一种LTCC基板表面超细微孔的制作方法与流程

专利2025-11-11  32


本发明涉及ltcc电路基板制造,尤其涉及一种ltcc基板表面超细微孔的制作方法。


背景技术:

1、ltcc(低温共烧陶瓷)在微波/毫米波通讯领域应用广泛,但随着通讯领域向高密度、多功能、数字化的不断迈进,在单个基板上倒装集成射频芯片、数字芯片、控制芯片等已成为明显趋势。

2、传统ltcc基板工艺,直径0.1mm以下的微细焊盘制作困难,且基板存在±0.2%~±0.3%的烧结收缩率误差,这些本证特点导致基板表面共烧焊盘的尺寸精度和位置精度不佳,无法满足大尺寸数字芯片(尺寸20mm~30mm,甚至更高)高密度倒扣装配的需求。

3、针对这一问题,业内通过在ltcc基板表面利用ltcc/d工艺(ltcc表面薄膜工艺再布线),通过再布线的方式制作与基板共烧通孔互联的微细焊盘,实现表面焊盘的尺寸精度提升和位置精度提升。

4、但对于高密度数字倒装芯片集成而言,单颗芯片焊盘阵列区域会达到30mm甚至更高,以烧结收缩率偏差±0.2%计算,最远通孔之间的位置偏差就可达到0.06mm以上,这就意味着直径0.1的焊盘与通孔的单边互联容差需达到0.03mm以上才能实现再布线微细焊盘对通孔的完全覆盖。而通常情况下,ltcc基板通孔直径≥0.07mm,相比于直径0.1mm的焊盘,单边互联容差只有0.015mm,无法满足工艺容差要求,会有部分通孔暴露在焊盘外面,导致等效焊盘变大、等效互联节距变小,倒扣焊接时容易引发焊点不均匀或焊接短路等问题。

5、由于ltcc烧结收缩率波动是这类商业化材料的本证特征,降低难度大,因此在微细焊盘尺寸无法扩大的情况下,提升焊盘与通孔互联对位容差较为有效的方法是缩小通孔直径,但由于是新兴需求,业内在这方面研究较少。专利“ltcc基板多层通孔堆叠的烧结平坦化的控制方法”公开了一种通过整平、刮孔的方式提高通孔烧结平整度,但仍为常规ltcc通孔,未提及通孔直径减小;专利“一种用于ltcc基板中连接膜带上下金银层的过渡填孔浆料”、专利“一种ltcc基板用填孔金浆及制备方法”均公开了填孔浆料的配方及制备方法,但均是应用于常规ltcc通孔,未涉及通孔直径减小。专利“一种超薄高密度多层互联陶瓷基板的制作方法”公开了一种利用激光在熟瓷片上打孔然后利用溅射、电镀的方式实现孔金属化,进行超薄高密度多层基板的制作,但未提及通孔直径减小,且使用的工艺方法无法适用于ltcc基板加工;论文“玻璃粉对低温共烧用通孔银浆性能的影响”,研究了玻璃粉软化点、添加量对通孔银浆的影响,但未提及小孔制作;论文“封装基板co2激光直接钻通孔工艺研究”研究了co2激光直接钻通孔工艺在专用覆铜板中的应用,但实现的通孔直径为70μm,无法满足对超细微孔的需求,且其制作工艺也无法适用于ltcc基板加工;论文“通过控制多层基板收缩率消除通孔与导带间的开路失效”通过调整布线金属和陶瓷材料的致密化温度和基板收缩率开路失效,但未提及小孔加工。

6、针对常规ltcc基板通孔尺寸过大,无法满足阵列化微细焊盘对通孔互联容差需求的问题,急需开发ltcc基板表面超细微孔的制作方法,缩小表面通孔直径,拓宽与再布线微细焊盘的对位容差范围,提升阵列化微细焊盘再布线能力。


技术实现思路

1、为了解决上述问题,本发明提出一种ltcc基板表面超细微孔的制作方法,可在基板表面实现超细微孔加工,拓宽表面通孔与再布线微细焊盘的对位容差能力。

2、本发明采用的技术方案如下:

3、一种ltcc基板表面超细微孔的制作方法,包括:

4、对生瓷进行脱膜老化,并利用激光对生瓷进行打孔;

5、将打孔后的生瓷吸附在多孔石真空台面上,并在生瓷表面印刷大面积导体浆料,再进行固定干燥;

6、在印刷有大面积导体浆料的生瓷表面贴上具有微粘性的保护膜;

7、将具有保护膜的多层生瓷进行对准叠层和强制层压,并对层压后的生瓷进行烧结,使生瓷转变为介质,导体浆料转变为具备高导电功能的走线膜层和通孔,形成ltcc基板;

8、对ltcc基板的表面进行研磨与抛光,得到表面具有超细微孔的ltcc基板。

9、进一步地,所述对生瓷进行脱膜老化,包括:将生瓷背面自带的pet膜撕掉,并将生瓷在设定温度条件下进行烘烤,然后在室温条件下静置,使生瓷自身的流延应力充分释放。

10、进一步地,所述利用激光对生瓷进行打孔,包括:利用紫外纳秒或紫外皮秒激光对生瓷进行打孔,使生瓷通孔位置被打穿,形成贯穿通孔。

11、进一步地,所述将打孔后的生瓷吸附在多孔石真空台面上,并在生瓷表面印刷大面积导体浆料,包括:通过丝网印刷和真空吸附在生瓷通孔位置形成漏斗形通孔填充。

12、进一步地,所述固定干燥,包括:在表面大面积印刷后,生瓷一直吸附固定在多孔石真空台面上,然后用红外烤灯对生瓷进行加热,使印刷浆料干燥,防止脱去自带pet膜的生瓷在大面积导体浆料干燥中出现变形。

