CN103687319A

CN103687319A - 非导电基板上形成导体线路的制造方法

Info

Publication number: CN103687319A
Application number: CN201210358785.0A
Authority: CN
Inventors: 李斌; 汪东平
Original assignee: Kunshan Liantao Electronics Co Ltd
Current assignee: Kunshan Liantao Electronics Co Ltd
Priority date: 2012-09-25
Filing date: 2012-09-25
Publication date: 2014-03-26

Abstract

一种非导电基板上形成导体线路的制造方法，其包括如下步骤：a.选定一非导电基板；b.在非导电基板表面形成金属镀层；c.金属镀层表面涂覆油墨层；d.通过激光镭射技术使部分油墨层气化后被去除，使得该部分油墨层去除之前所覆盖的部分金属镀层显现，剩余的油墨层底下的金属镀层仍被油墨层所遮盖；e.放入蚀刻液中，使上述显现的金属镀层与蚀刻液发生反应而被去除，未被去除油墨层底下的金属镀层被剩余下来的油墨层阻止与蚀刻液接触而被保留；以及f.放入酸性或碱性药水中，去除剩余的油墨层，显现出上述被保留的金属镀层，该保留的金属镀层即为最终形成的导体线路，完成非导电基板上形成导体线路的制造。

Description

非导电基板上形成导体线路的制造方法

技术领域

本发明涉及一种非导电基板上形成导体线路的制造方法。

背景技术

由于LED(发光二极管)电子产业的快速发展，电路板上的电路密度越来越高，造成在使用时电路板上所累积的热量越来越多，也越来越难以散除，一般而言，LED发光时所产生的热能若无法导出，将会使LED结面温度过高，进而影响产品生命周期、发光效率、稳定性等。

要提升LED发光效率与使用寿命，解决LED产品散热问题即为现阶段最重要的课题之一，LED产业的发展也是以高功率、高亮度、小尺寸LED产品为其发展重点，因此，提供具有高散热性，精密尺寸的散热基板，也成为未来在 LED散热基板发展的趋势。现阶段以氮化铝基板取代氧化铝基板，或是以共晶或覆晶制程取代打金线的晶粒或基板结合方式来达到提升LED发光效率为开发主流。在此发展趋势下，对散热基板本身的线路对位精确度要求极为严苛，且需具有高散热性、小尺寸、金属线路附着性佳等。

近年来，印刷电路板(PCB)的生产技术已非常纯熟，早期LED 产品的系统电路板多以PCB为主，但随着高功率LED的需求增加，PCB 的材料散热能力有限，无法应用于高功率产品上，为了改善高功率 LED散热问题，近期有相关厂商采用高热导系数铝基板(MCPCB)，利用金属材料散热特性较佳的特性，达到高功率产品散热的目的。然而随着LED亮度与效能要求的持续发展，尽管系统电路板能将LED芯片所产生的热有效的散热到大气环境，但是LED晶粒所产生的热能却无法有效的从晶粒传导至系统电路板。

电绝缘材料包括有陶瓷材料及高热导塑料等，人类对陶瓷材料的使用已有几千年了，现代技术制备的陶瓷材料有着绝缘性好、热传导率高、红外辐射率大、膨胀系数低等优点，逐渐成为LED照明的新材料。目前，陶瓷材料主要用于LED封装芯片的热沉材料、电路基板材料和灯具散热器材料。而高热导塑料凭借优良的电绝缘性和低密度值，也高调地进入了散热材料市场，由于价格高，应用率低。

现阶段较普遍的陶瓷散热基板种类大致共有HTCC（高温共烧多层陶瓷）、LTCC（低温共烧多层陶瓷基板）、DBC（直接接合铜基板）、DPC（直接镀铜基板）四种，其中HTCC属于较早期发展的技术，但由于烧结温度较高使其电极材料的选择受限，且制作成本相对昂贵，这些因素促使LTCC的发展，LTCC虽然将共烧温度降至约850℃，但缺点是尺寸精确度、产品强度等不易控制。而DBC与DPC则为业界近几年才开发成熟，且能量产化的专业技术，DBC是利用高温加热将氧化铝与铜板结合，其技术瓶颈在于不易解决氧化铝与铜板间微气孔产生的问题，这使得产品的量产能量与良率受到较大的挑战，而DPC技术则是利用直接镀铜技术，将铜沉积于氧化铝基板上，其工艺结合材料与薄膜工艺技术，其产品为近年最普遍使用的陶瓷散热基板。然而其材料控制与工艺技术整合能力要求较高，这使得跨入DPC产业并能稳定生产的技术门槛相对较高。

