立体型dbc陶瓷线路板制作方法及制得的立体型dbc陶瓷线路板的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种立体型DBC陶瓷线路板制作方法，先采用设计有孔或孔+线路图的菲林负片对DBC覆铜板表面进行曝光、显影，蚀刻出具有预设深度的孔，然后再次贴感光干膜，再用不含孔的菲林负片对DBC覆铜板表面进行曝光、显影，蚀刻，根据需要重复步骤，得到表面有n个基准面的立体型DBC陶瓷线路板。本发明克服了传统的感光干膜只能用于制作单一平面的线路板的观念，通过含孔菲林和感光干膜的组合应用，可以在DHC陶瓷基板上准确刻蚀出多个不同的基准面，并可在各基准面上刻蚀上线路，蚀刻的孔侧面平整，深度可控性高。
【专利说明】
立体型DBC陶瓷线路板制作方法及制得的立体型DBC陶瓷线路板
技术领域
[0001]本发明涉及到一种立体型DBC陶瓷线路板制作方法及制得的立体型DBC陶瓷线路板，属于陶瓷线路板技术领域。
【背景技术】
[0002]从80年代中后期开始，电子产品正朝着便携式、小型化、网络化和多媒体化的方向发展，这种市场需求对电路组装技术提出了相应的要求，单位体积信息的提高(高密度)和单位时间处理速度的提高(高速化)成为促进微电子封装技术发展的重要因素。要实现高密度和高速化电路模块的发展，就要求线路板朝着多层面、立体型、耐高温、高传导、散热快、抗腐蚀层次发展。传统线路板(PCB板)虽然已经可以实现多层面、立体型的要求，缩小了集成电路模块的体积，但由于电子元器件的高集中散热，使得传统线路板在耐高温、高传导、散热快、抗腐蚀等方面的劣势暴露无遗，从而导致无法实现电路模块的高速化。DBC陶瓷线路板在这种情况下应运而生，由于其材料的特殊性，受成型工艺的限制，目前DBC陶瓷线路板只是利用感光干膜光刻的高精度在其一个平面上制作高密度的线路来实现电路集成模块的高密度和高速化，一个面的高密度相对于传统PCB板的多层高密度来讲，DBC陶瓷线路板的电子元器件的集成程度要小很多。感光干膜是一种优秀的线路板感光材料，用感光干膜制得的线路板精度极高，但是由于感光干膜的流动性差，目前只能用来做单一平面、线路简单的线路板。复杂线路板往往具有多个基准面，目前只能采用感光胶做感光物质，因为感光胶的流动性和填充性远超感光干膜。但是用感光胶做感光物质制得的复杂线路板特别是DBC (覆铜陶瓷基板)覆铜立体型线路板的精度很难得到保障，且感光胶做感光物质时蚀刻的孔侧面往往向内凹进，形成弧形侧面，其深度控制性也比较差，往往容易将铜板蚀通，达不到线路要求。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种能制作立体DBC陶瓷线路板的立体型DBC陶瓷线路板制作方法。
[0004]为达到发明目的，本发明采用的技术方案为:一种立体型DBC陶瓷线路板制作方法，其步骤包括:
a、对DBC覆铜板表面进行抛刷、微蚀处理，增加表面粗糙度，使之和感光干膜有足够的接触面积，增加结合力；
b、在DBC覆铜板表面贴感光干膜；
c、用设计有孔或孔+线路图的菲林负片对DBC覆铜板表面进行曝光、显影，通过对蚀刻液浓度、蚀刻液流速及蚀刻时间的控制，蚀刻出具有预设深度的孔，将DBC覆铜板表面定义为第一基准面，孔底部平面定义为第二基准面，此时第一基准面线路也将明显呈现出来，但未达到蚀刻完全的程度； d、在蚀刻过DBC覆铜板表面再一次贴感光干膜，如果第一基准面与第二基准面之间的基准面落差< 0.3_，用弹性压力辊增加贴膜压力，并提高贴膜温度以使得感光干膜尽可能接近理想贴膜的程度，如果基准面落差>0.3_，则先用感光胶填充孔至与第一基准面齐平，再贴上感光干膜；
e、用不含孔的菲林负片对DBC覆铜板表面进行曝光、显影，将第一基准面线路蚀刻完全，其中不含孔的菲林负片将已经蚀刻好的孔的位置设计成光透过，将需要继续蚀刻的部位设计成不透光；
f、重复步骤d-c-d-e，或者仅重复步骤d-e，得到表面有η个基准面的立体型DBC陶瓷线路板；
