專利名稱：陶瓷基板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電路板技術(shù)，特別涉及一種陶瓷基板。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體封裝領(lǐng)域中，由于陶瓷基板具有較低的介電常數(shù)以及與半導(dǎo)體芯片特別是硅芯片之間具有較小的熱膨脹系數(shù)差，在要求高品質(zhì)封裝時，陶瓷基板為優(yōu)選的芯片載體。
為了能一次生產(chǎn)多個封裝體，通常將多個封裝單元以矩陣的形式排列在陶瓷基板上，在封裝工藝最后才將上述封裝單元自基板上分離出來。由于陶瓷基板具有堅硬易碎的特性，以刀具分割陶瓷基板時，容易造成陶瓷基板的崩裂而使成形后的封裝體外觀不良，且切割時刀具耗損較快且需耗費(fèi)較多的時間。
請參考圖1A、1B，為一系列側(cè)視圖，顯示現(xiàn)有陶瓷基板的分離工藝。在陶瓷基板1的分割道處，形成有一凹槽2于表面1a上。在執(zhí)行陶瓷基板的分離時，使陶瓷基板1的表面1a靠于支撐物3上，凹槽2則位于兩個支撐物3中間，頂針4則在陶瓷基板1的另一相對表面1b與凹槽2對應(yīng)之處，朝表面1a的方向?qū)μ沾苫?施加應(yīng)力，該應(yīng)力分別以兩個支撐物3為支點(diǎn)而產(chǎn)生不同方向的力矩，而在陶瓷基板1受到頂針4作用之處產(chǎn)生剪應(yīng)力，該剪應(yīng)力在凹槽2發(fā)生應(yīng)力集中而沿著分割道破斷，而將陶瓷基板1的封裝單元自其分離出來。
然而，隨著半導(dǎo)體裝置的尺寸不斷縮減，在陶瓷基板1的分離工藝中的定位也越來越困難，而使有時頂針4無法作用在與凹槽2對應(yīng)之處。如圖1A所示，當(dāng)頂針4的作用位置偏左時，應(yīng)力作用后所造成的破斷面5a的延伸就會左偏；如圖1B所示，當(dāng)頂針4的作用位置偏右時，應(yīng)力作用后所造成的破斷面5b的延伸就會右偏；而發(fā)生成形后的封裝體外觀不良的問題。
公告于2005年6月28日的US 6,910,473揭露了一種切割陶瓷基板的生胚片的方法，其先將已形成線路層的陶瓷生胚片層迭之后，先以刀具切割成單一的封裝單元后再進(jìn)行燒結(jié)，其不適用于前述一次生產(chǎn)多個封裝體的情況。
公告于2004年9月7日的US 6,788,545、公告于2002年11月19日的US 6,482,679、與公告于2000年6月27日的US 6,079,099分別揭露了一種復(fù)合式電子組件，其在陶瓷基板的生胚片設(shè)計多個縱向與橫向的分割道，并設(shè)有經(jīng)由上述分割道而實(shí)質(zhì)上伸入兩側(cè)相鄰的封裝單元的多個介層孔，并在上述介層孔填入導(dǎo)電材料并與陶瓷基板的內(nèi)部線路電連接，將其陶瓷基板分離成封裝單元后，可曝露上述介層孔中的導(dǎo)電材料，而將一金屬封蓋焊于其上。該組件并不適用于以圖1A、1B所繪示的方式分離成封裝單元，否則分離時破斷面會隨著伸入兩側(cè)相鄰的封裝單元的多個介層孔而伸入對應(yīng)的封裝單元中，發(fā)生成形后的封裝體外觀不良的問題。
實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于此，本實(shí)用新型的一目的在于提供一種陶瓷基板，可在以施加應(yīng)力的方式分離陶瓷基板時，即使陶瓷基板與基板分離設(shè)備之間發(fā)生定位上的問題，也能夠減少或避免成形后的封裝體外觀不良的問題，而可提升工藝良率。
為達(dá)成本實(shí)用新型的上述目的，本實(shí)用新型提供一種陶瓷基板，包含一分割道將上述陶瓷基板劃分為多個單元；一切口于上述分割道的表面；以及第一內(nèi)埋孔于上述分割道中、且于上述切口下方。
本實(shí)用新型又提供一種陶瓷基板，包含層迭的多個陶瓷基片，上述陶瓷基片分別具有一分割區(qū)將其劃分為多個線路區(qū)，各陶瓷基片的分割區(qū)實(shí)質(zhì)上重合而成該陶瓷基板的分割道，各陶瓷基片的對應(yīng)的線路區(qū)基本上重合而成上述陶瓷基板的多個單元，各陶瓷基片具有一線路層于其線路區(qū)中的至少一表面、與一導(dǎo)通孔于其線路區(qū)中用以導(dǎo)通鄰近的兩個線路層；一切口于上述分割道的表面；以及第一內(nèi)埋孔于上述分割道中、且于上述切口下方。
