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CN117966136A - 一种激光辅助化学镀制备精细陶瓷电路板的方法 - Google Patents

一种激光辅助化学镀制备精细陶瓷电路板的方法 Download PDF

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CN117966136A
CN117966136A CN202410133774.5A CN202410133774A CN117966136A CN 117966136 A CN117966136 A CN 117966136A CN 202410133774 A CN202410133774 A CN 202410133774A CN 117966136 A CN117966136 A CN 117966136A
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Abstract

本发明涉及陶瓷基板化学镀铜技术领域,具体属于一种激光辅助化学镀制备精细陶瓷电路板的方法,其工艺过程如下:使用除油液去除陶瓷基板表面油污,使用激光器对陶瓷表面进行高分辨率物理粗化,经过除油后使用本发明所提供的活化液进行活化,在粗化表面吸附铜活性颗粒,随后使用本发明所提供的化学镀液进行化学镀铜,进而得到高分辨率的金属化线条。本发明所提供的陶瓷基板化学镀方法不需要使用氢氟酸、硝酸、氢氧化钠等对环境和人体有危害的腐蚀性试剂,也不需要使用诸如银、钯、金等贵金属作为活性位点,能够在更加环保、简便的条件下实现低成本、高精度的陶瓷表面精细金属化,实现所需要的电互连功能。

Description

一种激光辅助化学镀制备精细陶瓷电路板的方法
技术领域
本发明属于陶瓷基板化学镀铜技术领域,具体指一种激光辅助化学镀制备精细陶瓷电路板的方法。
背景技术
化学镀可以在不外加电流的条件下,通过强还原剂驱动溶液中金属原子的自催化沉积,进而实现非金属表面金属化。但是由于陶瓷材料的表面惰性,没法直接催化化学镀反应的进行,因此需要进行复杂的前处理过程,主要包括有:除油、粗化、敏化和活化四个步骤。
传统的粗化方式需要使用强腐蚀性溶剂结合高温等对陶瓷材料进行刻蚀,通常有NaOH、HNO3和HF三种,对人体和环境都有较大的危害,不符合绿色环保的相关要求,且采用以上粗化方式会对整块陶瓷基板进行腐蚀,没有区域选择性,无法实现精细化处理。此外,目前所使用的化学镀活化工艺,通常采用钯、金、银等贵金属作为催化活性位点来诱导化学镀反应的进行,这会造成化学镀成本大幅度上涨,而且活化工艺复杂,使用的氯化亚锡、硝酸银、氯化钯等化学品会造成严重的环境污染。
氮化铝陶瓷基板在经过激光烧蚀之后可以生成导电的铝金属层,进而直接催化化学镀铜反应的进行,例如CN103188877A公开了一种氮化铝陶瓷线路板化学镀制作方法,经过激光烧蚀后,可以直接在氮化铝陶瓷表面进行金属层沉积,但是这种机制无法在氧化铝陶瓷基板得到重复。氧化铝陶瓷基板在经过激光烧蚀后的催化活性并不足以驱动化学镀铜反应的进行,使用在激光扫描区域进行活性颗粒定向吸附的思路,可以在陶瓷基板表面引入活性颗粒,弱化陶瓷基板的成分和属性对化学镀铜反应的影响,是一种兼容性更好的金属化方法。
基于此,本发明提出一种激光粗化结合铜活化的化学镀前处理方法来解决上述的问题,通过活性颗粒对激光扫描区域的精准吸附实现在不同陶瓷基板表面制备高精度的金属化层。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的缺陷,例如,本发明提出一种激光辅助化学镀制备精细陶瓷电路板的方法,使用激光粗化来取代强腐蚀液粗化,使用铜活化来取代贵金属活化,能够以一种便捷、无危害、低成本的方式实现陶瓷表面化学镀前处理过程。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案:一种激光辅助化学镀制备精细陶瓷电路板的方法,包括以下步骤:
步骤一:表面除油,使用除油液去除陶瓷基板表面油污;