13、进一步地,所述对准叠层的对准方法,包括:设备光学对位和销钉孔对位。

14、进一步地,所述强制层压,包括:在表层生瓷保护膜的上方放置不锈钢片,以实现在层压过程中对表面导体浆料到通孔内的挤压。

15、进一步地,所述对层压后的生瓷进行烧结,包括:利用与材料兼容的ltcc常规烧结工艺对层压后的生瓷进行烧结,使生瓷转变为介质,导体浆料转变为具备高导电功能的走线膜层和通孔,形成ltcc基板。

16、进一步地,所述研磨包括:对ltcc基板上表面进行研磨减薄,去除印刷在表层的大面积金属层,使表面层介质中的金属化微孔暴露到表面,形成ltcc基板表面的超细微孔。

17、进一步地,所述抛光包括:对研磨后的ltcc基板表面进行抛光处理,降低基板表面粗糙度,为再布线提供良好的表面状态。

18、本发明的有益效果在于:

19、本发明提出了一种ltcc基板表面超细微孔的制作方法,可在基板表面实现超细微孔加工,拓宽表面通孔与再布线微细焊盘的对位容差能力。本发明可将基板表面通孔直径由常规的0.07mm以上,缩小至0.03mm以下,可大幅提升表面通孔与表面微细焊盘再布线的对位容差,提升基板阵列化微细焊盘的加工能力。



技术特征:

1.一种ltcc基板表面超细微孔的制作方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种ltcc基板表面超细微孔的制作方法,其特征在于,所述对生瓷进行脱膜老化,包括:将生瓷背面自带的pet膜撕掉,并将生瓷在设定温度条件下进行烘烤,然后在室温条件下静置,使生瓷自身的流延应力充分释放。

3.根据权利要求1所述的一种ltcc基板表面超细微孔的制作方法,其特征在于,所述利用激光对生瓷进行打孔,包括:利用紫外纳秒或紫外皮秒激光对生瓷进行打孔,使生瓷通孔位置被打穿,形成贯穿通孔。

4.根据权利要求1所述的一种ltcc基板表面超细微孔的制作方法,其特征在于,所述将打孔后的生瓷吸附在多孔石真空台面上,并在生瓷表面印刷大面积导体浆料,包括:通过丝网印刷和真空吸附在生瓷通孔位置形成漏斗形通孔填充。

5.根据权利要求1所述的一种ltcc基板表面超细微孔的制作方法,其特征在于,所述固定干燥,包括:在表面大面积印刷后,生瓷一直吸附固定在多孔石真空台面上,然后用红外烤灯对生瓷进行加热,使印刷浆料干燥,防止脱去自带pet膜的生瓷在大面积导体浆料干燥中出现变形。

6.根据权利要求1所述的一种ltcc基板表面超细微孔的制作方法,其特征在于,所述对准叠层的对准方法,包括:设备光学对位和销钉孔对位。

7.根据权利要求1所述的一种ltcc基板表面超细微孔的制作方法,其特征在于,所述强制层压,包括:在表层生瓷保护膜的上方放置不锈钢片,以实现在层压过程中对表面导体浆料到通孔内的挤压。

8.根据权利要求1所述的一种ltcc基板表面超细微孔的制作方法,其特征在于,所述对层压后的生瓷进行烧结,包括:利用与材料兼容的ltcc常规烧结工艺对层压后的生瓷进行烧结,使生瓷转变为介质,导体浆料转变为具备高导电功能的走线膜层和通孔,形成ltcc基板。

9.根据权利要求1所述的一种ltcc基板表面超细微孔的制作方法,其特征在于,所述研磨包括:对ltcc基板上表面进行研磨减薄,去除印刷在表层的大面积金属层,使表面层介质中的金属化微孔暴露到表面,形成ltcc基板表面的超细微孔。

10.根据权利要求1所述的一种ltcc基板表面超细微孔的制作方法,其特征在于,所述抛光包括:对研磨后的ltcc基板表面进行抛光处理,降低基板表面粗糙度,为再布线提供良好的表面状态。


技术总结
本发明公开了一种LTCC基板表面超细微孔的制作方法,包括:对生瓷进行脱膜老化,并利用激光对生瓷进行打孔;将打孔后的生瓷吸附在多孔石真空台面上,并在生瓷表面印刷大面积导体浆料,再进行固定干燥;在印刷有大面积导体浆料的生瓷表面贴上具有微粘性的保护膜;将具有保护膜的多层生瓷进行对准叠层和强制层压,并对层压后的生瓷进行烧结,使生瓷转变为介质,导体浆料转变为具备高导电功能的走线膜层和通孔,形成LTCC基板;对LTCC基板的表面进行研磨与抛光,得到表面具有超细微孔的LTCC基板。本发明可在基板表面实现超细微孔加工,拓宽表面通孔与再布线微细焊盘的对位容差能力。

技术研发人员:岳帅旗,杨琳,杨宇,李小芹,王丽娟,王小伟
受保护的技术使用者:中国电子科技集团公司第二十九研究所
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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