非導電基板上形成導體線路的製造方法
2023-05-10 14:59:06 1
非導電基板上形成導體線路的製造方法
【專利摘要】本發明提供一種非導電基板上形成導體線路的製造方法，其包括如下步驟：a.選定一非導電基板；b.在非導電基板表面形成油墨層；c.經由鐳射雷射鐳雕油墨層及非導電基板的表面，利用雷射將油墨層分割成若干連續或非連續的不同區塊之後，並將非連續區塊的油墨層氣化去除，使得非連續區塊所在的非導電基板顯現出來；d.所述顯現出來的非導電基板表面施與金屬化處理而形成由金屬鍍層組成的導體線路；e.去除剩餘的油墨層，非導電基板上形成導體線路的製造完成。
【專利說明】 非導電基板上形成導體線路的製造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種非導電基板上形成導體線路的製造方法。
【背景技術】
[0002]由於LED (發光二極體)電子產業的快速發展，電路板上的電路密度越來越高，造成在使用時電路板上所累積的熱量越來越多，也越來越難以散除，一般而言，LED發光時所產生的熱能若無法導出，將會使LED結面溫度過高，進而影響產品生命周期、發光效率、穩定性等。
[0003]要提升LED發光效率與使用壽命，解決LED產品散熱問題即為現階段最重要的課題之一，LED產業的發展也是以高功率、高亮度、小尺寸LED產品為其發展重點，因此，提供具有高散熱性，精密尺寸的散熱基板，也成為未來在LED散熱基板發展的趨勢。現階段以氮化鋁基板取代氧化鋁基板，或是以共晶或覆晶製程取代打金線的晶粒或基板結合方式來達到提升LED發光效率為開發主流。在此發展趨勢下，對散熱基板本身的線路對位精確度要求極為嚴苛，且需具有高散熱性、小尺寸、金屬線路附著性佳等。
[0004]近年來，印刷電路板(PCB)的生產技術已非常純熟，早期LED產品的系統電路板多以PCB為主，但隨著高功率LED的需求增加，PCB散熱能力有限，無法應用於高功率產品上，為了改善高功率LED散熱問題，近期有相關廠商採用高熱導係數鋁基板(MCPCB)，利用金屬材料散熱特性較佳的特性，達到高功率產品散熱的目的。然而隨著LED亮度與效能要求的持續發展，儘管系統電路板能將LED晶片所產生的熱有效的散熱到大氣環境，但是LED晶粒所產生的熱能卻無法有效的從晶粒傳導至系統電路板。
[0005]電絕緣材料包括有陶瓷材料及高熱導塑料等，人類對陶瓷材料的使用已有幾千年了，現代技術製備的陶瓷材料有著絕緣性好、熱傳導率高、紅外輻射率大、膨脹係數低等優點，逐漸成為LED照明的新材料。目前，陶瓷材料主要用於LED封裝晶片的熱沉材料、電路基板材料和燈具散熱器材料。而高熱導塑料憑藉優良的電絕緣性和低密度值，也高調地進入了散熱材料市場，由於價格高，應用率低。
[0006]現階段較普遍的陶瓷散熱基板種類大致共有HTCC (高溫共燒多層陶瓷)、LTCC (低溫共燒多層陶瓷基板)、DBC (直接接合銅基板)、DPC (直接鍍銅基板)四種，其中HTCC屬於較早期發展的技術，但由於燒結溫度較高使其電極材料的選擇受限，且製作成本相對昂貴，這些因素促使LTCC的發展，LTCC雖然將共燒溫度降至約850°C，但缺點是尺寸精確度、產品強度等不易控制。而DBC與DPC則為業界近幾年才開發成熟，且能量產化的專業技術，DBC是利用高溫加熱將氧化鋁與銅板結合，其技術瓶頸在於不易解決氧化鋁與銅板間微氣孔產生之問題，這使得產品的量產能量與良率受到較大的挑戰，而DPC技術則是利用直接鍍銅技術，將銅沉積於氧化鋁基板上，其工藝結合材料與薄膜工藝技術，其產品為近年最普遍使用的陶瓷散熱基板。然而其材料控制與工藝技術整合能力要求較高，這使得跨入DPC產業並能穩定生產的技術門檻相對較高。
[0007]有鑑於此，有必要提供一種製造方法以解決所述技術問題。
【發明內容】
[0008]本發明的目的在於提供一種簡單、可靠、低成本的非導電基板上形成導體線路的製造方法。
[0009]為實現前述目的，本發明採用如下技術方案:一種非導電基板上形成導體線路的製造方法，其包括如下步驟:
a.選定一非導電基板；
b.利用噴塗、網印或滾塗，在非導電基板表面形成油墨層；
c.經由鐳射雷射鐳雕油墨層及非導電基板的表面，利用雷射將油墨層分割成若干連續或非連續的不同區塊之後，並將非連續區塊的油墨層氣化去除，使得非連續區塊所在的非導電基板顯現出來；
d.所述顯現出來的非導電基板表面施與金屬化處理而形成由金屬鍍層組成的導體線
路；
e.去除剩餘的油墨層，非導電基板上形成導體線路的製造完成。
[0010]本發明非導電基板上形成導體線路的製造方法簡單、可靠、成本低，降低了金屬鍍層的材料需求量，導體線路對非導電基板的材料無特殊要求，導體線路的尺寸精確度的控制變得容易、簡便，導體線路具有細直平整等特性，同時還提高了導體線路與非導電基板之間的結合強度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1為本發明非導電基板上形成導體線路的製造方法的流程圖。
[0012]圖2為本發明非導電基板上形成導體線路之前的非導電基板的示意圖。
[0013]圖3為圖2所示非導電基板上覆蓋油墨層之後的示意圖。
[0014]圖4為圖3所示油墨層被部分去除後的示意圖，顯露出部分的非導電基板。
[0015]圖5為圖4所示的顯露出部分的非導電基板上形成金屬鍍層的示意圖，該金屬鍍層為導體線路。。
[0016]圖6為圖4所示的殘留油墨層去除之後的示意圖。
[0017]圖7為非導電基板表面印刷絕緣防護層以及導體線路表面覆蓋金屬防護層之後的示意圖。
【具體實施方式】
[0018]為便於更進一步對本發明的目的、技術方案和優點有更深一層明確，詳實的認識和了解，下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細描述。
[0019]請參圖1至圖7所示，本發明的非導電基板10上形成導體線路30的製造方法，包括如下步驟:
a.選定一非導電基板10，該非導電基板10為氧化鋁、氮化鋁或碳化矽的其中一種陶瓷材料，本發明對於非導電基板10的陶瓷材料無特殊要求。
[0020]b.利用噴塗、網印或滾塗，在非導電基板10表面形成一油墨層20，油墨層20所採用的油墨為具備一定彈性的光滑絕緣油漆。[0021]c.經由鐳射雷射鐳雕油墨層20及非導電基板10的表面，利用波長為355?1064納米的雷射將油墨層20分割成若干連續或非連續的不同區塊之後，並將非連續區塊的油墨層20氣化去除，使得非連續區塊所在的非導電基板10顯現出來，所述雷射鐳雕是將所需導體線路30所在的圖形通過計算機軟體操控，使需要形成的導體線路30的尺寸精確度的控制變得容易、簡便，通過數字控制下引導點聚焦雷射束將導體線路30區域的油墨層20氣化，需要的導體線路30區域的油墨層20被鐳雕氣化後裸露出非導電基板10，非導電基板10在雷射鐳雕效果下，其表面粗糙化，形成深淺不一的小凹坑以便增強導體線路30的附著力，同時，由於雷射使用計算機3D程序控制，可以實現除2D以外的3D結構非導電基板10的製程需求。本發明非導電基板10通過電解或化學或噴濺方式直接附著金屬鍍層，無需鐳射鑽孔或增加貫穿孔，同時金屬鍍層厚度可以一次性增加到50um以上，無需後續的增加銅金屬層厚度，必要情況下，可增加易於金屬鍍層附著的前處理工藝。利用現代較成熟金屬附著工藝，金屬鍍層附著力可靠，製程簡單成本可控。
[0022]在線路圖形製作中，使用雷射鐳雕方式製作圖形，通過三維軟體控制線路圖形，可滿足二維/三維產品的不同結構需求，同時製程無需運用PCB印刷製程中的壓膜，曝光顯影，與蝕刻製程，可使製造流程、開發周期小、金屬化鍍層附著力強、成本低等特點。同時無需使用光阻劑、顯影液等汙染物，有利於環境保護，實現可持續綠色生產。
