TW200911072A - Multi-layer ceramic substrate with embedded cavity and manufacturing method thereof - Google Patents

Multi-layer ceramic substrate with embedded cavity and manufacturing method thereof Download PDF

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TW200911072A
TW200911072A TW096131432A TW96131432A TW200911072A TW 200911072 A TW200911072 A TW 200911072A TW 096131432 A TW096131432 A TW 096131432A TW 96131432 A TW96131432 A TW 96131432A TW 200911072 A TW200911072 A TW 200911072A
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Chih-Hung Wei
Yu-Ping Hsieh
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Delta Electronics Inc
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Description

200911072 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種陶瓷基板及其製造方法，特別關 於一種具有内埋孔穴的多層陶瓷基板及其製造方法。 【先前技術】 現今電子技術發展的相當迅速，而產品朝向輕薄短 小的趨勢，因此主被動元件不斷地朝向微型化方向發 n 展。其中因為低溫共燒陶究技術（Low Tempenure
Co-fired Ceramic，LTCC )的精進，使被動元件得以整合 於印刷電路陶堯基板中，藉此可大幅降低安插被動元; 及佈線所需要的面積。 、然而，低溫共燒陶莞技術於應用上仍有問題待解 決，其主要缺點在於燒結陶瓷基板所導致的收縮，其中 以平面方向的收縮影響最大，因而導致線路或整體美 的形變。此外，不同批次生產的陶究基板的收縮率二有 /所差異，增加電路設計及製程的困難度，而限制里應用 範I為減少燒結過程所導致的收縮率，f知技術藉由 改善設計與製造流程，卻會增加生產成本並使製造流程 :知：瓷基板只能於上下表面製作電路及黏著表 面兀件，並不符合微型化要求。 因此^何提供-種平面方向無燒結收縮，並將表 …整合於…板内1加電路集積度 (lntegratlon)的陶究基板及其製造方法，已成為重要
00707-CP/TW 200911072 課題之一。 【發明内容】 有鑑於上述課題，本發明之目 埋孔穴的多層陶兗基板，於平具有内 * τι - yj. ¢4- A 7 "，、燒結收縮，並將 η:陶究基板内，增加電路積集度。 緣疋，為達上述目的，本發 的多層陶究基板的製造方法包括以下步驟= 有-導雷舞二 亥陶究生胚片的表面具 陶究薄板及該陶究生胚片形成-堆 疊…構，其中該堆疊結構具 結堆疊結構。 ㈣孔穴，以及燒 之種具有内埋孔穴的多層 以及複數個導電層。該等導 ，其中該等介電層形成至少 為達上述目的，本發明 陶瓷基板包括複數個介電層 電層與該等介電層間隔設置 一内埋孔穴。 及並=所述，本發明之具有内埋孔穴的多層陶竞基板 咨…的陶莞薄板及未燒結的陶 -击^ 結’使得燒結過財H薄板得以提供 、’二用予陶瓷生胚片並抑制陶瓷生胚片收縮，故能 =免：面方向的燒結收縮。相較於習知技術， f板與喊纽片的特性㈣，燒結過㈣了抑制收 &外’亦㈣避免發结曲而得到平坦的㈣基板。此 外’於陶究基板内部形成内埋孔穴，而將電子元件置入 於内埋孔穴中，能夠增加電路積集度或縮小基板尺寸。