g、退膜:退去多层感光干膜；
其中η为大于等于2，小于等于6的自然数。
[0005]优选的，所述步骤b中贴膜温度115 °C，贴膜压力0.46MP，贴膜速度0.8-1.5m/min，贴膜后静置15~30min。
[0006]优选的，所述步骤d中贴膜压力辊为橡胶软辊，贴膜温度118~125°C，贴膜压力
0.48-0.56MP，贴膜后静置 15~30min。
[0007]优选的，所述步骤c中曝光能量为23-26格，步骤e中曝光能量为21_24格，步骤c和e中曝光时真空度-0.06—0.09MP，曝光温度比室内实际温度高1~2°C。选用的能量尺为Stouffe41格能量尺。降低曝光能量可以减小干膜的硬度，使干膜与原有干膜的结合力更强。曝光温度比室内实际温度高1~2°C以防止在曝光工作台面上出现冷凝水。
[0008]优选的，步骤c和e中显影速度1~1.5m/min,，显影温度30~38°C，补充显影温度为28-35 0C，热风温度 40~80°C。
[0009]优选的，所述步骤c中蚀刻时蚀刻槽的上下喷淋压力3.0-3.5kg/cm2,蚀刻槽温度45-55 0C，蚀刻速度 600~1300cm/min。
[0010]优选的，所述步骤e中蚀刻时蚀刻槽的上下喷淋压力2.8-3.5kg/cm2，蚀刻槽温度40~55°C，蚀刻速度 500~1700cm/min。
[0011]优选的，所述步骤c中曝光能量为26格，步骤f以及步骤e中重复步骤c时曝光能量为24格。降低曝光能量可以减小干膜的硬度，干膜与原有干膜的结合力更强。
本发明还提供了上述的立体型DBC陶瓷线路板制作方法制得的立体型DBC陶瓷线路板。
[0012]本发明克服了传统的感光干膜只能用于制作单一平面的线路板的观念，通过含孔菲林和感光干膜的组合应用，可以在DHC陶瓷基板上准确刻蚀出多个不同的基准面，并可在各基准面上刻蚀上线路，蚀刻的孔侧面平整，深度可控性高。为克服感光干膜流动性差的缺点，防止出现假性贴膜，在基准面落差< 0.3mm，通过加压，并提高贴膜温度的方法以使得感光干膜尽可能接近理想贴膜的程度，在基准面落差>0.3mm时，则先用感光胶填充孔至与上一基准面齐平，再贴上感光干膜。通过本发明方法可以在覆0.3mm铜厚的DBC陶瓷基板上蚀刻出具有多个不同基准面的线路图，各基准面平整度误差< 0.01mm，平面落差^ 0.086mm。
【附图说明】
[0013]图1为本发明立体型DBC陶瓷线路板制作方法的工艺步骤图。
[0014]图2为本发明立体型DBC陶瓷线路板关键工序贴膜要求中的假贴膜现象示意图。
[0015]图3为本发明立体型DBC陶瓷线路板关键工序贴膜要求中的理想贴膜示意图。
[0016]图4为本发明立体型DBC陶瓷线路板关键工序贴膜要求中的正常贴膜示意图。
[0017]图5为本发明立体型DBC陶瓷线路板关键工序贴膜要求中的填充贴膜示意图。
[0018]图6为实施例1中的带孔的菲林I的结构示意图。
[0019]图7为实施例1中的不带孔的菲林2的结构示意图。
[0020]图8为实施例1中的产品结构示意图。
[0021]图9为实施例2及实施例3中的带孔的菲林I的结构示意图。
[0022]图10为实施例2及实施例3中的不带孔的菲林2的结构示意图。
[0023]图11为实施例2中的不带孔的菲林3的结构示意图。
[0024]图12为实施例2中的产品结构示意图。
[0025]图13为实施例3中的带孔的菲林3的结构示意图。
[0026]图14为实施例3中的产品结构示意图。
[0027]图15为实施例4中的菲林I的结构示意图。
[0028]图16为实施例4中的菲林2的结构示意图。
[0029]图17为实施例4中的产品结构示意图。
[0030]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做进一步的阐述。
【具体实施方式】
[0031]实施例1
双基准面的立体型DBC陶瓷线路板制作方法，其步骤包括:
