CN115946433A - 一种多层陶瓷基板的制作方法以及真空压合装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的多层陶瓷基板的制作方法以及真空压合装置，涉及陶瓷基板制作方法领域。该多层陶瓷基板的制作方法包括：准备多块带有导电线路的陶瓷板材；选择粘接剂，并将粘接剂涂覆在每一块陶瓷板材上，以将多块陶瓷板材粘接成多层的陶瓷基板结构；提供真空压合装置，设置真空压合装置的压合参数，对多层的陶瓷基板结构进行压合成型处理，以得到多层陶瓷基板，其中，真空压合装置的压合参数包括压合温度以及压合压力。本发明利用压合成型的方法制作多层陶瓷基板，而未使用高温烧结处理成型多层陶瓷基板，既可以解决陶瓷基板烧结在过程中因温度要求过高引起的耗能高的问题，也能够解决陶瓷基板烧结过程中尺寸收缩的问题。
Description
技术领域
本发明涉及陶瓷基板制作方法领域，尤其涉及一种多层陶瓷基板的制作方法以及真空压合装置。
背景技术
陶瓷具有一系列优秀的机械和电性能优势(低的线膨胀系数，低的介电常数，介质损耗，尺寸稳定性好，受温度和湿度影响小，抗辐射)，使得其在半导体封装领域应用越来越广泛。
多层陶瓷基板是陶瓷基板的一种，其制作方法分为LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic，低温共烧陶瓷)和HTCC(High Temperature Co-fired Ceramic，高温共烧陶瓷)两种。采用丝网印刷在陶瓷胚片上制备金属线路层，然后将多层生胚片堆叠后烧结而成，虽然采用LTCC和HTCC成型的多层陶瓷基板的集成度高、耐热性好，但是，LTCC制作温度需要到600℃～800℃，HTCC制作温度需要到1500摄氏度以上。制作过程中温度高消耗大量的能源，同时在烧结的过程中陶瓷片收缩率大，一般会达到20％以上，这些均不利于多层陶瓷基板制作。
发明内容
本发明实施例公开了一种多层陶瓷基板的制作方法以及真空压合装置，其利用真空压合装置压合成型的方法制作多层陶瓷基板，从而避免使用高温烧结处理成型多层陶瓷基板，既可以解决陶瓷基板烧结在过程中因温度要求过高引起的耗能高的问题，也能够解决陶瓷基板烧结过程中尺寸收缩的问题。
第一个方面，本发明公开了一种多层陶瓷基板的制作方法，用于制作多层陶瓷基板，所述制作方法包括：
准备多块带有导电线路的陶瓷板材；
选择粘接剂，并将所述粘接剂涂覆在每一块陶瓷板材上，以将所述多块陶瓷板材粘接成多层的陶瓷基板结构；
提供真空压合装置，设置所述真空压合装置的压合参数，对所述多层的陶瓷基板结构进行压合成型处理，以得到多层陶瓷基板，其中，所述真空压合装置的压合参数包括压合温度以及压合压力。
作为一种可选的实施方式，所述准备多块带有导电线路的陶瓷板材的步骤包括：
采用丝网印刷在陶瓷板材上制备金属线路层，所述金属线路层形成为所述导电线路。
作为一种可选的实施方式，所述粘接剂包括压敏胶或热固胶；
在所述选择粘接剂，并将所述粘接剂涂覆在每一块陶瓷板材上，以将所述多块陶瓷基板粘接成多层的陶瓷基板结构的步骤中，将压敏胶或热固胶涂覆于每一块陶瓷板材上，以通过所述压敏胶或热固胶将多块陶瓷板材粘接成多层的陶瓷基板结构。
作为一种可选的实施方式，将所述压敏胶或热固胶涂覆于所述陶瓷板材的两侧面。
作为一种可选的实施方式，所述设置真空压合装置的压合参数，对所述多层的陶瓷基板结构进行压合成型处理，以成型多层陶瓷基板的步骤中，控制所述真空压合装置的压合温度在200摄氏度以内。
第二个方面，本发明公开了一种真空压合装置，用于实施前述任一项的多层陶瓷基板的制作方法，所述真空压合装置包括压机主体、第一压合磨具、第二压合磨具和定位部件；