本實(shí)用新型的特征在于在陶瓷基板的分割道中，設(shè)置內(nèi)埋孔于切口的下方，將陶瓷基板分離成多個單元時，上述內(nèi)埋孔有助于導(dǎo)正破裂面的延伸方向，避免破裂面延伸至設(shè)有線路層的單元中，可在不更動現(xiàn)有工藝設(shè)備的情形下，避免分離后的單元發(fā)生外觀不良的問題。


圖1A、1B為一系列側(cè)視圖，顯示現(xiàn)有陶瓷基板的分離工藝。
圖2A、2B為一系列剖面圖，顯示本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的陶瓷基板。
圖3為一側(cè)視圖，顯示本實(shí)用新型的陶瓷基板的分離工藝。
圖4A～4D圖為一系列的剖面圖，顯示本實(shí)用新型的陶瓷基板的制造流程。
主要組件符號說明1～陶瓷基板 1a～表面1b～表面 2～凹槽3～支撐物4～頂針5a～破斷面 5b～破斷面100～陶瓷基板100’～陶瓷基板101～分割道 102～單元110～陶瓷基片111～分割區(qū)112～線路區(qū) 113～導(dǎo)通孔114～線路層 115～切口120～陶瓷基片121～分割區(qū)122～線路區(qū) 123～導(dǎo)通孔124～線路層 130～陶瓷基片131～分割區(qū) 132～線路區(qū)133～導(dǎo)通孔 134～線路層135～第一內(nèi)埋孔 140～陶瓷基片141～分割區(qū) 142～線路區(qū)143～導(dǎo)通孔 144～線路層150～陶瓷基片151～分割區(qū)152～線路區(qū) 153～導(dǎo)通孔154～線路層 155～第二內(nèi)埋孔160～陶瓷基片161～分割區(qū)162～線路區(qū) 163～導(dǎo)通孔164～線路層 165～線路層170～破斷面 210～陶瓷生胚片
220～陶瓷生胚片 230～陶瓷生胚片233～貫穿孔 240～陶瓷生胚片250～陶瓷生胚片 260～陶瓷生胚片具體實(shí)施方式
為讓本實(shí)用新型的上述和其它目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉出優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下請參考圖2A、2B，為一系列剖面圖，分別顯示本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的陶瓷基板100、100’。
在圖2A所繪示的陶瓷基板100中，其包含一分割道101將其劃分為多個單元102。一切口115則設(shè)于分割道101的表面，在以施加應(yīng)力的方式分離陶瓷基板100時，會在切口115處發(fā)生應(yīng)力集中的現(xiàn)象，切口115通常具有朝下的尖端處，可成為破斷面的起始點(diǎn)，并導(dǎo)引其延伸方向。第一內(nèi)埋孔135則設(shè)于分割道101中，且位于切口115的下方。而在圖2B的陶瓷基板100’中，則還包含一第二內(nèi)埋孔155于分割道101中，且位于第一內(nèi)埋孔135的下方。
陶瓷基板100、100’通常為多層基板，例示于圖2A、2B的陶瓷基板100、100’則包含層迭的陶瓷基片110、120、130、140、150、與160。請注意陶瓷基片的數(shù)量方面，本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可視其需求加以增減，而不應(yīng)以圖2A、2B所繪示者為限。
在陶瓷基片110中，其具有一分割區(qū)111將其劃分為多個線路區(qū)112，在線路區(qū)112中的至少一個表面(本實(shí)施例中為上表面)上設(shè)有一線路層114，其藉由貫穿陶瓷基片110的一導(dǎo)通孔113電連接至下層的線路層。在本實(shí)施例中，線路層114的至少部分接點(diǎn)(未繪示)可用以電連接一外部組件例如半導(dǎo)體芯片、光有源組件、無源組件、一電路板、或其它種類的外部組件。切口115則設(shè)于分割區(qū)111中，視需求切口115亦可以貫穿陶瓷基片110而延伸至其下的陶瓷基片例如陶瓷基片120，也可以不完全貫穿陶瓷基片110。
