双面陶瓷基板的制备方法、使用该方法制备的双面陶瓷基板以及包括其的半导体封装体技术

本发明专利技术提供一种双面陶瓷基板的制备方法，所述方法包括：将金属浆料(paste)填充到形成于陶瓷印刷电路基板的通孔(via hole)；对于在填充所述金属浆料的步骤中已填充的金属浆料进行熔融。根据本发明专利技术，可以防止在通孔内部产生气泡或空隙。

Preparation method of double-sided ceramic substrate, double-sided ceramic substrate prepared by the method and semiconductor package thereof

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】双面陶瓷基板的制备方法、使用该方法制备的双面陶瓷基板以及包括其的半导体封装体
本专利技术涉及一种陶瓷基板的制备方法，尤其涉及一种在双面上印刷电路图案的双面陶瓷基板的制备方法。
技术介绍
为了防止当封装产生大量热量的半导体器件时的散热问题以及由此带来的可靠性的下降，主要使用具有优异的导热性与耐热性的陶瓷基板，例如，用于照明、汽车、智能手机闪光灯等的LED、用于高级驾驶辅助系统(ADAS)等的激光二极管(Laserdiode)、用于无线通信的射频芯片(RFchip)等。此时所使用的DPC陶瓷基板在作为绝缘体的基础基材(即陶瓷)的上表面和下表面上分别形成金属电极，并且在基础基材上形成填充有导电材料的通孔(或穿孔)，形成为连接两个金属电极的结构。在常规的DPC陶瓷基板的制备方法中，在烧制后的陶瓷基材上形成通孔之后，通过电镀在通孔中填充铜(Cu)。同时，也将铜(Cu)镀敷在陶瓷基材的上表面和下表面上。然而，这样当在通孔的表面与陶瓷基材的表面上同时进行镀敷时，相比于在通孔的内部，在通孔的入口侧先进行镀敷，因此存在的问题为，需要特殊的镀液与镀敷设备以及特殊的镀敷工艺(例如，镀敷和剥离的重复)，增加了制备成本。并且，在传统的陶瓷基板的制备方法中，由于镀敷工艺的实质性问题，在将铜(Cu)填充到通孔的过程中产生空隙(void)，并在空隙内会残留镀液。此时，在后续工艺(封装)中，存在的问题为，通孔在高热工艺中受损，降低了工艺产出率，或者通孔在现场长时间被使用中受损，严重降低了可靠性。也就是说，由于在传统的陶瓷基板制备方法中，通过镀敷工艺填充通孔，因此镀液残留在通孔中的概率高，降低了工艺产出率和可靠性。并且，由于发生通孔受损的问题，因此存在的问题为，在封装半导体芯片之后，位于通孔的上表面的半导体芯片受损。并且，在形成通孔的现有技术中，对烧结后的陶瓷使用激光器(Laser)等来形成通孔，因此随着通孔的直径增加，制备成本会几何级数增长。并且，在填充通孔的方法中也存在如下问题，即由于采用通过镀敷完全填充通孔的方式，因此随着通孔的尺寸(直径)增加，填充通孔(viafilling，镀敷)成本增加。在以上
技术介绍
中所记载的内容用于容易理解本专利技术的背景，并且可包括该技术所属
中的普通技术人员已知的现有技术以外的内容。*现有技术文献(专利文献1)韩国授权专利公报第10-1768330号(专利文献2)韩国公开专利公报第10-2016-0080430号(专利文献3)韩国公开专利公报第10-2016-0081479号(专利文献4)日本授权专利公报第6147981号
技术实现思路
本专利技术用于解决上述问题，且本专利技术的目的在于提供一种能够防止在通孔内部产生气泡或空隙的双面陶瓷基板的制备方法，以及使用该方法所制备的双面陶瓷基板以及包括其的半导体封装体。本专利技术的双面陶瓷基板的制备方法，包括：第1步骤，在陶瓷印刷电路基板(greensheet)中形成通孔(viahole)；第2步骤，将金属浆料(paste)填充到所述通孔；第3步骤，将在所述第2步骤中填充的金属浆料，加热至熔融温度以上；第4步骤，在所述第3步骤之后，对金属浆料进行固化。并且，所述第1步骤，在形成所述通孔之后，可包括：第1-1步骤，对所述陶瓷印刷电路基板进行烧结。并且，所述第1步骤，在形成所述通孔之前，可包括：第1-2步骤，对陶瓷印刷电路基板进行烧结。并且，使用金属浆料进行填充的第二步骤可以通过丝刚印刷(screenprinting)或3D印刷来进行。并且，本专利技术的双面陶瓷基板的制备方法中，将所述金属浆料加热至熔融温度以上处理可以在大气压或真空室内进行。并且，本专利技术的双面陶瓷基板的制备方法，还可包括：第3-1步骤，在陶瓷板的上部面和下部面上涂覆种子层，所述陶瓷板中具有在所述第3步骤中加热至熔融温度以上的填充的金属浆料；第3-2步骤，在所述种子层上通过光刻(photolithography)工艺形成电极图案。