CN102550136B - 用于生产陶瓷器件的方法、陶瓷器件与器件布置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于生产陶瓷器件的方法、一种陶瓷器件以及一种包括陶瓷器件和连接器件的器件布置。根据本发明的用于生产陶瓷器件(1)的方法包括以下步骤：a)提供陶瓷基片(2)，在陶瓷基片(2)的内部和/或者表面上有导体通路(3)，陶瓷基片(2)至少部分被釉层(5)遮盖；b)在导体通路(3)的待接触的接触区(15)的区域内的釉层(5)中形成接触孔(6)；c)在接触孔(6)区域内涂覆金属层(7)用来在接触区(15)中与导体通路(3)接触。

Description

用于生产陶瓷器件的方法、陶瓷器件与器件布置

技术领域

本发明涉及一种生产陶瓷器件的方法。本发明还涉及一种陶瓷器件以及一种包括陶瓷器件和连接器件的器件布置。

背景技术

已知可使用陶瓷材料作为电子器件的基片。例如US 6,800,815B1就公开了一种电子器件，其包括一个多层陶瓷基片以及多条导体通路，这些导体通路在陶瓷基片的内部和/或者表面上延伸。在器件的底面上有多个连接触点，通过这些连接触点可以从外部与导体通路电接触。利用BGA(球栅阵列)将电子器件钎焊在电路板上。BGA将电子器件的连接触点与电路板电连接。

发明内容

本发明涉及一种用于生产陶瓷器件的方法，包括以下步骤：a)提供陶瓷基片，在陶瓷基片的内部和/或者表面上有导体通路，陶瓷基片至少部分被釉层遮盖；b)在导体通路的待接触区域内的釉层中形成接触孔；c)在接触孔区域内涂覆金属层用来与导体通路接通。

可以通过釉层提供保护层和/或者绝缘层，尤其可将其用来保护陶瓷器件的电子部件，例如电阻或者导体通路不受机械和/或者电气损害。也可以通过这种釉层保护陶瓷基片本身。有利地，可以在陶瓷基片的生产工艺中将釉层涂覆到该陶瓷基片以及与该陶瓷基片连接的部件上。

根据本发明的方法可以实现从外部接触被釉层遮盖的导体通路，这类导体通路不仅可以是用来传导电流的电导体通路，也可以是用来传递热量的热导体通路。通过打开导体通路的待接触区域中的釉层并且通过涂覆金属层可以构成金属的连接触点。尤其可以用这种方式形成设置在陶瓷器件的共同背面上的多个连接触点，例如可以利用BGA将陶瓷器件电连接到另一个器件上。

本发明还涉及一种陶瓷器件，包括陶瓷基片、至少将陶瓷基片部分遮盖的釉层以及位于陶瓷基片内部和/或者表面上的导体通路，其中所述釉层具有接触孔，并且陶瓷器件在接触孔区域内具有金属层，其中所述金属层接触导体通路。

本发明还涉及一种包括根据本发明的陶瓷器件、连接器件和BGA的器件布置，其中通过BGA将陶瓷器件的金属层与连接器件的连接触点连接。

从属权利要求所述均为本发明的进一步有利的实施方式。

附图说明

以下将根据附图所示的实施方式，对本发明进行详细解释。

附图中：

图1示出了本发明所述的陶瓷器件在生产中的一种实施方式的截面图，其中所述陶瓷器件包括一个被釉层部分遮盖的陶瓷基片，

图2示出了图1所示的生产中的陶瓷器件在釉层中形成接触孔之后的视图，

图3示出了图2所示的生产中的陶瓷器件分别在各接触孔区域内涂上金属层之后的视图，以及

图4示出了具有BGA的成品陶瓷器件在与连接器件连接之前的底视图。

具体实施方式

图1至图3示出了本发明所述陶瓷器件1的实施方式在其按照本发明所述方法的实施方式生产时的不同状态。图3示出了完成的陶瓷器件1。

对于陶瓷器件1的制造，首先提供陶瓷基片2，该陶瓷基片的表面至少部分被釉层5遮盖。在本实施例中，陶瓷基片2是一种具有多个基片层的陶瓷基片。釉层5遮盖陶瓷基片2的底面。此外，在陶瓷基片2的内部和表面上还有多个导体通路3、4，这些导体通路例如基于银制造。导体通路局部构造为金属化通孔，尤其与布置在陶瓷基片2背面上并且被釉层5遮盖的一个或多个电阻14接触。图1中所示的其它导体通路3同样也包括金属化通孔。导体通路3尤其具有接触区15，该接触区位于陶瓷基片2的背面，并且同样也被釉层5遮盖。导体通路4用来传导电流。导体通路3可以是热导体通路和/或者电导体通路。

此外在导体通路3的相应接触区15和釉层5之间还有一层抗粘剂8。抗粘剂8用于简化打开导体通路3的接触区15中的釉层。

图1所示陶瓷器件1的中间状态的生产工艺早已为专业人士所知。可以利用烧结工艺将设有导体通路和装配有电气部件的陶瓷基片2的各个层接合在一起。在该工艺的范围内有利地实现了釉层5的涂装。在涂覆釉层5之前将抗粘剂8涂覆在相应导体通路3的接触区15上。抗粘剂8优选是一种陶瓷粉末，其烧结温度高于釉层5的软化温度。适合作为这种抗粘剂8的例如有氧化铝陶瓷粉末。