a、将覆0.3mm厚铜的DBC覆铜板表面进行抛刷、微蚀处理，以粗化表面，使之和感光干膜有足够的接触面积，增加结合力；
b、在黄光房中对DBC覆铜板表面贴感光干膜，贴膜温度115°C、贴膜压力0.46MP、贴膜速度0.9m/min，静置15min防止感光干膜热胀冷缩使得曝光的图案尺寸发生变化；
c、将如图6所示的带孔的菲林I正确地放在贴过感光膜的DBC覆铜板表面盖上曝光工作台面盖板抽真空，真空度-0.06MP、曝光能量为26格(Stouffer41格曝光尺);在DBC陶瓷板上显影出菲林I的图案，显影速度1.2m/min、显影温度30°C、补充显影温度28°C、热风温度50°C ;蚀刻槽上下喷淋压力3.0kg/cm2、蚀刻温度45°C、蚀刻速度900cm/min精密蚀刻出
0.1mm深半径0.5mm的孔和0.1mm深度的线路雏形；
d、在蚀刻过DBC覆铜板表面再一次贴感光干膜，贴膜温度118°C、贴膜压力0.48MP、贝占膜速度1.5m/min，用10倍以上放大镜检测是否有假贴膜现象、静置20min ;
e、把如图7所示的不带孔的菲林2放在贴膜合格DBC覆铜板表面进行曝光，菲林2和DBC覆铜板图案的重合度彡99.9%，真空度-0.06MP，曝光能量为24格；显影出菲林2的图案，显影参数和步骤c中的参数一致；蚀刻槽上下喷淋压力3.2kg/cm2、蚀刻温度40°C、蚀刻速度500cm/min精密时刻掉剩余0.2铜厚的线路；
g、退膜:退去双层感光干膜，退膜速度800cm/min得到有两个基准面的立体型DBC陶瓷线路板:平面1:半通孔平面铜厚0.2mm ;平面2:线路平面铜厚0.3mm。得到的立体型DBC陶瓷线路板如图8所示，各平面平整度误差< 0.01_，两个基准面之间的落差为0.1_。
[0032]实施例2
三个基准面的立体型DBC陶瓷线路板制作方法，其步骤包括:
a、将覆0.3mm厚铜的DBC覆铜板表面进行抛刷、微蚀处理，以粗化表面，使之和感光干膜有足够的接触面积，增加结合力；
b、在黄光房中对DBC覆铜板表面贴感光干膜，贴膜温度115°C、贴膜压力0.46MP、贴膜速度0.8m/min，静置30min防止感光干膜热胀冷缩使得曝光的图案尺寸发生变化；
c、将如图9所示的带孔的菲林I正确地放在贴过感光膜的DBC覆铜板表面盖上曝光工作台面盖板抽真空，真空度-0.07MP，曝光能量为23格(Stouffer41格曝光尺)；在DBC陶瓷板上显影出菲林I (见图4)的图案，显影速度1.5m/min、显影温度32°C、补充显影温度30°C、热风温度40°C;蚀刻槽上下喷淋压力3.2kg/cm2、蚀刻温度45°C、蚀刻速度1300cm/min精密蚀刻出0.1mm深半径0.5mm的孔和0.1mm深度的线路雏形；
d、在蚀刻过的DBC覆铜板表面再一次贴感光干膜，贴膜温度118°C、贴膜压力0.48MP、贴膜速度0.8m/min，用10倍以上放大镜检测是否有假贴膜现象、静置30min ;
e、把如图10所示的不带孔的菲林2放在贴膜合格DBC覆铜板表面进行曝光，菲林2和DBC覆铜板图案的重合度彡99.9%，真空度-0.07MP，曝光能量为21格；显影出菲林2的图案，显影参数和步骤d中的参数一致；蚀刻槽上下喷淋压力2.8kg/cm2、蚀刻温度40°C、蚀刻速度900cm/min精密蚀刻出铜厚0.15mm的基准面和剩余0.5mm铜厚的线路雏形；
f、重复步骤d
g、把如图11所示的不带孔的菲林3放在贴膜合格的DBC覆铜板表面进行曝光，菲林2和DBC覆铜板图案的重合度多99.9%、曝光能量为22格；显影出菲林3的图案，显影参数和步骤c中的参数一致；蚀刻槽上下喷淋压力3.2kg/cm2、蚀刻温度55°C、蚀刻速度1200cm/min，精密蚀刻掉线路剩余的0.5mm厚的铜；
h、退膜:退去三层感光干膜，退膜速度600cm/min得到有三个基准面的立体型DBC陶瓷线路板:平面1:半通孔平面铜厚0.2mm ;平面2:线路平面铜厚0.3mm ;平面3:线路平面
