CN101699932B - 一种高导热陶瓷电路板的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高导热陶瓷电路板的生产方法，其包括以下步骤：a、基板的前处理；b、图形转移；c、制作导通孔；d、印刷防焊油墨；e、丝印文字；f、化学沉镍、金；g、切割成型；本发明的目的是为了克服现有技术中的不足之处，提供一种工艺简单、产品导热和散热效果好的一种高导热陶瓷电路板的生产方法。

Description

一种高导热陶瓷电路板的生产方法

技术领域

本发明涉及一种高导热陶瓷电路板的生产方法。

背景技术

随着科技技术的不断发展，人们物质和精神文明的不断提高，人们对电子产品的发展日趋于节能和环保。比如传统的照明一般采用白炽灯或者荧光灯，其中白炽灯的能耗大，光效弱；荧光灯中含汞，不环保，且其能耗都比较大，光效比较弱。为了解决这个问题人们发明了发光LED，但是现有的发光LED在实际应用中每100％的能源只有约20％产生光，而有80％的能源变为热能损耗，因此热量是能源最大的消耗，但是同时若不移除多余的热能则LED使用寿命就降低。LED的散热主要是通过其封装基板进行散热的，但是随着封装基板越来越小，LED产生的热量不能有效地散发，目前一般采用FR4材料或采用树脂添加陶瓷粉作为基板，但是这种基板的导热效果都不太理想；还有采用铝基板等金属基板作为基板的，这种基板是在这些金属基板上覆盖一层树脂类的物质作为介电层，LED产生的热量必需先经过介电层再传到金属基板，由于介电层的导热性能比较差，从而影响了整体的散热功能，加上铝基板等金属基板受热容易产生变形，其尺寸稳定性比较差，所以不适合做为散热用的封装基板；使用不含树脂的陶瓷材料作为电路板的基板，其导热和散热效果好，但是由于其加工工艺比较复杂，限制了其应用。为此，如何解决陶瓷材料作为电路板的基板的生产工艺是个重大难题。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足之处，提供一种工艺简单、产品导热和散热效果好的一种高导热陶瓷电路板的生产方法。

为了达到上述目的，本发明采用以下方案：

一种高导热陶瓷电路板的生产方法，其包括以下步骤：

a、基板的前处理

对经过检查的陶瓷覆铜基板进行表面清洗，然后在陶瓷覆铜基板两面的覆铜层上电镀一层铜；

b、图形转移

在上述铜层上覆盖一层感光介质，在感光介质上放置带预定图形的胶片进行曝光，然后进行显影，蚀刻，退膜后用自动光学设备检测去除不良品；

c、制作导通孔

利用激光打孔设备或高硬度钻头在指定的地方开设贯通上、下两层电路板的孔，利用导电材料贯孔，然后烘干使其成为导通孔；

d、印刷防焊油墨

在电路板不需要焊接电子元件的地方印刷防焊油墨；

e、丝印文字

根据设计要求在电路板相应的地方上丝印文字；

f、化学沉镍、金

利用化学沉镍、金的方法在裸露铜的地方镀一层镍，然后镀一层金；

g、切割成型

利用激光切割设备把电路板切割成预定的规格，经电子检测，合格的即为产品。

如上所述的一种高导热陶瓷电路板的生产方法，其特征在于步骤a中所述的表面清洗为化学方法清洗。

如上所述的一种高导热陶瓷电路板的生产方法，其特征在于所述的化学方法清洗为采用过硫酸钠或过硫酸铵对陶瓷覆铜板进行微蚀。

如上所述的一种高导热陶瓷电路板的生产方法，其特征在于步骤b中要进行3次蚀刻，第一次蚀刻按1.5m/min进行，第二次蚀刻按2.0m/min，第三次蚀刻按5.5m/min进行。

