AT17081U1 - Verfahren zur Herstellung einer Isolationsschicht auf einer IMS-Leiterplatte - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Herstellung einer Isolationsschicht auf einer IMS-Leiterplatte, wobei folgende Schritte in chronologischer Reihenfolge ausgeführt werden: a) Bereitstellen einer Basisschicht (100) aus Aluminium; b) Auftragen einer Maske (200) auf die Basisschicht (100) mittels eines Sieb- bzw. Schablonendruckverfahrens oder Dispens- bzw. Sprühverfahren, wobei die Basisschicht (100) von der Maske (200) freie Bereiche (110) aufweist; c) Erzeugen einer Aluminiumnitrid-Schicht (300) in den freien Bereichen (110) der Basisschicht (100) mittels Plasmanitrieren; d) chemisches oder mechanisches Abtragen der Maske (200).

Description

Beschreibung

VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINER ISOLATIONSSCHICHT AUF EINER IMS-LEITERPLATTE

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Isolationsschicht auf einer IMSLeiterplatte.

[0002] IMS-Leiterplatten werden in erster Linie zur Wärmeabfuhr bei LED oder Powerelementen eingesetzt. Um die Wärmeabfuhr zu ermöglichen, wird ein Basismaterial verwendet, das einseitig eine Aluminium- oder Kupferauflage mit einer Dicke von 1,0 mm oder 1,6 mm aufweist.

[0003] Das Problem besteht darin, dass die Wärmeleitfähigkeits-Werte von gängigen IMS-Dielektrika deutlich unterhalb von dem Wärmeleitfähigkeits-Wert von Aluminium (und Kupfer) liegen und eine anhand dem IMS-Herstellungsprozess eine minimal Dicke haben, die deutlich über der elektrisch benötigten Dielektrikum-Dicke liegt. Damit bildet sich ein thermischer Engpass. Dieser Engpass kann theoretisch auf zwei Wegen bekämpft werden.

[0004] Es ist eine Aufgabe der Erfindung ein verbessertes Verfahren zur Herstellung einer Isolationsschicht auf einer IMS-Leiterplatte bereitzustellen.

[0005] Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Verfahren folgende Schritte in chronologischer Reihenfolge umfasst:

[0006] a) Bereitstellen einer Basisschicht aus Aluminium;

[0007] b) Auftragen einer Maske auf die Basisschicht mittels eines Sieb- bzw. Schablonendruckverfahrens oder Dispens- bzw. Sprühverfahren, wobei die Basisschicht von der Maske freie Bereiche aufweist;

[0008] c) Erzeugen einer Aluminiumnitrid-Schicht in den freien Bereichen der Basisschicht mittels Plasmanitrieren;

[0009] d) chemisches oder mechanisches Abtragen der Maske.

[0010] Dabei kann vorgesehen sein, dass in Schritt b) eine wasserlösliche Maske aufgetragen wird.

[0011] Nachfolgend wird die Erfindung anhand von beispielhaften Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigt

[0012] Fig. 1 das Auftragen einer Maske auf eine Basisschicht aus Aluminium, [0013] Fig. 2 das Erzeugen einer Aluminiumnitrid-Schicht mittels Plasmanitrierens, und [0014] Fig. 3 das chemische oder mechanische Abtragen der Maske.

[0015] Fig. 1 zeigt die Basisschicht 100 aus Aluminium einer beispielhaften IMS-Leiterplatte, wobei in einem nachfolgenden Schritt eine wasserlösliche Maske 200 auf die Basisschicht 100 mittels eines Sieb- bzw. Schablonendruckverfahrens oder mit einem Dispens- bzw. Sprühverfahren, wobei die Basisschicht 100 von der Maske freie Bereiche 110 aufweist.

[0016] Anschließend wird mittels Plasmanitrierens 40b0 eine Aluminiumnitrid-Schicht 300 in den freien Bereichen 110 der Basisschicht 100 erzeugt, was in Fig. 2 zu sehen ist.

[0017] Beim Plasmanitrieren wird das Werkstück in eine Niederdruckkammer mit Stickstoffatmosphäre platziert, in welcher eine elektrische Gasentladung gezündet wird. In der Entladung entsteht eine Vielzahl von reaktiven Spezies; molekularer und atomarer Stickstoff in angeregtem sowie in lonisiertem Zustand. Die reaktiven Teilchen treffen dann auf der Basisschicht 100 aus Aluminium auf. Wird das Werkstück als Kathode geschaltet, werden die positiven lonen noch zusätzlich in seine Richtung beschleunigt. Das Werkstück wird auf eine Temperatur von 300 bis 400°C aufgeheizt, damit die eintreffenden Teilchen mit dem Aluminium der Basisschicht 100 chemisch reagieren und in das Aluminium diffundieren können, was zur Bildung einer Aluminium-

nitrid-Schicht 300 auf der Basisschicht 100 führt.

[0018] Das Material der Maske 200 verhindert dabei die Ausbildung einer AluminiumnitridSchicht 300 in den mit der Maske maskierten Bereichen.

[0019] Als Nebenwirkung wird das Maskenmaterial durch die erhöhte Temperatur und Gasentladung chemisch verändert und verliert seine Wasserlöslichkeit.

[0020] Fig. 3 zeigt das anschließende chemische oder mechanische Entfernen der Maske 200 von der Basisschicht 100.

[0021] Für die Entfernung der Maske 200 können chemische und mechanische Vorgänge eingesetzt werden. Im ersten Fall wird beispielsweise ein Lösemittel oder Atzmittel 500 verwendet, damit die Maske 200 von der Oberfläche der Basisschicht 100 selektiv entfernt werden kann.

[0022] Im zweiten Fall wird beispielsweise eine Zylinderbürste 600 eingesetzt, welche die im Vergleich zur Aluminiumnitrid-Schicht 300 weiche Maske 200 von der Basisschicht 100 entfernt, während die harte Aluminiumnitrid-Schicht 300 auf der Basisschicht 100 verbleibt.

[0023] Nachträglich sind Leiterbahnen auf der Basisschicht 100 mit etablierten Prozessen realisierbar, beispielsweise gedruckte Silberleiterbahnen oder laminierte und geätzte Kupferfolien.

Claims (2)

Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung einer Isolationsschicht auf einer IMS-Leiterplatte, wobei folgende

Schritte in chronologischer Reihenfolge ausgeführt werden:

a) Bereitstellen einer Basisschicht (100) aus Aluminium;

b) Auftragen einer Maske (200) auf die Basisschicht (100) mittels eines Sieb- bzw. Schablonendruckverfahrens oder Dispens- bzw. Sprühverfahren, wobei die Basisschicht (100) von der Maske (200) freie Bereiche (110) aufweist;

c) Erzeugen einer Aluminiumnitrid-Schicht (300) in den freien Bereichen (110) der Basisschicht (100) mittels Plasmanitrieren;

d) chemisches oder mechanisches Abtragen der Maske (200).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b) eine wasserlösliche Maske (200) aufgetragen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen