一种陶瓷基板制备方法及陶瓷基板与流程

本申请涉及半导体测试材料，具体涉及一种陶瓷基板制备方法及陶瓷基板。

背景技术：

1、芯片封装前的测试是检验其良率的重要一环，可以有效避免有故障的芯片装机流向市场，同时避免了后续封装的浪费。陶瓷基板是测试设备的基础材料，主要起机械支撑保护和电气互连作用。陶瓷基板又称陶瓷电路板，包括陶瓷基片和金属线路层，具有热导率高、机械强度高、热膨胀系数低、耐高温、绝缘性好等特点。

2、高温共烧陶瓷基板(htcc)是常用的多层陶瓷基板，主要以高温陶瓷材料如氧化铝、莫来石、氮化铝等为主要成分，一般具有热导率高、机械强度高、化学稳定性好及布线密度高等优点，因此在大功率微组装电路中具广泛前景。但是由于烧结温度高(>1000℃)，只能选择与钨、钼、锰等电导率差的金属共烧，基板的导电性能下降。于是低温共烧陶瓷(ltcc)应运而生，烧结温度低(<900℃)，可以和高导电性金属如银、金等低温共烧。但是由于ltcc材料中一般含有助烧作用的低熔玻璃相，使基板的热导率下降(2-6w/m·k)，散热功能受到影响，这限制了其在大型、高性能的计算机系统中的应用。而且，ltcc采用丝网印刷技术制作金属线路，有可能因张网问题造成对位误差。无论是htcc还是ltcc，上述因素均限制了陶瓷基板性能的进一步优化。

