金属围坝陶瓷封装基板及其制备方法、应用

摘要

本发明提出一种金属围坝陶瓷封装基板及其制备方法、应用，属于基板封装技术领域。金属围坝陶瓷封装基板包括：陶瓷基板本体、上线路层、下线路层、至少一个导通柱、铝围坝基底层以及铝围坝；其中，下线路层设置于陶瓷基板本体的下表面；上线路层与铝围坝基底层设置于陶瓷基板本体的上表面，铝围坝基底层围设在上线路层的周侧；至少一个导通柱穿设在陶瓷基板本体上，其两端分别与上线路层以及下线路层电连接；铝围坝设置于铝围坝基底层上，且铝围坝经熔融盐高速电镀铝形成，实现了在陶瓷基板上良好的填孔工艺，良好的正反面导通效果，以减小封装过程中产生的应力，降低在基板封装和工作时产生断裂、暗裂等问题。

权利要求

1.一种金属围坝陶瓷封装基板，其特征在于，包括：陶瓷基板本体、上线路层、下线路层、至少一个导通柱、铝围坝基底层以及铝围坝；其中，所述下线路层设置于所述陶瓷基板本体的下表面；

所述上线路层与所述铝围坝基底层设置于所述陶瓷基板本体的上表面，所述铝围坝基底层围设在所述上线路层的周侧；

所述至少一个导通柱穿设在所述陶瓷基板本体上，其两端分别与所述上线路层以及所述下线路层电连接；

所述铝围坝设置于所述铝围坝基底层上，且所述上线路层、所述下线路层、所述铝围坝基底层以及所述铝围坝经熔融盐高速电镀铝形成，所述熔融盐高速电镀铝采用的电镀液包括AlCl3‑NaCl‑KCl共晶熔融盐与加速剂，所述加速剂包括噻唑啉基二硫代丙烷磺酸钠。

2.根据权利要求1所述的金属围坝陶瓷封装基板，其特征在于，所述铝围坝的厚度范围为550μm～650μm。

3.根据权利要求1所述的金属围坝陶瓷封装基板，其特征在于，所述铝围坝包括依次层叠设置的第一铝围坝与第二铝围坝。

4.一种制备如权利要求1至3任一项所述的金属围坝陶瓷封装基板的方法，其特征在于，所述方法包括：在陶瓷基板本体上形成贯穿其厚度的通孔；

在所述陶瓷基板本体的上下表面及通孔内壁形成金属层；

在所述金属层上多次喷涂耐高温油墨、曝光显影以及熔融盐高速电镀铝，形成上线路层、下线路层、连接所述上线路层与所述下线路层的导通柱，以及围设在所述上线路层外侧的铝围坝基底层以及铝围坝。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述在所述金属层上多次喷涂耐高温油墨、曝光显影以及熔融盐高速电镀铝，形成上线路层、下线路层、连接所述上线路层与所述下线路层的导通柱，以及围设在所述上线路层外侧的铝围坝，包括：在金属层上第一次喷涂耐高温油墨、曝光显影以及熔融盐高速电镀铝，形成上线路层、第一下线路层、位于所述通孔内且连接所述上线路层与所述第一下线路层的导通柱，以及围设在所述上线路层外侧的铝围坝基底层；

对所述上线路层、所述第一下线路层以及所述铝围坝基底层整平处理；

在整平处理后的陶瓷基板本体上第二次喷涂耐高温油墨，曝光显影以及熔融盐高速电镀铝，在所述铝围坝基底层、所述第一下线路层表面依次形成第一铝围坝与第二下线路层；

在陶瓷基板本体上表面第三次喷涂耐高温油墨、曝光显影以及熔融盐高速电镀铝，在所述第一铝围坝上形成第二铝围坝。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述熔融盐高速电镀铝采用的加速剂还包括N,N‑二甲基‑二硫代羰基丙烷磺酸钠和/或四烷基铵卤化物。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述耐高温油墨包括有纳米SiO2、Al2O3、钛白粉、滑石粉、ZrO2、甲基苯基硅树脂以及丙烯酸酯。

