一種銅面光亮且可定位高導熱陶瓷電路板的生產方法

2023-04-30 00:19:36

專利名稱：一種銅面光亮且可定位高導熱陶瓷電路板的生產方法
技術領域：
本發明涉及一種銅面光亮且可定位高導熱陶瓷電路板的生產方法。
背景技術：
隨著科技技術的不斷發展，人們物質和精神文明的不斷提高，人們對電子產品的 發展日趨於節能和環保。比如傳統的照明一般採用白熾燈或者螢光燈，其中白熾燈的能耗 大，光效弱；螢光燈中含汞，不環保，且其能耗都比較大，光效比較弱。為了解決這個問題人 們發明了發光LED，但是現有的發光LED在實際應用中每100X的能源只有約20X產生光， 而有80%的能源變為熱能損耗，因此熱量是能源最大的消耗，但是同時若不移除多餘的熱 能則LED使用壽命就降低。LED的散熱主要是通過其封裝基板進行散熱的，但是隨著封裝基 板越來越小，LED產生的熱量不能有效地散發，目前一般採用FR4材料或採用樹脂添加陶瓷 粉作為基板，但是這種基板的導熱效果都不太理想；還有採用鋁基板等金屬基板作為基板 的，這種基板是在這些金屬基板上覆蓋一層樹脂類的物質作為介電層，LED產生的熱量必需 先經過介電層再傳到金屬基板，由於介電層的導熱性能比較差，從而影響了整體的散熱功 能，加上鋁基板等金屬基板受熱容易產生變形，其尺寸穩定性比較差，所以不適合做為散熱 用的封裝基板；使用不含樹脂的陶瓷材料作為電路板的基板，其導熱和散熱效果好，但是由 於其加工工藝比較複雜，限制了其應用。為此，如何解決陶瓷材料作為電路板的基板的生產 工藝是個重大難題。

發明內容
本發明的目的是為了克服現有技術中的不足之處，提供一種工藝簡單、產品導熱
和散熱效果好的一種銅面光亮且可定位高導熱陶瓷電路板的生產方法。 為了達到上述目的，本發明採用以下方案 —種銅面光亮且可定位高導熱陶瓷電路板的生產方法，其包括以下步驟
a、基板的前處理 對經過檢查的陶瓷覆銅基板進行表面清洗，然後在陶瓷覆銅基板兩面的覆銅層上
電鍍一層銅； b、圖形轉移 在經上述基板的銅層上覆蓋一層感光介質，在感光介質上放置帶預定圖形的菲林 進行曝光，然後進行顯影，蝕刻，退膜後用自動光學設備檢測去除不良品；
c、製作定位孔 利用雷射打孔設備或高硬度鑽頭在指定的地方開設貫通定位孔；
d、印刷防焊油墨 在電路板不需要焊接電子元件的地方印刷防焊油墨；
e、絲印文字 根據設計要求在電路板相應的地方上絲印文字；
f、化學沉鎳、金 利用化學沉鎳、金的方法在裸露銅的地方鍍一層鎳，然後鍍一層金； g、切割成型 利用雷射切割設備把電路板切割成預定的規格，經電子檢測，合格的即為本發明
A 口 廣PR o 如上所述的一種銅面光亮且可定位高導熱陶瓷電路板的生產方法，其特徵在於步 驟a中所述的表面清洗為化學方法清洗。 如上所述的一種銅面光亮且可定位高導熱陶瓷電路板的生產方法，其特徵在於所 述的化學方法清洗為採用過硫酸鈉或過硫酸銨對陶瓷覆銅板進行微蝕。 如上所述的一種銅面光亮且可定位高導熱陶瓷電路板的生產方法，其特徵在於步 驟b中要進行3次蝕刻，第一次蝕刻按1. 5m/min進行，第二次蝕刻按2. 0m/min，第三次蝕刻 按5. 5m/min進行。 如上所述的一種銅面光亮且可定位高導熱陶瓷電路板的生產方法，其特徵在於在 步驟c中採用高硬度鑽頭在陶瓷覆銅基板上指定的位置上開設導通孔。 如上所述的一種銅面光亮且可定位高導熱陶瓷電路板的生產方法，其特徵在於在
