CN106373892A

CN106373892A - 一种增大ltcc基板上金属化层厚度的方法

Info

Publication number: CN106373892A
Application number: CN201611098431.1A
Authority: CN
Inventors: 李建辉; 王伟; 李章林; 王青; 肖金华
Original assignee: CETC 43 Research Institute
Current assignee: CETC 43 Research Institute
Priority date: 2016-12-03
Filing date: 2016-12-03
Publication date: 2017-02-01

Abstract

本发明公开了一种增大LTCC基板上金属化层厚度的方法，包括LTCC基板本体表面预设印制网版，再进行导体浆料印刷形成大面积导体膜层，印制网版和LTCC基板本体之间均布有支撑。本发明所印制大面积导体膜层厚度增加，通过采用在大面积导体中增加细线条支撑的印制网版，所印制的大面积导体膜层厚度比普通大面积导体厚度明显增加；所印制大面积导体膜层厚度均匀，通过在大面积导体中设计增加均匀平行细线条，所印制的大面积导体膜层边缘厚度与中部膜层厚度相近，不会出现目前普通大面积导体边缘膜层厚而中部膜层厚度薄的现象。

Description

一种增大LTCC基板上金属化层厚度的方法

技术领域

本发明属于微电子技术领域，具体涉及一种增大LTCC基板上金属化层厚度的方法。

背景技术

多层电路布线低温共烧陶瓷 (LTCC) 在实现模块或系统的小型化及高密度集成方面得到了越来越广泛的应用。LTCC基板高频特性好，在雷达、通信等微波/射频方面作为收发组件用基板具有独特的优势。在使用中，LTCC陶瓷基板常常要与散热片或金属管壳（均称为金属底板）进行焊接。LTCC基板与金属底板的焊接一般是先在基板表面烧结一层可焊接的厚膜金属化层（导体焊接层）。LTCC基板金属化焊接层的质量往往影响产品的焊接能力、后道工序的可操作性甚至组装的成品率。用于微波/射频方面的LTCC基板一般都有大量接地通孔与作为接地层的焊接层相连，因此，LTCC基板表面焊接层通常是大面积厚膜印刷的金属化层，而不像底面完整的氧化铝基板可以做成网格状的金属化层。

对于适用于LTCC基板焊接的金属化材料（即导体浆料），金属化层的厚度决定其耐焊接能力。通常金属化层越厚，其耐焊接能力越强，可焊接操作的时间越长；金属化层越薄，其耐焊接能力就越差，后道工序的可操作性降低，组装的成品率下降。LTCC基板金属化层的制作是采用丝网印刷厚膜导体浆料烘干后烧结而成。为了提高该金属化层的焊接能力，一般需要在基板上加厚印制金属化层，即在印刷烘干后的导体浆料上再印刷一次或多次导体浆料，使得烘干后导体浆料的厚度达到一定要求。对于LTCC基板，焊接面积一般都比较大（如≥10mm×10mm），有的是整块基板面积的大小。膜层印刷厚度与丝网版上乳胶厚度有很大关系。一般情况下，乳胶越厚，所印刷的膜层越厚；乳胶越薄，所印刷的膜层越薄。在印刷时，丝网在刮板的压力下与基板接触，导体浆料则在刮板压力下通过刻有图形的丝网（没有乳胶的部位）漏印到基板上。丝网版上图形的边缘有阻挡浆料透过的乳胶与丝网结成一体。制作丝网版时，乳胶厚度可以根据需要进行控制。印制厚膜图形时，由于图形边缘有乳胶支撑在基板上，所印图形的丝网便悬空，与基板有一点距离，这个距离约为网版背面乳胶的厚度。因此，乳胶越厚，丝网与基板的距离越大，可容纳的浆料越多，所印膜层就越厚。丝网是有一定弹性的，丝网受到印刷刮板和浆料的压力后会发生弹性形变，离边缘支撑越远，其形变也越大，丝网下降越多，故可容纳的浆料便减少，膜层便变薄。当所印制的导体大于一定尺寸时，中部丝网因形变甚至直接与基板接触，这时所形成的膜层很薄，与乳胶厚度无关。因此当所印刷的导体图形较大时，导体周边膜厚可能符合要求，但图形中部图形明显变薄，这样烧结的大面积导体显然不符合膜厚要求。虽然通过烘干加印可以提高中部膜层厚度达到要求，但加印后边缘膜层厚度便明显增加。太厚的膜层不利于烧结，且容易出现分层、龟裂等膜层不良现象。

