印刷集成电路板的制备方法技术

一种印刷集成电路板的制备方法，选用低膨胀高热导的Ａｌ／ＳｉＣ复合材料作为散热底板，用溅射的方法直接将陶瓷基板材料镀在散热底板上，用Ｎｉ－Ｐ镀层解决Ａｌ／ＳｉＣ表面的缺陷问题，采用Ａｌ／ＡＬ↓［２］Ｏ↓［３］或Ａｌ／ＡｌＮ梯度结构层解决镀层与散热底板的结合力问题。本发明专利技术将大功率用集成电路基板与散热底板集合于一体，减小了体积，简化了制造工艺，又可保证基板与底板间的良好结合，提高系统的散热效率，提高了电子线路的可靠性。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，尤其涉及一种基板与散热底板集合于一体的，属于电子封装
随着集成电路工艺的迅猛发展，集成电路封装工艺朝着高密度、小体积、重量轻、低成本和高可靠性的方向发展。封装在电子器件中的作用越来越关键。封装的内容之一是把半导体集成电路基板与散热底板焊接起来，提供热通路，散逸半导体芯片所产生的热量。对大功率器件来说，散热更是一个重要的问题，散热的好坏严重影响半导体器件的使用寿命。现有技术中，最常用的焊料是Sn-Pb合金，常用的大功率基板是陶瓷材料，由于陶瓷基板不能直接与散热底板焊接，所以，焊接前还必须经过一道金属化工艺。常用的金属为Al、Ni、Cu、Au或它们的合金。Sn-Pb焊料有毒，有害人体健康。美国食品与药物管理局(FDA)的一项研究证实微量的铅即能危害儿童的智力发育。美国的另一项研究证实铅能诱发高血压等疾病，因此全面禁止使用铅的呼声不断。一些国家和地区已通过立法和征收高额税收的形式限制含Pb焊料在电子工业中的应用。同时，由于基板与散热底板的接触面积较大，焊接的可靠性很难保证，往往在焊区产生裂纹，导致基板裂开，甚至元件失效。目前尚未见有将印刷集成电路基板与底板集合于一体的方法的文献报道。本专利技术的目的在于针对现有技术的上述不足，提出一种新型的大功率用，使集成电路板与散热底板集合于一体，不仅包括集成电路板与金属基复合材料散热底板的功能，又能简化制造工艺，提高系统的散热效率。为实现这样的目的，本专利技术在技术方案中选用高热导低膨胀Al/SiC复合材料作为散热底板，在底板上用溅射方法沉积一层用作绝缘层的基板——Al2O3或AlN陶瓷薄膜，然后在陶瓷薄膜上镀印刷电路，使基板与散热板完全结合，避免焊接造成的缺陷。本专利技术的工艺主要包括以下步骤1、在低膨胀高热导的Al/SiC复合材料底板上用化学镀的方法镀一层Ni-P镀层，解决Al/SiC表面的缺陷问题。2、在Ni-P镀层上，用溅射方法镀一层Al/Al2O3或Al/AlN梯度结构过渡层，以解决镀层与散热底板的结合力作用；3、在过渡层上，根据不同的绝缘要求，镀一层Al2O3或AlN陶瓷镀层；4、在陶瓷层上溅射印刷电路。本专利技术采用溅射方法在Al/SiC复合材料散热底板上，沉积一层用作绝缘层的基板——Al2O3或AlN陶瓷薄膜，然后在陶瓷薄膜上镀印刷电路，减小了基板的厚度，避免了焊接缺陷造成的失效，避免了含Pb焊料的使用，大大提高了散热效率。经过采用Ni-P镀层和Al/Al2O3或Al/AlN梯度结构后，Al2O3和AlN薄膜与Al/SiC底板间结合情况良好。本专利技术采用溅射的方法直接将陶瓷基板材料镀在散热底板上，并在这块合成板上直接布线，使大功率用集成电路的基板与散热底板集合于一体，减小了体积。这种新型的电子封装既可以大大减薄原来的基板，省去基板的金属化和焊接工序，又可保证基板与底板间的良好结合，提高系统的散热效率，提高元件的使用寿命和提高电子线路的可靠性，并避免了有毒元素铅的使用和对人体健康的影响。以下通过一个具体的实施例对本专利技术的技术方案作进一步详细描述。实施例1、先制备低膨胀高热导的Al/SiC复合材料底板，然后在此底板上用常规化学镀的方法镀一层Ni-P镀层，镀时为2小时；2、用金相法把Ni-P镀层磨抛成镜面，并作好制膜前的常规清洗，用磁控溅射方法镀一层Al/AlN梯度结构镀层，镀前背底真空P=1×10-4Pa，溅射气体为氩气，溅射气压为Pa=3×14-4Pa，溅射仪上二个射频源分别为Al和AlN靶，每间隔5分钟交换一次靶，溅射功率也是变化的，Al从200W-0，AlN从50W-150W变化；3、用磁控溅射方法溅射AlN陶瓷镀层，功率150W，时间为120分钟，膜的厚度约为1.2μm；4、在陶瓷层上用常规工艺磁控溅射印刷电路。权利要求1.一种，其特征在于包括如下步骤(1)、选用低膨胀高热导的Al/SiC复合材料作为散热底板，在底板上用化学镀的方法镀一层Ni-P镀层；(2)、在Ni-P镀层上，用溅射方法镀一层Al/Al2O3或Al/AlN梯度结构层；(3)、在过渡层上，镀一层Al2O3或AlN陶瓷镀层；(4)、在陶瓷层上溅射印刷电路。全文摘要一种,选用低膨胀高热导的Al/SiC复合材料作为散热底板,用溅射的方法直接将陶瓷基板材料镀在散热底板上,用Ni－P镀层解决Al/SiC表面的缺陷问题,采用Al/AL文档编号H01L21/48GK1285614SQ00125299公开日2001年2月28日 申请日期2000年9月21日 优先权日2000年9月21日专利技术者顾明元, 金燕苹, 李戈阳 申请人:上海交通大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种印刷集成电路板的制备方法，其特征在于包括如下步骤：（１）、选用低膨胀高热导的Ａｌ／ＳｉＣ复合材料作为散热底板，在底板上用化学镀的方法镀一层Ｎｉ－Ｐ镀层；（２）、在Ｎｉ－Ｐ镀层上，用溅射方法镀一层Ａｌ／Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］或Ａｌ ／ＡｌＮ梯度结构层；（３）、在过渡层上，镀一层Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］或ＡｌＮ陶瓷镀层；（４）、在陶瓷层上溅射印刷电路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：顾明元，金燕苹，李戈阳，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]