步驟c中採用雷射打孔設備在陶瓷覆銅基板上指定的位置上開設導通孔。 如上所述的一種銅面光亮且可定位高導熱陶瓷電路板的生產方法，其特徵在於在
步驟g切割成型之前還包括絲印藍膠工序在預定的點螢光膠區域周圍印一圈藍膠，然後烘乾。
綜上所述，本發明的有益效果 —、本發明採用化學的方法對陶瓷覆銅基板進行表面清洗，而沒有採用普通環氧 樹脂板慣用的機械磨刷方法對其進行清洗，有效防止陶瓷覆銅基板的斷裂損壞，保證了產 品的成品率； 二、本發明中在清洗後的陶瓷覆銅基板上電鍍一層銅，使其表面光滑，比原始陶瓷 基板的壓延銅更有光澤，而且表面緻密性好；有利於後續加工； 三、本發明中採用雷射打孔機或者高硬度鑽頭在電路板設定的位置上打孔，可以 確保孔的精度，同時解決了現有CNC等普通機械方法打孔時無法穿透基板和容易造成陶瓷 基板產生斷裂等不良問題； 四、本發明陶瓷基板的導熱和散熱效果好，加工工藝簡單。
具體實施例方式
下面結合具體實施方式
對本發明做進一步描述
實施例1 本發明一種銅面光亮且可定位高導熱陶瓷電路板的生產方法，其包括以下步驟
a、基板的前處理 主要包括來料檢查一除油一酸洗一電鍍銅一清洗一烘乾等工序；
具體的做法是對經過檢查合格的陶瓷覆銅基板進行表面清洗，用過硫酸鈉對陶 瓷覆銅基板的覆銅層進行微蝕，去除覆銅層上的油汙和表面的氧化物，這相對於採用物理 的方法對電路板基板進行清洗的，更有效防止陶瓷覆銅基板的損壞，因為物理方法一般是先是把基板壓緊，再採用滾輪刷在其表面上高速轉動，通過滾輪刷對基板表面的摩擦，把其 上的油汙表面的氧化物清洗乾淨，但是這種方法沒有辦法應用在陶瓷覆銅基板上，因為陶 瓷覆銅基板的陶瓷層比較脆，很容易斷裂。 將清洗過的陶瓷覆銅基板採用弱酸性溶液進行酸洗，然後在陶瓷覆銅基板兩面的 覆銅層上電鍍一層加厚銅，該銅層其表面光澤比原始陶瓷覆銅基板的壓延銅更有光澤，而 且表面緻密性好；有利於後期加工；電鍍銅後經過清洗烘乾進入下一道工序；
b、圖形轉移 主要包括壓膜一曝光一顯影一蝕刻一去膜一烘乾一檢驗等工序； 具體做法是在上述陶瓷覆銅基板的覆銅層上印刷一層感光油墨或貼感光膜，待
感光油墨或感光膜乾燥以後，用已製作好的光繪電路圖形菲林放置在陶瓷覆銅基板上下兩
面上，進行電路圖形曝光，對曝光後的陶瓷覆銅基板進行顯影，顯影顯示出經曝光光固的電
路圖形，採用蝕刻液或者蝕刻機對上述曝光後的陶瓷覆銅基板進行蝕刻，其中要進行三次
蝕刻，第一次蝕刻按1. 5m/min進行，第二次蝕刻按2. 0m/min，第三次蝕刻按5. 5m/min進行，
退膜烘乾後用自動光學設備檢測去除不良品；然後清洗烘乾進入下一步工序； c、製作定位孔 主要包括雷射打孔一清洗一烘乾等工序； 具體做法是對上述陶瓷覆銅基板利用雷射打孔設備在指定的地方開設定位孔， 用潔淨的水清洗乾淨並烘乾，進入下一步工序；
d、印刷防焊油墨 主要包括前處理一印刷油墨一預烘乾一曝光一顯影一熱固化等工序； 具體做法是在上述陶瓷覆銅基板進行清洗烘乾，在不需要焊接電子元件的地方
印刷防焊油墨；在烘乾箱中低溫預烘乾後進行曝光和顯影，然後在進行熱固化；印刷防焊
油墨可以有效防止焊接電子元件時，焊錫粘在非焊區，同時印刷防焊油墨可也可以保護電
路板上的一些導通層不受潮蝕同時增加產品的美觀程度；然後清洗烘乾進入下一步工序； f、絲印文字 主要包括絲印文字一熱固化等工序； 具體做法是根據設計要求在上述基板相應的地方上絲印文字然後熱固化；以便 於生產加工再在相應的地方焊接電子元件；為電路板的組裝生產帶來方便；然後清洗烘乾 進入下一步工序；
