CN106132098A - 一种led金属基线路板的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种LED金属基线路板的制造方法，经过金属板表处理→叠覆导热绝缘胶片→覆合铜箔层压→开料→钻定位孔→前处理→线路图成型→蚀刻去膜→阻焊白油的涂布→曝光→显影→字符印刷和固化→冲孔→v割→防氧化工艺→得成品，本发明在金属基底板上叠覆PP胶，线路图成型采用印刷工艺或者曝光工艺，通过本发明的技术方案可大批量生产集驱动电源与光源为一体的金属基线路板，且制作的LED和电源均具有良好的散热性。

Description

一种LED金属基线路板的制造方法

技术领域

本发明涉及 LED 光电技术领域，具体地说是一种LED金属基线路板的制造方法。

背景技术

LED照明灯具，由于灯珠在工作过程中要产生热量，因此，需要采用散热性、耐热性良好的金属基线路板作为LED灯珠的载体；同时LED灯具的灯珠是以贴片的方式焊接，而驱动电源部分的元器件需要以插件的方式进行焊接，因此，LED灯具的驱动电源与光源只能分别制造，连接使用，给生产生活带来很大的麻烦，材料和制造成本也相对较高。为追求轻巧、方便，人们期望将LED照明器的电源驱动和光源合为一体，方便生产生活需要。

目前对集电源驱动部分和光源于一体的研究尚有两种，其中一种做法是在铝基线路板上直接以贴片的方式将驱动电源部分置于LED光源电路之内，以AC-AC的方式驱动，这种方式制成的LED灯具往往会产生闪烁现象，并且受到电网线路的浪涌等因素的影响，驱动芯片极易损坏，LED灯具的稳定性受到严重影响；另一种做法是用铣好(或用冲床冲好)尺寸的FR4 、CEM-1或CEM-3板作基板，镶嵌到事先铣好（或冲好）同样尺寸的铝板上，然后涂布绝缘层，覆上铜箔板压合，再进行线路板加工生产，制成电光源一体式LED灯具，这种方法的缺点是材料成本和加工成本成倍增加、生产效率很低，只能少量制造，无法规模化生产；而且压合时，由于电源基材和铝板本身裁切时产生的厚度误差、基板镶嵌在铝板上出现的误差以及冲切时产生的粉尘等在压合时生产的影响，这些因素都会严重影响到绝缘层与铜箔、铝板的结合，最终影响到产品的剥离强度、绝缘性和导热性等技术质量指标。

上述两种做法的在单个步骤中还存在以下不足：主要指涂胶步骤，传统做法采用滚涂、印刷和喷雾式涂布三种方式，这三种方式分别存在以下不足：①滚涂，胶的厚度很难调整、厚薄不均，生产速度较慢，一般在3-4m/min左右；②印刷，效率低、速度慢，产品尺寸小，一般产品宽度在60cm以下，不能生产尺寸1m*2m这样的大规格铝基覆铜板；③喷雾式涂布，虽然产品可以喷得很均匀，也能生产大规格板，但由于喷出的绝缘胶呈雾状，大量胶体物质飘散到空气中，除了严重影响环境对周围操作人员有健康影响外，还会大量浪费原材料，提高生产成本。

发明内容

本发明提供了一种具有良好散热、耐热性的铜、铝等金属作为基板、将LED照明灯具的驱动电源部分和光源部分合二为一的线路板制造方法，可以极大地方便LED的生产制造和日常使用，降低材料消耗，提高生产率。具体地说是公开了一种LED金属基线路板的制造方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种LED金属基线路板的制造方法，包括金属基覆铜板的制作以及基于金属基覆铜板制作金属基线路板，包括以下步骤：

金属基覆铜板的制造

（1）金属板表面处理：选用厚度为0.072-0.2mm的铜板或0.2-1.5mm的铝板或铁板或硅钢板等不同的金属作为基板材料，对其进行表面除油、粗化、清洗、烘干，制得金属基底板；

