非導電基板上形成導體線路的制造方法
【專利摘要】一種非導電基板上形成導體線路的制造方法，其包括如下步驟：a.選定一非導電基板；b.在非導電基板表面形成金屬鍍層；c.金屬鍍層表面涂覆油墨層；d.通過激光鐳射技術使部分油墨層氣化后被去除，使得該部分油墨層去除之前所覆蓋的部分金屬鍍層顯現(xiàn)，剩余的油墨層底下的金屬鍍層仍被油墨層所遮蓋；e.放入蝕刻液中，使上述顯現(xiàn)的金屬鍍層與蝕刻液發(fā)生反應而被去除，未被去除油墨層底下的金屬鍍層被剩余下來的油墨層阻止與蝕刻液接觸而被保留；以及f.放入酸性或堿性藥水中，去除剩余的油墨層，顯現(xiàn)出上述被保留的金屬鍍層，該保留的金屬鍍層即為最終形成的導體線路，完成非導電基板上形成導體線路的制造。
【專利說明】非導電基板上形成導體線路的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種非導電基板上形成導體線路的制造方法。
【背景技術】
[0002]由于LED(發(fā)光二極管)電子產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，電路板上的電路密度越來越高，造成在使用時電路板上所累積的熱量越來越多，也越來越難以散除，一般而言，LED發(fā)光時所產(chǎn)生的熱能若無法導出，將會使LED結面溫度過高，進而影響產(chǎn)品生命周期、發(fā)光效率、穩(wěn)定性等。
[0003]要提升LED發(fā)光效率與使用壽命，解決LED產(chǎn)品散熱問題即為現(xiàn)階段最重要的課題之一，LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也是以高功率、高亮度、小尺寸LED產(chǎn)品為其發(fā)展重點，因此，提供具有高散熱性，精密尺寸的散熱基板，也成為未來在LED散熱基板發(fā)展的趨勢?，F(xiàn)階段以氮化鋁基板取代氧化鋁基板，或是以共晶或覆晶制程取代打金線的晶?；蚧褰Y合方式來達到提升LED發(fā)光效率為開發(fā)主流。在此發(fā)展趨勢下，對散熱基板本身的線路對位精確度要求極為嚴苛，且需具有高散熱性、小尺寸、金屬線路附著性佳等。
[0004]近年來，印刷電路板(PCB)的生產(chǎn)技術已非常純熟，早期LED產(chǎn)品的系統(tǒng)電路板多以PCB為主，但隨著高功率LED的需求增加，PCB的材料散熱能力有限，無法應用于高功率產(chǎn)品上，為了改善高功率LED散熱問題，近期有相關廠商采用高熱導系數(shù)鋁基板(MCPCB)，利用金屬材料散熱特性較佳的特性，達到高功率產(chǎn)品散熱的目的。然而隨著LED亮度與效能要求的持續(xù)發(fā)展，盡管系統(tǒng)電路板能將LED芯片所產(chǎn)生的熱有效的散熱到大氣環(huán)境，但是LED晶粒所產(chǎn)生的熱能卻無法有效的從晶粒傳導至系統(tǒng)電路板。
[0005]電絕緣材料包括有陶瓷材料及高熱導塑料等，人類對陶瓷材料的使用已有幾千年了，現(xiàn)代技術制備的陶瓷材料有著絕緣性好、熱傳導率高、紅外輻射率大、膨脹系數(shù)低等優(yōu)點，逐漸成為LED照明的新材料。目前，陶瓷材料主要用于LED封裝芯片的熱沉材料、電路基板材料和燈具散熱器材料。而高熱導塑料憑借優(yōu)良的電絕緣性和低密度值，也高調(diào)地進入了散熱材料市場，由于價格高，應用率低。
