带馈通电极的陶瓷基板及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种带馈通电极的陶瓷基板，该陶瓷基板包括：陶瓷基底，其由多个陶瓷片材层叠烧制而成，各个陶瓷片材具有多个通孔；馈通电极，其由第一导电浆烧制而成，填充各个通孔；以及布线导体，其由第二导电浆烧制而成，在各个陶瓷片材之间形成布线图案，并且位于相邻的陶瓷片材的馈通电极经由布线导体连接，覆盖层，其由第三导电浆烧制而成，且覆盖最外层的陶瓷片材的馈通电极，各个陶瓷片材与第一导电浆和第二导电浆在1450℃至1600℃的温度下共烧而成。由此，由于利用多个陶瓷片材进行层叠烧结，陶瓷片材更容易被烧成，馈通电极、布线导体与陶瓷基底之间的结合力能够得到提高，既能够降低烧结温度，也能够提高陶瓷基板的气密性能。

Ceramic Substrate with Feed-through Electrode and Its Manufacturing Method

The present invention relates to a ceramic substrate with feedthrough electrodes. The ceramic substrate includes: a ceramic substrate, which is made by laminating several ceramic sheets, each ceramic sheet has multiple through holes; a feedthrough electrode, which is made by firing the first conductive slurry and filling each through hole; and a wiring conductor, which is made by firing the second conductive slurry and forms wiring maps between the various ceramic sheets. The feedthrough electrodes of the adjacent ceramic sheets are connected by wiring conductors, and the covering layer is fired by the third conductive slurry, and the feedthrough electrodes of the outermost ceramic sheets are covered. The ceramic sheets are fired together with the first conductive slurry and the second conductive slurry at the temperatures of 1450 to 1600 C. As a result, ceramic sheets are easier to be sintered because of the laminated sintering of multiple ceramic sheets. The bonding force between feed electrodes, wiring conductors and ceramic substrates can be improved, which can not only reduce sintering temperature, but also improve the gas tightness of ceramic substrates.

【技术实现步骤摘要】
带馈通电极的陶瓷基板及其制造方法
本专利技术涉及一种带馈通电极的陶瓷基板及其制造方法。
技术介绍