8.一种金属围坝陶瓷封装基板的应用，其特征在于，采用权利要求1至3任一项所述的金属围坝陶瓷封装基板应用于IGBT、MOSFET以及UVC器件中。

说明书

金属围坝陶瓷封装基板及其制备方法、应用

技术领域

[0001] 本发明属于基板封装技术领域，具体涉及一种金属围坝陶瓷封装基板及其制备方法、应用。

背景技术

[0002] 目前的封装基板常采用金属围坝封装来替代传统的注塑成型工艺，以提高封装模块的抗老化能力。然而，目前的金属围坝材质大多为铜，采用普通电镀的方式将铜电镀在陶
瓷基板上，形成的金属围坝厚度较小；其次，由于金属铜和陶瓷基层具有不同的热膨胀系
数，封装过程中会产生过大的应力，导致陶瓷基层出现暗裂问题。另外，铜围坝的重量较大，且铜的抗冷热震性能较差，在高频率电流通断的使用场景下，陶瓷基板在‑40 300℃间不断
~
变化，陶瓷基板容易发生断裂。上述问题降低了封装基板的良率，同时也降低了陶瓷基板的
寿命和可靠性，使得陶瓷基板无法胜任高频率电流通断变化的应用场景。

发明内容

[0003] 本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种金属围坝陶瓷封装基板及其制备方法、应用。

[0004] 本发明的一方面，提出一种金属围坝陶瓷封装基板，包括：陶瓷基板本体、上线路层、下线路层、至少一个导通柱、铝围坝基底层以及铝围坝；其中，

[0005] 所述下线路层设置于所述陶瓷基板本体的下表面；

[0006] 所述上线路层与所述铝围坝基底层设置于所述陶瓷基板本体的上表面，所述铝围坝基底层围设在所述上线路层的周侧；

[0007] 所述至少一个导通柱穿设在所述陶瓷基板本体上，其两端分别与所述上线路层以及所述下线路层电连接；

[0008] 所述铝围坝设置于所述铝围坝基底层上，且所述铝围坝经熔融盐高速电镀铝形成。

[0009] 可选地，所述铝围坝的厚度范围为550μm～650μm。

[0010] 可选地，所述铝围坝包括依次层叠设置的第一铝围坝与第二铝围坝。

[0011] 本发明的另一方面，提出一种制备前文记载的所述的金属围坝陶瓷封装基板的方法，所述方法包括：

[0012] 在陶瓷基板本体上形成贯穿其厚度的通孔；

[0013] 在所述陶瓷基板本体的上下表面及通孔内壁形成金属层；

[0014] 在所述金属层上多次喷涂耐高温油墨、曝光显影以及熔融盐高速电镀铝，形成上线路层、下线路层、连接所述上线路层与所述下线路层的导通柱，以及围设在所述上线路层
外侧的铝围坝基底层以及铝围坝。

[0015] 可选地，所述在所述金属层上多次喷涂耐高温油墨、曝光显影以及熔融盐高速电镀铝，形成上线路层、下线路层、连接所述上线路层与所述下线路层的导通柱，以及围设在
所述上线路层外侧的铝围坝，包括：

[0016] 在金属层上第一次喷涂耐高温油墨、曝光显影以及熔融盐高速电镀铝，形成上线路层、第一下线路层、位于所述通孔内且连接上线路层与第一下线路层的导通柱，以及围设
在所述上线路层外侧的铝围坝基底层；

[0017] 对所述上线路层、所述下线路层以及所述铝围坝基底层整平处理；

[0018] 在整平处理后的陶瓷基板本体上第二次喷涂耐高温油墨，曝光显影以及熔融盐高速电镀铝，在所述铝围坝基底层、所述第一下线路层表面依次形成第一铝围坝与第二下线
路层；

