CN103855036A - 一种多晶cob封装镜面铝基板的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多晶COB封装镜面铝基板的制作方法，制作工艺流程为（1）线路基板的制备→（2）镜面铝的准备→（3）假贴→（4）排板→（5）压合→（6）二次钻基准孔→（7）数控钻铣外形。本发明的镜面铝基板经测试铝的导热系数为222 w/m·k，散热效果好，能有效降低封装产品的光衰，镜面铝的反光率高，全反射率可达98%以上，封装光源的光效高，可达170 lm/W以上，用该方法制作的封装基板，可使LED照明灯具产品的成本降低30%以上，本发明的方法工艺合理，实用性强，具有很强市场应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种多晶COB封装镜面铝基板的制作方法。
背景技术
COB板上芯片封装，是裸芯片贴装技术之一，在半导体封装领域通常是把半导体芯片交接贴装在线路基板上，芯片与基板的电气连接用引线键合方法，并用树脂覆盖以确保可靠性，但是对LED光源芯片的封装具有其特殊性，主要是在建立芯片之间、芯片基板之间的物理连接基础上，还需要保持LED芯片的发光和散热特性，现有的封装技术，不能很好的保证LED芯片的发光和散热的特性。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种多晶COB封装镜面铝基板的制作方法。
实现本发明目的的技术方案是：一种多晶COB封装镜面铝基板的制作方法，包括以下步骤：
（1）线路基板的制备；
（2）镜面铝的准备；
（3）假贴；
（4）排板；
（5）压合；
（6）二次钻基准孔；
（7）数控钻铣外形。
作为优化，所述各步骤为：
（1）线路基板的制备：
(a)开料：用电动剪床将单面覆铜板剪切成生产需要的尺寸规格；
(b)一次刷板：用单面刷板机，将覆铜板表面的氧化层抛刷掉，刷辊目数为500目；
(c)印湿膜：用丝网印刷的方法，在一次刷板后的覆铜板表面铜箔上均匀涂覆一层感光湿膜；
(d)一次预烘：将印好湿膜的覆铜板放置在烘箱中烘烤，烘烤温度70~80℃，时间为20~30分钟；
(e)一次曝光：将预先光绘好的线路底片覆盖在预烘后的覆铜板上，用8KW紫外曝光机曝光，使得底片上的线路图形转移到覆铜板上，能量设定值为350毫焦；
(f)一次显影：将一次曝光后的覆铜板经过显影机显影，显影液1%~3%无水碳酸钠，温度为 28~32℃，时间为1~2分钟，喷淋压力为1~5Kg/cm2；
(g)检验：检测线路图形的完整性；
(h)蚀刻：用酸性氯化铜蚀刻液将没有被湿膜覆盖的铜层腐蚀掉，保留需要的线路铜箔，蚀刻液的条件：铜含量为140 ~ 180 g/l，酸量为2 ~ 3 N，氧化还原电位为450 ~ 550 mv，温度为49 ~ 54℃；
(i)去膜：用3%~5%的氢氧化钠溶液将蚀刻后的线路表面湿膜清除干净；
(j)二次刷板：用单面刷板机，将线路基板表面的氧化层抛刷掉，刷辊目数为500目；
(k)印阻焊白油：用丝网印刷的方法，在二次刷板后的线路基板表面均匀涂覆一层型号为太阳 PSR2000 CE800W的感光阻焊白油；
(l)二次预烘：将印好阻焊白油的的线路基板放置在烘箱中烘烤，烘烤温度70~80℃，时间为20~30分钟；
(m)二次曝光：将预先光绘好的阻焊底片，覆盖在二次预烘后的线路基板上，用8KW紫外曝光机曝光，使得底片上的阻焊图形转移到覆铜板上，能量设定值为950毫焦；
(n)二次显影：将二次曝光后的线路基板经过显影机显影，显影液1%~3%无水碳酸钠，温度为 28~32℃，时间为1~2分钟，喷淋压力为1~5Kg/cm2；
(o)后固化：将二次显影后的线路基板放置于烘箱中烘烤，将阻焊白油彻底固化，烘烤温度150℃，时间为60分钟；
(p)化学镍钯金：采用了安美特Universal ASF II 化学镍钯金体系，在打金线焊盘的表面镀覆一层合金镀层；
(q)压合胶膜假贴：采用胶辊热压工艺，将胶膜与线路层假贴合，假贴工艺条件：压力1~4Kg/cm2 ，温度 80~120℃，假贴的方式避免了压合时胶膜错位；
(r)一次钻基准孔：利用全自动影像打孔机先识别线路定位孔的图形，然后钻定位孔，孔径为2.0mm；
(s)固晶区铣内模：利用钻好的定位孔定位，线路基板在数控铣床上加工出所需的镜面裸露图形；
(t)胶膜预固化：将铣好内模槽的线路基板放置在烘箱中烘烤，烘烤温度60~80℃度，时间为20~40分钟，降低胶膜在压合时流胶；
（2）镜面铝的准备：采用了Mirro 2 silve 系列，其技术参数为全反射率>98%、漫反射率<5%；
（3）假贴：采用胶辊热压工艺，将步骤（2）准备的镜面铝板整平后与步骤（1）中制备的线路基板假贴合，假贴工艺条件：压力1~4Kg/cm2 ，温度 80~120℃；
（4）排板：将基板、离型膜、胶垫、钢板等按一定顺序排列叠合；
（5）压合：在热压合机上，加热加压；
（6）二次钻基准孔：利用全自动影像打孔机先识别线路定位孔的图形，然后钻定位孔，孔径为2.0mm；
（7）数控钻铣外形。
作为优化，所述步骤（1）中的步骤(a)~(o)的导电线路图形制作时，使用了放大的菲林底片，放大比例为万分之六到万分之十二，线路层为BT材质，其厚度为0.1mm ,铜箔的厚度为35um。
作为优化，所述步骤（1）中的步骤（h）蚀刻用的蚀刻液为铜含量为160 g/l，酸量为2.5 N，氧化还原电位为475mv，温度为51.6℃。
作为优化，所述步骤（1）中的步骤（p）采用的化学镀镍钯金工艺，镀层厚度Ni为5~8um、pb为2~8u " 、Au为2~6u "。
作为优化，所述步骤（1）中的步骤（q）压合胶膜假贴，胶膜使用半固化PI胶膜。
作为优化，所述步骤（4）排板时，在线路基板的线路面与钢板面之间加入厚度为1.5mm硅橡胶垫，排板的顺序为钢板、硅胶垫、离型膜、基板，这样消除了因为线路图形的厚度差造成的受压不均现象，也解决了非铜导线在压合过程中，受到的压力小，粘结不牢，结合力差的问题。
作为优化，所述步骤（5）的压合分四个阶段，分别为预压：压力6~12Kg/cm2 ，温度0~175℃持续升温，预压保温：压力6~12Kg/cm2 ，温度170~180℃，时间10-40分钟，全压：压力30~50Kg/cm2 ，温度170~180℃，时间90-120分钟，保压降温：压力30~50Kg/cm2 ，温度175~50℃持续降温，当温度低于50℃后，卸除压力将板取出，该压合流程能控制胶膜的流胶量小于等于0.1mm，并确保了镜面铝与线路基板的结合力在热应力条件下结构的完整性。
本发明的镜面铝基板经测试：铝的导热系数为222 w/m·k，散热效果好，能有效降低封装产品的光衰，镜面铝的反光率高，全反射率可达98%以上，封装光源的光效高，可达170 lm/W以上，用该方法制作的封装基板，可使LED照明灯具产品的成本降低30%以上，本发明的方法工艺合理，实用性强，具有很强市场应用前景。
具体实施方式
实现本发明一种多晶COB封装镜面铝基板的制作方法，COB（chip onboard 板上芯片封装）是裸芯片贴装技术之一，制作工艺如下：
（1）线路基板的制备：
(a)开料：用电动剪床将单面覆铜板剪切成生产需要的尺寸规格；
(b)一次刷板：用单面刷板机，将覆铜板表面的氧化层抛刷掉，刷辊目数为500目；
(c)印湿膜：用丝网印刷的方法，在一次刷板后的覆铜板表面铜箔上均匀涂覆一层感光湿膜；
(d)一次预烘：将印好湿膜的覆铜板放置在烘箱中烘烤，烘烤温度70~80℃，时间为20~30分钟；
(e)一次曝光：将预先光绘好的线路底片覆盖在预烘后的覆铜板上，用8KW紫外曝光机曝光，使得底片上的线路图形转移到覆铜板上，能量设定值为350毫焦；
(f)一次显影：将一次曝光后的覆铜板经过显影机显影，显影液1%~3%无水碳酸钠，温度为 28~32℃，时间为1~2分钟，喷淋压力为1~5Kg/cm2；
(g)检验：检测线路图形的完整性；
(h)蚀刻：用酸性氯化铜蚀刻液将没有被湿膜覆盖的铜层腐蚀掉，保留需要的线路铜箔，蚀刻液的条件：铜含量为160 g/l，酸量为2.5 N，氧化还原电位为475mv，温度为51.6℃；
(i)去膜：用3%~5%的氢氧化钠溶液将蚀刻后的线路表面湿膜清除干净；
(j)二次刷板：用单面刷板机，将线路基板表面的氧化层抛刷掉，刷辊目数为500目；
(k)印阻焊白油：用丝网印刷的方法，在二次刷板后的线路基板表面均匀涂覆一层型号为太阳 PSR2000 CE800W的感光阻焊白油；
(l)二次预烘：将印好阻焊白油的的线路基板放置在烘箱中烘烤，烘烤温度70~80℃，时间为20~30分钟；
(m)二次曝光：将预先光绘好的阻焊底片，覆盖在二次预烘后的线路基板上，用8KW紫外曝光机曝光，使得底片上的阻焊图形转移到覆铜板上，能量设定值为950毫焦；
(n)二次显影：将二次曝光后的线路基板经过显影机显影，显影液1%~3%无水碳酸钠，温度为 28~32℃，时间为1~2分钟，喷淋压力为1~5Kg/cm2；
(o)后固化：将二次显影后的线路基板放置于烘箱中烘烤，将阻焊白油彻底固化，烘烤温度150℃，时间为60分钟；
(p)化学镍钯金：采用安美特Universal ASF II 化学镍钯金体系，在打金线焊盘表面镀覆一层合金镀层，镀层厚度Ni为5~8um、pb为2~8u " 、Au为2~6u "。
(q)压合胶膜假贴：采用胶辊热压工艺，胶膜使用半固化PI胶膜，将胶膜与线路层假贴合，假贴工艺条件：压力1~4Kg/cm2 ，温度 80~120℃，假贴的方式避免了压合时胶膜错位；
(r)一次钻基准孔：利用全自动影像打孔机先识别线路定位孔的图形，然后钻定位孔，孔径为2.0mm；
(s)固晶区铣内模：利用钻好的定位孔定位，线路基板在数控铣床上加工出所需的镜面裸露图形；
(t)胶膜预固化：将铣好内模槽的线路基板放置在烘箱中烘烤，烘烤温度60~80℃度，时间为20~40分钟，降低胶膜在压合时流胶；
步骤（1）中的步骤(a)~(o)的导电线路图形制作时，使用了放大的菲林底片，放大比例为万分之六到万分之十二，线路层为BT材质，其厚度为0.1mm ,铜箔的厚度为35um。
（2）镜面铝的准备：采用了Mirro 2 silve 系列，其技术参数为全反射率>98%、漫反射率<5%；
（3）假贴：采用胶辊热压工艺，将步骤（2）准备的镜面铝板整平后与步骤（1）中制备的线路基板假贴合，假贴工艺条件：压力1~4Kg/cm2 ，温度 80~120℃；
（4）排板：在线路基板的线路面与钢板面之间加入厚度为1.5mm硅橡胶垫，排板的顺序为钢板、硅胶垫、离型膜、基板，这样消除了因为线路图形的厚度差造成的受压不均现象，也解决了非铜导线在压合过程中，受到的压力小，粘结不牢，结合力差的问题。
（5）压合：在热压合机上，加热加压，压合分四个阶段，分别为预压：压力6~12Kg/cm2 ，温度0~175℃持续升温，预压保温：压力6~12Kg/cm2 ，温度170~180℃，时间10~40分钟，全压：压力30~50Kg/cm2 ，温度170~180℃，时间90-120分钟，保压降温：压力30~50Kg/cm2 ，温度175~50℃持续降温，当温度低于50℃后，卸除压力将板取出，该压合流程能控制胶膜的流胶量小于等于0.1mm，并确保了镜面铝与线路基板的结合力在热应力条件下结构的完整性。
（6）二次钻基准孔：利用全自动影像打孔机先识别线路定位孔的图形，然后钻定位孔，孔径为2.0mm；
（7）数控钻铣外形：使用FST-650D数控钻铣机床进行外形的钻铣。
镜面铝基板经测试得到铝的导热系数为222w/m·k，散热效果好，能有效降低封装产品的光衰，镜面铝的反光率高，全反射率可达98%以上，封装光源的光效高，可达170 lm/W以上，用该方法制作的封装基板，可使LED照明灯具产品的成本降低30%以上，本发明的方法工艺合理，实用性强，具有很强市场应用前景。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种多晶COB封装镜面铝基板的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）线路基板的制备；
（2）镜面铝的准备；
（3）假贴；
（4）排板；
（5）压合；
（6）二次钻基准孔；
（7）数控钻铣外形。
2.根据权利要求1所述的一种多晶COB封装镜面铝基板的制作方法，其特征在于：所述各步骤分别如下：
（1）线路基板的制备：
(a)开料：用电动剪床将单面覆铜板剪切成生产需要的尺寸规格；
(b)一次刷板：用单面刷板机，将覆铜板表面的氧化层抛刷掉，刷辊目数为500目；
(c)印湿膜：用丝网印刷的方法，在一次刷板后的覆铜板表面铜箔上均匀涂覆一层感光湿膜；
(d)一次预烘：将印好湿膜的覆铜板放置在烘箱中烘烤，烘烤温度70~80℃，时间为20~30分钟；
(e)一次曝光：将预先光绘好的线路底片覆盖在预烘后的覆铜板上，用8KW紫外曝光机曝光，能量设定值为350毫焦；
(f)一次显影：将一次曝光后的覆铜板经过显影机显影，显影液1%-3%无水碳酸钠，温度为 28~32℃，时间为1~2分钟，喷淋压力为1~5Kg/cm2；
(g)检验：检测线路图形的完整性；
(h)蚀刻：用酸性氯化铜蚀刻液将没有被湿膜覆盖的铜层腐蚀掉，保留需要的线路铜箔，蚀刻液的条件：铜含量为140 ~ 180 g/l，酸量为2~ 3 N，氧化还原电位为450 ~ 550 mv，温度为49 ~ 54℃；
(i)去膜：用3%~5%的氢氧化钠溶液将蚀刻后的线路表面湿膜清除干净；
(j)二次刷板：用单面刷板机，将线路基板表面的氧化层抛刷掉，刷辊目数为500目；
(k)印阻焊白油：用丝网印刷的方法，在二次刷板后的线路基板表面均匀涂覆一层型号为太阳 PSR2000 CE800W的感光阻焊白油；
(l)二次预烘：将印好阻焊白油的的线路基板放置在烘箱中烘烤，烘烤温度70~80℃，时间为20~30分钟；
