LTCC基板及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种LTCC基板及其制作方法，其包括：衬底基板；设于所述衬底基板表面的过渡膜层，且所述过渡膜层与所述衬底基板处于同一水平面，所述过渡膜层的材质与所述衬底基板的材质共烧匹配；以及设于所述过渡膜层表面的金属膜层，所述金属膜层将所述过渡膜层完全覆盖且所述金属膜层与所述过渡膜层的边缘不重合。该LTCC基板通过在衬底基板和金属膜层之间增加过渡膜层，提高焊料与金属膜层的润湿性，改善了金属膜层可焊性的同时，不影响LTCC基板的整体性能，提高了LTCC基板封装的一致性和可靠性，且制作工艺简单，易于实现产业化。

【技术实现步骤摘要】
LTCC基板及其制作方法
本专利技术属于微电子封装
，具体涉及一种LTCC基板及其制作方法。
技术介绍
低温共烧陶瓷(LowTemperatureCo-firedCeramic,简称LTCC)技术是20世纪80年代发展起来的实现高密度多层基板互连技术的新兴技术，由于其三维结构布线密度高、低介延迟低、高频损耗低、无源器件内埋集成度高和可靠性好等众多优点而被广泛应用于微波通信、航空航天和军事领域。随着电子整机向小型化、轻量化方向发展，LTCC基板封装一体化技术应用逐渐广泛。LTCC基板一体化封装是将LTCC基板作为封装载体的一部分，与封装外壳进行焊接封装，同时可以在基板表面贴装IC和有源器件，形成无源/有源器件集成的功能模块，进一步提高电路的集成度，适用于高频通信领域。LTCC基板经高性能封装后形成具有特定功能、高频性能、可靠质量的射频电路小型化集成组件，其应用频段从微波射频低端直到毫米波段。LTCC基板高性能封装的前提是LTCC基板焊盘具有良好的可焊性和焊接拉力。可焊性主要体现在金属膜层与焊料的润湿效果，影响LTCC金属膜层焊盘与焊料润湿效果的主要因素在于金属浆料中自身的玻璃相在共烧后在金属膜层表面析出，玻璃相使得焊料无法正常润湿焊盘，影响焊接效果和钎焊的钎透率，从而导致电路性能不稳定和变化，使得LTCC基板封装的一致性和可靠性得不到保障。目前改善低温共烧陶瓷膜层可焊性的方式主要有：1)物理刮擦方式，去除金属膜层表面玻璃相；2)化学镀、电镀方式对金属膜层进行表面改性；3)降低共烧温度，减少金属膜层表面玻璃相含量；4)调节浆料组分，减少金属膜层中玻璃相上浮现象。这些方式中，其中，物理刮擦方式去除膜层表面玻璃相后，可焊性会得到明显改善，但由于基板表面存在布线，实际操作过程费时费力；化学镀、电镀方法需要增加特殊工艺流程，虽然可焊性有所改善，但增加特殊工艺流程(化学镀、电镀有酸碱处理)，对基板表层布线会有限制；而降低共烧温度，可能会影响陶瓷基板的晶相组成，对基板介电常数、介电损耗等有一定影响；调节浆料组分的方式目前尚处于单一组分研制阶段，工程化应用尚有一定距离。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术有必要提供一种LTCC基板及其制作方法，通过在衬底基板和金属膜层之间增加过渡膜层，提高焊料与金属膜层的润湿性，改善了金属膜层可焊性的同时，不影响LTCC基板的整体性能，提高了LTCC基板封装的一致性和可靠性。为了事项上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供了一种LTCC基板，其包括：衬底基板；设于所述衬底基板表面的过渡膜层，且所述过渡膜层与所述衬底基板处于同一水平面，所述过渡膜层的材质与所述衬底基板的材质共烧匹配；设于所述过渡膜层表面的金属膜层，所述金属膜层将所述过渡膜层完全覆盖且所述金属膜层与所述过渡膜层的边缘不重合。进一步的，所述金属膜层含有第一金属成分和第二金属成分，所述第一金属成分选自金或银，所述第二金属成分选自铂、钯中的至少一种。进一步的，所述金属膜层的烧结厚度在18-25μm。进一步的，所述金属膜层和所述过渡膜层的中心重合。优选的，所述过渡膜层的边缘相较于所述金属膜层的边缘内缩50μm～100μm。本专利技术还提供了一种LTCC基板的制作方法，包括以下步骤：提供生瓷片，对所述生瓷片冲孔、填孔，完成通孔金属化；在其中一片生瓷片上印刷过渡膜层，并整平所述过渡膜层；在所述过渡膜层表面焊接金属膜层；将印刷过渡膜层的生瓷片置于顶层，与其他生瓷片依次叠压、烧结，得到如权利要求1-5任一项所述的LTCC基板。进一步的，所述的在其中一片生瓷片上印刷过渡膜层的工序，其印刷采用丝网印刷的方式。优选的，所述丝网印刷选用的网版参数为250～350目，纱厚35μm～40μm，乳胶厚度8μm～12μm；所述丝网印刷的步骤，具体为：浆料粘度60Pa·s～300Pa·s，印刷速度10mm/s～25mm/s，印制压力30～45N，刮刀角度：45°～65°。