CN107910273B - Ltcc基板烧结的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LTCC基板烧结的方法，所述方法包括：将焊片和LTCC基板放入工件的腔体内形成预装组件，之后对预装组件进行预热；其中，焊片的熔点为M，预热的条件包括：预热设为N个递增的温度梯度，分别为C1、C2…Cn，C1为45‑55℃，相邻的两个温度梯度的差值为45‑55℃，且Cn＜M，n为正整数；对预装组件进行烧结，烧结的温度为205‑215℃。解决了在工艺操作过程中，LTCC基板烧结在腔体上时，LTCC基板会出现裂纹，影响产品质量以及可靠性的问题。
Description
技术领域
本发明涉及LTCC基板加工方法，具体地，涉及一种LTCC基板烧结的方法。
背景技术
随着集成电路技术的发展，LTCC基板(低温共烧陶瓷基板)的出现使得产品模块向小型化、集成化趋势发展，LTCC基板应用在军事、航空航天、汽车、计算机和医疗等领域，有广泛的应用前景。在工艺操作过程中，LTCC基板烧结在腔体上时，LTCC基板会出现裂纹，影响产品质量以及可靠性。这是由于LTCC基板和腔体这两种材料热膨胀系数不同，高温加热，产生热引力，导致出现裂纹，并且烧结时受高温瞬间加热，加剧了裂纹的出现。
发明内容
本发明的目的是提供一种LTCC基板烧结的方法，解决了在工艺操作过程中，LTCC基板烧结在腔体上时，LTCC基板会出现裂纹，影响产品质量以及可靠性的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种LTCC基板烧结的方法，所述方法包括：
(1)将焊片和LTCC基板放入工件的腔体内形成预装组件，之后对预装组件进行预热；其中，焊片的熔点为M，预热的条件包括：预热设为N个递增的温度梯度，分别为C1、C2…Cn，C1为45-55℃，相邻的两个温度梯度的差值为45-55℃，且Cn＜M，n为正整数；
(2)对预装组件进行烧结，烧结的温度为205-215℃。
优选地，每个温度梯度对应的预热时间为T1、T2…Tn，且T1为4-6min；
当n为奇数时，在T1至T(n+1)/2区间内，预热时间依次递增，相邻的两个时间的差值为4-6min，在T(n+1)/2至Tn区间内，预热时间依次递减，相邻的两个时间的差值为4-6min；
当n为偶数时，在T1至Tn/2+1区间内，预热时间依次递增，相邻的两个时间的差值为4-6min，在Tn/2+1至Tn区间内，预热时间依次递减，相邻的两个时间的差值为4-6min。
优选地，步骤(1)还包括：在工件的腔体内涂覆助焊剂，之后将多个焊片放置在腔体内，在每个焊片表面涂覆助焊剂，将LTCC基板分别压紧在每个焊料片表面，形成预装组件。
优选地，助焊剂选自阿尔法助焊剂EF9301、阿尔法助焊剂EF8000和阿尔法助焊剂RF800PT中的一种或多种。
优选地，烧结在保护气体环境中进行。
优选地，保护气体选自氮气和/或氦气。
优选地，焊片的表面积大于LTCC基板的表面积。
根据上述技术方案，本发明提供了一种LTCC基板烧结的方法，所述方法包括：将焊片和LTCC基板放入工件的腔体内形成预装组件，之后对预装组件进行预热；其中，焊片的熔点为M，预热的条件包括：预热设为N个递增的温度梯度，分别为C1、C2…Cn，C1为45-55℃，相邻的两个温度梯度的差值为45-55℃，且Cn＜M，n为正整数；对预装组件进行烧结，烧结的温度为205-215℃。通过设置合理的温度梯度，将待烧结的LTCC基板逐步放在温度由低到高烘箱中进行预热一定时间，给LTCC基板提供一个承受高温的缓冲时间，这样使得LTCC基板逐渐适应由低到高的温度环境，不至于LTCC基板烧结时瞬间升温，而加剧了LTCC基板的开裂。本发明有效地减少LTCC基板烧结时出现裂纹，提高产品的可靠性，保证产品的质量。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供了一种LTCC基板烧结的方法，所述方法包括：(1)将焊片和LTCC基板放入工件的腔体内形成预装组件，之后对预装组件进行预热；其中，焊片的熔点为M，预热的条件包括：预热设为N个递增的温度梯度，分别为C1、C2…Cn，C1为45-55℃，相邻的两个温度梯度的差值为45-55℃，且Cn＜M，n为正整数；(2)对预装组件进行烧结，烧结的温度为205-215℃。例如，焊片选用183℃焊料片(Sn63Pb37)，该焊料片的熔点为M＝183℃，由于Cn＜M，此时，预热设为3个递增的温度梯度，当C1为50℃时，C2为100℃，C3为150℃，当然也可以在本发明的范围内设置其他温度梯度，例如，当C1为50℃时，C2为105℃，C3为160℃；当C1为50℃时，C2为95℃，C3为150℃；当C1为55℃时，C2为100℃，C3为145℃。或者，当焊片选用215℃焊料片(Sn95In5)，该焊料片的熔点为M＝215℃，由于Cn＜M，此时，预热设为4个递增的温度梯度，当C1为50℃时，C2为100℃，C3为150℃，C4为200℃，当然也可以在本发明的范围内设置其他温度梯度。
