CN102123563B - 一种陶瓷pcb电路板的制作方法 - Google Patents

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一种陶瓷PCB电路板的制作方法，包括材料配制、磨碎、混合、成形、烘烤制作成陶瓷板，然后在陶瓷板上进行线路设计、以刻蚀方式在陶瓷板上制备出线路完成陶瓷PCB线路板，其特征在于，其中所述原材料配制为：将氧化铝、石墨粉和长石粉按照100∶10-15∶26-30重量比进行配制，混合，在搅拌之前进行一道除磁性成分工序；然后进行成形；干燥；烘烤：将成形干燥的成形物放置于高温炉内，在高温炉内充满惰性气体环境下以高温烧结；烘烤之后进行磨光；覆铜处理之后形成陶瓷复合金属基板；最后刻蚀线路制成陶瓷PCB电路板。所述陶瓷PCB电路板具有较好的导热率，解决了LED大功率光源在安装过程中产生热阻导致光衰的问题。

Description

一种陶瓷PCB电路板的制作方法
【技术领域】
本发明涉及陶瓷PCB电路板，尤其涉及一种通过远红外线进行散热的陶瓷PCB电路板的制作方案和工艺。
【背景技术】
随着全球环保意识高涨，节能省电已经成为一种必然的趋势，LED产业是今年来发展潜力最好备受瞩目的行业之一，LED产品具有节能、省电、高效率、反应时间快、寿命周期长、环保且不含汞等优点。但是由于LED散热问题导致一个潜在的技术问题“LED路灯严重光衰”严重制约了LED行业的发展，LED发光时所产生的热能若无法及时导出，将会使LED结面温度过高，进而影响产品生产周期、发光效率、稳定性。而LED路灯光衰问题就是受到温度影响，对于散热基板鳍片、散热模块的设计煞费苦心以期获得良好的散热效果，但是由于LED路灯常用语户外场合，为了防气候侵蚀需要加烤漆保护，这样又成为散热环节的阻碍，还是造成了温度散热不良，而产生光衰问题。LED路灯的光衰问题导致许多安装不到一年的LED路灯无法通过使用单位的认证验收。
研究表明，通常LED高功率产品输入功率约为20％能转换成光，剩下80％的电能均转换为热能。因此，要提升LED的发光效率，LED***的热散管理与设计便成为了一重要课题。通过对LED散热问题的研究，发现要解决散热问题，必须从最基本的材料上着手，从根本上由内而外解决高功率LED热源问题。
【发明内容】
本发明为解决上述问题而提供了一种以氧化铝为主要材料，加入导热性能优良的石墨粉、长石粉等材料制作成散热效果好、热传导率高、抗氧化性强、操作环境温度相对较低、工艺过程简单的陶瓷LED电路板。
本发明的技术方案是：一种陶瓷PCB电路板的制作方法，包括材料配制、磨碎、混合、成形、烘烤制作成陶瓷板，然后在陶瓷板上进行线路设计、以刻蚀方式在陶瓷板上制备出线路完成陶瓷PCB线路板，其特征在于，其中所述原材料配制为：组分一，将氧化铝、石墨粉、和长石粉按照100∶10-15∶26-30重量比进行配制，组分二为电气石、含有稀有元素的矿石至少一种成分，加入的重量为组分一总重量的4％-6％；混合：将上述准备的原材料放置于研磨机，进行破碎及研磨成粉末，并均匀的混合；在加水搅拌之前进行一道除磁性成分工序；然后进行成形；干燥：将成形物放置阴凉处自动干燥；所述烘烤：将成形干燥的成形物放置于高温炉内，在高温炉内充满惰性气体环境下以1400～1700℃高温烧结50-70分钟；烘烤之后进行磨光；覆铜处理：在磨光的成形物表面，将高绝缘性的氧化铝陶瓷基板的单面或双面覆上铜金属后，经由高温1065～1085℃的环境加热，使铜金属因高温氧化、扩散与氧化铝材质产生共晶熔体，使铜金属与陶瓷基板黏合，形成陶瓷复合金属基板；最后刻蚀线路制成陶瓷PCB电路板。
所述除磁性成分工序：是指利用磁性物体在粉末中移动，完全消除粉末中带磁性的成分，将带有磁性成分的原材料粉末全部在磁性处理装置中脱磁处理。
所述成形是指将搅拌好的材料放入到成形框架中，制造成为均匀大小的成形物。
所述烘烤工序中，将所述成形物中的含水率控为0.2％以下。
在完成了制备陶瓷PCB电路板之后，在线路表面附上绝缘油。
本发明的有益效果是：该方法选用能让陶瓷PCB电路板具有较好的导热率，在陶瓷板上面附加铜烧结为共晶熔体，形成陶瓷复合金属基板。将LED光源直接封装在陶瓷散热基板上，经由LED晶粒散热至陶瓷电路板，解决了LED大功率光源在安装过程中产生热阻导致光衰的问题。
【附图说明】
图1是本发明处理流程示意图。
【具体实施方式】
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
传热的基本方式有热传导、热对流和热辐射三种。
热传导是指在不涉及物质转移的情况下，热量从物体中温度较高的部位传递给相邻的温度较低的部位，或从高温物体传递给相接触的低温物体的过程，简称导热。
热对流是指不同温度的流体各部分由相对运动引起的热量交换。工程上广泛遇到的对流换热，是指流体与其接触的固体壁面之间的换热过程，它是热传导和热对流综合作用的结果。决定换热强度的主要因素是对流的运动情况，对流实质上是利用流动的气体或液体流过热导体表面将热量带走。
热辐射是指物体因自身具有温度而辐射出能量的现象。它是波长在0.1～100微米之间的电磁辐射，因此与其他传热方式不同，热量可以在没有中间介质的真空中直接传递。太阳就是以辐射方式向地球传递巨大能量的。每一物体都具有与其绝对温度的四次方成比例的热辐射能力，也能吸收周围环境对它的辐射热，辐射和吸收所综合导致的热量转移称为辐射散热。