进一步的，所述的整平所述过渡膜层的步骤，具体为：对生瓷片进行一次整平后，将生瓷片翻转180°后进行二次整平，所述一次整平和所述二次整平的工艺参数均为：压力3T～5T，整平时间15～30s。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术中的LTCC基板在衬底基板和金属膜层之间增加过渡膜层，减少焊盘表面玻璃化污染问题，改善焊料与焊盘润湿效果，提高焊接的可靠性。该LTCC基板的制作方法操作简单，过渡膜层制作的工艺均为低温共烧陶瓷常规生产工艺，工艺成熟，能够在有效改善焊料与焊盘润湿效果，提高金属膜层可焊性的同时，该制作方法可以很好的与LTCC生产工艺相兼容，从而在不增加工艺流程的前提下改善金属膜层的可焊性，可行性高。附图说明图1为实施例1中LTCC基板的制作工艺流程框图；图2为实施例1中膜层附着力测试的示意图；图3为实施例1和对比例1焊料层外观图片；图4为实施例1中拉脱附着力测试简单测试示意图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将结合具体的实施例对本专利技术进行更全面的描述。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本专利技术的公开内容理解的更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本专利技术。本专利技术第一个方面公开了一种LTCC基板，其包括：衬底基板；设于所述衬底基板表面的过渡膜层，且所述过渡膜层与所述衬底基板处于同一水平面，所述过渡膜层的材质与所述衬底基板的材质共烧匹配；设于所述过渡膜层表面的金属膜层，所述金属膜层将所述过渡膜层完全覆盖且所述金属膜层与所述过渡膜层的边缘不重合。针对低温共烧陶瓷膜层可焊性的改善方式存在的问题，本专利技术创新性的提出一种LTCC基板，在衬底基板与可焊性金属膜层间增加过渡膜层，从而减少焊盘表面玻璃化污染现象，改善了焊料与焊盘润湿效果，提高了焊接可靠性。其中，过渡膜层和金属膜层的制作方式没有特别的限定，采用本领域中常规的方式均可，过渡膜层和金属膜层的形状同样没有特别的限定，根据原始焊盘的形状进行设计即可。为了保证焊盘膜层平整度，不影响焊接效果，增加过渡膜层后不影响焊盘的平整度，本专利技术中要求印制焊接金属膜层时，过渡膜层与基材处于同一水平面上。进一步的，本专利技术中所述的衬底基板指的是由若干生瓷片经冲孔、填孔、层叠后烧结得到的基板，其中生瓷片的选择没有特别的限定，本领域中任何常规的可用于LTCC基板的生瓷片均可，生瓷片可以同通过市售获得也可以自行制备，在本专利技术的一些实施例中，采用FerroA6M生瓷片。进一步的，本专利技术中过渡膜层材料的选择要求与衬底基板的材质能够共烧匹配，具体的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LTCC基板，其特征在于，其包括：/n衬底基板；/n设于所述衬底基板表面的过渡膜层，且所述过渡膜层与所述衬底基板处于同一水平面，所述过渡膜层的材质与所述衬底基板的材质共烧匹配；/n以及设于所述过渡膜层表面的金属膜层，所述金属膜层将所述过渡膜层完全覆盖且所述金属膜层与所述过渡膜层的边缘不重合。/n

【技术特征摘要】
1.一种LTCC基板，其特征在于，其包括：
衬底基板；
设于所述衬底基板表面的过渡膜层，且所述过渡膜层与所述衬底基板处于同一水平面，所述过渡膜层的材质与所述衬底基板的材质共烧匹配；
以及设于所述过渡膜层表面的金属膜层，所述金属膜层将所述过渡膜层完全覆盖且所述金属膜层与所述过渡膜层的边缘不重合。


2.如权利要求1所述的LTCC基板，其特征在于，所述金属膜层含有第一金属成分和第二金属成分，所述第一金属成分选自金或银，所述第二金属成分选自铂、钯中的至少一种。


3.如权利要求1所述的LTCC基板，其特征在于，所述金属膜层的烧结厚度在18-25μm。


4.如权利要求1所述的LTCC基板，其特征在于，所述金属膜层和所述过渡膜层的中心重合。


5.如权利要求1所述的LTCC基板，其特征在于，所述过渡膜层的边缘相较于所述金属膜层的边缘内缩50μm～100μm。


6.一种LTCC基板的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供生瓷片，对所述生瓷片冲孔、填...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴前龙，王伟，张迪，吴申立，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第四十三研究所，
类型：发明
国别省市：安徽;34