CN114364134A

CN114364134A - 一种具有pin结构的基板及其制作方法

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Publication number: CN114364134A
Application number: CN202210017355.6A
Authority: CN
Inventors: 井敏
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2022-01-07
Filing date: 2022-01-07
Publication date: 2022-04-15
Anticipated expiration: 2042-01-07
Also published as: CN114364134B

Abstract

本发明公开了一种具有PIN结构的基板及其制作方法，属于元器件制作领域。本发明的方法为在陶瓷板上预设的位置打通孔；选择性的将部分通孔金属化后将陶瓷基板的单面金属化并加工出所需电路图形，将经过表面处理的金属件穿进剩下部分没有金属化的通孔后烧结，将陶瓷基板烧结后截断金属件，并将具有金属件的陶瓷孔磨平处理，保持金属线截面与陶瓷基板在同一水平面上，最后再对陶瓷基板的另一面金属化处理，加工出所需电路图形，经过切割形成陶瓷基板小单元，实现一种制作具有PIN结构陶瓷基板方法。

Description

一种具有PIN结构的基板及其制作方法

技术领域

本发明公开了一种超窄线宽线距金属化陶瓷基板及其制作方法，属于元器件制作领域。

背景技术

当前用于陶瓷基板上下导电层互联的方法主要分为两种。一种方法为，先将陶瓷基板激光打孔，在陶瓷表面烧结一层铜层，然后将铜牒(铜片)或铜球人工放入陶瓷孔内，再将陶瓷另一面在1065～1083℃的烧结温度下烧结一层铜层，最后在孔的位置施加一定压力，使陶瓷基板表面的上下铜层变形和植入在陶瓷孔内部的铜牒或铜球充分接触，实现上下铜层互联；另一种方法为，通过化学镀或电镀铜或引入导电浆料后，再将陶瓷双面金属化，从而实现上下铜层互联。但此两种用于金属化陶瓷基板上下导电层互联的方法都存在各自的技术缺陷。针对第一种植入铜牒(铜片)或铜球实现金属化陶瓷基板上下铜层互联的方法，如陶瓷基板上的打孔直径过小或孔的数量交众多等情况下，则采用该工艺不但工作量巨大，而且不能实现基板上下导电层互联目的；采用第二种以化学镀或电镀的方式实现的上下铜层互联，不但存在潜在的大气污染和水污染等风险，而且工艺的成本较大。对于带有PIN结构的陶瓷基板，是采用多层低温共烧陶瓷(LTCC)或高温共烧陶瓷(HTCC)等技术，将PIN结构焊接在LTCC或HTCC基板上。由于工艺限制使得这种多层共烧陶瓷基板的上下互联利用导电浆料才能实现，电阻较大，允许通过的电流较小，并且焊接上的PIN结构也容易导致焊接质量不佳，使用过程中当环境变化，特别是温度变化剧烈时，容易失效。

经检索，中国专利申请，授权公告号CN 107148161 A，公开日2017年09月8日，公开了电子元器件管脚尺寸转换器及其制作方法，该发明提供了一种能够实现带有PIN的陶瓷基板的上下层导电互联功能的陶瓷基板制作方法，通过在n层陶瓷薄片上制作通孔后，在通孔内填充金属膏的方式实现n层陶瓷薄片之间的电气连接，采用丝网印刷工艺，实现在陶瓷薄片表面制作电气互联用的金属化层；将各层陶瓷薄片按照顺序叠放，保证上下层之间的电气连接关系后利用高压使之粘接牢固形成陶瓷基板，经过烧结之后将PIN的引出端焊接在烧结后的陶瓷基板底部的互联金属化层上，在将安装有管脚的陶瓷基板电镀后得到电子元器件管脚尺寸转换器。此工艺虽能够间接实现带有PIN的陶瓷基板的上下导电层的互联，但是其实现工艺较为复杂、时间较长、成本也较高、环境保护压力较大，并且此工艺的PIN因仍是陶瓷基板形成后以独立的流程焊接在陶瓷基板底部的互联金属化层上，存在焊接质量不可靠且导电性能差的缺点。

