CN107492519A - 一种多层共烧陶瓷基板高密度金属化通孔的制作方法 - Google Patents

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岳帅旗
杨宇
刘志辉
束平
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Abstract

本发明提供了一种多层共烧陶瓷基板高密度金属化通孔的制作方法。该方法包括对保留有自带PET膜的生瓷从未带膜的一面进行激光打孔，所述孔仅贯穿生瓷部分；对各层生瓷进行印刷填孔；对填孔后的生瓷通过平面加压的方式进行通孔整平；将各层加工好的生瓷进行对位叠层，每叠一层，首先使该层生瓷与前一层生瓷实现层间整体预固定，然后再脱掉该层生瓷的自带PET膜,依次进行,直至叠层全部完成。本方法与常规多层共烧陶瓷基板工艺兼容，能够实现大于1000孔/cm2的高密度通孔制作。

Description

一种多层共烧陶瓷基板高密度金属化通孔的制作方法
技术领域
本发明属于多层共烧陶瓷基板制作技术领域，尤其涉及到一种多层共烧陶瓷基板高密度金属化通孔的制作方法。
背景技术
多层共烧陶瓷基板以其高密度集成、高频性能优异、高可靠等突出优点，已经在机载、星载、弹载、通讯等领域的微波多功能组件中获得广泛应用。但随着多功能、高集成密度的日益发展，越来越多的场合提出了对多层共烧陶瓷数字化集成的需求，例如与最小凸点节距为0.25mm、凸点密度≥1000孔/ cm2的芯片倒扣焊接，以实现多功能数字组件等。当前的多层共烧陶瓷电路基板常规工艺（通孔直径≥0.15mm、通孔中心距≥3倍孔径，通孔密度≤400孔/ cm2）水平已无法满足数字集成对通孔密度的要求，限制了多层共烧陶瓷在该领域的应用。
决定多层共烧陶瓷基板通孔加工的关键环节是打孔和是填孔。打孔的常规方法有两种，第一种方法是用机械冲制的方式在生瓷上冲孔，冲孔时生瓷可带着自带的PET膜或将自带的PET膜脱去，第二种方法是先将生瓷脱去PET膜，再用激光的方式打出通孔。
对于高密度通孔而言，带膜的机械冲孔，虽然能够实现通孔制作，也能够用无掩模方式填孔，但该方法会使生瓷在脱膜时由于强度过低而出现破损、变形等问题，且通孔凸起需要必须的“修平”工艺处理才能避免。不带膜的机械冲孔则由于生瓷的强度过低，自身平整度维持不够，容易与冲针发生擦挂而破损。不带膜的激光打孔，虽然能够规避机械冲孔过程的生瓷破损问题，但在利用网版掩模的印刷填孔中和填孔后，由于缺少PET膜的支撑，生瓷极易出现破损和变形的问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种多层共烧陶瓷基板高密度金属化通孔的制作方法，包含如下步骤：
步骤一：对各个保留有自带PET膜的生瓷进行打孔，所述孔为贯穿生瓷部分的通孔。
步骤二：对各层生瓷进行填孔。
步骤三：对印刷填孔后的生瓷通过平面加压进行通孔整平。
步骤四：将各层加工好的生瓷进行对位叠层,每叠一层，首先使该层生瓷与前一层生瓷实现层间整体预固定，然后再脱掉该层生瓷的PET膜,依次进行,直至叠层完毕。
进一步的，步骤一中是利用激光进行打孔,通孔仅贯穿生瓷。
进一步的，步骤二中是利用填孔掩模网版进行印刷填孔。
进一步的，步骤四中所述的层间预固定通过对生瓷进行加热、加压的方式，使生瓷本身表现出粘性来实现。
进一步的，步骤四中所述的层间预固定通过涂覆粘性物质薄层实现。
本发明的有益效果为：
利用本发明的方法，能够获得多层共烧陶瓷基板高密度通孔制作，且在不对通孔进行“修平”的情况下消除通孔凸起的问题，有益于简化工艺流程、提高制造质量和效率。
本方法能够与常规多层共烧陶瓷极板工艺兼容，能够实现大于1000孔/cm2的高密度通孔制作。
附图说明
图1 为生瓷激光打孔后的示意图。
图2为生瓷的印刷填孔示意图。
图3为生瓷填孔后的整平示意图。
图4 为整平后的生瓷。
图5 为为生瓷先叠层后脱膜的工艺过程示意图。
具体实施方式
本发明包含如下步骤：
步骤一：对各层保留有自带PET膜的生瓷进行打孔，所述孔仅贯穿生瓷部分的通孔
步骤一中是利用激光进行打孔，通过调整激光功率和扫描方式，使生瓷被打穿而生瓷背面的自带PET膜略微被损伤但不被打穿。
步骤二：对各层生瓷进行填孔。
步骤二中是利用填孔掩模网版进行印刷填孔。掩模网版为复合式网版，掩模上的通孔与生瓷上的孔尺寸及位置一致，填孔后利用平面加压的方式对通孔中填充的浆料进行整平。
所述复合式网版是指将不锈钢片粘接在不锈钢丝网或尼龙丝网上，然后再将不锈钢丝网或尼龙丝网以一定的张力粘接在高强度金属网框上，形成整体具有高丝网张力且尺寸稳定的填孔掩模。
所述不锈钢片厚度为0.03mm~0.1mm，可根据通孔直径、浆料粘度、制作成本等综合考虑选择最优的厚度及材料牌号。
所述丝网张力范围为10 N/cm~30 N/cm。所述不锈钢片上的通孔利用激光打孔方式加工，直径范围为0.05mm~0.3mm。
步骤三。对印刷填孔后的生瓷通过平面加压进行通孔整平。
对通孔进行整平是利用平板对印刷填孔后的生瓷进行平面加压，将印刷离网时通孔上表面出现的浆料拉尖或局部鼓凸部分压低，以获得平整的生瓷表面，便于后续导体图形的印刷加工。同时，加压整平能够使通孔内的浆料更加致密，有益于实现层间的高可靠、高性能互联。
步骤四：将各层加工好的生瓷进行对位叠层。
生瓷按照从顶层到底层的倒序顺序进行叠层，叠层时依靠设备视觉对位或夹具定位实现层间的精确对准。每叠一层，首先使本层生瓷与前一层生瓷实现层间预固定，然后再脱掉本层的PET膜，以规避单层生瓷脱膜时，由于高密度通孔生瓷的强度过低而导致的破损和变形问题。所述层间预固定可以通过对生瓷进行加热、加压的方式，使生瓷本身表现出粘性来实现，也可以通过涂覆粘性物质薄层实现。
现结合图1-5对实施例进行说明。
步骤一：以Dupont公司951体系厚度为0.05mm的C2生瓷为原材料，利用激光打孔工艺在生瓷1上制作直径为0.1mm的微孔，微孔中心之间的距离为0.25mm。通过调整激光功率和加工模式，实现生瓷1刚好被打穿，生瓷背面的PET膜2略微被损伤但不被打穿，从而形成盲孔3，整体生瓷结构为A。
步骤二：利用丝网印刷工艺为打孔后的生瓷结构A进行填孔，将张紧的不锈钢片填孔掩模4与生瓷1上的孔3进行对准，掩模不锈钢片4的厚度为0.05mm。印刷时利用刮条5将填孔浆料6填入生瓷结构A的孔3中，形成填充的通孔7。填孔掩模离网时，容易使填入孔内的浆料出现拉尖8或局部鼓凸9等不平整情况。
步骤三：利用平板10对填孔后的生瓷结构A进行平面加压，将拉尖8和鼓凸9压平，以获得平整的生瓷表面。最后填孔完成的结构如B所示，包含生瓷1、生瓷背面PET膜2、良好填充的孔7。
步骤四：利用常规多层共烧陶瓷基板工艺，在结构B上印刷所需导体图形。
步骤五：生瓷叠层时，按照从顶层到底层的倒序叠层，叠层时利用设备或工装夹具对各层之间进行位置对准，叠层后先将生瓷1利用加热加压或涂覆粘附薄层的方式与上一层生瓷进行粘接固定，然后再脱掉生瓷背面的PET膜2，从第一层生瓷B~1到第n+1层生瓷B~n+1依次进行，直到所有层全部叠层完毕。
步骤六:叠层完毕后,利用多层共烧陶瓷基板常规工艺进行后道工序加工即可。