在本发明的一种优选的实施方式中，为了进一步减少烧结产生的裂纹，每个温度梯度对应的预热时间为T1、T2…Tn，且T1为4-6min；当n为奇数时，在T1至T(n+1)/2区间内，预热时间依次递增，相邻的两个时间的差值为4-6min，在T(n+1)/2至Tn区间内，预热时间依次递减，相邻的两个时间的差值为4-6min；当n为偶数时，在T1至Tn/2+1区间内，预热时间依次递增，相邻的两个时间的差值为4-6min，在Tn/2+1至Tn区间内，预热时间依次递减，相邻的两个时间的差值为4-6min。例如，焊片选用183℃焊料片(Sn63Pb37)，该焊料片的熔点为M＝183℃，由于Cn＜M，此时，预热设为3个递增的温度梯度，当C1为50℃时，C2为100℃，C3为150℃，每个温度梯度对应的预热时间为T1、T2、T3，且T1为5min，T2为10min，T3为5min。或者，当焊片选用215℃焊料片(Sn95In5)，该焊料片的熔点为M＝215℃，由于Cn＜M，此时，预热设为4个递增的温度梯度，当C1为50℃时，C2为100℃，C3为150℃，C4为200℃，每个温度梯度对应的预热时间为T1、T2、T3、T4，T1为5min，T2为10min，T3为10min、T4为5min。
在本发明的一种优选的实施方式中，为了进一步减少烧结产生的裂纹，步骤(1)还包括：在工件的腔体内涂覆助焊剂，之后将多个焊片放置在腔体内，在每个焊片表面涂覆助焊剂，将LTCC基板分别压紧在每个焊料片表面，形成预装组件。
在本发明的一种优选的实施方式中，为了进一步减少烧结产生的裂纹，助焊剂选自阿尔法助焊剂EF9301、阿尔法助焊剂EF8000和阿尔法助焊剂RF800PT中的一种或多种。
在本发明的一种优选的实施方式中，为了进一步减少烧结产生的裂纹，防止在烧结过程中出现氧化现象，烧结在保护气体环境中进行。
在本发明的一种优选的实施方式中，为了进一步减少烧结产生的裂纹，防止在烧结过程中出现氧化现象，保护气体选自氮气和/或氦气。
在本发明的一种优选的实施方式中，为了进一步减少烧结产生的裂纹，焊片的表面积大于LTCC基板的表面积。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (6)
1.一种LTCC基板烧结的方法，其特征在于，所述方法包括：
(1)将焊片和LTCC基板放入工件的腔体内形成预装组件，之后对预装组件进行预热；其中，焊片的熔点为M，预热的条件包括：预热设为N个递增的温度梯度，分别为C1、C2…Cn，C1为45-55℃，相邻的两个温度梯度的差值为45-55℃，且Cn＜M，n为正整数；
(2)对预装组件进行烧结，烧结的温度为205-215℃；其中，每个温度梯度对应的预热时间为T1、T2…Tn，且T1为4-6min；
当n为奇数时，在T1至T(n+1)/2区间内，预热时间依次递增，相邻的两个时间的差值为4-6min，在T(n+1)/2至Tn区间内，预热时间依次递减，相邻的两个时间的差值为4-6min；
当n为偶数时，在T1至Tn/2+1区间内，预热时间依次递增，相邻的两个时间的差值为4-6min，在Tn/2+1至Tn区间内，预热时间依次递减，相邻的两个时间的差值为4-6min。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(1)还包括：在工件的腔体内涂覆助焊剂，之后将多个焊片放置在腔体内，在每个焊片表面涂覆助焊剂，将LTCC基板分别压紧在每个焊料片表面，形成预装组件。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，助焊剂选自阿尔法助焊剂EF9301、阿尔法助焊剂EF8000和阿尔法助焊剂RF800PT中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，烧结在保护气体环境中进行。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，保护气体选自氮气和/或氦气。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，焊片的表面积大于LTCC基板的表面积。
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