CN113754457B - 一种多层板及制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种多层板及制作方法，其中，所述多层板包括若干两个对侧表面分别形成有线路层的陶瓷基板，所述陶瓷基板的两个线路层通过通孔形成导通连接，若干陶瓷基板定位叠加设置；所述陶瓷基板为DPC陶瓷基板，相邻陶瓷基板相对一侧的线路层的间隙分别设置有填料，所述填料的外表面与线路层外侧的金属基材表面均为平齐设置的抛光面，形成陶瓷基板的抛光叠设面；所述相邻陶瓷基板的抛光叠设面为上下相对重叠设置并冷焊粘接固定，相邻陶瓷基板相对一侧的线路层外侧的金属基材粘接在一起。多层板采用叠合层次结构的陶瓷基板，相邻陶瓷基板相对一侧的线路层的间隙分别设置有填料，避免相邻基板之间产生空隙而造成暗裂，提高产品精度及可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及多层板领域技术，尤其是指一种多层板及制作方法。
背景技术
良好的器件散热依赖于优化的散热结构设计、封装材料选择及封装制造工艺等。陶瓷基板由于其良好的导热性、耐热性、绝缘性、低热膨胀系数和成本的不断降低，在电子封装特别是功率电子器件如绝缘栅双极晶体管、激光二极管、发光二极管、聚焦型光伏封装中的应用越来越广泛。
目前，陶瓷多层基板是通过流延法做成生陶瓷片，然后在生陶瓷片上打孔，金属浆料填孔以后在布线，将布好线的生陶瓷片一一定位叠加，再通过热压烧结。现有技术中，陶瓷多层基板热压烧结的温度一般设置为800℃-1200℃，加之，现有技术的陶瓷多层基板制作工艺中需要使用金属原料制成金属浆料进行填孔操作，因此，金属原料需要能耐温800℃以上。现有技术中，一般耐温800℃以上的金属原料导电、导热性能较差，容易影响信号传输，加之，烧成以后材料会有一定变形收缩，导致尺寸、精度都比较差。
因此，需要研究一种新的技术方案来解决上述问题。
发明内容
有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种多层板及制作方法，其中，多层板采用叠合层次结构的陶瓷基板，相邻陶瓷基板相对一侧的线路层的间隙分别设置有填料，避免相邻基板之间产生空隙而造成暗裂；同时，陶瓷基板为DPC陶瓷基板，然后采用抛光和冷焊低温工艺技术形成多层支撑结构，减少基板收缩问题，提高产品精度及可靠性。
为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：
一种多层板，包括若干两个对侧表面分别形成有线路层的陶瓷基板，所述陶瓷基板的两个线路层通过通孔形成导通连接，若干陶瓷基板定位叠加设置；
所述陶瓷基板为DPC陶瓷基板，相邻陶瓷基板相对一侧的线路层的间隙分别设置有填料，所述填料的外表面与线路层外侧的金属基材表面均为平齐设置的抛光面，形成陶瓷基板的抛光叠设面；所述相邻陶瓷基板的抛光叠设面为上下相对重叠设置并冷焊粘接固定，相邻陶瓷基板相对一侧的线路层外侧的金属基材粘接在一起。
作为一种优选方案，所述抛光面具有小于0.05微米的表面粗糙度。
作为一种优选方案，所述填料为绝缘填料。
作为一种优选方案，所述填料填满相邻陶瓷基板相对一侧的线路层的间隙。
作为一种优选方案，所述金属基材为铜或银或铝或金或钨或镍或铁。
作为一种优选方案，所述填料为绝缘粉与固化剂的混合物。
一种多层板的制作方法，制作前述的一种多层板，所述制作方法包括以下步骤：
步骤1：制作两片以上的抛光线路板，每片抛光线路板的制作步骤包括有：步骤1-1：采用DPC技术制成陶瓷基板；步骤1-2：将填料填于陶瓷基板的线路层之间形成的间隙，待填料凝固后，对陶瓷基板的表面进行表面处理，形成抛光线路板；
步骤2：通过CCD定位，将两个以上的抛光线路板的抛光叠设面相对重叠，并对重叠设置的抛光线路板进行排气操作；
步骤3：通过冷焊的方法将重叠设置的抛光线路板的相邻抛光叠设面粘接在一起，使得相邻陶瓷基板相对一侧的线路层外侧的金属基材粘接在一起。