如上所述的一种高导热陶瓷电路板的生产方法，其特征在于在步骤c中采用高硬度钻头在陶瓷覆铜基板上指定的位置上开设贯通上、下两层电路板的孔。

如上所述的一种高导热陶瓷电路板的生产方法，其特征在于在步骤c中采用激光打孔设备在陶瓷覆铜基板上指定的位置上开设贯通上、下两层电路板的孔。

如上所述的一种高导热陶瓷电路板的生产方法，其特征在于在步骤c中所述的导电材料为银浆。

如上所述的一种高导热陶瓷电路板的生产方法，其特征在于在步骤c中所述的导电材料为铜浆。

如上所述的一种高导热陶瓷电路板的生产方法，其特征在于在步骤g切割成型之前还包括丝印蓝胶工序：在预定的点荧光胶区域周围印一圈蓝胶，然后烘干。

综上所述，本发明的有益效果：

一、本发明采用化学的方法对陶瓷覆铜基板进行表面清洗，而没有采用普通环氧树脂板惯用的机械磨刷方法对其进行清洗，有效防止陶瓷覆铜基板的断裂损坏，保证了产品的成品率；

二、本发明中在清洗后的陶瓷覆铜基板上电镀一层铜，使其表面光滑，比原始陶瓷基板的压延铜更有光泽，而且表面致密性好；有利于后续加工；

三、本发明中采用激光打孔机或者高硬度钻头在电路板设定的位置上打孔，可以确保孔的精度，同时解决了现有CNC等普通机械方法打孔时无法穿透基板和容易造成陶瓷基板产生断裂等不良问题；

四、本发明中利用银浆或铜浆等导电材料灌孔的方法解决了陶瓷基板不能附着钯从而不能采用沉铜的方法制作导通孔的问题；同时也简化了生产工艺，减少了对环境的污染；

五、本发明陶瓷基板的导热和散热效果好，加工工艺简单。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明做进一步描述：

实施例1

本发明一种高导热陶瓷电路板的生产方法，其包括以下步骤：

a、基板的前处理

主要包括：来料检查→除油→微蚀→酸洗→电镀铜→清洗→烘干等工序；

具体的做法是：对经过检查合格的陶瓷覆铜基板进行表面清洗，用过硫酸钠或者过硫酸铵对陶瓷覆铜基板的覆铜层进行微蚀，去除覆铜层上的油污和表面的氧化物，这相对于采用物理的方法对电路板基板进行清洗的，更有效防止陶瓷覆铜基板的损坏，因为物理方法一般是先是把基板压紧，再采用滚轮刷在其表面上高速转动，通过滚轮刷对基板表面的摩擦，把其上的油污表面的氧化物清洗干净，但是这种方法没有办法应用在陶瓷覆铜基板上，因为陶瓷覆铜基板的陶瓷层比较脆，很容易断裂。

将清洗过的陶瓷覆铜基板采用弱酸性溶液进行酸洗，然后在陶瓷覆铜基板两面的覆铜层上电镀一层加厚铜，该铜层其表面光泽比原始陶瓷覆铜基板的压延铜更有光泽，而且表面致密性好；有利于后期加工；电镀铜后经过清洗烘干进入下一道工序；

b、图形转移

主要包括：压膜→曝光→显影→蚀刻→去膜→烘干→检验等工序；

具体做法是：在上述陶瓷覆铜基板的覆铜层上印刷一层感光油墨或贴感光膜，再用已制作好的光绘电路图形胶片放置在陶瓷覆铜基板上下两面上，进行电路图形曝光，对曝光后的陶瓷覆铜基板进行显影，显影显示出经曝光光固的电路图形，采用蚀刻液或者蚀刻机对上述曝光后的陶瓷覆铜基板进行蚀刻，其中要进行三次蚀刻，第一次蚀刻按1.5m/min进行，第二次蚀刻按2.0m/min，第三次蚀刻按5.5m/min进行，退膜烘干后用自动光学设备检测去除不良品；然后清洗烘干进入下一步工序；

c、制作导通孔

主要包括：激光打孔→清洗→银浆灌孔→烘干等工序；

具体做法是：对上述陶瓷覆铜基板利用激光打孔设备在设定的地方开设贯通上、下两层电路板的孔，用洁净的水清洗干净并烘干后，利用银浆灌孔，把需要导通的孔填满银浆，其中所述的银浆为市售产品，然后烘干成型，使其成为导通孔；然后清洗烘干进入下一步工序；

