改善陶瓷贯孔基板上金属表面粗糙度的方法及陶瓷基板技术

改善陶瓷贯孔基板上金属表面粗糙度的方法及陶瓷基板，包括在制备陶瓷基板上预定的位置开设贯孔，接着在陶瓷基板上形成种子层，再在所述种子层上进行图形成像处理，之后利用多阶段的直流电镀方式在成像的图案上形成良好表面粗糙度的铜线路。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】改善陶瓷贯孔基板上金属表面粗糙度的方法及陶瓷基板，包括在制备陶瓷基板上预定的位置开设贯孔，接着在陶瓷基板上形成种子层，再在所述种子层上进行图形成像处理，之后利用多阶段的直流电镀方式在成像的图案上形成良好表面粗糙度的铜线路。【专利说明】改善陶瓷贯孔基板上金属表面粗糙度的方法及陶瓷基板
本专利技术有涉及一种改善陶瓷贯孔基板上金属表面粗糙度的方法，更详而言之，尤其涉及一种有关在利用多阶段的直流电镀技术，改善陶瓷贯孔基板上金属表面粗糙度的方法。
技术介绍
为符合电子产品轻薄短小的发展趋势，电子组件相应的朝向高功率、高效能或高集成度方向发展，承载电子组件的基板，必须能够符合前述电子组件的发展趋势，因此散热能力遂成为研发者关注的课题。以发光二极管(LED)为例，由于高功率LED的发展成熟，7W乃至于IOW以上的LED晶粒的应用已相当普遍，为能够有效地将LED晶粒在工作时所产生的废热有效的散逸，同时维持LED光源模块运作的稳定性，并达到降低光衰的目的，陶瓷基板以其较佳的散热能力，成为高功率LED芯片必须使用的封装载板。一般单层的陶瓷基板制程可包括厚膜制程与薄膜制程两种，薄膜制程相较于厚膜制程，具有线路精准度较高、材料稳定度较高、表面平整度较高、不易生成氧化物且附着性佳等优势,而成为搭配高功率电子组件的主流产品。现有的薄膜陶瓷基板的铜线路，是采用脉冲电镀方式予以形成，但脉冲电镀在LED陶瓷基板的应用上，光反射效率与表面粗糙度(roughness)较差，进而影响LED光源反射的效率以及LED晶粒封装的良率及产品稳定性，为了达到线路平整、膜层细致及高反射率的铜面，一般业界会使用砂带磨刷或抛光机抛光，以改善产品质量，然而以机械研磨抛光会增加基板破裂的风险，大幅提闻生广成本。因此，如何提供一种适于高功率电子组件的改善陶瓷贯孔基板上金属表面粗糙度的方法及提供一种良好金属表面粗糙度的陶瓷基板，遂成为目前业界亟待解决的课题。
技术实现思路
为克服上述现有技术的种种缺失，本专利技术提供一种改善陶瓷贯孔基板上金属表面粗糙度的方法，其特征在于，包括:制备一陶瓷基板；在该陶瓷基板上的预定位置形成贯孔及/或切割槽；在该陶瓷基板上的预定位置形成种子层；在该种子层上进行图形成像以产生线路图案；以及利用多阶段的直流电镀方式，在该线路图案上形成铜线路。通过前述的多阶段的直流电镀过程步骤，能使铜线路表面形成光泽面，除能达到电镀效率提升降低包孔机率的目的外，且后续不须经过磨刷、抛光等制程，即可实现使镀层细致以及降低粗糙度的功效。进一步地，上述方法中，种子层可通过溅镀或印刷填孔技术形成。进一步地，本专利技术揭示的方法中，在上述形成种子层的步骤后，还可包含利用直流电镀或化学镀方式增厚该种子层，在该种子层上进行图形成像以产生线路图案。该步骤的目的在于在前述贯孔的孔径过小时，溅镀的材料可能因溅镀过程中所产生的气泡或气孔，而影响陶瓷基板的电性连接质量。故在种子层上电镀或化学镀铜层，可以增加陶瓷基板特别是贯孔孔壁的电连接质量。进一步地，在前述两种实施形态的该些步骤执行完成后，还可进一步包括在所述铜线路上镀镍或在所述铜线路上镀镍后，进一步在所述镀镍层上镀银或镀金或镀锡的步骤。所述镀镍、镀金或镀银的步骤可以是电镀或化学镀。前述步骤的目的是为使铜线路符合固晶打线需求，故需在铜线路表面以电镀或化学镀的方式形成金、银或锡层。此外，为防止铜线路的铜离子与所述金、银或锡层的金、银或锡离子相互迁移，故须在铜线路与金、银或锡层之间电镀上镍层。 进一步地，在上述三种方法执行完成最后，还可包含剥膜及蚀刻步骤，用以移除该陶瓷基板上的该铜线路以外的其它物质。进一步地，上述四种方法中，其中产生线路图案的步骤还包含在该种子层上进行包括贴膜、曝光与显影的图形成像处理以产生线路图案。