用于LED的热电分离铜基电路板及其制备方法
技术领域
本发明属于电路板技术领域,特别是涉及一种用于LED的热电分离铜基电路板及其制备方法。
背景技术
目前汽车板的基板使用铜基板,汽车车灯位置由于使用时发热快,热量很难在短时间内散去,故在生产中将LED灯的导电PAD(导电焊盘)与散热PAD(散热盘)分开设计,这样导电PAD与基板铜用PP隔离开,而散热PAD与基板铜直接相连,散热时通过整块铜板散热;
现有技术中的热电分离结构有以下不足:1.导电PAD与散热PAD设计在同一个铜基板的层面上,由于导电PAD较小(长宽),大量的热积在导电PAD的周围,长时间使用会导致导电PAD上电子元器件寿命减少;2.散热PAD和导电PAD之间通过PP隔离,实际使用中PP的导热性还是很高,而且,压板时导电PAD下的胶溢流出铜箔外,造成板面污染。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种用于LED的热电分离铜基电路板,铜箔层和PP层皆具有开窗,基板层具有凸出的散热盘,散热盘位于开窗内,散热盘的侧壁与铜箔层的开窗之间具有间隙,散热盘的表面高于焊盘的表面;去除散热盘和铜箔之间的PP胶,一是去除溢胶的污染,二是防止因PP胶的导热性而造成的焊盘温度过高的问题;散热盘和焊盘具有一定的高度差,这样,功能就可以划分单一,两者的热量不互相影响。
为解决上述技术问题,本发明的采用的一个技术方案如下:
一种用于LED的热电分离铜基电路板,所述电路板包括基板层、PP层和铜箔层,所述PP层位于所述铜箔层和所述基板层之间,所述铜箔层和所述PP层皆具有开窗,所述基板层具有凸出的散热盘,所述散热盘位于所述开窗内,且所述散热盘的侧壁与所述铜箔层的开窗之间具有间隙,所述铜箔层且位于所述开窗的口部具有焊盘,所述散热盘的表面高于所述焊盘的表面。
进一步地说,所述散热盘的上表面凸出于所述铜箔层。
进一步地说,所述散热盘的侧壁与所述铜箔层的开窗之间的间隙宽度为3mil。
为解决上述技术问题,本发明还提供了一种铜基电路板的制备方法,用于制备用于LED的热电分离铜基电路板,包括以下步骤:
(1)基板打孔:选取铜基板,清洗后于所述铜基板加工定位孔、铆钉孔和防呆孔;
(2)基板蚀刻:将基板的散热盘区域以干膜覆盖,且覆盖区域大于所述散热盘的区域,并将干膜覆盖的区域做曝光处理,然后显影、蚀刻,以制备突出的散热盘(11),蚀刻的深度等于所述PP层的厚度加所述铜箔层的厚度;
(3)制备铜箔与PP胶片:选取与所述基板对应的铜箔与胶片,并加工与所述定位孔、铆钉孔和防呆孔相对应的孔,并在所述铜箔及所述胶片上与所述散热盘对应处做捞孔开窗,开窗的尺寸与干膜的尺寸相同;
(4)压板:将基板、PP胶片以及铜箔依次叠合并使用铆钉固定,叠合后的铜箔上表面与所述散热盘的上表面齐平,叠合后使用压机压合;
(5)钻孔:按设计资料在电路板上钻出导通孔、焊盘孔以及工艺孔;
(6)去胶隔离:使用CO2激光设备将所述散热盘的外周的溢胶去除;
(7)线路蚀刻:将铜箔通过蚀刻工艺加工出线路以及焊盘。
进一步地说,所述铜基板的规格为6oz。
进一步地说,步骤(2)中,所述干膜覆盖区域大于所述散热盘的区域的尺寸为单边3mil。
进一步地说,所述定位孔和防呆孔的孔径为3.175mm,所述铆钉孔的孔径为4.0mm。
进一步地说,所述铜箔的厚度为2oz,所述PP胶片厚度为3mil,所述散热盘突出的高度为130-140μm。
进一步地说,所述PP胶片的型号为1080,树脂含量为RC67%。
