一种气密性LTCC基板及穿墙微带结构的制作方法

本发明涉及一种基板，具体涉及一种气密性ltcc基板及穿墙微带结构。

背景技术：

ltcc基板为t/r组件模块小型化提供了可靠的解决方案，通过多层布线、埋置元件可以大幅降低组件的体积，且ltcc较低的介电损耗保证了t/r组件高频信号传输的效率。此外，通过ltcc多层基板与可伐围框以及底座直接焊接，使得多层基板既作为多层电路互连基板，又作为封装外壳的底座，从而实现ltcc基板与外壳一体化气密性封装，如图1所示。气密封装的目的是对环境进行隔离，阻止液体、固体或气体的污染物的侵蚀，尤其在外太空极限环境下不仅要承受温度的循环变化，更要经受各种不同频率、波长的入射粒子的碰撞，封装体气密性的优劣直接关系到组件乃至系统的性能稳定性及可靠性。

ltcc基板的一体化封装不同于金属管壳封装，基板作为封装的一个部分直接裸露在外，因此ltcc基板的气密性直接影响一体化封装组件的气密性。与金属管壳的引线端口不同，ltcc基板上i/o端口为金属化导带，与ltcc基板共烧而成，通过穿墙埋置金属化导带，可以将组件的引出线从密封的腔体内部引出来。因此，这种具有穿墙结构的i/o端口的设计和工艺不仅影响t/r组件的信号传输，金属与陶瓷基板的结合区域的致密度也影响ltcc基板的气密性。

一体化管壳的封盖常常采用平行缝焊的方式，而产品的漏率在经过封盖之后往往会降低一个数量级，因此为了使得一体化管壳的最终封盖后产品的气密性达到要求（＜1×10^-2pa·cm³/s)，需控制组件在焊接围框后的漏率小于1×10^-3pa·cm³/s。具有穿墙结构的ltcc基板在一体化封装时往往会由于漏率不合格而造成产品报废，如何解决这种具有特殊结构的ltcc基板的气密性封装，是其能否应用于具有高可靠性航空航天产品的关键。

采用真空油脂涂覆围框与ltcc基板焊接处，焊接件的漏率基本不变，而涂覆于ltcc基板穿墙微带与基板接缝处，漏率都有大幅降低，由10^-1-10^-2pa·cm3/s降低到小于1×10^-3pa·cm³/s，这表面漏气点为穿墙导带与白瓷的接触位置，ltcc基板穿墙微带与白瓷搭接处漏气是由于ltcc基板不致密造成的。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种气密性ltcc基板及穿墙微带结构，能够大大提升ltcc陶瓷基板的气密性，从而提升ltcc基板一体化封装的可靠性。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种气密性ltcc基板，包括上层生瓷带和下层生瓷带，所述上层生瓷带沿其下表面设有向外延伸的第一连接部，所述下层生瓷带沿其上表面设有与所述第一连接部相对应的第二连接部，所述第一连接部与第二连接部连接，上层生瓷带和下层生瓷带之间设有金属接地层，所述金属接地层上设有开孔，所述上层生瓷带和下层生瓷带通过开孔压紧烧结紧密连接。

进一步的，所述上层生瓷带和下层生瓷带均采用玻璃材质制造。

一种穿墙微带结构，包括金属底板、ltcc基板、围框及盖板组成，所述ltcc基板设于金属底板与围框之间，所述盖板位于围框的上侧且与围框固定连接，所述ltcc基板为权利要求1-3任一项所述的ltcc基板。

由上述技术方案可知，本发明所述的气密性ltcc基板及穿墙微带结构，通过减少接地金属与白瓷的接触面积，从而在烧结过程中使得上下层生瓷间形成致密连接，这样既不影响接地金属信号功能的连续性，又能够通过材料设计使得上下两层烧结致密，从而减少了气体的泄漏通道，降低了基板的漏率。

附图说明

图1是本发明陶瓷基板的横截面图；

图2是本发明穿墙微带结构的示意图；

图3是图4的局部放大图；

图4是本发明ltcc基板的爆炸图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明：

如图1所示，本实施例的气密性ltcc基板，包括由多层陶瓷基板叠加烧结制成，陶瓷基板包括上层生瓷带11和下层生瓷带12，上层生瓷带11沿其下表面设有向外延伸的第一连接部13，下层生瓷带12沿其上表面设有与第一连接部13相对应的第二连接部14，第一连接部13与第二连接部14连接，上层生瓷带11和下层生瓷带12之间设有金属接地层15，金属接地层15上设有开孔16。本实施例的上层生瓷带11和下层生瓷带12均采用玻璃材质制造。

如图2所示，本实施例的穿墙微带结构，包括金属底板5、ltcc基板1、围框3及盖板4组成，ltcc基板1设于金属底板5与围框3之间，盖板4位于围框3的上侧且与围框3固定连接，ltcc基板1采用本实施的气密性ltcc基板。图3是本发明的局部放大图，如图3所示。

如图4所示，ltcc多层陶瓷共烧基板是由多层生瓷带以及匹配金属层叠压、烧结成的，在ltcc基板微波一体化封装结构中，墙内墙外的信号引入引出是通过穿墙导带6以及金属层实现的，上下两层生瓷带通过叠压烧结成一致密陶瓷，其漏气点是在金属和陶瓷之间的接缝处。本发明采用的基板设于围框3和金属底板5之间，该基板是由生瓷带、金属层、生瓷带、金属层等依次叠加烧结制成，位于穿墙微带6处的金属层为金属接地层15，在金属接地层15上设有留白即本发明所述的开孔16，使得上下两层生瓷带紧密接触，在烧结时降低ltcc基板漏气的通道，能够提升ltcc基板气密性，降低ltcc基板漏率。

本实施例的ltcc基板为一共为13层叠层结构，其中穿墙微带金属层15为第8层，基板顶端以及低端的微带为信号输入输出的导带。在穿墙微带金属化印制时留白部分无导体浆料的印制方式，使得第8层的白瓷与第7层的白瓷在烧结过程中紧密接触，降低漏气通道。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种气密性LTCC基板及穿墙微带结构，包括上层生瓷带和下层生瓷带，所述上层生瓷带沿其下表面设有向外延伸的第一连接部，所述下层生瓷带沿其上表面设有与所述第一连接部相对应的第二连接部，所述第一连接部与第二连接部连接，上层生瓷带和下层生瓷带之间设有金属接地层，所述金属接地层上设有开孔，所述上层生瓷带和下层生瓷带通过开孔压紧烧结紧密连接。本发明所述的气密性LTCC基板及穿墙微带结构，通过减少接地金属与白瓷的接触面积，从而在烧结过程中使得上下层生瓷间形成致密连接，这样既不影响接地金属信号功能的连续性，又能够通过材料设计使得上下两层烧结致密，从而减少了气体的泄漏通道，降低了基板的漏率。

技术研发人员：吕洋;董兆文;沐方清;李建辉;项玮;马涛;王岩;吴建利
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第四十三研究所
技术研发日：2017.12.29
技术公布日：2018.05.04