发明内容

1.要解决的技术问题

现有技术中具有PIN结构的基板的制作工艺复杂、耗时较长、成本高的问题，且现有工艺通常是在基板制作完成之后，再单独将PIN角焊接在基板上以实现金属化互联，往往存在焊接质量不可靠，且导电性能和散热功能差的缺点。此外，对于基板上通孔直径要求过小或通孔过多的情况下，采用传统的工艺不但工作量巨大、效率极低、基板金属层的上下导电层互联速度慢，而且存在潜在的大气污染和水污染等风险，不能够完成工业的大规模量化生产，不具有实用性和适用性。针对以上现有技术中存在的问题，本发明提供了一种带有PIN的结构的基板及其制作方法。

2.技术方案

为了解决上述问题，本发明提供了一种具有PIN结构的基板及其制作方法，其方法步骤如下，

一种陶瓷基板通孔金属化的制作方法，包括在基板上需要打孔的位置打通孔，对金属件进行表面处理；将经过表面处理得到的部分金属件穿入基板的部分通孔中，使金属件贯穿一片或多片基板；需要说明的是，每个基板通孔只能穿入一根金属件。再将贯穿金属件的一片或多片基板放入烧结装置内烧结；截断金属件、分离出带有金属件的基板；平整化处理基板的表面；将基板的一侧表面金属化，并加工出所需的电路图形；在被金属化的基板表面上剩余通孔周围预留出设定的空间；将经过表面处理的金属件穿入基板上剩余的通孔中；将穿入金属件的基板放入烧结装置内烧结后截断金属件、分离基板，保留凸出金属化基板表面的金属件预设长度，并平整化处理基板的另一表面；将基板的另一表面金属化，加工出所需的电路图形、切割具有PIN结构的陶瓷基板，划分成所需矩阵后掰成小单元。

进一步地，一种具有PIN结构的基板制作方法，在板上需要打孔的位置打通孔，采用激光打孔的方式进行，通孔数量≥2。

进一步地，一种具有PIN结构的基板制作方法，截断所穿入的金属件，以分离贯穿连接的一片或多片基板，采用机械方式或化学方式分离基板。

进一步地，平整化处理基板的表面，指的是磨平截断后带有残留金属件的通孔口，使基板与金属件截面保持处于同一平面。

进一步地，金属化基板的一侧表面，是指采用包括但不局限于AMB、DBC、DPC、厚膜或薄膜的工艺，将基板的表面覆以金属膜层；在金属化后的基板表面上加工所需的电路图形，指采用贴膜、曝光、显影、蚀刻工艺在基板上加工出需要的电路图形。

更进一步地，在基板表面加工出所需的电路图形的同时，在基板上剩余通孔的周围预留出设定的空间，以便下一步金属件的穿孔。

更进一步地，在金属化的基板表面的剩余通孔的周围预留出设定的空间，设定的空间范围大于基板上剩余的通孔直径，以便于预处理的金属件再次穿入剩余的通孔。

更进一步地，本发明提供的方法中涉及的金属件为金属条、金属柱、金属丝或金属针。

更进一步地，本发明提供的方法中涉及的金属材料为纯金属或金属合金。

更进一步地，一种具有PIN结构的基板，其基板材料包含但不局限于氧化铝、氮化铝、氮化硅、碳化硅陶瓷、功能陶瓷、玻璃、蓝宝石衬底或氧化硅无机基板。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

本发明提供的一种带有PIN结构的制作方法，采用先后二次以经过表面预处理的金属件穿入基板通孔、再经过先后二次烧结金属化基板表面的方式，将穿入的金属件保留作为PIN的设计，在基板的制作过程中完成PIN结构的固定与生产，其工艺简单、成本低、效率高、质量优，很大程度上提高了PIN结构的基板的导电性能和散热功能。此外，针对传统工艺较难实现的基板上通孔直径过小、数量过多的、多种类基板的通孔金属化，能够一次性的实现多个基板通孔的金属化而批量快速的生产，极大的提高了设计要求特殊的基板类型的工业化大规模生产效率，具有良好的市场实用性和广泛的适用性。