g、化學沉鎳、金 主要包括除油一酸洗一微蝕一預浸一沉鎳一沉金一烘乾等工序； 具體做法是對上述基板進行除油清洗，然後酸洗，在過硫酸鈉溶液中進行微蝕，
清洗後在鎳鍍液中進行預浸，然後利用化學沉鎳、金的方法在需要焊接電子元件的覆銅層
上沉積一層厚度為100-200 i！"的化學鎳，然後電鍍一層厚度為3i!"的金；然後清洗烘乾進
入下一步工序； h、切割成型 主要包括雷射切割一清洗一檢驗一包裝等工序； 具體做法是利用8W以上的雷射切割設備把經過化學沉鎳、金的基板切割成預定 的規格，用清水清潔烘乾後經電子檢測，合格的即為本發明產品，然後包裝即可。
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實施例2 本發明一種銅面光亮且可定位高導熱陶瓷電路板的生產方法，其包括以下步驟
a、基板的前處理 主要包括來料檢查一除油一酸洗一電鍍銅一清洗一烘乾等工序； 具體的做法是對經過檢查合格的陶瓷覆銅基板進行表面清洗，具體做法是用過
硫酸鈉對陶瓷覆銅基板的覆銅層進行微蝕，去除覆銅層上的油汙和表面的氧化物，這相對
於採用物理的方法對電路板基板進行清洗的，更有效防止陶瓷覆銅基板的損壞，因為物理
方法一般是先是把基板壓緊，再採用滾輪刷在其表面上高速轉動，通過滾輪刷對基板表面
的摩擦，把其上的油汙表面的氧化物清洗乾淨，但是這種方法沒有辦法應用在陶瓷覆銅基
板上，因為陶瓷覆銅基板的陶瓷層比較脆，很容易斷裂。 將清洗過的陶瓷覆銅基板採用弱酸性溶液進行酸洗，然後在陶瓷覆銅基板兩面的 覆銅層上電鍍一層加厚銅，該銅層其表面光澤比原始陶瓷覆銅基板的壓延銅更有光澤，而 且表面緻密性好；有利於後期加工；電鍍銅後經過清洗烘乾進入下一道工序；
b、圖形轉移 主要包括壓膜一曝光一顯影一蝕刻一去膜一烘乾一檢驗等工序； 具體做法是在上述陶瓷覆銅基板的覆銅層上印刷一層感光油墨或貼感光膜，待
感光油墨或感光膜乾燥以後，用已製作好的光繪電路圖形菲林放置在陶瓷覆銅基板上下兩
面上，進行電路圖形曝光，對曝光後的陶瓷覆銅基板進行顯影，顯影顯示出經曝光光固的電
路圖形，採用蝕刻液或者蝕刻機對上述曝光後的陶瓷覆銅基板進行蝕刻，其中要進行三次
蝕刻，第一次蝕刻按1. 5m/min進行，第二次蝕刻按2. 0m/min，第三次蝕刻按5. 5m/min進行，
退膜烘乾後用自動光學設備檢測去除不良品；然後清洗烘乾進入下一步工序； c、製作定位孔 主要包括高硬度鑽頭鑽孔一清洗一烘乾等工序； 具體做法是對上述陶瓷覆銅基板利用高硬度鑽頭在指定的地方開設定位孔，用 潔淨的水清洗乾淨並烘乾，進入下一步工序；
d、印刷防焊油墨 主要包括前處理一印刷油墨一預烘乾一曝光一顯影一熱固化等工序； 具體做法是在上述陶瓷覆銅基板進行清洗烘乾，在不需要焊接電子元件的地方
印刷防焊油墨；在烘乾箱中低溫預烘乾後進行曝光和顯影，然後在進行熱固化；印刷防焊
油墨可以有效防止焊接電子元件時，焊錫粘在非焊區，同時印刷防焊油墨可也可以保護電
路板上的一些導通層不受潮蝕同時增加產品的美觀程度；然後清洗烘乾進入下一步工序； e、絲印文字 主要包括絲印文字一熱固化等工序； 具體做法是根據設計要求在上述基板相應的地方上絲印文字然後熱固化；以便 於生產加工再在相應的地方焊接電子元件；為電路板的組裝生產帶來方便；然後清洗烘乾 進入下一步工序；
