專利名稱：高精密度陶瓷基板工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為有關(guān)一種高精密度陶瓷基板工藝，而高精密度陶瓷基板工藝必須以電鍍及高準(zhǔn)度曝光/蝕刻方式制作，有別于一般以印刷方式制作的陶瓷基板，尤其指陶瓷基板表面鍍上金屬層、導(dǎo)電金屬層后，以氧化鋁、玻璃粉及可真空燒結(jié)黏稠劑依預(yù)定百分比作調(diào)漿、制帶所制成的無氧薄帶，黏合于導(dǎo)電金屬層上，再送入無氧爐進(jìn)行共燒成形為擋墻，便可避免導(dǎo)電金屬層氧化，后續(xù)的焊接、電鍍工藝便可順利作業(yè)。
背景技術(shù)：
按，隨著科技發(fā)展的突飛猛進(jìn)及人類對(duì)更高生活質(zhì)量的追求，所以對(duì)于許多產(chǎn)品的應(yīng)用特性趨向極為嚴(yán)格的要求，造成新開發(fā)材料的使用成為必要的手段，而現(xiàn)今的集成電路封裝工藝，受追求傳輸效率更佳以及體積小型化的影響(如行動(dòng)電話、迷你筆記型計(jì)算機(jī)的電子組件)，因此業(yè)界對(duì)這方面投入了相當(dāng)可觀的研究經(jīng)費(fèi)，而經(jīng)過多年的研究后， 發(fā)明一種以使用陶瓷材質(zhì)所制成的陶瓷基板，而陶瓷基板具有優(yōu)良的絕緣性、化學(xué)安定性、 電磁特性、高硬度、耐磨耗及耐高溫，所以陶瓷基板所可達(dá)成的功效遠(yuǎn)比傳統(tǒng)基板更好，因此陶瓷基板于目前在被使用的頻率上也就越來越高。然而，由于陶瓷基板具有熱傳導(dǎo)良好的優(yōu)勢(shì)，而現(xiàn)今被大力推廣的發(fā)光二極管 (LED)在使用上卻具有產(chǎn)生高熱的問題，最常解決高熱的方式是利用散熱鰭片將熱傳導(dǎo)發(fā)散，因此利用陶瓷基板作為發(fā)光二極管的電路基板便可達(dá)到提高熱傳導(dǎo)效率的優(yōu)勢(shì)，因此廠商便紛紛針對(duì)此部份技術(shù)進(jìn)行研發(fā)，然而，由于發(fā)光二極管在結(jié)構(gòu)上需具有光杯來限制芯片所發(fā)出光源的照射方向，才可避免光源散射讓照度降低，若可在陶瓷基板的工藝中便將光杯成型，便可減少工藝、模具費(fèi)用，廠商便利用陶瓷材料來作為光杯原料，來達(dá)到此目的。但一般陶瓷基板的原料大致分為三種，分別為氮化鋁(AlN)、氧化鋁(Al2O3)及低溫共燒陶瓷(LowTemperature Cofired Ceramics ；LTCC)，其中氮化鋁(AlN)材質(zhì)在進(jìn)行燒結(jié)為利用真空爐，而氧化鋁(Al2O3)及低溫共燒陶瓷(Low Temperature Cofired Ceramics ； LTCC)則是利用一般燒結(jié)爐，但因陶瓷基板在進(jìn)行光杯燒結(jié)時(shí)，其上方電路已經(jīng)成型，一般燒結(jié)爐中的氧氣便會(huì)讓電路氧化，導(dǎo)致后續(xù)工藝中進(jìn)行焊接或電鍍時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生已鍍上的金屬層剝落或焊接不沾的問題，讓產(chǎn)品成為瑕疵品或廢品，一般的廠商在制作光杯上便會(huì)受到原料限制，但不同的工藝、加工可能需利用不同的原料，如此一來便會(huì)讓生產(chǎn)制造上受到限制，上述公知陶瓷材料在工藝中，因具有諸多問題與缺失，此即為本發(fā)明人與從事此行業(yè)者所亟欲改善的目標(biāo)所在。