專利名稱：陶瓷多層襯底及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有改進(jìn)的內(nèi)部圖形和外部端子之間的連接結(jié)構(gòu)的陶瓷多層襯底，以及生產(chǎn)該襯底的方法，特別涉及通過垂直堆疊和燒結(jié)多個(gè)陶瓷襯底形成的低溫共燒陶瓷多層襯底，其中連接條縱向形成在每個(gè)陶瓷襯底的內(nèi)部圖形和外部端子之間的連接區(qū)域上，從而避免了在處理外部端子過程中形成內(nèi)部圖形的金屬導(dǎo)電層并穩(wěn)定地將內(nèi)部圖形連接到外部端子，以及制造這種襯底的方法。
背景技術(shù)：
用于制造低溫共燒陶瓷(下面稱為“LTCC”) 襯底的技術(shù)是一種工藝，其中內(nèi)部電極和給定電路的無源元件(R，L和C)形成在印刷電路基板(green sheet)上，該印刷電路基板是由玻璃陶瓷通過使用具有高電傳導(dǎo)的諸如Ag，Cu等金屬通過絲網(wǎng)印刷方法制成的，并且多個(gè)印刷電路基板垂直堆疊并隨后燒結(jié)(通常低于1000℃)，以便制成MCM(多芯片模塊)和多芯片封裝。
由于陶瓷襯底和金屬元件共燒，LTCC技術(shù)能夠在模塊內(nèi)形成無源元件(R，L和C)，從而獲得包括許多元件的復(fù)合結(jié)構(gòu)并在最小化方面具有優(yōu)勢。
由于LTCC襯底包括嵌入的無源元件，LTCC襯底能夠形成為SOP(封裝系統(tǒng)(System-On-Package))，從而最小化在SMD(表面安裝器件)的部分中產(chǎn)生的寄生效應(yīng)。此外，LTCC襯底減少了在表面安裝中焊接部分產(chǎn)生的電噪聲，從而改進(jìn)了制造的器件的電特性，并減少了焊接數(shù)量，從而改進(jìn)了制造的器件的可靠性。此外，LTCC襯底通過調(diào)整熱膨脹系數(shù)最小化了諧振頻率的溫度系數(shù)(Tf)，從而控制了介電諧振器的特性。
所述的LTCC多層襯底是通過在單一陶瓷襯底中形成電路并垂直堆疊陶瓷襯底形成的。從而，連接到外部的外部端子必須形成在LTCC襯底的外表面上并在襯底中電連接到電路圖形。
圖1和2示出了“堆疊電子元件(stack electronic component)”，其中提供了一種具有內(nèi)電路的疊層襯底，通路孔縱向形成穿過襯底，并且外部電極通過用導(dǎo)體填充通路孔來形成，如日本專利公開文本第Hei8-37251號中所公開的。如圖1和2所示，通路孔7穿過堆疊結(jié)構(gòu)5而形成，并填充有導(dǎo)體9，并且通路孔7中的導(dǎo)體9連接到內(nèi)電路。然后，通孔10穿過堆疊結(jié)構(gòu)5形成，而且導(dǎo)體9暴露在通孔10外。外露的導(dǎo)體9作為電子元件的外電極4。在這一日本公開文本中，由于形成在通路孔7中的導(dǎo)體9成為了外電極4，所以外電極4具有統(tǒng)一的尺寸和形狀并易于形成。
但是，上述的日本公開文本有下面的問題。矩形的通路孔7通過打孔方法或其他方法同時(shí)縱向穿過多個(gè)堆疊的印刷電路基板而形成。此時(shí)，如圖3所示，堆疊的印刷電路基板被切變應(yīng)力在打孔方向上擠壓，并且位于印刷電路基板上的內(nèi)部金屬圖形不外露于通路孔7。所述的內(nèi)部圖形必須外露于通路孔7以便連接到形成在通孔7中的導(dǎo)體9以作為外部電極。但是，如圖1、2所示的日本公開文本沒有解決上述問題。