d、印刷防焊油墨

主要包括：前处理→印刷油墨→预烘干→曝光→显影→热固化等工序；

具体做法是：在上述陶瓷覆铜基板进行清洗烘干，在不需要焊接电子元件的地方印刷防焊油墨；在烘干箱中低温预烘干后进行曝光和显影，然后在进行热固化；印刷防焊油墨可以有效防止焊接电子元件时，焊锡粘在非焊区，同时印刷防焊油墨可也可以保护电路板上的一些导通层不受潮蚀同时增加产品的美观程度；然后清洗烘干进入下一步工序；

e、丝印文字

主要包括：丝印文字→热固化等工序；

具体做法是：根据设计要求在上述基板相应的地方上丝印文字然后热固化；以便于生产加工再在相应的地方焊接电子元件；为电路板的组装生产带来方便；然后清洗烘干进入下一步工序；

f、化学沉镍、金

主要包括：除油→酸洗→微蚀→预浸→沉镍→沉金→烘干等工序；

具体做法是：对上述基板进行除油清洗，然后酸洗，在过硫酸钠或过硫酸铵溶液中进行微蚀，清洗后在镍镀液中进行预浸，然后利用化学沉镍、金的方法在需要焊接电子元件的覆铜层上沉积一层厚度为100-200μ”的化学镍，然后电镀一层厚度为3μ”的金；然后清洗烘干进入下一步工序；

g、切割成型

主要包括：激光切割→清洗→检验→包装等工序；

具体做法是：利用8W以上的激光切割设备把经过化学沉镍、金的基板切割成预定的规格，用清水清洁烘干后经电子检测，合格的即为产品，然后包装即可。

实施例2

本发明一种高导热陶瓷电路板的生产方法，其包括以下步骤：

a、基板的前处理

主要包括：来料检查→除油→微蚀→酸洗→电镀铜→清洗→烘干等工序；

具体的做法是：对经过检查合格的陶瓷覆铜基板进行表面清洗，具体做法是用过硫酸钠或过硫酸铵对陶瓷覆铜基板的覆铜层进行微蚀，去除覆铜层上的油污和表面的氧化物，这相对于采用物理的方法对电路板基板进行清洗的，更有效防止陶瓷覆铜基板的损坏，因为物理方法一般是先是把基板压紧，再采用滚轮刷在其表面上高速转动，通过滚轮刷对基板表面的摩擦，把其上的油污表面的氧化物清洗干净，但是这种方法没有办法应用在陶瓷覆铜基板上，因为陶瓷覆铜基板的陶瓷层比较脆，很容易断裂。

将清洗过的陶瓷覆铜基板采用弱酸性溶液进行酸洗，然后在陶瓷覆铜基板两面的覆铜层上电镀一层加厚铜，该铜层其表面光泽比原始陶瓷覆铜基板的压延铜更有光泽，而且表面致密性好；有利于后期加工；电镀铜后经过清洗烘干进入下一道工序；

b、图形转移

主要包括：压膜→曝光→显影→蚀刻→去膜→烘干→检验等工序；

具体做法是：在上述陶瓷覆铜基板的覆铜层上印刷一层感光油墨或贴感光膜，再用已制作好的光绘电路图形胶片放置在陶瓷覆铜基板上下两面上，进行电路图形曝光，对曝光后的陶瓷覆铜基板进行显影，显影显示出经曝光光固的电路图形，采用蚀刻液或者蚀刻机对上述曝光后的陶瓷覆铜基板进行蚀刻，其中要进行三次蚀刻，第一次蚀刻按1.5m/min进行，第二次蚀刻按2.0m/min，第三次蚀刻按5.5m/min进行，退膜烘干后用自动光学设备检测去除不良品；然后清洗烘干进入下一步工序；

c、制作导通孔

主要包括：高硬度钻头打孔→清洗→铜浆灌孔→烘干等工序；

具体做法是：对上述陶瓷覆铜基板利用高硬度钻头在设定的地方开设贯通上、下两层电路板的孔，用洁净的水清洗干净并烘干后，利用铜浆灌孔，把需要导通的孔填满铜浆，其中所述的铜浆为市售产品，然后烘干成型，使其成为导通孔；然后清洗烘干进入下一步工序；

d、印刷防焊油墨

主要包括：前处理→印刷油墨→预烘干→曝光→显影→热固化等工序；

具体做法是：在上述陶瓷覆铜基板进行清洗烘干，在不需要焊接电子元件的地方印刷防焊油墨；在烘干箱中低温预烘干后进行曝光和显影，然后在进行热固化；印刷防焊油墨可以有效防止焊接电子元件时，焊锡粘在非焊区，同时印刷防焊油墨可也可以保护电路板上的一些导通层不受潮蚀同时增加产品的美观程度；然后清洗烘干进入下一步工序；