0.15mm。得到的立体型DBC陶瓷线路板如图12所示，各平面平整度误差彡0.01mm，各个基准面之间的落差分别为0.15mm、0.1mm和0.05mm。
[0033]实施例3
四个基准面的立体型DBC陶瓷线路板制作方法，其步骤包括:
a、将覆0.3mm厚铜的DBC覆铜板表面进行抛刷、微蚀处理，以粗化表面，使之和感光干膜有足够的接触面积，增加结合力；
b、在黄光房中对DBC覆铜板表面贴感光干膜，贴膜温度115°C、贴膜压力0.46MP、贴膜速度1.lm/min，静置25min防止感光干膜热胀冷缩使得曝光的图案尺寸发生变化；
c、将如图9所示的带孔的菲林I正确地放在贴过感光膜的DBC覆铜板表面盖上曝光工作台面盖板抽真空，真空度-0.09MP，曝光能量为24格(Stouffer41格曝光尺);在DBC陶瓷板上显影出菲林I (见图4)的图案，显影速度lm/min、显影温度38°C、补充显影温度35°C、热风温度80°C ;蚀刻槽上下喷淋压力3.0kg/cm2、蚀刻温度55°C、蚀刻速度900cm/min，精密蚀刻出0.1mm深半径0.5mm的孔和0.1mm深度的线路雏形；
d、在蚀刻过DBC覆铜板表面再一次贴感光干膜，贴膜温度125°C、贴膜压力0.56MP、贝占膜速度1.2m/min，用10倍以上放大镜检测是否有假贴膜现象、静置20min ;
e、把如图10所示的不带孔的菲林2放在贴膜合格DBC覆铜板表面进行曝光，菲林2和DBC覆铜板图案的重合度彡99.9%，真空度-0.09MP，曝光能量为22格；显影出菲林2的图案，显影参数和步骤c中的参数一致；蚀刻槽上下喷淋压力3.0kg/cm2、蚀刻温度46°C、蚀刻速度1000cm/min精密时刻出铜厚0.15mm的基准面和剩余0.5mm铜厚的线路雏形；
f、重复步骤d；
g、把如图13所示的带孔的菲林3放在贴膜合格的DBC覆铜板表面进行曝光，菲林2和DBC覆铜板图案的重合度多99.9%、曝光能量为21格；显影出菲林3的图案，显影参数和案例2中步骤d中的参数一致；蚀刻槽上下喷淋压力3.2kg/cm2、蚀刻温度55°C、蚀刻速度1700cm/min精密时刻出铜厚0.15mm平面上的孔和线路；
h、退膜:退去三层感光干膜，退膜速度600cm/min，得到有四个基准面的立体型DBC陶瓷线路板:平面1:半通孔平面铜厚0.2mm ;平面2:线路平面铜厚0.3mm ;平面3:线路平面
0.15mm ;平面4:半通孔平面铜厚0.05_。得到的立体型DBC陶瓷线路板如图14所示，各平面平整度误差< 0.01mm，各个基准面之间的落差分别为0.25mm、0.15mm、0.1mm和0.05mm。
[0034]实施例4
填充感光胶制作基准面落差大于0.3mm的立体型DBC陶瓷线路板的制作方法，其步骤包括:
a、将铜厚0.7mm、陶瓷板厚Imm的DBC板表面进行抛刷、微蚀处理，以粗化表面，使之和感光干膜有足够的接触面积，增加结合力；
b、在黄光房中对DBC覆铜板表面贴感光干膜，贴膜温度115°C、贴膜压力0.46MP、贴膜速度1.5m/min，静置25min防止感光干膜热胀冷缩使得曝光的图案尺寸发生变化；
C、将如图15所示的带孔的菲林I正确地放在贴过感光膜的DBC覆铜板表面盖上曝光工作台面盖板抽真空，真空度-0.09MP，曝光能量为23格(Stouffer41格曝光尺);在DBC陶瓷板上显影出菲林I (见图6)的图案，显影速度1.5m/min、显影温度32°C、补充显影温度30°C、热风温度60°C;蚀刻槽上下喷淋压力3.5kg/cm2、蚀刻温度50°C、蚀刻速度600cm/min，精密蚀刻出0.5mm深边长14.4mm的正方形；
d、用感光胶填充步骤c中蚀刻出来的孔，填充的结果使得两个基准面的落差小于