在傳統(tǒng)的低溫共燒陶瓷多層襯底中形成外部電極的方法各種各樣。首先，如圖4所示，內(nèi)部圖形2a延伸到每個(gè)陶瓷襯底的端部并暴露在外。然后，陶瓷多層襯底3通過在高溫下堆疊并燒結(jié)多個(gè)陶瓷襯底而形成，并且外部電極4a通過沉積形成在陶瓷多層襯底的側(cè)表面上，而不通過打孔的方法在陶瓷多層襯底上形成任何通孔。這一方法確保了在內(nèi)部圖形和外部端子之間的連接。但是，在所述的陶瓷多層結(jié)構(gòu)被切割成多個(gè)單元陶瓷多層襯底3后，陶瓷多層襯底3的表面必須研磨，以便在形成外部電極4a之前外露內(nèi)部圖形2a。因此，這種方法使得襯底的制造過程復(fù)雜而且不能滿足大規(guī)模的生產(chǎn)。
此外，圖5示出了形成外部電極的進(jìn)一步的方法。在此，四分之一圓周形狀的通孔形成在每個(gè)陶瓷襯底的角上，以便暴露內(nèi)部圖形2b，而且外部電極4b形成在每個(gè)通孔中。隨后，通過堆疊多個(gè)陶瓷襯底形成陶瓷多層襯底3，因此將外部電極4b集成為一個(gè)外部端子。此時(shí)，由于所述的外部電極4b必須分別形成在陶瓷襯底上，其制造過程非常復(fù)雜。此外，由于單個(gè)襯底之間的不同的收縮比例，使得所有的襯底的尺寸不統(tǒng)一，所以陶瓷多層襯底很容易由于外部的沖擊等而損壞。
此外，圖6示出了形成外部電極的另一種方法。在此，四分之一圓周形狀的通孔形成在每個(gè)陶瓷襯底的角上，以便外露內(nèi)部圖形2c。隨后，通過堆疊多個(gè)陶瓷襯底形成陶瓷多層襯底3，并且外部電極4c通過沉積同時(shí)形成在多個(gè)通孔中。這種方法通常用于在傳統(tǒng)的低溫共燒陶瓷多層襯底上形成外部電極。如圖6所示，由于陶瓷多層襯底3的通孔彼此不能準(zhǔn)確對齊，形成外部電極的材料不能均勻地沉積在每個(gè)通孔，而且在內(nèi)部圖形和外部電極之間的連接變得很差。
圖7示出了形成外部電極的又一個(gè)方法，與日本專利公開文本第Hei8-37251中公開的方法類似。首先垂直堆疊多個(gè)陶瓷印刷電路基板以便形成陶瓷多層襯底3。然后，在陶瓷多層襯底3的角上形成通孔，而且外部電極4d通過沉積形成在通孔中。此時(shí)，如圖3所示，內(nèi)部圖形2d在形成通孔的步驟中不暴露在通孔外，從而引起了不能連接到外部電極4d的同樣的問題。
因此，在技術(shù)上需要一種方法，能夠在陶瓷多層襯底的每個(gè)基板上通過打孔方法同時(shí)形成通孔，以便簡化陶瓷多層襯底的制造過程并改進(jìn)在內(nèi)部圖形和外部電極之間的連接。

發(fā)明內(nèi)容
因此，鑒于上述問題提出了本發(fā)明，并且本發(fā)明的目的是提供一種陶瓷多層襯底，以在垂直堆疊多個(gè)具有內(nèi)部圖形的陶瓷印刷電路基板并在陶瓷多層襯底的外部端子區(qū)域上形成通孔時(shí)，保持內(nèi)部圖形和外部電極之間的連接，以及制造這種襯底的方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種陶瓷多層襯底，其中多個(gè)陶瓷印刷電路基板被垂直堆疊，并且通孔形成在陶瓷多層襯底上以便在其中形成外部端子，從而簡化多層襯底的制造過程，并提高多層襯底的質(zhì)量，以及制造這種襯底的方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，上述的和其他的目的能夠通過提供堆疊和燒結(jié)多個(gè)陶瓷襯底形成的陶瓷多層襯底來實(shí)現(xiàn)，它包括圖形層，形成在所有的或部分的陶瓷襯底上，以便形成指定的電路元件；連接條，縱向形成在延伸到鄰近邊緣的陶瓷襯底的邊緣的圖形層的部分的陶瓷襯底中，以便與外界交換信號；至少一個(gè)通孔，形成在堆疊的陶瓷襯底的邊緣，以便向外開口并暴露連接條；以及至少一個(gè)外部端子，形成在所述的通孔的內(nèi)壁上。