[0019] 在陶瓷基板本体上表面第三次喷涂耐高温油墨、曝光显影以及熔融盐高速电镀铝，在所述第一铝围坝上形成第二铝围坝。

[0020] 可选地，所述熔融盐高速电镀铝采用的电镀液包括AlCl3‑NaCl‑KCl共晶熔融盐与加速剂。

[0021] 可选地，所述加速剂包括噻唑啉基二硫代丙烷磺酸钠。

[0022] 可选地，所述加速剂还包括N,N‑二甲基‑二硫代羰基丙烷磺酸钠和/或四烷基铵卤化物。

[0023] 可选地，所述耐高温油墨包括有纳米SiO2、Al2O3、钛白粉、滑石粉、ZrO2、甲基苯基硅树脂以及丙烯酸酯。

[0024] 本发明的另一方面，提出一种金属围坝陶瓷封装基板的应用，采用前文记载的金属围坝陶瓷封装基板应用于IGBT、MOSFET以及UVC器件中。

[0025] 本发明提出一种金属围坝陶瓷封装基板及其制备方法、应用，金属围坝陶瓷封装基板包括：陶瓷基板本体、上线路层、下线路层、至少一个导通柱、铝围坝基底层以及铝围
坝；其中，下线路层设置于陶瓷基板本体的下表面；上线路层与铝围坝基底层设置于陶瓷基
板本体的上表面，铝围坝基底层围设在上线路层的周侧；至少一个导通柱穿设在陶瓷基板
本体上，其两端分别与上线路层以及下线路层电连接；铝围坝设置于铝围坝基底层上，且铝
围坝经熔融盐高速电镀铝形成。本发明采用高速熔融盐电镀铝形成材质为铝的铝围坝，实
现了在陶瓷基板上良好的填孔工艺，进一步实现良好的正反面导通效果，同时有助于减轻
最终产品的重量，塑性更好，在封装过程中产生的应力更小，在基板封装和工作时产生断
裂、暗裂的问题大大降低。

附图说明

[0026] 图1为本发明一实施例的金属围坝陶瓷封装基板的结构示意图；

[0027] 图2为本发明另一实施例的金属围坝陶瓷封装基板制备方法的流程框图；

[0028] 图3为本发明另一实施例的第一预设电镀线路中的上独立线路与铝围坝基底层的电镀线路示意图；

[0029] 图4为本发明另一实施例的第一预设电镀线路中的第一下独立线路的电镀线路示意图；

[0030] 图5为本发明另一实施例的第二预设电镀线路中的第一铝围坝的电镀线路示意图；

[0031] 图6为本发明另一实施例的第二预设电镀线路中的第二下独立线路的电镀线路示意图；

[0032] 图7为本发明另一实施例的第三预设电镀线路中的第二铝围坝的电镀线路示意图；

[0033] 图8为本发明另一实施例的阻焊层的示意图；

[0034] 图9为本发明实施例1中铝围坝电镀厚度随电镀速率变化的示意图。

具体实施方式

[0035] 为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全
部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前
提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。

[0036] 除非另外具体说明，本发明中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“包括”或者“包含”等既不限定所提及的形状、数字、步骤、操作和/或它们的组，也不排除出现或加入一个或多个其他不同的形状、数字、步骤、操作和/或它们的组。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示技术特征的数量与顺序。以及，术
语 “长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改
变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

[0037] 如图1所示，本发明的一方面，提出一种金属围坝陶瓷封装基板100，包括：陶瓷基板本体110、上线路层120、下线路层130铝围坝基底层140以及铝围坝150；下线路层130设置
于陶瓷基板本体110的下表面，上线路层120与铝围坝150设置于陶瓷基板本体110的上表
面，且铝围坝基底层140围设在上线路层120的周侧，导通柱穿设在陶瓷基板本体110上，其
两端分别与上线路层120以及下线路层130电连接，以使上线路层120与下线路层130导通；
铝围坝150设置于铝围坝基底层140的上方，显然，该铝围坝也围设在上线路层120的周侧，
且铝围坝150经熔融盐高速电镀铝形成。

[0038] 应当理解的是，在本实施方式中，在陶瓷基板本体上还应当设置有金属层，其厚度通常为0.08μm～0.12μm，以提高陶瓷基板本体的电气连接性能，也就是说，在陶瓷基板本体的上表面，下表面以及通孔内壁上设置有金属层，上线路层与铝围坝基底层位于陶瓷基板
本体上表面的金属层上，下线路层位于陶瓷基板本体下表面的金属层上。

[0039] 需要说明的是，与电镀铜不同的是，铝无法通过水溶液电镀，所以工业上较难实现电镀铝，针对此，在本实施方式中，创新性地采用熔融盐高速电镀铝的方式在陶瓷基板上形
成材质为铝的金属围坝。

