专利名称：制备陶质多层基片的方法
现有技术本发明涉及一种按权利要求1之上位概念制备陶质多层基片的方法。
制备陶质多层基片的方法可以从比如DE4309005知道。按此已知方法，在初始陶质膜即柔软的未经焙烧的陶质膜毛坯上装设导线线路和所谓Vias的触头。为此目的，在初始陶质膜上需首先冲出触头用的孔。紧接着按丝网印刷技术用导电糊剂(Leitpaste)在陶质膜上印出导线线路。Vias用的已预先打好的孔要在印刷导线线路时用导电糊剂填满，或在印刷导线线路之前单独用导电糊剂填满。在制备LTCC(低温共焙烧陶瓷)基片时也采用这种方法，此法与制备一般的陶质多层基片方法的区别在于采用了能在低于900℃温度下焙烧的陶质膜。在这样低的烧结温度下可以采用价格很低的导电糊剂去制备导线线路。陶质膜在印刷后被干燥，然后相互叠层放置成为一个层叠体(Stapel)。这样形成的层叠体被层压，最后焙烧。
在目前技术水平下制造陶质多层基片时使用含有一种有机易挥发溶剂的导电糊剂，该溶剂能部份地扩散到初始陶质膜中。这类溶剂例如是醇或萜品醇。印刷上了导线线路或触头以后并在初始陶质膜被叠放和焙烧之前，此陶质膜均需在干燥器中干燥，这是因为敷在陶质膜上的导电糊剂必须在干燥后才能烧到膜中，否则导电糊剂中含有的溶剂在焙烧陶质膜的高温下将自发地蒸发，导致在陶质多层基片中形成气泡和裂缝。初始陶质膜的干燥过程最为费时，制备过程由此而中断，这是最大的缺点。在稍为提高的温度下，单个的陶质膜要长期地被干燥直至大部分溶剂均被蒸发掉。此外，溶剂从导电糊剂中蒸发时以及已扩散到陶质膜中的溶剂蒸发时，会不利地使在导线线路和陶质膜收缩。因为陶质膜不会完全相同地收缩，导线线路就产生畸变。在陶质膜经干燥以及紧接着的叠压以后，二块相互叠放的陶质膜之间的导线线路和触头会发生位移和错位，这将局部地或完全地妨碍在所需位置上建立起电接触。这样在焙烧后形成的多层基片将因而不能使用。
本发明的优点相比而言，具有独立权利要求所述特征的本发明方法在这方面有大的优点，即初始陶质膜在叠放前不必经过干燥。由于采用了含有一种蜡作为印刷承载体(Drucktrger)且不含易挥发溶剂的导电糊剂，因而初始陶质膜的费时的干燥过程被取消了。此膜可以在印刷导线线路和触头以后直接叠放和焙烧。因为取消了干燥时间，可以更快地制成陶质多层基片。此外，大为有利的是避免了导线线路和初始陶质膜在焙烧时的收缩，从而排除了初始陶质膜上精细的导线线路结构发生畸变。在叠放和焙烧陶质膜时保证两块叠合的陶质膜之间的导线线路间及触头间的电接触，以及确实处在所需的位置上。总起来讲，所制得的陶质多层基片的精确性将因而显著地改善。
实施例的描述为制备一种陶质多层基片采用了未经焙烧的初始陶质膜。此初始陶质膜由陶质颗粒、无机粘结剂和有机粘结剂构成。此构件的适宜材料已在US5085720中列出。此初始陶质膜具有柔性结构且易于加工，比如在基片制备期间能容易冲出用于触头(Vias)的孔。在陶质膜上设置触头孔以后，这些孔在印刷过程中被导电糊剂所充满。然后在下一步印刷过程中，在陶质膜上印刷上导线线路。印刷时所采用的一种导电糊剂不含有易挥发溶剂作为印刷承载体。糊剂的导电性是由大量的小的金属颗粒如粒径为0.5微米-10微米的银颗粒所产生的。导电糊剂含有一种由有机物组成的蜡作为印刷承载体，它在温度低于约40℃到70℃时呈固态直至可揉合态，而在温度高于此温度区间时不分解地转化为稀薄的流动态。特别适宜的是，导电糊剂含有一种在约60℃到70℃时转化为流动态的蜡。在初始陶质膜上制备导线线路和触头时，导电糊剂被加热到大于70℃，这样糊剂具有可印刷性，具有印刷过程中所需要的流变特性。这类糊剂可以是用于其他使用目的的商售产品，例如标号为ENVEROTHERM的糊剂。因为印刷上的糊剂不含有易挥发溶剂，在印刷过程中也就不再有溶剂扩散到初始陶质膜中。这样取消了与收缩有关的陶质膜干燥过程，在这种干燥过程中易挥发溶剂会从导电糊剂和陶质膜中蒸发出去。在印刷上导线线路后，导电糊剂中的蜡经短时间冷却后凝固，这样导电线路以原来的尺寸和位置固定在初始陶质膜上。此初始陶质膜可以无需干燥而相互准确地叠放起来。因为以高精度敷设在初始陶质膜上的导线线路图。在导电糊剂冷却后即直接凝固，所以不需要附加的稳定措施去避免导线线路图的畸变或变形。这样形成的层叠体再进行层压缩，最后在炉中焙烧，在焙烧时陶质膜上的有机粘结物被无灰地烧掉。烧结时最终形成真正的陶质基片，其中以无机粘结剂作为母体，通过它们将陶质颗粒相互连接在一起。已敷设上的导线线路和触头中的导电糊剂中所含有的有机蜡，被同时热裂解掉并通过多孔陶瓷从层叠体中散发出去。糊剂中含有的金属颗粒由此相互连接而能导电，这样在多层基片的各层中建立起所计划的由电连接的导线线路和触头组成的线路图形。
权利要求
1.一种制备陶质多层基片、特别是LTCC基片的方法，其中，在多个初始陶质膜上按印刷法由导电糊剂制成导线线路和/或触头，然后这些初始陶质膜相互叠层放置并焙烧，其特征在于，在制造导线线路和触头时采用了一种加有蜡的导电糊剂，该糊剂不含易挥发性溶剂。
2.按权利要求1的方法，其特征在于，所述导电糊剂含有一种在约60℃到70℃时转变为液态的蜡。
全文摘要
提出了一种制备陶质多层基片、特别是LTCC基片的方法,其中,在多个初始陶膜上按印刷法制成导线线路和触头,印刷时用了含有一种蜡作为印刷载体的导电糊剂,所述糊剂不含易挥发溶剂。然后初始陶膜相互叠层放置并焙烧。在此取消了常规为蒸发掉所用的有机溶剂而需要的费时的初始陶膜干燥过程。此膜在印刷上导线线路和触头后直接被叠放并焙烧。此外还有很大的好处,它避免了因焙烧而引起的导线线路和初始陶膜的收缩。这样大大改善了所制造的陶质多层基片的精确性。
文档编号H01L21/02GK1187904SQ96194770
公开日1998年7月15日 申请日期1996年12月7日 优先权日1996年12月7日
发明者乌尔里希·格贝尔, 瓦尔特·罗特林绍弗 申请人:罗伯特·博施有限公司