根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，提供一種通過堆疊和燒結(jié)多個(gè)陶瓷襯底來制造多層襯底的方法，包括步驟準(zhǔn)備多個(gè)陶瓷襯底，每個(gè)陶瓷襯底具有指定的厚度；在陶瓷襯底的表面形成圖形層，以便形成電路元件；在延伸到鄰近邊緣的陶瓷襯底的邊緣的圖形層的部分的陶瓷襯底中縱向形成通路孔，以便與外界交換信號；通過用電連接到圖形層的材料填充通路孔以形成連接條；堆疊多個(gè)陶瓷襯底；在堆疊的陶瓷襯底的邊緣縱向形成至少一個(gè)通孔，以便向外暴露連接條；以及通過沉積在所述的通孔中至少形成一個(gè)外部端子。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種通過堆疊和燒結(jié)多個(gè)陶瓷襯底來制造多層襯底的方法，包括步驟準(zhǔn)備多個(gè)陶瓷襯底，每個(gè)陶瓷襯底具有指定的厚度；在鄰近陶瓷襯底的邊緣的陶瓷襯底中縱向形成通路孔；通過用導(dǎo)電材料填充通路孔而形成連接條；在陶瓷襯底的表面形成圖形層，以便形成電路元件，從而使連接條位于延伸到陶瓷襯底的邊緣的圖形層的部分中，以便與外界交換信號；堆疊多個(gè)陶瓷襯底；在堆疊的陶瓷襯底的邊緣縱向形成至少一個(gè)通孔，以便向外暴露連接條；以及通過沉積在所述的通孔中形成至少一個(gè)外部端子。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種通過堆疊和燒結(jié)多個(gè)陶瓷襯底來制造多層襯底的方法，包括步驟準(zhǔn)備多個(gè)陶瓷襯底基板，每個(gè)具有劃線以便被切割成多個(gè)陶瓷襯底，并具有指定的厚度；在陶瓷襯底基板的表面形成多個(gè)相同的圖形層，以便形成電路元件；在延伸到鄰近劃線的陶瓷襯底基板的劃線的圖形層的部分的陶瓷襯底基板中縱向形成通路孔，以便與外界交換信號；通過用電連接到圖形層的材料填充通路孔以形成連接條；堆疊多個(gè)陶瓷襯底基板；在堆疊的陶瓷襯底的劃線上縱向形成通孔，以便向外暴露連接條；以及沿著劃線將堆疊的陶瓷襯底基板切割成多個(gè)陶瓷多層襯底。
仍根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種通過堆疊和燒結(jié)多個(gè)陶瓷襯底來制造多層襯底的方法，包括步驟準(zhǔn)備多個(gè)陶瓷襯底基板，每個(gè)陶瓷襯底基板具有劃線，以便被切割成多個(gè)陶瓷襯底，并具有指定的厚度；在鄰近劃線的陶瓷襯底基板中縱向形成通路孔；通過用導(dǎo)電材料填充通路孔而形成連接條；在陶瓷襯底基板的表面形成多個(gè)相同的圖形層，以便形成電路元件，從而使連接條位于延伸到陶瓷襯底的劃線的圖形層的部分中，以便與外界交換信號；堆疊多個(gè)陶瓷襯底基板；在堆疊的陶瓷襯底的劃線上縱向形成通孔，以便向外暴露連接條；通過沉積在所述的通孔中形成外部端子；以及沿著劃線將堆疊的陶瓷襯底基板切割成多個(gè)陶瓷多層襯底。
根據(jù)本發(fā)明的堆疊結(jié)構(gòu)是通過堆疊多個(gè)層形成的，從而產(chǎn)生了封裝。所述的層是從具有電、介電和磁特性的材料中適當(dāng)?shù)剡x出的。特別地，所述的層使用具有指定厚度的陶瓷印刷電路基板。圖形層以指定的圖形通過在印刷電路基板上沉積金屬而在其上形成的，并且在堆疊印刷電路基板時(shí)作為電路元件。圖形層是由諸如Ag、Cu等金屬制成。在低溫下堆疊并燒結(jié)所述的多個(gè)陶瓷基板，從而形成稱為“低溫共燒陶瓷多層襯底”的堆疊結(jié)構(gòu)。


