散热400W/m.k铜基双面凸台板制作技术

张飞龙+李仁荣+曾培

【摘 要】本文介绍了目前铜基凸台板的主要制作工艺，并以应用于汽车大灯的铜基双面凸台板为研究对象，利用自主开发的高导热绝缘层所制成的背胶铜箔和塞孔树脂，成功开发出了散热400W/m.k的铜基双面凸台板，与常规铜基板和铜基单面凸台板相比，在满足高散热的同时能满足客户更多、更复杂的布线需求

【关键词】散热400W/m.k；背胶铜箔；铜基凸台

0 前言

目前常规金属基线路板的导热系数在1-3W/m.k，制约其进一步提高的因素是线路与金属基之间有一层介质层，金属基材与需散热的电子器件无法亲密接触，致使电子器件在使用过程中产生之热量不能快速传导出去，因此，如何从结构设计上让金属基材与电子器件直接接触，同时又满足线路板必备的导电、布线要求成为技术关键。铜基凸台板在设计就做到了线路与散热分离，让金属基材与需散热的电子器件直接亲密接触，导热系数高达400W/m.k。

铜基凸台板按结构有铜基单面凸台、铜铝复合基单面凸台和铜基双面凸台，行业内均有量产，但见诸报刊、杂志的文章很少。我司利用自主开发的高导热绝缘层所制成的背胶铜箔和塞孔树脂，所制作的铜基双面凸台板经厂内测试及客户上线使用均符合要求。本文总结了制作过程中的一些经验供业内同行参考。

1 铜基双面凸台板制作工艺研究

1.1 产品制作基本信息

产品为铜基双面凸台，top与Bottom面均有凸台和导线，且有PTH孔连接top与Bottom面

1.2 主要制作难点简析

（1）此结构类似于铜基夹芯，有孔中孔设计，对铜基绝缘材料、塞孔能力和可靠性要求高。

（2）两面凸台蚀刻深度控制，太低时压合流胶会流至凸台表面，削溢胶无法削干净；太高则削铜量加大，有成品板厚偏薄隐患。

（3）凸台蚀刻时，绝缘树脂孔表面的铜被树脂保护住，无法蚀刻掉，高度与凸台一致，层压时此处会凸起，影响品质。

1.3 工艺制作流程

铜基制作流程：开料→一次钻孔→锣槽→棕化→贴保护膜→钻导气孔→丝印塞树脂→特殊压合→撕保护膜→削溢胶→内层线路→蚀刻凸台→控深锣→棕化→假贴

RCC制作流程：开料→激光刻→假贴

主流程：压合→削溢胶→二次钻孔→沉铜→整板电镀→外层线路→CCD打靶→防焊→字符→三次钻孔→V-CUT→锣板→通断测试→高压测试→OSP→FQC→包装

1.4 重难点工艺研究

1.4.1 树脂塞孔工艺

产品设计为top与Bottom面通过导通孔相连，因此在金属化通孔的位置预先设计隔离环，通过填充树脂实施绝缘。根据我司作业标准，树脂孔比金属化孔单边预大0.7mm，且为保证树脂与铜基的结合力，在塞树脂前铜基须贴过棕化处理

为方便塞树脂，铜基棕化前一面需贴绿色耐高温保护膜，而因为要塞树脂的孔被保护膜封住，孔内残留空气导致树脂无法顺利进孔，丝印前需在保护膜上钻导气孔.

树脂塞孔的关键点：

1）保护膜上的导气孔比待塞板上的孔要小，一般钻0.4mm的导气孔，一个孔或槽根据大小可钻1-3个导气孔，数量太多会造成树脂从导气孔中流出而导致塞孔不饱满。

2）台面上的导气板一般采用FR-4大料开料时余下的边料，厚度1.5mm，宽度1cm左右，架在台面不能遮住板上的导气孔，但又必须支撑板子，能够在丝印时让板面受力均匀。

3）因树脂粘度高，常规9mm刮胶在丝印时形变量大，塞的树脂量少，需选用2-3cm的厚刮胶，网版需选用铝片网。

4）塞树脂时只能一刀塞满，不能分两次塞，否则孔内会藏留空气无法排除。

5）每片板塞完后隔一张离型膜（离型膜与保护膜接触），暂存于千层架上，待一个批量塞完后再一起送进无尘室内叠板、压合。因为塞完树脂后，孔内会残留少部分空气，如不排出会影响绝缘效果，产生漏电不良，压合的目的就是通过压机抽真空让孔内气泡排出，然后施加一定的温度与压力让树脂初步固化。

6）在特殊压合后，板子上的保护膜须撕掉，然后将溢至板面的胶用不织布刷轮研磨干净。

1.4.2 凸台蚀刻工艺

在凸台蚀刻时一定要先试板，用深度规测量两面凸台的深度，技术关键点如下：

1）凸台蚀刻时，蚀刻机的蚀刻均匀性COV要控制在≤10%。

2）因为蚀铜量较大，受蚀刻匀性影响，为尽量减少同一片板中不同位置凸台高度的差异，工作板拼板尺寸不宜过大，以≤300*500mm为宜。

3）凸台蚀刻深度计算标准；深度=铜箔厚度（1-挥发百分比%）+RCC厚度，实际蚀刻时可以比理论计算值大0.1-0.3mm，我司经验值如下图1：

1.4.3 控深锣工艺

蚀刻凸台后树脂孔的高度与凸台一致，如果直接压合会有高低不平现象（RCC上的凸台位置已激光刻掉，假贴时RCC通过凸台直接套在铜基上），必须采用控深锣的方式将树脂孔削平，示意图如图2：

技术关键点如下：

1）控深锣的深度要与凸台高度一致，通过深度规来控制。

2）为提高生产效率，制作锣带时需考虑以最短的路线把所有位置锣完。

3）在不伤及凸台的情况下可以用尽量大的平底锣刀，以提高生产效率。

2 结论

按照上述工艺流程及方法，通过对丝印塞树脂的方法、凸台蚀刻深度控制、以及树脂孔上的树脂去除等方面的研究，所制作的板各项品质均符合要求，技术关键点总结如下：

（1）铜基塞树脂时一定要贴保护膜，钻导气孔，加导气板，并且用压合的方式排出孔内气泡。

（2）凸台蚀刻时必须用深度规监控深度，太高太低都无法满足品质要求。

（3）凸台蚀刻后，绝缘孔表面的树脂必须用控深锣方式锣至与铜基面相平。

【参考文献】

[1]简玉苍.分立式热电分离铝基电路板的制作方法[P].中国发明专利，申请号201410373218.8.

[2]柯勇.铝基夹芯印制板之绝缘孔制作技术[C].2014秋季国际PCB技术信息论坛，2014：391-396.

[责任编辑：张涛]