CN103517577A - 陶瓷封装基板的导电柱制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于一陶瓷封装基板制程,其中该陶瓷封装基板设有至少一穿孔,利用金属粉末射出填满于该穿孔内,再进行烧结成型而形成导电柱,该导电柱可构成该陶瓷封装基板不同平面线路的电性连接,可供发光晶片封装使用。

Description

陶瓷封装基板的导电柱制造方法
技术领域
本发明有关一种导电柱制造方法,特别是指一种可应用于陶瓷封装基板,具有良好散热效率,且制程较为简便的制造方法。
背景技术
一直以来,都有将发光二极管安装于印刷电路板(PCB)的照明等的开发。尤其,近年以来,有输出大,亮度高的照明等的需要;随着高功率发光二极管需求逐渐增加,造成散热基板所要承载的热量大幅提升,使得散热基板从旧有印刷电路板提升为金属核心印刷电路板(MCPCB),然而,在更高功率发光二极管的大量使用下,因为金属核心印刷电路板基板的介电层与基板热膨胀数不匹配而导致板爆及断路,而且其存在不抗高AC电压的问题,近期乃逐渐改采用陶瓷做为散热材料。
当利用一般线路化制程施作于陶瓷基板时,于陶瓷基板的表面布满了许多大小口径不同的贯穿孔,尤其是应用发光二极管的陶瓷基板,其具有高深宽比的贯穿孔(贯穿孔的深度或长度与宽度或直径的比例),这些贯穿孔在进行溅镀时,常常无法使得陶瓷基板的表面能够完全的导通,而且在电镀的过程中则常会因为所形成的气孔或是气泡,而终致影响线路的形成。
如中国台湾专利公告号第540279号,专利名称“在陶瓷基板制作小孔径镀铜贯穿孔的方法”,其主要于一基板上先进行凿孔、穿孔电连接等先前处理步骤后,于基板表面以溅镀方式依序形成钛层及铜层,然后再行实施一电镀化学铜的过程,并于贴上干膜后而进行曝光、显影等步骤,随后于线路图案上镀铜以形成铜线路,完成后即剥离干膜,再依序于铜线路上镀镍及镀金,即完成金属化制程。
该种习有制程虽可使线路细直、且兼具理想导热效果等优点,而小口径贯穿孔的无法导通的问题,亦可藉由电镀化学铜的步骤而予以完全的使之导通;惟,其制程较为繁杂,需要“溅镀”、“无电镀化学铜”以及“电镀镀铜”等三道镀膜步骤才能完成。
发明内容
本发明所解决的技术问题即在提供一种可应用于陶瓷封装基板,具有良好散热效率,且制程较为简便的制造方法。
本发明所采用的技术手段如下:本发明适用于一陶瓷封装基板制程,其中该陶瓷封装基板设有至少一穿孔,利用金属粉末射出填满于该穿孔内,再进行烧结成型而形成导电柱,该导电柱可构成该陶瓷封装基板不同平面线路的电性连接,可供发光晶片封装使用。
依据上述主要结构特征,本发明至少包含下列步骤:提供一陶瓷封装基板,该陶瓷封装基板形成有至少一穿孔;射出步骤,利用金属粉末射出填满于上述的穿孔内;以及烧结步骤,利用高温进行烧结,使该上述金属粉末固化成型,而形成位于该穿孔内的导电柱。
依据上述主要结构特征,所述烧结步骤后可进一步包含有线路成型步骤,于该陶瓷封装基板表面形成有线路层,该线路层可与该导电柱形成电性连接。
依据上述主要结构特征,所述线路成型步骤中可于该陶瓷封装基板表面形成第一金属层,并将至少一干膜光阻覆盖于该第一导电层上,并利用黄光微影将该干膜光阻图案化,再于未有干膜光阻覆盖的第一导电层上形成第二导电层,并将覆盖于该第一导电层上的干膜光阻去除,最后将未有第二导电层覆盖的第一导电层进行蚀刻移除,而形成线路层;或者,该线路成型步骤中可于该陶瓷封装基板表面形成第一金属层,利用图案化制程使该第一金属层形成线路层;亦或者,该线路成型步骤中可于该陶瓷封装基板表面形成第一金属层以及第二金属层,利用图案化制程使该第一金属层以及第二金属层形成线路层。