所述第一压合磨具和所述第二压合磨具位置相对且相互间隔地安装于所述压机主体上，且所述压机主体用于使所述第一压合磨具和所述第二压合磨具相互靠近或远离；
所述定位部件与所述第一压合磨具和所述第二压合磨具连接，且所述第一压合磨具或/和所述第二压合磨具能够沿所述定位部件滑动；
所述多层的陶瓷基板结构放置于所述第一压合磨具和所述第二压合磨具之间，所述第一压合磨具的压合表面、所述第二压合磨具的压合表面均与待压合的多层的陶瓷基板结构平行，且所述第一压合磨具的压合表面以及所述第二压合磨具的压合表面共同用于压合所述多层的陶瓷基板结构，以将所述多层的陶瓷基板结构压合成型为多层陶瓷基板。
作为一种可选的实施方式，所述真空压合装置还包括第一压合垫和第二压合垫，所述第一压合垫与所述第一压合磨具连接，所述第二压合垫与所述第二压合磨具连接，且所述第一压合垫与所述第二压合垫相对，所述第一压合垫和所述第二压合垫之间用于放置多层的陶瓷基板结构并对所述多层的陶瓷基板结构进行压合成型处理，以将所述多层的陶瓷基板结构压合成型为多层陶瓷基板。
作为一种可选的实施方式，所述第一压合垫镶嵌于所述第一压合磨具内，且所述第一压合磨具以所述第一压合垫的表面为压合表面；所述第二压合垫镶嵌于所述第二压合磨具内，且所述第二压合磨具以所述第二压合垫的表面为压合表面。
作为一种可选的实施方式，所述定位部件包括多个定位销钉，同一定位销钉分别与所述第一压合磨具和所述第二压合磨具连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明实施例提供的一种多层陶瓷基板的制作方法以及真空压合装置，通过在陶瓷基板上涂敷粘接剂，再通过真空压合装置压合成型多层陶瓷基板，其中，真空压合装置的压合温度要求较低，大大小于LTCC的烧结温度(600℃-800℃)，更远远小于HTCC的烧结温度(1500℃)，从而可以避免在多层陶瓷基板的成型过程中使用高温，本发明实施例提供的多层陶瓷基板的制作方法利用真空压合装置压合成型的方法制作多层陶瓷基板，从而避免使用高温烧结处理成型多层陶瓷基板，既可以解决陶瓷基板烧结在过程中因温度要求过高引起的耗能高的问题，也能够解决陶瓷基板烧结过程中尺寸收缩的问题。总体而言，本发明实施例提供的多层陶瓷基板制作方法有利于降低制作过程中的能耗以及保证制作精度和产品质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要的使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例公开的多层陶瓷基板的制作方法的示意图；
图2是本发明实施例公开的真空压合装置的结构示意图。
图标：100、真空压合装置；110、压机主体；121、第一压合磨具；122、第二压合磨具；130、定位部件；141、第一压合垫；142、第二压合垫；A、多层的陶瓷基板结构。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，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。
在本发明中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。
此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，术语“第一”、“第二”等主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分(具体的种类和构造可能相同也可能不同)，并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量。除非另有说明，“多个”的含义为两个或两个以上。
