[發明專利]LTCC超多層生瓷直通孔版圖設計及制造工藝

在審

• 申請號: 201711070876.3
• 申請日: 2017-11-03
• 公開（公告）號: CN107799494A
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發明（設計）人: 薛峻;周冬蓮;張輝;何榮云
• 申請（專利權）人: 北方電子研究院安徽有限公司
• 主分類號: H01L23/488
• 分類號: H01L23/488;H01L23/538;H01L21/60
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司32224
• 代理人: 耿英,董建林

技術領域

本發明涉及一種涉及LTCC超多層生瓷直通孔版圖設計規范及制造工藝。

背景技術

LTCC是將低溫燒結陶瓷粉通過流延制成厚度精確而且致密的生瓷帶，在生瓷帶上利用激光打孔、填孔、精密導體漿料印刷等工藝制出所需要的電路圖形，然后將多層生瓷片疊壓在一起，在幾百個大氣壓下進行等靜壓層壓。內外電極可分別使用銀、金等金屬，在850℃峰值溫度下燒結，制成三維空間互不干擾的高密度電路。圖1為LTCC工藝簡易流程圖。

LTCC基板通過金屬化通孔實現層間多層導體互連，在版圖設計中通孔Via的設計可以采用交錯孔設計（圖2a）和直通孔設計（圖2b），

結合圖3a、圖3b所示，通孔設計規則如下：

1、焊盤Cover Pad形狀：圓形或方形

2、尺寸規則：

D2=D1+(0.1mm～0.2mm)

1)當 D1=0.1mm(4mils)時，D2=D1+0.1mm

2）當 D1=0.15mm(6mils)時，D2=D1+（0.1mm～0.15mm）

3）當 D1=0.2mm(8mils)時，D2=D1+0.15mm

其中，D1為通孔Via直徑，單位：mm；D3為焊盤圓形或方形區域最大徑。

3、當版圖采用直通孔設計時各層通孔Via相對位置相同，疊片時生瓷片層層堆疊，使通孔區域的漿料膜厚遠遠高于與之相連的導帶（信號線）的膜厚。在層壓工序，用等靜壓機將生瓷坯壓緊成為一個密實的生瓷體時，覆蓋焊盤（Cover Pad）與信號線連接處的漿料在壓力的作用下產生塌陷，造成導帶斷裂，如圖4a、圖4b所示）。因此超多層生瓷直通孔一直以來都是LTCC工藝加工的禁忌。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種LTCC超多層生瓷直通孔版圖設計及制造工藝，加大焊盤的覆蓋區域，當通孔與焊盤根部漿料塌陷造成導帶斷裂時，不影響基板的電氣連接。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種LTCC超多層生瓷直通孔版圖設計及制造工藝，其特征是，超多層生瓷帶采用直通孔方式進行導體互連時，生瓷帶上的通孔由焊盤覆蓋，焊盤包括一半圓環形區域和半圓環形區域最大直徑處與信號線連接形成的過渡區；通孔的一部分由半圓環形區域包圍，另一部分由過渡區包圍。

焊盤尺寸規則：

D3=D1+(0.2mm～0.45mm)，H=0.2mm～0.35mm；

其中，D1為通孔孔徑，單位：mm；D3為焊盤半圓環形區域最大徑，單位：mm；H為過渡區的長度，即通孔圓心至信號線的距離，單位：mm。

當 D1=0.1mm時，D3=D1+0.2mm，H=0.2mm。

當 D1=0.15mm時，D3=D1+0.35mm，H=0.25mm。

當 D1=0.2mm時，D3=D1+0.45mm，H=0.35mm。

每層生瓷帶厚度t與通孔孔徑D1設計規則：

當t=50μm，D1=0.1mm～0.15mm。

每層生瓷帶厚度t與通孔孔徑D1設計規則：

當t=114μm，D1=0.15mm～0.2mm。

每層生瓷帶厚度t與通孔孔徑D1設計規則：

當t=165μm，D1=0.15mm～0.2mm。

每層生瓷帶厚度t與通孔孔徑D1設計規則：

當t=254μm，D1=0.2mm。

通孔填充工藝包括：采用模板從生瓷帶的背面即聚脂膜面對通孔進行印刷填充。

本發明所達到的有益效果：

1、通過改變焊盤的設計形狀及增大設計尺寸，加大焊盤的覆蓋區域，當通孔與焊盤根部漿料塌陷造成導帶斷裂時，不影響基板的電氣連接。

2、根據生瓷帶的厚度設計不同孔徑的通孔，使通孔更易于充分填充。

3、采用模板從生瓷帶的背面（即聚脂膜面）對通孔進行印刷填充，有以下優勢：

1)可以有效防止生瓷片被填孔漿料沾污。

2)當刮板頭從模板脫離時由于漿料張力的作用，漿料會在通孔附近形成凸起。這些多余的凸起漿料可以用刀片在聚脂膜面刮除，以減少漿料堆積。

3)可以根據需要合并填孔模板，即不同設計層的通孔使用同一塊填孔模板，節約成本。

附圖說明

圖1 LTCC工藝簡易流程圖；

圖2a 交錯孔；

圖2b 直通孔；

圖3a、3b 通孔設計示意圖；

圖4a 導帶折斷示意圖；