專利名稱：一種金屬襯底高導(dǎo)金屬基線路板的制作工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及線路板的加工技術(shù)，具體是指一種金屬襯底高導(dǎo)金屬基線路板的制作工藝。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的金屬基線路板主要由導(dǎo)電層10(即銅箔層)、絕緣層20和金屬基層30組成，制備的時(shí)候是在金屬基層30上涂上絕緣層20，然后將導(dǎo)電層10通過壓合加熱的方式復(fù)合在絕緣層20上，接著用酸性藥水腐蝕導(dǎo)電層上的銅箔得到所需要的線路，最后再復(fù)合一層絕緣油墨層40即完成金屬基線路板的制成，元器件產(chǎn)生的熱量都必須通過絕緣層傳遞至金屬基層并通過金屬基層散熱，而由于絕緣層的導(dǎo)熱性極低，已不能滿足元器件體積日益縮小，功率增大且散熱量越來越大的需求。并且當(dāng)金屬基線路板使用一段時(shí)間后，金屬基敷銅板上連接銅層和鋁基板的介質(zhì)層老化脫膠都將導(dǎo)致熱阻較大幅度地上升，導(dǎo)致整體傳熱性能下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種具有良好散熱性能的金屬基線路板的制作工藝，采用此制作工藝制成的線路板能有效克服傳統(tǒng)線路板存在的散熱效果差、無法保證使用壽命的缺陷。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的一種金屬襯底高導(dǎo)金屬基線路板的制作工藝，包括以下步驟(I)絕緣層通過膠層與導(dǎo)電層復(fù)合，在導(dǎo)電層上蝕刻好線路后，在其表面上再復(fù)合一層絕緣油墨形成阻焊層，阻焊層、導(dǎo)電層和絕緣層形成上部線路板；(2)、將上部線路板做可焊性處理；(3)、上部線路板開設(shè)與電子元器件的散熱極相對(duì)應(yīng)的通孔；(4)、用避位的方法在金屬基層表面與所述通孔對(duì)應(yīng)的位置處做可焊性處理，在金屬基層上形成用于與電子元器件的散熱極焊接的導(dǎo)熱焊盤；(5)、將導(dǎo)熱焊盤處進(jìn)行高溫防氧化處理；￠)、將已開好通孔的上部線路板的底部再設(shè)置一層膠層，按照事先設(shè)計(jì)的位置放置在金屬基層上，保證上部線路板的通孔全部對(duì)準(zhǔn)金屬基層的導(dǎo)熱焊盤，通過壓合加熱抽真空的方式通過膠層將上部線路板復(fù)合至金屬基層。作為一種優(yōu)選方式，在步驟(6)之前，還包括如下步驟采用避位蝕刻的方法將金屬基層與通孔對(duì)應(yīng)的位置以外的部位去掉一部分厚度，蝕刻掉的厚度與上部線路板的厚度相等。所述可焊性處理采用沉鎳金工藝。所述金屬基層采用鋁合金基材。作為另一種實(shí)施方式，導(dǎo)電層的下部，即膠層、絕緣層與膠層可用絕緣導(dǎo)熱液體高溫固化膠代替。具體地，所述沉鎳金工藝，包括4個(gè)處理階段(I)前處理；(2)沉鎳；(3)沉金；(4)后處理。其中所述前處理又包括以下幾個(gè)步驟I)除油，采用酸性除油劑進(jìn)行處理，除去表面的油脂及氧化物；2)微蝕，清除表面的氧化物以及前道工序遺留的雜質(zhì)；3)活化，通過置換反應(yīng)使銅面析出所需要的催化晶體；4)后浸。 所述沉鎳，是在催化晶體的催化作用下，鎳離子Ni2+被NaH2P02還原為單質(zhì)并沉積在銅面或鋁面，當(dāng)鎳的沉積覆蓋催化晶體時(shí)，自催化反應(yīng)將繼續(xù)進(jìn)行，直到達(dá)到所需要的鎳
層厚度。所述沉金，是指在活性鎳表面，通過化學(xué)置換反應(yīng)沉積薄金。所述后處理又包括以下步驟1)廢金水洗，2)DI水洗，3)烘干。所述金屬襯底高導(dǎo)金屬基線路板制造工藝可以直接將金屬基板用于金屬散熱器代替，將LED燈珠散熱焊盤直接用金屬與散熱器相連接，這樣可以避免現(xiàn)存技術(shù)中金屬基板與散熱器之間用硅脂連接的低傳熱及不穩(wěn)定的缺點(diǎn)。本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果通過將上部線路板開設(shè)通孔，使得電子元器件的散熱極可通過所述通孔直接與金屬基層連接，有效避開了導(dǎo)熱性差的絕緣層，使散熱效果更優(yōu)，將傳統(tǒng)金屬基的傳熱系數(shù)由2ff/m. k最高可提升至400W/m. k ;導(dǎo)熱焊盤與金屬基層中間連接部分均為金屬介質(zhì),金屬介質(zhì)在正常使用下不改變其熱傳導(dǎo)特性，因此在使用一段時(shí)間后金屬介質(zhì)并不會(huì)因?yàn)槔匣绊懘蠊β孰娮釉骷膫鳠?，最大限度地保證了金屬基線路板的使用壽命與安全性。