依据上述主要结构特征,于该线路成型步骤后进一步包含有镀反射膜步骤,于该线路层表面镀有反射膜。
依据上述主要结构特征,于该线路成型步骤后进一步包含有设置绝缘层步骤,于该陶瓷封装基板表面形成有绝缘层。
依据上述主要结构特征,于设置绝缘层步骤之后进一步包含有表面改质步骤,其在线路层上镀上铝、银、金、镍金或镍钯金的金属层。
依据上述主要结构特征,所述的第一导电层与该陶瓷封装基板之间可进一步设有一层中介层,而该中介层可以为钛、铬、镍、铜,或上述组合的合金。
依据上述主要结构特征,所述形成第一导电层或第二导电层可利用物理气相沉积、化学气相沉积、化学沉积等的无电镀制程,例如溅镀、蒸镀、电弧蒸气沉积、离子束溅镀、雷射熔散沉积、电浆促进的化学气相沉积。
依据上述主要结构特征,所述烧结温度可以为200~1200℃。
本发明的可以产生的有益效果如下。
1. 解决一般用溅镀方式镀膜时,若需镀成预定厚度于穿孔内时,其制程时间较长的问题,藉由本发明中金属粉末直接射出的方式可降低制程时间。
2. 本发明可应用于小孔径,提升雷射穿孔效率。
3. 本发明可应用于大孔径可直接使用已形成穿孔的陶瓷基板。
4. 不需使用无电镀化学镀膜的制程。
5. 降低线路层金属化的厚度。
附图说明
图1为本发明中制造方法的流程示意图。
图2A~G为本发明中制造方法的结构示意图。
图号说明:
提供陶瓷封装基板步骤101
射出步骤102
烧结步骤103
线路成型步骤104
陶瓷封装基板20
穿孔21
第一导电层31
中介层32
第二导电层33
线路层34
干膜光阻41
金属粉末51
导电柱52。
具体实施方式
如图1本发明制造方法的流程示意图所示,本发明至少包含下列步骤:
提供陶瓷封装基板步骤101,该陶瓷封装基板形成有至少一的穿孔21,请同时参阅图2A所示,而该穿孔21的深宽比以2/1~5/1为佳;该穿孔可于陶瓷基板于制造时已成型,或者可利用雷射钻孔使该陶瓷封装基板形成穿孔。
射出步骤102,利用金属粉末51射出填满于上述的穿孔21内,请同时参阅图2B所示;以及烧结步骤103,利用高温(其烧结温度可以为200~1200℃)进行烧结,使该上述金属粉末固化成型,而形成位于该穿孔21内的导电柱52,请同时参阅图2C所示。
藉由简单射出方式,即可于该将金属粉末填充于穿孔内,再藉由烧结使该金属粉末固化成型,而成型导电柱,不仅制程大为简化,更可适用于小口径穿孔的导通,进而提供产品的稳定度。
而该烧结步骤后可进一步包含有线路成型步骤104,该线路成型步骤中可于该陶瓷封装基板20表面形成第一金属层31,请同时参阅图2D所示,并将至少一干膜光阻41覆盖于该第一导电层31上,并利用黄光微影将该干膜光阻41图案化,请同时参阅图2E所示,再于未有干膜光阻覆盖的第一导电层31上形成第二导电层33,请同时参阅图2F所示,并将覆盖于该第一导电层31上的干膜光阻去除,最后将未有第二导电层33覆盖的第一导电层31进行蚀刻移除,请同时参阅图2G所示,而形成线路层30,该线路层30可与该导电柱52形成电性连接。
其中,形成第一导电层31或第二导电层33可利用物理气相沉积、化学气相沉积、化学沉积等的无电镀制程,例如溅镀、蒸镀、电弧蒸气沉积、离子束溅镀、雷射熔散沉积、电浆促进的化学气相沉积,而该第一导电层31可以为铜、钛/铜合金、铬/铜合金、镍/铜合金,或上述组合的合金,并且可加上一层中介层32于第一导电层31与陶瓷封装基板20之间,该中介层可以为钛、铬、镍、铜,或上述组合的合金,尤其是当该第一导电层31材质为铜时,可以增加该第一导电层31与陶瓷封装基板20间的附着性。
再者,于该线路成型步骤后进一步包含有镀反射膜步骤,于该线路层表面镀有反射膜,以增加光学反射效果,该镀反射膜步骤可于蚀刻之后进行;亦可于形成第二导电层与去除干膜光阻之间进行。
另外,上述实施例中,亦可于该线路成型步骤的蚀刻后进一步包含有设置绝缘层步骤,于该陶瓷封装基板表面形成有绝缘层,可防止焊锡及导体间的短路或外来的机械伤害、湿气等的危害,以保持良好的线路导通、绝缘性;并于设置绝缘层步骤之后进一步包含有表面改质步骤,其在线路层上镀上铝、银、金、镍金或镍钯金的金属层,以提高表面焊锡强度及打线强度,进而增加产品的稳定性。
再者,该线路成型步骤中可于该陶瓷封装基板表面形成第一金属层,利用图案化制程(例如黄光微影蚀刻制程)使该第一金属层形成线路层,可降低线路层金属化的厚度;亦或者,该线路成型步骤中可于该陶瓷封装基板表面形成第一金属层以及第二金属层,利用图案化制程使该第一金属层以及第二金属层形成线路层。

Claims (12)

1.一种陶瓷封装基板的导电柱制造方法,适用于一陶瓷封装基板制程,其特征在于,该陶瓷封装基板设有至少一穿孔,利用金属粉末射出填满于该穿孔内,再进行烧结成型而形成导电柱。
2.一种陶瓷封装基板的导电柱制造方法,其特征在于,至少包含下列步骤:
提供一陶瓷封装基板,该陶瓷封装基板形成有至少一穿孔;       
射出步骤,利用金属粉末射出填满于上述的穿孔内;以及
烧结步骤,利用高温进行烧结,使该上述金属粉末固化成型,而形成位于该穿孔内的导电柱。
3.如权利要求1或2所述的陶瓷封装基板的导电柱制造方法,其特征在于,该烧结步骤后可进一步包含有线路成型步骤,于该陶瓷封装基板表面形成有线路层,该线路层与该导电柱形成电性连接。
4.如权利要求3所述的陶瓷封装基板的导电柱制造方法,其特征在于,该线路成型步骤中可于该陶瓷封装基板表面形成第一金属层,并将至少一干膜光阻覆盖于该第一导电层上,并利用黄光微影将该干膜光阻图案化,再于未有干膜光阻覆盖的第一导电层上形成第二导电层,并将覆盖于该第一导电层上的干膜光阻去除,最后将未有第二导电层覆盖的第一导电层进行蚀刻移除,而形成线路层。
5.如权利要求4所述的陶瓷封装基板的导电柱制造方法,其特征在于,该第一导电层与该陶瓷封装基板之间进一步设有一层中介层,而该中介层为钛、铬、镍、铜,或上述组合的合金。
6.如权利要求4所述的陶瓷封装基板的导电柱制造方法,其特征在于,该形成第一导电层或第二导电层利用物理气相沉积、化学气相沉积、化学沉积的无电镀制程。
7.如权利要求3所述的陶瓷封装基板的导电柱制造方法,其特征在于,该线路成型步骤中于该陶瓷封装基板表面形成第一金属层,利用图案化制程使该第一金属层形成线路层。
8.如权利要求3所述的陶瓷封装基板的导电柱制造方法,其特征在于,该线路成型步骤中于该陶瓷封装基板表面形成第一金属层以及第二金属层,利用图案化制程使该第一金属层以及第二金属层形成线路层。
9.如权利要求3所述的陶瓷封装基板的导电柱制造方法,其特征在于,于该线路成型步骤后进一步包含有镀反射膜步骤,于该线路层表面镀有反射膜。
10.如权利要求3所述陶瓷封装基板的导电柱制造方法,其特征在于,于该线路成型步骤后进一步包含有设置绝缘层步骤,于该陶瓷封装基板表面形成有绝缘层。
11.如权利要求10所述的陶瓷封装基板的导电柱制造方法,其特征在于,于设置绝缘层步骤之后进一步包含有表面改质步骤,其在线路层上镀上铝、银、金、镍金或镍钯金的金属层。
12.如权利要求1或2所述的陶瓷封装基板的导电柱制造方法,其特征在于,该烧结温度为200~1200℃。
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