（2）叠覆导热绝缘胶片：在金属基板上叠覆PP胶，其中PP胶类型有三种，①以玻璃布和导热胶组成的导热PP，②以玻璃布和环氧树脂组成的普通PP，③由导热胶组成的导热胶膜，所述PP胶的单片厚度为0.11mm左右，叠覆PP胶的数量视产品规格确定。

（3）覆合铜箔：在上述半固化后的导热绝缘胶膜或PP胶膜上，覆以厚度0.036mm-0.1mm的线路铜箔，并经层压，使基板、导热绝缘胶膜、铜箔结合一起，制成金属基覆铜板。

金属基线路板的制造

（4）开料、钻定位孔、前处理：所述金属基覆铜板包括基板面和铜箔面，将金属基覆铜板按设计要求进行开料、钻定位孔后，再进行铜箔面和基板面的前处理，使基板面洁净、干燥，铜箔面光洁、无氧化。

（5）线路图成型：采用印刷工艺或者曝光工艺，所述印刷工艺以UV油墨印刷，先进行基板面印刷、UV固化，形成基板面图形，再进行铜箔面印刷、UV固化，形成板面线路图形；所述曝光工艺是对基板面和铜箔面用感光油墨涂布、烘烤干燥后，进行曝光及显影，来实现线路面和基板面的图形成形。

（6）蚀刻去膜：线路图成型后，将铜箔面中的铜箔和基板面中的基板金属以酸性或碱性蚀刻；以碱性去除油墨，形成线路；对线路面和基板面进行表面清洗、干燥。

（7）阻焊白油的涂布：线路铜箔面经表面处理后，按阻焊图形以白色感光油墨进行涂布或印刷，然后以80-110℃的温度进行烘烤干燥。

（8）曝光、显影：将阻焊图形与铜箔线路对位后进行曝光；以浓度为0.8-1.2%的碳酸钠溶液进行显影，并进行板面清洗烘干。

（9）字符标记印刷和固化。

（10）冲孔；阻焊白油面朝下，用冲床一次完成孔径和外形的冲切。

（11）v割：根据产品规格尺寸实现V形槽的切割。

（12）防氧化工艺：最终制成金属基线路板。

进一步地，步骤（5）若采用印刷工艺，所述印刷过程中，所述基板面的UV固化能量控制在650-800mj。

进一步地，步骤（5）中，若采用曝光工艺，所述的基板面和铜箔面同时完成液态感光油墨的涂布，然后以80-110℃的温度进行烘烤干燥；所述的曝光能量为500-600 mj。

进一步地，步骤（8）中，所述的碳酸钠溶液的浓度为0.8-1.2%，以传动速度4-6m/min、喷头压力1.8-2.4kg进行显影操作，显影后以喷淋法进行清洗并烘干。

本发明采取了上述改进措施进行，其有益效果显著：本发明可大批量生产集电、光源于一体的金属基线路板，改变了线路板的传统形式，为线路板植入新的功能；摒除了在金属板开设凹槽再镶嵌FR4或CEM-1板的繁琐、低效、易损的做法。且该发明无加工时的落灰，产品具有铜箔附着力强、散热性好、导热性强、耐压性高等特点，可以改变当前LED筒灯、射灯、平板灯等室内外照明灯具的装配结构，有节能降耗、节材增效特点。

附图说明

图1为本发明金属基覆铜板的生产工艺框图；

图2为生产金属基线路板的框图。

具体实施方式

下面对照附图结合实施例对本发明作进一步的说明：

实施例1

参照图1、图2所示，一种LED金属基线路板的制造方法，通常包括制作金属基覆铜板和以其为基础制作金属基线路板两大部分，步骤包括：

金属基覆铜板的制造

（1）金属板表面处理：选用厚度为0.2mm的铝板，对其进行表面除油、粗化、清洗、烘干，制得铝基底板。

（2）叠覆导热绝缘胶片：是将导热绝缘胶片叠覆到铝基底板上，其中绝缘胶类型有三种，其中绝缘胶类型有三种，①以玻璃布和导热胶组成的导热PP，②以玻璃布和环氧树脂组成的普通PP，③由导热胶组成的导热胶膜，所述导热绝缘胶的单片厚度为0.11mm左右，在铝板上叠覆绝缘胶膜，叠覆绝缘胶的厚度及数量视产品要求确定。

（3）覆合铜箔：将厚度为0.036mm的铜箔层叠在涂好的导热胶膜的铝板上，将排版好的复合铝基板转入压机进行热压、冷压，使铜板、导热胶膜、铜箔结合一起。

金属基线路板的制造

（4）开料、钻定位孔、前处理：开料，根据材料的特性采用剪切式开料。在剪切前，为减少切面的分层边裂等不良现象，将铝基覆铜板以一定的温度和传输速度经过烘道加热；开料后的工作板先清洗，烘干处理，再使用专用钻头进行钻孔；在线路图形转移前，以浓度为2-3﹪的硫酸溶液，进行清洁，除氧化处理，保证铜箔面和铝基面干净，使油墨的结合力达到要求。

（5）线路图成型：采用曝光工艺，基板面和铜箔面同时用感光油墨涂布、烘烤干燥后，进行曝光及显影，形成线路面和基板面的图形。烘烤干燥的温度控制在80℃（还可以为110℃、85℃、98℃等）；曝光能量为500 mj（还可以为530 mj 、550 mj 、580mj等）；基板面和铜箔面在进行双面显影时，采用浓度为0.8-1.2%的碳酸钠溶液。

（6）蚀刻去膜：线路图成型后，将基板面和铜箔面以酸性或碱性进行蚀刻；以碱液去除油墨；去墨后再对基板面进行表面清洗、干燥处理。

（7）阻焊白油的涂布：线路铜箔面经表面处理后，按阻焊图形以白色感光油墨进行涂布，以80-110℃的温度烘烤干燥。

（8）曝光、显影：将阻焊图形与铜箔线路对位后进行曝光；以浓度为0.8-1.2%的碳酸钠溶液进行显影，显影完成后进行表面清洗、烘干。

（9）字符印刷：因电源驱动部分的元件基板面有凹陷，可以将商标等标识设计在铝板上，元件符号设计在白色阻焊面以淡色油墨印刷；字符印刷还可以采用模印法。

（10）冲孔：阻焊白油面朝下，用冲床一次完成孔径和外形的冲切。

（11）v割：根据产品规格尺寸，以V割机进行V形槽的切割。

（12）防氧化工艺：采用一定浓度的双氧水和稀硫酸溶液，降低对金属基板的微蚀损伤。防氧化后进行清洗和干燥。

本发明还可以是选用厚度为0.072mm或者0.085mm的铜板，步骤与实施例1相同，经过上述工艺制造集驱动电光源一体式的LED线路板。

实施例2

首先选用1.5mm的铝板，在步骤（5）与实施例1有所不同，本实施例采用印刷工艺实现线路图成型，所述印刷工艺以UV油墨印刷，先进行基板面印刷、UV固化，基板面的UV固化能量为650mj，形成基板面图形，再进行铜箔面印刷、UV固化，形成板面线路图形，其他步骤与实施例1相同。

本发明还可以是选用厚度为0.1mm或0.2mm的铜板，其他步骤与实施例2相同，制造集驱动电光源一体式的LED线路板。

实施例3

首先选用1mm的铝板，在步骤（5）与实施例1有所不同，本实施例采用印刷工艺实现线路图成型，所述印刷工艺以UV油墨印刷，先进行基板面印刷、UV固化，基板面的UV固化能量为800mj，形成基板面图形，再进行铜箔面印刷、UV固化，形成板面线路图形，其他步骤与实施例1相同。