通常印刷网版丝网目数越小，网孔径越大，网线越粗，适用于一般印刷；网目数越大，网孔径越小，网线越细，适用于细线印刷。但在LTCC基板厚膜印制中，常常是既有焊接、粘接或接地等大面积导体区，也有细线、传输线、小键合区等高精度印制图形。因此印制网版丝网目数的选择既要考虑图形印制厚度，也要考虑图形印制精度，丝网目数不能太大，也不能太小。

发明内容

本发明在印制网版丝网目数一定的情况下，通过在大面积导体图形中增加丝网支撑的方法，使印制的大面积导体厚度增加，并使大面积导体整体厚度更均匀。该方法制作的网板也可用于氧化铝、氮化铝及PCB等其他基板上大面积导体的印制。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种增大LTCC基板上金属化层厚度的方法，包括LTCC基板本体表面预设印制网版，再进行导体浆料印刷形成大面积导体膜层，印制网版和LTCC基板本体之间均布有支撑。

进一步地，支撑为平行线条或平行断续线条。

进一步地，支撑和印制网版均由乳胶材料同时一体制成。

进一步地，平行线条为平行规则排列，其线条宽度为0.1-0.2 mm，线条间距为1-4mm。

进一步地，平行断续线条为平行规则排列，其线条宽度为0.1-0.2 mm，线条间距为1-4 mm，线条长度为0.5-2 mm，线条断开间距为0.5-2 mm。

进一步地，印制网版的目数为400目，丝径为23 μm，乳胶厚度为30 μm。

进一步地，导体浆料印刷的次数为一或两次。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1.所印制大面积导体膜层厚度增加。通过采用在大面积导体中增加细线条支撑的印制网版，所印制的大面积导体膜层厚度比普通大面积导体厚度明显增加。

2.所印制大面积导体膜层厚度均匀。通过在大面积导体中设计增加均匀平行细线条，所印制的大面积导体膜层边缘厚度与中部膜层厚度相近，不会出现目前普通大面积导体边缘膜层厚而中部膜层厚度薄的现象。

3.减少印制次数。现有技术印制需加厚的大面积导体时通常需要印制烘干2～4次，采用本发明中在大面积导体中增加细线条的印制网版，1～2次即可达到厚度要求。

附图说明

图1为LTCC基板未印刷状态（刮板未运动施力）的结构示意图；

图2为LTCC基板印刷状态（刮板运动施力）时，印制大面积导体的印制网版变形下沉的结构示意图；

图3为LTCC基板印刷状态（刮板运动施力）时，印制大面积导体的印制网版下有支撑的结构示意图；

图4为带有平行线条支撑的印制网版的结构示意图；

图5为带有平行断续线条支撑的印制网版的结构示意图。

具体实施方式

下述实施例是对于本发明内容的进一步说明以作为对本发明技术内容的阐释，但本发明的实质内容并不仅限于下述实施例所述，本领域的普通技术人员可以且应当知晓任何基于本发明实质精神的简单变化或替换均应属于本发明所要求的保护范围。

