專利名稱：全金屬超高導ctp電路板的制作方法
全金屬超高導CTP電路板 鋁基覆銅板是1969年日本三洋公司研究發(fā)明的，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，到2007 年日本的鋁基板產(chǎn)值己經(jīng)達到100億日圓。而中國是于1988年由704廠負責研制 生產(chǎn)，1996年完成部級設計定型，年產(chǎn)量卻很低。目前國內(nèi)也出現(xiàn)了十幾家專 業(yè)生產(chǎn)鋁基覆銅板的廠商，但生產(chǎn)工藝傳統(tǒng)，產(chǎn)品性能較差。常見的鋁基覆銅 板有兩種 一種是通用型鋁基覆銅板，絕緣層由環(huán)氧玻璃布黏結片構成；另一 種是高散熱鋁基覆銅板，絕緣層由高導熱的環(huán)氧樹脂或其他的樹脂構成，樹脂 內(nèi)混合一些導熱金屬纖維，從而達到散熱的目的。這兩種鋁基覆銅板相對于傳 統(tǒng)的FR-4覆銅板從散熱方面有了很大的改善，所以用鋁基覆銅板生產(chǎn)的電路板 得到了更加廣泛的應用。但是，由于LED技術的進步，LED應用亦日漸多元化， LED輸出功率越來越高，要將LED芯片產(chǎn)生的熱量傳遞出去，在材質(zhì)選擇上必須 兼顧結構強度和散熱需求。另外，隨著大功率LED封裝及芯片直接粘著基板的發(fā) 展，基板材質(zhì)的選擇除了考慮散熱外，還要考慮與芯片的熱膨脹系數(shù)相匹配。 而傳統(tǒng)的鋁基PCB已經(jīng)無法滿足這一要求，鑒于此研究開發(fā)了超高導表面瓷化材 料，在材料上直接做電路圖形。此全金屬超高導CTP電路板的熱膨脹系數(shù)介于 4-8PPM/K之間，與LED芯片(約6PPM/K)正相匹配，完全滿足了LED封裝技術的 需求。
我們于2005年開始研究金屬基PCB直接成像技術，其工藝流程為基板下料 -一表面處理-一表面瓷化處理一-烘烤---檢查---圖形轉移一-燒結-一成型。與 傳統(tǒng)工藝相比，該工藝具備以下特點1)工藝流程短相當于傳統(tǒng)工藝的1/2， 從而大大提高了生產(chǎn)效率。2)制造工藝環(huán)保去掉了傳統(tǒng)工藝中的電化學處理、 酸堿性蝕刻工藝、堿性阻焊層成像工藝，這幾道工藝都存在金屬和COD污染， 對環(huán)境破壞嚴重，從而實現(xiàn)了制造工藝綠色化。3)節(jié)能節(jié)耗流程短，設備利用率高、屬于流水作業(yè)，能耗較低，直接成像工藝減少了制造材料與人工的浪
費。除了工藝先進之外，其產(chǎn)品性能指標與傳統(tǒng)的鋁基PCB相比也有了很大的提 升。該工藝在技術上我們解決了以下幾個關鍵點1)鋁表面瓷化技術普通的 氧化技術鋁板氧化膜很薄，而且層次感較強，耐壓較低，常態(tài)下為1000V/AC， 濕度超過7096時僅為400V/AC，長時間使用或在室外應用風險較大。我們直接在 鋁表面經(jīng)過一系列電化學反應形成一層堅硬的ALO或ALN瓷化層，耐壓可達到 3000V/AC以上，可滿足大功率散熱器件的需求。2)金屬導體成型技術金屬漿 料通過絲網(wǎng)印刷形成導電圖形，再經(jīng)600度的高溫燒結，經(jīng)過上百次的實踐，我 們總結出了一套科學合理的燒結溫度曲線，從而避免了圖像漂移和絕緣層龜裂 的問題。解決了以上兩個技術難點，鋁基PCB直接成像技術得以實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應用。 全金屬超高導CTP電路板的性能指標如下
1) 熱阻 0。 27
2) 導體電阻00033
3) 最大工作溫度195
4) 導熱系數(shù) 135
5) 耐壓 2000V/AC
6) 抗剝強度40牛頓
7) 冷熱沖擊試驗-50—180 ， 20次循環(huán)，拉力35牛頓
8) 阻燃指標 無燃燒性
附圖
是全金屬超高導CTP電路板解剖圖
權利要求
1. 鋁板表面電化學處理形成AL2O3或ALN陶瓷層技術或此項技術在PCB上的應用工藝。
2. 在鋁板表面絲網(wǎng)印刷金屬導體后的燒結工藝。
3. 超高導熱直接成像印制電路板(PCB)名稱保護。
4. 全金屬超高導CTP電路板名稱保護。
5. 金屬導電圖形完成后的表面阻焊層加工技術。
6. 鋁基電路板(PCB)的表面直接印刷導電線路技術。
7. 超高導熱絕緣CTP電路板流水設備工藝設計技術和制造技術。
全文摘要
隨著大功率LED封裝及芯片直接粘著基板的發(fā)展，基板材質(zhì)的選擇除了考慮散熱外，還要考慮與芯片的熱膨脹系數(shù)相匹配。而傳統(tǒng)的鋁基PCB已經(jīng)無法滿足這一要求，鑒于此我們研究開發(fā)了超高導表面瓷化材料，在材料上直接做電路圖形。此全金屬CTP電路板的熱膨脹系數(shù)介于4-8PPM/K之間，與LED芯片(約6PPM/K)正相匹配，完全滿足了LED封裝技術的需求。全金屬超高導CTP電路板工藝流程為基板下料--表面處理--表面瓷化處理--烘烤--檢查--圖形轉移--燒結--成型。與傳統(tǒng)工藝相比，該工藝具備以下特點工藝流程短、制造工藝環(huán)保、節(jié)能節(jié)耗、除了工藝先進之外，其產(chǎn)品性能指標與傳統(tǒng)的鋁基PCB相比也有了很大的提升。
文檔編號H05K1/05GK101431858SQ20081021214
公開日2009年5月13日 申請日期2008年9月9日 優(yōu)先權日2008年9月9日
發(fā)明者宋立峰, 張京平, 秦玉行, 高相起 申請人:秦玉行;宋立峰