作为一种优选方案，所述步骤1-2中，是将绝缘粉体、固化剂混合作为填料，将填料搅拌成浆料，将浆状的填料涂布在陶瓷基板的表面。
作为一种优选方案，所述步骤1-2中，先对陶瓷基板的表面进行研磨，露出线路层的金属基材，再对陶瓷基板的外表面进行抛光，形成抛光线路板。
作为一种优选方案，所述步骤1-2中，是将填料填满陶瓷基板的线路层之间形成的间隙。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知，其主要是多层板采用冷焊的方法将金属基材与陶瓷基板粘接，并且，多层板的相邻陶瓷基板相对一侧的线路层的间隙分别设置有填料，填料对相邻陶瓷基板分别起到支撑作用，避免相邻基板之间产生空隙而造成暗裂。
其次是，多层板的陶瓷基板为DPC陶瓷基板，其采用DPC工艺制作线路图形，然后采用抛光和冷焊技术形成多层支撑结构，减少基板收缩问题，提升多层线路板的精度。DPC陶瓷基板采用低温工艺，避免高温对材料或者线路结构造成不利影响，降低制造工艺成本。加之，抛光和冷焊的工艺也采用低温工艺，可以选用导电性较好的铜、银、铝等金属作为信号传输线路，减少对信号传输的不良影响。
为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。
附图说明
图1是本发明之实施例一的层次结构图；
图2是本发明之实施例二的层次结构图；
图3是本发明之实施例一的制作方法流程图；
图4是本发明之实施例二的制作方法流程图。
附图标识说明：
100、第一陶瓷基板 101、第一抛光面
110、第二陶瓷基板 111、第二抛光面
120、第三陶瓷基板 121、第三抛光面
122、第四抛光面 11、第一线路层
12、第二线路层 13、通孔
14、间隙 20、填料。
具体实施方式
请参照图1至图4所示，其显示出了本发明之两种实施例的具体结构及制作方法流程图。
一种多层板，包括若干陶瓷基板，所述陶瓷基板的两个对侧表面分别形成有线路层；并且，所述两个线路层通过通孔13形成导通连接；其中，若干陶瓷基板为依次叠合粘接设置。所述陶瓷基板为DPC陶瓷基板，即：陶瓷基板为采用DPC技术制成的线路基板，DPC技术采用低温工艺，工艺采用温度为300℃以下，避免高温对材料或者线路结构造成不利影响，降低制造工艺成本，并且，DPC技术采用薄膜与光刻显影技术，使得：陶瓷基板上的金属线路更精细，表面粗糙度低于0.3微米，陶瓷基板的线路层对准精度误差小，适用于对准精度要求较高的电子器件封装。
相邻陶瓷基板之间分别设置有填料20。优选地，所述填料20为绝缘粉与固化剂的混合物，其中，所述绝缘粉为树脂粉。具体而言，所述相邻陶瓷基板相对一侧的线路层的间隙14分别设置有填料20。并且，所述填料20与线路层外侧的金属基材为平齐设置，形成陶瓷基板的外表面。所述相邻陶瓷基板对侧的外表面均设置有抛光面，具体是指所述填料的外表面与线路层外侧的金属基材表面均为平齐设置的抛光面，形成陶瓷基板的抛光叠设面；并且，所述相邻陶瓷基板的抛光叠设面为上下相对重叠设置并冷焊粘接固定，相邻陶瓷基板相对一侧的线路层外侧的金属基材粘接在一起。优选地，所述抛光面具有小于0.05微米的表面粗糙度。优选地，所述金属基材为铜或银或铝或金或钨或镍或铁，此外，实际实施时所述金属基材还可选用其他导电性良好的金属。
图1所示，其展示了实施例一的层次结构图，实施例一展示了具有双层结构的多层板。在实施例一中，所述多层板包括上下叠合设置的两个陶瓷基板：第一陶瓷基板100、第二陶瓷基板110。所述陶瓷基板的上表面形成有第一线路层11，所述陶瓷基板的下表面形成有第二线路层12，所述第二线路层12通过通孔13与第一线路层11形成导通连接。第一陶瓷基板100的第二线路层12、第二陶瓷基板110的第一线路层11为相对设置；并且，第一陶瓷基板100的第二线路层12、第二陶瓷基板110的第一线路层11分别设置有填料20。所述填料20分别填充满第一陶瓷基板100的第二线路层12的间隙14、第二陶瓷基板110的第一线路层11形成的间隙14，使得：相邻的第一陶瓷基板100、第二陶瓷基板110之间，填料20形成支撑。