專利名稱：具有內埋孔穴的多層陶瓷基板及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種陶瓷基板及其制造方法，特別涉及一種具有內埋孔穴的 多層陶瓷基板及其制造方法。
背景技術：
現(xiàn)今電子技術發(fā)展的相當迅速，而產品朝向輕薄短小的趨勢，因此有源
無源元件不斷地朝向微型化方向發(fā)展。其中因為低溫共燒陶瓷技術(Low Temperture Co-fired Ceramic, LTCC )的精進，使無源元件得以整合于印刷電 路陶瓷基板中，由此可大幅降低安插無源元件及布線所需要的面積。
然而，低溫共燒陶資技術在應用上仍有問題待解決，其主要缺點在于燒 結陶瓷基板所導致的收縮，其中以平面方向的收縮影響最大，因而導致線路 或整體基板的形變。此外，不同批次生產的陶瓷基板的收縮率亦有所差異， 增加電路設計及工藝的困難度，而限制其應用范圍。為減少燒結過程所導致 的收縮率，已知技術通過改善設計與制造流程，卻會增加生產成本并使制造 流程復雜化。
已知陶瓷基板只能在上下表面制作電路及粘著表面元件，并不符合微型 化要求。
因此，如何提供一種平面方向無燒結收翁，并將表面元件整合于陶瓷基 板內，增加電路集成度(integration)的陶瓷基板及其制造方法，已成為重 要課題之一。

發(fā)明內容
有鑒于上述課題，本發(fā)明的目的為提供一種具有內埋孔穴的多層陶瓷基 板，在平面方向無燒結收縮，并將表面元件整合于陶瓷基板內，增加電路集 成度。
因此，為達上述目的，本發(fā)明的一種具有內埋孔穴的多層陶瓷基板的制 造方法包括以下步驟提供至少一陶瓷薄板和至少一陶瓷生胚片，該陶瓷生
胚片的表面具有一導電層；堆疊該陶瓷薄板及該陶瓷生胚片形成一堆疊結 構，其中該堆疊結構具有至少一內埋孔穴；以及燒結堆疊結構。
為達上述目的，本發(fā)明的一種具有內埋孔穴的多層陶瓷基板包括多個介 電層以及多個導電層。這些導電層與這些介電層間隔設置，其中這些介電層 形成至少一內埋孔穴。
承上所述，本發(fā)明的具有內埋孔穴的多層陶瓷基板及其制造方法通過已 燒結的陶瓷薄板及未燒結的陶瓷生胚片堆疊燒結，使得燒結過程中陶瓷薄板 得以提供一束縛作用予陶瓷生胚片并抑制陶瓷生胚片收縮，故能夠避免平面 方向的燒結收縮。相較于現(xiàn)有技術，由于陶瓷薄板與陶瓷生胚片的特性相同， 燒結過程除了抑制收縮外，亦能夠避免發(fā)生翹曲而得到平坦的陶瓷基板。此 外，在陶瓷基板內部形成內埋孔穴，而將電子元件置入于內埋孔穴中，能夠 增加電路集成度或縮小基板尺寸。


圖1為依據本發(fā)明優(yōu)選實施例的一種具有內埋孔穴的陶瓷基板的制造方
法的流程圖2為本發(fā)明的陶瓷薄板的示意圖3為本發(fā)明的陶瓷生胚片及其疊置的示意圖；以及
圖4為依據本發(fā)明優(yōu)選實施例的一種具有內埋孔穴的陶瓷基板的示意圖。
附圖標記說明
21、 22:陶資薄板 31:陶瓷生胚片
32:堆疊結構 4:多層陶瓷基板
41:介電層 42:導電層
43:導電通孔 44:內埋孔穴 E:電子元件
S1 S4、 S31:具有內埋孔穴的多層陶瓷基板的制造方法的流程步驟
具體實施例方式
以下將參照相關圖式，說明依據本發(fā)明優(yōu)選實施例的一種具有內埋孔穴
的多層陶瓷基板及其制造方法，其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。
請參照圖l所示，本發(fā)明優(yōu)選實施例的一種陶資基板的制造方法包括步
驟S1至步驟S4。
請參照圖1及圖2所示，步驟S1為提供至少一陶瓷薄板。本實施例以 兩片陶瓷薄板21、 22為例說明，非用以限制本發(fā)明。陶瓷薄板21、 22的制 備可利用兩片較高燒結溫度的生胚片夾置較低燒結溫度的生胚片，再以較低 燒結溫度進行燒結，使較低燒結溫度的生胚片燒結成為陶瓷薄板21、 22。在 此燒結過程中，較高燒結溫度的生胚片提供一加壓作用于較低燒結溫度的生 胚片，最后再去除未燒結的較高燒結溫度的生胚片，即可得到薄而平坦無翹 曲的陶瓷薄板21、 22。