Claims (5)

1.一种多层共烧陶瓷基板高密度金属化通孔的制作方法，其特征在于，包含如下步骤：
步骤一：对保留有自带PET膜的生瓷进行打孔,所述孔为仅生瓷部分贯穿的通孔；
步骤二：对各层生瓷进行填孔；
步骤三：对印刷填孔后的生瓷通过平面加压进行通孔整平；
步骤四：将各层加工好的生瓷进行对位叠层,每叠一层，首先使该层生瓷与前一层生瓷实现层间整体预固定，然后再脱掉该层生瓷的PET膜,依次进行,直至叠层完毕。
2.如权利要求1所述的多层共烧陶瓷基板高密度金属化通孔的制作方法，其特征在于，步骤一中是利用激光进行生瓷打孔。
3.如权利要求1所述的多层共烧陶瓷基板高密度金属化通孔的制作方法，其特征在于，步骤二中是利用填孔掩模网版进行印刷填孔。
4.如权利要求1所述的多层共烧陶瓷基板高密度金属化通孔的制作方法，其特征在于，步骤四中所述的层间整体预固定通过对生瓷进行整面加热、加压的方式，使生瓷本身表现出粘性来实现。
5.如权利要求1所述的多层共烧陶瓷基板高密度金属化通孔的制作方法，其特征在于，步骤四中所述的层间整体预固定通过整面涂覆粘性物质薄层实现。
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