在陶瓷基片120中，其具有一分割區(qū)121將其劃分為多個線路區(qū)122，在線路區(qū)122中的至少一個表面(本實(shí)施例中為上表面)上設(shè)有一線路層124，其藉由導(dǎo)通孔113與線路層114電連接，并藉由貫穿陶瓷基片120的一導(dǎo)通孔123電連接至下層的線路層。
在陶瓷基片130中，其具有一分割區(qū)131將其劃分為多個線路區(qū)132，在線路區(qū)132中的至少一個表面(本實(shí)施例中為上表面)上設(shè)有一線路層134，其藉由導(dǎo)通孔123與線路層124電連接，并藉由貫穿陶瓷基片130的一導(dǎo)通孔133電連接至下層的線路層。第一內(nèi)埋孔135則設(shè)于分割區(qū)131中。
在陶瓷基片140中，其具有一分割區(qū)141將其劃分為多個線路區(qū)142，在線路區(qū)142中的至少一個表面(本實(shí)施例中為上表面)上設(shè)有一線路層144，其藉由導(dǎo)通孔133與線路層134電連接，并藉由貫穿陶瓷基片140的一導(dǎo)通孔143電連接至下層的線路層。
在陶瓷基片150中，其具有一分割區(qū)151將其劃分為多個線路區(qū)152，在線路區(qū)152中的至少一個表面(本實(shí)施例中為上表面)上設(shè)有一線路層154，其藉由導(dǎo)通孔143與線路層144電連接，并藉由貫穿陶瓷基片150的一導(dǎo)通孔153電連接至下層的線路層。在繪示于圖2B的陶瓷基板100’中，則在分割區(qū)152設(shè)有一第二內(nèi)埋孔155。
在陶瓷基片160中，其具有一分割區(qū)161將其劃分為多個線路區(qū)162，在線路區(qū)152中的兩個表面上，則分別設(shè)有線路層164與165。線路層164藉由導(dǎo)通孔153與線路層154電連接，并藉由貫穿陶瓷基片160的一導(dǎo)通孔163電連接至下層的線路層165。在本實(shí)施例中，線路層165的至少部分接點(diǎn)(未繪示)可用以電連接一外部組件例如半導(dǎo)體芯片、光有源組件、無源組件、一電路板、或其它種類的外部組件。
另外，各陶瓷基片對應(yīng)的線路區(qū)112、122、132、142、152、與162基本上重合而成為陶瓷基板100、100’的單元102；而各陶瓷基片對應(yīng)的分割區(qū)111、121、131、141、151、與161基本上重合而成為陶瓷基板100、100’的分割道101。
請參考圖3，為一側(cè)視圖，顯示本實(shí)用新型的陶瓷基板100的分離工藝。在執(zhí)行陶瓷基板100的分離時，使陶瓷基板100中切口115所在的表面靠于支撐物3上，切口115則位于兩個支撐物3中間，頂針4則在陶瓷基板100的另一相對表面上與切口115對應(yīng)之處，朝切口115所在表面的方向?qū)μ沾苫?00施加應(yīng)力，該應(yīng)力分別以兩個支撐物3為支點(diǎn)而產(chǎn)生不同方向的力矩，而在陶瓷基板100受到頂針4作用之處產(chǎn)生剪應(yīng)力，該剪應(yīng)力在切口115發(fā)生應(yīng)力集中而沿著分割道破斷，破裂面170則自切口115的尖端處開始向下延伸。受惠于分割道101中的第一內(nèi)埋孔135，即使陶瓷基板100與基板分離設(shè)備之間發(fā)生定位上的問題，而使頂針4的作用在分割道101以外偏右的位置如圖3所示或偏左時，即使破裂面170在向下延伸的過程中，稍微偏左或偏右，而在破裂面170的延伸未超出分割道101的范圍時，便延伸至下方的第一內(nèi)埋孔135，與破裂面170相連的第一內(nèi)埋孔135便可導(dǎo)正破裂面170。此時由切口115至第一內(nèi)埋孔135的裂口則導(dǎo)引破裂面170在上述剪應(yīng)力的作用下，持續(xù)以近乎與陶瓷基板100的兩表面垂直的方向向下延伸，直到貫穿陶瓷基板100。其結(jié)果，破裂面170的延伸實(shí)質(zhì)上未超出分割道101的范圍，避免破裂面170延伸至設(shè)有線路層的單元102中，避免分離后的單元102發(fā)生外觀不良的問題。
另外，在執(zhí)行陶瓷基板100’的分離時，由于其在第一內(nèi)埋孔135下方的分割道101中，多設(shè)置了一第二內(nèi)埋孔155，可更加強(qiáng)導(dǎo)正破裂面170的延伸的功效。
