CN110402015A - 一种直接散热铝基印制板的制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种直接散热铝基印制板的制作方法，包括步骤：A1：开料：根据需求尺寸将依次由铜层、介质层、铝基层层叠构成的芯板进行切割得到铝基印制板基材；A2：在所述铝基印制板基材上钻工具孔；采用机械控深铣的方式依次钻穿铜层和介质层形成底部暴露铝基层的盲孔，所述盲孔至少有一个；A3：对所述铝基印制板基材的铜层外露面以及所述盲孔进行电镀形成电镀层；A4：通过依次蚀刻电镀层、铜层的方式在铜层上制作线路得到直接散热铝基印制板。在线路铜层表面和盲孔之间电镀形成连续的高导热性能的金属电镀层，又由于盲孔底部为铝基层，即电镀层与铝基直接相接，使线路的热量通过电镀层快速向盲孔方向转移并转移至铝基层，从而实现铝基直接散热。

Description

一种直接散热铝基印制板的制作方法
技术领域
本发明涉及电路板印制技术领域，尤其是指一种直接散热铝基印制板的制作方法。
背景技术
金属基印制板由于具有良好的散热性能，在照明、电源、汽车等产品中广泛使用，常用的金属基类型有铝基和铜基，其中成本低且应用最广的是铝基印制板，但由于铝材特性，铝基印制板不能在印制板行业的硫酸铜电镀液中进行电镀，从而导致铝基印制板的线路层与铝基无法导通和连接，零件组装后线路层的热量要通过介质层传到铝基，影响整体散热效果。目前铝基印制板线路层与铝基连接的方法有碳油、铜钉、铜浆、银浆等，但这些方式加工过程都比较复杂，效率较低，不适于批量生产。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种铝基印制板线路层与铝基连接的新方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种直接散热铝基印制板的制作方法，包括步骤：
A1：开料：根据需求尺寸将依次由铜层、介质层、铝基层层叠构成的芯板进行切割得到铝基印制板基材；
A2：在所述铝基印制板基材上钻工具孔；采用机械控深铣的方式依次钻穿铜层和介质层形成底部暴露铝基层的盲孔，所述盲孔至少有一个；
A3：对所述铝基印制板基材的铜层外露面以及所述盲孔进行电镀形成电镀层；
A4：通过依次蚀刻电镀层、铜层的方式在铜层上制作线路得到直接散热铝基印制板。
进一步的，所述步骤A3中，电镀时，先使用由20-25g/L的氧化锌构成的沉锌液进行第一次沉锌处理，接着使用质量分数为45-55％的硝酸溶液进行退锌处理，再接着使用由20-25g/L的氧化锌构成的沉锌液进行第二次沉锌处理，然后使用由70-80g/L的氰化亚铜和120-130g/L的氰化钠构成的碱铜体系进行碱铜处理，最后使用由180-220g/L的硫酸铜和60-70g/L的硫酸构成的酸铜体系进行酸铜处理。
进一步的，所述步骤A3中，电镀时，先使用由25g/L的氧化锌构成的沉锌液进行第一次沉锌处理，接着使用质量分数为50％的硝酸溶液进行退锌处理，再接着使用由25g/L的氧化锌构成的沉锌液进行第二次沉锌处理，然后使用由75g/L的氰化亚铜和127g/L的氰化钠构成的碱铜体系进行碱铜处理，最后使用由200g/L的硫酸铜和65g/L的硫酸构成的酸铜体系进行酸铜处理。
进一步的，所述步骤A3中，在进行第一次沉锌前，先对所述铝基印制板的铜层外露面和所述盲孔表面进行除油处理。
进一步的，所述步骤A3中，在除油处理后，第一次沉锌处理前，还使用质量分数为6-10％的氢氧化钠溶液对盲孔底部的铝表面进行浸蚀处理。
进一步的，所述步骤A4后，还包括步骤：
A5：对所述线路进行防焊处理；
A6：对所述铝基印制板依次进行印制字符、铣外形、贴有机保护膜和检验。
进一步的，在所述步骤A2中，所述铜层厚度为L1，所述介质层厚度为L2，所述盲孔深度为H，其中，L1+L2+0.05mm≤H≤L1+L2+0.15mm。
