CN103187316A - 一种陶瓷外壳生产中的孔壁金属化工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种陶瓷外壳生产中的孔壁金属化工艺，它包括如下步骤：按照陶瓷膜片上的小孔位置制作印刷丝网；将钨浆料作为丝网印刷机的印刷材料，在陶瓷膜片上进行丝网印刷，印刷时将印刷丝网的通孔与陶瓷膜片上的小孔对齐，钨浆料在丝网印刷机刮刀的挤压下从印刷丝网的通孔挤入并填满陶瓷膜片上的小孔；印刷结束后，对陶瓷膜片上的小孔进行抽气，将钨浆料从陶瓷膜片上的小孔中抽离，留下孔壁上的钨浆料；对孔壁上留下的钨浆料进行烘干。本发明将孔壁金属化工艺从原来的手工式变为自动式，生产效率得到大幅度提高，孔壁金属化层厚度的一致性较高，完全可以满足小型化陶瓷外壳孔壁金属化的需要。
Description
技术领域
本发明属于陶瓷外壳生产技术领域，具体的说，是一种陶瓷外壳生产中的孔壁金属化工艺，特别适合用于带导通孔的多层陶瓷外壳生产。
背景技术
陶瓷外壳是一个为芯片配套封装的基础产业，陶瓷外壳生产技术的提高是芯片封装发展的必要条件，是电子技术发展的基本保障。目前陶瓷外壳生产技术的研究正向产业化发展，而验收级别向宇航级提升。陶瓷外壳均为多层结构，层与层间的电连接是通常采用小孔填料或孔壁金属化的工艺。现有的孔壁金属化工艺是手工用专用工具将钨浆料染到孔壁。该方法仅适合于直径1.5mm以上通孔的孔壁金属化。通孔大小制约着陶瓷外壳尺寸，由于外壳封装技术发展，陶瓷外壳的外形尺寸向小型化发展，手工染印的方法操作很不方便，效率低下，且手工方法可靠性无保障，不利于大规模产业化生产。制约产品的生产效率和可靠性。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种陶瓷外壳生产中的孔壁金属化工艺，以解决现有陶瓷外壳孔壁金属化工艺所存在的操作不便、效率低下且不能满足小型化陶瓷外壳孔壁金属化的问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：
一种陶瓷外壳生产中的孔壁金属化工艺，它包括如下步骤：
（1）按照陶瓷膜片上的小孔位置制作印刷丝网，其中，印刷丝网的张力为22～34N/cm2；
（2）将钨浆料作为丝网印刷机的印刷材料，在陶瓷膜片上进行丝网印刷，印刷时将印刷丝网的通孔与陶瓷膜片上的小孔对齐，并在载物台与陶瓷膜片之间设置牛皮纸，钨浆料在丝网印刷机刮刀的挤压下从印刷丝网的通孔挤入，钨浆料从上而下填满陶瓷膜片上的小孔；其中，钨浆料的粘度为250～300Kcps；丝网印刷机采用载物台具有抽气吸附功能的全自动丝网印刷机，丝网印刷机的刮刀压力为0.09～0.1MPa；丝网印刷机的印刷速度为50～250mm/s；
（3）印刷结束后，从陶瓷膜片的另一面对陶瓷膜片上的小孔进行抽气，将钨浆料由上而下从陶瓷膜片上的小孔中抽离，留下孔壁上的钨浆料；抽气压力为-0.1～-0.4KPa，抽气时间为1～3s；
（4）对孔壁上留下的钨浆料进行烘干，烘干温度为65℃±5℃，烘干时间为30～60秒。
步骤（2）中，所述全自动丝网印刷机的载物台长宽均小于陶瓷膜片长宽，且覆盖陶瓷膜片上所有通孔对应的位置。
有益效果：通过本发明的孔壁金属化工艺可对陶瓷膜片的导通孔一次性进行孔壁金属化,孔壁金属化工艺从原来的手工式变为自动式，材料准备好后，单次操作仅需10～20秒，生产效率得到大幅度提高，孔壁金属化层厚度的一致性较高；采用丝网印刷机和定制的印刷丝网完全可以满足小型化陶瓷外壳孔壁金属化的需要。