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高精密度陶瓷基板工藝，以此避免產(chǎn)生廢品、瑕疵品， 進(jìn)而提升產(chǎn)品良率及降低生產(chǎn)成本。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的高精密度陶瓷基板工藝，指可避免氧化讓后續(xù)工藝順利的工藝方法，其步驟流程包括(A)陶瓷基板表面鍍上金屬層；(B)金屬層表面貼附干膜；(C)對(duì)干膜進(jìn)行曝光顯影；(D)再于顯露的金屬層表面鍍上導(dǎo)電金屬層；Φ)去除干膜；(F)將去除干膜的金屬層進(jìn)行蝕刻，留下線路部份的金屬層。(G)在預(yù)定位置的導(dǎo)電金屬層表面黏合有利用陶瓷粉、玻璃粉及黏稠劑依預(yù)定百分比作調(diào)漿、制帶所制成的無氧薄帶；(H)陶瓷基板送入無氧爐進(jìn)行共燒并使無氧薄帶成形為擋墻，且導(dǎo)電金屬層不會(huì)
產(chǎn)生氧化。所述的高精密度陶瓷基板工藝，其中，該陶瓷基板為利用軟生胚打孔后，讓軟生胚燒結(jié)形成具一個(gè)或一個(gè)以上貫穿孔的陶瓷基板，其軟生胚為利用氮化鋁(AlN)或氧化鋁 (Al2O3)材質(zhì)制成。所述的高精密度陶瓷基板工藝方法，其中，該陶瓷基板為利用軟生胚燒結(jié)后，再以激光方式打孔形成一個(gè)或一個(gè)以上的貫穿孔，其軟生胚為利用氮化鋁或氧化鋁材質(zhì)制成。所述的高精密度陶瓷基板工藝，其中，該干膜進(jìn)行曝光顯影后，去除掉線路部份的干膜。所述的高精密度陶瓷基板工藝，其中，該導(dǎo)電金屬層鍍?cè)O(shè)于顯露的線路部份金屬層表面上。所述的高精密度陶瓷基板工藝，其中，該金屬層表面鍍?cè)O(shè)有導(dǎo)電金屬層后，可于導(dǎo)電金屬層表面鍍上防蝕刻金屬層，再進(jìn)行去除干膜、蝕刻作業(yè)。所述的高精密度陶瓷基板工藝，其中，該無氧薄帶于無氧爐進(jìn)行共燒成形為擋墻后，導(dǎo)電金屬層再于表面鍍上防氧化焊接層。所述的高精密度陶瓷基板工藝，其中，該防氧化焊接層可為金、銀或鎳金屬。所述的高精密度陶瓷基板工藝，其中，該陶瓷粉為低溫共燒陶瓷(Low Temperature Cofired Ceramics ；LTCC)或氧化招(Al2O3)。所述的高精密度陶瓷基板工藝，其中，該黏稠劑為聚丙酮(Polyacetones)、 低烷基丙烯酸酯共聚物(Copolymer of Lower Alkyl Acrylates)或甲基丙烯酸酯 (Methacrylates)。所述的高精密度陶瓷基板工藝，其中，該金屬層為鎳、鉻或鎳鉻硅與銅的合金(Ni/ Cr/Si+Cu)、鐵鈷合金(Fe/Co)、鐵鈷鎳合金(Fe/Co/Ni)。所述的高精密度陶瓷基板工藝，其中，該陶瓷基板于一側(cè)表面鍍上金屬層。所述的高精密度陶瓷基板工藝，其中，該陶瓷基板于二側(cè)表面皆鍍上金屬層。本發(fā)明可避免導(dǎo)電金屬層氧化讓焊接、電鍍工藝順利作業(yè)，以此避免產(chǎn)生廢品、瑕疵品，進(jìn)而提升產(chǎn)品良率及降低生產(chǎn)成本。


圖1為本發(fā)明較佳實(shí)施例的步驟流程圖。