下面将结合实施例和附图对本发明的技术方案作进一步的说明。
请参阅图1，其示出了本发明实施例提供的一种多层陶瓷基板的制作方法，该多层陶瓷基板的制作方法用于制作多层陶瓷基板。本发明实施例提供的多层陶瓷基板的制作方法利用真空压合装置100(参见图2)压合成型的方法制作多层陶瓷基板，从而避免使用高温烧结处理成型多层陶瓷基板，既可以解决陶瓷基板烧结在过程中因温度要求过高引起的耗能高的问题，也能够解决陶瓷基板烧结过程中尺寸收缩的问题。总体而言，本发明实施例提供的多层陶瓷基板制作方法有利于降低制作过程中的能耗以及保证制作精度和产品质量。
如图1所示，本发明实施例提供的多层陶瓷基本的制作方法包括以下步骤。
步骤S100：准备多块带有导电线路的陶瓷板材。
需要说明的是，陶瓷板材由陶瓷材料制成，且在陶瓷板材上制备有导电线路，在陶瓷板材的制作过程中，可以包括采用丝网印刷在陶瓷胚片上制备金属线路层，金属线路层形成导电线路。此外，还需要说明的是，通常该陶瓷板材可以通过将生陶瓷片通过激光打孔、丝印塞孔、丝印线路的步骤进行制备，本发明实施例对于步骤S100中的多块陶瓷板材的制备方式不做具体要求。
步骤S200：选择粘接剂，并将粘接剂涂覆在每一块陶瓷板材上，以将多块陶瓷板材粘接成多层的陶瓷基板结构。
需要特别指出的是，通过粘接剂将多块陶瓷基板粘接成多层的陶瓷基板结构，该多层的陶瓷基板结构仅通过粘接剂连接，而非压合后的多层陶瓷基板，也并非采用烧结成型的多层陶瓷基板。
可选地，在本发明实施例中，上述的粘接剂可以包括压敏胶或热固胶，对于粘接剂的选择，可以根据产品的生产制造要求或使用要求进行粘接剂的选择，比如对于温度有要求的产品，可以选择热固剂作为粘接剂，对于压力有要求的产品可以选择压敏胶作为粘接剂等。在选择粘接剂，并将粘接剂涂覆在每一块陶瓷板材上，以将多块陶瓷板材粘接成多层的陶瓷基板结构的步骤S200中，将压敏胶或热固胶涂覆于每一块陶瓷板材上，以通过压敏胶或热固胶将多块陶瓷板材粘接成多层的陶瓷基板结构。
可选地，在本实施例中，在步骤S200中，将压敏胶或热固胶涂覆于陶瓷板材的两侧面，以进一步提高陶瓷板材之间的连接稳固性，保证成型后的多层陶瓷基板的产品质量。
步骤S300：提供真空压合装置，设置真空压合装置的压合参数，对多层的陶瓷基板结构进行压合成型处理，以得到多层陶瓷基板，其中，真空压合装置的压合参数包括压合温度以及压合压力。
需要指出的是，在本发明实施例中，真空压合装置100的压合参数包括压合温度和压合压力，对于压合温度而言，其参考范围在100℃-200℃之间。同时，需要指出的是，通常采用LTCC(低温共烧陶瓷)制作多层陶瓷基板的烧结温度在600℃-800℃之间，采用HTCC(高温共烧陶瓷)制作多层陶瓷基板的烧结温度在1500℃以上。同时，高温烧结通常会带来陶瓷片收缩，一般收缩会达到20％以上，显然高温烧结并不利于多层陶瓷基板的制作，尤其是难以确保制作精度要求。而本发明实施例通过真空压合装置100压合成型多层陶瓷基板的温度要求在200℃以内，大大小于LTCC的烧结温度(600℃-800℃)，更远远小于HTCC的烧结温度(1500℃)，从而可以避免在多层陶瓷基板的成型过程中使用高温，既可以解决陶瓷基板烧结在过程中因温度要求过高引起的耗能高的问题，也能够解决陶瓷基板烧结过程中尺寸收缩的问题。
可选地，压合压力可以在100PSI-1000PSI之间(PSI，Pounds per square inch，磅力/平方英寸，是一种计量单位，其中，P是指磅力pound，S是指平方square，I是指英寸inch)。示例性的，可为200PSI、300PSI、500PSI、800PSI等。