附图说明

图1为实现具有PIN结构的基板制作方法流程图；

图2为在基板上的打通孔；

图3为将金属件穿入基板上的部分通孔；

图4为截断金属件以分离基板；

图5为平整化处理基板表面；

图6为基板一侧表面金属化；

图7为在金属化基板一侧表面上剩余通孔周围预留设定的空间，在此基板表面上加工出所需的电路图形；

图8为将金属件穿基板上剩余的部分通孔；

图9为截断金属件以分离基板，保留金属件为预设长度且平整化处理基板的另一表面；

图10为金属化基板的另一表面并加工出所需的电路图形；

图11为切割陶瓷基板，将陶瓷基板分成单元。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；而且，各个实施例之间不是相对独立的，根据需要可以相互组合，从而达到更优的效果。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。

图1所示为实现具有PIN结构的基板的制作方法流程图，具体实施步骤如下：

图2所示为，采用激光打孔的方式，在基板上按照设计的电路图中所需要的位置打通孔。通孔直径和铜线直径相互配套使金属线与通孔实现紧密配合，通孔的数量≥1，具体打孔数量可根据实际需求进行选择。进一步地，需要打通孔的基板，可以直接采用含有规定形状、位置孔的基板，例如从基板供应商采购过来含有规定形状、位置孔的基板或由厂家购买的基板本身即含有规定的孔。

图3所示为，对金属件表面氧化处理或预涂覆活性金属焊料的方式进行表面处理，将经过表面处理得到的铜线装入具有CCD定位的机械设备，该设备定位将金属件穿入步骤1中陶瓷基板上的通孔中，这一操作可以将金属件穿入一片陶瓷、也可以将金属件穿入多片陶瓷，能够实现多片陶瓷基板贯穿连接，便于批量生产。使用具有CCD定位的机械设备，实现将金属件穿入陶瓷基板通孔中的过程自动化程度高，进料及抓取的全程均由机械设备进行，无需人工干预，提高了穿金属件入陶瓷基板通孔过程的生产效率。

需要说明的是，陶瓷基板的材料为氧化铝陶瓷(Al₂O₃)、氧化锆掺杂增强氧化铝陶瓷(ZTA)、氧化锆陶瓷(ZrO₂)、氮化铝陶瓷(AlN)、氮化硅陶瓷(Si₃N₄)、碳化硅陶瓷(SiC)、石英玻璃(SiO₂)或蓝宝石。

需要说明的是，金属件的材料可以为金属或金属合金，例如铜、铝、铜合金、铜锰合金、铜镍合金等，一般情况下，较为常用的为纯铜材料。

需要说明的是，金属件为金属条、金属柱、金属丝或金属针；陶瓷基板材料包含但不局限于氧化铝、氮化铝、氮化硅、碳化硅陶瓷、功能陶瓷、玻璃、蓝宝石衬底或氧化硅无机基板。

在以下步骤中，金属件以铜线、基板材料为陶瓷基板作为示例说明本方法的制作流程。采用对铜线表面氧化处理的方式，是指在氧化温度大于250℃和氧化时间超过5min的条件下，对铜线进行氧化。铜线经过氧化后在其表面生成氧化亚铜，氧化亚铜在高温的情况下与陶瓷进行化学反应，使得铜线烧结在陶瓷孔壁上；采用涂覆活性金属焊料的方式是指通过在铜线表面涂覆活性金属焊料如Ag-Cu-Ti的方式，在温度≤500℃以下，时间在60min内排出浆料内部的有机物。需要说明的是，对铜线的处理无论是采取表面氧化方式还是采取涂覆活性金属焊料方式都会在铜线表面存在一层能与陶瓷基板的孔壁产生化学或冶金反应的物质，使得金属件烧结在陶瓷孔壁上，实现金属件和陶瓷基板上的孔壁能够牢固的、气密性结合的目标。

