一种直通散热双面铜基板及其制作方法与流程

文档序号:15686549发布日期:2018-10-16 21:07阅读:386来源:国知局
本发明属于铜基板的
技术领域
,尤其是涉及一种直通散热双面铜基板及其制作方法。
背景技术
:led光源在汽车大灯领域的应用越来越多,其主要基于led光源产品具有以下显著的特点一:寿命长,一般可达几万乃至十万小时。甚至在整个汽车使用期限将不用更换灯具。二:高效率、低能耗。led灯的能耗为卤素灯的1/20。三:光线质量高,属于环保产品基本上无辐射,“绿色”光源。四:led光源的结构简单,内部支架结构,四周用透明的环氧树脂密封,抗震性能好。五:点亮无延迟,亮灯响应速度快(纳秒级)。六:适用低电压工作,led只需要直流电压12v就可点亮,再也不用担心氙气两万多的电压。七:led占用体积小,设计者可以随意变换灯具模式,令汽车造型多样化。目前led汽车大灯普及困难,主要是由于散热性不好,散热处理不好容易光衰。影响车灯使用寿命。如果需要更高的光效和更高集成度车灯光源时,其散热问题更加突出,本专利提供了一种更高功率的双面发光的车灯基板方案,同时采用了直通散热的复合结构,有效的解决了led车灯光源的高集成度和高散热特性需求。技术实现要素:本发明为解决上述
背景技术
中存在的技术问题,提供一种直通散热双面铜基板及其制作方法。本发明采用以下技术方案:一种直通散热双面铜基板,包括铜基材本体,所述铜基材本体的顶面和底面均设有散热结构;所述散热结构包括开设在所述铜基材本体双面的线路槽,所述线路槽将所述铜基材本体分割成第一散热盘和第二散热盘。进一步地,所述线路槽中埋有导电线路层,所述导线电路能够与所述线路槽完全契合。进一步地,所述第一散热盘靠近导线线路层的一侧、导电线路层、第二散热盘靠近导线线路层的一侧涂有阻焊油墨层。进一步地,所述第一散热盘和所述第二散热盘上未涂有阻焊油墨层的区域为散热区。进一步地,所述铜基材本体的顶面和底面均设有两组散热焊盘和正负极焊盘。进一步地,所述阻焊油墨层与第一散热盘、导电线路层、第二散热盘之间涂有绝缘层。进一步地,所述两组散热焊盘分别位于第一散热盘和第二散热盘上,并与导电线路层电连接;所述正负极焊盘位于线路槽中,且与导电线路层电连接。进一步地,所述直通散热双面铜基板的制作方法包括以下步骤:步骤一:导电线路层制备;步骤二:第一散热区和第二散热区的制备;步骤三:二次假贴,将导电线路层的镂空区与铜基材本体凸起图形对位嵌合,正反两面同时对位嵌合后采用热压胶辊初步热压贴合;步骤四:排板;步骤五:压合;步骤六:二次钻基准孔;步骤七:铜基板双面阻焊制作;步骤八:数控钻铣外形,采用数控机加工产品的安装孔和外形结构,形成完整的双面直通散热铜基板;步骤九:测试检验,采用专用通断测试机和测试针床,检测铜基板两面线路的通断情况;步骤十:包装出货。本发明的有益效果:采用了纯铜基材作为电路基板的核心散热结构,其具有散热快的特点,导热系数380w/m.k,具有热容积高的特点,能有效分散光源热量;该基板采用了多层结构压合,铜基材本体作为led光源的散热焊盘,形成了led光源的直通式散热结构,最大限度的优化了led光源的散热通道;增加了基材裸露散热面积,有效提高整体基板的散热效率。附图说明图1为本发明的双面铜基板的横截面图;图1中的各标注为:1铜基材本体,2线路槽,3第一散热盘,4第二散热盘,5导电线路层,6阻焊油墨层,7散热区,8散热焊盘,9正负极焊盘。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。请参阅图1,本发明提供一种技术方案:一种直通散热双面铜基板,,包括铜基材本体1,铜基材本体1的总厚度为2.0mm,所述铜基材本体1的顶面和底面均设有散热结构;所述散热结构包括开设在所述铜基材本体1双面的线路槽2,所述线路槽2厚度为0.15mm,所述线路槽2将所述铜基材本体1分割成第一散热盘3和第二散热盘4。