进一步地说,步骤(6)中,所述CO2激光设备去胶的深度大于等于所述铜箔的厚度大于且小于等于述散热盘突出的高度。
本发明中各种单位:mil、OZ、μm虽然是不同单位制,但是是本领域的习惯用法,因此本发明中并未统一换算。
本发明的有益效果:
铜箔层和PP层皆具有开窗,基板层具有凸出的散热盘,散热盘位于开窗内,散热盘的侧壁与铜箔层的开窗之间具有间隙,散热盘的表面高于焊盘的表面;去除散热盘和铜箔之间的PP胶,一是去除溢胶的污染,二是防止因PP胶的导热性而造成的焊盘温度过高的问题;散热盘和焊盘具有一定的高度差,这样,功能就可以划分单一,两者的热量不互相影响。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本发明的电路板的侧面视图;
图2是本发明的电路板的分解状态示意图;
图3是本发明电路板的散热盘处的截面剖视图;
图4是本发明的铜基板的正面视图;
图5是本发明实施方法的步骤(2)中的铜基板截面剖视图;
图6是本发明实施方法的步骤(3)中的电路板截面剖视图;
图7是本发明的电路板压板前的截面剖视图;
图8是本发明的电路板压板后的截面剖视图;
图9是本发明的电路板去胶后的截面剖视图;
附图中各部分标记如下:
基板层1、P散热盘11、定位孔12、铆钉孔13、防呆孔14;
PP层2、溢胶21;
铜箔层3、开窗31和焊盘32。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述,以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解,从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例:
一种用于LED的热电分离铜基电路板,如图1所示:所述电路板包括基板层1、PP层2和铜箔层3,所述PP层位于所述铜箔层和所述基板层之间,所述铜箔层和所述PP层皆具有开窗31,所述基板层具有凸出的散热盘11,所述散热盘位于所述开窗内,且所述散热盘的侧壁与所述铜箔层的开窗之间具有间隙,所述铜箔层且位于所述开窗的口部具有焊盘32,所述散热盘的表面高于所述焊盘的表面。
所述PP层中的PP是指PP胶片,PP是“Perperg”-半固化胶片的意思,是PCB压合中使用的具有隔离绝缘以及粘合作用的胶片;铜箔层也就是电路板的电路层,铜箔与基板通过PP胶片压合后,通过蚀刻等工艺完成线路的加工。
所述散热盘的上表面凸出于所述铜箔层。
所述散热盘的侧壁与所述铜箔层的开窗之间的间隙宽度w为3mil,即单边间隙为3mil。
一种铜基电路板的制备方法,用于制备权力要求1-3中任一所述的用于LED的热电分离铜基电路板,其特征在于:包括以下步骤:
(1)基板打孔:如图4所示:选取铜基板,清洗后于所述铜基板加工定位孔12、铆钉孔13和防呆孔14;
所述定位孔用于后续工序中其他板层的对位,铆钉孔用于电路板多层压合时的固定,防呆孔用于防止后续工序中上板上反。
本实施例中,所述铜基板的规格为6oz;
所述定位孔和防呆孔的孔径为3.175mm,所述铆钉孔的孔径为4.0mm。
(2)基板蚀刻:如图5所示:将基板的散热盘区域以干膜覆盖,且覆盖区域大于所述散热盘的区域,并将干膜覆盖的区域做曝光处理,然后显影、蚀刻,以制备突出的所述散热盘11,蚀刻的深度等于所述PP层的厚度加所述铜箔层的厚度;
蚀刻的深度h即散热盘突出的高度,等于所述PP层的厚度加所述铜箔层的厚度。
