TW200948749A - Metallization processing method of ceramic substrate - Google Patents

Description

200948749 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明提供一種陶瓷基板之金屬化製程方法，尤指利用 奈米介面活性劑塗佈於經粗化處理之陶瓷基板表面，使不具 有電極性之陶瓷基板表面可產生正負電極效應，如此，可透 過電鍍薄財式於具有奈米介面活__絲板上沈積有 較薄厚度之第-金屬層，來達到符合市場需求性之功效。 Ο 【先前技術】 按’隨著科技發展的突飛猛進及人類對更高生活品質的 追求，所以對於許多產品的應用特性趨向極為嚴格的要求， 造成新開發材料的使用成為必要的手段，而現今之積體電路 封裝製程，党追求傳輸效率更佳以及體積小型化之影響（如 行動電話、迷你筆_電腦之電子元件），因此業界對這方 面投入了相當可觀之研究經#，而經過多年的研紐，發明 〇 -陶紐質絲板崎紅陶餘板，_竟基板 具有優良之絕緣性、化學安定性、f磁特性、高硬度、财磨 耗及耐高溫，所_竟基板所可達叙功效遠比制基板更 好，因此喊練於目前錄使狀鮮上也就越來越高， 然而習用於陶絲板上之線路層，係利用缝合方式將金屬 材質層緊密附著於喊基板上，但必須使用鄉之金屬材質 層才可附著於_基板上，且接合面絲錢化銅（c u 〇 )’造成熱阻升高·如果使用太薄金屬材質層，會在顏合 3 200948749 過財，造成金屬材質層龜裂，導致產品品f降低，並彦生 製造成本提升之問題。 —是以’如何解決f_絲板之_與缺失，即為從事 此行業之相關廠商亟欲研究改善之方向所在者。 【發明内容】 故’發明人有鑑於上述之_所與缺失，乃搜集相關資 料’經由多方評估及考量，並卿從事於此健之多年研發 ❹ 經驗’經由不斷試作與修改，始設計出此_錄板之金屬 化製程方法之誕生者。 本發明之主要目的乃在於尤指陶隸板（如：Α ι N/ A120 3/LTTC等）為無機物不帶任何正負電性，非 常不容易與金屬接合，故利用鑛膜製程方式，先將陶究基板 進行潔淨清洗’並使驗侧方式將喊基絲面進行粗化 處理，再利用奈米級含S i的介面活性劑塗佈於陶究基板表 B 面’使不具有電極性之陶究基板表面可產生貞電極效應，如 此，可透過鍍膜方式於奈米介面活性劑上沈積有厚度較薄且 易與陶瓷接合的帶正電之第一金屬層（如s i/N i/(： r 或Fe/Co， Fe/Co/Ni等金屬或金屬合金）， 達到利用正負電極吸引之電鍍薄膜方式，可於陶瓷基板上結 合較薄厚度之第一金屬層，有效降低製造成本及提升生產效 益之功效，以符合市場之需求。 本發明之次要目的乃在於陶瓷基板已鍍膜之第一金屬層 200948749 上择可再透賴财式再結合有至少—層以上之第二金屬層 曰加陶絲板上金屬材質之厚度，使喊基板於第一金屬 之合有不同厚度之金屬材質，所以可達到符合使用者 =選擇使用，以及符合市場需求咖 Ζ制’具有較多金屬材質選擇性，此外，上賴膜方式 電性值ί鑛膜、化學級、濺鍍或化學電鍍，制導熱佳、 ❹ ❹ =傳導佳、可靠度及結合力強的嶋板，有效降低製造 成本之效果。 【實施方式】 為達成上述目的及猶’本翻職狀技術手段及其 L效’ 就本侧之難魏觸加_齡驟與功能 如下，俾利完全瞭解。 請同時參閱第-、二、三、四囷所示，係為本發明之架 流程圖、步驟_、製程_㈠、抛步驟圖（ ’由圖中可清楚看出’本發明之陶究基板之金屬化製程 去，係可藉由以下步驟來進行製造，其步驟為： (1 ◦ 〇 )將陶竟基板1進行潔淨清洗，再使用微_方式 將陶究基板1表面進行粗化處理。 (1 0 1) 奈米介面活_2塗佈於基板丄表面， 進行陶瓷基板i表面改質。 10 2)透過鍍膜方式於奈米介面活性劑2上結合有第一 金屬層3，完成於陶竟基板1上結合有第-金屬 5 200948749 層3。 (103) Γ第—麵層3上透補财柄結合有至少一 曰以上之第二金屬層4。 (104) 於第二金屬層4上_有乾臈5。 )利用m方式將線路部料之乾膜5、第—金屬 層3及第二金屬層4去除。 C1 0 6 )將線路部份之證__