[0006]現(xiàn)階段較普遍的陶瓷散熱基板種類大致共有HTCC (高溫共燒多層陶瓷)、LTCC (低溫共燒多層陶瓷基板)、DBC (直接接合銅基板)、DPC (直接鍍銅基板)四種，其中HTCC屬于較早期發(fā)展的技術，但由于燒結溫度較高使其電極材料的選擇受限，且制作成本相對昂貴，這些因素促使LTCC的發(fā)展，LTCC雖然將共燒溫度降至約850°C，但缺點是尺寸精確度、產(chǎn)品強度等不易控制。而DBC與DPC則為業(yè)界近幾年才開發(fā)成熟，且能量產(chǎn)化的專業(yè)技術，DBC是利用高溫加熱將氧化鋁與銅板結合，其技術瓶頸在于不易解決氧化鋁與銅板間微氣孔產(chǎn)生的問題，這使得產(chǎn)品的量產(chǎn)能量與良率受到較大的挑戰(zhàn)，而DPC技術則是利用直接鍍銅技術，將銅沉積于氧化鋁基板上，其工藝結合材料與薄膜工藝技術，其產(chǎn)品為近年最普遍使用的陶瓷散熱基板。然而其材料控制與工藝技術整合能力要求較高，這使得跨入DPC產(chǎn)業(yè)并能穩(wěn)定生產(chǎn)的技術門檻相對較高。
[0007]有鑒于此，有必要解決上述技術問題。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種具有縮短流程的非導電基板上形成導體線路的制造方法。
[0009]為實現(xiàn)前述目的，本發(fā)明采用如下技術方案:一種非導電基板上形成導體線路的制造方法，其包括如下步驟:
a.選定一非導電基板；
b.在上述非導電基板表面經(jīng)由金屬化法處理，使非導電基板表面形成具備導電作用的金屬鍍層；
c.在上述導體金屬鍍層表面涂覆一油墨層；
d.通過激光鐳射技術使部分油墨層氣化后被去除，使得該部分油墨層去除之前所覆蓋的部分金屬鍍層顯現(xiàn)出來，而剩余下來的油墨層底下的金屬鍍層仍被油墨層所遮蓋；
e.放入蝕刻液中，使上述顯現(xiàn)出來的金屬鍍層與蝕刻液發(fā)生反應而被溶化去除，未被去除油墨層底下的金屬鍍層被剩余下來的油墨層阻止與蝕刻液接觸而被保留；以及
f.放入酸性或堿性藥水中，去除剩余的油墨層，顯現(xiàn)出上述被保留的金屬鍍層，該保留的金屬鍍層即為最終形成的導體線路，完成非導電基板上形成導體線路的制造。
[0010]本發(fā)明非導電基板上形成導體線路的制造方法中采用激光鐳雕，無需運用曝光、顯影制程，縮短制造流程及開發(fā)周期，實現(xiàn)降低成本。導體線路對非導電基板的材料無特殊要求，導體線路的尺寸精確度的控制變得容易、簡便，導體線路具有細直平整等特性，同時還提高了導體線路與非導電基板之間的結合強度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明非導電基板上形成導體線路的制造方法的流程圖。
[0012]圖2為本發(fā)明非導電基板上形成導體線路之前的非導電基板的示意圖。
[0013]圖3為圖2所示非導電基板上形成金屬鍍層之后的示意圖。
[0014]圖4為圖3所示金屬鍍層覆蓋油墨層之后的示意圖。
[0015]圖5為圖4所示油墨層被部分去除后的示意圖，顯露出部分金屬鍍層。
[0016]圖6為圖5所示的顯露出的部分金屬鍍層被去除后的示意圖，顯露出非導基板。
[0017]圖7為本發(fā)明剩余金屬鍍層區(qū)域所殘留的油墨層去除之后的示意圖，該剩余金屬鍍層即為導體線路。
[0018]圖8為非導電基板表面印刷絕緣防護層以及導體線路表面覆蓋金屬防護層之后的示意圖。
【具體實施方式】
[0019]為便于更進一步對本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點有更深一層明確，詳實的認識和了解，下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細描述。