本实施例中,干膜覆盖区域以比散热盘单边大3mil做资料处理,其他区域做曝光开窗处理,本实施例中,6oz的基板厚度约200μm左右,蚀刻时将除散热盘外的其他区域整体蚀刻下去130um-140um,即、散热盘与铜基板形成约130-140um的高度差。
(3)制备铜箔与PP胶片:如图6所示:选取与所述基板对应的铜箔与胶片,并加工与所述定位孔、铆钉孔和防呆孔相对应的孔,并在所述铜箔及所述胶片上与所述散热盘对应处做捞孔开窗31,开窗的尺寸与干膜的尺寸相同;
PP胶片和铜箔同时开窗,再与铜基板压合,相对于蚀刻去铜箔的工艺方法,简化了工艺流程,并且精度相对较高,铜箔的平整性较好,也便于溢胶的清理。
本实施例中,所述铜箔的厚度为2oz,所述PP胶片厚度为3mil±10%,这样,铜箔的厚度加PP胶片的厚度正好等于散热盘的高度:130-140μm,本实施例中,铜箔及PP胶片的开窗尺寸为单边大于所述散热盘3mil,3mil这个数据是经过多次实验论证的最优数据,当单边间距为3mil时,压板时PP胶片的溢胶量最少,最主要的时此时PP胶片的偏移量是最小的,即铜箔的偏移量是最小的,能够最优的保证精度。
(4)压板:如图7所示:将基板、PP胶片以及铜箔依次叠合并使用铆钉固定,叠合后的铜箔上表面与所述散热盘的上表面齐平,叠合后使用压机压合;
本实施例中的压合工艺为热压,热压参数如表1:
表1
本实施例中的压合工艺,是按照表1的温度和压力参数按照其对应的时间依次压合,根据多次实验结果,此参数为最优的,可防止压合时PP胶片位移,也不会产生过多的溢胶;
如图8所示:已压合完成的PCB板由于PP流胶填充问题,导致压板完成的PCB板散热盘部分高于其他部分,而此高度差无需其他工序磨平,此高度差的存在能够更好的实现热电分离,而此时在散热盘的侧壁具有PP胶,且PP胶也会从口部溢出,形成溢胶21;
而散热盘高出铜箔表面的距离这个数值不是一定的,这个跟PP胶片以及压合参数有直接的关系,本实施例中,散热盘高出的高度为5-10μm。
(5)钻孔:按设计资料在电路板上钻出导通孔、焊盘孔以及工艺孔,工艺孔也叫工具孔,后续工序可根据所述工艺孔定位加工。
(6)去胶隔离:如图9所示:使用CO2激光设备将所述散热盘的外周的溢胶21去除;
本实施例中,选择CO2激光设备将残胶去除,CO2激光设备不会伤及到金属材料,CO2激光设备的额定功率为150W,去除时使用所述工艺孔进行定位处理,资料将散热盘及周围3mil全部激光清洗,其生产参数如表2:
(7)线路蚀刻:将铜箔通过蚀刻工艺加工出线路以及焊盘。
需要知道的时,本实施例中的步骤只罗列出了重要工序,还有一些比如棕化、捞边、镀膜等等工序未详细说明,这些工艺都是常规的工艺流程,因此本实施例并未详细说明。
所述PP胶片的型号为1080,树脂含量为RC67%。
步骤(6)中,所述CO2激光设备去胶的深度大于等于所述铜箔的厚度大于且小于等于述散热盘突出的高度,图3和图9示出了两种去胶深度。
另外,本发明中各种单位:mil、OZ、μm虽然是不同单位制,但是是本领域的习惯用法,因此本发明中并未统一换算。
本发明的工作过程和工作原理如下:
铜箔层和PP层皆具有开窗,基板层具有凸出的散热盘,散热盘位于开窗内,散热盘的侧壁与铜箔层的开窗之间具有间隙,散热盘的表面高于焊盘的表面;去除散热盘和铜箔之间的PP胶,一是去除溢胶的污染,二是防止因PP胶的导热性而造成的焊盘温度过高的问题;散热盘和焊盘具有一定的高度差,这样,功能就可以划分单一,两者的热量不互相影响。
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。