圖I所示為現(xiàn)有技術(shù)的金屬基線路板。圖2所示為采用本發(fā)明的金屬基線路板。圖3所示為采用優(yōu)選方式的金屬基線路板。圖4所示為采用另一實(shí)施方式的金屬基線路板。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。實(shí)施例本發(fā)明一種金屬襯底高導(dǎo)金屬基線路板的制作工藝包括以下步驟(I)、絕緣層I通過膠層2與導(dǎo)電層3復(fù)合，在導(dǎo)電層3上蝕刻好線路后，在其表面上再復(fù)合一層絕緣油墨形成阻焊層4，阻焊層4、導(dǎo)電層3、膠層2和絕緣層I形成上部線路板5 ；(2)、將上部線路板5的表面進(jìn)行可焊性處理，使得電子元器件的導(dǎo)電極可以焊接在上部線路板5處；
(3)、上部線路板5開設(shè)與電子元器件的散熱極相對(duì)應(yīng)的通孔6 ；(4)、用避位的方法在金屬基層7表面與所述通孔6對(duì)應(yīng)的位置處做可焊性處理，在金屬基層7上形成用于與電子元器件的散熱極焊接的導(dǎo)熱焊盤8 ；(5)、將導(dǎo)熱焊盤8進(jìn)行高溫防氧化處理；(6)、將已開好通孔6的上部線路板5的底部再設(shè)置一層膠層9，按照事先設(shè)計(jì)的位置放置在金屬基層7上，保證上部線路板5的通孔6全部對(duì)準(zhǔn)金屬基層7的導(dǎo)熱焊盤8，通過壓合加熱抽真空的方式將上部線路板5通過膠層9復(fù)合至金屬基層7。通過以上步驟完成金屬襯底高導(dǎo)金屬基線路板的制作，制成的金屬襯底高導(dǎo)金屬基線路板如圖2所不。作為本實(shí)施例的一種優(yōu)選方式，在步驟(6)之前，可采用避位蝕刻的方法對(duì)金屬基層7做表面凸起，即將金屬基層7上與通孔6對(duì)應(yīng)的位置以外的部位去掉一部分厚度，蝕 刻掉的厚度與上部線路板5的厚度相等，金屬基層7與通孔6對(duì)應(yīng)的部位則形成凸?fàn)?，將上部線路板5與金屬基層復(fù)合時(shí)，金屬基層7的凸起部位10則恰好與上部線路板5的通孔6相適配，凸起部位處10的導(dǎo)熱焊盤8將與上部線路板5處于同一平面，如圖3所示，更方便將電子元器件的散熱極焊接到導(dǎo)熱焊盤8。做表面凸起的具體方法如下首先將要凸起的部分用抗腐蝕材料覆蓋，然后將金屬基材浸泡至帶有金屬腐蝕性的藥水，則藥水將未覆蓋抗腐蝕材料的部分腐蝕凹陷，用清水清洗將抗腐蝕材料洗凈，則所需凸起部分相對(duì)周邊未覆蓋抗腐蝕材料的部分高出所需要的高度。所述可焊性處理采用沉鎳金工藝。所述金屬基層通常采用鋁合金基材；作為另一種實(shí)施方式，導(dǎo)電層3的下部，即膠層2、絕緣層I與膠層9可用絕緣導(dǎo)熱液體高溫固化膠11代替，如圖4所示。焊接時(shí)將電子元器件的導(dǎo)電極焊接在上部線路板5的表面，電子元器件的散熱極通過所述通孔6焊接至金屬基層的導(dǎo)熱焊盤8處，電子元器件產(chǎn)生的熱量經(jīng)由散熱極進(jìn)入金屬基層7散發(fā)，由于熱量的傳遞不必經(jīng)過絕緣層1，且傳熱介質(zhì)均為導(dǎo)熱性較好的金屬，所以解決了現(xiàn)有金屬基線路板由于絕緣層I而導(dǎo)致的散熱效率低的問題；金屬基層通常采用鋁合金，由于鋁合金表面不具備線路板所需的錫膏焊接性，因此步驟(4)中需要對(duì)金屬基層的鋁合金表面做可焊性處理，由于鋁和銅的化學(xué)性不同，因此步驟(4)中鋁合金的可焊性處理與步驟(2)中的上部線路板的焊盤(銅箔)可焊性處理不同，所述銅和鋁的可焊性處理均采用沉鎳金工藝的方法，沉鎳金工藝包括4個(gè)處理階段I、前處理其中前處理又包括幾個(gè)步驟除油、微蝕、活化、后浸；I)除油，采用酸性除油劑進(jìn)行處理，除去表面的油脂及氧化物；2)微蝕，清除表面的氧化物以及前道工序遺留的雜質(zhì)；3)活化，由于在催化狀態(tài)下才能發(fā)生選擇性沉積，銅原子由于不具備化學(xué)鎳金沉積的催化晶種的特性，所以需通過置換反應(yīng)使銅面析出所需要的催化晶體，VIII族元素以及Au等許多金屬都可以作為化學(xué)鎳金的催化晶體。