技术实现思路

1、有鉴于此，本说明书实施例提供一种陶瓷基板制备方法及陶瓷基板，实现了具有机械强度高、热导率高、便于后加工处理等众多优势的陶瓷基板方案。

2、本说明书实施例提供以下技术方案：

3、一方面，提供了一种陶瓷基板制备方法，包括：

4、配置陶瓷流延浆料并制备生瓷带；

5、对生瓷带进行切割后烧结成熟瓷片；

6、对熟瓷片进行打孔，并填满通孔浆料后进行保温；

7、在熟瓷片表面印刷导体浆料，制作线路层后进行保温；

8、在熟瓷片表面印刷玻璃膏后进行叠层、烧结和保温；

9、对熟瓷片进行后处理，制成陶瓷基板。

10、在一些实施例中，配置陶瓷流延浆料并制备生瓷带，包括：

11、按预定配比制备陶瓷流延浆料，和/或，通过流延机制备生瓷带。

12、在一些实施例中，陶瓷流延浆料由陶瓷基体和添加剂制备而成，和/或，预定配比为：陶瓷基体92％-99％，添加剂1％-8％。

13、在一些实施例中，陶瓷基体包括氮化硅、氧化铝、氧化锆、莫来石中的至少一种或几种，和/或，添加剂包括以下烧结助剂中的至少一种或几种：氧化铜、氧化镁、二氧化钛。

14、在一些实施例中，对生瓷带进行切割后烧结成熟瓷片，包括：

15、将生瓷带切割至100mm*100mm-300mm*300mm尺寸，和/或，在1350℃-1650℃温度区间内烧结成熟瓷片。

16、在一些实施例中，对熟瓷片进行打孔，并填满通孔浆料后进行保温，包括：

17、对熟瓷片进行激光打孔，和/或，填满通孔浆料后在烘箱中进行保温。

18、在一些实施例中，激光打孔的孔径大于30μm，孔距大于50μm，和/或，填满通孔浆料后在70℃烘箱中保温15min。

19、在一些实施例中，通孔浆料为通孔银浆或通孔金浆。

20、在一些实施例中，在熟瓷片表面印刷导体浆料，制作线路层后进行保温，包括：

21、制作线宽大于10μm的线路层，和/或，在70℃烘箱中保温15min。

22、在一些实施例中，导体浆料为导体银浆或导体金浆。

23、在一些实施例中，在熟瓷片表面印刷玻璃膏后进行叠层、烧结和保温，包括：

24、叠层的层数范围为5层-60层，和/或，在700℃温度下进行烧结，保温20min。

25、在一些实施例中，玻璃膏采用无机粘结剂。

26、在一些实施例中，对熟瓷片进行后处理，包括：

27、对熟瓷片进行打磨抛光，和/或，打磨抛光的平整度小于10μm，表面粗糙度小于0.8μm。

28、另一方面，还提供了一种陶瓷基板，所述陶瓷基板由上述任一实施例所述的陶瓷基板制备方法制备得到。

29、与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：

30、1、首先，利用熟瓷材料制作陶瓷基板，可以选择热导性更优异的高温陶瓷材料，而且不需要和金属导体共烧，所以亦可以选择导电性更优异的银、金等金属作为导体材料(电极材料、布线材料等)；

31、2、其次，熟瓷在烧结后几乎无收缩，同时可以解决htcc/ltcc多层生瓷片叠压烧结时，收缩比例差异的问题，提高成品率，更易制作大尺寸基板；

32、3、再者，浆料(如银浆等)通过烧结与陶瓷基片界面扩散反应生成化合物，紧密结合在熟瓷上，热膨胀系数与陶瓷基片接近使得与熟瓷的匹配性强，结合强度高，从而具有不易脱落等优点；

33、4、另外，通过将特制熟瓷片经打孔、填孔、印刷、叠层等工艺制备的陶瓷基板，能够实现每层线路可检，过程容易控制，极大提高了产品良率；并且可以做到厚度更薄，叠加的层数更多，还具有表面平整、上下线路连通、机械强度高、热导率高、便于后加工处理等优势。

技术特征：

1.一种陶瓷基板制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，配置陶瓷流延浆料并制备生瓷带，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，陶瓷流延浆料由陶瓷基体和添加剂制备而成，和/或，预定配比为：陶瓷基体92％-99％，添加剂1％-8％。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，陶瓷基体包括氮化硅、氧化铝、氧化锆、莫来石中的至少一种或几种，和/或，添加剂包括以下烧结助剂中的至少一种或几种：氧化铜、氧化镁、二氧化钛。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对生瓷带进行切割后烧结成熟瓷片，包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对熟瓷片进行打孔，并填满通孔浆料后进行保温，包括：

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，激光打孔的孔径大于30μm，孔距大于50μm，和/或，填满通孔浆料后在70℃烘箱中保温15min。

8.根据权利要求1至6任一项所述的方法，其特征在于，通孔浆料为通孔银浆或通孔金浆。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在熟瓷片表面印刷导体浆料，制作线路层后进行保温，包括：

10.根据权利要求1至6或8任一项所述的方法，其特征在于，导体浆料为导体银浆或导体金浆。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在熟瓷片表面印刷玻璃膏后进行叠层、烧结和保温，包括：

12.根据权利要求1至6或10任一项所述的方法，其特征在于，玻璃膏采用无机粘结剂。

13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对熟瓷片进行后处理，包括：

14.一种陶瓷基板，其特征在于，所述陶瓷基板由权利要求1至13任一项所述的陶瓷基板制备方法制备得到。

技术总结
本申请提供一种陶瓷基板制备方法及陶瓷基板，涉及半导体测试材料技术领域。所述陶瓷基板制备方法，包括：配置陶瓷流延浆料并制备生瓷带；对生瓷带进行切割后烧结成熟瓷片；对熟瓷片进行打孔，并填满通孔浆料后进行保温；在熟瓷片表面印刷导体浆料，制作线路层后进行保温；在熟瓷片表面印刷玻璃膏后进行叠层、烧结和保温；对熟瓷片进行后处理，制成陶瓷基板，实现了具有机械强度高、热导率高、便于后加工处理等众多优势的陶瓷基板方案。

技术研发人员：余佳妍,陈晨,罗雄科
受保护的技术使用者：上海泽丰半导体科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12