进一步的，在所述步骤A5中，采用挡点网印刷的方式进行防焊处理；挡点网的挡点用于遮挡所述盲孔，且所述挡点的形状与所述盲孔的开口形状相同。
进一步的，在所述步骤A5中，所述挡点呈圆形，所述盲孔开口呈圆形；所述挡点直径为Φ，所述盲孔口径为D，其中，Φ≥D+0.3mm。
进一步的，所述步骤A3中，在除油处理前，将所述铝基印制板基材插入治具上；完成酸铜处理后，将所述铝基印制板基材从治具上取下。
本发明的有益效果在于：采用五金电镀方式替代传统的塞导电碳油、塞导电银浆、塞导电铜浆、嵌铜钉等方式，导通或连接线路层与铝基，使线路层的热量可通过电镀层传递到铝基。经测算，使用本发明方法制得的铝基印制板，线路层与铝基之间的导热系数可由传统铝基印制板的2-3W/m.k提高至220W/m.k，即导热效率高。此外，相对于传统铝基印制板，本发明方法的工艺流程简单，效率高，适合于批量生产。
附图说明
下面结合附图详述本发明的具体结构
图1为根据本发明的一种直接散热铝基印制板的制作方法电镀后的铝基印制板的剖面细节图；
图2为根据本发明的一种直接散热铝基印制板的制作方法制作线路后的铝基印制板的剖面细节图；
其中，1-铝基层，2-介质层，3-铜层，4-盲孔，5电镀层。
具体实施方式
本发明构思在于：在线路铜层表面和盲孔之间电镀形成连续的高导热性能的金属电镀层，又由于盲孔底部为铝基层，即电镀层与铝基直接相接，使线路的热量通过电镀层快速向盲孔方向转移并转移至铝基层，从而实现铝基直接散热。
根据本发明构思，直接散热铝基印制板的制作方法的基本思路为：先在由铜层3、介质层2、铝基层1层叠构成的芯板进行切割得到铝基印制板基材上铣出盲孔4，然后电镀形成电镀层5，其剖面细节结构如图1所示，最后蚀刻电镀层和铜层形成线路，其剖面细节结构如图2所示。为论述本发明构思的可行性，结合本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果、实施方式并配合附图详予说明。详情请参阅实施例1-3。
实施例1
一种直接散热铝基印制板的制作方法，包括步骤：
A1：开料：根据需求尺寸将依次由铜层3、介质层2、铝基层1层叠构成的芯板进行切割得到铝基印制板基材；
A2：在所述铝基印制板基材上钻工具孔；采用机械控深铣的方式依次钻穿铜层3和介质层2形成底部暴露铝基层1的盲孔4，所述盲孔4至少有一个；所述铜层3厚度为L1，所述介质层2厚度为L2，所述盲孔4深度为H，其中，L1+L2+0.05mm≤H≤L1+L2+0.15mm。
A3：对所述铝基印制板基材的铜层外露面以及所述盲孔4进行电镀形成电镀层5：先将所述铝基印制板基材插入治具上，接着对所述铝基印制板的铜层3外露面和所述盲孔4表面进行除油处理，接着使用质量分数为10％的氢氧化钠溶液对盲孔4底部的铝表面进行浸蚀处理，接着使用由25g/L的氧化锌构成的沉锌液对铜层3外露面以及所述盲孔4进行第一次沉锌处理，接着使用质量分数为55％的硝酸溶液进行退锌处理，接着使用由25g/L的氧化锌构成的沉锌液进行第二次沉锌处理，再接着使用由80g/L的氰化亚铜和130g/L的氰化钠构成的碱铜体系进行碱铜处理，然后使用由220g/L的硫酸铜和70g/L的硫酸构成的酸铜体系进行酸铜处理即形成电镀层，最后将所述铝基印制板基材从治具上取下。
A4：通过依次蚀刻电镀层5、铜层3的方式在铜层3上制作线路得到直接散热铝基印制板。
A5：对所述线路进行防焊处理：采用挡点网印刷的方式进行防焊处理；挡点网的挡点用于遮挡所述盲孔4，且所述挡点的形状与所述盲孔4的开口形状相同；所述挡点呈圆形，所述盲孔4开口呈圆形；所述挡点直径为Φ，所述盲孔4口径为D，其中，Φ≥D+0.3mm。
A6：对所述铝基印制板依次进行印制字符、铣外形、贴有机保护膜和检验。
实施例2
一种直接散热铝基印制板的制作方法，包括步骤：
A1：开料：根据需求尺寸将依次由铜层3、介质层2、铝基层1层叠构成的芯板进行切割得到铝基印制板基材；
