一种单晶cob封装碗杯孔状铝基板的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种单晶COB封装碗杯孔状铝基板的制作方法，制作工艺流程为（1）铝基覆铜箔板准备→（2）铝基板线路图形及阻焊制作→（3）打线焊盘表面处理→（4）钻基准孔→（5）钻碗杯孔→（6）超声波清洗及贴合保护膜→（7）数控钻铣外形→（8）检验出货。本发明的加工出来的产品光效好，碗杯孔底部光亮平整，无加工刀纹，加工的深度误差小，从而保证了LED芯片出光角度的一致性，方法工艺合理，实用性强，具有很强市场应用前景。
【专利说明】一种单晶COB封装碗杯孔状铝基板的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种单晶COB封装碗杯孔状铝基板的制作方法。
【背景技术】
[0002]COB (chip on board板上芯片封装)是裸芯片贴装技术之一,在半导体封装领域通常是把半导体芯片交接贴装在线路基板上，芯片与基板的电气连接用引线键合方法实现，并用树脂覆盖以确保可靠性，但是对LED光源芯片的封装具有其特殊性，主要是在建立芯片之间、芯片基板之间的物理连接基础上，还需要保持LED芯片的反光率，现有的封装技术，绝缘层是采用环氧树脂半固化片压合，环氧树脂层一般是淡黄色，反光不好，而且其Tg只有140°C左右，LED光源在使用过程中，中心点的温度在100度左右，长期使用，绝缘层会容易黄变，颜色加深，将严重影响光源的光效。而且现有铝基表面碗杯孔状固晶区的加工，是直接把铝基板固定在工作台上进行钻孔，这样操作不仅在固定铝基板时浪费了大量的时间，而且压合的是铝基板四周，板中间或者其他没有受压的地方，仍然存在与工作台面贴合不够紧密的现象，因此加工出来的产品经常会出现碗杯孔底部不平整，有加工刀纹，在200*300的面积里，加工的深度误差大于+/-0.05mm等现象，从而不能保证LED芯片出光角度的一致性。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种单晶COB封装碗杯孔状铝基板的制作方法。
[0004]实现本发明目的的技术方案是:一种单晶COB封装碗杯孔状铝基板的制作方法，包括以下步骤:
[0005]( I)铝基覆铜箔板准备；
[0006](2)铝基板线路图形及阻焊制作；
[0007](3)打线焊盘表面处理；
[0008](4)钻基准孔；
[0009](5)钻碗杯孔；
[0010](6)超声波清洗及贴合保护膜；
[0011](7)数控钻铣外形；
[0012](8)检验出货。
[0013]作为优化，所述各步骤分别如下:
[0014](I)铝基覆铜箔板准备:
[0015](a) —次开料:用电动剪床将整张铝材剪切成生产需要的尺寸规格，选用西南铝业5052H34 铝材；
[0016](b) 一次刷板:用单面刷板机，将铝材表面的氧化层抛刷掉，刷辊目数为320目；
[0017](C)表面除油:用10%?30%的NaOH的水溶液浸泡铝材10?20分钟，温度2(T30°C，去除铝材表面的氧化、油脂的杂物；
[0018](d)阳极氧化:将除油后的铝材放在20%~30%的H2SO4水溶液中，进行20~40分钟的阳极氧化，温度2(T25°C，电流密度2~5A/dm2 ；
[0019](e)清洗烘干:用清水清洗阳极氧化后的铝材，再放在烘干机上烘干，烘干温度80~100。。；
[0020](f)涂偶联剂:用环氧基偶联剂KH-560涂覆在铝材的一面；
[0021](g)烘干:将涂覆完偶联剂的铝材置于烘箱中烘烤10分钟，温度为170°C ；
