[发明专利]一种在无机基材表面制作厚铜电路的方法

说明书

本发明公开了一种在无机基材表面制作厚铜电路的方法，包括以下步骤：1)在基材表面预置一层金属种子层；2)制备厚金属箔；3)在金属种子层或厚金属箔一面涂覆微纳米复合浆料；4)涂覆后的微纳米复合浆料预干燥；5)将厚金属箔和金属种子层基板对应图形位置面对面压在一起，并在真空压机中压合。本发明的方法能够在300℃以下，实现厚铜电路与陶瓷基板的低温粘结，实现低能耗低污染的高功率器件陶瓷基载板的绿色制造，同时无蚀刻无化学污染，不仅环保，而且减少了水体污染处理费用，边角料可回收，降低综合制造成本。

技术领域

本发明涉及厚铜电路板技术领域，具体涉及一种在无机基材表面制作厚铜电路的方法。

背景技术

厚铜电路一般用于大电流高电压的高功率能源器件所需陶瓷基电路板中，一些瞬时功率较大的电路板，铜的厚度超过200μm以上，甚至达到400μm。这类电路目前主要采用DBC或AMB技术方案生产陶瓷基覆铜板，然后通过蚀刻制造。DBC是将铜在高温下通过热熔结合的方法直接与Al₂O₃和AlN陶瓷表面结合而成的复合基板，在覆铜表面上，可以根据电路设计或产品结构蚀刻相应的图案，已经广泛用于智能电源模块和电动汽车电源模块的封装。AMB技术是DBC技术的进一步发展，是利用焊料中的活性金属元素(如Ti/Ag/Zr/Cu)实现陶瓷与金属结合的方法，陶瓷形成可被液态焊料润湿的反应层。但DBC和AMB工艺过程都是在800℃以上进行，属于高能耗的制造方法。同时，蚀刻的方案，也属于水体污染严重的制造模式。

因此，仍需一种低能耗低污染的高功率器件用厚铜陶瓷基载板的绿色制造方法。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明提供一种在无机基材表面制作厚铜电路的方法，采用微纳米复合浆料，能够在300℃以下，实现厚铜电路与陶瓷基板的低温粘结，实现低能耗低污染的高功率器件陶瓷基载板的绿色制造。

为实现以上发明目的，本发明采用如下的技术方案：

一种在无机基材表面制作厚铜电路的方法，包括以下步骤：

1)在无机基材表面预置一层金属种子层；

2)制备厚金属箔；

3)在金属种子层或厚金属箔的至少任一表面涂覆微纳米复合浆料；

4)涂覆后的微纳米复合浆料预干燥；

5)将厚金属箔和金属种子层基板对应图形位置面对面压在一起，并在真空压机中压合制成厚铜电路。

在一个具体的实施方案中，所述步骤1)中所述无机基材选自无机非金属材料、热变形温度在压合温度以上的绝缘材料或带有绝缘表层的材料(如表面有氧化铝层的铝板，硅片、水泥)中的任一种，优选为玻璃、陶瓷；优选地，所述金属种子层通过溅射、化学镀、真空气相沉积、电镀、印刷烧结、冷喷或活性焊料的方法预置而成；更优选地，所述金属种子层的厚度为0.1μm-10μm，所述金属种子层带有电路图案或不带有电路图案；进一步优选地，当金属种子层不带有电路图案时，需将金属种子层进一步加工做成电路图形；加工方法选自图形化学蚀刻或激光烧蚀、印刷、掩膜溅射、掩膜化学镀中的任一种。

在一个具体的实施方案中，所述步骤2)中的厚金属箔采用延压或者电镀成型的方法制成整张金属箔，通过模具冲压成所需电路图形。

在一个具体的实施方案中，所述步骤3)中所述微纳米复合浆料由80-95％金属粉体、0.5-10％树脂、0.5-15％的溶剂、0.5-5％的活性剂组成；优选地，所述金属粉体中微米金属粉体与纳米金属粉体的质量比为9：1～5：5，所述金属粉体与树脂的质量比不低于9：1；更优选地，所述微米金属粉体选自铜、银、金、锡、铋、铝、铅或其合金粉体中的任一种或多种组合，粒径在0.5至100μm；所述纳米金属粉体选自为铜、银、锡、铋、铅或其合金粉体中的任一种或多种组合，粒径在10至200nm。