一种LTCC基板的制作方法及LTCC基板技术

本申请涉及一种LTCC基板的制作方法及LTCC基板，提供LTCC基板，所述LTCC基板具有上表面及与上表面相背的下表面；在所述LTCC基板的上表面印刷银浆料，通过低温共烧工艺使银浆料形成银导体层；在所述银导电层的表面形成图形化的掩膜层，所述掩膜层中开设至少一个开口，所述开口暴露预设位置的所述银导体层；在所述银导体层的表面通过蒸镀的方式形成镍金层；去除掩膜层表面的镍金层；以及去除掩膜层，所述镍金层仅形成于所述预设位置的所述银导体层表面，便获得LTCC基板。本发明专利技术能够在LTCC基板表面同时形成金和银导体层。基板表面同时形成金和银导体层。基板表面同时形成金和银导体层。

【技术实现步骤摘要】
一种LTCC基板的制作方法及LTCC基板


[0001]本申请涉及微电子芯片封装
，尤其是涉及一种LTCC基板的制作方法及LTCC基板。

技术介绍

[0002]LTCC低温共烧陶瓷(Low Temperature Co
‑
fired Ceramic )是一种新型多层基板工艺技术，采用配套的材料体系，烧结温度低，可与金属导体共烧，采用多层LTCC基板制作的产品具有组装密度高、体积小、重量轻、性能优良、功能多样及低成本等特点，具有极大的竞争优势，得到广泛的应用。
[0003]随着产品向高密度、小型化、高散热方向发展，但要求基板表层既有适合再流焊的银导体，又有适合芯片金丝键合的金导体的需求越来越强烈，目前LTCC基板表层导体制作主要采用金浆料和银浆料。由于金浆料和银浆料烘干后直接搭接在一起，850℃高温共烧时金和银会互溶，银迁移速度远远高于金的迁移速度，形成Kirkendall效应，烧结后银导体侧会形成空洞，导致银和金断开，无法形成电气连接。
[0004]因此，需要一种制备表层导体不易断开的LTCC基板的制作方法及LTCC基板。

