專利名稱：一種金屬襯底高導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電層10(即銅箔層)、絕緣層20和金屬基層30組成，制備的時候是在金屬基層30上涂上絕緣層20，然后將導電層10通過壓合加熱的方式復合在絕緣層20上，接著用酸性藥水腐蝕導電層上的銅箔得到所需要的線路，最后再復合一層絕緣油墨層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。并且當金屬基線路板使用一段時間后，金屬基敷銅板上連接銅層和鋁基板的介質(zhì)層老化脫膠都將導致熱阻較大幅度地上升，導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)方案來實現(xiàn)的一種金屬襯底高導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電層復合，在導電層上蝕刻好線路后，在其表面上再復合一層絕緣油墨形成阻焊層，阻焊層、導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應的通孔；(4)、用避位的方法在金屬基層表面與所述通孔對應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熱焊盤；(5)、將導熱焊盤處進行高溫防氧化處理；￠)、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)計的位置放置在金屬基層上，保證上部線路板的通孔全部對準金屬基層的導熱焊盤，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應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。作為另一種實施方式，導電層的下部，即膠層、絕緣層與膠層可用絕緣導熱液體高溫固化膠代替。具體地，所述沉鎳金工藝，包括4個處理階段(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步驟I)除油，采用酸性除油劑進行處理，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，當鎳的沉積覆蓋催化晶體時，自催化反應將繼續(xù)進行，直到達到所需要的鎳
層厚度。所述沉金，是指在活性鎳表面，通過化學置換反應沉積薄金。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。本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點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特性，因此在使用一段時間后金屬介質(zhì)并不會因為老化而影響大功率電子元器件的傳熱，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所示為采用另一實施方式的金屬基線路板。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。實施例本發(fā)明一種金屬襯底高導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與導電層3復合，在導電層3上蝕刻好線路后，在其表面上再復合一層絕緣油墨形成阻焊層4，阻焊層4、導電層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的表面進行可焊性處理，使得電子元器件的導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應的通孔6 ；(4)、用避位的方法在金屬基層7表面與所述通孔6對應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熱焊盤8 ；(5)、將導熱焊盤8進行高溫防氧化處理；(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全部對準金屬基層7的導熱焊盤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復合至金屬基層7。通過以上步驟完成金屬襯底高導金屬基線路板的制作，制成的金屬襯底高導金屬基線路板如圖2所不。作為本實施例的一種優(yōu)選方式，在步驟(6)之前，可采用避位蝕刻的方法對金屬基層7做表面凸起，即將金屬基層7上與通孔6對應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對應的部位則形成凸狀，將上部線路板5與金屬基層復合時，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；作為另一種實施方式，導電層3的下部，即膠層2、絕緣層I與膠層9可用絕緣導熱液體高溫固化膠11代替，如圖4所示。焊接時將電子元器件的導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熱焊盤8處，電子元器件產(chǎn)生的熱量經(jīng)由散熱極進入金屬基層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)中需要對金屬基層的鋁合金表面做可焊性處理，由于鋁和銅的化學性不同，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個處理階段I、前處理其中前處理又包括幾個步驟除油、微蝕、活化、后浸；I)除油，采用酸性除油劑進行處理，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鎳金沉積的催化晶種的特性，所以需通過置換反應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，鈀作為化學鎳前的催化晶體，一般使用PdS04或PdCl 2作為化學鎳前的活化劑，活化過程的化學反應如下Pd2++Cu — Pd+Cu2+由于傳統(tǒng)的鈀不能通過置換反應使鋁面沉積，因此鈀不是鋁所需要的催化晶種，經(jīng)試驗得知，鋅相對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鎳前的活化劑，鋁的活化過程的化學反應如下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，反應初期主要是催化晶體鈀或鋅的催化作用在進行，當鎳的沉積覆蓋催化晶體時，由于金屬鎳本身也具備催化能力，自催化反應將繼續(xù)進行，直到達到所需要的鎳層厚度，鎳的沉積將催化晶體完全覆蓋，化學沉積就會停止?；瘜W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，不但可以對銅面或鋁面進行有效保護，而且具備一定硬度和耐磨性能，同時擁有良好的平整度。在催化條件下，化學反應產(chǎn)生鎳沉積的同時，不但伴隨著單質(zhì)磷P的析出，而且產(chǎn)生氫氣的逸出，其具體化學反應如下主反應Ni2++2H2P02-+2H20— Ni+2HP0廣+4H++H2 f副反應4H2P02-— 2HP0廣+2P+2H20+H2 反應機理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，通過化學置換反應沉積薄金其化學反應如下 2Au (CN) 2-+Ni — 2Au+Ni2++4CN_金面的厚度一般控制在0. 05 0. I ii m，不但對鎳面具有良好的保護作用，而且具備很好的接觸導通性能，很多需要按鍵接觸的電子器械(如手機、電子字典)，都采用化學沉金來保護鎳面。4、后處理其中后處理又包括1)廢金水洗，2) DI水洗，3)烘干上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種金屬襯底高導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電層復合，在導電層上蝕刻好線路后，在其表面上再復合一層絕緣油墨形成阻焊層，阻焊層、導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應的通孔； (4)、用避位的方法在金屬基層表面與所述通孔對應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熱焊盤； (5)、將導熱焊盤處進行高溫防氧化處理； (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)計的位置放置在金屬基層上，保證上部線路板的通孔全部對準金屬基層的導熱焊盤，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應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金屬基線路板的制作工藝，其特征在于所述絕緣層與復合于所述絕緣層兩面的兩層膠層可用絕緣導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，當鎳的沉積覆蓋催化晶體時，自催化反應將繼續(xù)進行，直到達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，通過化學置換反應沉積出薄金。
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金屬基線路板的制作工藝，其特征在于所述金屬襯底高導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電層復合，在導電層上蝕刻好線路后，在其表面上再復合一層絕緣油墨形成阻焊層，阻焊層、導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應的通孔；在金屬基層表面與所述通孔對應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熱焊盤；將上部線路板的通孔全部對準金屬基層的導熱焊盤使上部線路板復合至金屬基層。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，有效避開了導熱性差的絕緣層，使散熱效果更優(yōu)。
文檔編號H05K1/05GK102655713SQ20121010203
公開日2012年9月5日 申請日期2012年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月9日
發(fā)明者蘇睿 申請人:蘇睿