有鉴于此，有必要解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有缩短流程的非导电基板上形成导体线路的制造方法。

为实现前述目的，本发明采用如下技术方案：一种非导电基板上形成导体线路的制造方法，其包括如下步骤：

a. 选定一非导电基板；

b. 在上述非导电基板表面经由金属化法处理，使非导电基板表面形成具备导电作用的金属镀层；

c. 在上述导体金属镀层表面涂覆一油墨层；

d. 通过激光镭射技术使部分油墨层气化后被去除，使得该部分油墨层去除之前所覆盖的部分金属镀层显现出来，而剩余下来的油墨层底下的金属镀层仍被油墨层所遮盖；

e. 放入蚀刻液中，使上述显现出来的金属镀层与蚀刻液发生反应而被溶化去除，未被去除油墨层底下的金属镀层被剩余下来的油墨层阻止与蚀刻液接触而被保留；以及

f. 放入酸性或碱性药水中，去除剩余的油墨层，显现出上述被保留的金属镀层，该保留的金属镀层即为最终形成的导体线路，完成非导电基板上形成导体线路的制造。

本发明非导电基板上形成导体线路的制造方法中采用激光镭雕，无需运用曝光、显影制程，缩短制造流程及开发周期，实现降低成本。导体线路对非导电基板的材料无特殊要求，导体线路的尺寸精确度的控制变得容易、简便，导体线路具有细直平整等特性，同时还提高了导体线路与非导电基板之间的结合强度。

附图说明

图1为本发明非导电基板上形成导体线路的制造方法的流程图。

图2为本发明非导电基板上形成导体线路之前的非导电基板的示意图。

图3为图2所示非导电基板上形成金属镀层之后的示意图。

图4为图3所示金属镀层覆盖油墨层之后的示意图。

图5为图4所示油墨层被部分去除后的示意图，显露出部分金属镀层。

图6为图5所示的显露出的部分金属镀层被去除后的示意图，显露出非导基板。

图7为本发明剩余金属镀层区域所残留的油墨层去除之后的示意图，该剩余金属镀层即为导体线路。

图8为非导电基板表面印刷绝缘防护层以及导体线路表面覆盖金属防护层之后的示意图。

具体实施方式

为便于更进一步对本发明的目的、技术方案和优点有更深一层明确，详实的认识和了解，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

请参图1至图8所示，本发明非导电基板10上形成导体线路40的制造方法，包括如下步骤：

a. 选定一非导电基板10，所述非导电基板10为氧化铝、氮化铝及碳化矽的其中一种陶瓷材料所制成。在其他实施方式中，非导电基板10为导热塑料、玻璃或碳纤维中的一种，本发明对于非导电基板10的材料无特殊要求。

b. 在上述非导电基板10表面经由金属化法处理，使非导电基板10表面形成具备导电作用的金属镀层20，金属镀层20与非导电基板10的结合强度较高，金属镀层20是由铜材料制成，金属化处理方式为溅镀、蒸镀、电镀、低温电浆喷射方式或是其混合使用的其中一种。

c. 在上述导体金属镀层20表面涂覆一油墨层30，该油墨层30为聚合性树脂，主要用在聚合后保护导体金属镀层20不会被蚀刻掉。

d. 通过激光镭雕技术使部分油墨层30气化后被去除，使得部分金属镀层20显现出来，而剩余下来的油墨层30底下的金属镀层20仍被油墨层30所遮盖，所采用激光的波长为355~1064纳米。该流程采用激光镭雕，无需运用曝光、显影制程，缩短制造流程及开发周期，实现降低成本。

e. 放入蚀刻液(未图示)中，使上述显现出来的金属镀层20与蚀刻液发生反应而被溶化去除，未被去除油墨层30底下的金属镀层20被剩余下来的油墨层30阻止与蚀刻液接触而被保留。

f. 放入酸性或碱性药水(未图示)中，去除剩余的油墨层30，显现出上述被保留的金属镀层20，该保留的金属镀层20即为最终形成的导体线路40。

g. 以电镀或化学镀沉积方式增加导体线路40的金属防护层50，并利用磨刷、抛光、整平等方式优化导体线路40表面，同时在非导电基板10表面印刷绝缘防护层60，完成非导电基板10上形成导体线路40的制造。