本發(fā)明的上述的和其他的目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將通過下面結(jié)合附圖的說明而變得明了，其中圖1示出了在切割后使得外部端子暴露在外的傳統(tǒng)的多層襯底的透視圖；圖2示出了圖1中的在進(jìn)行使得外部端子暴露在外的切割之前的傳統(tǒng)的多層襯底的透視圖；圖3示出了在形成圖1的多層襯底過程中產(chǎn)生的問題的示意圖；圖4示出了包括通過傳統(tǒng)方法形成的外部端子的多層襯底的透視圖；圖5示出了包括通過進(jìn)一步的傳統(tǒng)方法形成的外部端子的多層襯底的透視圖；圖6示出了包括通過另一種傳統(tǒng)方法形成的外部端子的多層襯底的透視圖；圖7示出了包括通過再一種傳統(tǒng)方法形成的外部端子的多層襯底的透視圖；圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的多層襯底的剖視圖；圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的多層襯底的一個(gè)陶瓷襯底的平面圖；圖10示出了圖8的多層襯底的透視圖；圖11示出了根據(jù)本發(fā)明的多層襯底的剖視圖；圖12A到12G示出了本發(fā)明的第一實(shí)施例的制造陶瓷多層襯底的方法；
圖13A到13G示出了本發(fā)明的第二實(shí)施例的制造陶瓷多層襯底的方法；圖14A到14H示出了本發(fā)明的第三實(shí)施例的制造陶瓷多層襯底的方法；以及圖15A到15H示出了本發(fā)明的第四實(shí)施例的制造陶瓷多層襯底的方法。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的多層襯底的剖視圖，圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的多層襯底的一個(gè)陶瓷襯底的平面圖，圖10示出了圖8的多層襯底的透視圖。
如圖8和9所示，在每個(gè)陶瓷襯底103上形成指定圖形的圖形層102。圖形層102的端部延伸到陶瓷襯底103的邊緣以便與外界交換信號。在所有的陶瓷襯底103上形成這種可交換信號的圖形是沒有必要的。即，可交換信號的圖形可以不形成在陶瓷襯底103的部分上。
本發(fā)明采用具有半圓形通孔105的陶瓷襯底103。通孔105具有在其中形成外部電極104的空間。此外，當(dāng)堆疊結(jié)構(gòu)通過堆疊多個(gè)陶瓷襯底基板制成的陶瓷襯底103形成時(shí)，通孔105在堆疊結(jié)構(gòu)被切割為多個(gè)陶瓷多層襯底之前穿過堆疊結(jié)構(gòu)形成，以便簡單地形成外部電極。圓形的通孔105橫跨兩個(gè)相鄰的襯底103而形成，并隨后變?yōu)榘雸A形以便通過將堆疊結(jié)構(gòu)切割為多個(gè)陶瓷多層襯底而向外打開。
連接條110通過填充位于圖形層102和通孔105之間的通路孔形成在陶瓷襯底103中。連接條110的一側(cè)接觸通孔105，以便暴露于通孔105的內(nèi)表面，而連接條110的另外的側(cè)接觸圖形層102。與圖形層102不同，連接條110縱向穿過陶瓷襯底103而形成，并直接接觸外部電極104。所述的外部電極104形成在通孔105的內(nèi)壁上，并且連接到圖形層102和連接條110，因此，用于與內(nèi)部圖形進(jìn)行外部信號的交換。
圖10示出了使用本發(fā)明的連接條110的多層襯底，其中外部電極104與內(nèi)圖形層102和連接條110連接。
圖形層102由金屬沉積薄膜制成，并且連接條110通過用金屬導(dǎo)體填充通路孔(未示出)而形成，以便與圖形層102電連接。優(yōu)選地，連接條110是圓柱形狀。但是，連接條110可以各種形狀形成，以便暴露于通孔105的壁表面。