另外，所述填料20与第一陶瓷基板100的第二线路层12外侧的金属基材为平齐设置，形成第一陶瓷基板100的外表面；所述填料20与第二陶瓷基板110的第一线路层11外侧的金属基材为平齐设置，形成第二陶瓷基板110的外表面。所述第一陶瓷基板100的外表面设置有第一抛光面101，相应地，所述第二陶瓷基板110的外表面设置有第二抛光面111，所述第一抛光面101与第二抛光面111为上下相对重叠设置，并通过冷焊的方法将第一陶瓷基板100与第二陶瓷基板110粘接形成具有双层结构的多层板。
图2所示，其展示了实施例二的层次结构图，实施例二展示了具有三层结构的多层板。实施例二在实施例一的基础上，上下叠合设置的两个陶瓷基板的中间层增设有第三陶瓷基板120，即：所述多层板包括上下叠合设置的三个陶瓷基板：第一陶瓷基板100、第三陶瓷基板120、第二陶瓷基板110。所述第三陶瓷基板120的上表面与下表面分别形成有：第一线路层11、第二线路层12。在本实施例中，所述第三陶瓷基板120的第一线路层11与第一陶瓷基板100的第二线路层12相对设置，并且，所述第三陶瓷基板120的第二线路层12与第二陶瓷基板110的第一线路层11相对设置。所述第三陶瓷基板120的上侧外表面设置有第三抛光面121，所述第三陶瓷基板120的下侧外表面设置有第四抛光面122。并且，所述第一陶瓷基板100的外表面设置有第一抛光面101，所述第二陶瓷基板110的外表面设置有第二抛光面111。所述第三抛光面121与第一抛光面101为上下相对重叠设置，所述第四抛光面122与第二抛光面111为上下相对重叠设置，并通过冷焊的方法将第一陶瓷基板100、第三陶瓷基板120、第二陶瓷基板110粘接形成具有三层结构的多层板。
在实际实施时，所述多层板设置为四层以上的叠合结构，亦可。
接下来，详述一种多层板的制作方法，制作前述的多层板，所述制作方法包括以下步骤：
步骤1：制作两片以上的抛光线路板，每片抛光线路板的制作步骤包括有：步骤1-1：采用DPC技术制成陶瓷基板；
步骤1-2：将绝缘粉体、固化剂作为填料20，将填料20搅拌成浆料，将浆状的填料20涂布在陶瓷基板的表面，并且，将填料20填满陶瓷基板的线路层之间形成的间隙14，待填料20凝固后，对陶瓷基板的表面进行研磨，露出线路层的金属基材，再对陶瓷基板的外表面进行抛光，形成抛光线路板；
步骤2：通过CCD定位，将两个以上的抛光线路板的抛光面相对重叠，并对重叠设置的抛光线路板进行排气操作；
步骤3：通过冷焊的方法将重叠设置的抛光线路板相邻抛光叠设面粘接在一起。相邻陶瓷基板相对一侧的线路层外侧的金属基材粘接在一起。
所述多层板的制作方法可以制作两层以上的基板，在所述多层板的制作方法中，抛光和冷焊的工艺均采用低温工艺，可以选用导电性较好的铜、银、铝、金、钨、镍、铁等金属作为金属线路层，减少对信号传输的不良影响，同时，避免高温工艺造成陶瓷基板的热胀冷缩，因而，所述多层板的制作方法可提高产品精度，提高产品的可靠性。
图3所示，其展示了实施例一的制作方法流程图，实施例一展示了具有双层结构的多层板的制作方法流程图。首先，采用DPC技术制成第一陶瓷基板100、第二陶瓷基板110。第一陶瓷基板100的下表面进行填料20填充，并且，将填料20填满第一陶瓷基板100的线路层之间形成的间隙14；待填料20凝固后，对第一陶瓷基板100的下表面进行研磨，露出线路层的金属基材，再对第一陶瓷基板100的外表面进行抛光，形成第一抛光线路板。同理，对第二陶瓷基板110的上表面进行相同的方法，形成第二抛光线路板。然后，通过CCD定位，将第一抛光线路板的抛光面、第二抛光线路板的抛光面相对重叠放置，并对两个抛光线路板进行排气操作；通过冷焊的方法将两个抛光线路板的抛光面粘接在一起，形成双层结构的多层板。