参见图1-2，LTCC基板未印刷状态（刮板未运动施力）时，LTCC基板本体1上方预设有印制网版3，印制网版3靠近LTCC基板本体1一面上的周侧设带有支撑2，当隔板施加压力5启动时，导体浆料4印刷在LTCC基板本体1上，中间大面积导体层膜厚小于边缘，不符合要求。参见图3，本发明提出了一种增大LTCC基板上金属化层厚度的方法，包括LTCC基板本体1表面预设印制网版3，再将导体浆料4印刷形成大面积导体膜层，印制网版3和LTCC基板本体1之间均布有支撑2。印制时，印制网版3下有支撑2，丝网变形不明显，支撑2能够防止印刷时印制网版3（即丝网）与LTCC基板本体1空隙减小而使大面积导体膜层边缘厚中部薄。但是，印制网版3增加支撑2部位将阻挡导体浆料4下透，形成空白。因此，所增加的支撑2既要起到撑托印制网版3的作用，且支撑面积必须尽可能小，不对整体空洞率和性能带来明显影响。为此，本发明采用的支撑2为平行线条或平行断续线条，如图4-5所示，平行线条为平行规则排列，其线条宽度为0.1-0.2 mm，线条间距为1-4 mm；平行断续线条为平行规则排列，其线条宽度为0.1-0.2 mm，线条间距为1-4 mm，线条长度为0.5-2 mm，线条断开间距为0.5-2mm，印制网版3的目数为400目，丝径为23 μm，乳胶厚度为30 μm。当大面积导体膜层有接地孔时，则设计支撑平行线条或平行断续线条位置应尽量避免与通孔重合，如平行线条或平行断续线条宽度小于通孔直径，两者也可交叠。

印制大面积导体膜层时起支撑作用的平行线条或平行断续线条的制作与印制网版3一道同时制作形成，同为阻挡导体浆料下透的乳胶材料。

实施例1

当印制大面积导体膜层中没有接地孔时，LTCC基板本体1表面预设印制网版3，再将导体浆料4印刷形成大面积导体膜层，印制网版3靠近LTCC基板本体1一面上的中间和周侧设有均匀的平行线条，平行线条为平行规则排列，其线条宽度为0.1 mm，线条间距为1 mm；印制网版3采用目数为400目、丝径为23 μm、乳胶厚度为30 μm，印刷一次得到的大面积导体膜层的中部区域厚度增加60%以上，导体整体均匀性更好。

实施例2

当印制大面积导体膜层中没有接地孔时，LTCC基板本体1表面预设印制网版3，再将导体浆料4印刷形成大面积导体膜层，印制网版3靠近LTCC基板本体1一面上的中间和周侧设有均匀的平行线条，平行线条为平行规则排列，其线条宽度为0.15 mm，线条间距为3 mm；印制网版3采用目数为400目、丝径为23 μm、乳胶厚度为30 μm，印刷一次得到的大面积导体膜层的中部区域厚度增加一半以上，导体整体均匀性更好，增加的支撑乳胶面积约占支撑总面积的5％。

实施例3

当印制大面积导体膜层中没有接地孔时，LTCC基板本体1表面预设印制网版3，再将导体浆料4印刷形成大面积导体膜层，印制网版3靠近LTCC基板本体1一面上的中间和周侧设有均匀的平行线条，平行线条为平行规则排列，其线条宽度为0.2 mm，线条间距为4 mm；印制网版3采用目数为400目、丝径为23 μm、乳胶厚度为30 μm，印刷一次得到的大面积导体膜层的中部区域厚度增加三分之一以上，导体整体均匀性更好。

实施例4

当大面积导体膜层需要加厚(如焊接层)且没有其他需加厚的精细图形，LTCC基板本体1表面预设印制网版3，再将导体浆料4印刷形成大面积导体膜层，印制网版3靠近LTCC基板本体1一面上的中间和周侧设有均匀的平行线条，平行线条为平行规则排列，其线条宽度为0.15 mm，线条间距为2 mm；印制网版3采用目数为400目、丝径为23 μm、乳胶厚度为30 μm，第一次印刷后，大面积导体膜层的中部区域厚度增加一半以上；烘干后进行第二次印刷，同时将印制网版沿所增加的乳胶平行线垂直方向平移0.2mm，则大面积导体膜层的中部区域厚度相当于原印刷厚度的3倍或更多。由于平移，支撑平行线条的空白部位被第二次印刷浆料覆盖，导体整体均匀性更好。