[0022](h)叠板压合:叠板顺序为铜箔、绝缘层、铝材，压合条件为压力6~12Kg/cm2，温度18(Tl90°C，时间为120分钟；
[0023](i)剪边:按照产品尺寸，用电动剪床将压合后的压板材边缘部分去除；
[0024](j)贴铝面保护膜:在压合好的铝基覆铜板背面的铝材上，用贴膜机贴上一层保护膜，预防后续加工过程中铝材的损伤；
[0025](2)铝基板线路图形及阻焊制作:
[0026](a) 二次开料:用电动剪床将整张铝基覆铜板剪切成生产需要的尺寸规格；
[0027](b)二次刷板:用单面刷板机，将覆铜板表面的氧化层抛刷掉，刷辊目数为500目；
[0028](C)印湿膜:用丝网印刷的方法，在二次刷板后的覆铜板表面铜箔上均匀涂覆一层感光湿膜；
[0029](d) 一次预烘:将印好湿膜的覆铜板放置在烘箱中烘烤，烘烤温度7(T80°C，时间为20~30分钟；
[0030](e) 一次曝光:将预先光绘好的线路底片覆盖在预烘后的覆铜板上，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，能量设定值为350毫焦；
[0031](f) 一次显影:将一次曝光后的覆铜板经过显影机显影，显影液1%_3%无水碳酸钠，温度为28~32°C，时间为f 2分钟，喷淋压力为I飞Kg/cm2 ；
[0032](g)检验:检测线路图形的完整性；
[0033](h)蚀刻: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，蚀刻液的条件:铜含量为140~180 g/Ι，酸量为2~3 N，氧化还原电位为450~550mv，温度为49~540C ；
[0034](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；
[0035]( j)三次刷板:用单面刷板机，将线路基板表面的氧化层抛刷掉，刷辊目数为500目；
[0036](k)印阻焊白油:用丝网印刷的方法，在三次刷板后的线路基板表面均匀涂覆一层在二次刷板后的线路基板表面均匀涂覆一层型号为太阳PSR2000 CE800W的感光阻焊白油；
[0037](I) 二次预烘:将印好阻焊白油的的线路基板放置在烘箱中烘烤，烘烤温度7(T80°C，时间为20~30分钟； [0038](m) 二次曝光:将预先光绘好的阻焊底片，覆盖在二次预烘后的线路基板上，用8KW紫外曝光机曝光，使得底片上的阻焊图形转移到覆铜板上，能量设定值为950毫焦；
[0039](η) 二次显影:将二次曝光后的线路基板经过显影机显影，显影液1%~3%无水碳酸钠，温度为28~32°C，时间为广2分钟，喷淋压力为I飞Kg/cm2 ；[0040](ο)后固化:将二次显影后的线路基板放置于烘箱中烘烤，将阻焊白油彻底固化，烘烤温度150°C，时间为60分钟；
[0041](3)打线焊盘表面处理:采用了安美特Universal ASF II化学镍钯金体系，在打
金线焊盘的表面镀覆一层合金镀层；
[0042](4)钻基准孔:利用全自动影像打孔机先识别线路定位孔的图形，然后钻定位孔，孔径为2.0mm ；
[0043](5)钻碗杯孔:用定位销钉加真空吸盘联合定位后，用高速精密机床SZX5540-1I和天然钻石单刃铣刀钻铣碗杯形孔，天然钻石单刃铣刀的切屑刃与水平面呈2°夹角；
[0044](6)超声波清洗及贴合保护膜:用清洗液RS-1609，在超声波清洗机中清洗钻好碗杯孔的基板，清洗30飞0秒后，取出经三级清水洗，再用压力大于等于6Kg/cm2的一级高压水洗，然后过冷风，再过8(T90°C的热风烘干，然后在线路面用热压辊贴中粘度保护膜；