并且，本专利技术的双面陶瓷基板的制备方法，还可包括：在形成所述电极图案的第3-2步骤之后，还可包括：第3-3步骤，形成电极镀层。并且，本专利技术的双面陶瓷基板的制备方法，还可包括：第3-4步骤，在形成所述电极镀层的第3-3步骤之后进行平坦化研磨；第3-5步骤，进行表面处理和对所述种子层进行蚀刻。并且，本专利技术可以提供一种通过双面陶瓷基板的制备方法来制备的双面陶瓷基板。并且，本专利技术可以提供一种半导体封装体，所述半导体封装体包括：双面陶瓷基板；以及安装在所述陶瓷基板的一个表面的半导体器件。并且，本专利技术的半导体器件包括以下至少一种：LED器件、激光器件、高频通信器件以及功率半导体器件。在本专利技术的双面陶瓷基板的制备方法中，根据需要，可以在烧结陶瓷之前形成通孔，因此，即使增大通孔的尺寸，通孔的形成成本也不会增加。并且，通孔中的导电材料不采用镀敷方式，而是采用金属浆料熔融工艺，从而在通孔内部不会产生空隙，在高热工艺中可避免通孔受损，并确保工艺产出率及可靠性。并且，避免损坏位于通孔上表面的半导体芯片，且即使通孔变大，也不会使填充通孔成本快速增加而节省费用。附图说明图1是示出根据本专利技术的双面陶瓷基板的制备方法的流程图。图2示出了根据本专利技术的双面陶瓷基板的制备方法制备的工艺。附图标记说明：10：陶瓷印刷电路基板11：印刷电路基板30：金属浆料40：种子层50：光致抗蚀剂60：电极层70：表面层具体实施方式为了充分理解本专利技术、本专利技术的操作上的优点以及根据本专利技术的实施例实现的目的，应参考举例说明本专利技术的优选实施例的附图以及附图中所记载的内容。在描述本专利技术的优选实施例时，将减少或省略可能对本专利技术的要旨造成不必要理解的公知技术或重复描述。图1是示出根据本专利技术的双面陶瓷基板的制备方法的流程图，图2示出了根据本专利技术的双面陶瓷基板的制备方法制备的工艺。下面，将参考图1和图2来描述根据本专利技术的一个实施例的双面陶瓷基板的制备方法。在本专利技术的陶瓷基板的制备方法中，将金属填充到通孔(viahole)中，以在双面形成电极层，但是不采用现有的镀敷工艺，从而能够以在通孔中不产生气泡或空隙的方式进行制备。首先，制备陶瓷印刷电路基板11(S11)，并在陶瓷印刷电路基板11中形成通孔12(S12)之后，进行烧结(S13)，从而可制备形成有通孔的陶瓷板10。形成通孔12的方法，可利用穿孔器(punch)或激光，但不限于此。在烧结陶瓷之前的印刷电路基板11中，形成通孔12之后，进行烧结时，不仅能使用激光，还可以使用穿孔器(punch)等，因此，只要增加穿孔器的直径，很容易改变直径尺寸而不会增加成本。这样，在形成通孔12后进行烧结的陶瓷中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双面陶瓷基板的制备方法，其特征在于，包括：/n第1步骤，在陶瓷印刷电路基板中形成通孔(via hole)；/n第2步骤，将金属浆料(paste)填充到所述通孔中；/n第3步骤，将在所述第2步骤中填充的金属浆料，加热至熔融温度以上；/n第4步骤，在所述第3步骤之后，对金属浆料进行固化。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171030 KR 10-2017-01426501.一种双面陶瓷基板的制备方法，其特征在于，包括：
第1步骤，在陶瓷印刷电路基板中形成通孔(viahole)；
第2步骤，将金属浆料(paste)填充到所述通孔中；
第3步骤，将在所述第2步骤中填充的金属浆料，加热至熔融温度以上；
第4步骤，在所述第3步骤之后，对金属浆料进行固化。


2.根据权利要求1所述的双面陶瓷基板的制备方法，其特征在于，
所述第1步骤，在形成所述通孔之后，还包括第1-1步骤，对所述陶瓷印刷电路基板进行烧结。


3.根据权利要求1所述的双面陶瓷基板的制备方法，其特征在于，
所述第1步骤，在形成所述通孔之前，还包括第1-2步骤，对陶瓷印刷电路基板进行烧结。


4.根据权利要求1所述的双面陶瓷基板的制备方法，其特征在于，
将所述金属浆料加热至熔融温度以上的处理是在大气压或真空室内进行。
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【专利技术属性】
技术研发人员：赵显春，朴益圣，李俊泰，
申请(专利权)人：阿莫善斯有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR