[發明專利]用于氮化鋁陶瓷封裝基板的表面金屬化方法及其封裝基板

在審

• 申請號: 201910032669.1
• 申請日: 2019-01-14
• 公開（公告）號: CN109574713A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 宗高亮;謝金平;范小玲;梁韻銳
• 申請（專利權）人: 廣東致卓環保科技有限公司
• 主分類號: C04B41/90
• 分類號: C04B41/90
• 代理公司: 佛山市禾才知識產權代理有限公司 44379
• 代理人: 資凱亮;劉羽波

本發明公開了用于氮化鋁陶瓷封裝基板的表面金屬化方法及其封裝基板，步驟A，對氮化鋁陶瓷封裝基板進行等離子活化處理；步驟B，采用真空磁控濺射方式，在氮化鋁陶瓷封裝基板的表面鍍制氧化鋁涂層；步驟C，采用真空磁控濺射方式，在經過步驟B處理的氮化鋁陶瓷封裝基板的表面鍍制鈦鎢涂層。通過真空磁控濺射方式在氮化鋁陶瓷封裝基板的表面先后鍍覆了氧化鋁涂層、鈦鎢涂層和銅涂層，代替傳統的化學銅濕法金屬化技術以及真空濺射鈦金屬化技術，適用于高導熱要求的氮化鋁材質陶瓷封裝基板，特別是在大功率光電陶瓷封裝基板上使用，能夠顯著提高產品的可靠性及使用壽命。

技術領域

本發明涉及封裝基板領域，尤其涉及用于氮化鋁陶瓷封裝基板的表面金屬化方法及其封裝基板。

背景技術

近幾年電子產業飛速發展，汽車LED頭燈、大功率紫外LED燈、光通信激光器等產品需求不斷增加，使得光電芯片等大功率器件應用范圍越來越廣，尺寸越來越小，功率越來越高，導致器件散熱問題日益突出。而用于承載光電芯片的封裝基板，如果無法解決芯片熱量有效傳導的問題，必然導致產品使用壽命縮短，甚至燒毀芯片。傳統的光電封裝基板一般是采用氧化鋁陶瓷，熱導率只有16～17W/m.K，對于大功率器件的高導熱要求已經不能滿足，而熱傳導率達到150～190W/m.K的AlN材料(氮化鋁材料)才是合適的選擇。

高導熱要求的陶瓷基板除了選用AlN材料外，還要結合其材料特性以及大功率、大電流的特點對芯片和封裝基板進行整體結構設計，包括鍍層結構，線路設計和孔互聯等方面，這樣才能滿足要求。而在封裝基板制作過程中的陶瓷金屬化方面，傳統的濕法金屬化包括化學沉積法和導電涂覆法，無論在結合力還是在鍍層性能方面都無法滿足高導熱的要求。

利用真空磁控濺射技術濺射純金屬如鈦、銀等，已經在氧化鋁材質的陶瓷上有所使用；但氮化鋁材質的陶瓷是非氧化陶瓷，具有與氧化鋁陶瓷不同的特性，如果按照氧化鋁陶瓷的方法進行金屬化，在后期的線路光刻制作中容易產生金屬鋁，導致線路間的絕緣電阻減小甚至短路；加上其更高的導熱要求，用真空磁控濺射單純金屬的金屬化方法尚無法滿足該要求。

發明內容

本發明的目的在于提出一種用于氮化鋁陶瓷封裝基板的表面金屬化方法及其封裝基板，熱導率在160W/m.K以上，耐熱性和高壓電阻性能良好，穩定可靠，使用壽命長。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

一種用于氮化鋁陶瓷封裝基板的表面金屬化方法，包括以下步驟：

步驟A，對氮化鋁陶瓷封裝基板進行等離子活化處理；

步驟B，采用真空磁控濺射方式，在氮化鋁陶瓷封裝基板的表面鍍制氧化鋁涂層；

步驟C，采用真空磁控濺射方式，在經過步驟B處理的氮化鋁陶瓷封裝基板的表面鍍制鈦鎢涂層；

步驟D，采用真空磁控濺射方式，在經過步驟C處理的氮化鋁陶瓷封裝基板的表面鍍制銅涂層，制得表面先后鍍覆了氧化鋁涂層、鈦鎢涂層和銅涂層的氮化鋁陶瓷封裝基板；

所述步驟B、C和D中，所述真空磁控濺射的真空度為5×10⁰～7.5×10³Pa，濺射電流為10～30A。

所述用于氮化鋁陶瓷封裝基板的表面金屬化方法，通過真空磁控濺射方式在氮化鋁陶瓷封裝基板的表面先后鍍覆了氧化鋁涂層、鈦鎢涂層和銅涂層，代替傳統的化學銅濕法金屬化技術以及真空濺射鈦金屬化技術，適用于高導熱要求的氮化鋁材質陶瓷封裝基板，特別是在大功率光電陶瓷封裝基板上使用，能夠顯著提高產品的可靠性及使用壽命。