图4所示为，以铜线贯穿连接的一片或多片陶瓷基板放入烧结炉内烧结后，截断金属件以分离多片基板。其中，以铜线表面氧化的处理方式，可以在氮气保护连续烧结炉内以实际温度在1065℃～1083℃范围内烧结；以涂覆活性金属焊料的方式是采用真空烧结炉内在实际温度700℃～1000℃范围内烧结。需要进一步说明的是，这两种烧结技术过程均为现有技术。

值得进一步说明的是，对穿入铜线的陶瓷基板进行烧结的具体过程为：将陶瓷基板置于真空烧结炉内进行烧结，其中，真空烧结炉内的真空度为10^-1Pa～10^-4Pa，温度为700℃～1000℃，保温时间为1min～90min。需要说明的是，该示例中组装件的预处理金属件为表面涂覆有活性金属焊料的金属件，即真空烧结炉适用于表面涂覆有活性金属焊料的金属件的烧结处理。

另一种示例为，对穿入铜线的陶瓷基板进行烧结的具体过程为：将陶瓷基板置于惰性气体保护烧结炉内进行烧结，其中，惰性气体保护烧结炉内的氧含量为0～1000PPM，温度为1065℃～1083℃，保温时间为1min～90min。值得说明的是，惰性气体保护烧结炉适用于预氧化处理的铜线的烧结处理。进一步地，通过对穿入铜线的陶瓷基板进行烧结，从而可以使得预处理铜线表面的氧化物或活性金属焊料与烧结陶瓷基板的通孔孔壁产生化学反应，进而使得预处理铜线与烧结陶瓷基板的通孔孔壁紧密结合在一起。

截断铜金属线以分离陶瓷基板可以采用机械方式和化学方式：机械方式为人工使用刀片沿着陶瓷表面将铜线截断；化学方式则利用化学药液，比如FeCl₃+Cu—CuCl₂+FeCl₂,从而将露在孔外的铜蚀刻掉。

图6所示为，将穿入铜线的陶瓷基板的上下表面平整化处理；将陶瓷基板的一侧表面金属化并在此表面上加工所需的电路图形。经以上步骤得到的陶瓷基板上下表面仍残留有一段铜线。所谓平整化处理陶瓷基板是指，将残留的、凸出在陶瓷基板表面之外的铜线去除。本步骤采用磨平机完成平整化过程，使得陶瓷基板表面和金属线的截面保持在同一水平面上，为后续的步骤中在陶瓷基板上下表面的金属化工艺提供充要条件。

在以下步骤中，选择铜片作为金属化陶瓷基板的金属材料。采用通过覆铜陶瓷基板工艺(DBC)或通过活性金属钎焊覆铜工艺(AMB)将金属片铜片烧结在陶瓷基板的一侧表面，或者通过化学镀和电镀工艺实现陶瓷基板单面镀铜的金属化。需要说明的是，对陶瓷基板通过覆铜陶瓷基板工艺(DBC)或通过活性金属钎焊覆铜工艺(AMB)将铜片烧结在陶瓷基板的处理过程、或者通过化学镀和电镀工艺实现陶瓷基板的单面镀铜金属化的处理过程均为现有技术。陶瓷基板表面金属化工艺包括但不局限于直接覆铜陶瓷基板工艺(DBC)、活性金属钎焊工艺(AMB)、厚膜印刷电子浆料、溅射、蒸镀、化学气相沉积工艺(CVD)、物理气相沉积工艺(PVD)、直接电镀工艺(DPC)；薄膜工艺，指通过蒸镀、物理气相沉积或化学气相沉积或磁控溅射等在陶瓷表面金属化。