[0045](7)数控钻铣外形；
[0046](8)检验出货。
[0047]作为优化，所述步骤(1)中的步骤(f)涂偶联剂采用的偶联剂为2%~4%的环氧基偶联剂ΚΗ-560的无水乙醇溶液，ΚΗ-560环氧基偶联剂涂覆于铝基材表面，作为铝基材表面的改性剂，增强了铝基材与绝缘层之间的结合力。
[0048]作为优化，所述步骤(1)中的步骤(h)叠板压合中铜箔为35um厚度的电解铜箔，绝缘层选用BT (Bismaleimide Triazine，双马来酰亚胺三嗪树脂)树脂半固化片，BT树脂颜色是正白色，芯片封装后发光好，且不会影响光源的色温，BT树脂的Tg高，长期在100度温度下使用，不会发黄变色。
[0049]作为优化，所述步骤(2)中的步骤(h)蚀刻用的蚀刻液为铜含量为160 g/Ι，酸量为2.5 N，氧化还原电位为475mv，温度为51.6°C。
[0050]作为优化，所述步骤(3)打线焊盘表面处理时采用的化学镀镍钯金工艺，镀层厚度Ni 为 5~8um、pb 为 2~8u 〃、Au 为 2~6u "。
[0051]作为优化，所述步骤(5)钻碗杯孔时，先用定位销钉把铝基板定位在真空吸台上，再用胶带把铝基板四周和真空吸台上未被铝基板覆盖的吸气孔粘贴覆盖，开启真空泵，待铝基板与工作台面充分贴合固定时，再进行钻碗杯孔。
[0052]本发明具有积极的效果:BT树脂为正白色且Tg高，玻璃化温度可达到230°C，长期在100°C温度下使用，不会发黄变色而影响光源的色温和光效。钻碗杯孔用莫氏硬度为10的天然钻石单刃铣刀和高速精密机床SZX5540-1I来切屑加工，保证了铝基材加工面平整光亮无刀纹，且切屑刃与水平面呈2°夹角，切屑过程即可排屑，避免了固晶区出现不平整的现象，待加工产品用定位销钉和真空吸盘联合定位，与工作台面贴合固定的更紧密，钻铣碗杯孔时其深度的一致性得到了很好的控制，其深度误差可以控制在+/-0.015mm之间，本发明的方法工艺合理，实用性强，具有很强市场应用前景。
【具体实施方式】
[0053]实现本发明一种单晶COB封装碗杯孔状招基板的制作方法，COB (chip on board板上芯片封装)是裸芯片贴装技术之一，制作方法如下:
[0054] (I)铝基覆铜箔板准备:[0055](a) 一次开料:用电动剪床将整张铝材剪切成生产需要的尺寸规格，选用西南铝业5052H34 铝材；
[0056](b) 一次刷板:用单面刷板机，将铝材表面的氧化层抛刷掉，刷辊目数为320目；
[0057](C)表面除油:用10%~30%的NaOH的水溶液浸泡铝材10~20分钟，温度2(T30°C，去除铝材表面的氧化、油脂的杂物；
[0058](d)阳极氧化:将除油后的铝材放在20%~30%的H2SO4水溶液中，进行20~40分钟的阳极氧化，温度2(T25°C，电流密度2~5A/dm2 ；
[0059](e)清洗烘干:用清水清洗阳极氧化后的铝材，再放在烘干机上烘干，烘干温度80~100。。；
[0060](f)涂偶联剂:用环氧基偶联剂KH-560涂覆在铝材的一面，偶联剂为2%~4%的环氧基偶联剂ΚΗ-560的无水乙醇溶液，ΚΗ-560环氧基偶联剂涂覆于铝基材表面，作为铝基材表面的改性剂，增强了铝基材与绝缘层之间的结合力。；
[0061](g)烘干:将涂覆完偶联剂的铝材置于烘箱中烘烤10分钟，温度为170°C ；