請參考圖2A、2B，在陶瓷基板100、100’的工藝中，第一內(nèi)埋孔135可與導(dǎo)通孔133同時形成，兩者可實(shí)質(zhì)上并列于同一水平上。而第一內(nèi)埋孔135內(nèi)優(yōu)選基本不填入任何凝態(tài)物質(zhì)，而實(shí)質(zhì)上為一空孔，以便其發(fā)揮最佳的導(dǎo)正破裂面延伸的功效。
同理，圖2B中的第一內(nèi)埋孔155可與導(dǎo)通孔153同時形成，兩者可實(shí)質(zhì)上并列于同一水平上。而第一內(nèi)埋孔155內(nèi)優(yōu)選基本不填入任何凝態(tài)物質(zhì)，而實(shí)質(zhì)上為一空孔，以便其發(fā)揮最佳的導(dǎo)正破裂面延伸的功效。
另外，圖2A、2B所示的第一內(nèi)埋孔135與切口115的距離優(yōu)選為不大于陶瓷基板100、100’總厚度的二分之一。當(dāng)?shù)谝粌?nèi)埋孔135與切口115的距離大于陶瓷基板100、100’總厚度的二分之一時，在例如圖3所示的分離工藝中，破裂面170就有可能延伸至分割道101以外的單元102中，而無法延伸至第一內(nèi)埋孔135與其相連，此時第一內(nèi)埋孔135就有可能無法發(fā)揮其導(dǎo)正破裂面延伸的功效。而第一內(nèi)埋孔135的寬度W1優(yōu)選不大于0.3mm，當(dāng)?shù)谝粌?nèi)埋孔135的寬度W1大于0.3mm時，圖3所示的破裂面穿過第一內(nèi)埋孔135向下延伸的向左或向右的偏移幅度可能加大，而使破裂面170就有可能延伸至分割道101以外的單元102中。
同理，圖2A、2B所示的第二內(nèi)埋孔155與第一內(nèi)埋孔135的距離優(yōu)選為不大于陶瓷基板100’總厚度的二分之一；而第二內(nèi)埋孔155的寬度W2優(yōu)選為不大于0.3mm。
接下來，圖4A～4D為一系列的剖面圖，顯示本實(shí)用新型的陶瓷基板100的制造流程。
圖2A、2B所示的陶瓷基片110、120、130、140、150、與160的制造可分別、同時進(jìn)行，再層迭而成多層的陶瓷基板100。在圖4A～4C中，以陶瓷基片130為例，說明各陶瓷基片的制造。其它陶瓷基片110、120、140、150、與160的制造，亦與圖4A～4C所示者相似。
在圖4A中，首先提供一陶瓷生胚片(green sheet)230，其上已預(yù)定出分割區(qū)131與線路區(qū)132的位置。陶瓷生胚片230為圖2A所示的陶瓷基片130的前身，經(jīng)過后述的共燒(cofire)步驟之后，即可成為陶瓷基片130。而在其它陶瓷基片110、120、140、150、與160的制造方面，也與陶瓷基片130相同，分別以陶瓷生胚片210、220、240、250、與260為前身，可參考圖4D。
接下來請參考圖4B，依照圖2A所示的線路層134的布局，以機(jī)械鉆孔、激光鉆孔、或其它方法，在線路區(qū)132形成貫穿孔233，其為導(dǎo)通孔133的前身。同時以相同方法在分割區(qū)131形成一貫穿孔，作為第一內(nèi)埋孔135。在其它陶瓷基片110、120、140、150、與160的制造方面，除了未在各自的分割區(qū)形成貫穿孔以外，則與前述步驟相似。另外在制造圖2B所示的陶瓷基板100’時，陶瓷基片150的制造，則與陶瓷基片130相似，同時在其分割區(qū)151形成一貫穿孔作為第二內(nèi)埋孔155。
然后請參考圖4C，分別將一導(dǎo)電層例如銅及/或其它金屬形成于陶瓷生胚片230的表面上與貫穿孔233內(nèi)(請參考圖4B)，再予以圖案化而形成線路層134與導(dǎo)通孔133。另外在第一內(nèi)埋孔135內(nèi)，優(yōu)選基本未填入任何凝態(tài)物質(zhì)。在其它陶瓷基片110、120、140、150、與160的制造方面，則與前述步驟相似。
接下來請參考圖4D，將完成上述工藝的陶瓷生胚片210、220、230、240、250、與260的對應(yīng)的各分割區(qū)與線路區(qū)對準(zhǔn)后層迭在一起，施以層壓的工藝后，成為燒結(jié)前的陶瓷基板100。然后在陶瓷基板100的上表面的分割道101中，形成切口115。
最后，使用已知的共燒工藝燒結(jié)之后，即形成圖2A所示的陶瓷基板100。另外，在陶瓷基片150的分割區(qū)151形成一貫穿孔作為第二內(nèi)埋孔155時，則形成圖2B所示的陶瓷基板100’。