倘若非导电基板10需要增加一抗氧化层，则可将其他抗氧化层金属以化学镀方式使导体线路40上形成一金属防护层50，金属防护层50是由化学镍层混合化学金层、化学银层、化学镐层、锡及锡合金层的其中一种所构成。

上述激光镭雕技术通过计算机软件操控，使得导体线路40的尺寸精确度的控制变得容易、简便，比较适合大面积的导体线路40，通过数字控制下引导点聚焦激光束将导体线路40区域之外的油墨层30气化去除，需要的导体线路40区域油墨层30保护导体线路40的图形不会被蚀刻掉，此制程所形成的导体线路40具有细直平整的特性，满足精细线路的设计要求，同时由于激光使用计算机3D程序控制，可以实现除2D以外的3D结构承载材料的制程需求。

上述蚀刻是将一种金属材质使用化学反应或物理冲击的作用去除的技术，本发明为湿蚀刻，经由化学反应来达到蚀刻目的，将所需要蚀刻的金属镀层20经化学药剂浸泡或喷淋至需要被蚀刻的金属镀层20，由溶剂和金属镀层20之间的化学反应，来移除非导电基板10表面上需要去除的部分金属镀层20，后续再通过压力水洗、风吹烘干方式完成整个制程。

上述去除剩余的油墨层30则是主要用来去除激光镭雕气化后所留下的金属镀层20区域的油墨层30，使用强碱性溶液，在去膜线使用浸泡或喷淋式进行去膜，首先经由强碱性溶液或其他去膜液将油墨层30蓬松，再藉由喷淋设备或循环滚动设备施加适当的压力和循环量，清除附在金属镀层20表面的药液蓬松后的油墨层30，后续再通过压力水洗、风吹烘干方式完成清洁过程，从而使金属化的导体线路40显现出来，以此制程步骤所构成的导体线路40具有细直平整等特性。

上述增加金属防护层50的制程，为产品表面最终处理制成，不管是电镀或化学镀，其主要目的是将其他抗氧化层金属在导体线路40上形成一金属防护层50，形成的导体线路40可提高表面焊锡强度，表面焊接效果，倘若添加的金属防护层50为银层则可提高反射率，添加的金属防护层50为金层则可提高产品的稳定度。

本发明非导电基板10上形成的导体线路40，在非导电基板10表面设置金属防护50，使非导电基板10整体具备良好的散热性及耐高温的优点，可用于发光二极体（LED）散热基板及制冷器基板等。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，不应以此限制本发明的范围，即凡是依本发明权利要求书及发明说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims

1.一种非导电基板上形成导体线路的制造方法，其包括如下步骤：

a. 选定一非导电基板；

c. 在上述导体金属镀层表面涂覆一油墨层；

2.如权利要求1所述的非导电基板上形成导体线路的制造方法，其特征在于：还包括如下步骤：以电镀或化学镀沉积方式增加导体线路的金属防护层以阻止导体线路被氧化，并利用磨刷、抛光、整平等方式优化导体线路表面，金属防护层为金层或银层。

3.如权利要求1所述的非导电基板上形成导体线路的制造方法，其特征在于：还包括如下步骤：在非导电基板表面印刷绝缘防护层。

4.如权利要求1所述的非导电基板上形成导体线路的制造方法，其特征在于：所述非导电基板为氧化铝、氮化铝、碳化矽的其中一种陶瓷材料。

5.如权利要求1所述的非导电基板上形成导体线路的制造方法，其特征在于：所述非导电基板为导热塑料、玻璃或碳纤维中的一种。

6.如权利要求1所述所述的非导电基板上形成导体线路的制造方法，其特征在于：所述金属化处理程序中的金属为纯铜、镍或铜镍合金的其中一种。

7.如权利要求1所述的非导电基板上形成导体线路的制造方法，其特征在于：所述金属化处理方式为溅镀、蒸镀、电镀、化学镀、低温电浆喷射或其混合使用的其中一种。

8.如权利要求1所述的非导电基板上形成导体线路的制造方法，其特征在于：所述油墨层为聚合性树脂，具有抗蚀刻的特性。

9.如权利要求1所述的非导电基板上形成导体线路的制造方法，其特征在于：所述激光镭雕技术是通过计算机三维软件操控激光以形成二维或三维结构的导体线路。

10.如权利要求1所述的非导电基板上形成导体线路的制造方法，其特征在于：所述激光镭雕技术所采用的激光的波长为355~1064纳米。