CN103855036B - 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。<!--1-->
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140~180g/l,酸量为2~3N,氧化还原电位为450~550mv,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PSR2000CE800W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UniversalASFII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Mirro2silve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160g/l,酸量为2.5N,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170lm/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(chiponboard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160g/l,酸量为2.5N,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PSR2000CE800W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UniversalASFII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Mirro2silve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170lm/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 (7)
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:
(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140~180g/l,酸量为2~3N,氧化还原电位为450~550mv,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PSR2000CE800W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UniversalASFII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Mirro2silve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。
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。
3.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:所述步骤(1)中的步骤(h)蚀刻用的蚀刻液为铜含量为160g/l,酸量为2.5N,氧化还原电位为475mv,温度为51.6℃。
4.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"。
5.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:所述步骤(1)中的步骤(q)压合胶膜假贴,胶膜使用半固化PI胶膜。
6.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。
7.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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