图7所示为，在金属化的基板表面上、剩余的通孔周围预留出设定的空间；其设定的空间根据实际需要而调整，以满足能够将铜线顺利穿入剩余通孔中且确保基板不会因铜线与基板表面金属层接触而影响基板的导电性能。

图8所示为，将经过表面处理的金属件穿入基板上剩余的通孔中。

图9所示为，将穿入铜线的陶瓷基板放入烧结炉内烧结；截断金属件、分离基板，保留金属化的基板面的金属件预设长度并平整化处理陶瓷基板的另一表面。其中，放入烧结炉内烧结过程同上述烧结过程；截断铜线、分离基板同上述操作；平整化处理陶瓷基板的另一表面过程同步上述操作；保留覆铜陶瓷表面上一定长度的铜线，使得被保留的铜线段凸出于覆铜陶瓷表面，形成具有PIN结构的设计。需要说明的是，此处保留的铜线长度能够根据实际需要设定调整。

图10所示为，金属化基板的另一表面并加工出所需的电路图形、切割成小单元。金属化基板另一表面并加工出所需电路图形的过程同上述操作；通过激光切割的方式实现将具有PIN结构的陶瓷基板划分为所需尺寸矩阵，再以机械或手工方式分开成小单元。需要说明的是，此步骤中的贴膜是指，将干膜压在陶瓷覆铜板DBC(Direct Bonding Copper)或AMB(Active Metal Brazing)陶瓷基板的铜片上；此步骤中的曝光是指，通过一定的光线照射在干膜的规定的位置和部位，将图形显示出来；此步骤中的显影是指，将没有经过光照射的部位通过化学药水溶解掉，留下经过光线照射的地方，使得整个图形显示出来。然后通过化学蚀刻的方式，将电路图形蚀刻出来。最后通过激光切割方式切割成小单元，即可实现金属化陶瓷基板上下铜层的互联。

通过将预处理的铜线穿入陶瓷基板通孔的方式，可以一次性实现多个陶瓷基板通孔金属化，从而可以进行批量快速生产，大大提高了生产效率。进一步地本发明的方法可以实现多孔金属化和多种类型陶瓷基板的通孔金属化，具有较强的实用性和适用广泛性。

还需要说明的是，针对陶瓷基板上过多或过小的通孔，采用现有技术的工艺很难实现陶瓷基板上下导电层互联的情况，利用将铜线预处理后穿入陶瓷基板通孔后烧结的流程工艺，实现铜线和陶瓷基板上的孔壁能够牢固的、气密性结合的目标，从而提高产品的可靠性，采用的工艺简单实用，环保经济，具有良好的应用前景。以大功率LED用109.5*54.5*0.50mm的氮化铝(AlN)陶瓷基板金属层的上下互联导通电信号为例，需要打孔大于100个，孔径一般在0.1mm左右，如果采用人工将铜牒填入孔内，几乎不可能实现。如果采用化学镀和电镀的方式，则时间与成本都很高。

本发明提供的一种带有PIN的结构的制作方法，将穿入的金属件保留作为PIN结构的设计，在基板的制作过程中完成PIN结构的固定与生产，其工艺简单、成本低、效率高、质量优，环保且经济，很大程度上提高了PIN结构的陶瓷基板的导电性能和散热功能。此外，针对传统工艺较难实现的基板上通孔直径过小、数量过多的、多种类基板的通孔金属化，从而可以进行批量快速生产，大大提高了生产效率。进一步地本发明的方法可以实现多孔金属化和多种类型陶瓷基板的通孔金属化，具有较强的实用性和适用广泛性。

还需要说明的是，针对陶瓷基板上出现过多或过小的通孔，采用传统工艺很难实现陶瓷基板上下层之间可靠的导电性能，本发明利用将金属件预处理后穿入基板通孔后烧结的流程工艺，以实现金属件和基板上的孔壁牢固且气密性结合的目的，从而提高产品的可靠性，采用的工艺简单实用，环保经济，具有良好的应用前景。