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圖2為本發(fā)明較佳實(shí)施例工藝的剖面示意圖(一)。圖3為本發(fā)明較佳實(shí)施例工藝的剖面示意圖(二)。圖4為本發(fā)明較佳實(shí)施例工藝的剖面示意圖(三)。圖5為本發(fā)明另一實(shí)施例的剖面圖。圖6為本發(fā)明另一實(shí)施例的步驟流程圖。附圖中主要元件符號(hào)說明1陶瓷基板，11貫穿孔，13導(dǎo)電金屬層，12金屬層，14防蝕刻金屬層，2干膜，3無氧薄帶，31擋墻，4防氧化焊接層。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的陶瓷基板表面鍍上金屬層及導(dǎo)電金屬層，并進(jìn)行曝光顯影、蝕刻形成預(yù)設(shè)線路部份之后，可于導(dǎo)電金屬層表面黏合有利用氧化鋁、玻璃粉及可真空燒結(jié)黏稠劑所制成的無氧薄帶，再進(jìn)行無氧爐共燒成形為擋墻，即可避免導(dǎo)電金屬層氧化讓焊接、電鍍工藝順利作業(yè)，以此避免產(chǎn)生廢品、瑕疵品，進(jìn)而提升產(chǎn)品良率及降低生產(chǎn)成本。為能夠理解本發(fā)明上述目的及功效，以下結(jié)合附圖并列舉較佳實(shí)施例作詳細(xì)說明。請(qǐng)參閱圖1、2、3、4所示，為本發(fā)明較佳實(shí)施例的步驟流程圖、較佳實(shí)施例工藝的剖面示意圖(一)、剖面示意圖(二)、剖面示意圖(三)，由圖中可以清楚看出，高精密度陶瓷基板工藝必須以電鍍及高準(zhǔn)度曝光/蝕刻方式制作，有別于一般以印刷方式制作的陶瓷基板，是利用氮化鋁(AlN)或氧化鋁(Al2O3)材質(zhì)制成軟生胚，且于軟生胚上打孔，再進(jìn)行燒結(jié)使軟生胚成型為具一個(gè)或一個(gè)以上貫穿孔11的陶瓷基板1，再于陶瓷基板1表面以鍍膜方式(coating)鍍上金屬層12，其金屬層12可為鎳、鉻或鎳鉻硅與銅的合金(Ni/Cr/ Si+Cu)、鐵鈷合金( / )、鐵鈷鎳合金(Fe/Co/Ni)等材質(zhì)所制成，且金屬層12的厚度可為 0. 15 μ m 0. 5 μ m。該金屬層12表面貼附干膜2，干膜2進(jìn)行光學(xué)微影技術(shù)的曝光顯影處理后讓預(yù)設(shè)線路處的干膜2去除，再于預(yù)設(shè)線路處未受干膜2遮擋的金屬層12上方利用鍍膜方式鍍上導(dǎo)電金屬層13，其導(dǎo)電金屬層13為以銅材質(zhì)所制成，且導(dǎo)電金屬層13的厚度可為50 μ m 75 μ m，導(dǎo)電金屬層13上則以鍍膜方式鍍上防蝕刻金屬層14，其防蝕刻金屬層14可為銀、金等材質(zhì)所制成，且防蝕刻金屬層14的厚度可為0. 01 μ m 0. 1 μ m，再于去除干膜2后，對(duì)去除干膜2的金屬層12進(jìn)行蝕刻處理，讓蝕刻液(如氯化鐵、氯化銅等)去除金屬層12，便可留下所需的線路，此時(shí)，若有殘留防蝕刻金屬層14，再以去除藥劑把防蝕刻金屬層14由導(dǎo)電金屬層13上剝離。再于預(yù)定的導(dǎo)電金屬層13上利用水壓機(jī)黏合有無氧薄帶3，其無氧薄帶3為利用低溫共燒陶瓷(Low Temperature Cofired Ceramics ；LTCC)或氧化鋁(A12CX3)與玻璃粉及黏稠劑依預(yù)定百分比作調(diào)漿、制帶所制成，黏稠劑可為聚丙酮(Polyacetones)、低烷基丙烯酸酯共聚物(Copolymer of Lower Alkyl Acrylates)或甲基丙烯酸酯(Methacrylates)等符合可在真空狀態(tài)下進(jìn)行燒結(jié)的材質(zhì)，所制成的生胚送入無氧爐進(jìn)行共燒時(shí)，便可使無氧薄帶3成形為擋墻31，并于導(dǎo)電金屬層13表面鍍上防氧化焊接層4，其防氧化焊接層4可為金、銀或鎳等金屬，便完成本發(fā)明的工藝。