[0020]請參圖1至圖8所示，本發(fā)明非導電基板10上形成導體線路40的制造方法，包括如下步驟:
a.選定一非導電基板10，所述非導電基板10為氧化鋁、氮化鋁及碳化矽的其中一種陶瓷材料所制成。在其他實施方式中，非導電基板10為導熱塑料、玻璃或碳纖維中的一種，本發(fā)明對于非導電基板10的材料無特殊要求。
[0021]b.在上述非導電基板10表面經(jīng)由金屬化法處理，使非導電基板10表面形成具備導電作用的金屬鍍層20，金屬鍍層20與非導電基板10的結合強度較高，金屬鍍層20是由銅材料制成，金屬化處理方式為濺鍍、蒸鍍、電鍍、低溫電漿噴射方式或是其混合使用的其中一種。
[0022]c.在上述導體金屬鍍層20表面涂覆一油墨層30，該油墨層30為聚合性樹脂，主要用在聚合后保護導體金屬鍍層20不會被蝕刻掉。
[0023]d.通過激光鐳雕技術使部分油墨層30氣化后被去除，使得部分金屬鍍層20顯現(xiàn)出來，而剩余下來的油墨層30底下的金屬鍍層20仍被油墨層30所遮蓋，所采用激光的波長為355?1064納米。該流程采用激光鐳雕，無需運用曝光、顯影制程，縮短制造流程及開發(fā)周期，實現(xiàn)降低成本。
[0024]e.放入蝕刻液(未圖示)中，使上述顯現(xiàn)出來的金屬鍍層20與蝕刻液發(fā)生反應而被溶化去除，未被去除油墨層30底下的金屬鍍層20被剩余下來的油墨層30阻止與蝕刻液接觸而被保留。
[0025]f.放入酸性或堿性藥水(未圖示)中，去除剩余的油墨層30，顯現(xiàn)出上述被保留的金屬鍍層20，該保留的金屬鍍層20即為最終形成的導體線路40。
[0026]g.以電鍍或化學鍍沉積方式增加導體線路40的金屬防護層50，并利用磨刷、拋光、整平等方式優(yōu)化導體線路40表面，同時在非導電基板10表面印刷絕緣防護層60，完成非導電基板10上形成導體線路40的制造。
[0027]倘若非導電基板10需要增加一抗氧化層，則可將其他抗氧化層金屬以化學鍍方式使導體線路40上形成一金屬防護層50，金屬防護層50是由化學鎳層混合化學金層、化學銀層、化學鎬層、錫及錫合金層的其中一種所構成。
[0028]上述激光鐳雕技術通過計算機軟件操控，使得導體線路40的尺寸精確度的控制變得容易、簡便，比較適合大面積的導體線路40，通過數(shù)字控制下引導點聚焦激光束將導體線路40區(qū)域之外的油墨層30氣化去除，需要的導體線路40區(qū)域油墨層30保護導體線路40的圖形不會被蝕刻掉，此制程所形成的導體線路40具有細直平整的特性，滿足精細線路的設計要求，同時由于激光使用計算機3D程序控制，可以實現(xiàn)除2D以外的3D結構承載材料的制程需求。
[0029]上述蝕刻是將一種金屬材質使用化學反應或物理沖擊的作用去除的技術，本發(fā)明為濕蝕刻，經(jīng)由化學反應來達到蝕刻目的，將所需要蝕刻的金屬鍍層20經(jīng)化學藥劑浸泡或噴淋至需要被蝕刻的金屬鍍層20，由溶劑和金屬鍍層20之間的化學反應，來移除非導電基板10表面上需要去除的部分金屬鍍層20，后續(xù)再通過壓力水洗、風吹烘干方式完成整個制程。
[0030]上述去除剩余的油墨層30則是主要用來去除激光鐳雕氣化后所留下的金屬鍍層20區(qū)域的油墨層30，使用強堿性溶液，在去膜線使用浸泡或噴淋式進行去膜，首先經(jīng)由強堿性溶液或其他去膜液將油墨層30蓬松，再藉由噴淋設備或循環(huán)滾動設備施加適當?shù)膲毫脱h(huán)量，清除附在金屬鍍層20表面的藥液蓬松后的油墨層30，后續(xù)再通過壓力水洗、風吹烘干方式完成清潔過程，從而使金屬化的導體線路40顯現(xiàn)出來，以此制程步驟所構成的導體線路40具有細直平整等特性。