实施例1

本实施例采用上述的一种具有PIN结构的基板制作方法，具体地，本实施例中的基板、金属件、金属化陶瓷基板的材料分别选择为：氧化铝陶瓷基板、铜针、铜。以此为例说明具有PIN结构的氧化铝陶瓷基板的制作方法，具体步骤如下，

在规格为138*190*0.89mm的氧化铝陶瓷基板上激光打通孔40个，通孔孔径为1mm；将40根规格为

的铜针预氧化处理，氧浓度500PPM，温度为950℃，氧化时间15min的条件下对铜针氧化；将20根铜针穿入20个陶瓷孔，串联10片氧化铝陶瓷基板；将串联的10片氧化铝陶瓷基板放置于惰性气体保护烧结炉内进行烧结，烧结炉内的含氧量为300PPM、烧结温度为1075℃、烧结时间为10min的的环境下烧结；截断铜针、分离各陶瓷基板；去除孔以外多余的铜线，平整化处理氧化铝陶瓷基板表面，使得氧化铝陶瓷基板表面与铜针截面保持在同一水平面上；利用DBC工艺，将氧化铝陶瓷基板一面覆铜，加工出所需的电路图形；在氧化铝陶瓷基板中剩余的通孔周围预留出1mm的空间；即在孔的周围的电路图形的直径为2mm；再将剩余的20根铜针穿入剩下的20个陶瓷通孔中；采用DBC烧结工艺将陶瓷孔金属化；将铜针截断，分离氧化铝陶瓷基板；平整化处理氧化铝陶瓷基板的另一表面；保留铜针凸出氧化铝陶瓷基板表面的长度为5mm；利用DBC工艺金属化氧化铝陶瓷基板的另一表面，以激光切割机将138*190*0.635规格、具有PIN结构的氧化铝陶瓷基板划分成4*5的矩阵，最后掰成小单元，完成具有PIN结构的氧化铝陶瓷基板的制作。

实施例2

本实施例采用上述的一种具有PIN结构的基板制作方法，具体地，本实施例中的基板、金属件、金属化陶瓷基板的材料分别选择为：氧化锆增韧氧化铝陶瓷(ZTA)基板、铜针、铜。以此为例说明具有PIN结构的氧化铝陶瓷基板的制作方法，具体步骤如下，在规格为138*190*0.38mm规格的氧化锆增韧氧化铝陶瓷上激光打通孔80个，通孔孔径为0.40mm；将80根规格为

的铜线经过表面预氧化处理；在氧浓度550PPM、650℃、15min的条件下对铜线氧化，铜线经过氧化后在表面生成氧化亚铜，铜在弱氧环境下会发生化学反应：O₂+Cu—Cu₂O；将40根经过表面处理好的铜线穿入对应的40个陶瓷孔内，串联10片氧化锆增韧氧化铝陶瓷基板；将串联的10片氧化锆增韧氧化铝陶瓷放置于惰性气体保护烧结炉内进行烧结，烧结炉内的含氧量为100PPM、烧结温度为1070℃、烧结时间为20min的的环境下烧结；截断铜线、分离各陶瓷基板；去除孔以外多余的铜线，平整化处理氧化锆增韧氧化铝陶瓷表面，使得氧化锆增韧氧化铝陶瓷表面与铜线截面保持在同一平面上；利用DBC工艺，将氧化锆增韧氧化铝陶瓷基板一面覆铜，加工出所需的电路图形；在氧化锆增韧氧化铝陶瓷基板上剩余的通孔周围预留出1mm空间；再将剩余的40根铜针穿入剩下的40个通孔中；采用DBC烧结工艺将陶瓷孔金属化；将铜针截断，分离氧化铝陶瓷基板；平整化处理氧化铝陶瓷基板的另一表面；保留铜针凸出氧化铝陶瓷基板表面的长度为5mm；利用厚膜印刷工艺金属化氧化铝陶瓷基板的另一表面，以激光切割机将138*190*0.38mm规格、具有PIN结构的氧化锆增韧氧化铝陶瓷基板划分成4*5的矩阵，最后掰成小单元，完成具有PIN结构的氧化铝陶瓷基板的制作。