目前，植入式医疗器械已经广泛应用于恢复身体功能、提高生命质量或者挽救生命等各个方面。这样的植入式医疗器械例如有可植入到体内的心脏起搏器、深部脑刺激器、人工耳蜗、人造视网膜等。由于植入式医疗器械需要植入体内并且长期保留在体内，因此植入到体内的植入式医疗器械需要面临体内的复杂生理环境，经过长期植入后，植入式医疗器械与周围组织接触的部分可能会发生老化、降解、裂解、再交联等物理或化学反应，对植入对象造成不利影响例如引起炎症等不良生物反应。因此，对于植入式医疗器械而言，生物安全性、长期植入可靠性等的要求都非常高。为了确保植入式医疗器械的生物安全性、长期植入可靠性的要求，一方面需要使用密封壳体将植入式医疗器械中的非生物安全性部件例如芯片、印刷电路板(PCB)等与被植入部位(例如血液、组织或骨骼)隔离；另一方面，还需要从该密封壳体引出例如与刺激部件进行信号交互的功能导线。考虑到植入式医疗器械的生物安全性和长期可靠性，密封壳体常常以生物安全性良好的玻璃、陶瓷等作为基底(substrate)，并且通过在基底上覆盖生物安全性良好的金属盖体等而一起形成密封结构。在这样的密封结构中，基底通常具有多个通孔(via)，在这些通孔中填充有馈通(feedthrough)电极。另外，被封装在该密封壳体内部的电子部件经由这些馈通电极而与外部进行信号交互。因此，在植入式医疗器械中，这样的基底既具有密封隔离的作用，也具有与外界交互连通的作用。
技术实现思路
在现有的陶瓷基板中，通常在作为基底的陶瓷片材上钻开(drill)多个圆柱形通孔，然后在这些通孔中填充金属膏体，接着进行烧结处理。然而，由于在金属膏体与陶瓷基板的烧结(共烧)处理的过程中，作为陶瓷基板的陶瓷片材往往受热不均而引起各个通孔中金属的收缩或膨胀度不同，其结果，金属与陶瓷片材的通孔的贴合性不良，导致现有的密封结构的气密性能不佳，影响植入式医疗器械使用的长期可靠性。此外，目前在植入式医疗器械中例如通常使用氧化铝作为陶瓷片材的材料。在这样陶瓷基板中，一般而言，氧化铝的含量越高，陶瓷基板的生物安全性越好，强度也越高。然而，氧化铝含量越高，陶瓷基板的烧结温度往往也越高，例如对于氧化铝含量在99％(质量分数，下同)及以上的高纯氧化铝陶瓷而言，其烧结温度往往超过1650℃，甚至接近2000℃左右的高温，在这样的高温下，陶瓷很难与其他材料例如金属一起烧结，因此不利于高纯氧化铝陶瓷基板的应用。本专利技术是有鉴于上述现有技术的状况而完成的，其目的在于提供一种即使在低温烧结(例如1450℃至1600℃)的情况下也能够提高气密性能的带馈通电极的陶瓷基板及其制造方法。本专利技术的一方面涉及一种带馈通电极的陶瓷基板，其包括：陶瓷基底，其由多个陶瓷片材层叠烧制而成，各个所述陶瓷片材具有多个通孔；馈通电极，其由第一导电浆烧制而成，填充各个所述通孔；布线导体，其由第二导电浆烧制而成，在各个所述陶瓷片材之间形成布线图案，并且位于相邻的所述陶瓷片材的所述馈通电极经由所述布线导体连接；以及覆盖层，其由第三导电浆烧制而成，且覆盖最外层的所述陶瓷片材的所述馈通电极，各个所述陶瓷片材与所述第一导电浆、所述第二导电浆和第三导电浆在1450℃至1600℃的温度下共烧而成。在本专利技术的一方面中，通过利用多个陶瓷片材进行层叠烧制，并且利用各个陶瓷片材的馈通电极及布线导体形成内部互连，在这种情况下，由于利用多个陶瓷片材进行层叠烧结，陶瓷片材更容易被烧成，使得馈通电极、布线导体与陶瓷基底之间的结合力也能够得到提高，由此，既能够降低烧结温度，也能够提高陶瓷基板的气密性能。另外，在本专利技术的一方面所涉及的陶瓷基板中，所述覆盖层的尺寸可以大于所述馈通电极的尺寸。在这种情况下，进一步提高陶瓷基板1的气密性。另外，在本专利技术的一方面所涉及的陶瓷基板中，所述陶瓷片材可以由氧化铝陶瓷构成。由此，能够提高所构成的陶瓷基板的生物安全性及长期可靠性。更优选地，所述陶瓷片材可以由含量不低于99.99％(质量分数，下同)的氧化铝陶瓷构成。由此，能够进一步提高所构成的陶瓷基板的生物安全性及长期可靠性。另外，在本专利技术的一方面所涉及的陶瓷基板中，相邻的各个所述陶瓷片材的所述通孔可以错开地排列。在这种情况下，能够避免各个相邻的所述陶瓷片材上的所述通孔的重合，使得相邻的陶瓷片材之间的馈通电极错开并经由布线导体形成导电连接，如此，能够有效延长气密性泄露的路径，从而提高陶瓷基板的气密性能。另外，在本专利技术的一方面所涉及的陶瓷基板中，所述第一导电浆和所述第二导电浆可以分别由选自钨、钼锰、银、金、铂及它们的合金当中的一种以上的材料构成。由此，由第一导电浆和第二导电浆烧制而成的馈通电极和布线导体，与所述陶瓷基底的性能参数更加匹配、连接结构强度更高，不仅可以提高陶瓷基板的电性能，更进一步提高其长期可靠性。更优选地，所述第一导电浆与所述第二导电浆可以由铂构成。