶瓷板上仅剩固定的所述线路。
在本实施方式中，设置所述钎料的方式包括在所述陶瓷板和/或所述待结合线路层的表面涂覆钎料、或按照所述线路的形状在所述陶瓷板和/或所述待结合线路层中对应的线路位置涂覆钎料。
在本发明中，当所述待结合线路层中加固剂的厚度小于所述线路的厚度时，其中一种最优的实施方式是将所述线路层高于所述加固剂的一面朝向所述陶瓷板结合。此时，当线路层放置在所述陶瓷板上时，所述加固剂并不与所述陶瓷板表面接触，当进行高温烧结加固剂去除后，陶瓷板表面不会形成残渣，不会影响陶瓷板的散热特性。
最后，采用精密加工的方式首先制作覆铜线路层，该覆铜线路层一方面能够保证铜线的厚度，另一方面能够保证加工的线路形状精度；特别的是覆铜线路层包括线路和固定线路的连接筋，连接筋可以保证对覆铜线路层后边操作时线路不发生偏移；接着对覆铜线路层进行加固剂填充，填充加固剂后再对连接筋去除，将加固后形成的待结合线路层放置在陶瓷板上，烧结去除掉加固剂，烧结后仅剩下固定在陶瓷板上的线路，实现了线路和陶瓷板的连接。
本发明公开的这种陶瓷基板和陶瓷基板的制作方法克服了现有技术中通过镀铜，包括利用加成法采用铜浆形成铜线路层，并在之后进行蚀刻等方式对陶瓷基板制作时线路厚度的差异化，以及蚀刻导致的厚铜线路毛边问题，同时还有利于提高生产的效率降低时间成本。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (10)
1.一种厚铜陶瓷基板的制作方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤S1：选用厚度能够达到厚铜陶瓷基板中线路要求的铜片；
步骤S2:对所述铜片进行精密加工，制作覆铜线路层，所述覆铜线路层包括线路和用于固定各个线路起到加固作用的连接筋；
步骤S3：在多个所述线路的空隙处填充不耐高温的加固剂，形成加固线路层；
步骤S4：对所述加固线路层进行精密加工，去掉其中的所述连接筋，形成待结合线路层；
步骤S5：在所述待结合线路层和陶瓷板之间设置钎料，将所述待结合线路层和所述陶瓷板一起烧结，所述钎料用于将所述待结合线路层固定在所述陶瓷板上，经过烧结所述加固剂被去除，所述陶瓷板上仅剩被固定的所述线路。
2.如权利要求1所述的厚铜陶瓷基板的制作方法，其特征在于，所述铜片的厚度不小于100微米。
3.如权利要求1所述的厚铜陶瓷基板的制作方法，其特征在于，所述精密加工的方式包括精密机加工和/或激光加工。
4.如权利要求1所述的厚铜陶瓷基板的制作方法，其特征在于，所述精密加工的方式包括先用精密机加工，之后通过激光加工对所述线路的边缘和连接处进行激光加工，去除毛边。
5.如权利要求4所述的厚铜陶瓷基板的制作方法，其特征在于，所述连接筋用于连接多个所述线路，其也为金属铜。
6.如权利要求4所述的厚铜陶瓷基板的制作方法，其特征在于，所述加固剂包括树脂材料或者PP衬底材料。
7.如权利要求1所述的厚铜陶瓷基板的制作方法，其特征在于，设置所述钎料的方式包括在所述陶瓷板和/或所述待结合线路层的表面涂覆钎料、或按照所述线路的形状在所述陶瓷板和/或所述待结合线路层中对应的线路位置涂覆钎料。
8.如权利要求1所述的厚铜陶瓷基板的制作方法，其特征在于，所述加固剂的厚度小于所述线路厚度；
在所述步骤S5中，将所述待结合线路层和所述陶瓷板结合时，将所述线路层高于所述加固剂的一面朝向所述陶瓷板结合。
9.如权利要求1所述的厚铜陶瓷基板的制作方法，其特征在于，所述厚铜陶瓷基板包括两层所述线路，所述厚铜陶瓷基板使用所述制作方法在所述陶瓷板的两侧面上分别设置所述线路。
10.一种厚铜陶瓷基板，其特征在于，所述厚铜陶瓷基板采用如权利要求1至9任意一项所述的制作方法制备形成。
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