優(yōu)選地，通孔105的外圓周穿過所述的連接條110的中心，而且連接條110的直徑小于圖形層102的寬度。因?yàn)檫B接條110是縱向穿過襯底103形成的，所以具有大直徑的通路孔減少了襯底103的長度并增加了填充到通路孔中的金屬導(dǎo)體的數(shù)量，從而增加了生產(chǎn)成本并引起了在簡化和快速生產(chǎn)襯底103上的困難。為了解決上述問題，優(yōu)選地在圖形層102的區(qū)域中形成通路孔。
如上所述，當(dāng)外部電極104通過連接條110電連接到圖形層102時(shí)，在外部電極104和內(nèi)部圖形層102之間的電連接程度等到了改進(jìn)。通常，由于圖形層只形成在襯底的上表面，外部端子和內(nèi)部圖形之間的連接是由線接觸實(shí)現(xiàn)的。另一方面，在包括連接條的本發(fā)明中，因?yàn)樵趦?nèi)部圖形和外部端子之間的接觸區(qū)域增加了，而且連接條和外部端子之間的連接是通過區(qū)域接觸實(shí)現(xiàn)的，在內(nèi)部圖形和外部端子之間的連接程度得到了改善。
此外，相對于現(xiàn)有技術(shù)，形成的連接條改善了多層襯底的制造過程。下面結(jié)合對于過程的改進(jìn)效果的說明，參照圖12A到12G詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的通過堆疊多個(gè)陶瓷襯底制造多層襯底的方法。
A)準(zhǔn)備具有指定厚度的陶瓷襯底203。
B)在陶瓷襯底203上形成用于形成電路元件的圖形層202。該垂直堆疊的陶瓷襯底203的多個(gè)圖形層202形成各種電路元件。所述的圖形層202由金屬沉積薄膜制成。
C)在延伸到陶瓷襯底203的邊緣的圖形層202的端部中形成通路孔211，以便與外界交換信號。通路孔211是縱向形成在鄰近陶瓷襯底203的邊緣的陶瓷襯底203上。優(yōu)選地，通路孔211的直徑略小于圖形層202的寬度。通路孔211只形成在延伸到陶瓷襯底203的邊緣的圖形層202的部分中，以便與外界進(jìn)行信號交換，而且其他的通路孔(未示出)被形成以便與陶瓷襯底203的其他的內(nèi)部圖形進(jìn)行信號交換。由于通路孔211和其他的用于將形成在陶瓷襯底203的上和下表面上的圖形彼此連接的通路孔同時(shí)形成，通路孔211在不用增加制造步驟的數(shù)量的情況下簡單地形成。優(yōu)選地，通路孔211具有和用于將形成在陶瓷襯底203的上和下表面的圖形彼此連接的通路孔的直徑一樣。
D)通路孔211被填充以材料以便電連接到外露的圖形層202，從而形成為連接條210。連接條210由金屬導(dǎo)體制成以便電連接到圖形層202。
E)通過前述的步驟和垂直的堆疊形成多個(gè)陶瓷襯底203。部分或所有的堆疊的陶瓷襯底203包括通過填充通路孔211形成的連接條210，而且所述的連接條210連接到對應(yīng)的陶瓷襯底203的內(nèi)部圖形。
F)通孔205縱向形成在堆疊的陶瓷襯底203的邊緣，以便露出圖形層202和連接條210。通孔205是半圓形的以便向外打開，并穿過連接條210。即，連接條210暴露于通孔205的內(nèi)壁。優(yōu)選地，通孔205的外表面穿過連接條210的中心。
G)外部端子204形成在通孔205的內(nèi)圓周上。外部端子204通過在通孔205的內(nèi)圓周上沉積金屬而形成，并連接到圖形層202和連接條210。