綜上所述，本實(shí)用新型提供了一種陶瓷基板，將其分離成多個單元時，可實(shí)質(zhì)上避免破裂面延伸至設(shè)有線路層的單元中，可在不更動現(xiàn)有工藝設(shè)備的情形下，避免分離后的單元發(fā)生外觀不良的問題，達(dá)成上述本實(shí)用新型的目的。
雖然本實(shí)用新型已以優(yōu)選實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本實(shí)用新型，任何熟習(xí)此技藝者，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動與潤飾，因此本實(shí)用新型的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種陶瓷基板，包括一分割道，將該陶瓷基板劃分為多個單元；一切口，位于該分割道的表面；以及第一內(nèi)埋孔，位于該分割道中、且位于該切口下方。
2.如權(quán)利要求1所述的陶瓷基板，還包括至少二導(dǎo)電層，藉由兩者之間的一導(dǎo)通孔電連接，該第一內(nèi)埋孔實(shí)質(zhì)上與該導(dǎo)通孔并列于同一水平上。
3.如權(quán)利要求1所述的陶瓷基板，其中該第一內(nèi)埋孔與該切口的距離不大于該陶瓷基板總厚度的二分之一。
4.如權(quán)利要求1所述的陶瓷基板，其中該第一內(nèi)埋孔的寬度不大于0.3mm。
5.如權(quán)利要求1所述的陶瓷基板，還包括一第二內(nèi)埋孔，位于該分割道中、且位于該第一內(nèi)埋孔下方。
6.如權(quán)利要求5所述的陶瓷基板，其中該第二內(nèi)埋孔與該第一內(nèi)埋孔的距離不大于該陶瓷基板總厚度的二分之一。
7.如權(quán)利要求5所述的陶瓷基板，其中該第二內(nèi)埋孔的寬度不大于0.3mm。
8.一種陶瓷基板，包括層迭的多個陶瓷基片，該些陶瓷基片分別具有一分割區(qū)將其劃分為多個線路區(qū)，各陶瓷基片的分割區(qū)實(shí)質(zhì)上重合而成該陶瓷基板的分割道，各陶瓷基片的對應(yīng)的線路區(qū)實(shí)質(zhì)上重合而成該陶瓷基板的多個單元，各陶瓷基片具有一位于其線路區(qū)中的至少一表面的線路層、與一位于其線路區(qū)中用以導(dǎo)通鄰近的兩個線路層的導(dǎo)通孔；一切口，位于該分割道的表面；以及第一內(nèi)埋孔，位于該分割道中、且位于該切口下方。
9.如權(quán)利要求8所述的陶瓷基板，其中該第一內(nèi)埋孔位于該切口下方的其中一陶瓷基片的分割區(qū)中。
10.如權(quán)利要求9所述的陶瓷基板，其中該第一內(nèi)埋孔實(shí)質(zhì)上貫穿其所在的該陶瓷基片。
11.如權(quán)利要求8所述的陶瓷基板，其中該第一內(nèi)埋孔與該切口的距離不大于該陶瓷基板總厚度的二分之一。
12.如權(quán)利要求8所述的陶瓷基板，其中該第一內(nèi)埋孔的寬度不大于0.3mm。
13.如權(quán)利要求9所述的陶瓷基板，還包括一第二內(nèi)埋孔，位于該分割道中、且位于該第一內(nèi)埋孔下方的其中一陶瓷基片的分割區(qū)中。
14.如權(quán)利要求13所述的陶瓷基板，其中該第二內(nèi)埋孔實(shí)質(zhì)上貫穿其所在的該陶瓷基片。
15.如權(quán)利要求13所述的陶瓷基板，其中該第二內(nèi)埋孔與該第一內(nèi)埋孔的距離不大于該陶瓷基板總厚度的二分之一。
16.如權(quán)利要求13所述的陶瓷基板，其中該第二內(nèi)埋孔的寬度不大于0.3mm。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種陶瓷基板，其包含一分割道將該陶瓷基板劃分為多個單元；上述分割道的表面上的一切口；以及在上述分割道中、且在上述切口下方的第一內(nèi)埋孔。
文檔編號B28D5/00GK2917190SQ20062000662
公開日2007年6月27日 申請日期2006年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月2日
發(fā)明者陳威廷, 吳永評, 侯尚杰 申請人:達(dá)方電子股份有限公司