辐射散热可以迅速把物体内部的热量散发到空气中，陶瓷就具有这样的热辐射功能。陶瓷的优良绝缘性与散热效率促使得LED照明进入了新瓷器时代。LED散热技术随着高功率LED产品的应用发展，已成为各家业者相继寻求解决的议题，而LED散热基板的选择亦随着LED之线路设计、尺寸、发光效率…等条件的不同有设计上的差异，直接将LED光源封装在陶瓷基板上可以大大提高LED光源的散热效果，其主要作用是LED芯片所产生的热量可直接通过陶瓷基板将热能传导到大气中去。本项目主要针对陶瓷LED组合新光源做深入的探讨。
在本发明中所述生产方法生产出的陶瓷PCB电路板，就可以以远红外线的方式进行热辐射，来完成散热的作用。所述陶瓷PCB电路板的制作方法，包括材料配制、磨碎、混合、成形、烘烤制作成陶瓷板，然后在陶瓷板上进行线路设计、以刻蚀方式在陶瓷板上制备出线路完成陶瓷PCB线路板，
其中所述原材料配制为：组分一，将氧化铝、石墨粉和长石粉按照100∶10-15∶26-30重量比进行配制，组分二为电气石、含有稀有元素的矿石至少一种成分，加入的重量为组分一总重量的4％-6％；混合：将上述准备的原材料放置于研磨机，进行破碎及研磨成粉末，并均匀的混合；在加水搅拌之前进行一道除磁性成分工序；然后进行成形；干燥：将成形物放置阴凉处自动干燥；所述烘烤：将成形干燥的成形物放置于高温炉内，在高温炉内充满惰性气体环境下以1400～1700℃高温烧结50-70分钟；烘烤之后进行磨光；覆铜处理：在磨光的成形物表面，将高绝缘性的氧化铝陶瓷基板的单面或双面覆上铜金属后，经由高温1065～1085℃的环境加热，使铜金属因高温氧化、扩散与氧化铝材质产生共晶熔体，使铜金属与陶瓷基板黏合，形成陶瓷复合金属基板；最后刻蚀线路制成陶瓷PCB电路板。
在加入的电气石或者含有稀有元素的天然矿石，可以是单一成分也可以是两种混合物，含有稀有元素的天然矿石多是采用花岗岩、麦饭石、云母、锗矿石中的一种或者几种产生阴离子的天然矿石材料。
所述混合：将上述准备的原材料放置于研磨机，进行破碎及研磨成粉末，并均匀的混合；除磁性成分：是指利用磁性物体在粉末中移动，完全消除粉末中带磁性的成分，将带有磁性成分的原材料粉末全部在磁性处理装置中进行脱磁处理；搅拌：加入1倍混合物重量的水，进行均匀的搅拌；成形：将均匀搅拌后的混合物放入需求的尺寸框架中，均匀抚平；干燥：将成形物放置阴凉处自动干燥；烘烤：将成形干燥的成形物放置于高温炉内，在高温炉内充满惰性气体环境下以1400～1700℃高温烧结50-70分钟；磨光：在烘烤厚的陶瓷片表面打磨，直到平整光亮；覆铜处理：在磨光的成形物单面或双面覆上铜金属后，经由高温1065～1085℃的环境加热，使铜金属因高温氧化、扩散与氧化铝材质产生共晶熔体，使铜金属与陶瓷基板黏合，形成陶瓷复合金属基板；刻蚀线路：陶瓷复合金属基板根据需要的线路进行显影，再放入化学溶液中进行刻蚀，覆绝缘油：将绝缘油涂覆在半成品陶瓷PCB电路板表面；包装：将覆有绝缘油后的陶瓷PCB电路板进行包装。
所述烘烤工序中，将所述成形物中的含水率控为0.2％以下。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种陶瓷PCB电路板的制作方法，包括材料配制、磨碎、混合、成形、烘烤制作成陶瓷板，然后在陶瓷板上进行线路设计、以刻蚀方式在陶瓷板上制备出线路完成陶瓷PCB线路板，其特征在于，其中原材料配制为：组分一，将氧化铝、石墨粉和长石粉按照100∶10-15∶26-30重量比进行配制，组分二为电气石、含有稀有元素的矿石至少一种成分，加入的重量为组分一总重量的4％-6％；混合：将上述准备的原材料放置于研磨机，进行破碎及研磨成粉末，并均匀的混合；在加水搅拌之前进行一道除磁性成分工序；然后进行成形；干燥：将成形物放置阴凉处自动干燥；所述烘烤：将成形干燥的成形物放置于高温炉内，在高温炉内充满惰性气体环境下以1400～1700℃高温烧结50-70分钟；烘烤之后进行磨光；覆铜处理：在磨光的成形物表面，将高绝缘性的氧化铝陶瓷基板的单面或双面覆上铜金属后，经由高温1065～1085℃的环境加热，使铜金属因高温氧化、扩散与氧化铝材质产生共晶熔体，使铜金属与陶瓷基板黏合，形成陶瓷复合金属基板；最后刻蚀线路制成陶瓷PCB电路板。
2.根据权利要求1所述陶瓷PCB电路板的制作方法，其特征在于，所述含有稀有元素的矿石是花岗岩、麦饭石、云母或者锗矿石。
3.根据权利要求1所述陶瓷PCB电路板的制作方法，其特征在于，所述除磁性成分工序：是指利用磁性物体在粉末中移动，完全消除粉末中带磁性的成分，将带有磁性成分的原材料粉末全部在磁性处理装置中脱磁处理。
4.根据权利要求1所述陶瓷PCB电路板的制作方法，其特征在于，所述成形是指将搅拌好的材料放入到成形框架中，制造成为大小均匀的成形物。
5.根据权利要求1或4所述陶瓷PCB电路板的制作方法，其特征在于，所述烘烤工序中，将所述成形物中的含水率控为0.2％以下。
6.根据权利要求1所述陶瓷PCB电路板的制作方法，其特征在于，在完成了制备陶瓷PCB电路板之后，在线路表面附上绝缘油。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106304624A (zh) * 2016-08-28 2017-01-04 广西小草信息产业有限责任公司 一种集成***中的pcb电路板及其制作方法