所述线路槽2中埋有导电线路层5,所述导线电路层5能够与所述线路槽2完全契合。导电线路层5采用0.15mm厚度的单面fr-4线路板做为光源的电路连接层。实现了基板两面两组光源的集成结构,同样结构体积的光源模组其功率和光效均提高了一倍。所述第一散热盘3靠近导线线路层的一侧、导电线路层5、第二散热盘4靠近导线线路层5的一侧涂有阻焊油墨层6,所述第一散热盘3与所述第二散热盘4上未涂有阻焊油墨层6的区域为散热区7。所述阻焊油墨层6与第一散热盘3、导电线路层5、第二散热盘4之间涂有绝缘层。设计了铜基材散热盘,增加了基材裸露散热面积,有效提高整体基板的散热效率。所述铜基材本体1的顶面和底面均设有两组散热焊盘8和正负极焊盘9。所述两组散热焊盘8分别位于第一散热盘3和第二散热盘4上,并与导电线路层5电连接;所述正负极焊盘9位于线路槽2中,且与导电线路层5电连接。一、基本结构其结构特点为:由中间铜基层、顶层导电线路层、底层导电线路层共三层复合结构构成,其中顶层和底层线路层上面覆盖阻焊油墨形成导电线路的保护同时形成导电焊盘、形成裸露的铜基材散热盘,便于led灯珠及其它元器件的贴片焊接及整体光源模组的散热。二、制作流程:步骤一:fr-4导电线路层制备,其中顶层和底层制备方法相同:在单面fr-4覆铜板上制作用于led灯珠电路连接的导电图形,同时在特定的led散热焊盘和铜基材本体的散热盘位置制作镂空图形,用于与铜基材的凸起图形对应吻合。流程说明:(a)开料:用电动剪床将整张单面覆铜板板剪切成生产需要的尺寸规格,厚度0.15mm,铜箔厚度18-35um;(b)刷板:利用单面刷板机,将覆铜板表面的氧化层抛刷掉,便于后续网印湿膜的附着力。刷辊目数:500目;(c)印湿膜:用丝网印刷的方法,在覆铜板表面铜箔上均匀涂覆一层感光湿膜;(d)预烘:将印好湿膜的覆铜板放置在烘箱中烘烤,挥发掉湿膜中的溶剂,操作条件:75+/-5度;时间:20-30分钟;(e)曝光:将预先光绘好的线路底片,覆盖在已经印好湿膜的覆铜板上,利用8kw紫外曝光机曝光,使得底片上的线路图形转移到覆铜板上。(f)显影:曝光后的覆铜板经过显影机显影,铜箔表面需要蚀刻去除的部分湿膜将被显影液清洗掉,需要保留的铜箔仍然被湿膜覆盖。工艺条件:显影液:1%-3%无水碳酸钠;温度:28-32度;时间:1-2分钟。喷淋压力:1-5kg/cm2。(g)检验:检测线路图形的完整性;(h)蚀刻:利用酸性氯化铜蚀刻液将没有被湿膜覆盖的铜层腐蚀掉,保留需要的线路铜箔,工艺条件,如表1所示:表1为蚀刻的工艺条件:铜含量140-180g/l酸量2-3n氧化还原电位450-550mv温度49-54oc(i)去膜:用3%-5%的氢氧化钠溶液将蚀刻后的线路表面湿膜清除干净,便于后续加工;(j)刷板:利用单面刷板机,将线路基板表面的氧化层抛刷掉,便于后续贴合胶膜的附着力。刷辊目数:500目;(k)压合胶膜假贴:采用了一种胶辊热压工艺,将胶膜初步粘合到线路层上去。假贴工艺如下:压力1-4kg/cm2;温度80-120度;(l)钻基准孔:利用全自动影像打孔机识别线路定位孔图形后钻定位孔,孔径2.0mm;(m)铣镂空区:利用钻好的定位孔定位,在fr-4导电线路基板上的特定区域用数控铣床上加工出压合后需要铜基材裸露的焊盘、散热盘图形;(n)胶膜预固化:将铣好内模槽的线路基板放置在烘箱中烘烤,温度60-80度,时间20-40分钟;步骤二:第一散热区和第二散热区的制备在散热铜基材的正反两面通过蚀刻的方式去除特定区域的铜层厚度0.15mm,使得区域以外的图形形成相对突起0.15mm的结构,其凸起图形与fr-4导电线路层镂空的图形完全对应吻合流程说明:(o)开料:用电动剪床将整张铜板板剪切成生产需要的尺寸规格,铜板型号:t2;厚度:2.0mm;(p)刷板:利用单面刷板机,将铜板表面的氧化层抛刷掉,便于后续网印湿膜的附着力。