專利名稱：印刷集成電路板的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種印刷集成電路板的制備方法，尤其涉及一種基板與散熱底板集合于一體的印刷集成電路板的制備方法，屬于電子封裝技術領域。
隨著集成電路工藝的迅猛發(fā)展，集成電路封裝工藝朝著高密度、小體積、重量輕、低成本和高可靠性的方向發(fā)展。封裝在電子器件中的作用越來越關鍵。封裝的內(nèi)容之一是把半導體集成電路基板與散熱底板焊接起來，提供熱通路，散逸半導體芯片所產(chǎn)生的熱量。對大功率器件來說，散熱更是一個重要的問題，散熱的好壞嚴重影響半導體器件的使用壽命?，F(xiàn)有技術中，最常用的焊料是Sn-Pb合金，常用的大功率基板是陶瓷材料，由于陶瓷基板不能直接與散熱底板焊接，所以，焊接前還必須經(jīng)過一道金屬化工藝。常用的金屬為Al、Ni、Cu、Au或它們的合金。Sn-Pb焊料有毒，有害人體健康。美國食品與藥物管理局(FDA)的一項研究證實微量的鉛即能危害兒童的智力發(fā)育。美國的另一項研究證實鉛能誘發(fā)高血壓等疾病，因此全面禁止使用鉛的呼聲不斷。一些國家和地區(qū)已通過立法和征收高額稅收的形式限制含Pb焊料在電子工業(yè)中的應用。同時，由于基板與散熱底板的接觸面積較大，焊接的可靠性很難保證，往往在焊區(qū)產(chǎn)生裂紋，導致基板裂開，甚至元件失效。目前尚未見有將印刷集成電路基板與底板集合于一體的方法的文獻報道。
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術的上述不足，提出一種新型的大功率用印刷集成電路板的制備方法，使集成電路板與散熱底板集合于一體，不僅包括集成電路板與金屬基復合材料散熱底板的功能，又能簡化制造工藝，提高系統(tǒng)的散熱效率。
為實現(xiàn)這樣的目的，本發(fā)明在技術方案中選用高熱導低膨脹Al/SiC復合材料作為散熱底板，在底板上用濺射方法沉積一層用作絕緣層的基板——Al2O3或AlN陶瓷薄膜，然后在陶瓷薄膜上鍍印刷電路，使基板與散熱板完全結(jié)合，避免焊接造成的缺陷。
本發(fā)明的工藝主要包括以下步驟1、在低膨脹高熱導的Al/SiC復合材料底板上用化學鍍的方法鍍一層Ni-P鍍層，解決Al/SiC表面的缺陷問題。
2、在Ni-P鍍層上，用濺射方法鍍一層Al/Al2O3或Al/AlN梯度結(jié)構(gòu)過渡層，以解決鍍層與散熱底板的結(jié)合力作用；3、在過渡層上，根據(jù)不同的絕緣要求，鍍一層Al2O3或AlN陶瓷鍍層；4、在陶瓷層上濺射印刷電路。
本發(fā)明采用濺射方法在Al/SiC復合材料散熱底板上，沉積一層用作絕緣層的基板——Al2O3或AlN陶瓷薄膜，然后在陶瓷薄膜上鍍印刷電路，減小了基板的厚度，避免了焊接缺陷造成的失效，避免了含Pb焊料的使用，大大提高了散熱效率。經(jīng)過采用Ni-P鍍層和Al/Al2O3或Al/AlN梯度結(jié)構(gòu)后，Al2O3和AlN薄膜與Al/SiC底板間結(jié)合情況良好。
本發(fā)明采用濺射的方法直接將陶瓷基板材料鍍在散熱底板上，并在這塊合成板上直接布線，使大功率用集成電路的基板與散熱底板集合于一體，減小了體積。這種新型的電子封裝既可以大大減薄原來的基板，省去基板的金屬化和焊接工序，又可保證基板與底板間的良好結(jié)合，提高系統(tǒng)的散熱效率，提高元件的使用壽命和提高電子線路的可靠性，并避免了有毒元素鉛的使用和對人體健康的影響。
以下通過一個具體的實施例對本發(fā)明的技術方案作進一步詳細描述。
實施例1、先制備低膨脹高熱導的Al/SiC復合材料底板，然后在此底板上用常規(guī)化學鍍的方法鍍一層Ni-P鍍層，鍍時為2小時；2、用金相法把Ni-P鍍層磨拋成鏡面，并作好制膜前的常規(guī)清洗，用磁控濺射方法鍍一層Al/AlN梯度結(jié)構(gòu)鍍層，鍍前背底真空P=1×10-4Pa，濺射氣體為氬氣，濺射氣壓為Pa=3×14-4Pa，濺射儀上二個射頻源分別為Al和AlN靶，每間隔5分鐘交換一次靶，濺射功率也是變化的，Al從200W-0，AlN從50W-150W變化；3、用磁控濺射方法濺射AlN陶瓷鍍層，功率150W，時間為120分鐘，膜的厚度約為1.2μm；4、在陶瓷層上用常規(guī)工藝磁控濺射印刷電路。
權利要求
1.一種印刷集成電路板的制備方法，其特征在于包括如下步驟(1)、選用低膨脹高熱導的Al/SiC復合材料作為散熱底板，在底板上用化學鍍的方法鍍一層Ni-P鍍層；(2)、在Ni-P鍍層上，用濺射方法鍍一層Al/Al2O3或Al/AlN梯度結(jié)構(gòu)層；(3)、在過渡層上，鍍一層Al2O3或AlN陶瓷鍍層；(4)、在陶瓷層上濺射印刷電路。
全文摘要
一種印刷集成電路板的制備方法,選用低膨脹高熱導的Al/SiC復合材料作為散熱底板,用濺射的方法直接將陶瓷基板材料鍍在散熱底板上,用Ni－P鍍層解決Al/SiC表面的缺陷問題,采用Al/AL
文檔編號H01L21/48GK1285614SQ00125299
公開日2001年2月28日 申請日期2000年9月21日 優(yōu)先權日2000年9月21日
發(fā)明者顧明元, 金燕蘋, 李戈陽 申請人:上海交通大學