[0062](h)叠板压合:叠板顺序为铜箔、绝缘层、铝材，压合条件为压力6~12Kg/cm2，温度18(Tl90°C，时间为120分钟，其中铜箔为35um厚度的电解铜箔，绝缘层选用BT(Bismaleimide Triazine，双马来酰亚胺三嗪树脂)树脂半固化片，BT树脂颜色是正白色，芯片封装后发光好，且不会影响光源的色温，BT树脂的Tg高，长期在100度温度下使用，不会发黄变色；
[0063](i)剪边:按照产品尺寸，用电动剪床将压合后的压板材边缘部分去除；
[0064](j)贴铝面保护膜:在压合好的铝基覆铜板背面的铝材上，用贴膜机贴上一层保护膜，预防后续加工过程中铝材的损伤；
[0065](2)铝基板线路图形及阻焊制作:
[0066](a) 二次开料:用电动剪床将整张铝基覆铜板剪切成生产需要的尺寸规格；
[0067](b)二次刷板:用单面刷板机，将覆铜板表面的氧化层抛刷掉，刷辊目数为500目；
[0068](C)印湿膜:用丝网印刷的方法，在二次刷板后的覆铜板表面铜箔上均匀涂覆一层感光湿膜；
[0069](d) 一次预烘:将印好湿膜的覆铜板放置在烘箱中烘烤，烘烤温度7(T80°C，时间为20~30分钟；
[0070](e) 一次曝光:将预先光绘好的线路底片覆盖在预烘后的覆铜板上，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，能量设定值为350毫焦；
[0071](f) 一次显影:将一次曝光后的覆铜板经过显影机显影，显影液1%_3%无水碳酸钠，温度为28~32°C，时间为f 2分钟，喷淋压力为I飞Kg/cm2 ；
[0072](g)检验:检测线路图形的完整性；
[0073](h)蚀刻: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，蚀刻液的条件:铜含量为160 g/Ι，酸量为2.5 N，氧化还原电位为475mv，温度为51.6 0C ；
[0074](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；
[0075]( j)三次刷板:用单面刷板机，将线路基板表面的氧化层抛刷掉，刷辊目数为500目；[0076](k)印阻焊白油:用丝网印刷的方法，在三次刷板后的线路基板表面均匀涂覆一层在二次刷板后的线路基板表面均匀涂覆一层型号为太阳PSR2000 CE800W的感光阻焊白油；
[0077](1) 二次预烘:将印好阻焊白油的的线路基板放置在烘箱中烘烤，烘烤温度7(T80°C，时间为20~30分钟；
[0078](m) 二次曝光:将预先光绘好的阻焊底片，覆盖在二次预烘后的线路基板上，用8KW紫外曝光机曝光，使得底片上的阻焊图形转移到覆铜板上，能量设定值为950毫焦；
[0079](η) 二次显影:将二次曝光后的线路基板经过显影机显影，显影液1%~3%无水碳酸钠，温度为28~32°C，时间为广2分钟，喷淋压力为I飞Kg/cm2 ；
[0080](ο)后固化:将二次显影后的线路基板放置于烘箱中烘烤，将阻焊白油彻底固化，烘烤温度150°C，时间为60分钟；
[0081](3)打线焊盘表面处理:采用了安美特Universal ASF II化学镍钯金体系，在打金线焊盘的表面镀覆一层合金镀层，镀层厚度Ni为5~8um、pb为2~8u 〃、Au为2~6u 〃 ；
[0082](4)钻基准孔:利用全自动影像打孔机先识别线路定位孔的图形，然后钻定位孔，孔径为2.0mm ；
[0083](5)钻碗杯孔:用定位销钉加真空吸盘联合定位后，用高速精密机床SZX5540-1I和天然钻石单刃铣刀钻铣碗杯形孔，天然钻石单刃铣刀的切屑刃与水平面呈2。夹角，钻碗杯孔时先用定位销钉把铝基板定位在真空吸台上，再用胶带把铝基板四周和真空吸台上未被铝基板覆盖的吸气孔粘贴覆盖，开启真空泵，待铝基板与工作台面充分贴合固定时，再进行钻碗杯孔。;
