一种用于镀敷通孔的金属喷镀的方法
【专利摘要】本发明涉及一种用来制造在电路板中的镀敷通孔的方法以及这种方式制造的电路板。
【专利说明】-种用于镀敷通孔的金属喷镀的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用来制造在电路板中的镀敷通孔的方法以及以这种方式制造的 电路板。
【背景技术】
[0002] 陶瓷电路板必须经常是从两侧是可以电接触的并且使得通过电路板的镀敷通孔 成为可能。这通常通过在电路板中设定的孔洞来进行，所述孔洞以导电金属填充。这种镀 敷通孔或者通路（Vias)通常具有大约100到300ym的直径。
[0003] 现在通常使用相对昂贵的银或者其他贵金属膏体作为导电材料，该贵金属膏体 由一种或多种金属粉末、可能的重量的1-10%的粘合玻璃成分(例如PbO、B203、Bi203或者 Si02)，以及高沸点的有机物(包括如乙基纤维素或乙烯丁缩醛的粘合剂以及如松油醇或 者酯醇的溶剂）共同构成。当电路板的衬底材料由AIN构成时，能够使用ZnO、Si02、CaO、 Ti02和B203作为粘合玻璃。
[0004] 铜金属喷镀越来越多地用作导电材料，其中经常使用填充有具有大约在1到3pm 直径的铜微粒和粘合玻璃成分的膏体用来填充通路。接着材料在650摄氏度到1200摄氏 度的情况下在具有很低氧气成分（〈1-100ppm)的氮气环境中燃烧。在使用铜膏体时产生 了问题，即当铜膏体只由上述通常物质组成时，在燃烧时所述铜膏体严重收缩、破裂和/或 从通路中再次跌落出来。然后在金属喷镀内或者在平面金属喷镀的连接区域中能够形成大 的空洞和/或裂缝。在最糟糕的情况下，通路能够烧结成钉状并且跌落出孔洞。在形成裂 缝或者空洞的情况下，镀敷通孔具有增加的电阻并且也不是密封的。
[0005] 当要构造氧气敏感部分(例如电路（Si)、LED或0LED)时，相对周围环境的密封性 是尤其重要的。向上地这些部件大多通过焊接或者粘合的盖子、透镜或者类似物得以保护。 然而也不允许从下方空气或者湿气进入，所述空气和湿气尤其是通过密封不透的镀敷通孔 的金属喷镀释放。
[0006] 人们尝试通过添加粘合玻璃来消除在烧结时导电材料的收缩。尽管膏体中包含粘 合玻璃，然而收缩的负面影响常常至少不能足够地避免。
[0007] 在AIN-陶瓷时这种现象是特别有问题的，原因在于只有很少的原料不能让AIN在 加热时分解。AIN只在特定的条件下亚稳定和分解形成最低能量的铝合物A1203。一些氧化 物如同尤其经常使用的Bi203或者之前通常剧烈腐蚀AIN的PbO,根据以下反应方程式分解 成铝氧化物、铅和氮气：
【权利要求】
1. 一种用于制造在电路板中的电镀敷通孔的方法，包括混合膏体、引入所述膏体到电 路板的孔洞中以及在热效应下硬化所述膏体，其中所述膏体包括至少一种导电材料和填充 原料，其特征在于，所述填充原料在硬化时经历体积增长，使得在热效应时通过硬化来平衡 导电材料的体积收缩。
2. 根据权利要求1中所述的方法，其特征在于，使用由陶瓷，尤其是由基于AIN或者 A1203的陶瓷构成的电路板作为电路板。
3. 根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述填充原料构成膏体总质 量的2%到25%的重量，优选地4%到15%的重量。
4. 根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，材料作为填充原料使用，所述 材料是可以氮化的并且在氮化时经历体积增长。
5. 根据权利要求4中所述的方法，其特征在于，所述填充原料包括铝和/或钛和/或 锌。
6. 根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述填充原料包括膨胀的非 金属，所述非金属在热效应下膨胀并且因此在硬化时经历体积增长。
7. 根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述膨胀的非金属包括粘土。
8. 根据权利要求7中所述的方法，其特征在于，如此选出粘土，使得所述粘土具有对电 路板的陶瓷的亲合性。
9. 根据权利要求5到8中任一项所述的方法，其特征在于，所述粘土包括膨润土和/或 蒙脱石。
10. 根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，附加地添加粘合增进物质， 所述粘合增进物质使得膏体或金属喷镀对于电路板衬底的亲合性更佳。
11. 根据权利要求10中所述的方法，其特征在于，使用与衬底材料缓慢反应的氧化物， 尤其如ZnO，Si02，CaO，Ti02和B203作为粘合增进物质。
12. 根据权利要求10中所述的方法，其特征在于，CuCl作为粘合增进物质添加，所述 CuCl在热效应下形成元素的铜。
13. 根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述膏体借助于丝网印刷法 施加。
14. 具有金属喷镀的镀敷通孔的电路板，其根据权利要求5到8中任一项所述的方法制 造，包括至少一种导电材料和填充原料，其特征在于，所述金属喷镀密封地封闭电路板中的 孔洞。
15. 根据权利要求14中所述的电路板，其特征在于，根据DIN EN 1779:1999的氦-整 体检查-泄漏试验对于镀敷通孔得出小于1(T7 mbar/l*sec的值。
【文档编号】H01B1/16GK104508757SQ201380040759
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2013年7月26日 优先权日:2012年7月30日
【发明者】蒂姆 A., 赫尔曼 K. 申请人:陶瓷技术有限责任公司