刷辊目数:500目;(q)印湿膜:用丝网印刷的方法,在铜板的两面均匀涂覆一层感光湿膜;(r)预烘:将印好湿膜的铜板放置在烘箱中烘烤,挥发掉湿膜中的溶剂,操作条件:75+/-5度时间20-30分钟;(s)曝光:将预先光绘好的顶层线路底片和底层线路底片覆盖在已经印好湿膜的铜板正反两面,利用8kw双面紫外曝光机曝光,使得底片上的线路图形转移到铜板上;(t)显影:曝光后的铜板经过显影机显影,铜板表面需要蚀刻去除的部分湿膜将被显影液清洗掉,需要保留的铜仍然被湿膜覆盖。工艺条件:显影液1%-3%无水碳酸钠;温度28-32度;时间1-2分钟。喷淋压力:1-5kg/cm2;(u)检验:检测铜板两面需要凸起图形的完整性;(v)蚀刻:利用酸性氯化铜蚀刻液将没有被湿膜覆盖的铜层腐蚀掉,保留需要的铜层,需要蚀刻掉的铜层厚度为0.15mm,按一般的蚀刻液条件,在4米的蚀刻仓中需要蚀刻时间为4-6分钟,蚀刻后的产品采用高度计测量蚀刻图形与未蚀刻图形的高度差,控制参数为0.15mm+/-0.02mm;(w)去膜:用3%-5%的氢氧化钠溶液将蚀刻后的铜凸台表面湿膜清除干净,便于后续加工;(x)刷板:利用单面刷板机,将铜板表面的氧化层抛刷掉,便于后续压合fr-4导电线路层的附着力。刷辊目数:500目;步骤三:二次假贴,将fr-4导电线路层的镂空区与铜基材凸起图形对位嵌和,正反两面同时对位嵌和后采用热压胶辊初步热压贴合。避免后续压合排版过程中出现位移现象。步骤四:排板:将压合铜板、离型膜、胶垫、钢板等按一定顺序排列叠合。步骤五:压合:第一阶段:预压压力6-12kg/cm2;温度0-175度持续升温;第二阶段:预压保温压力6-12kg/cm2;温度175+/-5度;时间10-40分钟;第三阶段:全压压力30-50kg/cm2;温度175+/-5度;时间90-120分钟;第四阶段:保压降温压力30-50kg/cm2;温度175-50度持续降温;当温度低于50度后,卸除压力将板取出。步骤六:二次钻基准孔利用全自动影像打孔机识别线路定位孔图形后钻定位孔,孔径2.0mm。步骤七:铜基板双面阻焊制作在压合成整体的铜基板两面制作阻焊层,用于导电线路的保护,并形成led散热焊盘图形和铜基材散热盘图形。流程:(a)刷板:利用单面刷板机,将铜基板两面线路层的氧化层抛刷掉,便于后续网印阻焊白油的附着力。刷辊目数:500目;(b)印阻焊白油:用丝网印刷的方法,在完成线路的铜基板正反两面均匀涂覆一层感光阻焊白油。阻焊油墨型号为:大仓藤田le-600;(c)预烘:将印好阻焊白油的的铜基板放置在烘箱中烘烤,挥发掉白油中的溶剂,操作条件:75+/-5度时间20-30分钟;(d)曝光:将预先光绘好的顶层阻焊底片和底层阻焊底片,分别覆盖在已经印好白油的的铜基板的正反两面,利用双面8kw紫外曝光机曝光,使得底片上的阻焊图形转移到铜基板上;(e)显影:曝光后的铜基板经过显影机显影,led焊盘及铜基材散热盘上的阻焊白油将被显影液清洗掉,其他大部分线路层的铜箔仍然被白油覆盖。工艺条件:显影液1%-3%无水碳酸钠;温度28-32度;时间1-2分钟。喷淋压力:1-5kg/cm2;(f)后固化:显影后的铜基板放置于烘箱中烘烤,将阻焊白油彻底固化,温度150度时间60分钟;(g)化学镍金:采用了罗门哈斯pallamersetmsmt2000化学镍金体系,在裸露焊盘的表面镀覆一层合金镀层。便于焊接元器件及防止散热盘铜层表面长期高温使用过程中的铜面氧化。步骤八:数控钻铣外形,采用数控机加工产品的安装孔和外形结构,形成完整的双面直通散热铜基板。步骤九:测试检验,采用专用通断测试机和测试针床,检测铜基板两面线路的通断情况,采用众博信bzx-600e测试机。步骤十:包装出货。当前第1页12
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