步骤二:激光粗化,使用激光器对陶瓷基板表面进行选择性物理粗化;
步骤三:表面活化,使用活化液对陶瓷基板表面进行活化,在陶瓷材料激光粗化表面吸附活性位点,所述活化液中含有纳米铜颗粒和硅烷偶联剂,所述活化液中的纳米铜颗粒使用还原法制备;
步骤四:将活化后的陶瓷基板用去离子水进行适当清洗;
步骤五:化学镀铜,使用化学镀液对活化后的陶瓷基板进行铜沉积,所述化学镀液以五水硫酸铜为主盐,以甲醛为还原剂,所述化学镀液以乙二胺四乙酸二钠和酒石酸钾钠为络合剂,以亚铁氰化钾和2,2’-联吡啶为微量添加剂;
步骤六:进行清洗、烘干后得到陶瓷表面精细金属化线条。
优选的,所述激光粗化步骤是将设计后的金属图案用激光进行镭射,形成物理粗化,所述激光的功率是5W,扫描速度是200mm/s,频率是100KHz,脉冲宽度是2μs,激光波长是355nm。
优选的,所述除油液的配方为30g/LNaOH,10g/LNa2CO3,温度为60℃,处理时间为10min。
优选的,所述活化液的配制方法如下:将五水硫酸铜溶解到去离子水中,加入2.3倍去离子水体积的无水乙醇,在搅拌条件下加热到80℃,保温30min后抽滤,将抽滤所得溶液继续加热至80℃,搅拌条件下加入15-20g/L抗坏血酸,待还原一定时间后加入0.02vol%的硅烷偶联剂,持续反应40min。
更为优选的,所述活化液配制过程中,需要最大程度将铜离子还原出来,还原时间至少为30min。
更为优选的,所述活化液配制过程中,硅烷偶联剂由γ-氨丙基三乙氧基硅烷和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷组成。
更为优选的,所述活化液配制过程中,使用磁力搅拌来实现溶液对流。
更为优选的,所述铜活化步骤需要将陶瓷基板悬置于所述活化液中,超声波辅助活化10min,静置5min,以实现铜颗粒的附着。
优选的,所述清洗步骤需要使用缓慢水流冲洗,去除陶瓷表面残余的铜颗粒,防止镀液中发生不必要的化学镀铜反应,以延长镀液使用寿命。
优选的,所述化学镀液的配制方法为:将五水硫酸铜溶解于去离子水中,得到浓度为16g/L的硫酸铜溶液,依次加入络合剂18.75g/L乙二胺四乙酸二钠、16g/L酒石酸钾钠和添加剂0.0125g/L亚铁氰化钾、0.2g/L2,2-联吡啶,适当搅拌后加入0.016vol%甲醛作为还原剂,并使用氢氧化钠将pH调节至11。
更为优选的,所述化学镀液在实际使用前需要将PH调节至12.0-12.2之间,以保证化学镀覆过程持续进行,防止因为pH值下降导致化学镀反应中途停止。
更为优选的,所述化学镀铜步骤中,需要将陶瓷基板悬置与所述化学镀液中,镀浴温度维持在65℃,并缓慢搅拌镀液。
优选的,所述清洗步骤中,需要对陶瓷基板进行超声清洗3min,并用去离子水冲洗,以去除表面吸附的化学试剂。
优选的,所述烘干步骤中,烘干温度为70-80℃,烘干时间为40-60min。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比,具有以下有益效果:
1.本发明提供的一种激光辅助化学镀制备精细陶瓷电路板的方法,通过激光器来实现陶瓷基板粗化,属于一种物理粗化方法,不需要使用强腐蚀性化学药品,减少了对环境和人体的危害,是一种更为绿色环保的加工方法。
2.本发明提供的一种激光辅助化学镀制备精细陶瓷电路板的方法,可以实现对指定区域的选择性粗化,相较于传统腐蚀性粗化来说,加工精度高,可设计性强。
3.本发明提供的一种激光辅助化学镀制备精细陶瓷电路板的方法,使用铜颗粒来取代钯、金、银等贵金属催化化学镀反应的进行,所采用的化学试剂价格低廉,使得化学镀铜的成本大幅度降低。
4.本发明提供的一种激光辅助化学镀制备精细陶瓷电路板的方法,简化了陶瓷材料化学镀前处理工艺,将敏化、活化工艺合二为一,在激光粗化、除油后,仅需要经过简单的铜活化就可以实现化学镀活化处理,降低了陶瓷材料化学镀铜的工艺复杂度,而且具备很高的兼容性,可以在多种陶瓷基板表面实现精细金属化层的制备。
5.本发明提供的一种激光辅助化学镀制备精细陶瓷电路板的方法,可以在指定区域直接实现分辨率较高的铜沉积,实现所需的电气性能,不需要进行进一步的金属化层去除处理。
