專利名稱：一種制備零收縮率低溫共燒陶瓷多層基板的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低溫共燒陶瓷多層基板的制備工藝，尤其涉及一種在X、Y方向上不收縮的低溫共燒陶瓷多層基板的制備，屬于微電子封裝技術(shù)領(lǐng)域。
目前，隨著電子封裝不斷發(fā)展，封裝的引線間距越來越小，封裝密度越來越高，對(duì)金屬布線圖形的精度要求也越來越嚴(yán)格。但是用上述工藝制作的低溫共燒陶瓷多層基板，該基板在燒結(jié)時(shí)的平面收縮率可達(dá)10-15％，平面收縮率誤差可達(dá)±0.5％。這樣應(yīng)用在細(xì)節(jié)距封裝時(shí)，會(huì)造成基板不能滿足封裝的裝配精度要求，而且增加了設(shè)計(jì)和工藝實(shí)施的難度。
本發(fā)明的目的是提供如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種制備零收縮率低溫共燒陶瓷多層基板的工藝，該工藝按如下步驟進(jìn)行(1)溫共燒陶瓷粉末與有機(jī)粘結(jié)劑，溶劑，增塑劑按一定比例混合，經(jīng)球磨后，配成流延漿料；(2)流延法將漿料流延成生片，生片經(jīng)剪裁、沖孔；(3)導(dǎo)體漿料在生片上印刷通孔和布線圖形；(4)將多層生片依次疊層后，在其上、下表面各放置一片Al2O3陶瓷生片，然后在溫度80℃～100℃，壓強(qiáng)20MPa～25MPa下熱壓；(5)經(jīng)熱壓后的基板在400℃～450℃下脫膠，去掉基板中的有機(jī)粘結(jié)劑，最后在850℃～900℃大氣氛圍下燒結(jié)；
(6)燒結(jié)后將Al2O3陶瓷生片從基板上去除。
由于Al2O3陶瓷的燒結(jié)溫度在1500℃以上，所以Al2O3陶瓷生片在燒結(jié)過程中不會(huì)產(chǎn)生收縮，也不會(huì)致密化。利用Al2O3薄片和基板間的摩擦力來阻止燒結(jié)時(shí)基板在X-Y方向的收縮，使其僅在Z方向上產(chǎn)生收縮。這樣制作的低溫共燒陶瓷多層基板在X-Y方向的收縮率為0，在燒結(jié)過程中的收縮率誤差可以控制在0.1％以內(nèi)，從而大大提高了外部導(dǎo)體圖形的布線精度。由于零收縮率低溫共燒陶瓷(LTCC)多層基板在燒制過程中的收縮率很小，可以為封裝工藝提供精確的導(dǎo)體圖形，提高了封裝的可靠性、成品率，其在細(xì)節(jié)距電子封裝領(lǐng)域應(yīng)用將非常廣泛，如BGA(Ball Grid Array球柵陣列)封裝用基板、CSP(Chip Size Packaging芯片尺寸封裝)用基板等。
圖2為利用本發(fā)明所制作的基板的某微觀截面圖形。
圖3為利用本發(fā)明所制作的另一種基本的某微觀截面圖形。
通過測(cè)量，熱壓前的疊片邊長(zhǎng)為80.0mm，燒結(jié)后樣品的邊長(zhǎng)為80.0mm.表明樣品在X、Y方向上沒有收縮。燒結(jié)后樣品的厚度為1.00mm.