图4所示，其展示了实施例二的制作方法流程图，实施例二展示了具有多层结构的多层板的制作方法流程图。实施例二在实施例一的基础上，上下叠合设置的两个陶瓷基板的中间层增设有若干第三陶瓷基板120，即：所述多层板包括上下叠合设置的第一陶瓷基板100、第三陶瓷基板120、第二陶瓷基板110。首先，采用DPC技术制成第一陶瓷基板100、第二陶瓷基板110、第三陶瓷基板120。采用实施例一的制作方法分别对第一陶瓷基板100、第二陶瓷基板110进行研磨、抛光操作，形成第一抛光线路板、第二抛光线路板。第三陶瓷基板120的上表面及下表面分别进行填料20填充，并且，将填料20填满第三陶瓷基板120的上表面、下表面线路层之间形成的间隙14；待填料20凝固后，对第三陶瓷基板120的上表面、下表面分别进行研磨，露出线路层的金属基材，再对第三陶瓷基板120的两个外表面进行抛光，形成第三抛光线路板。然后，通过CCD定位，将第一抛光线路板的抛光面、第三抛光线路板的上侧抛光面相对重叠放置，并对两个抛光线路板进行排气操作；通过冷焊的方法将第一抛光线路板的抛光面、第三抛光线路板的上侧抛光面粘接在一起。同理，将第三抛光线路板的下侧抛光面、第二抛光线路板的抛光面粘接在一起，如此，形成多层结构的多层板。在实际制作时，可将第一抛光线路板、第二抛光线路板及第三抛光线路板三者重叠后，一同实现冷焊粘接固定。
本发明的设计重点在于，主要是多层板采用冷焊的方法将金属基材与陶瓷基板粘接，并且，多层板的相邻陶瓷基板相对一侧的线路层的间隙分别设置有填料，填料对相邻陶瓷基板分别起到支撑作用，避免相邻基板之间产生空隙而造成暗裂。
其次是，多层板的陶瓷基板为DPC陶瓷基板，其采用DPC工艺制作线路图形，然后采用抛光和冷焊技术形成多层支撑结构，减少基板收缩问题，提升多层线路板的精度。DPC陶瓷基板采用低温工艺，避免高温对材料或者线路结构造成不利影响，降低制造工艺成本。加之，抛光和冷焊的工艺也采用低温工艺，可以选用导电性较好的铜、银、铝等金属作为信号传输线路，减少对信号传输的不良影响。
Claims (7)
1.一种多层板的制作方法，其特征在于：所述多层板包括若干两个对侧表面分别形成有线路层的陶瓷基板，所述陶瓷基板的两个线路层通过通孔形成导通连接，若干陶瓷基板定位叠加设置；所述陶瓷基板为DPC陶瓷基板，相邻陶瓷基板相对一侧的线路层的间隙分别设置有填料，所述填料的外表面与线路层外侧的金属基材表面均为平齐设置的抛光面，形成陶瓷基板的抛光叠设面；所述相邻陶瓷基板的抛光叠设面为上下相对重叠设置并冷焊粘接固定，相邻陶瓷基板相对一侧的线路层外侧的金属基材粘接在一起；
所述制作方法包括以下步骤：
步骤1：制作两片以上的抛光线路板，每片抛光线路板的制作步骤包括有：步骤1-1：采用DPC技术制成陶瓷基板；步骤1-2：将填料填满陶瓷基板的线路层之间形成的间隙，待填料凝固后，对陶瓷基板的表面进行表面处理，形成抛光线路板；
步骤2：通过CCD定位，将两个以上的抛光线路板的抛光叠设面相对重叠，并对重叠设置的抛光线路板进行排气操作；
步骤3：通过冷焊的方法将重叠设置的抛光线路板的相邻抛光叠设面粘接在一起，使得相邻陶瓷基板相对一侧的线路层外侧的金属基材粘接在一起。
2.根据权利要求1所述的一种多层板的制作方法，其特征在于：所述步骤1-2中，是将绝缘粉体、固化剂混合作为填料，将填料搅拌成浆料，将浆状的填料涂布在陶瓷基板的表面。
3.根据权利要求1所述的一种多层板的制作方法，其特征在于：所述步骤1-2中，先对陶瓷基板的表面进行研磨，露出线路层的金属基材，再对陶瓷基板的外表面进行抛光，形成抛光线路板。
4.根据权利要求1所述的一种多层板的制作方法，其特征在于：所述抛光面具有小于0.05微米的表面粗糙度。
5.根据权利要求1所述的一种多层板的制作方法，其特征在于：所述填料为绝缘填料。
6.根据权利要求1所述的一种多层板的制作方法，其特征在于：所述金属基材为铜或银或铝或金或钨或镍或铁。
7.根据权利要求1所述的一种多层板的制作方法，其特征在于：所述填料为绝缘粉与固化剂的混合物。
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