6.本发明提供的一种激光辅助化学镀制备精细陶瓷电路板的方法,同样适用于陶瓷基板上激光打孔的内壁金属化,可以在单次活化、施镀条件下同时实现陶瓷表面金属化和通孔内壁金属化。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所述陶瓷基板铜活化精细化学镀层的光学图像;
图2为本发明所述陶瓷基板铜活化精细化学镀层局部区域的光学图像;
图3为本发明所述激光辅助化学镀制备精细陶瓷电路板的方法制备的同时具备通孔互连和再分布电路的陶瓷基板的光学图像;
图4为本发明所述激光辅助化学镀制备精细陶瓷电路板的方法制备的通孔互连结构截面的光学图像;
图5为本发明所述陶瓷基板铜活化精细化学镀层表面的扫描电镜图;
图6为本发明所述陶瓷基板铜活化精细化学镀层截面的扫描电镜图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
参照图1-图6,本发明公开一种激光辅助化学镀制备精细陶瓷电路板的方法,包括以下步骤:
步骤一:表面除油,使用除油液去除陶瓷基板表面油污;
步骤二:激光粗化,使用激光器对陶瓷基板表面进行选择性物理粗化;
步骤三:表面活化,使用活化液对陶瓷基板表面进行活化,在陶瓷材料激光粗化表面吸附活性位点,所述活化液中含有纳米铜颗粒和硅烷偶联剂,所述活化液中的纳米铜颗粒使用还原法制备;
步骤四:将活化后的陶瓷基板用去离子水进行适当清洗;
步骤五:化学镀铜,使用化学镀液对活化后的陶瓷基板进行铜沉积,所述化学镀液以五水硫酸铜为主盐,以甲醛为还原剂,所述化学镀液以乙二胺四乙酸二钠和酒石酸钾钠为络合剂,以亚铁氰化钾和2,2’-联吡啶为微量添加剂;
步骤六:进行清洗、烘干后得到陶瓷表面精细金属化线条。
步骤一中,除油液的配方为30g/L氢氧化钠,10g/L碳酸钠,温度为60℃,处理时间为10min。
步骤二中,激光粗化是将设计后的金属化图案用激光器在陶瓷基板表面进行镭射,形成物理粗化,其中,激光的功率是5W,扫描速度是200mm/s,频率是100KHz,脉冲宽度是2μs,激光波长是355nm。
步骤三中,活化液的配制方法如下:将五水硫酸铜溶解到去离子水中,加入2.3倍去离子水体积的无水乙醇,在搅拌条件下加热到80℃,保温30min后抽滤,将抽滤所得溶液继续加热至80℃,搅拌条件下加入15-20g/L抗坏血酸,待还原一定时间后加入0.02vol%的硅烷偶联剂,持续反应40min。其中,硅烷偶联剂由γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)两种型号组成。
步骤三中,铜活化步骤需要将陶瓷基板悬置于所述活化液中,超声波辅助活化10min,静置5min,以实现铜颗粒的附着。
步骤四中,清洗步骤需要使用缓慢水流冲洗,去除陶瓷表面残余的铜颗粒,防止镀液中发生不必要的化学镀铜反应,以延长镀液使用寿命。
步骤五中,化学镀液的配制方法为:将五水硫酸铜溶解于去离子水中,得到浓度为16g/L的硫酸铜溶液,依次加入络合剂18.75g/L乙二胺四乙酸二钠、16g/L酒石酸钾钠和添加剂0.0125g/L亚铁氰化钾、0.2g/L2,2-联吡啶,适当搅拌后加入0.016vol%甲醛作为还原剂,并使用氢氧化钠将PH调节至11。
步骤五中,化学镀液在实际使用前需要将PH调节至12.0-12.2之间,以保证化学镀覆过程持续进行,防止因为PH值下降导致化学镀反应中途停止。
步骤五中,化学镀铜步骤中,需要将陶瓷基板悬置与所述化学镀液中,镀浴温度维持在65℃,并缓慢搅拌镀液。
步骤六中,清洗步骤中,需要对陶瓷基板进行超声清洗3min,并用去离子水冲洗,以去除表面吸附和化学试剂,烘干温度为70-80℃,烘干时间为40-60min。
实施例1
(1)预备步骤:准备若干15×15mm的氧化铝陶瓷基板,至于酒精中超声清洗3min,准备需要进行激光加工的图案。
(2)除油处理:将3g氢氧化钠和1g碳酸钠溶解于100mL去离子水中,升温至60℃,放入已经进行激光粗化的陶瓷基板,超声10min后用去离子水冲洗干净,置于70℃烘箱30min。
