[发明专利]一种嵌氮化铝PCB基板及其制作方法

说明书

本发明公开了一种嵌氮化铝PCB基板，其包括刚性基板，刚性基板开设有容置槽，容置槽内设置有氮化铝块，氮化铝块的顶面和底面沿远离所述氮化铝块的方向顺次设置有导电层和镀铜层。由于氮化铝块具有高导热率、低介电常数、低介电损耗、优良的电绝缘性，显著提高了刚性基板的散热性能，该氮化铝基板不含钛，节省了除钛的步骤，缩短了基板的制作流程，同时也避免了因除钛药水造成的环境问题。还公开了一种制作嵌氮化铝PCB基板的方法，激光切割精度和效率高。采用机械手自动抓取氮化铝块并放置于容置槽的方式进行氮化铝块嵌入加工，与常规手工取放操作相比，加工效率得到了显著提升，也避免了操作人员直接接触氮化铝块、污染氮化铝块，降低了品质隐患。

技术领域

本发明属于印制电路板生产技术领域，具体地说涉及一种嵌氮化铝的印制电路板基板及其制作方法。

背景技术

随着集成技术和微电子封装技术的高速发展，电子元器件的总功率密度不断增长，而电子元器件和电子设备的物理尺寸却在逐渐趋于小型、微型化，电子元器件产生的热量迅速积累，导致集成器件附近的热流密度增加，形成高温环境，而温度过高使得电子元器件和设备的性能和使用寿命降低。用于为电子元器件提供固定、装配的机械支撑、实现电子元器件之间电气连接的印制电路板的散热性能对电子元器件的质量影响重大。

目前为提高印制电路板的散热效果，通常采用金属散热板与印制电路板结合的方法，绝大多数大功率混合集成电路的电路板材料一般为AL₂O₃和BeO陶瓷，但是AL₂O₃基板的导热率低、热膨胀系数与Si不太匹配；BeO虽然具有优异的综合性能，但其具有较高的生产成本和剧毒的缺点限制了它的应用推广。因此从性能、成本和环保等因素考虑，二者已不能满足现代电子功率器件的发展和需求。

氮化铝(AIN)是近年发展起来的新型材料，它耐高温，抗腐蚀，导热性好，热膨胀系数低,有很高的抗热震性，又有高的电绝缘性，因而成为很好的集成电路基片材料和电子元件的封装材料，FR4刚性基板嵌入氮化铝在行业属于起步阶段，这类产品大多用于大功率照明设备使用，例如车灯、投影灯，将逐步发展成高功率小尺寸散热的最佳选择方式。目前已有少数印制电路板生产商在印制电路板中增加氮化铝结构，但传统的氮化铝材料一般含钛，同时是利用人工手动操作将氮化铝嵌入FR4刚性基板中，生产效率低、存在品质隐患，另外需利用除钛药水进行除钛处理，除钛药水中含有氟化氢，对环境污染严重；还存在氮化铝与FR4厚度差异较大，导致氮化铝位置出现凹陷或者压裂的问题。

发明内容

为此，本发明正是要解决上述技术问题，从而提出一种生产效率高、无污染、产品质量好的嵌氮化铝PCB基板及其制作方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

本发明提供一种嵌氮化铝PCB基板，其包括刚性基板，所述刚性基板开设有容置槽，所述容置槽内设置有氮化铝块，所述氮化铝块的顶面和底面沿远离所述氮化铝块的方向顺次设置有导电层和镀铜层。

作为优选，所述导电层为黑孔液层或高分子导电聚合物层，厚度为0.3-0.8μm。

作为优选，所述镀铜层厚度为10-35μm。

作为优选，所述氮化铝块顶面与所述刚性基板顶面的高度差不大于20μm，所述氮化铝块与容置槽的侧壁间距为50-100μm。

本发明还提供一种制作所述嵌氮化铝PCB基板的方法，其包括如下步骤：

S1、提供氮化铝基板，将氮化铝基板做表面活化处理；

S2、在氧化铝基板表面依次制备导电层、镀铜层；

S3、将步骤S2处理后的氮化铝基板切割为预设尺寸的氮化铝块；