技术实现思路

[0005]本申请提供一种LTCC基板的制作方法，通过蒸镀的方式将镍金层与银导体层分级镀成，以使LTCC基板能够同时具有高平整度的金和银导体。
[0006]采用如下技术方案：提供初始基板，所述初始基板具有上表面及与上表面相背的下表面；在所述初始基板的上表面印刷银浆料，通过低温共烧工艺使银浆料形成银导体层；在所述银导电层的表面形成图形化的掩膜层，所述掩膜层中开设至少一个开口，所述开口暴露预设位置的所述银导体层；在所述银导体层的表面形成镍金层；去除掩膜层表面的镍金层；以及去除掩膜层，所述镍金层仅形成于所述预设位置的所述银导体层表面，便获得LTCC基板。
[0007]通过采用上述技术方案，通过在掩膜层设置开口，使银导体层暴露在掩膜层中，再通过蒸镀工艺将镍金层蒸镀至掩膜层以及暴露的银导体层表面，使得LTCC基板表面同时形成金和银导体层，并且使用蒸镀工艺使得位于开口中银导体层蒸镀有平整的镍金层。
[0008]可选的，在形成镍金层之前还包括采用离子刻蚀对所述银导电层进行离子刻蚀，以去除所述银导电层表面的氧化层。
[0009]通过采用上述技术方案，使用离子刻蚀去除银导体层表面的氧化层，使得银导体层与蒸镀的镍金层吸附性更好，以提高蒸镀镍金层与银导体层之间的附着力。
[0010]可选的，所述掩膜层的材料为包封釉。
[0011]通过采用上述技术方案，包封釉能够长时间耐高温并且能够在蒸镀镍金过程中阻挡蒸发的镍金渗透到掩膜层下方的银导体和初始基板上，还可以在蒸镀工序完成后快速清理掩膜层。
[0012]可选的，所述镍金层的去除方法包括通过胶带或胶体将掩膜层表面的所述镍金层去除。
[0013]通过采用上述技术方案，因为镍金在掩膜层表层的附着力非常低，可以使用带粘性的胶带或胶体去除掩膜层表面的镍金层，而蒸镀在银导体层表面的镍金层与银导体层的附着力较强不会因为胶带或胶体被去除，故而有效地保留了需要保留在银导体层表面的镍金层。
[0014]可选的，所述掩膜层的去除方法包括将所述LTCC基板浸泡于碳氢混合溶剂中，待所述掩膜层软化后，去除所述掩膜层。
[0015]通过采用上述技术方案，将LTCC基板浸泡于碳氢混合溶剂，通过碳氢混合溶剂破坏掩膜层的物理性质，进而使掩膜层软化，并且碳氢混合溶剂为有机溶剂无法和银导体层和镍金层反应，既能够去除掩膜层，又能保护银导体层和镍金层不受影响。
[0016]可选的，所述掩膜层中掩膜图形的公差尺寸为
‑
20μm～20μm。
[0017]通过采用上述技术方案，公差尺寸超过20μm则掩膜图形过大，蒸镀的镍金层超出银导体层过多，容易与相邻导体安全距离不够；公差尺寸小于
‑
20μm则掩膜图形过小，银导体层只有中间部位蒸镀了镍金层，提高了组装难度。
[0018]可选的，所述镍金层中镍层的厚度为1.5～6μm，所述镍金层中金层的厚度为0.2～1.3μm。
[0019]通过采用上述技术方案，若蒸镀的镍层低于1.5μm，镍层不够致密，阻止金银互相扩散的能力就较弱，如果镍层高于6μm，基板蒸镀时间会大幅度延长，会导致掩膜层变得更加坚硬更难清洗；若蒸镀的金层低于0.2μm，金层致密度不够，无法保护镍层不氧化，而且没有足够的硬度，在金丝键合时容易脱落，若金层高于1.3μm，既会使成本增加，又会大幅度增加蒸镀时间，使得掩膜层受热时间过长，后续掩膜层的清洗比较困难。
[0020]可选的，所述镍层蒸镀时间为90～120分钟，所述金层蒸镀时间为20～30分钟。
[0021]通过采用上述技术方案，蒸镀时镍与金均为匀速蒸发，此蒸镀时间是为保证镍层与金层蒸镀至所需的最优生产厚度，若时间过短则蒸镀层厚度不够，若时间过长则蒸镀层超出厚度范围。
[0022]可选的，在所述银导体层的表面通过蒸镀的方式形成镍金层的方法包括：提供工装夹具，将所述初始基板装载于所述工装夹具内压紧，并将所述工装夹具与蒸镀伞架固定，且所述工装夹具显露初始待需要蒸镀的表面；对所述初始基板待蒸镀的表面蒸镀镍金层；以及在所述镍层的表面蒸镀金层。
[0023]通过采用上述技术方案，使用工装夹具能够一次装载多片初始基板，通过使用工装夹具既能装载多块初始基板有效提升蒸镀的效率，又能保护掩膜层不被工装夹具损伤。
[0024]一种LTCC基板，包括：初始基板；设置于所述初始基板表面的金属膜层，所述金属膜层包括所述银导体层和所述镍金层，所述镍金层设置于预设位置的所述银导体层表面。
[0025]通过采用上述技术方案，提供了一种同时具有银导体层和镍金层的LTCC基板，又能够保证银导体层和镍金层具有较高的平整度，以使LTCC基板表层导体能够满足再流焊接、金丝键合，并能够组装倒装焊芯片等高密度器件的效果。
[0026]综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：1.通过在掩膜层设置开口，使银导体层暴露在掩膜层中，再通过蒸镀工艺将镍金层蒸镀至掩膜层以及暴露的银导体层表面，使得LTCC基板表面同时形成金和银导体层，并且使用蒸镀工艺使得位于开口中银导体层蒸镀有平整的镍金层；2.能够通过控制蒸镀参数将蒸镀的镍层与金层的厚度控制在较优生产厚度,以满足LTCC基板表层导体能够同时实现再流焊接、金丝键合，并能够组装倒装焊芯片等高密度器件的效果。
附图说明
[0027]图1是本申请提供的一种LTCC基板的制作方法的流程图；图2是本申请实施例提供的在初始基板表面形成银导体层的剖面示意图；图3是本申请实施例提供的在银导体层表面形成掩膜层的剖面示意图；图4是本申请实施例提供的在掩膜层层表面形成镍金层的剖面示意图；图5是本申请实施例提供的去除掩膜层层表面形成镍金层的剖面示意图；图6是本申请实施例提供LTCC基板的剖面示意图；图7是图6中A处的放大示意图；图8是本申请实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种LTCC基板的制作方法，其特征在于，包括：提供初始基板(1)，所述初始基板(1)具有上表面及与上表面相背的下表面；在所述初始基板(1)的上表面印刷银浆料，通过低温共烧工艺使银浆料形成银导体层(2)；在所述银导电层的表面形成图形化的掩膜层(3)，所述掩膜层(3)中开设至少一个开口，所述开口暴露预设位置的所述银导体层(2)；在所述银导体层(2)的表面通过蒸镀的方式形成镍金层(4)；去除掩膜层(3)表面的镍金层(4)；以及去除掩膜层(3)，所述镍金层(4)仅形成于所述预设位置的所述银导体层(2)表面，便获得LTCC基板(100)。2.根据权利要求1所述的一种LTCC基板的制作方法，其特征在于：在形成镍金层(4)之前还包括采用离子刻蚀对所述银导电层进行离子刻蚀，以去除所述银导电层表面的氧化层。3.根据权利要求1所述的一种LTCC基板的制作方法，其特征在于：所述掩膜层(3)的材料为包封釉。4.根据权利要求1所述的一种LTCC基板的制作方法，其特征在于：所述镍金层(4)的去除方法包括通过胶带或胶体将掩膜层(3)表面的所述镍金层(4)去除。5.根据权利要求1所述的一种LTCC基板的制作方法，其特征在于：所述掩膜层(3)的去除方法包括将所述LTCC基板(100)浸泡于碳氢溶剂中，待所述掩膜层(3)软化后，去除所述掩膜层(3)。6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：甘志华，吴雷，苗春蕾，
申请(专利权)人：北京七星华创微电子有限责任公司，
类型：发明
国别省市：