[發明專利]一種有機陶瓷線路板

有效

• 申請號: 201110325254.7
• 申請日: 2011-10-24
• 公開（公告）號: CN103068164A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 秦玉行;張京平;胡齊;李海燕
• 申請（專利權）人: 張京平
• 主分類號: H05K3/00
• 分類號: H05K3/00;H05K1/03
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及導熱陶瓷線路板的結構和制備方法，更具體的說，本發明是一種利用導熱陶瓷粉末和有機粘合劑，在低溫條件下制備符合導熱線路板要求的有機復合陶瓷基板技術。

背景技術

隨著電子技術在各應用領域的逐步加深，線路板高度集成化成為必然趨勢，高度的集成化封裝模塊要求良好的散熱承載系統，而傳統線路板FR-4和CEM-3在TC(導熱系數)上的劣勢已經成為制約電子技術發展的一個瓶頸。近些年來發展迅猛的LED產業，也對其承載線路板的TC指標提出了更高的要求。在大功率LED照明領域，往往采用金屬和陶瓷等具備良好散熱性能的材料制備線路基板，目前高導熱鋁基板的導熱系數一般為1-4W/M.K，而陶瓷基板的導熱系數根據其制備方式和材料配方的不同，可達2-220W/M.K。

傳統陶瓷基板的制備方式可以分為HTCC、LTCC、DBC和DPC四大類，HTCC制備方式需要1300℃以上的溫度，但受電極選擇的影響，制備成本相當昂貴；LTCC的制備需要約850℃的煅燒工藝，但制備的線路精度較差，成品導熱系數偏低；DBC的制備方式要求銅箔與陶瓷之間形成合金，需要嚴格控制煅燒溫度在1065-1085℃溫度范圍內，由于DBC的制備方式對銅箔厚度有要求，一般不能低于150～300微米，因此限制了此類陶瓷線路板的導線寬深比。

目前市面上流行的高導熱陶瓷基板一般采用DPC方式制備，DPC的制備方式包含真空鍍膜，濕法鍍膜，曝光顯影、蝕刻等工藝環節，因此其產品的價格比較高昂。另外，在外形加工方面，DPC陶瓷板需要采用激光切割的方式，傳統鉆銑床和沖床無法對其進行精確加工，也制約了陶瓷基板在傳統線路板廠家的加工制備。最后，DPC生產設備投資較大，技術多被臺灣地區和國外所掌握，大陸廠商基本不生產，市面上的相關產品幾乎全為進口。

發明內容

本發明的目的是為了尋求一種有機陶瓷基板的制備工藝，利用合理的材料成型結構和制備方法，來獲得具有高導熱、高絕緣性，能滿足大功率LED散熱要求的有機陶瓷線路板，從而降低大功率LED散熱成本。

為了達到上述目標，本發明利用一種高導熱系數的有機粘合劑和陶瓷粉末作為主要原料，制備步驟包括：

(a)用硬質材料制備板材框模；

(b)將復合陶瓷漿料倒入步驟(a)所述板材框模內加熱流平；

(c)將步驟(b)所述加熱流平后的有機陶瓷漿料連同板材框模一起放入低溫下烘烤，使之形成有機陶瓷半固片；

(d)在熱壓條件下使銅箔和有機陶瓷半固片粘合并使有機陶瓷半固片全固化，形成銅箔和有機陶瓷基板表面直接粘合的導熱有機陶瓷線路板，

所述熱壓條件為：溫度低于200℃，壓力不超過1.8MPa/平方厘米。

與傳統陶瓷線路基板制備方式相比，本發明具有設備要求低，工藝易控制，制備能耗低等優勢；制備的成品具備高的導熱系數和高的電氣絕緣性能，熱沖擊性能良好，完全適用于目前大功率LED照明散熱基板的使用，能極大的降低高散熱的技術成本。

附圖說明

通過參照附圖的詳細描述，將會更清楚的理解本發明的上述特點，區別和優勢。

圖1是硬質材料框模結構示意圖；

圖2是本發明覆銅結構與燒結陶瓷板覆銅結構對比示意圖；

圖3是本發明的導熱有機陶瓷板制備流程示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做詳細描述。

1、制作框模；首先用硬質材料制作框模，其目的在于限定有機陶瓷板材的厚度和外形尺寸，在框模的選材上時應選擇耐壓型變量小，與漿料粘接性能差的材料，可以是不銹鋼材料。框模的外形如圖1所示。

2、灌漿；在灌漿前，首先將框模平貼在不粘膜上，以保證漿汁不漏溢；灌漿的量根據框模的尺寸預先稱好；

3、加熱流平；灌漿結束后即可放置在加熱平板上加熱流平。為了保證板材厚度的一致性，事先應對加熱平板進行水平調節，待漿料流平至完全填充框模之后即可轉入除氣環節。

4、除氣；除氣的目的是為了揮發漿料體系中的溶劑，避免在固化后產生氣孔或針眼而因此降低基材的耐電壓性能，除氣的過程應分階段進行，從60℃逐步升高至150℃。

5、有機陶瓷半固片；半固化的過程是在除氣之后進行，將溫度升高至180℃左右，放置時間30分鐘左右，此時有機陶瓷片處于半固化狀態，即在冷卻時表面堅硬，回溫時表面軟化且具備一定的粘接性能。