在这种情况下，所述馈通电极和所述布线导体均一致由铂构成，该一致性可以提高导电效率、提升导电等性能，从而更进一步提高了陶瓷基板的电性能和长期可靠性。另外，在本专利技术的一方面所涉及的陶瓷基板中，可选地，所述第三导电浆与所述第一导电浆不同，所述第三导电浆由选自钨、钼锰、银、金、铂及它们的合金当中的一种以上构成。在这种情况下，在这种情况下，可以提高陶瓷基板1的气密性。此外，在本专利技术的一方面所涉及的陶瓷基板中，所述陶瓷片材的厚度可以为0.05mm以上且0.35mm以下。由此，陶瓷片材更易于加工，并且冲孔成型的效果更佳。本专利技术的另一方面涉及一种带馈通电极的陶瓷基板的制造方法，其包括：准备多个陶瓷片材，并且在各个所述陶瓷片材上形成多个通孔；在各个所述陶瓷片材的各个所述通孔中填充第一导电浆作为馈通电极；采用第二导电浆作为布线导体在各个所述陶瓷片材上形成规定的布线图案；在最外层陶瓷片材的外表面上采用第三导电浆形成覆盖所述馈通电极的覆盖层；将各个所述陶瓷片材依次层叠，使相邻的所述陶瓷片材的所述馈通电极经由所述布线导体连接；并且，将各个所述陶瓷片材与所述第一导电浆、所述第二导电浆和所述第三导电浆一起在1450℃至1600℃的温度下共烧。在本专利技术的另一方面中，通过利用多个陶瓷片材进行层叠烧制，并且利用各个陶瓷片材的馈通电极及布线导体形成内部互连，在这种情况下，由于利用多个陶瓷片材进行烧结，陶瓷片材更容易被烧成，馈通电极、布线导体与陶瓷基底之间的结合力也能够得到提高，由此，既能够降低烧结温度，也能够提高陶瓷基板的气密性能。另外，在本专利技术的另一方面所涉及的陶瓷基板的制造方法中，所述陶瓷片材可以由氧化铝陶瓷构成。由此，能够提高所构成的陶瓷基板的生物安全性及长期可靠性。更优选地，所述陶瓷片材可以由含量不低于99.99％(质量分数，下同)的氧化铝陶瓷构成。由此，能够进一步提高所构成的陶瓷基板的生物安全性及长期可靠性。另外，在本专利技术的另一方面所涉及的陶瓷基板的制造方法中，相邻的各个所述陶瓷片材的所述通孔可以错开地排列。在这种情况下，相邻的陶瓷基板之间的馈通电极错开并经由布线导体形成导电连接，如此，能够有效延长气密性泄露的路径，从而提高陶瓷基板的气密性能。另外，在本专利技术的另一方面所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带馈通电极的陶瓷基板，其特征在于：包括：陶瓷基底，其由多个陶瓷片材层叠烧制而成，各个所述陶瓷片材具有多个通孔；馈通电极，其由第一导电浆烧制而成，填充各个所述通孔；布线导体，其由第二导电浆烧制而成，在各个所述陶瓷片材之间形成布线图案，并且位于相邻的所述陶瓷片材的所述馈通电极经由所述布线导体连接；以及覆盖层，其由第三导电浆烧制而成，且覆盖最外层的所述陶瓷片材的所述馈通电极，各个所述陶瓷片材与所述第一导电浆、所述第二导电浆和第三导电浆在1450℃至1600℃的温度下共烧而成。

【技术特征摘要】
2017.12.29 CN 20171146452121.一种带馈通电极的陶瓷基板，其特征在于：包括：陶瓷基底，其由多个陶瓷片材层叠烧制而成，各个所述陶瓷片材具有多个通孔；馈通电极，其由第一导电浆烧制而成，填充各个所述通孔；布线导体，其由第二导电浆烧制而成，在各个所述陶瓷片材之间形成布线图案，并且位于相邻的所述陶瓷片材的所述馈通电极经由所述布线导体连接；以及覆盖层，其由第三导电浆烧制而成，且覆盖最外层的所述陶瓷片材的所述馈通电极，各个所述陶瓷片材与所述第一导电浆、所述第二导电浆和第三导电浆在1450℃至1600℃的温度下共烧而成。2.如权利要求1所述的陶瓷基板，其特征在于：所述覆盖层的尺寸大于所述馈通电极的尺寸。3.如权利要求1所述的陶瓷基板，其特征在于：所述陶瓷片材由含量不低于99.99％的氧化铝构成。4.如权利要求1所述的陶瓷基板，其特征在于：相邻的各个所述陶瓷片材的所述通孔错开地排列。5.如权利要求2所述的陶瓷基板，其特征在于：所述第一导电浆和所述第二导电浆分别由选自钨、钼锰、银、金、铂及它们的合金当中的一种以上的材料构...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩明松，夏斌，赵瑜，
申请(专利权)人：深圳硅基仿生科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44