[0040] 在本实施方式中，金属围坝整体采用铝材质形成，相比于铜，铝的抗冷热震性能优异，在‑40℃～300℃的热循环条件下，经过1000次循环后未发现明显的断裂和破坏，而现有技术中含铜的围坝陶瓷基板在600次循环后均会发生断裂和破坏；其次，基于铝的密度只有
铜的三分之一，有助于减轻最终产品的重量；再者，基于本实施方式采用熔融盐电镀的方式
形成铝围坝，利于增加镀铝围坝的厚度，且可以在陶瓷基板本体上设置用于连接上线路层
与下线路层的导通柱，实现了良好的陶瓷基板正反面导通效。

[0041] 进一步地，在熔融盐高速电镀铝过程中所采用的电镀液包括有AlCl3‑NaCl‑KCl共晶熔融盐与加速剂，可实现在熔融盐中高速电镀。其中，加速剂可以为噻唑啉基二硫代丙烷
磺酸钠，其含量可优选为10%。当然，加速剂还可以是噻唑啉基二硫代丙烷磺酸钠与其他物
质形成的混合物，例如，在一些优选实施例中，加速剂为5%的噻唑啉基二硫代丙烷磺酸钠与
5%的N,N‑二甲基‑二硫代羰基丙烷磺酸钠混合物；在另一些优选实施例中，加速剂为5%的噻唑啉基二硫代丙烷磺酸钠与5%的四烷基铵卤化物混合物；在另一些优选实施例中，加速剂
为10%的噻唑啉基二硫代丙烷磺酸钠、5%的N,N‑二甲基‑二硫代羰基丙烷磺酸钠以及5%的四
烷基铵卤化物的混合物。

[0042] 应当理解的是，在熔融盐电镀过程中，还需要通过喷涂耐高温油墨形成阻焊层，以配合铝的熔融盐在陶瓷基板本体上电镀铝，在本实施方式中，通过在耐高温油墨中添加有
丙烯酸酯，可以使油墨喷涂厚度在400μm左右，且油墨可在高温下保持稳定，利于实施电镀
铝的过程，该熔融盐高速电镀铝的过程将在下面详细给出，在此不再赘述。

[0043] 更进一步地，在本实施方式中，如图1所示，铝围坝150包括依次叠设的第一铝围坝151与第二铝围坝152，该两层镀铝层叠设形成的铝围坝厚度范围为550μm～650μm，例如600μm，厚度较大。

[0044] 需要说明的是，上述铝围坝基底层、第一铝围坝以及第二铝围坝均为环形结构，该环形结构的具体形状可根据实际需要进行设置，对此不作具体限定。如图3中的外围黑色区
域为铝围坝基底层的环形结构形状，如图5所示的外围黑色区域为第一铝围坝的环形结构
形状，如图7所示的外围黑色区域为第二铝围坝的环形结构形状。

[0045] 在一些优选实施例中，如图1所示，第一铝围坝151的顶壁与第二铝围坝152的内侧壁形成台阶面，该铝围坝与陶瓷基板本体构成封装腔室并形成一体式连接结构。

[0046] 更进一步地，在本实施方式中，如图1所示，下线路层130包括第一下线路层131与第二下线路层132，其中，第一下线路层131与上线路层120的厚度相同，且同步电镀形成，第二下线路层132与第一铝围坝151同步电镀形成。

[0047] 在本实施方式中，通过在陶瓷基板本体的下表面设置两个下线路层，以增加散热效果，同时使陶瓷基板本体的上下表面膨胀程度相匹配，避免陶瓷基板发生翘曲。

[0048] 需要说明的是，在本实施方式中，上线路层与下线路层均包括多个间隔设置的独立线路，并且在陶瓷基板本体上设置有多个通孔，每个通孔内设置有一个导通柱，每个导通
柱的两端分别与上独立线路、下独立线路连接。

[0049] 更进一步地，在本实施方式中，如图1所示，陶瓷基板本体110上还设置有阻焊层160，该阻焊层由耐高温油墨形成，用于在后续封装过程中焊接其他结构，起到防止焊锡扩
散、保护线路和绝缘的作用。

[0050] 本发明的陶瓷基板本体与金属围坝构成一体式连接结构，铝围坝厚度可达600μm，且具有产品质量轻，封装过程中无暗裂现象等优势，经1000次‑40℃～300℃的热循环，其表面无明显变化，可用于高频率电流通断变化的应用场景。