0.3mm，尽可能填充平整，使填充后成一个平面；把填充后的板子放在150°C的烘箱里，烘60min ;对烘干的板子进行贴膜，贴膜温度120°C、贴膜压力0.49MP、贴膜速度1.5m/min，静置15min防止感光干膜热胀冷缩使得曝光的图案尺寸发生变化；
e、把如图16所示的不带孔的菲林2放在贴膜合格的DBC覆铜板表面进行曝光，菲林2和板子图案的重合度多99.9%，真空度-0.09MP，曝光能量为21格；显影出菲林2的图案，显影速度lm/min,显影温度30°C，补充显影35°C，热风温度70°C ;蚀刻槽上下喷淋压力
3.5kg/cm2、蚀刻温度55°C、蚀刻速度500cm/min精密时刻出铜厚0.7mm的线路；
f、退膜:退去三层感光干膜，退膜速度600cm/min，得到有两个基准面的立体型DBC陶瓷线路板:平面1:平面铜厚0.2mm ;平面2:线路平面铜厚0.7mm ;得到的立体型DBC陶瓷线路板如图17所示，各平面平整度误差< 0.01_，两个基准面之间的落差为0.5_。
【主权项】
1.一种立体型DBC陶瓷线路板制作方法，其步骤包括: a、对DBC覆铜板表面进行抛刷、微蚀处理，增加表面粗糙度； b、在DBC覆铜板表面贴感光干膜； c、用设计有孔或孔+线路图的菲林负片对DBC覆铜板表面进行曝光、显影，通过对蚀刻液浓度、蚀刻液流速及蚀刻时间的控制，蚀刻出具有预设深度的孔，将DBC覆铜板表面定义为第一基准面，孔底部平面定义为第二基准面，此时第一基准面线路明显呈现，但未达到蚀刻完全的程度； d、在蚀刻过DBC覆铜板表面再一次贴感光干膜，如果第一基准面与第二基准面之间的基准面落差< 0.3_，用弹性压力辊增加贴膜压力，并提高贴膜温度以使得感光干膜尽可能接近理想贴膜的程度，如果基准面落差>0.3_，则先用感光胶填充孔至与第一基准面齐平，再贴上感光干膜； e、用不含孔的菲林负片对DBC覆铜板表面进行曝光、显影，将第一基准面线路蚀刻完全，其中不含孔的菲林负片将已经蚀刻好的孔的位置设计成光透过，将需要继续蚀刻的部位设计成不透光； f、根据需要重复步骤d-c-d-e，或者仅重复步骤d-e，得到表面有η个基准面的立体型DBC陶瓷线路板； g、退膜:退去多层感光干膜； 其中η为大于等于2的自然数。2.根据权利要求1所述的立体型DBC陶瓷线路板制作方法，其特征在于:所述步骤b中贴膜温度115 °C，贴膜压力0.46MP，贴膜速度0.8-1.5m/min，贴膜后静置15~30min。3.根据权利要求2所述的立体型DBC陶瓷线路板制作方法，其特征在于:所述步骤d中贴膜压力辊为橡胶软辊，贴膜温度118~125°C，贴膜压力0.48-0.56MP，贴膜速度0.8-1.5m/min，贴膜后静置15~30min。4.根据权利要求3所述的立体型DBC陶瓷线路板制作方法，其特征在于:所述步骤c中曝光能量为23-26格，步骤e中曝光能量为21-24格，步骤c和e中曝光时真空度-0.06—0.09MP。5.根据权利要求4所述的立体型DBC陶瓷线路板制作方法，其特征在于:步骤c和e中显影速度1~1.5m/min，，显影温度30~38°C，补充显影温度为28~35°C，热风温度40~80°C。6.根据权利要求5所述的立体型DBC陶瓷线路板制作方法，其特征在于:所述步骤c中蚀刻时蚀刻槽的上下喷淋压力3.0-3.5kg/cm2，蚀刻槽温度45~55 °C，蚀刻速度600~1300cm/mino7.根据权利要求6所述的立体型DBC陶瓷线路板制作方法，其特征在于:所述步骤e中蚀刻时蚀刻槽的上下喷淋压力2.8-3.5kg/cm2，蚀刻槽温度40~55 °C，蚀刻速度500~1700cm/mino8.权利要求1-7所述的立体型DBC陶瓷线路板制作方法制得的立体型DBC陶瓷线路板。
【文档编号】H05K1/02GK106034381SQ201510104083
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2015年3月11日
【发明人】尚海瑞, 井敏, 黄礼侃, 赵耀丽
【申请人】南京中江新材料科技有限公司