电路基板及其制造方法技术

一种电路基板与电路基板的制造方法，该制造方法用以制作具备高导热绝缘性的电路基板。该制造方法首先制备具有配置面与散热面的基材层，并在配置面与散热面分别进行阳极处理处理，借以分别形成第一阳极处理层与第二阳极处理层。接着，在第二阳极处理层上形成导热绝缘层，并在导热绝缘层上形成类钻层。其中，基材层的热膨胀系数大于第二阳极处理层的热膨胀系数；第二阳极处理层的热膨胀系数大于导热绝缘层的热膨胀系数；且导热绝缘层的热膨胀系数大于该类钻层的热膨胀系数。本发明专利技术能够有效提升整体的的热传导速率，并大幅提升电路基板的裁切合格率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术关于一种电路基板的制作技术，特别是指一种具备高导热绝缘性 的电路基板的制作技术。
技术介绍
在现有的电子装置中，通常都会设置许多电子工作元件，诸如微处理器(Micro Processor)、半导体芯片(Semi-conductor Chip)或发光二极管(Light Emitting Diode; LED)等，来执行各种预定的工作。在实际运用层面上，通 常必须在电路基板上先设置印刷电路，然后才能将电子工作元件配置在印刷 电路，借以组成印刷电路板。同时，在电子工作元件执行各种预定的工作时，通常会散发出热能。在 大多数的情况下，倘若这些热能无法有效地被逸散，将不仅会影响到电子工 作元件的正常运行，甚至还很可能会造成印刷电路板的损坏。因此，在大多 数的电路基板的结构设计中，多半都会考虑到散热的效果。此外，在设置印刷电路时，特别是对于集成化电路而言，通常还必须考 虑印刷电路以及电子工作元件所需的电性绝缘条件。特别是基于安全性的考 量，这些电性绝缘条件通常必须满足在特定击穿电压下，不会造成印刷电路 或电子工作元件损坏的原则。(在此前提之下，中国台湾专禾^公开号第200626031号(以下简称，031号 专利案)所提供的一种高导热性印刷电路板，就已明显公开出相关技术。因 此，以下将以'031号专利案为基础，列举现有技术来对相关技术提出具体的 说明。请参阅图1，其显示传统印刷电路板的结构示意图。如图所示，印刷电 路板1包含电路基板11、印刷电路12、保护层13、焊料14与半导体芯片15。 电路基板11由基材层111、绝缘层112与导热绝缘层113组成。绝缘层112 覆设于基材层111的其中一个表面，导热绝缘层113则继续再覆设于绝缘层112上。在，031号专利案中特别提到，绝缘层112由高分子结构材料如环氧 树月旨(Epoxy)构成。印刷电路12设置于导热绝缘层113上，保护层13包覆绝缘层112，半 导体芯片15通过焊料14而与印刷电路12电性相连。在实际运用层面上，保 护层13本可蚀刻出焊接口，或是利用焊料14在保护层13热熔出焊接口，借 以使半导体芯片15能通过焊料14而与印刷电路12电性相连。凡所属技术普通技术人员均能轻易理解，在以上所述的技术中，由高分 子结构材料构成的绝缘层112虽然可以提供适当的电性绝缘条件，然而，由 于高分子结构材料本身的热传导速率较差的缘故，因此，当热能从半导体芯 片15经由导热绝缘层113传送至绝缘层112时，只会缓慢地将热能传送至基 材层111。譬如当基材层111为铝基板，绝缘层112为环氧树脂，导热绝缘层113 为类钻(Diamond Like Carbon; DLC)材料时，所测得的热传导速率如下 基材层111的热传导速率约为239 W/nrK;绝缘层112的热传导速率约为 0.2 4.0 W/m'K;导热绝缘层113的热传导速率约为2000 W/m'K。因此，在 因半导体芯片15运行而产生的热能快速地经由基材层111而传送至绝缘层 112后，在绝缘层112中，该热能再继续传递至导热绝缘层113的速度就会 变得很慢，从而使绝缘层112转变成另一个相对热源。承上所述，当基材层lll为铝基板，绝缘层112为环氧树脂，导热绝缘 层113为类钻材料时，所测得的热膨胀系数如下基材层lll的热膨胀系数 约为23.8xl(y6/°C;绝缘层112的热膨胀系数约为50~60xlO—6/°C;导热绝缘 层113的热膨胀系数约为1.5xlO—6/°C。在制作电路基板11的过程中，虽然基材层111的热膨胀系数仅为绝缘层 112的热膨胀系数的0.4 0.48倍，但是，由于绝缘层112的热膨胀系数高达 导热绝缘层113的热膨胀系数的33~40倍，因此，在完成电路基板11的制 作，并使其冷却后，在绝缘层112与导热绝缘层113之间会存在较大的热残 留应力。