实施例5

当印制大面积导体膜层中有接地孔时，LTCC基板本体1表面预设印制网版3，再将导体浆料4印刷形成大面积导体膜层，印制网版3靠近LTCC基板本体1一面上的中间和周侧设有均匀的平行断续线条，平行线条为平行规则排列，其线条宽度为0.1 mm，线条间距为1 mm，线条长度为0.5 mm，线条断开间距为0.5mm；印制网版3采用目数为400目、丝径为23 μm、乳胶厚度为30 μm，印刷一次得到的大面积导体膜层的中部区域厚度提高50%以上，导体整体均匀性更好。

实施例6

当印制大面积导体膜层中有接地孔时，LTCC基板本体1表面预设印制网版3，再将导体浆料4印刷形成大面积导体膜层，印制网版3靠近LTCC基板本体1一面上的中间和周侧设有均匀的平行断续线条，平行线条为平行规则排列，其线条宽度为0.15 mm，线条间距为2 mm，线条长度为1.5 mm，线条断开间距为1.5mm；印制网版3采用目数为400目、丝径为23μm、乳胶厚度为30μm，印刷一次得到的大面积导体膜层的中部区域厚度提高40%以上，导体整体均匀性更好。

实施例7

当印制大面积导体膜层中有接地孔时，LTCC基板本体1表面预设印制网版3，再将导体浆料4印刷形成大面积导体膜层，印制网版3靠近LTCC基板本体1一面上的中间和周侧设有均匀的平行断续线条，平行线条为平行规则排列，其线条宽度为0.2 mm，线条间距为4 mm，线条长度为2 mm，线条断开间距为2mm；印制网版3采用目数为400目、丝径为23μm、乳胶厚度为30μm，印刷一次得到的大面积导体膜层的中部区域厚度提高30%以上，导体整体均匀性更好。

实施例8

当印制大面积导体膜层中有较高密度的接地孔时，LTCC基板本体1表面预设印制网版3，再将导体浆料4印刷形成大面积导体膜层，印制网版3靠近LTCC基板本体1一面上的中间和周侧设有均匀的平行断续线条，平行线条为平行规则排列，其线条宽度为0.1 mm，线条间距为1.5 mm，线条长度为1mm，线条断开间距为1.5mm；印制网版3采用目数为400目、丝径为23μm、乳胶厚度为30μm，印刷一次得到的大面积导体膜层的中部区域厚度提高40%以上，导体整体均匀性更好。

Claims

1.一种增大LTCC基板上金属化层厚度的方法，包括LTCC基板本体表面预设印制网版，再进行导体浆料印刷形成大面积导体膜层，其特征在于，印制网版和LTCC基板本体之间均布有支撑。

2.根据权利要求1所述的增大LTCC基板上金属化层厚度的方法，其特征在于，支撑为平行线条或平行断续线条。

3.根据权利要求1所述的增大LTCC基板上金属化层厚度的方法，其特征在于，支撑和印制网版均由乳胶材料同时一体制成。

4.根据权利要求2所述的增大LTCC基板上金属化层厚度的方法，其特征在于，平行线条为平行规则排列，其线条宽度为0.1-0.2 mm，线条间距为1-4 mm。

5.根据权利要求2所述的增大LTCC基板上金属化层厚度的方法，其特征在于，平行断续线条为平行规则排列，其线条宽度为0.1-0.2 mm，线条间距为1-4 mm，线条长度为0.5-2mm，线条断开间距为0.5-2 mm。

6.根据权利要求4或5所述的增大LTCC基板上金属化层厚度的方法，其特征在于，印制网版的目数为400目，丝径为23 μm，乳胶厚度30μm。

7.根据权利要求1所述的增大LTCC基板上金属化层厚度的方法，其特征在于，导体浆料印刷的次数为一或两次。