CN109327957A - 一种导热铜基板及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种导热铜基板及其制作方法，涉及印制板制作技术领域，依次包括粘合在一起的铜基层、导热绝缘层和线路铜箔层，线路铜箔层上分布有至少两个铜PAD，导热绝缘层上设有贯穿孔，贯穿孔内为填充铜，铜PAD覆盖于贯穿孔上，铜PAD通过填充铜与铜基层相连。制作中采用两次涂布湿膜，以防止铜PAD与线路因厚度不一而无法很好地贴膜、曝光显影并蚀刻，以制作出高精度、高功率、高散热的导热铜基板。

Description

一种导热铜基板及其制作方法
技术领域
本发明涉及印制板制作技术领域，尤其是指一种导热铜基板及其制作方法。
背景技术
随着电子工业的高速发展，集成度越来越高是电子元器件的发展趋势。印制线路板也向着高密度化和高性能化快速发展，导线的精密程度也将越来越高。也正因为印制线路板飞速地朝着细导线，窄间距，小孔径，高精密化发展，也随之出现部分问题，如高功率汽车车灯印制线路板度不仅需要高集成度、高精度组装，还需要持续工作，发出的热量自然不断地增加，而持续的热量将会影响整个产品的使用寿命。因此，高散热性，高精密尺寸的散热基板，也将会成为未来线路板行业的发展趋势。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：解决高精度线路板的散热问题。
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种导热铜基板，依次包括粘合在一起的铜基层、导热绝缘层和线路铜箔层，线路铜箔层上分布有至少两个铜PAD，导热绝缘层上设有贯穿孔，贯穿孔内为填充铜，铜PAD覆盖于贯穿孔上，铜PAD通过填充铜与铜基层相连。
在进一步的方案中，所述铜PAD为矩形，铜PAD长度为0.20mm～0.30mm，宽度为0.5mm～0.65mm，相邻铜PAD的间距为0.08mm～0.15mm。
在进一步的方案中，所述线路铜箔层上铜PAD的厚度为30um～45um，线路铜厚为15～25um。
在进一步的方案中，所述线路铜箔层上线路的线宽为48～72um，线距为48～72um。
在进一步的方案中，所述铜基层厚度为0.8～1.2mm。
在进一步的方案中，所述导热绝缘层的导热系数为1.5～2.5W/(m.k)，厚度为50～100um。
此外，还公开了一种所述导热铜基板的制作方法，具体包括如下步骤：
S1、依次将铜基板、导热绝缘板和铜箔压合在一起，形成层压板；
S2、对铜基面进行菲林保护，在铜箔面贴干膜并在对应导热绝缘层所需打孔处做出干膜开窗；
S3、显影、蚀刻铜箔面，去除对应导热绝缘层所需打孔处上所覆盖的铜箔；
S4、镭射钻孔，在去除了铜箔的部位镭射贯穿导热绝缘层，并形成贯穿绝缘层的贯穿孔；
S5、沉铜板电，再电镀填孔，铜基面进行菲林保护，铜箔面做出镀孔菲林，且镀孔菲林在所需镀孔处形成与所需铜PAD规格对应的菲林开窗，以电镀加厚该处的铜箔并形成铜PAD；
S6、铜箔面涂布两次湿膜制作图形线路。
在进一步的方案中，所述S1步骤和S2步骤间，还先后包括将铜箔面棕化减铜至10～13um，然后于层压板四周钻取对位孔。
在进一步的方案中，所述干膜开窗的孔径为0.08～0.15mm，进一步可为0.1～0.15mm，所述S3中铜箔面蚀刻出孔径为0.1～0.15mm的孔，的所述绝缘层上贯穿孔的直径为0.1～0.15mm。
在进一步的方案中，所述S6步骤中，经两次涂布湿膜后，湿膜总厚度为35～55um。