由于通孔穿過通過堆疊多個(gè)陶瓷襯底形成的堆疊結(jié)構(gòu)，上述的根據(jù)第一實(shí)施例的制造過程統(tǒng)一地形成外部電極。而且由于金屬連接條形成在連接到外部的圖形層上，連接條仍舊由于在打孔過程中產(chǎn)生的切應(yīng)力而外露，從而避免了由于陶瓷襯底的變形而使得在內(nèi)部圖形和外部電極之間的連接變差。此外，在內(nèi)部圖形和外部電極之間的大連接區(qū)域改善了其間的連接程度。
本發(fā)明的制造多層襯底的方法可以進(jìn)行如下修改。即，根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例，在形成圖形層的步驟之前形成通路孔。圖13A到13G示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的制造多層襯底的方法。
A)準(zhǔn)備具有指定厚度的陶瓷襯底303。
B)和第一實(shí)施例的步驟C相同，在陶瓷襯底303中形成通路孔311。指定通路孔311的位置，以便通路孔311位于后面形成的圖形層中，而且通路孔311的數(shù)量被適當(dāng)?shù)拇_定，以便通路孔311位于圖形層之中，以與外界進(jìn)行信號交換。
C)用金屬導(dǎo)體填充通路孔311，從而形成為連接條310。與第一實(shí)施例相同，連接條310縱向形成在陶瓷襯底303中。
D)在陶瓷襯底303上形成圖形層302，以便連接條310位于圖形層302的區(qū)域中。
E)和G)與第一實(shí)施例相同，通過上述的步驟形成的多個(gè)陶瓷襯底303被垂直堆疊，通孔305縱向地形成在堆疊的陶瓷襯底303的邊緣，而且外部端子304形成在通孔305的內(nèi)圓周上。
本發(fā)明提供一種制造多層襯底的方法，其中制造多層襯底基板并隨后切割成多個(gè)多層襯底，從而進(jìn)行多層襯底產(chǎn)品的大規(guī)模生產(chǎn)。這種方法通過本發(fā)明的第三實(shí)施例來實(shí)現(xiàn)并在下面參照附圖14A到14H詳細(xì)說明。
A)準(zhǔn)備具有指定厚度的陶瓷襯底基板403。陶瓷襯底基板403具有劃線408，以便切割成為多個(gè)陶瓷襯底。
B)在陶瓷襯底基板403上形成用于形成電路元件的多個(gè)相同的圖形層402。該垂直堆疊的陶瓷襯底基板403的多個(gè)圖形層402形成各種電路元件。所述的圖形層402由金屬沉積薄膜制成。
C)在延伸到陶瓷襯底基板403的劃線408的圖形層402中形成通孔411，以便與外界交換信號。通路孔211是縱向形成在鄰近陶瓷襯底基板403的劃線408的陶瓷襯底基板403上。優(yōu)選地，通路孔411的直徑略小于圖形層402的寬度。通路孔411只形成在延伸到陶瓷襯底基板403的劃線408的圖形層402的部分中，以便與外界進(jìn)行信號交換，而且形成其他的通路孔(未示出)以便與陶瓷襯底基板403的其他的內(nèi)部圖形進(jìn)行信號交換。由于通路孔411和其他的用于將形成在陶瓷襯底基板403的上和下表面上的圖形彼此連接的通路孔同時(shí)形成，通路孔411在不用增加制造步驟的數(shù)量的情況下簡單地形成。優(yōu)選地，通路孔411具有和用于將形成在陶瓷襯底基板403的上和下表面的圖形彼此連接的通路孔的直徑一樣。
D)通路孔411被填充以材料以便電連接到外露的圖形層402，從而形成為連接條410。連接條410由金屬導(dǎo)體制成以便電連接到圖形層402。
E)通過前述的步驟和垂直的堆疊形成多個(gè)陶瓷襯底基板403。部分或所有的堆疊的陶瓷襯底基板403包括通過填充通孔411形成的連接條410，而且所述的連接條410連接到對應(yīng)的陶瓷襯底基板403的內(nèi)部圖形。
F)通孔405縱向形成在堆疊的陶瓷襯底基板403的劃線408上，以便露出圖形層402和連接條410。通孔405是圓柱形的，并穿過連接條410。即，連接條410暴露于通孔405的內(nèi)壁。優(yōu)選地，通孔405的外圓周穿過連接條410的中心。