實(shí)施例2(1)璃、Al2O3原料與實(shí)施例1中相同，配比不同。其中玻璃占45％(81.8克)，Al2O3占55％(100.2g)，與粘結(jié)劑PVB，增塑劑DBP，溶劑甲苯混合，球磨4小時(shí)，配成漿料；(2)將漿料流延成生片，生片厚度125μm，剪裁成正方形，沖孔；(3)按已設(shè)計(jì)好的圖形逐層印刷通孔和布線圖形。其中通孔導(dǎo)體漿料為Ag-Pd導(dǎo)體漿料，內(nèi)外表面圖形采用Ag-Pt導(dǎo)體漿料；(4)將10片生片依次疊層，然后在疊片的底部和頂部各放置一厚度為1.2mm的Al2O3陶瓷生片，在溫度80℃，壓強(qiáng)為20MPa下保溫1分鐘；(5)以2℃/min的速度將爐溫繼續(xù)升至400℃，保溫30分鐘，進(jìn)行脫膠；(6)以5℃/min的速度將爐溫繼續(xù)升至900℃，保溫30分鐘，燒結(jié)基板；(7)樣品自然冷卻后，用洗刷的辦法除去兩邊的Al2O3生片。
通過測(cè)量，熱壓前的疊片邊長(zhǎng)為84.5mm，燒結(jié)后樣品的邊長(zhǎng)為84.0mm.表明樣品在X、Y方向上基本沒有收縮。燒結(jié)后樣品的厚度為0.99mm.
實(shí)施例3(1)選取Na2O-CaO-B2O3-SiO2系玻璃與Al2O3粉配成玻璃陶瓷粉末，其中玻璃占55％(101.1g)，Al2O3占45％(82.3克)，與粘結(jié)劑PVB，增塑劑DBP，溶劑甲苯混合，球磨4小時(shí)，配成漿料；(2)將漿料流延成生片，剪裁成正方形，沖孔；(3)按已設(shè)計(jì)好的圖形逐層印刷通孔和布線圖形，其中通孔導(dǎo)體漿料為Ag-Pd導(dǎo)體漿料，內(nèi)外表面圖形采用Ag-Pt導(dǎo)體漿料；(4)將10片生片依次疊層，然后在疊片的底部和頂部各放置一厚度為0.5mm的Al2O3生片，在溫度80℃，壓強(qiáng)為15MPa下熱壓1分鐘；(5)以3℃/min的速度將爐溫繼續(xù)升至400℃，保溫30分鐘，進(jìn)行脫膠；(6)以5℃/min的速度將爐溫繼續(xù)升至900℃，保溫30分鐘，燒結(jié)基板；(7)樣品自然冷卻后，用洗刷的辦法除去兩邊的Al2O3生片。
通過測(cè)量，熱壓前的疊片邊長(zhǎng)為84.5mm，燒結(jié)后樣品的邊長(zhǎng)為84.0mm，表明樣品在X、Y方向上基本沒有收縮。燒結(jié)后樣品的厚度為1.02mm.
權(quán)利要求
1.一種制備零收縮率低溫共燒陶瓷多層基板的工藝，該工藝按如下步驟進(jìn)行(1)低溫共燒陶瓷粉末與有機(jī)粘結(jié)劑，溶劑，增塑劑按一定比例混合，經(jīng)球磨后，配成流延漿料；(2)延法將漿料流延成生片，生片經(jīng)剪裁、沖孔；(3)導(dǎo)體漿料在生片上印刷通孔和布線圖形；(4)將多層生片依次疊層后，在其上、下表面各放置一片Al2O3陶瓷生片，然后在溫度80℃-100℃，壓強(qiáng)20MPa～25MPa下熱壓；(5)經(jīng)熱壓后的基板在400～450℃下脫膠，去掉基板中的有機(jī)粘結(jié)劑，最后在850℃～900℃大氣氛圍下燒結(jié)；(6)燒結(jié)后將Al2O3陶瓷生片從基板上去除。
全文摘要
一種制備零收縮率低溫共燒陶瓷多層基板的工藝，其技術(shù)特點(diǎn)是在基板燒結(jié)前，將一對(duì)Al
文檔編號(hào)H01L21/48GK1477687SQ0212948
公開日2004年2月25日 申請(qǐng)日期2002年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月23日
發(fā)明者田民波, 末廣雅利, 利 申請(qǐng)人:清華大學(xué), 京都伊萊克斯株式會(huì)社