[0023]d.所述顯現出來的非導電基板10表面施與濺鍍、蒸鍍、電鍍或低溫電漿噴射方式的金屬化處理而形成由金屬鍍層組成的導體線路30，所形成的導體線路30若干分布在不同區域的三維結構並且具有具有細直平整等特性，在其他實施方式該線路結構為單一線路結構。該金屬化處理方式為濺鍍、蒸鍍、電鍍、低溫電漿噴射方式或是其混合使用的其中一種，金屬化材料為銅、鎳，銅鎳合金其中的一種，金屬化材料可以緊密的和非導電基板10上凸凹結構緊密結合，從而有效提升非導電基板10與導體線路30之間抗撕裂或黏合強度，進一步強化整體的結構強度及提升散熱效果。
[0024]e.直接剝離剩餘的油墨層20或在酸性或鹼性藥液作用下去除剩餘的油墨層20。
[0025]f.以電鍍或化學鍍沉積方式增加導體線路30的金屬防護層40，並利用磨刷、拋光、整平等方式優化金屬防護層40表面，及在非導電基板10印刷絕緣防護層50，所述金屬防護層50是由化學鎳層混合化學金層、化學銀層、化學鎬層、錫及錫合金層的其中一種所構成，完成在非導電基板10上形成導體線路30的製造。
[0026]綜上所述，以上僅為本發明的較佳實施例而已，不應以此限制本發明的範圍，即凡是依本發明權利要求書及發明說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。
【權利要求】
1.一種非導電基板上形成導體線路的製造方法，其包括如下步驟: a.選定一非導電基板； b.利用噴塗、網印或滾塗，在非導電基板表面形成油墨層； c.經由鐳射雷射鐳雕油墨層及非導電基板的表面，利用雷射將油墨層分割成若干連續或非連續的不同區塊之後，並將非連續區塊的油墨層氣化去除，使得非連續區塊所在的非導電基板顯現出來； d.所述顯現出來的非導電基板表面施與金屬化處理而形成由金屬鍍層組成的導體線路； e.去除剩餘的油墨層，非導電基板上形成導體線路的製造完成。
2.如權利要求1所述的非導電基板上形成導體線路的製造方法，其特徵在於:還包括如下步驟:以電鍍或化學鍍沉積方式增加導體線路的金屬防護層，所述金屬防護層是由化學鎳層混合化學金層、化學銀層、化學鎬層、錫及錫合金層的其中一種所構成。
3.如權利要求1所述的非導電基板上形成導體線路的製造方法，其特徵在於:所述非導電基板為氧化鋁、氮化鋁或碳化矽的其中一種陶瓷材料，油墨層所採用的油墨為具備一定彈性的光滑絕緣油漆。
4.如權利要求1所述的非導電基板上形成導體線路的製造方法，其特徵在於:所述油墨層是直接剝離或在酸性或鹼性藥液作用下去除。
5.如權利要求1所述的非導電基板上形成導體線路的製造方法，其特徵在於:所述非導電基板在雷射鐳雕效果下表面粗糙化，形成深淺不一的小凹坑以增強導體線路在非導電基板上的附著力。
6.如權利要求1所述的非導電基板上形成導體線路的製造方法，其特徵在於:所述油墨表層是通過雷射輻射分割成連續或非連續若干區域，所述雷射的波長為355?1064納米，所述雷射是通過三維軟體控制導體線路的圖形以形成二維或三維結構的導體線路。
7.如權利要求1所述的非導電基板上形成導體線路的製造方法，其特徵在於:所述非導電基板表面附著油墨是通過數字控制下引導點聚焦雷射束分割成連續或不連續的若干個區域。
8.如權利要求1所述的非導電基板上形成導體線路的製造方法，其特徵在於:所述導體線路為單一線路結構或若干分布在不同區域的三維導體電路結構。
9.如權利要求1所述的非導電基板上形成導體線路的製造方法，其特徵在於:所述金屬化處理的材料為純銅或是銅合金層的其中一種。
10.如權利要求1所述的非導電基板上形成導體線路的製造方法，其特徵在於:所述金屬化處理為濺鍍、蒸鍍、電鍍、化學鍍、低溫電漿噴射或其混合使用的其中一種。
【文檔編號】H05K3/10GK103533764SQ201210230554
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2012年7月5日 優先權日:2012年7月5日
【發明者】李斌, 汪東平 申請人:崑山聯滔電子有限公司