实施例3

本实施例采用上述的一种具有PIN结构的基板制作方法，具体地，本实施例中的基板、金属件的材料分别选择为：氮化铝陶瓷基板、铜线。以此为例说明具有PIN结构的氮化铝陶瓷敷铜陶瓷基板的制作方法，具体步骤如下，在规格为112*112*0.635mm规格的氮化铝陶瓷基板打孔48个，孔径为0.50mm；将48根规格为100*φ0.45mm的铜线经过使用预涂覆AgCuTi焊料，在温度为500℃和氧化时间60min的条件下将浆料中的有机物排出。在真空度10^-3Pa、720℃、10min条件下将铜线表面预合金化；将16根经过表面处理好的铜线穿入对应的16个陶瓷孔内，串联10片氮化铝陶瓷基板；将串联的10片氮化铝陶瓷基板放置于真空烧结炉内进行烧结，真空烧结炉内的真空度为10^-3Pa、烧结温度为790℃、烧结时间为25min的环境下烧结；将烧结后的陶瓷基板截断铜线、分离各陶瓷基板；去除孔以外多余的铜线，平整化处理氮化铝陶瓷基板表面，使得氮化铝陶瓷基板表面与铜针截面保持在同一水平面上；利用AMB工艺，将氮化铝陶瓷基板一面覆铜，加工出所需的电路图形；在氮化铝陶瓷基板上剩余的通孔周围预留出1mm空间；再将剩余的32根涂覆活性金属焊料的铜线穿入剩下的32个未金属化的通孔中；将陶瓷基板放置在真空烧结炉内，烧结陶瓷基板；将铜线截断，分离氮化铝陶瓷基板；平整化处理氮化铝陶瓷基板的另一表面；保留铜线凸出氮化铝陶瓷基板表面的长度为4mm；利用AMB工艺金属化氮化铝陶瓷基板的另一表面，加工出所需的电路图形，以激光切割机将112*112*0.50mm规格、具有PIN结构的氮化铝陶瓷基板划分成4*4的矩阵，最后掰成小单元，完成具有PIN结构的氮化铝陶瓷基板的制作。

实施例4

本实施例采用上述的一种具有PIN结构的基板制作方法，具体地，本实施例中的基板、金属件、金属化陶瓷基板的材料分别选择为：氧化锆陶瓷(ZrO₂)基板、铜锰合金线、铜。以此为例说明具有PIN结构的氧化锆陶瓷ZrO₂基板的制作方法，具体步骤如下，在规格为127*127*0.50mm规格的氧化锆陶瓷(ZrO₂)基板打孔48个，孔径为0.50mm；将48根规格为

的铜线经过预涂覆AgCuTi焊料，在温度为500℃，时间60min的条件下将浆料中的有机物排出。在真空度10^-3Pa、720℃、10min条件下将铜线表面预合金化，将16根经过表面处理好的铜线穿入对应的16个陶瓷孔内，串联10片氧化锆陶瓷(ZrO₂)基板；将串联的10片氧化锆陶瓷(ZrO₂)基板放置于真空烧结炉内进行烧结，真空烧结炉内的真空度为10^-3Pa、烧结温度为900℃、烧结时间为10min的环境下烧结；将烧结后的氧化锆陶瓷(ZrO₂)基板上残留的铜线截断、分离各陶瓷基板；去除孔以外多余的铜线，平整化处理氧化锆陶瓷(ZrO₂)基板表面，使得氧化锆陶瓷(ZrO₂)基板表面与铜线截面保持在同一水平面上；利用AMB工艺，将氧化锆陶瓷(ZrO₂)基板一面覆铜，加工出所需的电路图形；在氧化锆陶瓷(ZrO₂)基板上剩余的通孔周围预留出1mm空间；再将剩余的32根涂覆活性金属焊料的铜线穿入剩下的32个未金属化的通孔中；将陶瓷基板放置在真空烧结炉内以AMB工艺烧结；将铜针截断，分离氧化锆陶瓷(ZrO₂)基板；平整化处理氧化锆陶瓷(ZrO₂)基板的另一表面；保留铜线凸出于氧化锆陶瓷(ZrO₂)基板的长度为4mm；利用AMB工艺金属化氧化锆陶瓷(ZrO₂)基板的另一表面，加工出所需的电路图形，以激光切割机将127*127*0.50mm规格、具有PIN结构的氧化锆陶瓷(ZrO₂)基板划分成4*4的矩阵，最后掰成小单元，完成具有PIN结构的氧化锆陶瓷(ZrO₂)基板的制作。

