3D打印陶瓷基板表面激光辅助选择性金属化

随着微电子技术的飞速发展，电子器件中元器件的复杂性和密度不断增加。因此，对电路基板的散热和绝缘的要求越来越高，尤其是大电流或高电压供电的功率集成电路元件。

此外，随着5G时代的到来，对设备的小型化提出了新的要求，尤其是毫米波天线和滤波器，与传统树脂基印刷电路板相比，表面金属化氧化铝陶瓷基板具有良好的导热性、高电阻、更好的机械强度，在大功率电器中的热应力和应变较小。同时，可以通过调整陶瓷粉的比例来改变介电常数。因此，它们广泛用于电子和射频电路行业，例如大功率LED、集成电路和滤波器。

器件的小型化可能需要将原来的平面布局改变为需要弯曲基板的空间布局。传统的陶瓷成型工艺，例如薄膜滚压和流延成型，在生产规则形状的陶瓷方面具有优势，但生产具有复杂结构的陶瓷基板更加困难。如今，通过增材制造（AM）实现复杂结构的陶瓷器件已成为研究热点。这包括广泛用于无线移动通信、卫星通信和雷达系统的陶瓷滤波器和陶瓷天线等设备。

可以使用各种方法在陶瓷上实现金属化图案，包括磁控溅射、丝网印刷、喷墨印刷和直接键合铜涂层。磁控溅射采用磁控技术在陶瓷基板上沉积多层薄膜，具有良好的再现性和基板附着力。但磁控溅射技术设备昂贵，内应力大，难以沉积厚膜，形状无法精确控制，阻碍了其大规模应用。丝网印刷技术可以通过在表面印刷导电浆产生较厚的导电层，但对导电浆的要求较高，存在应力不均、表面烧伤、烧结时产生裂纹等问题。由于喷墨打印技术是无掩膜的，因此非常适合在各种基材上进行表面图案化。

化学镀铜由于其成本低、生成能力强、加工温度低等优点，被广泛用于集成电路和车载天线的制造。但是氧化铝陶瓷基板不具备催化活性，因此必须进行预活化。传统的Pd活化废液处理方法难度大、污染大、成本高。因此，使用镍和铜作为活性催化剂的方法得到了极大的发展。然而，活化催化剂技术的使用很大程度上依赖于活化剂的配方，不适合大规模应用。激光预活化（LPA）和ECP相结合是一种在氧化铝上制备金属线的有效方法陶瓷表面。

上述说明，LPA和ECP成功地在复杂的氧化铝陶瓷基板表面获得了选择性金属化图案。而这种方法简单、经济、有效、可轻松控制铜层厚度，所得涂层具有满意的粗糙度、结合力、稳定性和良好的可焊性。

审核编辑：汤梓红