本发明中的导热铜基板，在线路层设计出铜PAD，且铜PAD通过填充铜穿透导热绝缘层而与铜基相连，极大地增强了铜基板的导热性能。此外，考虑到线路与铜PAD之间存在高度差，运用干膜生产线路会存在干膜贴不紧、有气泡问题，从而造成酸性蚀刻后线路开路或者线路短路而报废。本发明中的制作方法采用线路图形制作两次涂布湿膜，外层曝光，再显影，酸性蚀刻，从而可以有效地解决上述问题，制作出高精度、高散热铜基板。
附图说明
下面结合附图详述本发明的具体结构
图1为本发明的多凸台型半嵌入铜块印制板层状结构示意图。
图中，1-铜基层、2-导热绝缘层、3-线路铜、4-铜PAD、5-填充铜。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
结合附图1，在一具体实施例中公开了一种导热铜基板，从底层到表层依次包括粘合在一起的铜基层1、导热绝缘层2和线路铜箔层，线路铜箔层即为制作图形线路的铜层。线路铜箔层上自然是以线路铜3作为主体部分，同时线路铜箔层上还分布有至少两个铜PAD4，导热绝缘层2上设有贯穿孔，贯穿孔内为填充铜5，铜PAD4覆盖于贯穿孔上，铜PAD4通过填充铜5与铜基层1相连。铜PAD4的设计，主要是针对现有技术中印制电路板在大功率时散热性能不足，铜PAD4可作为焊盘，线路铜3也可以位于各个铜PAD4之间或分布于铜PAD四周，各个元器件所散发的热量可以通过铜PAD4并经由填充铜5和铜基层1而散发至环境中，从而使得整个印制板具有较好的散热效果。
在以具体实施例中，所述铜PAD为矩形，铜PAD长度为0.20mm～0.30mm，宽度为0.5mm～0.65mm，相邻铜PAD的间距为0.08mm～0.15mm。优选的，所述线路铜箔层上铜PAD的厚度为30um～45um，线路铜厚为15～25um。即线路铜与铜PAD之间存在一定的高度差。优选的，所述线路铜箔层上线路的线宽为48～72um，线距为48～72um。优选的，所述铜基层厚度为0.8～1.2mm。优选的，所述导热绝缘层的导热系数为1.5～2.5W/(m.k)，厚度为50～100um。
此外，在一具体实施例中，还公开了一种所述导热铜基板的制作方法，具体包括如下步骤。
开料：根据实际生产需要，先将大尺寸的铜板裁切成适合生产的尺寸规格。
压合：依次将铜基板、导热绝缘板和Hoz铜箔叠合并层压在一起，从而形成层压板。
裁边：将压合得到的层压板裁切成适合生产的尺寸规格。
贴膜：在铜基面贴上保护膜，以防后续棕化上受到影响。
减铜：将铜箔面棕化减铜至10～13um。
钻孔：可在层压板的四周钻取外层线路曝光用对位孔。
开窗：对铜基面进行菲林保护，防止后续的蚀刻步骤受到影响。同时，在铜箔面贴干膜并在对应导热绝缘层所需打孔处做出干膜开窗，以便后续步骤能蚀刻掉开窗处的铜箔。即通过曝光、显影即得到相应的开窗，开窗的孔径为0.08～0.15mm，并可优选为0.1～0.15mm。
蚀刻：对贴有干膜的铜箔面进行蚀刻，去除对应导热绝缘层所需打孔处上所覆盖的铜箔，以在铜箔面蚀刻出孔径为0.1～0.15mm的孔，后续导热绝缘层钻孔时可从该无铜处进行，且对应的蚀刻速度为5.0～7.0m/min。
镭射钻孔：在去除了铜箔的部位镭射贯穿导热绝缘层，并形成贯穿绝缘层的贯穿孔。所述绝缘层上贯穿孔的直径为0.1～0.15mm。
沉铜板电：整板沉铜板电镀薄铜。
电镀填孔：铜基面进行菲林保护，铜箔面做出镀孔菲林，且镀孔菲林在所需镀孔处形成与所需铜PAD规格对应的菲林开窗，以电镀加厚该处的铜箔并形成铜PAD。外层线路做出镀孔菲林背面做保护菲林可方便填孔电流估算，VCP线镀盲孔，需将盲孔及pad镀平，填孔后dimple＜20um。