[0051] 如图2所示，本发明的另一方面，提出一种金属围坝陶瓷封装基板的制备方法S100，包括步骤S110～S130：

[0052] S110、在陶瓷基板本体上形成贯穿其厚度的通孔。

[0053] 具体地，在陶瓷基板本体上通过激光加工成型出通孔，该通孔的直径范围为120μm～160μm。

[0054] S120、在陶瓷基板本体的上下表面及通孔内壁形成金属层。

[0055] 具体地，采用磁控溅射的方式对陶瓷基板本体表面进行薄膜金属化，形成金属层，该厚度范围为0.08μm～0.12μm。

[0056] S130、在金属层多次喷涂耐高温油墨、曝光显影以及熔融盐高速电镀铝，形成上线路层、下线路层、位于通孔内且连接上线路层与下线路层的导通柱，以及围设在上线路层外
侧的铝围坝基底层以及铝围坝。

[0057] 具体地，步骤S130包括步骤S1301制作线路层与铝围坝基底层、步骤S1302整平处理以及步骤S1303电镀加厚处理，以制作第一铝围坝与第二铝围坝。

[0058] 步骤S1301、制作线路层与铝围坝基底层，包括：在金属层上第一次喷涂耐高温油墨形成第一阻焊层、再经第一次曝光显影形成第一预设电镀线路，再经第一次熔融盐高速
电镀铝，以在金属层上形成上线路层、第一下线路层、位于通孔内且连接上线路层与第一下
线路层的导通柱，以及围设在上线路层外侧的铝围坝基底层。也就是说，上线路层、下线路
层及铝围坝基底层是通过薄膜金属化、喷涂油墨和电镀铝的方式制作在陶瓷基板本体的上
下表面，陶瓷基板本体上下表面的上线路层与下线路层之间设置有通孔实现垂直电连接，
通孔采用金属填充形成导通柱，通过导通柱将上线路层与下线路层导通，陶瓷基板本体、上
线路层、下线路层以及铝围坝基底层构成陶瓷底座。

[0059] 需要说明的是，上述铝围坝基底层为环形结构，也就是说，在上线路层的外围电镀环形镀铝层，以制作形成铝围坝基底层。

[0060] 进一步需要说明的是，上线路层包括有多个间隔设置的上独立线路，第一下线路层包括多个间隔设置的第一下独立线路，也就是说，多个独立线路之间是间隔分开的，并
且，铝围坝基底层与多个上独立线路之间也是间隔分开的。

[0061] 仍需要说明的是，上述第一预设电镀线路包括正面线路与反面线路，其中，正面线路对应于上线路层与铝围坝基底层的电镀线路，如图3所示，外围黑色环形区域为铝围坝基
底层的电镀线路，中间四个黑色区域为多个上独立线路的电镀线路。其次，反面线路对应于
第一下线路层的电镀线路，如图4所示，黑色块状区域为多个第一下独立线路的电镀线路，
中间圆形黑色区域为导通柱的电镀线路。

[0062] 应当理解的是，图3和图4中的白色区域为由耐高温油墨形成的阻焊层，其中，本实施方式的耐高温油墨中添加有丙烯酸酯，以增加油墨的稳定性，实现在高温下喷涂油墨，且
该阻焊层的厚度达350μm～450μm，使阻焊层在高温熔盐中保持稳定。

[0063] 在一些优选实施例中，耐高温油墨包括有纳米SiO2、Al2O3、钛白粉、滑石粉、ZrO2、甲基苯基硅树脂以及丙烯酸酯。

[0064] 作为进一步的优选实施例，耐高温油墨中纳米SiO2的含量为2%、Al2O3的含量为2%、钛白粉的含量为2%、滑石粉的含量为2%、ZrO2的含量为2%、丙烯酸酯10%、甲基苯基硅树脂的含量为80%。

[0065] 更进一步地，熔融盐高速电镀铝采用的电镀液包括AlCl3‑NaCl‑KCl共晶熔融盐与加速剂，在本实施方式中，通过在共晶熔融盐中加入加速剂可实现在熔融盐中高速电镀铝，
增加镀铝层的厚度

[0066] 在一些优选实施例中，共晶熔融盐中AlCl3、NaCl和KCl的质量比可优选8:1:1，电镀中的电流密度范围为8‑12ASD，熔融盐温度范围为220‑260℃，形成的铝围坝基底层厚度
范围为40‑60μm。