附图说明
图1为预备印刷的小孔剖面示意图；
图2为印刷结束后的小孔剖面示意图；
图3为抽气过程中的小孔剖面示意图；
图4为完成孔壁金属化的小孔剖面示意图。
图中：1、印刷丝网；2、陶瓷膜片；3、牛皮纸；4、载物台；5、钨浆料。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做更进一步的解释。
如图1至4所述，本发明一种陶瓷外壳生产中的孔壁金属化工艺包括如下步骤：
（1）按照陶瓷膜片上的小孔位置制作印刷丝网。步骤（1）中，印刷丝网的张力为22～34N/cm2，印刷丝网需的张力太大会影响印刷以后形成线路的光洁度、扩散等性能，进而影响绝缘性，严重时形成短路。
（2）将钨浆料作为丝网印刷机的印刷材料，在陶瓷膜片上进行丝网印刷，印刷时将印刷丝网的通孔与陶瓷膜片上的小孔对齐，并在载物台与陶瓷膜片之间设置牛皮纸，钨浆料在丝网印刷机刮刀的挤压下从印刷丝网的通孔挤入，并从上而下填满陶瓷膜片上的小孔。
钨浆料的粘度为250～300Kcps，粘度过小容易使钨浆料自身产生污染，粘度过大不利于在后续步骤中抽出多余浆料；牛皮纸要透气性能好、吸收性能好，能充分吸收多余的浆料残留，防止载物台和陶瓷膜片上残留浆料。
丝网印刷机采用全自动丝网印刷机，丝网印刷机的载物台具有抽气吸附功能，载物台长宽均小于陶瓷膜片长宽，且覆盖陶瓷膜片上所有通孔对应的位置；丝网印刷机的刮刀压力为0.09～0.1MPa；丝网印刷机的印刷速度为50～250mm/s。
（3）印刷结束后，利用陶瓷膜片下方载物台的抽气功能，对陶瓷膜片上的小孔进行抽气，将钨浆料从陶瓷膜片上的小孔中抽离至牛皮纸上，留下孔壁上的钨浆料。
抽气压力为-0.1～-0.4KPa，抽气时间为1～3s。如果抽气压力过大，孔壁浆料留存较少，可能导致断路；如果抽气压力过小，孔壁浆料留存过多，可能造成污染从而短路。
（4）使用烘干机对孔壁上留下的钨浆料进行烘干。步骤（4）中，烘干温度为65℃±5℃，烘干时间为30～60秒。如果烘干温度过高、时间过长，会造成陶瓷膜片中液体含量过少，使陶瓷膜片脆化，在以后工序加工过程中产生开列、瓷屑污染。
实施例1：
（1）按照陶瓷膜片上的小孔位置制作印刷丝网，其中，印刷丝网的张力为22N/cm2。
（2）将钨浆料作为丝网印刷机的印刷材料，在陶瓷膜片上进行丝网印刷，在载物台与陶瓷膜片之间设置牛皮纸，印刷时将印刷丝网的通孔与陶瓷膜片上的小孔对齐，全自动丝网印刷机的载物台长宽均小于陶瓷膜片长宽，且覆盖陶瓷膜片上所有通孔对应的位置。
钨浆料在丝网印刷机刮刀的挤压下从印刷丝网的通孔挤入，钨浆料从上而下填满陶瓷膜片上的小孔。
其中，钨浆料的粘度为250Kcps；丝网印刷机采用载物台具有抽气吸附功能的全自动丝网印刷机，丝网印刷机的刮刀压力为0.09MPa；丝网印刷机的印刷速度为50mm/s；
（3）印刷结束后，从陶瓷膜片的另一面对陶瓷膜片上的小孔进行抽气，将钨浆料由上而下从陶瓷膜片上的小孔中抽离，留下孔壁上的钨浆料；抽气压力为-0.1KPa，抽气时间为1s；
（4）对孔壁上留下的钨浆料进行烘干，烘干温度为65℃，烘干时间为50秒。
加工出来的陶瓷膜片上的通孔通透，通孔的内孔壁形成均匀的浆料层，并且陶瓷膜片两面的通孔处没有浆料污染，实现了自动化加工，加工效率提高80%。
实施例2：
（1）按照陶瓷膜片上的小孔位置制作印刷丝网，其中，印刷丝网的张力为29N/cm2。