00707-CP/TW 200911072 【實施方式】 以下將參照相關圖式，說明依據本發明較佳實施例 之一種具有内埋孔穴的多層陶瓷基板及其製造方法，其 中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。 «月參肊圖1所示，本發明較佳實施例之一種陶瓷基 板的製造方法包括步驟S1至步驟S4。 :明參照圖1及圖2所示，步驟s1係提供至少一陶 瓷溥板。本實施例以二陶瓷薄板21、22為例說明，非 用=限制本發明。陶究薄板21、22的製備係可利用二 較高燒結溫度的生胚片夾置較低燒結溫度的生胚片，再 以較低燒結溫纟進行燒結，使較低燒結溫度的生胚片燒 ^成為陶兗薄板2卜22。於此燒結過程中，較高燒結 /皿度的，胚片係、提供—加壓作用於較低燒結溫度的生 胚片/最後再去除未燒結的較高燒結溫度的生胚片，即 可得到薄而平坦無翹曲的陶瓷薄板21、22。 請參照圖1及圖3所示，步驟32係提供至少一陶 生胚片31，該陶瓷生胚片31的表面具有一導電層（圖 .、員丁）陶瓷生胚片3丨係由混合至少一陶瓷材料及一 ‘，、、機黏結劑或有機載體㈣料所構成，並可加人一聚合 一塑化劑或一有機溶劑以調製適當黏度的漿 刷方二由一刮刀而形成薄板狀。導電層可藉由例如印 刷方式形成於H生胚片31的表面。 =材料係可選自—陶聽體、—玻璃、—金屬氧 物如體、-後合金屬氧化物粉體或其組合。無機黏結
00707-CP/TW 200911072 劑係可選自相對其他材以具備化學活性，且具有燒结 =低於陶賴及於燒結過程中為液相燒結的物理 攻有入 』為、、、口日日或非結晶的玻璃或玻璃陶 =“減_可為聚乙二醇（pEG)、聚乙稀縮丁 -(PVB)或聚乙烯醇（PVA)。塑化劑係可為酸二丁醛 (DBP)°有機溶劑係可為正丙醇、甲苯或乙醇。 本：施例提供之陶究薄板21、22或陶竞生胚片31 厂預先打孔、填人導電材料及印刷導電線路。或者， :亥=生胚片31可預先由複數個含有孔穴之 豐形成一立體結構。 @ 清參照圖1、圖3及圖4 π - ν. , 及圖4所不，步驟S3係堆疊該 :=21、22及該陶究生胚片31形成一堆疊結構 3 2，其中該堆疊結構3 2且古$丨、 薄板2卜22分別設置於堆羼姓^内埋孔穴44。陶瓷 叠結構32具有複數導電通T(構二的頂部及底部。堆 遠接“h各導電通孔電性 "導電層。其中該陶:是薄板21、22與陶究生 二3/之間係藉由-黏結劑黏結。黏結劑係可為= =例如玻璃或玻璃陶究，且破璃係可為結晶或： 步驟S4係燒結堆疊結構 利用陶瓷薄板21、22對 ’藉以製造出無燒結收縮 4 〇 請參照圖1及圖4所示， 3 2以形成一多層陶瓷基板4。 堆疊結構32所產生之束缚力 且平坦無麵曲的多層陶瓷基板
於步驟S3之後 00707-CP/TW 更可包括一步驟S31為壓合堆疊 200911072 結構32，即以熱壓方式及均壓方式壓合陶瓷薄板2卜 Μ及陶纽胚月3卜以使疊層更緻密，並防止多層陶 瓷基板4於後續燒結過程發生魅曲現象。 —如圖4所示，本發明較佳實施例之—種具有内埋孔 穴的陶究基板4係包括複數個介電層41、複數個導電 層42以及複數個導電通孔43。該等導電層42與該等 介電層41間隔設置’各該等導f通孔43電性連接至少 二導電層42。其中該等介電層41形成至少—内埋孔穴 44將3知设置於陶瓷基板表面的電子元件£置入於内 押匕八44中，使多層陶瓷基板4表面的線路佈局更具 彈性，增加電路積集度或縮小基板尺寸。