(m)二次曝光：将预先光绘好的阻焊底片，覆盖在二次预烘后的线路基板上，用8KW紫外曝光机曝光，能量设定值为950毫焦；
(n)二次显影：将二次曝光后的线路基板经过显影机显影，显影液1%~3%无水碳酸钠，温度为 28~32℃，时间为1~2分钟，喷淋压力为1~5Kg/cm2；
(o)后固化：将二次显影后的线路基板放置于烘箱中烘烤，烘烤温度150℃，时间为60分钟；
(p)化学镍钯金：采用了安美特Universal ASF II 化学镍钯金体系，在打金线焊盘的表面镀覆一层合金镀层；
(q)压合胶膜假贴：采用胶辊热压工艺，将胶膜与线路层假贴合，假贴工艺条件：压力1~4Kg/cm2 ，温度 80~120℃；
(r)一次钻基准孔：利用全自动影像打孔机先识别线路定位孔的图形，然后钻定位孔，孔径为2.0mm；
(s)固晶区铣内模：利用钻好的定位孔定位，线路基板在数控铣床上加工出所需的镜面裸露图形；
(t)胶膜预固化：将铣好内模槽的线路基板放置在烘箱中烘烤，烘烤温度60~80℃度，时间为20~40分钟；
（2）镜面铝的准备：采用了Mirro 2 silve 系列，其技术参数为全反射率>98%、漫反射率<5%；
（3）假贴：采用胶辊热压工艺，将步骤（2）准备的镜面铝板整平后与步骤（1）中制备的线路基板假贴合，假贴工艺条件：压力1~4Kg/cm2 ，温度 80~120℃；
（4）排板：将基板、离型膜、胶垫、钢板等按一定顺序排列叠合；
（5）压合：在热压合机上，加热加压；
（6）二次钻基准孔：利用全自动影像打孔机先识别线路定位孔的图形，然后钻定位孔，孔径为2.0mm；
（7）数控钻铣外形。
3.根据权利要求1或2所述的一种多晶COB封装镜面铝基板的制作方法，其特征在于：所述步骤（1）中的步骤(a)~(o)的导电线路图形制作时，使用了放大的菲林底片，放大比例为万分之六到万分之十二，线路层为BT材质，其厚度为0.1mm，铜箔的厚度为35um。
4.根据权利要求1或2所述的一种多晶COB封装镜面铝基板的制作方法，其特征在于：所述步骤（1）中的步骤（h）蚀刻用的蚀刻液为铜含量为160 g/l，酸量为2.5 N，氧化还原电位为475mv，温度为51.6℃。
5.根据权利要求1或2所述的一种多晶COB封装镜面铝基板的制作方法，其特征在于：所述步骤（1）中的步骤（p）采用的化学镀镍钯金工艺，镀层厚度Ni为5~8um、pb为2~8u " 、Au为2~6u "。
6.根据权利要求1或2所述的一种多晶COB封装镜面铝基板的制作方法，其特征在于：所述步骤（1）中的步骤（q）压合胶膜假贴，胶膜使用半固化PI胶膜。
7.根据权利要求1或2所述的一种多晶COB封装镜面铝基板的制作方法，其特征在于：所述步骤（4）排板时，在线路基板的线路面与钢板面之间加入厚度为1.5mm硅橡胶垫，排板的顺序为钢板、硅胶垫、离型膜、基板。
8.根据权利要求1或2所述的一种多晶COB封装镜面铝基板的制作方法，其特征在于：所述步骤（5）的压合分四个阶段，分别为预压：压力6~12Kg/cm2 ，温度0~175℃持续升温，预压保温：压力6~12Kg/cm2 ，温度170~180℃，时间10~40分钟，全压：压力30~50Kg/cm2 ，温度170~180℃，时间90~120分钟，保压降温：压力30~50Kg/cm2 ，温度175~50℃持续降温，当温度低于50度后，卸除压力将板取出。
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