[0067] 在另一些优选实施例中，加速剂包括噻唑啉基二硫代丙烷磺酸钠。

[0068] 在另一些优选实施例中，加速剂还包括N,N‑二甲基‑二硫代羰基丙烷磺酸钠，也就是说，加速剂可以为噻唑啉基二硫代丙烷磺酸钠与N,N‑二甲基‑二硫代羰基丙烷磺酸钠混
合物。

[0069] 在另一些优选实施例中，加速剂还包括四烷基铵卤化物，也就是说，加速剂还可以为噻唑啉基二硫代丙烷磺酸钠与四烷基铵卤化物的混合物。

[0070] 在另一些优选实施例中，加速剂还可以为噻唑啉基二硫代丙烷磺酸钠、N,N‑二甲基‑二硫代羰基丙烷磺酸钠与四烷基铵卤化物的混合物。

[0071] 步骤S1302、对带有线路层与铝围坝基底层的陶瓷基板本体进行整平处理。

[0072] 步骤S1303、两次电镀加厚处理，经第一次电镀加厚处理形成第一铝围坝与第二下线路层，经第二次电镀加厚处理形成第二铝围坝，具体过程如下：

[0073] 在整平处理后的陶瓷基板本体上第二次喷涂耐高温油墨，形成第二阻焊层，经第二次曝光显影形成第二预设电镀线路，以及经熔融盐高速电镀铝，在铝围坝基底层、第一下
线路层表面依次形成第一铝围坝与第二下线路层。之后，在陶瓷基板本体上表面第三次喷
涂耐高温油墨，形成第三阻焊层，经第三次曝光显影形成第三预设电镀线路，再经第三次熔
融盐高速电镀铝，在第一铝围坝上形成第二铝围坝。也就是说，在铝围坝基底层上通过电镀
加厚增加到所需高度，形成铝围坝。并且，第二铝围坝的侧壁与第一铝围坝的顶壁形成台阶
面，通过这种设计，在封装时，有利于提高金属围坝腔体的气密性。

[0074] 需要说明的是，第二下线路层同样包括有多个间隔设置的第二下独立线路。

[0075] 进一步需要说明的是，上述第二预设电镀线路包括正面线路与反面线路，其中，正面线路对应于第一铝围坝的电镀线路，如图5所示，外围黑色环形区域为第一铝围坝的电镀
线路。其次，反面线路对应于第二下线路层的电镀线路，如图6所示，黑色块状区域为多个第二下独立线路的电镀线路，与第一下独立线路的电镀线路相同，即，第二下独立线路叠设在
第一下独立线路上。

[0076] 仍需要说明的是，第三预设电镀线路包括第二铝围坝的电镀线路，如图7所示，外围黑色环形区域为第二铝围坝的电镀线路，其面积小于第一铝围坝的电镀线路，以使得第
一铝围坝凸出于第二铝围坝，即，第二铝围坝的内侧壁与第一铝围坝的顶壁形成台阶面。

[0077] 仍需要说明的是，耐高温油墨在陶瓷基板本体下表面形成的阻焊层示意图如图8所示，黑色区域为耐高温油墨喷涂形成的阻焊区域，即，该黑色区域内无需电镀铝，这与图6中白色区域的阻焊层相对应。

[0078] 仍需要说明的是，在第二次电镀加厚处理中，形成阻焊层所采用的耐高温油墨以及电镀时采用的电镀液与前文第一次电镀加厚处理相同，通过耐高温油墨配合铝的熔盐实
现了在250℃下每次电镀0.2mm以上的厚铝层，通过两次加厚电镀处理，形成厚度为600μm的
铝围坝。

[0079] 仍需要说明的是，在本实施方式中，除了采用上述喷涂高温油墨、曝光显影以及电镀铝的方法外，还可以采用刻蚀的方法获得彼此分离的独立线路和镀铝围坝，以及，还可以
对独立线路及镀铝围坝进行化金或化银表面处理的步骤。

[0080] 在本实施方式中，与铜不同地是，铝无法通过水溶液电镀，所以工业上较难实现电镀铝，因此，本实施方式通过采用高速熔盐电镀铝的方法形成整体材质为铝且较厚的金属
围坝；再者，在制备过程中，通过合理调配金属铝的电镀工艺和选择合适的电镀液，实现了
在陶瓷基板本体上良好的填孔工艺，从而实现了良好的正反面导通效果。此外，本实施方式
形成的陶瓷基板在封装过程中应力较小，可以减少陶瓷基板出现裂纹，大大提高了封装基
板的良率以及工作寿命和可靠性。

[0081] 本发明的另一方面，提出一种金属围坝陶瓷封装基板的应用，将金属围坝陶瓷封装基板应用于IGBT、MOSFET以及UVC器件中。

[0082] 需要说明的是，基于本发明的金属围坝陶瓷封装基板抗冷热震性能优良，可将其应用于高功率和高频设备中，例如，IGBT、MOSFET以及UVC模块等高功率或高频器件中，如电动汽车、太阳能发电机、雷达、医疗杀菌设备等产品的控制器。

[0083] 下面将结合具体实施例进一步说明金属围坝陶瓷封装基板的制备方法及其性能：

[0084] 实施例 1

[0085] 本示例中金属围坝陶瓷封装基板的制备方法，包括如下步骤：

[0086] S1、在AlN陶瓷基板本体上采用激光打孔，通孔的直径为150μm。

[0087] S2、向具有通孔的陶瓷基板本体通过磁控溅射镀覆金属Ti，厚度为0.1μm，在陶瓷基板本体的上下表面、以及通孔的内壁上形成金属层。

[0088] S3、将AlN陶瓷基板本体通过喷涂耐高温油墨做成第一预设电镀线路，喷涂的油墨厚度为400μm，之后，在金属层上通过熔融盐电镀铝，制作出上线路层、下线路层、环形铝围坝基底层、导通柱，其中，熔融盐电镀铝是采用AlCl3‑NaCl‑KCl共晶盐(AlCl3、NaCl和KCl的质量比为8:1:1)以及加速剂作为电镀液电镀，电流密度为10ASD，熔融盐温度为250℃，镀层
厚度约为50μm。之后，刻蚀去除油墨阻焊层。

[0089] S4、对带有独立线路及环形铝围坝基底层的陶瓷基板本体表面进行整平处理。

[0090] S5、对整平处理后的陶瓷基板本体重复进行耐高温油墨喷涂，熔融盐电镀的步骤，使上独立线路外围的环形铝围坝基底层通过电镀加厚到600μm，形成镀铝围坝。

[0091] 进一步地，本实施例的镀铝围坝与陶瓷基板本体围构成封装腔室并形成一体式连接结构，通过观察该铝围坝陶瓷封装基板，其表面镀层完好，填孔完整无缺陷，对其进行了
1000次在‑40℃～300℃条件下的热循环，发现其表面无明显变化。如图9所示，陶瓷基板本
体表面电镀速率可达到200μm/h，且铝围坝的厚度可达到600μm。与普通电镀相比，在相同的电镀速率条件下，采用本实施例的高速电镀方法得到的铝围坝厚度较大。

[0092] 本发明提出一种金属围坝陶瓷封装基板及其制备方法、应用，相对于现有技术而言具有以下有益效果：

[0093] 第一、本发明采用高速熔融盐电镀铝围坝，通过合理调配金属铝的电镀工艺和电镀液，实现了在陶瓷基板上良好的填孔工艺，进一步实现了陶瓷基板良好的正反面导通效
果。

[0094] 第二、相比于铜围坝陶瓷基板，本发明的铝围坝陶瓷基板使用的铝材料，密度只有铜的三分之一，因此重量明显较轻，有助于减轻最终产品的重量；其次，本发明的铝围坝陶
瓷基板塑性更好，同时在封装过程中产生的应力更小，在基板封装和工作时产生断裂、暗裂
的问题大大降低。

[0095] 第三、本发明的陶瓷基板抗冷热震性能提高，在‑40℃～300℃的热循环条件下，经过1000次循环后未发现明显的断裂和破坏，相比现有技术中的铜围坝陶瓷基板具有更好的
性能。。

[0096] 第四、本发明的制备方法电镀速度快且一次电镀厚度大：通过在熔盐中添加加速剂可实现在熔盐电解中高速电镀铝且铝厚度为600μm。

[0097] 第五、本发明通过向油墨中添加丙烯酸酯，可使油墨喷涂400μm厚，且在高温熔盐中保持稳定。

[0098] 可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精
神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。