[发明专利]一种陶瓷电路基板的制备方法及陶瓷电路基板

说明书

本发明公开了一种陶瓷电路基板的制备方法及陶瓷电路基板，该方法包括：在陶瓷基板的表面上制作与所需要的电路图形对应的银铜钛合金层，银铜钛合金层当中加入有至少一层湿润金属层；在银铜钛合金层上制作所需要的导电电路层；在制作导电电路层之后或在制作导电电路层的过程中，还将陶瓷基板整体置于真空烧结炉中烧结，在真空烧结的过程当中，银铜钛合金层当中的银、铜和钛相互扩散，使银铜钛合金层形成为合金互化的活性钎焊层。本发明的方法不仅能使陶瓷电路基板在高低热循环工作下，陶瓷基板与电路层不会轻易脱落，且降低了陶瓷电路基板的制备工艺难度、烧结温度，大大降低了制备成本。

技术领域

本发明涉及电路板技术领域，特别涉及一种陶瓷电路基板的制备方法及陶瓷电路基板。

背景技术

随着工业设备性能的提高，功率模块的输出功率越来越大。使得功率模块的半导体元件的工作温度达到125℃至150℃，甚至将提高到175℃或以上。陶瓷金属电路板能解决功率模块半导体元件的高温度工作需要，但其必须也要通过高低热循环的考验。

目前能够通过高低热循环考验的陶瓷金属电路板一般使用氮化物、氧化硅或碳化物为陶瓷基板，再在陶瓷基板上覆上高导电的厚铜电路(即导电电路)，厚铜电路与陶瓷基板之间还需要钎焊一层硬质的活性钎焊(合金)层。活性钎焊(合金)层不但要能牢固绑定陶瓷基板与厚铜电路；尤其重要的是要能适应功率模块高低热循环工作下所产生的应力，保证不会令厚铜电路与陶瓷基板脱落。

现有技术当中，目前普遍采用活性金属钎焊工艺(Active Metal Brazing，简称AMB)来制作陶瓷基板与厚铜电路之间的活性钎焊层，具体做法为：将由适量配比的银铜钛合金材料做成的焊片或膏状涂料布置于陶瓷基板上，然后在该焊片或膏状涂料上放置无氧铜箔，之后放入真空炉内进行高温烧结，烧结温度在850度左右，无氧铜箔和该焊片或膏状涂料被烧结成覆铜板，之后再在覆铜板上蚀刻出线路图型，形成厚铜电路。

然而，采用活性金属钎焊工艺存在如下缺陷：1)、银铜钛合金材料做成的焊片或膏状涂料需要依赖供应，而且为了避免不受外来污染或氧化，其在制作、存放和使用过程当中都需要在密封空间里进行，无形提高了成本和操作难度；2)需要较高的烧结温度，提高了成本；3)活性钎焊层厚度较厚；4)由于活性钎焊层不容易被蚀刻形成图案，导致蚀刻出线路图型困难，同时蚀刻图案制作过程不环保，成本贵，过程容易伤害人体。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种陶瓷电路基板的制备方法及陶瓷电路基板，旨在解决上述至少一技术问题。

为了实现上述目的，本发明是通过如下技术方案来实现的：一种陶瓷电路基板的制备方法，包括以下步骤：

在陶瓷基板的表面上制作与所需要的电路图形对应的银铜钛合金层，所述银铜钛合金层当中加入有至少一层湿润金属层；

在所述银铜钛合金层上制作所需要的导电电路层；

在制作所述导电电路层之后或在制作所述导电电路层的过程中，还将陶瓷基板整体置于真空烧结炉中烧结；

其中，在真空烧结的过程当中，所述银铜钛合金层当中的银、铜和钛相互扩散，使所述银铜钛合金层形成为合金互化的活性钎焊层。

进一步的，所述在陶瓷基板的表面上制作与所需要的电路图形对应的银铜钛合金层的步骤包括：

在所述陶瓷基板上溅射一层或多层夹叠的钛铜金属层；

在所述钛铜金属层上铺设感光干膜，并将所需要的电路图形对应位置处的感光干膜曝光显影掉，以将所需要的电路图形对应位置处的钛铜金属层裸露；

在裸露的钛铜金属层上叠加制作银铜金属层，得到所述银铜钛合金层。

进一步的，所述陶瓷电路基板的制备方法还包括：