（2）将钨浆料作为丝网印刷机的印刷材料，在陶瓷膜片上进行丝网印刷，在载物台与陶瓷膜片之间设置牛皮纸，印刷时将印刷丝网的通孔与陶瓷膜片上的小孔对齐，全自动丝网印刷机的载物台长宽均小于陶瓷膜片长宽，且覆盖陶瓷膜片上所有通孔对应的位置。
钨浆料在丝网印刷机刮刀的挤压下从印刷丝网的通孔挤入，钨浆料从上而下填满陶瓷膜片上的小孔。
其中，钨浆料的粘度为280Kcps；丝网印刷机采用载物台具有抽气吸附功能的全自动丝网印刷机，丝网印刷机的刮刀压力为0.1MPa；丝网印刷机的印刷速度为150mm/s；
（3）印刷结束后，从陶瓷膜片的另一面对陶瓷膜片上的小孔进行抽气，将钨浆料由上而下从陶瓷膜片上的小孔中抽离，留下孔壁上的钨浆料；抽气压力为-0.3KPa，抽气时间为2s；
（4）对孔壁上留下的钨浆料进行烘干，烘干温度为70℃，烘干时间为30秒。
加工出来的陶瓷膜片上的通孔通透，通孔的内孔壁形成均匀的浆料层，并且陶瓷膜片两面的通孔处没有浆料污染，实现了自动化加工，加工效率提高80%。
实施例3：
（1）按照陶瓷膜片上的小孔位置制作印刷丝网，其中，印刷丝网的张力为34N/cm2。
（2）将钨浆料作为丝网印刷机的印刷材料，在陶瓷膜片上进行丝网印刷，在载物台与陶瓷膜片之间设置牛皮纸，印刷时将印刷丝网的通孔与陶瓷膜片上的小孔对齐，全自动丝网印刷机的载物台长宽均小于陶瓷膜片长宽，且覆盖陶瓷膜片上所有通孔对应的位置。
钨浆料在丝网印刷机刮刀的挤压下从印刷丝网的通孔挤入，钨浆料从上而下填满陶瓷膜片上的小孔。
其中，钨浆料的粘度为300Kcps；丝网印刷机采用载物台具有抽气吸附功能的全自动丝网印刷机，丝网印刷机的刮刀压力为0.1MPa；丝网印刷机的印刷速度为250mm/s；
（3）印刷结束后，从陶瓷膜片的另一面对陶瓷膜片上的小孔进行抽气，将钨浆料由上而下从陶瓷膜片上的小孔中抽离，留下孔壁上的钨浆料；抽气压力为-0.4KPa，抽气时间为3s；
（4）对孔壁上留下的钨浆料进行烘干，烘干温度为60℃，烘干时间为60秒。
加工出来的陶瓷膜片上的通孔通透，通孔的内孔壁形成均匀的浆料层，并且陶瓷膜片两面的通孔处没有浆料污染，实现了自动化加工，加工效率提高80%。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种陶瓷外壳生产中的孔壁金属化工艺，其特征在于，它包括如下步骤：
（1）按照陶瓷膜片上的小孔位置制作印刷丝网，其中，印刷丝网的张力为22～34N/cm2；
（2）将钨浆料作为丝网印刷机的印刷材料，在陶瓷膜片上进行丝网印刷，印刷时将印刷丝网的通孔与陶瓷膜片上的小孔对齐，并在载物台与陶瓷膜片之间设置牛皮纸，钨浆料在丝网印刷机刮刀的挤压下从印刷丝网的通孔挤入，钨浆料从上而下填满陶瓷膜片上的小孔；其中，钨浆料的粘度为250～300Kcps；丝网印刷机采用载物台具有抽气吸附功能的全自动丝网印刷机，丝网印刷机的刮刀压力为0.09～0.1MPa；丝网印刷机的印刷速度为50～250mm/s；
（3）印刷结束后，从陶瓷膜片的另一面对陶瓷膜片上的小孔进行抽气，将钨浆料由上而下从陶瓷膜片上的小孔中抽离，留下孔壁上的钨浆料；抽气压力为-0.1～-0.4KPa，抽气时间为1～3s；
（4）对孔壁上留下的钨浆料进行烘干，烘干温度为65℃±5℃，烘干时间为30～60秒。
2.根据权利要求1所述的一种陶瓷外壳生产中的孔壁金属化工艺，其特征在于：步骤（2）中，所述全自动丝网印刷机的载物台长宽均小于陶瓷膜片长宽，且覆盖陶瓷膜片上所有通孔对应的位置。
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