一种在ltcc基板上制备垂直空腔的方法
【专利摘要】本发明公开了一种能够提高垂直空腔的质量并改善垂直空腔性能的在LTCC基板上制备垂直空腔的方法。该方法先选取膜片A、薄膜B、膜片C；然后将薄膜B裁切成薄膜D；在膜片C上裁切并去掉与薄膜D长宽一致的部分；接着选取一定数量的膜片A逐一叠层，并在叠层的过程中放入膜片C以及薄膜D；将叠层后的多层膜片压成致密的巴块；采用切割刀对巴块进行切割，切割完成后将多余的切块和薄膜D去除形成所需的垂直空腔。该方法是先将叠层后的多层膜片压成致密的巴块后切割形成垂直空腔的方式，该方式既能大大提高垂直空腔的质量，同时又能避免在烧制过程中引入杂质和污染的问题，改善了垂直空腔的性能，适合在LTCC陶瓷基板【技术领域】推广应用。
【专利说明】一种在LTCC基板上制备垂直空腔的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及LTCC陶瓷基板【技术领域】，具体涉及一种在LTCC基板上制备垂直空腔的方法。
【背景技术】
[0002]随着微波电路向高密度集成方向发展，这也要求所使用的微波器件和芯片能够集成于多层电路基板中，而制备垂直空腔是将微波器件和芯片埋置于多层电路基板的重要手段。低温共烧陶瓷(LTCC)技术作为一种主流的多层基板技术，在LTCC中制备的垂直空腔的质量，如垂直度、平整度、形变性等特性，将会对电路的传输损耗、稳定度和可靠性等产生直接影响，从而直接关系到整个电路的性能。
[0003]目前，在LTCC基板上制备垂直空腔的方法都是先在通过干法流延方式制备出的生瓷带上制备贯通空槽，然后将此生瓷带叠加形成所需的垂直空腔，并通过在空腔中采取一定的保护措施后，以热水等静压的方式将其压成致密的巴块以便使用。在LTCC工序过程中，影响垂直空腔质量的最关键制备环节就是热水等静压，在进行热水等静压时如果对垂直空腔不采取任何保护措施，各个方向均衡压力将使得垂直空腔出现四个边倾斜、凹凸和塌陷等形变，造成无法埋置芯片，因此，通常在进行热水等静压时都会对垂直空腔进行保护，常用的保护措施一般采用两种方式:填充嵌体和填充石蜡。其中，填充嵌体是在热水等静压前在垂直空腔处先放置橡胶、薄膜等隔离物，再嵌入与腔体大小相仿的同质瓷块或金属块，这种方式制备的垂直空腔具有较高的底面平整度，但由于橡胶等隔离物和嵌体在垂直空腔四个边会形成一定的空隙，而这种空隙就会使得垂直空腔的四个边沿出现一定程度的弧度和轻微凹陷，影响空腔的垂直度。另外一种方式是在垂直空腔中填充石蜡，等静压后通过在排胶、烧结时将石蜡气化排除，这种方式制备的垂直空腔具有垂直度高和形变小的优点，但其对烧制气氛要求较高，同时烧制过程极易形成石蜡的碳化或氧化物的残留物，对后期电路的微波性能产生影响。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种能够提高垂直空腔的质量并改善垂直空腔性能的在LTCC基板上制备垂直空腔的方法。
[0005]本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是:该在LTCC基板上制备垂直空腔的方法，包括以下步骤:
[0006]A、选用通过干法流延方式制备出的生瓷带，记为膜片A ;选用一张流延时用于承载生瓷带的载膜薄膜，记为薄膜B ;选用一张厚度与薄膜B —致的生瓷带，记为膜片C ；
[0007]B、将薄膜B裁切成与所需制备的垂直空腔的长宽相同的图形，裁剪后的薄膜记为薄膜D ;在膜片C上裁切并去掉与薄膜D长宽一致的部分，该去掉的部分在膜片C中的位置与所需制备的垂直空腔在膜片C中的位置相同；
[0008]C、选取一定数量的膜片A逐一叠层，叠至第n-Ι层时，选取经过步骤B处理后得到的膜片C叠层，并将薄膜D放置在膜片C中的空位处，然后继续选取一定数量的膜片A逐一叠层，直至叠到所需厚度为止；
[0009]D、将叠层后的多层膜片压成致密的巴块；
[0010]E、采用预设有突出刀口的切割刀对步骤D形成的巴块进行切割，切割完成后将多余的切块和薄膜D去除形成所需的垂直空腔；
[0011]F、将经过步骤E处理的巴块放入排胶炉、烧结炉中进行排胶和烧结，形成大小相同、致密均匀的多层成瓷基板。
[0012]进一步的是，在步骤A中，膜片A的厚度为50um?lOOum，薄膜B的厚度为30?50umo
[0013]进一步的是，在步骤D中，将叠层后的多层膜片通过热水等静压的方式压成致密的巴块。
[0014]本发明的有益效果:本发明所述的在LTCC基板上制备垂直空腔的方法是先将叠层后的多层膜片压成致密的巴块后切割形成垂直空腔的方式，该方式既能保证垂直空腔不会产生倾斜、凹陷和坍塌等形变，而且制备的垂直空腔具有四边垂直度高、底面平整度好和可靠性高等特点，大大提高了垂直空腔的质量，同时又能避免在烧制过程中引入杂质和污染的问题，进一步改善了垂直空腔的性能，进而确保电路了的整体性能和可靠性，此外，该方法加工简单，无需对现有设备改造，与成熟的低温共烧陶瓷工艺相兼容，易于批量生产。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本发明所述的薄膜B裁切后的示意图；