线路制作：铜箔面涂布两次湿膜，湿膜总厚度为35～55um，然后进行ldi曝光，曝光能量为200～300mj/cm2，静置15～20分钟后，在湿膜显影段显影，显影速度为3.0～5.0m/min。然后进行蚀刻，蚀刻速度为6.0-8.0m/min，蚀刻后线宽为48-72um。
本发明中的导热铜基板，在线路铜层上设计出铜PAD，且铜PAD通过填充铜穿透导热绝缘层而与铜基相连，铜PAD可作为元器件的焊盘，从而极大地增强了铜基板的导热性能。此外，考虑到线路铜与铜PAD之间存在高度差，若运用干膜生产线路则会存在干膜贴不紧、有气泡等问题，从而造成酸性蚀刻后线路开路或者线路短路而报废。对此，本发明中的导热铜基板制作方法中，采用了在线路图形制作是两次涂布湿膜，保证铜箔层完全覆盖，然后再进行外层曝光，显影，酸性蚀刻，从而使得该方法可以有效地解决上述问题，制作出高精度、高散热铜基板。
最后，需要说明的是，此处第一、第二……只代表其名称的区分，不代表它们的重要程度和位置有什么不同。此处，上、下、左、右、前、后只代表其相对位置而不表示其绝对位置.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种导热铜基板，其特征在于：依次包括粘合在一起的铜基层、导热绝缘层和线路铜箔层，线路铜箔层上分布有至少两个铜PAD，导热绝缘层上设有贯穿孔，贯穿孔内为填充铜，铜PAD覆盖于贯穿孔上，铜PAD通过填充铜与铜基层相连。
2.如权利要求1所述的导热铜基板，其特征在于：所述铜PAD为矩形，铜PAD长度为0.20mm～0.30mm，宽度为0.5mm～0.65mm，相邻铜PAD的间距为0.08mm～0.15mm。
3.如权利要求2所述的导热铜基板，其特征在于：所述线路铜箔层上铜PAD的厚度为30um～45um，线路铜厚为15～25um。
4.如权利要求3所述的导热铜基板，其特征在于：所述线路铜箔层上线路的线宽为48～72um，线距为48～72um。
5.如权利要求4所述的导热铜基板，其特征在于：所述铜基层厚度为0.8～1.2mm。
6.如权利要求5所述的导热铜基板，其特征在于：所述导热绝缘层的导热系数为1.5～2.5W/(m.k)，厚度为50～100um。
7.一种如权利要求1-6任一项所述的导热铜基板的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、依次将铜基板、导热绝缘板和铜箔压合在一起，形成层压板；
S2、对铜基面进行菲林保护，在铜箔面贴干膜并在对应导热绝缘层所需打孔处做出干膜开窗；
S3、蚀刻铜箔面，去除对应导热绝缘层所需打孔处上所覆盖的铜箔；
S4、镭射钻孔，在去除了铜箔的部位镭射贯穿导热绝缘层，并形成贯穿绝缘层的贯穿孔；
S5、沉铜板电，再电镀填孔，铜基面进行菲林保护，铜箔面做出镀孔菲林，且镀孔菲林在所需镀孔处形成与所需铜PAD规格对应的菲林开窗，以电镀加厚该处的铜箔并形成铜PAD；
S6、铜箔面涂布两次湿膜制作图形线路。
8.如权利要求7所述的制作方法，其特征在于：所述S1步骤和S2步骤间，还先后包括将铜箔面棕化减铜至10～13um，然后于层压板四周钻取对位孔。
9.如权利要求7所述的制作方法，其特征在于：所述干膜开窗的孔径为0.08～0.15mm，所述S3中铜箔面蚀刻出孔径为0.1～0.15mm的孔，的所述绝缘层上贯穿孔的直径为0.1～0.15mm。
10.如权利要求7所述的制作方法，其特征在于：所述S6步骤中，经两次涂布湿膜后，湿膜总厚度为35～55um。
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