(3)激光粗化:将需要打印的金属化图案导入激光器控制软件,设置激光扫描速度为200mm/s,激光频率为100KHz,脉冲宽度为2μs,波长为355nm,打开激光器红描,将陶瓷基板置于激光器红描区域,确保红描区域处于陶瓷基板中央,调节激光器焦距,将激光聚焦于陶瓷基板上表面,开始进行激光镭射。
(4)活化液的配制:将1g五水硫酸铜溶解到30mL去离子水中,充分溶解后,边搅拌边加入70mL无水乙醇,使用水浴锅加热到80℃,保温30min后抽滤,将抽滤所得溶液继续加热至80℃。将0.5抗坏血酸溶解于20mL去离子水中,得到还原性溶液,一边搅拌一边将还原性溶液缓慢滴加到上述抽滤所得溶液中,待其还原30min后先加入1.5mLγ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)硅烷偶联剂,3min后加入0.5mLγ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)硅烷偶联剂,持续反应40min。
(5)铜活化处理:将陶瓷基板悬置于活化液中,超声辅助浸泡10min,静置5min。
(6)清洗处理:将活化后的陶瓷基板用去离子水缓慢冲洗,去除表面的黏附不牢固的活性颗粒,并用无尘纸吸去残余水分,延长镀液使用寿命。
(7)化学镀液的配制:称取2.56g五水硫酸铜溶解于160mL去离子水中,依次加入3g乙二胺四乙酸二钠、2.56g酒石酸钾钠、0.002g亚铁氰化钾以及0.032g2,2’-联吡啶,适当搅拌后加入2.56mL甲醛作为还原剂,并使用氢氧化钠将PH调节至11。
(8)化学镀铜:将化学镀液的PH调节至12.0-12.2之间,并加热到65℃,将活化后的陶瓷基板悬置于镀液中,缓慢搅拌条件下化学施镀2h,施镀完成后置于去离子水中超声3min,并置于70-80℃恒温干燥箱中干燥40min,即可制得精细金属化样品A。
实施例2
(1)预备步骤:准备若干15×15mm的氧化铝陶瓷基板,至于酒精中超声清洗3min,准备需要进行激光加工的图案。
(2)除油处理:将3g氢氧化钠和1g碳酸钠溶解于100mL去离子水中,升温至60℃,放入已经进行激光粗化的陶瓷基板,超声10min后用去离子水冲洗干净,置于70℃烘箱30min。
(3)激光粗化:将需要打印的金属化图案导入激光器控制软件,设置激光扫描速度为200mm/s,激光频率为100KHz,脉冲宽度为2μs,波长为355nm,打开激光器红描,将陶瓷基板置于激光器红描区域,确保红描区域处于陶瓷基板中央,调节激光器焦距,将激光聚焦于陶瓷基板上表面,开始进行激光镭射。
(4)活化液的配制:将1g五水硫酸铜溶解到30mL去离子水中,充分溶解后,边搅拌边加入70mL无水乙醇,使用水浴锅加热到80℃,保温30min后抽滤,将抽滤所得溶液继续加热至80℃。将0.5抗坏血酸溶解于20mL去离子水中,得到还原性溶液,一边搅拌一边将还原性溶液缓慢滴加到上述抽滤所得溶液中,待其还原30min后先加入1mLγ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)硅烷偶联剂,3min后加入1mLγ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)硅烷偶联剂,持续反应40min。
(5)铜活化处理:将陶瓷基板悬置于活化液中,超声辅助浸泡10min,静置5min。
(6)清洗处理:将活化后的陶瓷基板用去离子水缓慢冲洗,去除表面的黏附不牢固的活性颗粒,并用无尘纸吸去残余水分,延长镀液使用寿命。
(7)化学镀液的配制:称取2.56g五水硫酸铜溶解于160mL去离子水中,依次加入3g乙二胺四乙酸二钠、2.56g酒石酸钾钠、0.002g亚铁氰化钾以及0.032g2,2’-联吡啶,适当搅拌后加入2.56mL甲醛作为还原剂,并使用氢氧化钠将PH调节至11。
(8)化学镀铜:将化学镀液的PH调节至12.0-12.2之间,并加热到65℃,将活化后的陶瓷基板悬置于镀液中,缓慢搅拌条件下化学施镀2h,施镀完成后置于去离子水中超声3min,并置于70-80℃恒温干燥箱中干燥40min,即可制得精细金属化样品B。