[0084](6)超声波清洗及贴合保护膜:用清洗液RS-1609，在超声波清洗机中清洗钻好碗杯孔的基板，清洗30飞0秒后，取出经三级清水洗，再用压力大于等于6Kg/cm2的一级高压水洗，然后过冷风，再过8(T90°C的热风烘干，然后在线路面用热压辊贴中粘度保护膜；
[0085](7)数控钻铣外形；
[0086](8)检验出货。
[0087]BT树脂为正白色且Tg高，玻璃化温度可达到230°C，长期在100°C温度下使用，不会发黄变色而影响光源的色温和光效。钻碗杯孔用莫氏硬度为10的天然钻石单刃铣刀和高速精密机床SZX5540-1I来切屑加工，保证了铝基材加工面平整光亮无刀纹，且切屑刃与水平面呈2°夹角，切屑过程即可排屑，避免了固晶区出现不平整的现象，待加工产品用定位销钉和真空吸盘联合定位，与工作台面贴合固定的更紧密，钻铣碗杯孔时其深度的一致性得到了很好的控制，其深度误差可以控制在+/-0.015mm之间，本发明的方法工艺合理，实用性强，具有很强市场应用前景。
[0088]以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种单晶COB封装碗杯孔状铝基板的制作方法，其特征在于:包括以下步骤: (1)铝基覆铜箔板准备； (2)铝基板线路图形及阻焊制作； (3)打线焊盘表面处理； (4)钻基准孔； (5)钻碗杯孔； (6)超声波清洗及贴合保护膜； (7)数控钻铣外形； (8)检验出货。
2.根据权利要求1所述的一种单晶COB封装碗杯孔状铝基板的制作方法，其特征在于:所述各步骤分别如下: (I)铝基覆铜箔板准备: Ca) 一次开料:用电动剪床将整张铝材剪切成生产需要的尺寸规格； (b)一次刷板:用单 面刷板机，将铝材表面的氧化层抛刷掉，刷辊目数为320目；(c)表面除油:用10%~30%的NaOH的水溶液浸泡铝材10~20分钟，温度2(T30°C； (d)阳极氧化:将除油后的铝材放在20%~30%的H2SO4水溶液中，进行20~40分钟的阳极氧化，温度2(T25°C，电流密度2~5A/dm2 ； (e)清洗烘干:用清水清洗阳极氧化后的铝材，再放在烘干机上烘干，烘干温度80~100。。； (f)涂偶联剂:用环氧基偶联剂KH-560涂覆在铝材的一面； (g)烘干:将涂覆完偶联剂的铝材置于烘箱中烘烤10分钟，温度为170°C； (h)叠板压合:叠板顺序为铜箔、绝缘层、铝材，压合条件为压力6~12Kg/cm2，温度18(Tl90°C，时间为120分钟； (i)剪边:按照产品尺寸，用电动剪床将压合后的压板材边缘部分去除； (j)贴铝面保护膜:在压合好的铝基覆铜板背面的铝材上，用贴膜机贴上一层保护膜； (2)铝基板线路图形及阻焊制作: Ca) 二次开料:用电动剪床将整张铝基覆铜板剪切成生产需要的尺寸规格；(b)二次刷板:用单面刷板机，将覆铜板表面的氧化层抛刷掉，刷辊目数为500目； (c)印湿膜:用丝网印刷的方法，在二次刷板后的覆铜板表面铜箔上均匀涂覆一层感光湿膜； (d)一次预烘:将印好湿膜的覆铜板放置在烘箱中烘烤，烘烤温度7(T80°C，时间为20~30分钟； (e)一次曝光:将预先光绘好的线路底片覆盖在预烘后的覆铜板上，用8KW紫外曝光机曝光，能量设定值为350毫焦； Cf) 一次显影:将一次曝光后的覆铜板经过显影机显影，显影液1%_3%无水碳酸钠，温度为28~32°C，时间为广2分钟，喷淋压力为f5Kg/cm2 ； (g)检验:检测线路图形的完整性； (h)蚀刻: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，蚀刻液的条件:铜含量为140~180 g/Ι，酸量为2~3 N，氧化还原电位为450~550mv，温度为49~54°C ； (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； (j)三次刷板:用单面刷板机，将线路基板表面的氧化层抛刷掉，刷辊目数为500目；(k)印阻焊白油:用丝网印刷的方法，在三次刷板后的线路基板表面均匀涂覆一层感光阻焊白油； (l)二次预烘:将印好阻焊白油的的线路基板放置在烘箱中烘烤，烘烤温度7(T80°C，时间为20-30分钟； Cm) 二次曝光:将预先光绘好的阻焊底片，覆盖在二次预烘后的线路基板上，用8KW紫外曝光机曝光，能量设定值为950毫焦； (n) 二次显影:将二次曝光后的线路基板经过显影机显影，显影液1%~3%无水碳酸钠，温度为28~32°C，时间为f 2分钟，喷淋压力为I飞Kg/cm2 ； (o)后固化:将二次显影后的线路基板放置于烘箱中烘烤，烘烤温度150°C，时间为60分钟； (3)打线焊盘表面处理:采用了安美特UniversalASF II化学镍钯金体系，在打金线焊盘的表面镀覆一层合金镀层； (4)钻基准孔:利用全自动影像打孔机先识别线路定位孔的图形，然后钻定位孔，孔径为 2.0mm ； (5)钻碗杯孔:用定位销钉加真空吸盘联合定位后，用高速精密机床SZX5540-1I和天然钻石单刃铣刀钻铣碗杯形孔，天然钻石单刃铣刀的切屑刃与水平面呈2°夹角； (6)超声波清洗及贴合保护膜:用清洗液RS-1609，在超声波清洗机中清洗钻好碗杯孔的基板，清洗30飞0秒后，取出经三级清水洗，再用压力大于等于6Kg/cm2的一级高压水洗，然后过冷风，再过8(T90°C的热风烘干，然后在线路面用热压辊贴中粘度保护膜； (7)数控钻铣外形； (8)检验出货。
3.根据权利要求2所述的一种单晶COB封装碗杯孔状铝基板的制作方法，其特征在于:所述步骤(1)中的步骤(f)涂偶联剂采用的偶联剂为2%~4%的环氧基偶联剂ΚΗ-560的无水乙醇溶液。
4.根据权利要求2所述的一种单晶COB封装碗杯孔状铝基板的制作方法，其特征在于:所述步骤(1)中的步骤(h)叠板压合中铜箔为35um厚度的电解铜箔，绝缘层选用BT(Bismaleimide Triazine)树脂半固化片。
5.根据权利要求2所述的一种单晶COB封装碗杯孔状铝基板的制作方法，其特征在于:所述步骤(2)中的步骤(h)蚀刻用的蚀刻液为铜含量为160 g/Ι，酸量为2.5 N，氧化还原电位为475mv，温度为51.6°C。
6.根据权利要求2所述的一种单晶COB封装碗杯孔状铝基板的制作方法，其特征在于:所述步骤(3)打线焊盘表面处理时采用的化学镀镍钯金工艺，镀层厚度Ni为5~8um、pb为2~8u 〃、Au 为 2~6u "。
7.根据权利要求2所述的一种单晶COB封装碗杯孔状铝基板的制作方法，其特征在于:所述步骤(5)钻碗杯孔时，先用定位销钉把铝基板定位在真空吸台上，再用胶带把铝基板四周和真空吸台上未被铝基板覆盖的吸气孔粘贴覆盖，开启真空泵，待铝基板与工作台面充`分贴合固定时，再进行钻碗杯孔。
【文档编号】H05K3/00GK103929883SQ201310013931
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2013年1月15日 优先权日:2013年1月15日
【发明者】李桂华, 金鸿 申请人:南京尚孚电子电路有限公司