[发明专利]具有结构补偿区域的多层共烧陶瓷电路基板及多层基板的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有结构补偿区域的多层共烧陶瓷电路基板及多层共烧陶瓷电路基板的制作方法，特别是具有复杂腔体结构的多层共烧陶瓷电路基板的加工工艺，可以用于多层共烧陶瓷电路基板的工艺设计，以实现高的基板平整度。

背景技术

多层共烧陶瓷电路基板的常规制作工艺是：1)按照设计图形，分别在各层生瓷上制作导体图形、导体通孔、腔体等，2)将制作好导体图形、导体通孔和腔体的生瓷按照顺序叠层，然后通过加热加压的方法将其压制成致密的生瓷块，3)对压制好的生瓷块进行烧结，使生瓷与导体实现共烧，最终形成多层共烧陶瓷电路基板。在共烧过程中，由于导体与生瓷在烧结特性、热膨胀等方面存在一定程度的差异，使得最终获得的多层共烧陶瓷电路基板容易出现翘曲。在腔体结构、电路结构复杂的多层共烧陶瓷电路基板中，该问题尤为突出，甚至会使多层共烧陶瓷电路基板由于翘曲过大而无法使用，严重影响产品质量。

《封装、测试与设备》35卷第8期发表的“LTCC工艺技术研究”文章指出LTCC电路基板(一种多层共烧陶瓷电路基板)内部导体电路图形分布不对称将导致基板翘曲；《微电子学报》41卷第5期发表的“LTCC基板共烧平整度工艺研究”文章指出开放式网格地、导体图形均匀设计能够改进LTCC基板平整度。虽然这些研究指出导体的非均匀分布会导致LTCC基板的翘曲，但是在实际产品中，尤其是当存在复杂腔体结构时，导体的非均匀分布是在所难免的，这些文章没有提出相应的调控措施，因此多层共烧陶瓷基板的高平整度实现仍然十分困难。

多层共烧陶瓷电路基板(以下简称电路基板)，由于腔体的出现，导致电路基板内部部分区域无法布置导体通孔和图形，导体分布的均匀性被破坏，烧结过程中容易出现翘曲。

通常的多层共烧陶瓷电路基板的工艺结构设计中，对于尺寸较大、结构复杂的产品，往往会在电路基板的外围留下一定宽度的纯陶瓷区域，以抑制由于腔体出现而导致的基板翘曲，该区域不是多层共烧陶瓷电路基板的有效组成部分，在烧结以后，将通过分片的方式去除。由于纯陶瓷区域内没有布置导体图形和导体通孔，该区域的收缩率、收缩特性与电路基板区域有较大差异，而该差异也会导致电路基板的翘曲。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种具有结构补偿区域的多层共烧陶瓷电路基板及多层共烧陶瓷电路基板的制作方法，提供一种成本低廉、实现过程简单、无需额外工装夹具的工艺设计方法，以解决多层共烧陶瓷电路基板在共烧过程发生翘曲的问题。

技术方案

一种具有结构补偿区域的多层共烧陶瓷电路基板，包括根据设计图纸的各层生瓷的导体通孔、导体图形和腔体；其特征在于：在电路基板区域的外围设置宽度范围为0.2～15mm的结构补偿区域，在结构补偿区域中均匀布置补偿导体通孔或补偿导体图形。

所述导体通孔的孔径为0.05mm～0.5mm，导体通孔的中心间距为2～10倍通孔的孔径。

所述导体图形的填充率为电路基板区域导体图形填充率的0.2～5倍。

一种利用具有结构补偿区域的多层共烧陶瓷电路基板制作多层共烧陶瓷电路基板的方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：根据设计图纸制作各层生瓷的导体通孔、导体图形和腔体，形成电路基板区域；

步骤2：在电路基板区域的外围留置宽度范围为0.2～15mm的结构补偿区域；

步骤3：在补偿区域中均匀布置导体通孔或导体图形；

步骤4：采用常规的填孔、印刷、叠层、层压和烧结的工艺路线和工艺方法进行加工；

步骤5：在烧结后在分片工艺步骤中，通过分片的方式去除结构补偿区域，获得多层共烧陶瓷电路基板。

所述步骤3中导体通孔的孔径为0.05mm～0.5mm，导体通孔的中心间距为2～10倍通孔的孔径。

所述步骤3中导体图形的填充率为电路基板区域导体图形填充率的0.2～5倍。

所述步骤4进行填孔工艺时，结构补偿区域中导体通孔的填孔材料与该层电路基板有效区域中导体通孔的填孔材料相同，或与生瓷材料体系匹配。

所述步骤4进行填孔工艺时，结构补偿区域中导体图形的材料与该层电路基板有效区域中导体图形的材料相同，或与生瓷材料体系匹配。

有益效果