[发明专利]一种高厚度LTCC基板的叠片方法

说明书

本发明公开了一种高厚度LTCC基板的叠片方法，属于LTCC基板先进制造领域。本发明包括排版打孔、印刷、第一次预叠压、第二次叠压、烧结等步骤。本发明采取带膜工艺方式以及分组二次多梯度叠压方式，可以减缓不同层生瓷片叠片受力次数的差异，减小叠压变形，提高高厚度LTCC基板的叠片对位精度。

技术领域

本发明属于LTCC基板制造领域，特别涉及一种高厚度LTCC基板实现高精度叠片的工艺方法。

背景技术

低温共烧陶瓷（LTCC）技术是上世纪八十年代发展起来的无源元件集成电路技术。多层LTCC基板技术能将部分无源元件集成到基板中，使其具有高速、高频、高密度、高可靠性等优点，有利于系统小型化，在提高电路组装密度的同时提高系统可靠性，因此被广泛应用于微波通信、航空航天和军事电子等领域。

随着电子技术的快速发展， - （三维多芯片组件）、 （系统级封装）、 （微机电系统）组件、 （发射／接收）组件等高性能微电子组件的功能越来越多、集成密度越来越高、组封装结构越来越复杂，LTCC基板的厚度越来越大，布线层数越来越高，往往需要加工层数超过40层，甚至达到50层的高厚度LTCC基板。

目前，要实现LTCC基板的高精度互联要求，关键在于生瓷片的过程控制以及叠片工艺。LTCC生瓷带是无机粉末与有机物的混合体，在流延成形过程中存有残余应力，因此在后续生产使用过程中生瓷带会有一定的收缩现象，影响对位精度。为了实现高精度层间互连要求，首先要对生瓷片进行充分的老化，保证在加工制造前能够充分释放瓷片中的残余应力，确保在冲孔、印刷等过程中的尺寸稳定性。另一方面生瓷片厚度非常薄，加工过程中需要在各工序间进行多次转运，为了避免转运过程带来的尺寸变化，带膜工艺便是最佳方案。根据实际生产经验，只有保证在叠片预压之后再去膜，才能保证最好的对位效果。叠片过程大致如下：

叠片-预压-脱膜-下一层叠片，如此重复直至叠完全部瓷片。

对于50层高厚度LTCC基板，如果按照常规叠片工艺流程，过程如图1所示：

（1）先将第1层生瓷片111和第2层生瓷片112（带背膜113）叠压到一起，其中叠压压力为114；

（2）去除第2层的背膜113得到第1 2层的生坯115，然后将第3层生瓷片116（带背膜117）叠压到115上；

（3）依次重复上述步骤，最后将第50层生瓷片119叠压到第1~49层的生坯118上，叠压压力为120，其中叠压压力114与叠压压力120相同。

上述工艺流程中，第1层生瓷片经受了50次叠压，而第50层生瓷片仅经历1次叠压，由于叠压次数多的生瓷片尺寸变化大于叠片次数的少的，LTCC生坯自下而上会呈现出金字塔形状，叠片对位偏差较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种高厚度LTCC基板的叠片方法，解决高厚度LTCC基板叠片对位精度差的难题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种高厚度LTCC基板的叠片方法，包括以下步骤：

步骤1，下料、老化，根据产品图层设计要求对LTCC生瓷片进行逐层打孔，填孔和印刷操作；

步骤2，单层LTCC生瓷片按照产品结构从上向下排序放好，然后将LTCC生瓷片按顺序分成4~5组；

步骤3，用叠片机将每组LTCC生瓷片按自上而下的顺序进行第一次预叠压；

步骤4，用叠片机将步骤3中得到的叠压单元按顺序进行二次叠压；

步骤5，将叠压后的产品进行包封、热压和热切，得到LTCC生坯单元；

步骤6，应用共烧炉对热切后的LTCC生坯单元进行烧结，得到LTCC熟坯；

步骤7，用砂轮划片机沿LTCC熟坯上的对位标记切开，获得高厚度的LTCC基板。

进一步地，步骤2中生瓷片分组时尽量保证各组数量相等或相近。