該陶兗基板4 為-低溫共燒陶莞（LTCC)基板，並可應用於高精度 的1C載板、多晶片模組或耐候性電路板使用。電子元 件E係為主/被動元件，被動元件例如是電容器、電感 器、電阻器或電阻表面被動元件。 、τ'上所述，本發明之具有内埋孔穴的多層陶瓷基板 及其製造方法係'藉由已燒結的"薄板及未燒結的陶 竟生胚片堆疊燒結，使得燒結過程中陶究薄板得以提供 束縛作用予陶兗生胚片並抑制陶究生胚片收縮，故能 夠I免平面方向的燒結收縮。相較於習知技術，由於陶 瓷溥板與陶瓷生胚片的特性相同’燒結過程除了抑制收 縮卜亦此夠避免發生翹曲而得到平坦的陶瓷基板。此 外’於陶瓷基板内部形成内埋孔穴，而將電子元件置入 :内里孔八中，自b夠增加電路集積度或縮小基板尺寸。
00707-CP/TW 200911072 ’而非為限制性者。任何未脫 而對其進行之等效修改或變 以上所述僅為舉例性， 離本發明之精神與範疇，， 更，均應包含於後附之申請專利範圍 【圖式簡單說明】 圖1為依據本發明較佳實施例之一種具有内埋孔 穴的陶瓷基板的製造方法的流程圖； 圖2為本發明之陶瓷薄板的示意圖； 圖3為本發明之陶曼生胚片及其疊置的*意圖；以 及 圖4為依據本發明較佳實施例之一種具有内埋孔 穴的陶瓷基板之示意圖。 【主要元件符號說明】 具有内埋孔穴的多層陶瓷基板的製造方 21、22 :陶瓷薄板 32 :堆疊結構 41 :介電層 :導電通孔 E :電子元件 S1〜S4、S31 : 法的流程步驟 31 :陶瓷生胚片 4 :多層陶瓷基板 42 :導電層 44 :内埋孔穴
00707-CP/TW 10

Claims (1)

  1. 200911072 十、申請專利範圍： 1、-種：瓷基板的製造方法，其包括： 提供至少一陶瓷薄板及至少一陶瓷生胚片； 聂姓：i。玄陶瓷溥板及該陶瓷生胚片’以形成-堆 唛結構；以及 2 祝結該堆疊結構
    士申明專利範圍第i項所述之製造方法， 結該堆叠姓；)：盖$今 s ^ ' h 構之則，更包括—壓合該堆疊結構之士 驟 4 如申請專利範圍第 合步驟係以一熱壓 及該陶瓷生胚片。 如申請專利範圍第 瓷生胚片具有至少 成該導電層。 2項所述之製造方法，其中該壓 方式及均壓方式壓合該陶瓷薄板 1項所述之製造方法，其中該陶 一導電層，係藉由一印刷方式形
    5、如申請專利範圍第4 豐結構具有複數個導 接該導電層。 項所述之製造方法，其中該堆 電通孔，該等導電通孔電性連 〇 7 00707-CP/TW 、如申請專·圍第丨項料之製造方法， f薄板係利用至少二高燒結溫度的生胚片夾置 』溫度的生胚片’#以低燒結 該低燒結溫度的生胚片燒結成為該㈣薄^ 除未燒結之高燒結溫度的生胚片。 如申請專利範圍$ i項所述之製造方法，其中索 Ύ a 11 200911072 瓷生胚片係由至少一陶瓷材料及一無機黏結劑或有 機載體的漿料所構成。 如申請專利範圍第7項所述之製造方法，其中該陶 瓷材料係選自陶瓷粉體、玻璃、金屬氧化物、複合 金屬氧化物及其組合所構成的群組。 如申請專利範圍第丨或7項所述之製造方法，其中 °亥陶瓷生胚片更包含一聚合黏結劑、一塑化劑或一 有機溶劑。 10、如申請專利範圍第9項所述之製造方法，其中該聚 合黏結劑為聚乙二醇、聚乙烯縮丁醛或聚乙烯醇。 u、如ΐ請專利範圍第9項所述之製造方法， 化劑為酸二丁醛。 /、τ X A 12、如申請專利範圍第9項所述之製造方法 機溶劑為正丙醇、曱苯或乙醇。 圍第1項所述之製造方法，其中該陶 反/、°亥陶瓷生胚片之間係藉由一黏結劑連结。 14、 如申請專利笳圊 …逆、、0 圍弟13項所述之製造方法，其中該 黏、洁劑為—無機黏結劑。 八 15、 ：申請專利範圍第14項所述之製造方法，其" 16 :、、：黏結劑為結晶或非結晶的玻璃或玻 。 