請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D1、2、3、4所示，為本發(fā)明較佳實(shí)施例的步驟流程圖、較佳實(shí)施例工藝的剖面示意圖(一)、剖面示意圖(二)、剖面示意圖(三)，由圖中可以清楚看出，本發(fā)明陶瓷基板1工藝的步驟流程為包括(100)軟生胚打孔。(101)軟生胚燒結(jié)形成具一個(gè)或一個(gè)以上貫穿孔11的陶瓷基板1。(102)陶瓷基板1表面鍍上金屬層12。(103)金屬層12表面貼附干膜2。(104)對(duì)干膜2進(jìn)行曝光顯影，去除線路部份的干膜2。(105)于顯露的線路部份金屬層12表面依序鍍上導(dǎo)電金屬層13及防蝕刻金屬層 14。(106)去除干膜 2。(107)將去除干膜2的金屬層12進(jìn)行蝕刻。(108)導(dǎo)電金屬層13表面黏合有利用氧化鋁、玻璃粉及黏稠劑依預(yù)定百分比作調(diào)漿、制帶所制成的無氧薄帶3。(109)送入無氧爐進(jìn)行共燒并使無氧薄帶3成形為擋墻31。(110)在導(dǎo)電金屬層13表面鍍上防氧化焊接層4。上述陶瓷基板1表面鍍上金屬層12的方法，可為濺鍍鈦金屬或利用納米接口活性劑對(duì)陶瓷基板1進(jìn)行表面改質(zhì)，再鍍上鎳、鉻、金、銀等金屬，且金屬層12、導(dǎo)電金屬層13、防蝕刻金屬層14、防氧化焊接層4等工藝的鍍膜方式可利用真空鍍膜、化學(xué)蒸鍍、濺鍍或化學(xué)電鍍等普遍且便宜的鍍膜方式，然而有關(guān)鍍上金屬層12、導(dǎo)電金屬層13、防蝕刻金屬層14、 防氧化焊接層4的方法為公知的技術(shù)，且該細(xì)部構(gòu)成非本發(fā)明要點(diǎn)，茲不再贅述。當(dāng)完成上述步驟后，便可進(jìn)行后續(xù)的設(shè)置電阻、電容或其它電子組件等工藝，由于在無氧爐共燒，使無氧薄帶3燒結(jié)成形為硬胚時(shí)，其導(dǎo)電金屬層13表面將不會(huì)接觸到氧氣， 便可避免銅材質(zhì)的導(dǎo)電金屬層13氧化成為氧化銅，由于氧化銅將會(huì)在焊接、電鍍工藝中導(dǎo)致較差的沾潤(rùn)，便會(huì)造成已鍍上的金屬層剝落及使焊接不沾，讓后續(xù)工藝產(chǎn)生問題而成為廢品、瑕疵品，因此本發(fā)明利用無氧爐共燒，即可避免上述問題產(chǎn)生，不僅可提升產(chǎn)品良率， 更可大幅度降低生產(chǎn)成本。該無氧薄帶3燒結(jié)后將會(huì)成為擋墻31，如此一來，在相鄰防氧化焊接層4進(jìn)行打線、芯片倒裝或焊接芯片后，便可利用擋墻31來擋止芯片所發(fā)出光源，讓完成后續(xù)工藝的發(fā)光二極管可在發(fā)出光源后，利用擋墻31來限制光源照射方向，以此達(dá)到發(fā)出所需光型的光源的目的。請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D4、圖5所示，為本發(fā)明工藝的剖面示意圖(三)、另一實(shí)施例的剖面圖，由圖中可以清楚看出，陶瓷基板1除可在一側(cè)表面鍍上金屬層12、導(dǎo)電金屬層13、擋墻 31、防氧化焊接層4等，亦可于陶瓷基板1 二側(cè)表面分別鍍上金屬層12、導(dǎo)電金屬層13、擋墻31、防氧化焊接層4等，并通過貫穿孔11內(nèi)鍍上導(dǎo)電金屬，讓二側(cè)結(jié)構(gòu)相互導(dǎo)電，以此達(dá)到節(jié)省空間、縮小體積的目的。另，請(qǐng)參閱圖1、2、6所示，為本發(fā)明較佳實(shí)施例的步驟流程圖、工藝的剖面示意圖 (一)、另一實(shí)施例的步驟流程圖，由圖中可以清楚看出，該陶瓷基板1工藝的步驟流程為包括