请参阅图2，其示出了用于实施上述步骤S300的压合成型过程的一种真空压合装置100，该真空压合装置100用于压合成型多层陶瓷基板。真空压合装置100包括压机主体110、第一压合磨具121、第一压合垫141、第二压合磨具122、第二压合垫142和定位部件130。第一压合磨具121和第二压合磨具122位置相对且相互间隔地安装于压机主体110上，且压机主体110用于使第一压合磨具121和第二压合磨具122相互靠近或远离。定位部件130与第一压合磨具121和第二压合磨具122连接，且第一压合磨具121或/和第二压合磨具122能够沿定位部件130滑动。多层的陶瓷基板结构A放置于第一压合磨具121和第二压合磨具122之间，通过第一压合磨具121的压合表面以及第二压合磨具122的压合表面对多层的陶瓷基板结构A进行压合，在压合时，第一压合磨具121的压合表面、第二压合磨具122的压合表面均与待压合的多层的陶瓷基本结构A平行，且在压合过程中，通过定位部件130保持平行度，第一压合磨具121和第二压合磨具122共同用于压合多层的陶瓷基板结构A，以将多层的陶瓷基板结构A压合成型为多层陶瓷基板。
需要指出的是，压机主体110为真空压合装置100的主体部分，可以包括真空部件、动力部件(液压缸、气缸等)、上下压板等，具体可以参考现有压机。本发明实施例在压机的上下压板上安装有第一压合磨具121和第二压合磨具122，如图2所示，第一压合磨具121与上压板连接，第二压合磨具122与下压板连接。第一压合磨具121和第二压合磨具122向陶瓷基板传递压力以及压合的温度，使多层的陶瓷基板结构A压合成型。定位部件130用于与第一压合磨具121和第二压合磨具122连接，在第一压合磨具121和第二压合磨具122相对运动时，定位部件130可以保证第一压合磨具121和第二压合磨具122与陶瓷基板接触面的平整度，减少因平整度问题引起的将陶瓷基板压坏的情况，从而有利于提升良品率。
在本实施例中，真空压合装置100还包括第一压合垫141和第二压合垫142，第一压合垫141与第一压合磨具121连接，第二压合垫142与第二压合磨具122连接，且第一压合垫141与第二压合磨具122相对；在设置真空压合装置100的压合参数，对多层的陶瓷基板结构A进行压合成型处理，以成型多层陶瓷基板的步骤中，将多层的陶瓷基板结构A放置在第一压合垫141和第二压合垫142之间，并在第一压合磨具121和第二压合磨具122的共同作用下，使第一压合垫141和第二压合垫142对多层的陶瓷基板结构A进行压合成型处理，以将多层的陶瓷基板结构A压合成型为多层陶瓷基板。
需要指出的是，第一压合垫141和第二压合垫142可以在压合过程中起到缓冲作用，避免第一压合磨具121、第二压合磨具122与陶瓷基板的硬接触，从而有利于保证压合的均匀性，从而提升多层陶瓷基板的生产质量。
可选地，第一压合磨具121和第二压合磨具122均为金属材质，第一压合垫141和第二压合垫142可以均为高分子材料，比如牛皮纸、无纺布等材料。
可选地，在本实施例中，定位部件130包括多个定位销钉，同一定位销钉分别与第一压合磨具121和第二压合磨具122连接。采用定位销钉的形式实现方式简单、可靠，在第一压合磨具121和第二压合磨具122相对运动的过程中，由于多个定位销钉在两者运动方向上的限位，使第一压合磨具121和第二压合磨具122均能同步运动，从而确保了与陶瓷基板两侧接触的平整度，减少压坏陶瓷基板的概率，有利于提升产品良品率。
以上对本发明实施例公开的一种多层陶瓷基板的制作方法以及真空压合装置进行了详细的介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的一种多层陶瓷基板的制作方法以及真空压合装置100及其核心思想：同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (9)