因此，在裁切电路基板11时，容易导致导热绝缘层113自绝缘层 112剥离(Peeling)的现象产生。此外，就电路基板ll本身的导热条件来看，承上所述，由于绝缘层U2 会转变成另一个相对热源，且该相对热源位于与半导体芯片15相当接近的位置；因此，会导致电路基板11对半导体芯片15提供的整体导热性变得很差。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题与目的综上所述，在现有技术中，由于绝缘层的导热性较差，并且在形成过程 中，材料之间的热膨胀量的差异值偏高的缘故，因此，普遍存在绝缘层的导 热性较差，导热绝缘层与绝缘层的热膨胀系数差异过大，容易残留较大的热 残留应力，以及整体的导热绝缘条件欠佳等缺点。因此，本专利技术的主要目的为提供一种电路基板的制造方法，其主要是以 金属氧化物形成的第一阳极处理层与第二阳极处理层取代传统由高分子结构 材料构成的绝缘层，借以利用第一阳极处理层与第二阳极处理层的热传导速 率优于传统绝缘层的热传导速率的特性，提升整体的导热效果。本专利技术的次一目的为提供一种电路基板的制造方法，其结合电路基板的 实际制作程序结合各材料的热膨胀特性，借以在完成电路基板的制作后，减 少残留于电路基板内部的热残留应力。本专利技术的另一目的为提供一种电路基板的制造方法，其中部分相邻的结 构以同一金属的氧化物与氮化物构成，借以使相邻结构之间的分子具备良好 的键结关系。本专利技术解决问题的技术手段为解决现有技术的问题，本专利技术所采用的技术手段为提供一种电路基板 的制造方法，该制造方法用以制作具备高导热绝缘性的电路基板。在该制造 方法中，首先制备具有配置面与散热面的基材层，并在配置面与散热面分别 进行阳极处理处理，借以分别形成第一阳极处理层与第二阳极处理层。接着， 在第二阳极处理层上形成导热绝缘层，并在导热绝缘层上形成类钻层。其中， 基材层的热膨胀系数大于第二阳极处理层的热膨胀系数；第二阳极处理层的热膨胀系数大于导热绝缘层的热膨胀系数；且导热绝缘层的热膨胀系数大于 DLC层的热膨胀系数。上述电路基板的制造方法中，在导热绝缘层上形成类钻层后，在该类钻 层上进行光学蚀刻处理，借以使该类钻层成为DLC散热鳍片组件。上述电路基板的制造方法中，该导热绝缘层可在该第二阳极处理层上进 行真空溅镀处理、等离子体气相沉积处理、化学气相沉积处理与离子注入处 理其中之一来形成。上述电路基板的制造方法中，该类钻层可在该导热绝缘层上进行等离子体辅助化学气相沉积处理、PVD处理与CVD处理其中之一来形成。上述电路基板的制造方法中，该基材层可由铝合金与铜合金中其之一构成。在本专利技术较佳实施例中，第二阳极处理层可由金属的金属氧化物构成， 导热绝缘层由相同金属的金属氮化物构成，使导热绝缘层与第二阳极处理层 之间的分子具备良好的键结关系。导热绝缘层是在第二阳极处理层上进行真空溅镀(Sputter)处理、等离子体气相沉积(Plasma Vapor Deposition; PVD) 处理、化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition; CVD)处理或离子注入(Ion Implantation)处理而形成的。此外，DLC层是在导热绝缘层上进行等离子体 辅助化学气相沉积(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition; PECVD)处 理、PVD处理与C本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电路基板，供配置至少一个电子工作元件，发散该工作元件运行时所产生的热能，并对该电子工作元件提供电性绝缘条件，该电路基板包括：　基材层，包含配置面以及散热面；　第一阳极处理层，覆设于该配置面，借以配置该电子工作元件；　第二阳极处理层，覆设于该散热面；　导热绝缘层，覆设于该第二阳极处理层，借以传导该热能；以及　类钻层，覆设于该导热绝缘层，借以发散该热能；　其中，该基材层的热膨胀系数大于该第二阳极处理层的热膨胀系数，该第二阳极处理层的热膨胀系数大于该导热绝缘层的热膨胀系数，且该导热绝缘层的热膨胀系数大于该类钻层的热膨胀系数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林玉雪，
申请(专利权)人：林玉雪，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]