以上示意性地对本发明创造及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，在不背离本发明的精神或者基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。附图中所示的也只是本发明创造的实施方式之一，实际的结构并不局限于此，权利要求中的任何附图标记不应限制所涉及的权利要求。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本专利的保护范围。此外，“包括”一词不排除其他元件或步骤，在元件前的“一个”一词不排除包括“多个”该元件。产品权利要求中陈述的多个元件也可以由一个元件通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

Claims

1.一种具有PIN结构的基板制作方法，其步骤如下：

在基板上需要打孔的位置打通孔，对金属件进行表面处理；将经过表面处理得到的部分金属件穿入基板的部分通孔中，使金属件贯穿一片或多片基板；将贯穿金属件的一片或多片基板放入烧结装置内烧结；截断贯穿的金属件、分离多片基板；平整化处理基板的表面；将基板的一侧表面金属化，并加工出所需的电路图形；在被金属化的基板表面上剩余通孔周围预留出设定的空间；将经过表面处理的金属件穿入基板上剩余的通孔中；将穿入金属件的基板放入烧结装置内烧结后截断金属件、分离基板，保留凸出金属化基板表面的金属件预设长度，并平整化处理基板的另一表面；将基板的另一表面金属化，加工出所需的电路图形、切割成所需矩阵、划分成小单元。

2.根据权利要求1所述的一种具有PIN结构的基板制作方法，其特征在于，所述的在基板上需要打孔的位置打通孔，采用激光打孔的方式进行，通孔数量≥2。

3.根据权利要求1所述的一种具有PIN结构的基板制作方法，其特征在于，截断贯穿的金属件、分离多片基板，采用机械方式或化学方式分离基板。

4.根据权利要求1所述的一种具有PIN结构的基板制作方法，其特征在于，所述的平整化处理基板的表面，指的是磨平截断后带有残留金属件的通孔口，使基板与金属件截面保持处于同一平面。

5.根据权利要求1所述的一种具有PIN结构的基板制作方法，其特征在于，基板的一侧表面金属化，是指采用包括但不局限于AMB、DBC、DPC、厚膜或薄膜的工艺，将基板的表面覆以金属层；所述的加工出所需的电路图形，指采用贴膜、曝光、显影、蚀刻工艺在基板上加工出需要的电路图形。

6.根据权利要求5所述的一种具有PIN结构的基板制作方法，其特征在于，在基板表面加工出所需的电路图形的同时，在基板上剩余通孔的周围预留出设定的空间。

7.根据权利要求6所述的一种具有PIN结构的基板制作方法，其特征在于，所述预留出设定的空间大于基板上剩余通孔的直径。

8.根据权利要求1～7任一项所述的一种具有PIN结构的基板制作方法，其特征在于，所述金属件为金属条、金属柱、金属丝或金属针。

9.根据根据要求8所述的一种具有PIN结构的基板制作方法，其特征在于，所述金属材料为纯金属或金属合金。

10.一种具有PIN结构的基板，基板材料包含但不局限于氧化铝、氮化铝、氮化硅、碳化硅陶瓷、功能陶瓷、玻璃、蓝宝石衬底或氧化硅无机基板。