G)外部端子404形成在通孔405的內(nèi)圓周上。外部端子404通過在通孔405的內(nèi)圓周上沉積金屬而形成，并連接到圖形層402和連接條410。
H)該堆疊的陶瓷襯底403被沿著劃線408切割成多個(gè)多層陶瓷襯底400，每個(gè)具有想要的尺寸。
與第一實(shí)施例類似，由于通孔形成在通過堆疊多個(gè)襯底形成的堆疊結(jié)構(gòu)上，根據(jù)第三實(shí)施例的制造方法統(tǒng)一地形成外部電極。而且，由于金屬連接條形成在連接到外部的圖形層上，連接條仍舊由于在打孔過程中產(chǎn)生的切應(yīng)力而外露，從而避免了由于陶瓷襯底的變形而使得在內(nèi)部圖形和外部電極之間的連接變差。此外，在內(nèi)部圖形和外部電極之間的大連接區(qū)域改善了其間的連接程度。此外，第三實(shí)施例的制造方法應(yīng)用了形成連接條和通孔的步驟以大規(guī)模制造所述的多層襯底，從而實(shí)現(xiàn)了具有上述的效果的低溫共燒陶瓷多層襯底產(chǎn)品的大規(guī)模生產(chǎn)。
第三實(shí)施例的制造多層襯底的方法可以進(jìn)行如下修改。即，根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例，在形成圖形層的步驟之前形成通路孔。圖15A到15H示出了根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的制造多層襯底的方法。與第二實(shí)施例相類似，在第四實(shí)施例的制造方法中，首先形成連接條，并隨后形成圖形層。
A)與第三實(shí)施例相同，準(zhǔn)備具有指定厚度的陶瓷襯底基板503并具有劃線508，以便切割成為多個(gè)陶瓷襯底。
B)和第三實(shí)施例的步驟C相同，在陶瓷襯底基板503中形成通路孔511。指定通路孔511的位置，以便通路孔511位于后面形成的圖形層中，而且通路孔511的數(shù)量被適當(dāng)?shù)仡A(yù)先確定，以便通路孔511位于圖形層之中，以與外界進(jìn)行信號交換。
C)用金屬導(dǎo)體填充通路孔511，從而形成為連接條510。與第三實(shí)施例相同，連接條510縱向形成在陶瓷襯底基板503中。
D)在陶瓷襯底基板503上形成圖形層502，以便連接條510位于圖形層502的區(qū)域中。
E)和G)與第三實(shí)施例相同，通過上述的步驟形成的陶瓷襯底基板503被垂直堆疊，通孔505縱向地形成在堆疊的陶瓷襯底503的劃線508上，而且外部端子504形成在通孔505的內(nèi)圓周上。
根據(jù)本發(fā)明上述的實(shí)施例，制造了穩(wěn)定保持內(nèi)部圖形和外部電極之間的連接的多層襯底。通常，在陶瓷襯底的堆疊后形成通孔的過程由于上述的問題而沒有用。但是，如圖11所示，根據(jù)本發(fā)明中的制造多層襯底的方法，形成在內(nèi)部圖形層102中的連接條110仍舊外露于通孔的壁，從而連接到形成在通孔中的外部電極104。此外，內(nèi)部圖形層102連接到連接條110，從而穩(wěn)定地電連接到外部電極104。
上述的說明顯示，由于通孔形成在通過堆疊多個(gè)具有圖形層的襯底形成的堆疊結(jié)構(gòu)上，外部電極統(tǒng)一地形成在陶瓷多層襯底上，此外，由于金屬連接條形成在連接到外部的圖形層上，連接條仍舊通過在打通孔的步驟中產(chǎn)生的切應(yīng)力的方式外露，從而避免了由于陶瓷襯底的變形引起的內(nèi)部圖形和外部電極之間的連接的變差。此外，內(nèi)部圖形和外部電極之間的大連接區(qū)域改善了其間的連接程度。