A2：在所述铝基印制板基材上钻工具孔；采用机械控深铣的方式依次钻穿铜层3和介质层2形成底部暴露铝基层1的盲孔4，所述盲孔4至少有一个；所述铜层3厚度为L1，所述介质层2厚度为L2，所述盲孔4深度为H，其中，L1+L2+0.05mm≤H≤L1+L2+0.15mm。
A3：对所述铝基印制板基材的铜层3外露面以及所述盲孔4进行电镀形成电镀层5：先将所述铝基印制板基材插入治具上，接着对所述铝基印制板的铜层3外露面和所述盲孔4表面进行除油处理，接着使用质量分数为6％的氢氧化钠溶液对盲孔4底部的铝表面进行浸蚀处理，接着使用由20g/L的氧化锌构成的沉锌液对铜层3外露面以及所述盲孔4进行第一次沉锌处理，接着使用质量分数为45％的硝酸溶液进行退锌处理，接着使用由20g/L的氧化锌构成的沉锌液进行第二次沉锌处理，再接着使用由70g/L的氰化亚铜和120g/L的氰化钠构成的碱铜体系进行碱铜处理，然后使用由180g/L的硫酸铜和60g/L的硫酸构成的酸铜体系进行酸铜处理即形成电镀层，最后将所述铝基印制板基材从治具上取下。
A4：通过依次蚀刻电镀层5、铜层3的方式在铜层上制作线路得到直接散热铝基印制板。
A5：对所述线路进行防焊处理：采用挡点网印刷的方式进行防焊处理；挡点网的挡点用于遮挡所述盲孔4，且所述挡点的形状与所述盲孔4的开口形状相同；所述挡点呈圆形，所述盲孔4开口呈圆形；所述挡点直径为Φ，所述盲孔4口径为D，其中，Φ≥D+0.3mm。
A6：对所述铝基印制板依次进行印制字符、铣外形、贴有机保护膜和检验。
实施例3
一种直接散热铝基印制板的制作方法，包括步骤：
A1：开料：根据需求尺寸将依次由铜层3、介质层2、铝基层1层叠构成的芯板进行切割得到铝基印制板基材；
A2：在所述铝基印制板基材上钻工具孔；采用机械控深铣的方式依次钻穿铜层3和介质层2形成底部暴露铝基层1的盲孔4，所述盲孔4至少有一个；所述铜层3厚度为L1，所述介质层2厚度为L2，所述盲孔4深度为H，其中，L1+L2+0.05mm≤H≤L1+L2+0.15mm。
A3：对所述铝基印制板基材的铜层3外露面以及所述盲孔4进行电镀形成电镀层5：先将所述铝基印制板基材插入治具上，接着对所述铝基印制板的铜层3外露面和所述盲孔4表面进行除油处理，接着使用质量分数为8％的氢氧化钠溶液对盲孔4底部的铝表面进行浸蚀处理，接着使用由25g/L的氧化锌构成的沉锌液对铜层3外露面以及所述盲孔4进行第一次沉锌处理，接着使用质量分数为50％的硝酸溶液进行退锌处理，接着使用由25g/L的氧化锌构成的沉锌液进行第二次沉锌处理，再接着使用由75g/L的氰化亚铜和127g/L的氰化钠构成的碱铜体系进行碱铜处理，然后使用由200g/L的硫酸铜和65g/L的硫酸构成的酸铜体系进行酸铜处理即形成电镀层，最后将所述铝基印制板基材从治具上取下。
A4：通过依次蚀刻电镀层5、铜层3的方式在铜层3上制作线路得到直接散热铝基印制板。
A5：对所述线路进行防焊处理：采用挡点网印刷的方式进行防焊处理；挡点网的挡点用于遮挡所述盲孔，且所述挡点的形状与所述盲孔4的开口形状相同；所述挡点呈圆形，所述盲孔4开口呈圆形；所述挡点直径为Φ，所述盲孔4口径为D，其中，Φ≥D+0.3mm。
A6：对所述铝基印制板依次进行印制字符、铣外形、贴有机保护膜和检验。
在实施例1-3中，将所述铝基印制板基材插入治具上时，治具与所述铝基印制板基材的铝基层的一面接触，避免脱落。除油处理的目的在于清除铜层表面残留油污，增强铜层与镀层之间的结合力。浸蚀处理发目的在于去除盲孔底部的铝基层表面的缺陷，即去除铝合金表面的各种合金元素和杂质，形成均匀的铝表面，为后一道工序提供良好的底材。第一次沉锌处理的目的在于通过使用锌置换，防止铝基出现腐蚀。退锌处理的目的在于进一步调控盲孔底部铝表面状态，使铝表面处于活化状态。第二次沉锌处理的目的在于通过二次使用锌置换，防止铝基出现腐蚀，降低电位差。