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102692000A (zh) * 2012-06-04 2012-09-26 山西山地新源科技有限公司 用于led大功率照明模组的石墨基板及制作工艺
CN102883539B (zh) * 2012-10-17 2015-04-08 厦门爱谱生电子科技有限公司 一种采用插接连接的柔性电路板制造工艺改进方法
CN103025130B (zh) * 2012-12-06 2015-04-01 南京中江新材料科技有限公司 一体化多功能氧化铝陶瓷电子制冷散热器及其制作方法
CN105820557B (zh) * 2016-04-25 2019-02-01 惠州市环美盛新材料有限公司 一种阻燃导热尼龙及其制备方法
CN106587970A (zh) * 2016-12-16 2017-04-26 东莞市翔龙能源科技有限公司 一种辐射散热的led陶瓷基板及其制备方法
CN108257922A (zh) * 2016-12-29 2018-07-06 比亚迪股份有限公司 一种散热基板及其制备方法和应用以及电子元器件
CN108257923A (zh) * 2016-12-29 2018-07-06 比亚迪股份有限公司 一种散热基板及其制备方法和应用以及电子元器件
CN110586935B (zh) * 2019-10-29 2021-12-17 常州品睿电子科技有限公司 一种用于cpu散热的铜-电气石复合散热材料的制造方法
CN115172571B (zh) * 2022-07-15 2023-04-07 广州市明电照明科技有限公司 一种圆形超匀光led芯片及其切割和封装方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101130461A (zh) * 2006-08-22 2008-02-27 于深 半导体照明散热衬底基板材料
CN101767481A (zh) * 2009-01-06 2010-07-07 金安国纪科技股份有限公司 高导热覆铜板的制备方法
CN201556637U (zh) * 2009-04-16 2010-08-18 张成邦 一种大功率led封装基板

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009292683A (ja) * 2008-06-05 2009-12-17 Wicera Co Ltd 電波遮蔽セラミックス及びその製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101130461A (zh) * 2006-08-22 2008-02-27 于深 半导体照明散热衬底基板材料
CN101767481A (zh) * 2009-01-06 2010-07-07 金安国纪科技股份有限公司 高导热覆铜板的制备方法
CN201556637U (zh) * 2009-04-16 2010-08-18 张成邦 一种大功率led封装基板

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP特开2009-292683A 2009.12.17
李长虹.石墨对三氧化二铝/铜金属陶瓷复合材料摩擦磨损性能的影响.《摩擦学学报》.2004,第24卷(第6期),572-574. *
穆柏春等.稀土对Al2O3陶瓷烧结温度、显微组织和力学性能的影响.《中国稀土学报》.2002,第20卷(第增刊期),104-106. *
许崇海等.含碳添加剂Al2O3基陶瓷复合材料的增韧机理.《无机材料学报》.2001,第16卷(第2期),256-261. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106304624A (zh) * 2016-08-28 2017-01-04 广西小草信息产业有限责任公司 一种集成***中的pcb电路板及其制作方法

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