(200)軟生胚燒結(jié)形成陶瓷基板1。(201)陶瓷基板1打孔形成一個(gè)或一個(gè)以上的貫穿孔11。(202)陶瓷基板1表面鍍上金屬層12。(203)金屬層12表面貼附干膜2。(204)對(duì)干膜2進(jìn)行曝光顯影，去除線路部份的干膜2。(205)于顯露的線路部份金屬層12表面依序鍍上導(dǎo)電金屬層13及防蝕刻金屬層 14。(206)去除干膜 2。(207)將去除干膜2的金屬層12進(jìn)行蝕刻。(208)導(dǎo)電金屬層13表面黏合有利用氧化鋁、玻璃粉及黏稠劑依預(yù)定百分比作調(diào)漿、制帶所制成的無氧薄帶3。(209)送入無氧爐進(jìn)行共燒并使無氧薄帶3成形為擋墻31。(210)在導(dǎo)電金屬層13表面鍍上防氧化焊接層4。由上述步驟可得知，該氮化鋁(AlN)或氧化鋁(Al2O3)材質(zhì)制成的軟生胚，可于燒結(jié)后再以激光方式打孔形成一個(gè)或一個(gè)以上的貫穿孔11，或先將軟生胚打孔形成一個(gè)或一個(gè)以上的貫穿孔11后，再燒結(jié)，非因此即局限本發(fā)明的權(quán)利范圍，如利用其它修飾及等效結(jié)構(gòu)變化，均應(yīng)同理包含于本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。本發(fā)明為主要針對(duì)高精密度陶瓷基板工藝，而可在陶瓷基板1表面形成預(yù)設(shè)線路的金屬層12、導(dǎo)電金屬層13后，于導(dǎo)電金屬層13表面黏合有無氧薄帶3，其無氧薄帶3為利用氧化鋁、玻璃粉及在真空狀態(tài)下進(jìn)行燒結(jié)的黏稠劑依預(yù)定百分比作調(diào)漿、制帶所制成，再送入無氧爐進(jìn)行共燒，使無氧薄帶3成形為擋墻31，便可避免銅材質(zhì)的導(dǎo)電金屬層13于共燒時(shí)氧化形成氧化銅，讓后續(xù)的焊接、電鍍工藝中不會(huì)產(chǎn)生廢品、瑕疵品為主要保護(hù)重點(diǎn)， 惟，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，非因此即局限本發(fā)明的權(quán)利范圍，故舉凡運(yùn)用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的簡(jiǎn)易修飾及等效結(jié)構(gòu)變化，均應(yīng)同理包含于本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種高精密度陶瓷基板工藝，指可避免氧化讓后續(xù)工藝順利的工藝方法，其步驟流程包括(A)陶瓷基板表面鍍上金屬層；(B)金屬層表面貼附干膜；(C)對(duì)干膜進(jìn)行曝光顯影；(D)再于顯露的金屬層表面鍍上導(dǎo)電金屬層；(E)去除干膜；(F)將去除干膜的金屬層進(jìn)行蝕刻，留下線路部份的金屬層。(G)在預(yù)定位置的導(dǎo)電金屬層表面黏合有利用陶瓷粉、玻璃粉及黏稠劑依預(yù)定百分比作調(diào)漿、制帶所制成的無氧薄帶；(H)陶瓷基板送入無氧爐進(jìn)行共燒并使無氧薄帶成形為擋墻，且導(dǎo)電金屬層不會(huì)產(chǎn)生氧化。
