一种陶瓷线路板快速高柔性制作的方法，包括将激光照射在陶瓷基体表面，控制激光能量密度达到含活性离子的化合物的化学键发生断裂阈值以上，使陶瓷基体表面发生化学反应析出活性物质作为化学镀催化源，反应生成的活性物质与基体为化学冶金结合,其中，针对不同的陶瓷材料，根据陶瓷材料成分的化学键能，选择不同的激光源，通过控制激光输出平均功率、脉冲重复频率、扫描速度、离焦量和扫描线间距以及扫描遍数，控制激光能量达到陶瓷改性阈值；将经过激光改性后的陶瓷基体放置于化学镀液中施镀，形成金属镀层。通过激光表面改性陶瓷，使金属导电层与基体形成化学冶金结合，极大提高了线路板的结合力，其导热性能与电性能也都有所提升。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及线路板制作领域，尤其涉及。
技术介绍
随着电子技术的向高集成、微型化的快速发展，线路板的导线和电子元器件越来越密集，其散热问题越来越突出。陶瓷材料具有高导热性，电性能好，是新一代大规模集成电路、半导体模块电路及大功率器件的理想散热和封装材料，因而陶瓷线路板得到广泛关注和迅速发展。与传统的印制线路板相比，陶瓷线路板明显有许多优点:优良的热导率，耐化学腐蚀，绝缘电阻大和介电损耗小等电性能优越，优异的高频性，适用的机械强度，广泛应用于高密度混合电路、微波功率器件、半导体功率器件、电力电子器件、光电子部件、半导体制冷等产品中，具有良好的发展前景。目前陶瓷线路板的主要制作方式仍为传统化学腐蚀工艺，首先陶瓷基板在惰性气体中通过铜箔高温直接键合、真空溅镀、真空压合等方式形成陶瓷覆铜板，然后对陶瓷覆铜板进行线路成型，要经过数据准备、光绘制板、数控数据采集及数控钻孔、清洗、烘干、孔金属化，贴膜、曝光、显影，蚀刻，电镀锡铅合金，退膜，腐蚀……等多个流程。例如:CN 102170755A公开了陶瓷手机线路板的生产工艺，其多层线路板制作工艺复杂，工序多，要陶瓷钻孔，除油，微蚀，酸洗，水洗，烘干，电镀通孔，覆膜，曝光，显影，蚀亥IJ，褪膜等多个流程。技术CN 202127547 U公开了陶瓷互连高密度线路板的外形，没有给出具体的工艺制作方法。CN201210198793.3公开了一种陶瓷电路板的制备方法，采用激光雕刻，所产生的作用主要为将陶瓷基体粗化，增加金属层与基体的集合能力，并提到使陶瓷基体表面产生一定的物理化学变化。该文献没有公开具体应该使陶瓷基体表面产生什么样的化学变化，也没有揭示实现产生化学变化的手段和条件。现有线路板制作工艺已经越来越不能满足电路板的发展要求，具体表现为制造工序多、速度慢、精度低、误差大、能耗大、浪费大、环境污染严重等。除此之外，现有工艺的最大弱点还在于柔性化程度很低，需要事先制备掩模板，降低了制备的效率，也使电路板成本上升。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，制作高精度高密度陶瓷线路板，解决传统陶瓷线路板制作工艺的工序多、流程长、精度差、柔性低等不足之处。本专利技术的陶瓷线路板快速高柔性制作的方法，包括如下制作步骤: 一、成型陶瓷基体:所述陶瓷基体为材料成分中含有活性离子的化合物成分，能通过激光光子能量打断其化学键，化 学反应生成活性物质。陶瓷基体通过高温/低温共烧、流延和注塑等方式而固化成型，可做成片状、块状等各种所需的三维立体形状结构。陶瓷基体包括分别为高纯度的氮化铝、氧化铝、氧化锆、碳化硅、氧化钛、氧化铁等高散热性能的陶瓷以及选择性地加入活性离子的化合物后形成相应复合陶瓷等。二、激光改性陶瓷表面，或是连同在表面激光钻孔:激光聚焦照射在陶瓷表面，控制激光能量密度达到陶瓷改性阈值以上，使陶瓷表面发生化学反应，打开活性离子的化合物的结合键，直接生成金属单质等相应的活性物质，作为化学镀催化源。经过激光表面改性后，形成了金属单质等活性物质附在表面，已经具有导电性能，但其导电能力很弱，再进行第3步化镀形成金属导线和保护层等，增强其导电性能，当改性层的厚度增加，其导电性能增强，则可以无需进行化学镀，直接作为导线。如在激光改性氮化铝和氧化铝中还原析出金属铝。通过发生化学反应，活性物质与基体形成化学冶金结合，提高镀层和基体间的结合力。针对不同的陶瓷材料，根据陶瓷材料成分的化学键能，选择不同的激光源，通过控制激光输出平均功率、脉冲重复频率、扫描速度、离焦量和扫描线间距以及扫描遍数等参数，控制激光能量达到陶瓷改性阈值。优选地，在激光钻孔的同时，也使孔壁和盲孔孔底也发生改性。激光源主要为中心波长为157-1064nm波段的激光源，特别优选用中心波长为紫外(355 nm、266 nm、248nm)或绿光532nm、脉冲宽度为纳秒、皮秒、飞秒等短波长高峰值功率的纳秒脉冲激光源和超短脉冲激光源。