CN105244324B - 电子封装用陶瓷绝缘子及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电子封装用陶瓷绝缘子及其制作方法。涉及用于电子器件的封装外壳技术领域。所述方法不采用化学镀和键丝连接电路的情况下，通过陶瓷绝缘子内置电镀线路设计，采用电镀法完成瓷件镍金保护层镀覆，即保证镀覆层质量又能保证外观完整的需求。通过上述方法制备的陶瓷绝缘子所有线路都可与外部电路导通，从而可采用电镀法完成镍金层的镀覆，在完成所有金属镀覆后，将瓷件端面的金属化打磨掉，这样既实现了陶瓷绝缘子电路的外观完整，又保证了其结构和电性能的可靠性，提高了器件的整体性能。

Description

电子封装用陶瓷绝缘子及其制作方法
技术领域
本发明涉及用于电子器件的封装外壳技术领域，尤其涉及一种电子封装用陶瓷绝缘子及其制作方法。
背景技术
陶瓷绝缘子是陶瓷金属封装外壳中最重要的组成部件，大规模应用于光电通信领域。对于台阶状双层焊盘结构的陶瓷绝缘子，其上层线路是控电层，下层线路为射频层，都需要镀覆镍金保护层以提高其结构和电性能的可靠性。
目前对上述结构陶瓷绝缘子金属镀覆采用的方法有两种：（1）瓷件首先通过化学镀覆法实现外露金属部分镍层镀覆后，与金属零件进行钎焊组装，之后通过金丝球焊键丝方法将不连通的线路连接导通后进行电镀镍金，实现镍金层镀覆后再将金属丝铲掉；（2）后续不键丝，通过化学镀金的方法实现镍金层的镀覆。
然而通过键丝连接实现电镀后，需要将金属丝铲掉，这样就必然会在线路上留下铲痕，影响瓷件外观和可靠性能。另外与电镀方法相比，采用化学镀覆法，其镀层密度和结合强度都相对较低，不能满足高性能产品的日益需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种电子封装用陶瓷绝缘子及其制作方法，所述方法不采用化学镀和键丝连接电路的情况下，通过陶瓷绝缘子内置电镀线路设计，采用电镀法完成瓷件镍金保护层镀覆，即保证镀覆层质量又能保证外观完整的需求，提高了器件的整体性能。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种电子封装用陶瓷绝缘子，其特征在于：包括从上到下排列的第一陶瓷层、第二陶瓷层、中间陶瓷组件层和第三陶瓷层，所述第一陶瓷层的上表面设有上电控层，上电控层包括与绝缘子的焊盘个数相同的若干条第一金属线条，第一金属线条之间绝缘且不互连，在与绝缘子的焊盘位置相对应的第一陶瓷层上设有若干个第一过孔，第一过孔内设有第一连接金属线，第一连接金属线与第一金属线条一一对应并互连；所述第二陶瓷层的上表面设有上电镀线路层，所述上电镀线路层包括若干条第二金属线条，第二金属线条与第一连接金属线一一对应并互连，第二陶瓷层的左右两侧设有若干个第二过孔，第二过孔内设有第二连接金属线，第二连接金属线与第二金属线条一一对应并互连；所述中间陶瓷组件层的左右两侧设有若干个第三过孔，第三过孔的位置与第二过孔的位置一一对应，第三过孔内设有第三连接金属线，第三连接金属线与第二连接金属线一一对应且互连；第三陶瓷层的上表面设有下电镀线路层，所述下电镀线路层包括若干条第三金属线条，第三金属线条之间绝缘且不互连，第三金属线条与第三连接金属线一一对应且互连，且第三金属线条的一端延伸到第三陶瓷层的边沿，使得所述第三金属线条能够与陶瓷件外部的器件实现电连接。