7請專利範圍第1項所述之製造方法4中，陶 是薄板或該陶瓷生胚片 = 料或印刷-導電線路。貞先打孔獻導電材 Π、如申請專利範圍第丨 貝所述之製造方法，其中 00707-CP/TW 么,、 200911072 曼生胚片預先由複數個含有孔穴之生胚片堆疊形 成一立體結構。 18、 如申請專利範圍第”所述之製造方法，其中該堆 宜結構具有至少一内埋孔穴。 19、 如中請專利範圍第18項所述之製造方法，其中於 該至少一内埋孔穴中置入至少一電子元件。 2〇、如中請專利範圍第19項所述之製造方法，其中該 電子π件係為一主/被動元件，被動元件、電容器、 電感電阻為'或電阻表面被動元件。 21、 ,中請專利範圍第1項所述之製造方法，其中該至 夕一陶瓷薄板包括一第一陶瓷薄板和一第二陶瓷 薄板，分別設置於該堆疊結構的頂部及底部。 22、 如申請專利範圍第1項所述之製造方法，其中該陶 究基板為一低溫共燒陶瓷（LTCC )基板。 23如申睛專利範圍第1項所述之製造方法，其中該陶 究基板應用於高精度的ic載板、多晶片模組或耐 候性電路板。 24、—種陶瓷基板’其係由至少一陶瓷薄板及至少一陶 究生胚片堆疊燒結而成。 25如申凊專利範圍第24項所述之陶瓷基板，其中該 陶竟生胚片係由至少一陶瓷材料及一無機黏結劑或 有機载體的漿料所組成。 26、如申請專利範圍第25項所述之陶瓷基板，其中該 陶竟材料係選自陶瓷粉體、玻璃、金屬氧化物、複 00707-CP/TW 13 200911072 合金屬氧化物及其組合所構成的群組。 27 28 29 30 31' 32， 33、 34、 35、 36、 如申切專利範圍第24或25項所述之陶瓷基板，其 中該陶瓷生胚片更包含一聚合黏結劑、一塑化劑或 一有機溶劑。 取如申請專利範圍第27項所述之陶究基板，其中該 來口黏結劑為聚乙二醇、聚乙烯縮丁醛或聚乙烯醇。 如申明專利範圍第27項所述之陶瓷基板，其 塑化劑為酸二丁酸。 以 如申請專利範圍第27項所述之陶£基板，其中該 有機洛劑為正丙醇、甲苯或乙醇。 如申β專利範圍第24項所述之陶竟基板，其中談 陶兗薄板與該陶兗生胚片之間係藉由一黏結劑； 如申請專利範圍第31項所述之陶総板 黏結劑為一無機黏結劑。 =申#專利範圍第32項所述之陶曼基板，其中該 …、機黏結劑為結晶或非結晶的玻璃或玻璃陶竟。 如申請專利0 μ κ ^ , 、&圍弟24項所述之陶瓷基板，其中該 弋反或。亥陶瓷生胚片具有-孔穴、-導電材料 或—導電線路。 陶：：專利軏圍第24項所述之陶瓷基板，其中該 忐胚片係為複數個含有孔穴之生胚片所堆疊 形成之一立體結構。 哽 00707-CP/TW 如申請專利範”24項所述之㈣基板，其更包 14 200911072 括至少一内埋孔穴。 37、 如申請專利範圍第36項所述之陶瓷基板，其更包 括至少一電子元件，置入於該至少一内埋孔穴中。 38、 如申凊專利範圍第37項所述之陶瓷基板，其中該 電子凡件係為一主/被動元件，被動元件、電容器、 電感器、電阻器或電阻表面被動元件。 .39、如申請專利範圍第24項所述之陶瓷基板，其中該 f 至少一陶瓷薄板包括一第一陶瓷薄板和一第二陶 瓷4板，分別設置於該陶瓷基板的頂部及底部。 4〇如申明專利範圍第24項所述之陶瓷基板，其為一 低溫共燒陶瓷（LTCC )基板。 41如:明專利範圍帛24項所述之陶免基板，其應用 於n精度的Ic載板、多晶片模組或耐候性電路板。 42、如中請專利範圍第24項所述之m板，其中該 , 陶瓷基板包括複數個導電層以及複數個導電通 γ 孔，该等導電通孔電性連接該等導電層。 00707-CP/TW 15
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