由于紫外激光波长短，光子能量大，更容易实现打断化学键，改性所需的能量密度阈值更小，优选紫外波段激光进行陶瓷改性。如上，激光钻孔可采用高输出功率、高脉冲重复频率的脉冲激光源，进行快速钻孔。氮化铝或氧化铝陶瓷钻孔，如采用中心波长紫外355nm纳秒脉冲激光源时，钻孔参数应为:激光输出平均功率为8-10W时，脉冲重复频率80-150kHz，扫描速度为30-150mm/s，采用聚焦的方式进行钻孔(此时离焦量为0)，且聚焦高度随着钻孔深度而下降，多遍扫描，直到钻穿或者达到盲孔所需的深度。在激光钻孔的同时，陶瓷材料的孔壁和盲孔孔底也发生激光改性。如采用中心波长紫外248nm准分子脉冲激光源时，钻孔参数应为:激光输出平均功率为10-12W时，脉冲重复频率60-120kHz，扫描速度为30-120mm/s，采用聚焦的方式进行钻孔，且聚焦高度随着钻孔深度而下降，多遍扫描，直到钻穿或者达到盲孔所需的深度；如采用中心波长紫外266nm皮秒脉冲激光源时，钻孔参数应为:激光输出平均功率为4-5W时，脉冲重复频率200-400kHz，扫描速度为50-100mm/s，采用聚焦的方式进行钻孔，且聚焦高度随着钻孔深度而下降，多遍扫描，直到钻穿或者达到盲孔所需的深度；如采用中心波长绿光532nm脉冲激光源时，钻孔参数应为:激光输出平均功率为15-20W时，脉冲重复频率60-100kHz，扫描速度为80-200mm/s，采用聚焦的方式进行钻孔，且聚焦高度随着钻孔深度而下降，多遍扫描，直到钻穿或者达到盲孔所需的深度。激光表面改性时，控制能量密度达到改性阈值以上，实现高频率高速扫描，快速表面改性，化学反应生产活性物质。氮化铝或氧化铝陶瓷改性，优选如采用中心波长紫外355nm纳秒脉冲激光源时，激光输出平均功率为4-10W时，脉冲重复频率为50-400kHz，扫描速度为500-5000mm/s,米用聚焦的方式进行扫描(此时离焦量为O),光斑可以达到20 μ m，最小线宽可达光斑尺寸大小，大线宽大区域采用线密集排列扫描方式进行，扫描线间距为0.01-0.04mm/条，也可以采用离焦的方式，不同离焦量结合相应的扫描线间距，运用更大功率进行大区域快速改性，扫描遍数为1-10遍。氮化铝或氧化铝陶瓷改性，如采用中心波长紫外248nm准分子脉冲激光源时，激光输出平均功率为6-12W时，脉冲重复频率为50-200kHz，扫描速度为400-4000mm/s，采用聚焦的方式进行扫描，光斑可以达到50 μ m，最小线宽可达光斑尺寸大小；大线宽大区域采用线密集排列扫描方式进行，扫描线间距为0.025-0.1Omm/条，也可以采用离焦的方式，不同离焦量结合相应的扫描线间距，运用大功率进行大区域快速改性，扫描遍数为1-10遍。氧化铝或氮化铝陶瓷改性，如采用中心波长紫外266nm皮秒脉冲激光源时，激光输出平均功率为2-5W时，脉冲重复频率为IOO-1OOOkHz,扫描速度为200-3000mm/s，采用聚焦的方式进行扫描，光斑可以达到10 μ m，最小线宽可达光斑尺寸大小；大线宽大区域采用线密集排列扫描方式进行，扫描线间距为0.005-0.02mm/条，也可以采用离焦的方式，不同离焦量结合相应的扫描线间距，运用大功率进行大区域快速改性，扫描遍数为1-10遍。氧化铝或氮化铝陶瓷改性，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种陶瓷线路板快速高柔性制作的方法，其特征在于,包括以下步骤：成型陶瓷基体，所述陶瓷基体为材料成分中含有活性离子的化合物成分；将激光照射在陶瓷基体表面，控制激光能量密度达到活性离子的化合物的化学键发生断裂阈值以上，使陶瓷基体表面发生化学反应析出活性物质作为化学镀催化源，反应生成的活性物质与基体为化学冶金结合,?其中，针对不同的陶瓷材料，根据陶瓷材料成分的化学键能，选择不同激光源，通过控制激光输出平均功率、脉冲重复频率、扫描速度、离焦量和扫描线间距以及扫描遍数，控制激光能量达到陶瓷改性阈值；将经过激光改性后的陶瓷基体放置于化学镀液中施镀，形成金属镀层。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡志祥，文明，侯若洪，
申请(专利权)人：深圳光韵达光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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