为了露出导体通路3的接触区15，在下一个步骤中在相应接触区15的区域内形成在釉层5中的接触孔6。在本实施例中通过用剥离材料的射束9喷射釉层5来形成接触孔6。这种射束9尤其可以是激光束或水射束。在使用水射束时有利的是，在其中加入一种研磨剂，以提高其剥离材料的效果。在使用激光束9的情况下可以使用含有添加剂的釉层5，该添加剂能够促进釉层5内激光辐射的吸收。

执行在接触区15的区域内釉层5的喷射，直至该区域内的釉层5剥离。抗粘剂8有助于形成接触孔6，因为在涂有抗粘剂的区域中可阻止釉层5与接触区15牢固连接。

继续进行喷射，直至抗粘剂8也被除去并且露出相应的导体通路3的接触区15。特别地，除去釉层5以形成接触孔6和除去抗粘剂8可以重叠地进行。图2所示为该步骤结束之后的方法状态。

原则上也可以省去设置在接触区15和釉层5之间的抗粘剂8。在这种情况下同样可以通过特别是如上所述地用剥离材料的射束9进行喷射来实现在釉层中形成接触孔6。

在下一个步骤中将金属层7涂覆在接触孔6区域之中以与导体通路3的接触区15接触。

为了涂覆金属层7，例如可以使用根据本发明优选的无电流化学涂层法。可以用电镀设备实现涂层。以这种方式可以有针对性地沉积到导体通路3、4的露出区域上，尤其接触区15上。可以避免直接沉积到陶瓷基片2的表面或者釉层5的表面上。例如可以采用镍-钯-金-镀金属法制造金属层7。

图3所示为涂覆金属层7之后的陶瓷器件1。

原则上其它方法步骤可以紧接在该步骤之后。例如陶瓷基片1可以装配有其它电气组件。此外如果不在形成接触孔6的过程中执行对电阻14的修调，则还可以进行对电阻14的修调。为了修调电阻14，优选利用激光在电阻14中开一个缺口16，如图4所示。以此方式能提高电阻14的阻值。

涂覆在导体通路3的接触区15上的金属层7构成用于在外部接触导体通路3的连接触点(“焊盘”)。根据需要可设有多个这种连接触点，如示出了陶瓷基片1背面的图4示例性所示的。由金属层7构成的连接触点优选布置在陶瓷基片2的背面。这实现了以成本低廉的方式简单地将陶瓷基片1与连接器件12连接，例如与机动车用控制设备的壳体连接，如图4所示。在本实施例中使用BGA 10将陶瓷基片1的由金属层7构成的连接触点与连接器件12的连接触点13连接。分别将BGA 10的焊珠11置于涂覆在接触孔6区域中的金属层7上。利用钎焊方式实现与连接器件12的同样为金属的连接触点13的连接。

Claims (11)

1.一种用于生产陶瓷器件(1)的方法，包括以下步骤：a)提供陶瓷基片(2)，其中陶瓷基片(2)的内部和/或者表面上有导体通路(3)，陶瓷基片(2)至少部分被釉层(5)遮盖，并且在将釉层(5)涂覆到陶瓷基片(2)上之前将抗粘剂(8)涂覆到导体通路(3)的接触区(15)上；b)在导体通路(3)的待接触的接触区(15)的区域内的釉层(5)中形成接触孔(6)；c)在接触孔(6)区域内涂覆金属层(7)用来在接触区(15)中与导体通路(3)接触。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为了涂覆金属层(7)使用无电流化学镀层法。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述抗粘剂(8)是陶瓷粉末，该陶瓷粉末的烧结温度高于釉层(5)的软化温度。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在下一个步骤中去除抗粘剂(8)以露出导体通路(3)的接触区(15)。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在形成接触孔(6)之后或者在形成接触孔(6)时至少部分重叠地执行除去抗粘剂(8)。

6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，接触孔(6)的形成以及抗粘剂(8)的除去包括通过剥离材料的射束(9)进行喷射。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述射束(9)是激光束或水射束。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述水射束是掺有研磨剂的水射束。

9.一种陶瓷器件(1)，包括陶瓷基片(2)、将陶瓷基片(2)至少部分遮盖的釉层(5)、以及位于陶瓷基片(2)的内部和/或者表面上的导体通路(3)，其特征在于，分别在导体通路(3)的接触区(15)与所述釉层(5)之间设有一层抗粘剂(8)。

10.根据权利要求9所述的陶瓷器件，其特征在于，陶瓷基片(2)具有多个陶瓷基片层。

11.一种器件布置，包括权利要求9或10中任一项所述的陶瓷器件(1)、连接器件(12)和BGA(10)，其特征在于，通过BGA(10)将陶瓷器件(1)的金属层(7)与连接器件(12)的连接触点(13)连接。