进一步的技术方案在于：所述中间陶瓷组件层包括第四陶瓷层、第五陶瓷层和第六陶瓷层，所述第四陶瓷层的上表面设有上GND层，所述第五陶瓷层的上表面设有射频层，所述第六陶瓷层的上表面设有下GND层，所述上GND层、射频层以及下GND层与第三连接金属线绝缘且不互连。
进一步的技术方案在于：所述射频层包括若干条第四金属线条，第四金属线条的两端延伸至第五陶瓷层的外侧，使得所述第四金属线条能够与陶瓷件外部的器件实现电连接。
进一步的技术方案在于：所述上GND层和下GND层各包括一片金属电极，所述电极与射频层中的GND金属线条通过层间过孔金属化互连，使得所述上GND层和下GND层能够与射频层的GND线路实现电连接。
进一步的技术方案在于：所述第一陶瓷层的上表面设有结构梁。
本发明还公开了一种电子封装用陶瓷绝缘子制作方法，其特征在于包括如下步骤：
1）在陶瓷绝缘子的第一陶瓷层的焊盘位置上冲孔，并将孔实心金属化，孔实心金属化后印刷上电控层线路，上电控层线路包括若干条金属线条，金属线条之间绝缘且不互连，金属线条与孔内的金属一一对应并互连；
2）第一陶瓷层的下侧为第二陶瓷层，在第二陶瓷层上相应于第一陶瓷层上孔的位置两侧各冲一排孔并实心金属化孔，使两侧的孔数相加等于第一陶瓷层上孔的个数；
3）在第二陶瓷层的上表面印刷上电镀线路层，上电镀线路层包括若干条金属线条，通过印刷的金属线条将第二陶瓷层上两侧孔内的金属与第一陶瓷层上孔内的金属一一对应连接，第二陶瓷层上表面的金属线条彼此间绝缘且不互连；
4）第二陶瓷层的下侧设有中间陶瓷组件层，在中间陶瓷组件层的两侧冲孔并将孔实心金属化，孔位和孔数与第二陶瓷层上的孔相对应；
5）中间陶瓷组件层的下侧设有第三陶瓷层，在第三陶瓷层的上表面印刷下电镀线路层，下电镀线路层包括若干条金属线条，金属线条之间绝缘且不互连，通过印刷的金属线条与中间陶瓷组件层孔内的金属一一对应连接，且第三陶瓷层上的金属线条的一端延伸到第三陶瓷层的边沿形成引出端，使得所述第三金属线条能够与陶瓷件外部的器件实现电连接，通过以上步骤将生瓷件电镀线路内置。
进一步的技术方案在于：所述中间陶瓷组件层包括第四陶瓷层、第五陶瓷层和第六陶瓷层，所述第四陶瓷层的上表面设有上GND层，所述第五陶瓷层的上表面设有射频层，所述第六陶瓷层的上表面设有下GND层，所述上GND层、射频层以及下GND层与中间陶瓷组件层孔内的金属绝缘且不互连。
进一步的技术方案在于：所述射频层包括若干条金属线条，金属线条的两端延伸至第五陶瓷层的外侧形成引出端，使得所述金属线条能够与陶瓷件外部的器件实现电连接；所述上GND层和下GND层各包括一片金属电极，所述电极与射频层中的GND金属线条通过层间过孔金属化互连，使得所述上GND层和下GND层能够与射频层的GND线路实现电连接。
进一步的技术方案在于：所述方法还包括将生瓷件的引出端进行金属化的步骤。
进一步的技术方案在于：所述方法还包括在引出端进行金属化后的烧结步骤，用于将生瓷件烧结成熟瓷件。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：所述方法不采用化学镀和键丝连接电路的情况下，通过陶瓷绝缘子内置电镀线路设计，采用电镀法完成瓷件镍金保护层镀覆，即保证镀覆层质量又能保证外观完整的需求。通过上述方法制备的陶瓷绝缘子所有线路都可与外部电路导通，从而可采用电镀法完成镍金层的镀覆，在完成所有金属镀覆后，将瓷件端面的金属化打磨掉，这样既实现了陶瓷绝缘子电路的外观完整，又保证了其结构和电性能的可靠性，提高了器件的整体性能。
附图说明
图1是本发明所述绝缘子的爆炸透视结构示意图；