之第-金屬層4上依序鍍上鎳及金/ 銀’完成-完整之電路基板製程。

本發明之主要目㈣絲板1為無麟*帶任何正負電 性’故上賴造_巾，係先_錄板1職水進行沖洗 ’其純水可為_水等經過滤之純水，並使用偏刻方式將 陶莞基板1表面進行粗化處理，以增加陶絲板工表面與金 屬材質之結合效益，再_含3 i的奈米介性劑2塗佈 於陶莞基板1表面，而進行陶絲板丨表面改f，使陶究基 板1表面形成分子膜，降低表面張力及減少毛細管吸附力， 同時穿透並m陶竟基板1’避免後續加玉過程巾陶曼基板 1表面產生氣泡，經由含s i的奈米介面活性劑2將陶瓷基 板1進行有機化改質並透過無機陽離子活化，使s i 0 2表 面由負電荷轉變為正電荷’然後再吸附陰離子界面劑製得改 質陶瓷基板1，其有機化改質之較佳實施例如下： S i〇H+2Ca2+—S iOCa++2H + 200948749 (有機化改質反應） 劑 =此，成形於喊基板1上㈣負離子之奈料面活性 正電㈣—金屬層3’以形成正負電極吸引 夕’達到奈米介面活性劑2做為陶究基板丄與第一 ❹ ❹ 細馳她㈣基板1 、、層3，而上述鑛臈方式可利用真空鑛膜、化學基 鍍、濺鍍或化學電辨#遍且便宜之鍍臈使屬 層3可不_糊刪細纖 而當使職财辆，第—金顧3會錢舰的陶究 土板1形成直流或高頻電場使惰性氣體發生電離，而產生放 電電浆體，使電離產生的離子和電子高速撞擊，讓金屬分子 鍍膜出來’或_細理將第—編3鍍膜在嶋板 係可於嶋板1表面沉積可形成有較薄厚度 之第一金屬層3,而第-金屬層3之較佳厚度可為〇〇ι —1㈣，且該第—金屬層3可為魏鉻合金（S i /N i /C r )、鐵始合金cp'e/f'n、上、 /C 〇)或鐵鈷鎳合金（F e C o/N i)等合金之金屬。 上述陶錄板1上之奈料_蝴2可_電，吸 引帶正電之第-金屬層3 ’亦可奈米介面活性㈣為帶正電 ，吸引帶貞電之金着質，使絲介祕_2與第一金屬 7 200948749 ^產生正負電效應，且奈米介面活性劑2作為_基板1 ”金屬層3之介質即可’ _此即侷限本發明之專利範 圍’如利_祕#鱗效轉，均朗料含於本發 明之專利範圍内，合予陳明。

刀，虽陶縣板1已結合有較薄厚度第-金屬層3後， 亦可於第-金屬層3上透過錢臈方式，再結合有第二金屬層 4 (如銅、其它單純的金屬或金屬合金），增加陶餘板1 上金屬材質之厚度，使金屬材肢為緊密結實，如此，陶究 基板1上可結合不同厚度之金屬材#，來_符合使用者之 需求選擇朗’以及符合市場需求性之功效，且金屬材質不 受限制，可鱗_金屬或金屬合金，具有較綺質選擇性 ，此外’上述賴方式可為真空鍍膜、化學細、繼或化 學電鏟，不需使用特殊昂貴的鍍膜方式，達到製程簡易、快 速、有效降低製造成本之效果。 上述第二金屬層4上可進-步_有乾膜5，其乾膜5 為光聚合性樹脂㈣’再將預設線路製成正板的 定位及平貼於乾則上，再_光機進行真空、壓板及紫外 線照射流程’其中料線的難，將絲難絲聚合作用 ’但由於光罩雜擋’使紫外線無法透射至線路部份，因此 ’線路部份無法產絲合侧，所以可细顯影液侧未產 生聚合的概5、第-金屬層3及第二金朗4部分，透過 物理及化學剝除方式將預設線路顯現，此外，由於第二金屬 8 200948749 層4之材f為銅，具有較麵傳導雜及散熱效果’且去除 第一金屬層4上殘留之乾膜5後，再於第二金屬層4上依序 鍍上有鎳及金，上述之金亦可為銳或銀，藉由金/銀可符合 高頻之要求，此外，鎳可防止第二金屬層4之銅遷移至金^ 述本么明之陶竞基板之金屬化製程方法於實際使用時 ’為具有下列各項優點，如： (1)利用奈米介面活性劑2_於_基板i表面，而可 彡猶财扭奈米介祕賴2上沈射較薄厚度 之第-金屬層3 ’來達到符合市場需求性之功效 (2 )利用奈米介面活性劑2塗佈於陶究基板丄表面，使不 限制特疋金屬之第-金屬層3可透過鍍膜方式結合於 陶瓷基板1上，達到可使用普遍且較便宜之真空鍍 膜、化學蒸鑛、濺鍍或化學電鍍方式，具有多種方式 選擇’有效降低製造成本。 (3)陶板丄上透過賴方式結合有第—金屬層3，可 進一步於第一金屬層3上鍍臈有至少一層以上之第二 金屬層4，金屬層3及第二金勒4可為單純 的金屬或金屬合金’所以不限制金屬材質的使用，進 而具有較多金屬材質選擇性。 故，本發明為主要針對使用利用奈米介面活性劑2塗佈 於陶曼基板1表面’使不具有電極性之陶究基板工表面可產 生正負電極效應’如此，可透過鑛膜方式於奈米介面活性劑 9 200948749 2上沈積有較薄厚度之第，金屬層3 ’來達到符合市場需求 性之功效’惟’以上所賴為本發明讀佳實_而已，自 不能以此而侷限本發明之專利範圍’因此運用本發明說明書 圖式内各之所為之簡易修飾及等效結構變化，仍應同理包 含於本發明所涵蓋之專利範圍内，合予陳明。 綜上所述，本發明上述之陶瓷基板之金屬化製程方法， 為確實錢到其功效及目的，故本發明誠為—實用性優異之 發明’實符合發日辑利之申請要件，爰依法提出中請，盼 審委早_准本案，以保障發明人之辛苦發明，俯若鈞局 有任何稽疑’睛不吝來函指示發明人定當竭力配合，實感德 200948749 【圖式簡單說明】 第一圖係為本發明之架構流程圖。 第二圖係為本發明之步驟流程圖。 第三圖係為本發明之製程步驟圖（一）。 第四圖係為本發明之製程步驟圖（二）。 【主要元件符號說明】