[0016]图2是本发明所述的膜片C裁切后的示意图；
[0017]图3为本发明叠层后的示意图；
[0018]图4为本发明所述的切割刀示意图；
[0019]图5本发明切割后形成的垂直空腔示意图。
【具体实施方式】
[0020]该在LTCC基板上制备垂直空腔的方法，包括以下步骤:
[0021]A、选用通过干法流延方式制备出的生瓷带，记为膜片A ;选用一张流延时用于承载生瓷带的载膜薄膜，记为薄膜B ;选用一张厚度与薄膜B —致的生瓷带，记为膜片C ；
[0022]B、将薄膜B裁切成与所需制备的垂直空腔的长宽相同的图形，如图1所示，裁剪后的薄膜记为薄膜D ;在膜片C上裁切并去掉与薄膜D长宽一致的部分，如图2所示，该去掉的部分在膜片C中的位置与所需制备的垂直空腔在膜片C中的位置相同；
[0023]C、选取一定数量的膜片A逐一叠层，叠至第n-Ι层时，选取经过步骤B处理后得到的膜片C叠层，并将薄膜D放置在膜片C中的空位处，然后继续选取一定数量的膜片A逐一叠层，直至叠到所需厚度为止，如图3所示；
[0024]D、将叠层后的多层膜片压成致密的巴块；
[0025]E、采用预设有突出刀口的切割刀对步骤D形成的巴块进行切割，切割刀的结构如图4所示，切割完成后将多余的切块和薄膜D去除形成所需的垂直空腔，如图5所示，由于在膜片A叠层的过程中，叠加了膜片C以及薄膜D，因此，在切割过程中切割刀的刀刃只要切至IJ膜片C与薄膜D之间的间隙内即可，既可以保证将垂直空腔的形成完全切出来，同时又避免了切割刀将其他的膜片A切透，保证了切割的准确性和精度；
[0026]F、将经过步骤E处理的巴块放入排胶炉、烧结炉中进行排胶和烧结，形成大小相同、致密均匀的多层成瓷基板。
[0027]本发明所述的在LTCC基板上制备垂直空腔的方法是先将叠层后的多层膜片压成致密的巴块后切割形成垂直空腔的方式，该方式既能保证垂直空腔不会产生倾斜、凹陷和坍塌等形变，而且制备的垂直空腔具有四边垂直度高、底面平整度好和可靠性高等特点，大大提高了垂直空腔的质量，同时又能避免在烧制过程中引入杂质和污染的问题，进一步改善了垂直空腔的性能，进而确保电路了的整体性能和可靠性，此外，该方法加工简单，无需对现有设备改造，与成熟的低温共烧陶瓷工艺相兼容，易于批量生产。
[0028]在上述加工过程中，所选用的膜片A以及薄膜B的厚度可以根据实际情况而定通常情况下，作为优选的，在步骤A中，膜片A的厚度优选为50um?lOOum，薄膜B的厚度优选为 30 ?50um。
[0029]另外，在步骤D中，可以将叠层后的多层膜片通过现有的多种方式压成致密的巴块，通常情况下，为了保证LTCC基板的加工质量，优选的是，将叠层后的多层膜片通过热水等静压的方式压成致密的巴块。
【权利要求】
1.一种在LTCC基板上制备垂直空腔的方法，其特征在于包括以下步骤: A、选用通过干法流延方式制备出的生瓷带，记为膜片A;选用一张流延时用于承载生瓷带的载膜薄膜，记为薄膜B ;选用一张厚度与薄膜B —致的生瓷带，记为膜片C ； B、将薄膜B裁切成与所需制备的垂直空腔的长宽相同的图形，裁剪后的薄膜记为薄膜D ;在膜片C上裁切并去掉与薄膜D长宽一致的部分，该去掉的部分在膜片C中的位置与所需制备的垂直空腔在膜片C中的位置相同； C、选取一定数量的膜片A逐一叠层，叠至第n-ι层时，选取经过步骤B处理后得到的膜片C叠层，并将薄膜D放置在膜片C中的空位处，然后继续选取一定数量的膜片A逐一叠层，直至叠到所需厚度为止； D、将叠层后的多层膜片压成致密的巴块； E、采用预设有突出刀口的切割刀对步骤D形成的巴块进行切割，切割完成后将多余的切块和薄膜D去除形成所需的垂直空腔； F、将经过步骤E处理的巴块放入排胶炉、烧结炉中进行排胶和烧结，形成大小相同、致密均匀的多层成瓷基板。
2.如权利要求1所述的在LTCC基板上制备垂直空腔的方法，其特征在于:在步骤A中，膜片A的厚度为50um?IOOum,薄膜B的厚度为30?50um。
3.如权利要求1或2所述的在LTCC基板上制备垂直空腔的方法，其特征在于:在步骤D中，将叠层后的多层膜片通过热水等静压的方式压成致密的巴块。
【文档编号】H05K3/30GK103442521SQ201310381713
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年8月28日 优先权日:2013年8月28日
【发明者】徐自强, 刘昊, 吴波, 夏红, 廖家轩, 尉旭波, 汪澎, 杨邦朝 申请人:电子科技大学