本发明还可以选用铁板或硅钢板等金属基材作为基板材料，在步骤（5）采用的是曝光工艺实现线路图成型，其他步骤与实施例3相同。

以上列举的仅为本发明的具体实施例，显然，本发明不限于以上实施例，本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种LED金属基线路板的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

金属基覆铜板的制造

（1）金属板表面处理：将金属板作为基板材料，对其进行表面除油、粗化、清洗、烘干，制得金属基底板；

（2）叠覆导热绝缘胶片：在金属基底板上叠覆PP胶；

（3）覆合铜箔：将厚度为0.036mm-0.1mm的铜箔层叠在涂覆有导热绝缘胶膜的金属基底板上，并经层压，使基板、导热绝缘胶膜、铜箔结合一起，制成金属基覆铜板；

金属基线路板的制造

（4）开料、钻定位孔、前处理：所述金属基覆铜板包括基板面和铜箔面，将金属基覆铜板按设计要求进行开料、钻定位孔后，再进行铜箔面和基板面的前处理；

（5）线路图成型：采用印刷工艺或者曝光工艺，所述印刷工艺以UV油墨印刷，先进行基板面印刷、UV固化，形成基板面图形，再进行铜箔面印刷、UV固化，形成板面线路图形；所述曝光工艺是对基板面和铜箔面用感光油墨涂布、烘烤干燥后，进行曝光及显影，来实现线路面和基板面的图形成形；

（6）蚀刻去膜：将铜箔面中的铜箔和基板面中的基板金属以酸性或碱性蚀刻；以碱性去除油墨，形成线路；对线路面和基板面进行表面清洗、干燥；

（7）阻焊白油的涂布：线路铜箔面经表面处理后，按阻焊图形以白色感光油墨进行涂布或印刷，然后以80-110℃的温度进行烘烤干燥；

曝光、显影：将阻焊图形与铜箔线路对位后进行曝光；以碳酸钠溶液进行显影，并进行板面清洗烘干；

字符标记印刷和固化；

冲孔：阻焊白油面朝下，用冲床一次完成孔径和外形的冲切；

v割；

防氧化工艺：最终制成金属基线路板。

2.根据权利要求1所述的电光源一体式LED金属基线路板的制造方法，其特征在于，步骤（1）中所述基板材料为0.072-0.2mm的铜板或0.2-1.5mm铝板或铁板或硅钢板。

3.根据权利要求1所述的LED金属基线路板的制造方法，其特征在于，步骤（2）中，所述的导热绝缘胶片为玻璃布和导热胶组成的导热PP。

4.根据权利要求1所述的LED金属基线路板的制造方法，其特征在于，步骤（2）中，所述的导热绝缘胶片为以玻璃布和环氧树脂组成的普通PP。

5.根据权利要求1所述的LED金属基线路板的制造方法，其特征在于，步骤（2）中所述的导热绝缘胶片为由导热胶组成的导热胶膜。

6.根据权利要求1所述的LED金属基线路板的制造方法，其特征在于，步骤（5），若采用印刷工艺，进行基板面印刷、光固时，所述基板面的光固能量控制在900-1000mj；进行铜箔面印刷、光固时，所述铜箔面的光固能量控制在650-800mj。

7.根据权利要求1所述的LED金属基线路板的制造方法，其特征在于，步骤（5），若采用曝光工艺，所述的基板面和铜箔面同时完成液态感光油墨的涂布，然后以80-110℃的温度进行烘烤干燥；所述的曝光能量为500-600 mj，基板面和铜箔面在进行双面显影时，采用浓度为0.8-1.2%的碳酸钠溶液。

8.根据权利要求1所述的LED金属基线路板的制造方法，其特征在于，在曝光、显影步骤中，所述的碳酸钠溶液的浓度为0.8-1.2%，以传动速度4-6m/min、喷头压力1.8-2.4kg进行显影操作，显影后以喷淋法进行清洗并烘干。