图2是本发明所述绝缘子的爆炸结构示意图；
图3-4是本发明所述绝缘子的制作方法流程图；
其中：1、第一陶瓷层 2、第二陶瓷层 3、第三陶瓷层 4、中间陶瓷组件层5、第一金属线条 6、第一连接金属线 7、第二金属线条 8、第二连接金属线 9、第三连接金属线 10、第三金属线条 11、第四金属线条 12、结构梁 41、第四陶瓷层 42、第五陶瓷层 43、第六陶瓷层。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
实施例一
如图1-2所示，本发明公开了一种电子封装用陶瓷绝缘子，包括从上到下排列的第一陶瓷层1、第二陶瓷层2、中间陶瓷组件层4和第三陶瓷层3，所述第一陶瓷层的上表面设有结构梁12，用以增加所述绝缘子整体的强度。所述第一陶瓷层1的上表面设有上电控层，上电控层包括与绝缘子的焊盘个数相同的若干条第一金属线条5，第一金属线条5之间绝缘且不互连，在与绝缘子的焊盘位置相对应的第一陶瓷层1上设有若干个第一过孔，第一过孔内设有第一连接金属线6，第一连接金属线6与第一金属线条5一一对应并互连。
所述第二陶瓷层2的上表面设有上电镀线路层，所述上电镀线路层包括若干条第二金属线条7，第二金属线条7与第一连接金属线6一一对应并互连；第二陶瓷层2的左右两侧设有若干个第二过孔，第二过孔内设有第二连接金属线8，第二连接金属线8与第二金属线条7一一对应并互连。
所述中间陶瓷组件层4的左右两侧设有若干个第三过孔，第三过孔的位置与第二过孔的位置一一对应，第三过孔内设有第三连接金属线9，第三连接金属线9与第二连接金属线8一一对应且互连；所述中间陶瓷组件层4包括第四陶瓷层41、第五陶瓷层42和第六陶瓷层43，所述第四陶瓷层41的上表面设有上GND层，所述第五陶瓷层42的上表面设有射频层，所述第六陶瓷层43的上表面设有下GND层，所述上GND层、射频层以及下GND层与第三连接金属线绝缘且不互连。
所述射频层包括若干条第四金属线条11，第四金属线条11的两端延伸至第五陶瓷层42的外侧，使得所述第四金属线条11能够与陶瓷件外部的器件实现电连接。所述上GND层和下GND层各包括一片金属电极，所述电极与射频层中的GND金属线条通过层间过孔金属化互连（孔数依据射频性能而定），使得所述上GND层和下GND层能够与射频层的GND线路实现电连接。
第三陶瓷层3的上表面设有下电镀线路层，所述下电镀线路层包括若干条第三金属线条10，第三金属线条10之间绝缘且不互连，第三金属线条10与第三连接金属线9一一对应且互连，且第三金属线条10的一端延伸到第三陶瓷层3的边沿，使得所述第三金属线条10能够与陶瓷件外部的器件实现电连接。
实施例二
本发明还公开了一种电子封装用陶瓷绝缘子制作方法，包括如下步骤：
1）在陶瓷绝缘子的第一陶瓷层1的焊盘位置上冲孔，并将孔实心金属化，孔实心金属化后印刷上电控层线路，上电控层线路包括若干条金属线条，金属线条之间绝缘且不互连，金属线条与孔内的金属一一对应并互连；
2）第一陶瓷层1的下侧为第二陶瓷层2，在第二陶瓷层2上相应于第一陶瓷层上孔的位置两侧各冲一排孔并实心金属化孔，使两侧的孔数相加等于第一陶瓷层上孔的个数；
3）在第二陶瓷层2的上表面印刷上电镀线路层，上电镀线路层包括若干条金属线条，通过印刷的金属线条将第二陶瓷层上两侧孔内的金属与第一陶瓷层上孔内的金属一一对应连接，第二陶瓷层上表面的金属线条彼此间绝缘且不互连；
4）第二陶瓷层2的下侧设有中间陶瓷组件层4，在中间陶瓷组件层4的两侧冲孔并将孔实心金属化，孔位和孔数与第二陶瓷层上的孔相对应；