1、 陶瓷基板 2、 奈米介面活性劑 3、 第一金屬層 4、 第二金屬層

5、 乾膜 11

Claims (1)

1. 200948749 七、申請專利範圍： 較化製程方法，尤指可在鳴板增 軍乂料度之金雜質，其㈣係包括： (A)將陶隸板進行沖洗，再使用侧方式將喊基板表 面進行粗化處理； (B)利用帶負電之奈米介面活性劑塗佈在粗化處理後之陶

   瓷基板表面’使奈米介面活性劑為陶变基板與第一金 屬層之介質； C)透過鍍财式於帶貞電之奈料面潍紅連結有帶 正電之第一金屬層，完成陶竟基板上結合有第-金屬 2、 如申請專利範圍第1項所述之_基板之金屬化製程方法， 其中該第-金屬層上可進-步鍍有至少—層以上之第二金屬 層，而第二金屬覆蓋有乾膜，並钮刻成預設線路，再於 第二金屬層上鍍有至少一層或一層以上之金屬材質。 3、 如申請專利範圍第1項所述之陶瓷基板之金屬化製程方法， 其中該蝕刻方式係可以微蝕刻方式將陶瓷基板表面進行粗化 處理。 4、 如申請專利範圍第1項所述之陶竟基板之金屬化製程方法， 其中該陶瓷基板係可以純水進行沖洗，而純水係可為蒸館 水0 5、 如申請專利範圍第1項所述之陶瓷基板之金屬化製程方法， 12 200948749 其中該奈米介面活性劑係可為含s i的奈米介面活性劑。 6、如申請專利範圍第w所述之陶餘板之金屬化製程方法， 其中該第金屬層之較佳厚度可為Q . Q卜^請。 7 I如申請專利顧^ i項所述之_基板之金屬化製程方法， 其中該第-金屬層可切鎳鉻合金（s i /N i八r)、 鐵銘合金（F e/c 0)或鐵_合金（F e/c Q/N i)等合金之金屬。 〇 8 —種陶变基板之金屬化製程方法，尤指可在陶竟基板上鑛有 較薄厚度之金屬材質，其步驟係包括： (Α)將_基板騎沖洗’再使舰刻方式將陶絲板表 面進行粗化處理； (Β )利时正電之奈米介面活性敝佈在粗化處理後之陶 瓷基板表面，使奈米介面活性劑為陶瓷基板與第一金 屬層之介質； φ (C)透過鍍臈方式於帶正電之奈米介面活性劑上連結有帶 負電之第一金屬層，完成陶瓷基板上結合有第一金屬 層。 9、如申請專利範圍第8項所述之陶瓷基板之金屬化製程方法， 其中該第一金屬層上可進一步鍍有至少一層以上之第二金屬 層，而第二金屬層上覆蓋有乾臈，並蝕刻成預設線路，再於 第二金屬層上鍍有至少一層或一層以上之金屬材質。 10、如申請專利範圍第8項所述之陶瓷基板之金屬化製程方 13 200948749 法’其中該麵料係Μ紐财式將喊基板 行粗化處理。 逆 U、如申請__8項所述之喊基板之金屬化製程方法 ，其中該陶£基板係可以純水進行沖洗，_水係 餾水。 、 1 2、如申請專利範圍第δ項所述之陶竟基板之金屬傾程方法 ’其中該奈米介抑性_可騎s i的奈米介面活性劑 I 1 3、如申請專利範圍第8項所述之陶絲板之金屬化製程方法 ，其中該第一金屬層之較佳厚度可為〇 · 〇 i 。 14、如申請專利範圍第8項所述之陶瓷基板之金屬化製程方法 ，其中該第一金屬層可為矽鎳鉻合金（S i/n i/c r )、鐵鈷合金（F e/C 〇)或鐵鈷鎳合金（ρ e/c ο /N i)等合金之金屬。 14