CN102157254B - 一种叠层型电子元器件制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种叠层型电子元器件制造方法，在浆料填孔之前依次有以下步骤：1)流延形成陶瓷生片；2)开设通孔，其特征在于：开设通孔包括先在支撑体薄片开孔，以及后在承载片和放置在承载片片底面的陶瓷生片依次开孔。本发明与现有技术对比的有益效果是：在激光开孔过程中能有效避免陶瓷生片通孔周围堆积陶瓷粉尘，明显提高叠层型陶瓷电子元器件层间连接可靠性，较大幅度的提高电极导通率。本发明的制造方法可以广泛应用于制造铁氧体材料叠层型陶瓷电子元器件，也可以广泛应用于制造玻璃陶瓷、氧化锌陶瓷叠层型电子元器件。

Description

一种叠层型电子元器件制造方法

技术领域

本发明涉及叠层片式陶瓷电子元器件，特别是涉及一种叠层型电子元器件制造方法。

背景技术

现有叠层型陶瓷电子元器件主要通过陶瓷生片内部通孔电极实现层间连接。制造方法包括1)通过流延或涂布的方式在承载片表面形成陶瓷生片；2)采用激光开孔工艺对生片表面进行开孔，形成连接通孔；3)在生片表面印刷电极，印刷过程同时实现对通孔的银浆填充，此时通孔电极与生片表面印刷电极连接。叠层型陶瓷电子元器件的可靠性与通孔连接的可靠性密切相关，而通孔连接的可靠性又与开孔质量密切相关。

所述陶瓷生片激光开孔，是沿着激光照射方向依次为陶瓷生片、承载片，最后是支撑体薄片开孔。激光直接照射陶瓷生片表面时，先穿透陶瓷生片，再穿透承载片实现开孔。所述陶瓷生片一般是陶瓷颗粒、粘合剂与少量增塑剂的混合物，激光照射其表面在短时间内达到高温，易使粘合剂和增塑剂快速挥发，使通孔位置陶瓷材料颗粒处于离散状态，在支撑体薄片背面负压环境作用下，通孔中陶瓷颗粒被完全快速吸收。然而，受激光额定功率的限制，单一激光脉冲往往无法直接穿透陶瓷生片和承载片，同时粘合剂快速挥发产生上升的挥发气流，导致通孔中陶瓷颗粒在所述挥发气流作用下逸出至陶瓷生片表面，从而在通孔位置堆积陶瓷粉尘。图1即为铁氧体陶瓷生片激光开孔时表面出现的粉尘现象示意图。对于印刷电极宽度为40～60μm、对应陶瓷生片的通孔半径至多为50μm的常用0603(0.6×0.3×0.3mm)小尺寸器件而言，这些粉尘会阻碍陶瓷生片表面印刷电极与通孔连接电极的导通，进而降低通孔连接可靠性，易使器件内部电极开路，导致失效。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是弥补上述现有技术的缺陷，提供一种叠层型电子元器件制造方法。

本发明的技术问题通过以下技术方案予以解决。

这种叠层型电子元器件制造方法，在浆料填孔之前依次有以下步骤：

1)流延形成陶瓷生片；2)开设通孔。

这种叠层型电子元器件制造方法的特点是：

所述开设通孔包括先在支撑体薄片开孔，以及后在承载片和放置在承载片片底面的陶瓷生片依次开孔。

本发明的技术问题通过以下进一步的技术方案予以解决。

所述支撑体薄片开孔，是采用激光开孔机在支撑体薄片表面开一通气孔，用于充分吸收陶瓷生片开孔过程中产生的粉尘。

所述承载片和放置在承载片片底面的陶瓷生片依次开孔，是采用激光升孔机反面开孔，所述激光开孔机脉冲激光束，沿着激光束照射方向依次在承载片、铁氧体陶瓷生片开孔。由于承载片位于陶瓷生片上表面，一般厚度在50μm左右，增加了粉尘逸出距离，相对增大粉尘随挥发气体逸出难度，进一步减少粉尘逸出；同时，大多的粉尘在支撑体薄片通气孔形成的负压环境被立即直接吸收，不再像现有正面开孔方式需要等待激光穿透承载片。而少许仍然逸出的粉尘是黏附在承载片表面，并非在陶瓷生片表面，在后续叠压过程中会随同承载片被剥离，不会影响器件层间连接的可靠性。

本发明的技术问题通过以下进一步的技术方案予以解决。

所述反面开孔包括开孔前期的开孔模式设定，即提取设定的连接通孔位置参数，生成开孔模式，导入计算机，在开孔过程中由计算机发送激光开孔机定位指令。

所述支撑体薄片表面的通气孔位置与陶瓷生片通孔的位置相同。如果出现位置偏差，可能导致陶瓷生片开孔过程中产生的粉尘未被有效吸收，从而堵塞通孔，造成器件开路。

本发明的技术问题通过以下再进一步的技术方案予以解决。

所述陶瓷生片是铁氧体陶瓷生片、低温共烧陶瓷(Low-TemperatureCofired Ceramics，缩略词为LTCC)生片中的一种。

所述陶瓷生片采用陶瓷浆料在承载片表面涂布形成，包括以下分步骤：

1·1)表面涂布

采用陶瓷浆料在承载片表面涂布形成陶瓷生片；

1·2)烘干涂层

将承载片表面涂层烘干至陶瓷浆料溶剂挥发后制成陶瓷生片。

所述表面涂布的陶瓷浆料组分及其重量百分比如下：

铁氧体NiCuZn粉末                    80％；

粘合剂：聚乙烯醇缩丁醛(PVB)树脂     15％；

分散剂：BYK110                      3％；

增塑剂：邻苯二甲酸二丁酯(DBP)       2％。

所述粘合剂是聚乙烯醇缩丁醛类聚合物，用于黏结陶瓷生片和承载片。

所述烘干涂层的温度为80～100℃。

所述支撑体薄片是有机玻璃片。

本发明与现有技术对比的有益效果是：在激光开孔过程中能有效避免陶瓷生片通孔周围堆积陶瓷粉尘，明显提高叠层型陶瓷电子元器件层间连接可靠性，较大幅度的提高电极导通率。本发明的制造方法可以广泛应用于制造铁氧体材料叠层片式陶瓷电子元器件，也可以广泛应用于制造玻璃陶瓷、氧化锌陶瓷叠层片式电子元器件。