实施例3
(1)预备步骤:准备若干15×15mm的氧化铝陶瓷基板,至于酒精中超声清洗3min,准备需要进行激光加工的图案。
(2)除油处理:将3g氢氧化钠和1g碳酸钠溶解于100mL去离子水中,升温至60℃,放入已经进行激光粗化的陶瓷基板,超声10min后用去离子水冲洗干净,置于70℃烘箱30min。
(3)激光粗化:将需要打印的金属化图案导入激光器控制软件,设置激光扫描速度为200mm/s,激光频率为100KHz,脉冲宽度为2μs,波长为355nm,打开激光器红描,将陶瓷基板置于激光器红描区域,确保红描区域处于陶瓷基板中央,调节激光器焦距,将激光聚焦于陶瓷基板上表面,开始进行激光镭射。
(4)活化液的配制:将1g五水硫酸铜溶解到30mL去离子水中,充分溶解后,边搅拌边加入70mL无水乙醇,使用水浴锅加热到80℃,保温30min后抽滤,将抽滤所得溶液继续加热至80℃。将0.5抗坏血酸溶解于20mL去离子水中,得到还原性溶液,一边搅拌一边将还原性溶液缓慢滴加到上述抽滤所得溶液中,待其还原30min后先加入0.5mLγ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)硅烷偶联剂,3min后加入1.5mLγ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)硅烷偶联剂,持续反应40min。
(5)铜活化处理:将陶瓷基板悬置于活化液中,超声辅助浸泡10min,静置5min。
(6)清洗处理:将活化后的陶瓷基板用去离子水缓慢冲洗,去除表面的黏附不牢固的活性颗粒,并用无尘纸吸去残余水分,延长镀液使用寿命。
(7)化学镀液的配制:称取2.56g五水硫酸铜溶解于160mL去离子水中,依次加入3g乙二胺四乙酸二钠、2.56g酒石酸钾钠、0.002g亚铁氰化钾以及0.032g2,2’-联吡啶,适当搅拌后加入2.56mL甲醛作为还原剂,并使用氢氧化钠将PH调节至11。
(8)化学镀铜:将化学镀液的PH调节至12.0-12.2之间,并加热到65℃,将活化后的陶瓷基板悬置于镀液中,缓慢搅拌条件下化学施镀2h,施镀完成后置于去离子水中超声3min,并置于70-80℃恒温干燥箱中干燥40min,即可制得精细金属化样品C。
性能测试:
将上述实施例制得的金属化样品进行方阻测试,测试仪器为苏州同创电子有限公司生产的四探针方阻测试仪。
表1
样品 A B C
方阻(mΩ/□) 9.74 60.84 69.70
从表1可以看出,陶瓷表面金属化样品可以实现所需的电互连要求,且随着γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)含量的增加,形成的精细金属化层的方阻变大。
如图2所示,本发明公开一种激光辅助化学镀制备精细陶瓷电路板的方法可以在陶瓷基板表面形成分辨率较高的精细金属化层,用以实现特定的电气互连要求。
实施例4
(1)预备步骤:准备若干15×15mm的氮化硅陶瓷基板,至于酒精中超声清洗3min,准备需要进行激光加工的图案。
(2)除油处理:将3g氢氧化钠和1g碳酸钠溶解于100mL去离子水中,升温至60℃,放入已经进行激光粗化的陶瓷基板,超声10min后用去离子水冲洗干净,置于70℃烘箱30min。
(3)激光粗化:将需要打印的金属化图案导入激光器控制软件,设置激光扫描速度为200mm/s,激光频率为100KHz,脉冲宽度为2μs,波长为355nm,打开激光器红描,将陶瓷基板置于激光器红描区域,确保红描区域处于陶瓷基板中央,调节激光器焦距,将激光聚焦于陶瓷基板上表面,开始进行激光镭射。
(4)活化液的配制:将1g五水硫酸铜溶解到30mL去离子水中,充分溶解后,边搅拌边加入70mL无水乙醇,使用水浴锅加热到80℃,保温30min后抽滤,将抽滤所得溶液继续加热至80℃。将0.5抗坏血酸溶解于20mL去离子水中,得到还原性溶液,一边搅拌一边将还原性溶液缓慢滴加到上述抽滤所得溶液中,待其还原30min后先加入1.5mLγ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)硅烷偶联剂,3min后加入0.5mLγ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)硅烷偶联剂,持续反应40min。