f、化學沉鎳、金 主要包括除油一酸洗一微蝕一預浸一沉鎳一沉金一烘乾等工序； 具體做法是對上述基板進行除油清洗，然後酸洗，在過硫酸鈉溶液中進行微蝕，
6清洗後在鎳鍍液中進行預浸，然後利用化學沉鎳、金的方法在需要焊接電子元件的覆銅層 上沉積一層厚度為100-200 "的化學鎳，然後電鍍一層厚度為3ii "的金；然後清洗烘乾進 入下一步工序；
g、絲印藍膠 具體的做法是在預定的點螢光膠區域周圍印一圈藍膠，然後烘乾，加工的過程中 根據需要再在藍膠圍成的區域內點螢光膠，因為藍膠固化後其表面比較粗糙，有效地防止 螢光膠流到預定區域以外；
h、切割成型 主要包括雷射切割一清洗一檢驗一包裝等工序； 具體做法是利用8W以上的雷射切割設備把經過化學沉鎳、金的基板切割成預定 的規格，用清水清潔烘乾後經電子檢測，合格的即為本發明產品，然後包裝即可。
權利要求
一種銅面光亮且可定位高導熱陶瓷電路板的生產方法，其包括以下步驟a、基板的前處理對經過檢查的陶瓷覆銅基板進行表面清洗，然後在陶瓷覆銅基板兩面的覆銅層上電鍍一層銅；b、圖形轉移在經上述基板的銅層上覆蓋一層感光介質，在感光介質上放置帶預定圖形的菲林進行曝光，然後進行顯影，蝕刻，退膜後用自動光學設備檢測去除不良品；c、製作定位孔利用雷射打孔設備或高硬度鑽頭在指定的地方開設貫通定位孔；d、印刷防焊油墨在電路板不需要焊接電子元件的地方印刷防焊油墨；e、絲印文字根據設計要求在電路板相應的地方上絲印文字；f、化學沉鎳、金利用化學沉鎳、金的方法在裸露銅的地方鍍一層鎳，然後鍍一層金；g、切割成型利用雷射切割設備把電路板切割成預定的規格，經電子檢測，合格的即為本發明產品。
2. 根據權利要求1所述的一種銅面光亮且可定位高導熱陶瓷電路板的生產方法，其特 徵在於步驟a中所述的表面清洗為化學方法清洗。
3. 根據權利要求2所述的一種銅面光亮且可定位高導熱陶瓷電路板的生產方法，其特 徵在於所述的化學方法清洗為採用過硫酸鈉或過硫酸銨對陶瓷覆銅板進行微蝕。
4. 根據權利要求1所述的一種銅面光亮且可定位高導熱陶瓷電路板的生產方法，其特 徵在於步驟b中要進行3次蝕刻，第一次蝕刻按1. 5m/min進行，第二次蝕刻按2. 0m/min，第 三次蝕刻按5. 5m/min進行。
5. 根據權利要求1所述的一種銅面光亮且可定位高導熱陶瓷電路板的生產方法，其特 徵在於在步驟c中採用高硬度鑽頭在陶瓷覆銅基板上指定的位置上開設導通孔。
6. 根據權利要求1所述的一種銅面光亮且可定位高導熱陶瓷電路板的生產方法，其特 徵在於在步驟c中採用雷射打孔設備在陶瓷覆銅基板上指定的位置上開設導通孔。
7. 根據權利要求1所述的一種銅面光亮且可定位高導熱陶瓷電路板的生產方法，其特 徵在於在步驟g切割成型之前還包括絲印藍膠工序在預定的點螢光膠區域周圍印一圈藍 膠，然後烘乾。
全文摘要
本發明公開了一種銅面光亮且可定位高導熱陶瓷電路板的生產方法，其包括以下步驟a、基板的前處理；b、圖形轉移；c、製作定位孔；d、印刷防焊油墨；e、絲印文字；f、化學沉鎳、金；g、切割成型。本發明的目的是為了克服現有技術中的不足之處，提供一種工藝簡單、產品導熱和散熱效果好的一種銅面光亮且可定位高導熱陶瓷電路板的生產方法。
文檔編號H05K3/06GK101699936SQ20091019359
公開日2010年4月28日 申請日期2009年11月2日 優先權日2009年11月2日
發明者姚靜宇, 王斌, 盛從學, 陳華巍 申請人:廣東達進電子科技有限公司