附图说明

附图是本发明具体实施方式反面开孔示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式并对照附图对本发明进行说明。

一种如附图所示的叠层型铁氧体陶瓷电子元器件制造方法，在浆料填孔之前依次有以下步骤：

1)流延形成铁氧体陶瓷生片

1·1)表面涂布

采用陶瓷浆料在PET膜承载片1表面进行涂布形成铁氧体陶瓷生片11，涂布的陶瓷浆料组分及其重量百分比如下：

铁氧体NiCuZn粉末                        80％；

粘合剂：聚乙烯醇缩丁醛(PVB)树脂         15％；

分散剂：BYK110                          3％；

增塑剂：邻苯二甲酸二丁酯(DBP)    2％。

1·2)烘干涂层

将PET膜承载片1表面涂层在温度为80～100℃下烘干至陶瓷浆料溶剂挥发后制成铁氧体陶瓷生片2；

2)开设通孔

2·1)开孔模式设定

提取设定的连接通孔位置参数，生成开孔模式，导入计算机，在开孔过程中由计算机发送激光开孔机定位指令。有机玻璃支撑体薄片3表面的通气孔位置与铁氧体陶瓷生片2通孔的位置相同。如果出现位置偏差，可能导致陶瓷生片2开孔过程中产生的粉尘未被有效吸收，从而堵塞通孔，造成器件开路；

2·2)支撑体薄片开孔

采用激光开孔机在有机玻璃支撑体薄片3表面开一通气孔；

2·3)承载片和放置在承载片片底面的陶瓷生片依次开孔

采用激光开孔机反面开孔，激光开孔机的脉冲激光束4，沿着激光束4照射方向依次在PET膜承载片、铁氧体陶瓷生片2开孔。

本具体实施方式在制造不同孔径、线宽设计器件中应用时，通孔周围基本未见粉尘，实测电极开路率为0.89～4.83％，而在相同条件下采用现有的正面开孔方式，通孔周围存在粉尘，实测电极开路率为16.67～62.72％，两种开孔方式的粉尘状况和实测电极开路率对照详见下表：

两种开孔方式对照表明，对于线宽和孔径比较大的器件，陶瓷生片开孔过程中产生的陶瓷粉尘对器件电极导通率的影响有限；而对于线宽和孔径比较小的器件，采用本发明的反面开孔方式能有效避免陶瓷生片开孔过程中在通孔周围堆积陶瓷粉尘，明显提高叠层型陶瓷电子元器件层间连接可靠性，较大幅度的提高电极导通率。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (9)

1.一种叠层型电子元器件制造方法，在浆料填孔之前依次有以下步骤：

1）流延形成陶瓷生片；2）开设通孔，其特征在于：

所述开设通孔包括先在支撑体薄片开孔，以及后在承载片和放置在承载片片底面的陶瓷生片依次开孔；

所述支撑体薄片表面的通气孔位置与陶瓷生片通孔的位置相同。

2.如权利要求1所述的叠层型电子元器件制造方法，其特征在于：

所述支撑体薄片开孔，是采用激光开孔机在支撑体薄片表面开一通气孔。

3.如权利要求1或2所述的叠层型电子元器件制造方法，其特征在于：

所述承载片和放置在承载片片底面的陶瓷生片依次开孔，是采用激光开孔机反面开孔，所述激光开孔机的脉冲激光束，沿着激光束照射方向依次在承载片、陶瓷生片完成开孔。

4.如权利要求3所述的叠层型电子元器件制造方法，其特征在于：

所述反面开孔包括开孔前期的开孔模式设定，即提取设定的连接通孔位置参数，生成开孔模式，导入计算机，在开孔过程中由计算机发送激光开孔机定位指令。

5.如权利要求4所述的叠层型电子元器件制造方法，其特征在于：

所述陶瓷生片是铁氧体陶瓷生片、低温共烧陶瓷（Low-TemperatureCofired Ceramics，缩略词为LTCC）生片中的一种。

6.如权利要求5所述的叠层型电子元器件制造方法，其特征在于：

所述陶瓷生片采用陶瓷浆料在承载片表面涂布形成，包括以下分步骤：

1·1）表面涂布

采用陶瓷浆料在承载片表面涂布形成陶瓷生片；

1·2）烘干涂层

将承载片表面涂层烘干至陶瓷浆料溶剂挥发后制成陶瓷生片。

7.如权利要求6所述的叠层型电子元器件制造方法，其特征在于：

所述表面涂布的陶瓷浆料组分及其重量百分比如下：

NiCuZn铁氧体粉末    80%；

粘合剂：聚乙烯醇缩丁醛（PVB）树脂  15%；

分散剂：BYK110                     3%；

增塑剂：邻苯二甲酸二丁酯（DBP）    2%。

8.如权利要求7所述的叠层型电子元器件制造方法，其特征在于：

所述粘合剂是聚乙烯醇缩丁醛类聚合物。

9.如权利要求8所述的叠层型电子元器件制造方法，其特征在于：

所述支撑体薄片是有机玻璃片。

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