综上所述，本发明提供的一种直接散热铝基印制板的制作方法，在线路铜层表面和盲孔之间电镀形成连续的高导热性能的金属电镀层，又由于盲孔底部为铝基层，即电镀层与铝基直接相接，使线路的热量通过电镀层快速向盲孔方向转移并转移至铝基层，从而实现铝基直接散热。由于热量不需要通过介质层传导至铝基层，线路层与铝基之间的导热系数可由传统铝基印制板的2-3W/m.k提高至220W/m.k，即导热效率高。采用五金电镀方式替代传统的塞导电碳油、塞导电银浆、塞导电铜浆、嵌铜钉等方式，导通或连接线路层与铝基，使线路层的热量可通过电镀层传递到铝基。相对于传统铝基印制板，本发明方法的工艺流程简单，效率高，适合于批量生产。
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。
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)

1.一种直接散热铝基印制板的制作方法，其特征在于，包括步骤：
A1：开料：根据需求尺寸将依次由铜层、介质层、铝基层层叠构成的芯板进行切割得到铝基印制板基材；
A2：在所述铝基印制板基材上钻工具孔；采用机械控深铣的方式依次钻穿铜层和介质层形成底部暴露铝基层的盲孔，所述盲孔至少有一个；
A3：对所述铝基印制板基材的铜层外露面以及所述盲孔进行电镀形成电镀层；
A4：通过依次蚀刻电镀层、铜层的方式在铜层上制作线路得到直接散热铝基印制板。
2.如权利要求1所述直接散热铝基印制板的制作方法，其特征在于，所述步骤A3中，电镀时，先使用由20-25g/L的氧化锌构成的沉锌液进行第一次沉锌处理，接着使用质量分数为45-55％的硝酸溶液进行退锌处理，再接着使用由20-25g/L的氧化锌构成的沉锌液进行第二次沉锌处理，然后使用由70-80g/L的氰化亚铜和120-130g/L的氰化钠构成的碱铜体系进行碱铜处理，最后使用由180-220g/L的硫酸铜和60-70g/L的硫酸构成的酸铜体系进行酸铜处理。
3.如权利要求2所述直接散热铝基印制板的制作方法，其特征在于，所述步骤A3中，电镀时，先使用由25g/L的氧化锌构成的沉锌液进行第一次沉锌处理，接着使用质量分数为50％的硝酸溶液进行退锌处理，再接着使用由25g/L的氧化锌构成的沉锌液进行第二次沉锌处理，然后使用由75g/L的氰化亚铜和127g/L的氰化钠构成的碱铜体系进行碱铜处理，最后使用由200g/L的硫酸铜和65g/L的硫酸构成的酸铜体系进行酸铜处理。
4.如权利要求3所述直接散热铝基印制板的制作方法，其特征在于，所述步骤A3中，在进行第一次沉锌前，先对所述铝基印制板的铜层外露面和所述盲孔表面进行除油处理。
5.如权利要求4所述直接散热铝基印制板的制作方法，其特征在于，所述步骤A3中，在除油处理后，第一次沉锌处理前，还使用质量分数为6-10％的氢氧化钠溶液对盲孔底部的铝表面进行浸蚀处理。
6.如权利要求1至5任一所述直接散热铝基印制板的制作方法，其特征在于，所述步骤A4后，还包括步骤：
A5：对所述线路进行防焊处理；
A6：对所述铝基印制板依次进行印制字符、铣外形、贴有机保护膜和检验。
7.如权利要求6所述直接散热铝基印制板的制作方法，其特征在于，在所述步骤A2中，所述铜层厚度为L1，所述介质层厚度为L2，所述盲孔深度为H，其中，L1+L2+0.05mm≤H≤L1+L2+0.15mm。
8.如权利要求7所述直接散热铝基印制板的制作方法，其特征在于，在所述步骤A5中，采用挡点网印刷的方式进行防焊处理；挡点网的挡点用于遮挡所述盲孔，且所述挡点的形状与所述盲孔的开口形状相同。
9.如权利要求8所述直接散热铝基印制板的制作方法，其特征在于，在所述步骤A5中，所述挡点呈圆形，所述盲孔开口呈圆形；所述挡点直径为Φ，所述盲孔口径为D，其中，Φ≥D+0.3mm。
10.如权利要求9所述直接散热铝基印制板的制作方法，其特征在于，所述步骤A3中，在除油处理前，将所述铝基印制板基材插入治具上；完成酸铜处理后，将所述铝基印制板基材从治具上取下。
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