2.如權(quán)利要求1所述的高精密度陶瓷基板工藝，其中，該陶瓷基板為利用軟生胚打孔后，讓軟生胚燒結(jié)形成具一個(gè)或一個(gè)以上貫穿孔的陶瓷基板，其軟生胚為利用氮化鋁或氧化鋁材質(zhì)制成。
3.如權(quán)利要求1所述的高精密度陶瓷基板工藝方法，其中，該陶瓷基板為利用軟生胚燒結(jié)后，再以激光方式打孔形成一個(gè)或一個(gè)以上的貫穿孔，其軟生胚為利用氮化鋁或氧化鋁材質(zhì)制成。
4.如權(quán)利要求1所述的高精密度陶瓷基板工藝，其中，該干膜進(jìn)行曝光顯影后，去除掉線路部份的干膜。
5.如權(quán)利要求1所述的高精密度陶瓷基板工藝，其中，該導(dǎo)電金屬層鍍?cè)O(shè)于顯露的線路部份金屬層表面上。
6.如權(quán)利要求1所述的高精密度陶瓷基板工藝，其中，該金屬層表面鍍?cè)O(shè)有導(dǎo)電金屬層后，可于導(dǎo)電金屬層表面鍍上防蝕刻金屬層，再進(jìn)行去除干膜、蝕刻作業(yè)。
7.如權(quán)利要求1所述的高精密度陶瓷基板工藝，其中，該無氧薄帶于無氧爐進(jìn)行共燒成形為擋墻后，導(dǎo)電金屬層再于表面鍍上防氧化焊接層。
8.如權(quán)利要求7所述的高精密度陶瓷基板工藝，其中，該防氧化焊接層可為金、銀或鎳金屬。
9.如權(quán)利要求1所述的高精密度陶瓷基板工藝，其中，該陶瓷粉為低溫共燒陶瓷或氧化鋁。
10.如權(quán)利要求1所述的高精密度陶瓷基板工藝，其中，該黏稠劑為聚丙酮、低烷基丙烯酸酯共聚物或甲基丙烯酸酯。
11.如權(quán)利要求1所述的高精密度陶瓷基板工藝，其中，該金屬層為鎳、鉻或鎳鉻硅與銅的合金、鐵鈷合金、鐵鈷鎳合金。
12.如權(quán)利要求1所述的高精密度陶瓷基板工藝，其中，該陶瓷基板于一側(cè)表面鍍上金屬層。
13.如權(quán)利要求1所述的高精密度陶瓷基板工藝，其中，該陶瓷基板于二側(cè)表面皆鍍上
全文摘要
一種高精密度陶瓷基板工藝，高精密度陶瓷基板工藝必須以電鍍及高準(zhǔn)度曝光/蝕刻方式制作，有別于一般以印刷方式制作的陶瓷基板，尤其指陶瓷基板表面鍍上金屬層后，于金屬層表面貼附干膜并進(jìn)行曝光顯影，再于顯露的金屬層表面鍍上導(dǎo)電金屬層，且進(jìn)行蝕刻留下線路部份的金屬層及導(dǎo)電金屬層，預(yù)定位置的導(dǎo)電金屬層表面則黏合有無氧薄帶，其無氧薄帶為利用陶瓷粉、玻璃粉及黏稠劑依預(yù)定百分比作調(diào)漿、制帶所制成，再將陶瓷基板送入無氧爐進(jìn)行共燒，無氧薄帶便會(huì)成形為擋墻，由于是在無氧爐內(nèi)共燒，導(dǎo)電金屬層便不會(huì)產(chǎn)生氧化，由此，后續(xù)進(jìn)行焊接、電鍍工藝時(shí)，便不會(huì)產(chǎn)生已鍍上金屬層剝落或焊接不沾的缺陷。
文檔編號(hào)H01L33/64GK102254831SQ20101018118
公開日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2010年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月20日
發(fā)明者林文新 申請(qǐng)人:禾伸堂企業(yè)股份有限公司