銅的活化過程是在銅面析出一層鈀，鈀作為化學(xué)鎳前的催化晶體，一般使用PdS04或PdCl 2作為化學(xué)鎳前的活化劑，活化過程的化學(xué)反應(yīng)如下Pd2++Cu — Pd+Cu2+由于傳統(tǒng)的鈀不能通過置換反應(yīng)使鋁面沉積，因此鈀不是鋁所需要的催化晶種，經(jīng)試驗(yàn)得知，鋅相對(duì)于鋁合金表面是一種良好的表面催化晶種，因此選用鋅作為化學(xué)鎳前的活化劑，鋁的活化過程的化學(xué)反應(yīng)如下Zn2++Cu — Zn+Cu2+4)后浸2、沉鎳 在鈀Pd或者鋅Zn的催化作用下，NaH2P02水解生成原子態(tài)H，同時(shí)H原子在Pd或Zn催化條件下，將鎳離子Ni2+還原為單質(zhì)而沉積在裸銅或鋁表面，反應(yīng)初期主要是催化晶體鈀或鋅的催化作用在進(jìn)行，當(dāng)鎳的沉積覆蓋催化晶體時(shí)，由于金屬鎳本身也具備催化能力，自催化反應(yīng)將繼續(xù)進(jìn)行，直到達(dá)到所需要的鎳層厚度，鎳的沉積將催化晶體完全覆蓋，化學(xué)沉積就會(huì)停止?；瘜W(xué)鎳的厚度一般控制在3 5 y m，其作用與金手指電鍍鎳相同，不但可以對(duì)銅面或鋁面進(jìn)行有效保護(hù)，而且具備一定硬度和耐磨性能，同時(shí)擁有良好的平整度。在催化條件下，化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生鎳沉積的同時(shí)，不但伴隨著單質(zhì)磷P的析出，而且產(chǎn)生氫氣的逸出，其具體化學(xué)反應(yīng)如下主反應(yīng)Ni2++2H2P02-+2H20— Ni+2HP0廣+4H++H2 f副反應(yīng)4H2P02-— 2HP0廣+2P+2H20+H2 反應(yīng)機(jī)理H2P02-+H20 — H++HP032>2HNi2++2H — Ni+2H+H2P02_+H — H20+0F+PH2P02-+H20 — H++HP0廣+H2 f3、沉金沉金是指在活性鎳表面，通過化學(xué)置換反應(yīng)沉積薄金其化學(xué)反應(yīng)如下 2Au (CN) 2-+Ni — 2Au+Ni2++4CN_金面的厚度一般控制在0. 05 0. I ii m，不但對(duì)鎳面具有良好的保護(hù)作用，而且具備很好的接觸導(dǎo)通性能，很多需要按鍵接觸的電子器械(如手機(jī)、電子字典)，都采用化學(xué)沉金來保護(hù)鎳面。4、后處理其中后處理又包括1)廢金水洗，2) DI水洗，3)烘干上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種金屬襯底高導(dǎo)金屬基線路板的制作工藝，其特征在于包括以下步驟 (1)絕緣層通過膠層與導(dǎo)電層復(fù)合，在導(dǎo)電層上蝕刻好線路后，在其表面上再復(fù)合一層絕緣油墨形成阻焊層，阻焊層、導(dǎo)電層和絕緣層形成上部線路板； (2)、將上部線路板的表面做可焊性處理； (3)、上部線路板開設(shè)與電子元器件的散熱極相對(duì)應(yīng)的通孔； (4)、用避位的方法在金屬基層表面與所述通孔對(duì)應(yīng)的位置處做可焊性處理，在金屬基層上形成用于與電子元器件的散熱極焊接的導(dǎo)熱焊盤； (5)、將導(dǎo)熱焊盤處進(jìn)行高溫防氧化處理； (6)、將已開好通孔的上部線路板的底部再設(shè)置一層膠層，按照事先設(shè)計(jì)的位置放置在金屬基層上，保證上部線路板的通孔全部對(duì)準(zhǔn)金屬基層的導(dǎo)熱焊盤，通過壓合加熱抽真空的方式將上部線路板通過膠層復(fù)合至金屬基層。