5）中间陶瓷组件层4的下侧设有第三陶瓷层3，在第三陶瓷层3的上表面印刷下电镀线路层，下电镀线路层包括若干条金属线条，金属线条之间绝缘且不互连，通过印刷的金属线条与中间陶瓷组件层4孔内的金属一一对应连接，且第三陶瓷层3上的金属线条的一端延伸到第三陶瓷层3的边沿形成引出端，使得所述第三金属线条能够与陶瓷件外部的器件实现电连接，通过以上步骤将生瓷件电镀线路内置。
本发明实施例中，所述中间陶瓷组件层4包括第四陶瓷层41、第五陶瓷层42和第六陶瓷层43。所述第四陶瓷层41的上表面设有上GND层，所述第五陶瓷层42的上表面设有射频层，所述第六陶瓷层43的上表面设有下GND层，所述上GND层、射频层以及下GND层与中间陶瓷组件层孔内的金属绝缘且不互连。
本发明实施例中，所述射频层包括若干条金属线条，金属线条的两端延伸至第五陶瓷层的外侧形成引出端，使得所述金属线条能够与陶瓷件外部的器件实现电连接；所述上GND层和下GND层各包括一片金属电极，所述电极与射频层中的GND金属线条通过层间过孔金属化互连（孔数依据射频性能而定），使得所述上GND层和下GND层能够与射频层的GND线路实现电连接。
6）将生瓷件的引出端进行金属化。
7）烧结步骤，用于将生瓷件烧结成熟瓷件（所述方法的具体流程请参考图3-4，其中图3中A与图4中的A连接后构成整个流程图）。
所述方法不采用化学镀和键丝连接电路的情况下，通过陶瓷绝缘子内置电镀线路设计，采用电镀法完成瓷件镍金保护层镀覆，即保证镀覆层质量又能保证外观完整的需求。通过上述方法制备的陶瓷绝缘子所有线路都可与外部电路导通，从而可采用电镀法完成镍金层的镀覆，在完成所有金属镀覆后，将瓷件端面的金属化打磨掉，这样既实现了陶瓷绝缘子电路的外观完整，又保证了其结构和电性能的可靠性，提高了器件的整体性能。

Claims (10)

1.一种电子封装用陶瓷绝缘子，其特征在于：包括从上到下排列的第一陶瓷层（1）、第二陶瓷层（2）、中间陶瓷组件层（4）和第三陶瓷层（3），所述第一陶瓷层（1）的上表面设有上电控层，上电控层包括与绝缘子的焊盘个数相同的若干条第一金属线条（5），第一金属线条（5）之间绝缘且不互连，在与绝缘子的焊盘位置相对应的第一陶瓷层（1）上设有若干个第一过孔，第一过孔内设有第一连接金属线（6），第一连接金属线（6）与第一金属线条（5）一一对应并互连；所述第二陶瓷层（2）的上表面设有上电镀线路层，所述上电镀线路层包括若干条第二金属线条（7），第二金属线条（7）与第一连接金属线（6）一一对应并互连，第二陶瓷层（2）的左右两侧设有若干个第二过孔，第二过孔内设有第二连接金属线（8），第二连接金属线（8）与第二金属线条（7）一一对应并互连；所述中间陶瓷组件层（4）的左右两侧设有若干个第三过孔，第三过孔的位置与第二过孔的位置一一对应，第三过孔内设有第三连接金属线（9），第三连接金属线（9）与第二连接金属线（8）一一对应且互连；第三陶瓷层（3）的上表面设有下电镀线路层，所述下电镀线路层包括若干条第三金属线条（10），第三金属线条（10）之间绝缘且不互连，第三金属线条（10）与第三连接金属线（9）一一对应且互连，且第三金属线条（10）的一端延伸到第三陶瓷层（3）的边沿，使得所述第三金属线条（10）能够与陶瓷件外部的器件实现电连接。