e、丝印文字

主要包括：丝印文字→热固化等工序；

具体做法是：根据设计要求在上述基板相应的地方上丝印文字然后热固化；以便于生产加工再在相应的地方焊接电子元件；为电路板的组装生产带来方便；然后清洗烘干进入下一步工序；

f、化学沉镍、金

主要包括：除油→酸洗→微蚀→预浸→沉镍→沉金→烘干等工序；

具体做法是：对上述基板进行除油清洗，然后酸洗，在过硫酸钠或过硫酸铵溶液中进行微蚀，清洗后在镍镀液中进行预浸，然后利用化学沉镍、金的方法在需要焊接电子元件的覆铜层上镀一层厚度为100-200μ”的化学镍，然后电镀一层厚度为3μ”的金；然后清洗烘干进入下一步工序；

g、丝印蓝胶

具体的做法是在预定的点荧光胶区域周围印一圈蓝胶，然后烘干，加工的过程中根据需要再在蓝胶围成的区域内点荧光胶，因为蓝胶固化后其表面比较粗糙，有效地防止荧光胶流到预定区域以外；

h、切割成型

主要包括：激光切割→清洗→检验→包装等工序；

具体做法是：利用8W以上的激光切割设备把经过化学沉镍、金的基板切割成预定的规格，用清水清洁烘干后经电子检测，合格的即为产品，然后包装即可。

Claims (9)

1.一种高导热陶瓷电路板的生产方法，其包括以下步骤：

a、基板的前处理

对经过检查的陶瓷覆铜基板进行表面清洗，然后在陶瓷覆铜基板两面的覆铜层上电镀一层铜；

b、图形转移

在上述铜层上覆盖一层感光介质，在感光介质上放置带预定图形的胶片进行曝光，然后进行显影，蚀刻，退膜后用自动光学设备检测去除不良品；

c、制作导通孔

利用激光打孔设备或高硬度钻头在指定的地方开设贯通上、下两层电路板的孔，利用导电材料贯孔，然后烘干使其成为导通孔；

d、印刷防焊油墨

在电路板不需要焊接电子元件的地方印刷防焊油墨；

e、丝印文字

根据设计要求在电路板相应的地方上丝印文字；

f、化学沉镍、金

利用化学沉镍、金的方法在裸露铜的地方镀一层镍，然后镀一层金；

g、切割成型

利用激光切割设备把电路板切割成预定的规格，经电子检测，合格的即为产品。

2.根据权利要求1所述的一种高导热陶瓷电路板的生产方法，其特征在于步骤a中所述的表面清洗为化学方法清洗。

3.根据权利要求2所述的一种高导热陶瓷电路板的生产方法，其特征在于所述的化学方法清洗为采用过硫酸钠或过硫酸铵对陶瓷覆铜板进行微蚀。

4.根据权利要求1所述的一种高导热陶瓷电路板的生产方法，其特征在于步骤b中要进行3次蚀刻，第一次蚀刻按1.5m/min进行，第二次蚀刻按2.0m/min，第三次蚀刻按5.5m/min进行。

5.根据权利要求1所述的一种高导热陶瓷电路板的生产方法，其特征在于在步骤c中采用高硬度钻头在陶瓷覆铜基板上指定的位置上开设贯通上、下两层电路板的孔。

6.根据权利要求1所述的一种高导热陶瓷电路板的生产方法，其特征在于在步骤c中采用激光打孔设备在陶瓷覆铜基板上指定的位置上开设贯通上、下两层电路板的孔。

7.根据权利要求1所述的一种高导热陶瓷电路板的生产方法，其特征在于在步骤c中所述的导电材料为银浆。

8.根据权利要求1所述的一种高导热陶瓷电路板的生产方法，其特征在于在步骤c中所述的导电材料为铜浆。

9.根据权利要求1所述的一种高导热陶瓷电路板的生产方法，其特征在于在步骤g切割成型之前还包括丝印蓝胶工序：在预定的点荧光胶区域周围印一圈蓝胶，然后烘干。