[0031]上述增加金屬防護層50的制程，為產(chǎn)品表面最終處理制成，不管是電鍍或化學鍍，其主要目的是將其他抗氧化層金屬在導體線路40上形成一金屬防護層50，形成的導體線路40可提高表面焊錫強度，表面焊接效果，倘若添加的金屬防護層50為銀層則可提高反射率，添加的金屬防護層50為金層則可提高產(chǎn)品的穩(wěn)定度。
[0032]本發(fā)明非導電基板10上形成的導體線路40，在非導電基板10表面設置金屬防護50，使非導電基板10整體具備良好的散熱性及耐高溫的優(yōu)點，可用于發(fā)光二極體(LED)散熱基板及制冷器基板等。
[0033]綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，不應以此限制本發(fā)明的范圍，即凡是依本發(fā)明權利要求書及發(fā)明說明書內(nèi)容所作的簡單的等效變化與修飾，皆應仍屬本發(fā)明專利涵蓋的范圍內(nèi)。
【權利要求】
1.一種非導電基板上形成導體線路的制造方法，其包括如下步驟: a.選定一非導電基板； b.在上述非導電基板表面經(jīng)由金屬化法處理，使非導電基板表面形成具備導電作用的金屬鍍層； c.在上述導體金屬鍍層表面涂覆一油墨層； d.通過激光鐳射技術使部分油墨層氣化后被去除，使得該部分油墨層去除之前所覆蓋的部分金屬鍍層顯現(xiàn)出來，而剩余下來的油墨層底下的金屬鍍層仍被油墨層所遮蓋； e.放入蝕刻液中，使上述顯現(xiàn)出來的金屬鍍層與蝕刻液發(fā)生反應而被溶化去除，未被去除油墨層底下的金屬鍍層被剩余下來的油墨層阻止與蝕刻液接觸而被保留；以及 f.放入酸性或堿性藥水中，去除剩余的油墨層，顯現(xiàn)出上述被保留的金屬鍍層，該保留的金屬鍍層即為最終形成的導體線路，完成非導電基板上形成導體線路的制造。
2.如權利要求1所述的非導電基板上形成導體線路的制造方法，其特征在于:還包括如下步驟:以電鍍或化學鍍沉積方式增加導體線路的金屬防護層以阻止導體線路被氧化，并利用磨刷、拋光、整平等方式優(yōu)化導體線路表面，金屬防護層為金層或銀層。
3.如權利要求1所述的非導電基板上形成導體線路的制造方法，其特征在于:還包括如下步驟:在非導電基板表面印刷絕緣防護層。
4.如權利要求1所述的非導電基板上形成導體線路的制造方法，其特征在于:所述非導電基板為氧化鋁、氮化鋁、碳化矽的其中一種陶瓷材料。
5.如權利要求1所述的非導電基板上形成導體線路的制造方法，其特征在于:所述非導電基板為導熱塑料、玻璃或碳纖維中的一種。
6.如權利要求1所述所述的非導電基板上形成導體線路的制造方法，其特征在于:所述金屬化處理程序中的金屬為純銅、鎳或銅鎳合金的其中一種。
7.如權利要求1所述的非導電基板上形成導體線路的制造方法，其特征在于:所述金屬化處理方式為濺鍍、蒸鍍、電鍍、化學鍍、低溫電漿噴射或其混合使用的其中一種。
8.如權利要求1所述的非導電基板上形成導體線路的制造方法，其特征在于:所述油墨層為聚合性樹脂，具有抗蝕刻的特性。
9.如權利要求1所述的非導電基板上形成導體線路的制造方法，其特征在于:所述激光鐳雕技術是通過計算機三維軟件操控激光以形成二維或三維結構的導體線路。
10.如權利要求1所述的非導電基板上形成導體線路的制造方法，其特征在于:所述激光鐳雕技術所采用的激光的波長為355?1064納米。
【文檔編號】H05K3/06GK103687319SQ201210358785
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月25日 優(yōu)先權日:2012年9月25日
【發(fā)明者】李斌, 汪東平 申請人:昆山聯(lián)滔電子有限公司