[发明专利]一种低温共烧陶瓷基板空腔结构的制备方法

说明书

本发明的低温共烧陶瓷基板空腔结构的制备方法，具备如下步骤：将LTCC生瓷带切割成LTCC生瓷片，然后将切割好的多片LTCC生瓷片依次进行第一阶段叠层，从而分别形成上层盖板、子层板和下层板；将子层板与下层板进行第二阶段叠层，从而形成合层板；将上层盖板和合层板进行第三阶段叠层，从而形成带有空腔结构的LTCC巴块；对LTCC巴块进行切割后得到LTCC基板素坯，然后将LTCC基板素坯进行烧结；第三阶段叠层的工艺中的叠层压力、温度和时间均小于第一和第二阶段叠层的工艺中的参数。根据本发明，极大降低了带有空腔结构的低温共烧陶瓷基板的制造成本，有利于低温共烧陶瓷基板空腔结构的批量化生产。

技术领域

本发明涉及一种低温共烧陶瓷基板的制造领域，尤其涉及一种低温共烧陶瓷基板空腔结构的制备方法。

背景技术

低温共烧陶瓷（Low Temperature Co-fired Ceramic；以下简称LTCC）技术作为一种成熟的多层基板工艺而被广泛应用，其通过将厚膜印刷的生瓷带叠层共烧成型，使电路的设计空间从传统的二维平面向三维空间进行了拓展。采用LTCC技术构建的空腔结构非常适用于无源器件的内埋，由此极大地减小了元器件的尺寸和封装基板的面积。此外，LTCC基板中的空腔结构还被广泛应用于LTCC微流通道、LTCC微反应器、LTCC传感器、LTCC驱动器、以及LTCC多功能集成基板等结构中。因此，掌握LTCC基板空腔结构的制备技术具有重要意义。

在LTCC基板的制备过程中，通常需要采用热等静压工艺以保证多层LTCC生瓷片之间的紧密结合。然而，热等静压的过程中极易造成LTCC基板中的空腔结构塌陷，这主要是由于传统LTCC叠压工艺中的高层压压力导致LTCC生瓷片产生非弹性形变。此外，在烧结过程中，玻璃组分的软化也会导致一定的结构形变。现有的文献报道和专利文献中，例如对比文件1，有关LTCC基板空腔的构建方法大都采用在空腔中填充烧结时会挥发的聚合物或碳材料的方法，以此作为牺牲层材料，避免了热等静压过程中空腔结构的塌陷，进而获得平整的空腔结构。

然而，这种方法存在诸多缺点，例如，为了保证空腔的平整度，牺牲层材料的尺寸与生瓷带空腔的尺寸需完全匹配；为了保证烧结后无残余物质在空腔内，还需在LTCC基板上设计额外的排气通道，不断调整烧结工艺等，由此，增加了LTCC基板制备工艺的复杂度和成本。

现有技术文献：

专利文献：

专利文献1：中国专利公开CN 104103525 A。

发明内容

发明要解决的问题：

鉴于以上存在的问题，本发明人锐意进取，提出了一种不需要采用任何空腔填充或牺牲材料的LTCC基板空腔结构的制备方法，从而简化制备工艺，降低了生产成本。

解决问题的手段：

为了解决上述技术问题，本发明的LTCC基板空腔结构的制备方法，具备如下步骤：

将LTCC生瓷带切割成LTCC生瓷片，然后将切割好的多片所述LTCC生瓷片依次进行第一阶段叠层，从而分别形成上层盖板和下层板；另对所述LTCC生瓷片进行打孔，然后将打好孔的多片所述LTCC生瓷片依次进行第一阶段叠层，从而形成带有空腔结构的子层板；

将所述子层板与所述下层板进行第二阶段叠层，从而形成合层板；

将所述上层盖板和所述合层板进行第三阶段叠层，从而形成带有空腔结构的LTCC巴块；

对所述LTCC巴块进行切割后得到LTCC基板素坯，然后将所述LTCC基板素坯进行烧结；

其中，所述第三阶段叠层的工艺中的叠层压力、温度和时间均小于所述第一和第二阶段叠层的工艺中的参数。