2.如权利要求1所述的电子封装用陶瓷绝缘子，其特征在于：所述中间陶瓷组件层（4）包括第四陶瓷层（41）、第五陶瓷层（42）和第六陶瓷层（43），所述第四陶瓷层（41）的上表面设有上GND层，所述第五陶瓷层（42）的上表面设有射频层，所述第六陶瓷层（43）的上表面设有下GND层，所述上GND层、射频层以及下GND层与第三连接金属线绝缘且不互连。
3.如权利要求2所述的电子封装用陶瓷绝缘子，其特征在于：所述射频层包括若干条第四金属线条（11），第四金属线条（11）的两端延伸至第五陶瓷层（42）的外侧，使得所述第四金属线条（11）能够与陶瓷件外部的器件实现电连接。
4.如权利要求2所述的电子封装用陶瓷绝缘子，其特征在于：所述上GND层和下GND层各包括一片金属电极，所述电极与射频层中的GND金属线条通过层间过孔金属化互连，使得所述上GND层和下GND层能够与射频层的GND线路实现电连接。
5.如权利要求1所述的电子封装用陶瓷绝缘子，其特征在于：所述第一陶瓷层的上表面设有结构梁（12）。
6.一种电子封装用陶瓷绝缘子制作方法，其特征在于包括如下步骤：
1）在陶瓷绝缘子的第一陶瓷层（1）的焊盘位置上冲孔，并将孔实心金属化，孔实心金属化后印刷上电控层线路，上电控层线路包括若干条金属线条，金属线条之间绝缘且不互连，金属线条与孔内的金属一一对应并互连；
2）第一陶瓷层（1）的下侧为第二陶瓷层（2），在第二陶瓷层（2）上相应于第一陶瓷层上孔的位置两侧各冲一排孔并实心金属化孔，使两侧的孔数相加等于第一陶瓷层上孔的个数；
3）在第二陶瓷层（2）的上表面印刷上电镀线路层，上电镀线路层包括若干条金属线条，通过印刷的金属线条将第二陶瓷层上两侧孔内的金属与第一陶瓷层上孔内的金属一一对应连接，第二陶瓷层上表面的金属线条彼此间绝缘且不互连；
4）第二陶瓷层（2）的下侧设有中间陶瓷组件层（4），在中间陶瓷组件层（4）的两侧冲孔并将孔实心金属化，孔位和孔数与第二陶瓷层上的孔相对应；
5）中间陶瓷组件层（4）的下侧设有第三陶瓷层（3），在第三陶瓷层（3）的上表面印刷下电镀线路层，下电镀线路层包括若干条金属线条，金属线条之间绝缘且不互连，通过印刷的金属线条与中间陶瓷组件层（4）孔内的金属一一对应连接，且第三陶瓷层（3）上的金属线条的一端延伸到第三陶瓷层（3）的边沿形成引出端，使得第三金属线条能够与陶瓷件外部的器件实现电连接，通过以上步骤将生瓷件电镀线路内置。
7.如权利要求6所述的电子封装用陶瓷绝缘子制作方法，其特征在于：所述中间陶瓷组件层（4）包括第四陶瓷层（41）、第五陶瓷层（42）和第六陶瓷层（43），所述第四陶瓷层（41）的上表面设有上GND层，所述第五陶瓷层（42）的上表面设有射频层，所述第六陶瓷层（43）的上表面设有下GND层，所述上GND层、射频层以及下GND层与中间陶瓷组件层孔内的金属绝缘且不互连。
8.如权利要求7所述的电子封装用陶瓷绝缘子制作方法，其特征在于：所述射频层包括若干条金属线条，金属线条的两端延伸至第五陶瓷层的外侧形成引出端，使得所述金属线条能够与陶瓷件外部的器件实现电连接；所述上GND层和下GND层各包括一片金属电极，所述电极与射频层中的GND金属线条通过层间过孔金属化互连，使得所述上GND层和下GND层能够与射频层的GND线路实现电连接。
9.如权利要求8所述的电子封装用陶瓷绝缘子制作方法，其特征在于：所述方法还包括将生瓷件的引出端进行金属化的步骤。
10.如权利要求9所述的电子封装用陶瓷绝缘子制作方法，其特征在于：所述方法还包括在引出端进行金属化后的烧结步骤，用于将生瓷件烧结成熟瓷件。
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