請參照圖1及圖3所示，步驟S2為提供至少一陶瓷生胚片31,該陶瓷 生胚片31的表面具有一導電層(圖未顯示)。陶瓷生胚片31由混合至少一 陶瓷材料及無機粘結劑或有機載體的漿料所構成，并可加入聚合粘結劑、塑 化劑或有機溶劑以調制適當粘度的漿料，再通過刮刀而形成薄板狀。導電層 可通過例如印刷方式形成于陶資生胚片31的表面。
陶瓷材料系可選自陶瓷粉體、玻璃、金屬氧化物粉體、復合金屬氧化物 粉體或其組合。無機粘結劑可選自相對其他材料不具備化學活性，且具有燒
結溫度低于陶瓷材料及于燒結過程中為液相燒結的物理特性。無機粘結劑可 為結晶或非結晶的玻璃或玻璃陶瓷。聚合粘結劑可為聚乙二醇(PEG)、聚 乙烯縮丁醛(PVB)或聚乙歸醇(PVA)。塑化劑系可為酸二丁醛(DBP)。 有機溶劑可為正丙醇、曱苯或乙醇。
本實施例提供的陶瓷薄板21、 22或陶瓷生胚片31可預先打孔、填入導 電材料及印刷導電線路?；蛘撸撎沾缮咂?1可預先由多個含有孔穴的 生胚片堆疊形成一立體結構。
請參照圖1、圖3及圖4所示，步驟S3為堆疊該陶資薄板21、 22及該 陶瓷生胚片31形成堆疊結構32，其中該堆疊結構32具有至少一內埋孔穴 44。陶瓷薄板21、 22分別設置于堆疊結構32的頂部及底部。堆疊結構32 具有多導電通孔(via)，各導電通孔電性連接至少二導電層。其中該陶瓷薄 板21、 22與陶資生胚片31之間通過粘結劑粘結。粘結劑可為無機粘結劑例 如玻璃或玻璃陶瓷，且玻璃可為結晶或非結晶型態(tài)。
請參照圖l及圖4所示，步驟S4為燒結堆疊結構32以形成多層陶瓷基 板4。利用陶瓷薄板21、 22對堆疊結構32所產生的束縛力，由此制造出無 燒結收縮且平坦無翹曲的多層陶瓷基板4 。
在步驟S3之后，還可包括步驟S31，其為壓合堆疊結構32，即以熱壓 方式及均壓方式壓合陶瓷薄板21、 22及陶瓷生胚片31，以使疊層更致密， 并防止多層陶資基板4于后續(xù)燒結過程發(fā)生翹曲現(xiàn)象。
如圖4所示，本發(fā)明優(yōu)選實施例的一種具有內埋孔穴的陶乾基板4包括 多個介電層41、多個導電層42以及多個導電通孔43。這些導電層42與這 些介電層41間隔設置，各這些導電通孔43電性連接至少二導電層42。其中 這些介電層41形成至少一內埋孔穴44,將已知設置于陶瓷基板表面的電子 元件E置入于內埋孔穴44中，使多層陶瓷基板4表面的線路布局更具彈性， 增加電路集成度或縮小基板尺寸。該陶瓷基板4為低溫共燒陶瓷(LTCC) 基板，并可應用于高精度的IC載板、多芯片模塊或耐候性電路板使用。電 子元件E為有源/無源元件，無源元件例如是電容器、電感器、電阻器或電 阻表面無源元件。
綜上所述，本發(fā)明的具有內埋孔穴的多層陶瓷基板及其制造方法通過已 燒結的陶乾薄板及未燒結的陶瓷生胚片堆疊燒結，使得燒結過程中陶瓷薄板 得以提供一束縛作用予陶瓷生胚片并抑制陶瓷生胚片收縮，故能夠避免平面 方向的燒結收縮。相較于現(xiàn)有技術，由于陶瓷薄板與陶瓷生胚片的特性相同， 燒結過程除了抑制收縮外，亦能夠避免發(fā)生翹曲而得到平坦的陶瓷基板。此 外，在陶瓷基板內部形成內埋孔穴，而將電子元件置入于內埋孔穴中，能夠 增加電路集成度或縮小基板尺寸。
以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發(fā)明的精神與范 疇，而對其進行的等效修改或變更，均應包含于所附的權利要求中。
權利要求
1、一種陶瓷基板的制造方法，其包括:提供至少一陶瓷薄板及至少一陶瓷生胚片；堆疊該陶瓷薄板及該陶瓷生胚片，以形成一堆疊結構；以及燒結該堆疊結構。
2、 如權利要求1所述的制造方法，其中在燒結該堆疊結構之前，還包 括壓合該堆疊結構的步驟，該壓合步驟以熱壓方式及均壓方式壓合該陶瓷薄 板及該陶資生胚片。
3、 如權利要求1所述的制造方法，其中該陶瓷生胚片具有至少一導電 層，通過印刷方式形成該導電層。
4、 如權利要求3所述的制造方法，其中該堆疊結構具有多個導電通孔， 這些導電通孔電性連接該導電層。