在本专利技术揭示的另一形态中，还提供一种改善陶瓷贯孔基板上金属表面粗糙度的方法，其特征在于，包括:制备一陶瓷基板；在该陶瓷基板上的预定位置形成贯孔及/或切割槽；在该陶瓷基板上的预定位置形成种子层；利用直流电镀或化学镀方式增厚该种子层；在该种子层上进行包括贴膜、曝光与显影的图形成像处理以产生线路图案；利用多阶段的直流电镀方式，在线路图案上形成铜线路；以及执行剥膜及蚀刻程序。进一步地，在上述方法执行完后，所述方法还可包括在该铜线路层上电镀镍或在该铜线路层上电镀镍后在该电镀镍层上电镀银或电镀金或电镀锡的步骤。进一步地，该铜线路上镀镍或在镀镍层上镀银或金或锡的方法还可以为化学镀镍及在该化学镀镍层上化学镀银或化学镀金。在以上所述的各实施形态中，所述铜线路的中心线平均粗糙度(Ra)小于0.1um,十点平均粗糙度(Rz)小于lum。本专利技术还提供一种陶瓷基板，包含一铜线路，其中该铜线路是经由多阶段的直流电镀形成后，未经进一步处理即具有中心线平均粗糙度(Ra)小于0.lum，以及十点平均粗糙度(Rz)小于1.0um。进一步地，所述的陶瓷基板，具有至少一贯孔且可为一发光二极管(LED)组件的散热基板。本专利技术还揭示了一种在陶瓷基板上形成导电线路的方法，其特征在于，包括下列步骤:提供该陶瓷基板；在所述陶瓷基板产生线路图案；以及利用多阶段的直流电镀，在所述线路图案上形成金属线路；其中，在所述多阶段的直流电镀中，分为两个电镀阶段；其中，第一阶段的电流密度是低于第二阶段的电流密度。相较于现有脉冲电镀技术，本专利技术利用多阶段的直流电镀技术所形成铜线路的表面粗糙度较佳，搭配后续镀镍以及镀银或镀金的制程，可以增加镀银或镀金线路的光反射效率并降低表面粗糙度，进而达到提升LED光源反射的效率以及LED晶粒封装的良率与产品稳定性。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术揭示的第一实施例的流程图；图2a至2d是本专利技术的第一实施例的剖面结构示意图；图3是本专利技术的第二实施例的流程图；图4a至4e是本专利技术的第二实施例的剖面结构示意图；图5是本专利技术的第三实施例的流程图；图6是本专利技术的第四实施例的流程图。附图标记说明:I陶瓷基板10 贯孔11切割槽12种子层121 铜层13线路图案14铜线路15 镍层16金、银或锡层SlOl 至 S108 步骤S201 至 S2O9 步骤S301 至 S3O7 步骤S401 至 S408 步骤【具体实施方式】第一实施例:如图1与图2a至2d所示，在步骤SlOl中，如图2a所示，在制备的陶瓷基板I上的预定位置形成贯孔10及切割槽11。在本实施例中，陶瓷基板I可为氧化铝或氮化铝基板。贯孔10可透过机械钻孔或雷射钻孔技术，在陶瓷基板I上的预定位置形成贯孔10，其中，雷射贯孔技术因其物理特性，故较机械钻孔技术更适于应用在超高硬度或孔径需求更为精细的陶瓷基板I上。切割槽11可视实际需求，以直向或纵向的直线或弧形曲线的形式，形成在陶瓷基板I上，以利陶瓷基板I的裁切或折断。需补充说明者，切割槽11可选择性的形成在陶瓷基板I上。在步骤S102中，如图2b所示，在陶瓷基板I上的预定位置形成种子层12。在本实施例中，是采用溅镀方式形成种子层12，具体来说，可在陶瓷基板I上溅镀钛或铜等金属，或先溅镀钛在陶瓷基板I上，再在钛层上溅镀铜，或溅镀镍铜锰、镍铬、钛钨或镍铜等合金在陶瓷基板I上，以此增加后续在其上透过直流电镀所形成的铜线路与陶瓷基板间的附着度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改善陶瓷贯孔基板上金属表面粗糙度的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，制备陶瓷基板；步骤二，在所述陶瓷基板上的预定位置形成贯孔及/或切割槽；步骤三，在所述陶瓷基板上的预定位置形成种子层；步骤四，在所述种子层上进行图形成像以产生线路图案；以及步骤五，利用多阶段的直流电镀，在所述线路图案上形成铜线路；其中，所述铜线路的中心线平均粗糙度(Ra)小于0.1um，十点平均粗糙度(Rz)小于1.0um。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：曾翔玮，陈冠州，张汉中，周政锋，林展立，徐元辰，
申请(专利权)人：立诚光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：