(5)铜活化处理:将陶瓷基板悬置于活化液中,超声辅助浸泡10min,静置5min。
(6)清洗处理:将活化后的陶瓷基板用去离子水缓慢冲洗,去除表面的黏附不牢固的活性颗粒,并用无尘纸吸去残余水分,延长镀液使用寿命。
(7)化学镀液的配制:称取2.56g五水硫酸铜溶解于160mL去离子水中,依次加入3g乙二胺四乙酸二钠、2.56g酒石酸钾钠、0.002g亚铁氰化钾以及0.032g2,2’-联吡啶,适当搅拌后加入2.56mL甲醛作为还原剂,并使用氢氧化钠将PH调节至11。
(8)化学镀铜:将化学镀液的PH调节至12.0-12.2之间,并加热到65℃,将活化后的陶瓷基板悬置于镀液中,缓慢搅拌条件下化学施镀2h,施镀完成后置于去离子水中超声3min,并置于70-80℃恒温干燥箱中干燥40min,即可在氮化硅陶瓷基板表面制得精细金属化线条。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种激光辅助化学镀制备精细陶瓷电路板的方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
步骤一:表面除油,使用除油液去除陶瓷基板表面油污;
步骤二:激光粗化,使用激光器对陶瓷基板表面进行选择性物理粗化;
步骤三:表面活化,使用活化液对陶瓷基板表面进行活化,在陶瓷材料激光粗化表面吸附活性位点,所述活化液中含有纳米铜颗粒和硅烷偶联剂,所述活化液中的铜活性颗粒使用还原法制备;
步骤四:将活化后的陶瓷基板用去离子水进行适当清洗;
步骤五:化学镀铜,使用化学镀液对活化后的陶瓷基板进行铜沉积,所述化学镀液以五水硫酸铜为主盐,以甲醛为还原剂,所述化学镀液以乙二胺四乙酸二钠和酒石酸钾钠为络合剂,以亚铁氰化钾和2,2’-联吡啶为微量添加剂;
步骤六:进行清洗、烘干后得到陶瓷基板表面精细金属化线条。
2.根据权利要求1所述的激光辅助化学镀制备精细陶瓷电路板的方法,其特征在于,在所述步骤二中,激光粗化步骤是将设计后的金属图案用激光进行镭射,形成物理粗化,具体过程中:
采用激光器类型为紫外激光器,功率为5W,扫描速度为200mm/s,频率为100KHz,脉冲宽度为2μs,波长为355nm。
3.根据权利要求1所述的激光辅助化学镀制备精细陶瓷电路板的方法,其特征在于,在所述步骤三中,所使用的铜活性颗粒使用L-抗坏血酸还原得到。
4.根据权利要求1所述的激光辅助化学镀制备精细陶瓷电路板的方法,其特征在于,在所述步骤三中,铜活性颗粒的吸附通过硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷来实现。
5.根据权利要求1所述的激光辅助化学镀制备精细陶瓷电路板的方法,其特征在于,在所述步骤三中,铜活性颗粒吸附的过程中:
需要采用超声的方式辅助活性位点的吸附,具体操作为:将陶瓷基板悬置于所述的活化液中超声吸附10min,静置5min。
6.根据权利要求1所述的激光辅助化学镀制备精细陶瓷电路板的方法,其特征在于,在所述步骤五中,陶瓷基板采取悬置方式放置于化学镀液中,化学镀的施镀环境为:
化学镀浴温度:65℃,缓慢搅拌,化学镀时间:1-2h。
7.根据权利要求1所述的激光辅助化学镀制备精细陶瓷电路板的方法,其特征在于,在陶瓷基板进行了铜活化步骤之后,需要用缓慢水流进行冲洗,去除吸附不可靠的铜纳米颗粒,延长镀液使用寿命。
8.根据权利要求1所述的激光辅助化学镀制备精细陶瓷电路板的方法,其特征在于,在所述步骤五化学镀过程中使用磁力搅拌来实现镀液对流。
9.如权利要求1所述的激光辅助化学镀制备精细陶瓷电路板的方法,其特征在于,在对陶瓷基板进行除油处理的步骤中:
除油液配方为30g/LNaOH,10g/LNa2CO3,温度为60℃,处理时间为10min。
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