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種金屬襯底高導(dǎo)金屬基線路板的制作工藝，其特征在于在步驟(6)之前，還包括如下步驟采用避位蝕刻的方法將金屬基層與通孔對(duì)應(yīng)的位置以外的部位去掉一部分厚度，蝕刻掉的厚度與上部線路板的厚度相等。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種金屬襯底高導(dǎo)金屬基線路板的制作工藝，其特征在于所述金屬基層采用鋁合金基材。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種金屬襯底高導(dǎo)金屬基線路板的制作工藝，其特征在于所述絕緣層與復(fù)合于所述絕緣層兩面的兩層膠層可用絕緣導(dǎo)熱液體高溫固化膠代替。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種金屬襯底高導(dǎo)金屬基線路板的制作工藝，其特征在于所述可焊性處理采用沉鎳金工藝，所述沉鎳金工藝包括以下步驟(I)前處理(2)沉鎳(3)沉金⑷后處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種金屬襯底高導(dǎo)金屬基線路板的制作工藝，其特征在于，所述前處理的處理步驟又包括 1)除油，采用酸性除油劑進(jìn)行處理，除去表面的油脂及氧化物； 2)微蝕，清除表面的氧化物以及前道工序遺留的雜質(zhì)； 3)活化，通過置換反應(yīng)使銅面析出所需要的催化晶體； 4)后浸。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種金屬襯底高導(dǎo)金屬基線路板的制作工藝，其特征在于所述的沉鎳的處理步驟，是指在催化晶體的催化作用下，鎳離子Ni2+被NaH2P02還原為單質(zhì)并沉積在銅面或鋁面，當(dāng)鎳的沉積覆蓋催化晶體時(shí)，自催化反應(yīng)將繼續(xù)進(jìn)行，直到達(dá)到所需要的鎳層厚度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種金屬襯底高導(dǎo)金屬基線路板的制作工藝，其特征在于所述的沉金的處理步驟，是指在活性鎳表面，通過化學(xué)置換反應(yīng)沉積出薄金。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種金屬襯底高導(dǎo)金屬基線路板的制作工藝，其特征在于所述的后處理的處理步驟中又包括以下步驟1)廢金水洗，2) DI水洗，3)烘干。
10.根據(jù)權(quán)利要求9述的一種金屬襯底高導(dǎo)金屬基線路板的制作工藝，其特征在于所述金屬襯底高導(dǎo)金屬基線路板制造工藝中，直接將金屬基板用于金屬散熱器代替，將LED燈珠散熱焊盤直接用金屬與散熱器相連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種金屬襯底高導(dǎo)金屬基線路板的制作工藝，步驟包括將絕緣層通過膠層與導(dǎo)電層復(fù)合，在導(dǎo)電層上蝕刻好線路后，在其表面上再復(fù)合一層絕緣油墨形成阻焊層，阻焊層、導(dǎo)電層和絕緣層形成上部線路板；上部線路板開設(shè)與電子元器件的散熱極相對(duì)應(yīng)的通孔；在金屬基層表面與所述通孔對(duì)應(yīng)的位置處做可焊性處理，在金屬基層上形成用于與電子元器件的散熱極焊接的導(dǎo)熱焊盤；將上部線路板的通孔全部對(duì)準(zhǔn)金屬基層的導(dǎo)熱焊盤使上部線路板復(fù)合至金屬基層。通過本發(fā)明使得電子元器件的散熱極可通過所述通孔直接與金屬基層連接，有效避開了導(dǎo)熱性差的絕緣層，使散熱效果更優(yōu)。
文檔編號(hào)H05K1/05GK102655713SQ20121010203
公開日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2012年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月9日
發(fā)明者蘇睿 申請(qǐng)人:蘇睿