1.一种多层陶瓷基板的制作方法，用于制作多层陶瓷基板，其特征在于，所述制作方法包括：
准备多块带有导电线路的陶瓷板材；
选择粘接剂，并将所述粘接剂涂覆在每一块陶瓷板材上，以将所述多块陶瓷板材粘接成多层的陶瓷基板结构；
提供真空压合装置，设置所述真空压合装置的压合参数，对所述多层的陶瓷基板结构进行压合成型处理，以得到多层陶瓷基板，其中，所述真空压合装置的压合参数包括压合温度以及压合压力。
2.根据权利要求1所述的多层陶瓷基板的制作方法，其特征在于，所述准备多块带有导电线路的陶瓷板材的步骤包括：
采用丝网印刷在陶瓷板材上制备金属线路层，所述金属线路层形成为所述导电线路。
3.根据权利要求1所述的多层陶瓷基板的制作方法，其特征在于，所述粘接剂包括压敏胶或热固胶；
在所述选择粘接剂，并将所述粘接剂涂覆在每一块陶瓷板材上，以将所述多块陶瓷基板粘接成多层的陶瓷基板结构的步骤中，将压敏胶或热固胶涂覆于每一块陶瓷板材上，以通过所述压敏胶或热固胶将多块陶瓷板材粘接成多层的陶瓷基板结构。
4.根据权利要求3所述的多层陶瓷基板的制作方法，其特征在于，将所述压敏胶或热固胶涂覆于所述陶瓷板材的两侧面。
5.根据权利要求1所述的多层陶瓷基板的制作方法，其特征在于，所述设置真空压合装置的压合参数，对所述多层的陶瓷基板结构进行压合成型处理，以成型多层陶瓷基板的步骤中，控制所述真空压合装置的压合温度在200摄氏度以内。
6.一种真空压合装置，其特征在于，用于实施如权利要求1-5任一项所述的多层陶瓷基板的制作方法，所述真空压合装置包括压机主体、第一压合磨具、第二压合磨具和定位部件；
所述第一压合磨具和所述第二压合磨具位置相对且相互间隔地安装于所述压机主体上，且所述压机主体用于使所述第一压合磨具和所述第二压合磨具相互靠近或远离；
所述定位部件与所述第一压合磨具和所述第二压合磨具连接，且所述第一压合磨具或/和所述第二压合磨具能够沿所述定位部件滑动；
所述多层的陶瓷基板结构放置于所述第一压合磨具和所述第二压合磨具之间，所述第一压合磨具的压合表面、所述第二压合磨具的压合表面均与待压合的多层的陶瓷基板结构平行，且所述第一压合磨具的压合表面以及所述第二压合磨具的压合表面共同用于压合所述多层的陶瓷基板结构，以将所述多层的陶瓷基板结构压合成型为多层陶瓷基板。
7.根据权利要求6所述的真空压合装置，其特征在于，所述真空压合装置还包括第一压合垫和第二压合垫，所述第一压合垫与所述第一压合磨具连接，所述第二压合垫与所述第二压合磨具连接，且所述第一压合垫与所述第二压合垫相对，所述第一压合垫和所述第二压合垫之间用于放置多层的陶瓷基板结构并对所述多层的陶瓷基板结构进行压合成型处理，以将所述多层的陶瓷基板结构压合成型为多层陶瓷基板。
8.根据权利要求7所述的真空压合装置，其特征在于，所述第一压合垫镶嵌于所述第一压合磨具内，且所述第一压合磨具以所述第一压合垫的表面为压合表面；所述第二压合垫镶嵌于所述第二压合磨具内，且所述第二压合磨具以所述第二压合垫的表面为压合表面。
9.根据权利要求6所述的真空压合装置，其特征在于，所述定位部件包括多个定位销钉，同一定位销钉分别与所述第一压合磨具和所述第二压合磨具连接。
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2022
- 2022-12-26 CN CN202211713945.9A patent/CN115946433A/zh active Pending
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