5、 如權利要求1所述的制造方法，其中該陶瓷薄板利用至少兩片高燒 結溫度的生胚片夾置一低燒結溫度的生胚片，再以低燒結溫度進行燒結，使 該低燒結溫度的生胚片燒結成為該陶瓷薄板，再去除未燒結的高燒結溫度的 生胚片。
6、 如權利要求1所述的制造方法，其中該陶瓷生胚片由至少一陶瓷材 料及無機粘結劑或有機載體的漿料所構成。
7、 如權利要求6所述的制造方法，其中該陶瓷材料選自陶瓷粉體、玻 璃、金屬氧化物、復合金屬氧化物及其組合所構成的組。
8、 如權利要求1或6所述的制造方法，其中該陶瓷生胚片還包含聚合 粘結劑、塑化劑或有機溶劑。
9、 如權矛j要求8所述的制造方法，其中該聚合粘結劑為聚乙二醇、聚 乙烯縮丁醛或聚乙烯醇；該塑化劑為酸二丁醛；該有機溶劑為正丙醇、曱苯 或乙醇。
10、 如權利要求1所述的制造方法，其中該陶資薄板與該陶乾生胚片之 間通過結晶或非結晶的玻璃或玻璃陶瓷連結，或者通過無機粘結劑連結。
11、 如權利要求1所述的制造方法，其中該陶瓷薄板或該陶覺生胚片預 先打孔、填入導電材料或印刷導電線路。
12、 如權利要求1所述的制造方法，其中該陶覺生胚片預先由多個含有孔穴的生胚片堆疊形成一立體結構。
13、 如權利要求1所述的制造方法，其中該堆疊結構具有至少一內埋孔穴。
14、 一種陶資基板，其由至少一陶瓷薄板及至少一陶瓷生胚片堆疊燒結而成。
15、 如權利要求14所述的陶瓷基板，其中該陶瓷生胚片由至少一陶瓷 材料及無機粘結劑或有機載體的漿料所組成。
16、 如權利要求15所述的陶瓷基板，其中該陶瓷材料選自陶瓷粉體、 玻璃、金屬氧化物、復合金屬氧化物及其組合所構成的組。
17、 如權利要求14或15所述的陶瓷基板，其中該陶瓷生胚片還包含聚 合粘結劑、塑化劑或有機溶劑。
18、 如權利要求17所述的陶瓷基板，其中該聚合粘結劑為聚乙二醇、 聚乙烯縮丁醛或聚乙烯醇；該塑化劑為酸二丁醛；該有機溶劑為正丙醇、曱 苯或乙醇。
19、 如權利要求14所述的陶瓷基板，其中該陶瓷薄板與該陶瓷生胚片 之間通過結晶或非結晶的玻璃或玻璃陶瓷或是無機粘結劑連結。
20、 如權利要求14所述的陶瓷基板，其中該陶瓷薄才反或該陶瓷生胚片 具有孔穴、導電材料或導電線路。
21、 如權利要求14所述的陶瓷基板，其中該陶瓷生胚片系為多個含有 孔穴的生胚片所堆疊形成的一立體結構。
22、 如權利要求14所述的陶瓷基板，其還包括至少一內埋孔穴。
23、 如權利要求22所述的陶瓷基板，其還包括至少一電子元件，置入 于該至少一內埋孔穴中，該電子元件為有源/無源元件，無源元件、電容器、 電感器、電阻器或電阻表面無源元件。
24、 如權利要求14所述的陶瓷基板，其為低溫共燒陶瓷(LTCC )基板。
25、 如權利要求14所述的陶瓷基板，其應用于高精度的IC載板、多芯 片模塊或耐候性電路板。
26、 如權利要求14所述的陶瓷基板，其中該陶瓷基板包括多個導電層 以及多個導電通孔，這些導電通孔電性連接這些導電層。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種具有內埋孔穴的多層陶瓷基板及其制造方法，該方法的步驟包括提供至少一陶瓷薄板及至少一陶瓷生胚片，該陶瓷生胚片的表面具有一導電層；堆疊該陶瓷薄板及該陶瓷生胚片形成一堆疊結構，其中該堆疊結構具有至少一內埋孔穴；以及燒結該堆疊結構。本發(fā)明使得燒結過程中陶瓷薄板得以提供一束縛作用予陶瓷生胚片并抑制陶瓷生胚片收縮，故能夠避免平面方向的燒結收縮。相較于現(xiàn)有技術，由于陶瓷薄板與陶瓷生胚片的特性相同，燒結過程除了抑制收縮外，亦能夠避免發(fā)生翹曲而得到平坦的陶瓷基板。此外，在陶瓷基板內部形成內埋孔穴，而將電子元件置入于內埋孔穴中，能夠增加電路集成度或縮小基板尺寸。
文檔編號H05K1/03GK101378623SQ20071014814
公開日2009年3月4日 申請日期2007年8月28日 優(yōu)先權日2007年8月28日
發(fā)明者謝俞枰, 魏志宏 申請人:臺達電子工業(yè)股份有限公司