此外，本發(fā)明的制造方法應(yīng)用了形成連接條和通孔的步驟以大規(guī)模制造所述的多層襯底，從而實(shí)現(xiàn)了具有上述的效果的低溫共燒陶瓷多層襯底產(chǎn)品的大規(guī)模生產(chǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的低溫共燒陶瓷多層襯底通過形成在每個(gè)陶瓷襯底上的連接條將內(nèi)部圖形層連接到外部電極，從而改善了內(nèi)部圖形層和外部電極之間的電連接程度。通常，由于圖形層只形成在襯底的上表面，外部端子和內(nèi)部圖形之間的連接是由線接觸實(shí)現(xiàn)的。另一方面，在包括連接條的本發(fā)明中，因?yàn)樵趦?nèi)部圖形和外部端子之間的接觸區(qū)域增加了，而且連接條和外部端子之間的連接是通過區(qū)域接觸實(shí)現(xiàn)的，在內(nèi)部圖形和外部端子之間的連接程度得到了改善。
盡管以說明為目的公開了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員可以理解，在不脫離本發(fā)明的權(quán)利要求書公開的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明進(jìn)行各種修改、添加和替換。
權(quán)利要求
1.一種通過堆疊和燒結(jié)多個(gè)陶瓷襯底形成的陶瓷多層襯底，包括圖形層，形成在所有的或部分的陶瓷襯底上，以便形成指定的電路元件；連接條，縱向形成在延伸到鄰近邊緣的陶瓷襯底的邊緣的圖形層的部分的陶瓷襯底中，以便與外界交換信號；至少一個(gè)通孔，形成在堆疊的陶瓷襯底的邊緣，以便向外打開并暴露連接條；以及至少一個(gè)外部端子，形成在所述的通孔的內(nèi)壁上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷多層襯底，其中圖形層由金屬沉積薄膜制成，并且連接條通過用金屬導(dǎo)體填充形成在陶瓷襯底中的通路孔而形成，以便電連接到圖形層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷多層襯底，其中通孔的圓周穿過連接條的中心。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷多層襯底，其中連接條的直徑不大于延伸到陶瓷襯底的邊緣的圖形層的寬度，以便與外界交換信號。
5.一種通過堆疊和燒結(jié)多個(gè)陶瓷襯底制造多層襯底的方法，包括步驟準(zhǔn)備多個(gè)陶瓷襯底，每個(gè)陶瓷襯底具有指定的厚度；在陶瓷襯底的表面上形成圖形層，以便形成電路元件；在延伸到鄰近邊緣的陶瓷襯底的邊緣的圖形層的部分的陶瓷襯底中縱向形成通路孔，以便與外界交換信號；通過用電連接到圖形層的材料填充通路孔以形成連接條；堆疊多個(gè)陶瓷襯底；在堆疊的陶瓷襯底的邊緣縱向形成至少一個(gè)通孔，以便向外暴露連接條；以及通過沉積在所述的通孔中至少形成一個(gè)外部端子。
6.一種通過堆疊和燒結(jié)多個(gè)陶瓷襯底制造多層襯底的方法，包括步驟準(zhǔn)備多個(gè)陶瓷襯底，每個(gè)陶瓷襯底具有指定的厚度；在鄰近陶瓷襯底的邊緣的陶瓷襯底中縱向形成通路孔；通過用導(dǎo)電材料填充通路孔而形成連接條；在陶瓷襯底的表面形成圖形層，以便形成電路元件，從而使連接條位于延伸到陶瓷襯底的邊緣的圖形層的部分中，以便與外界交換信號；堆疊多個(gè)陶瓷襯底；在堆疊的陶瓷襯底的邊緣縱向形成至少一個(gè)通孔，以便向外暴露連接條；以及通過沉積在所述的通孔中形成至少一個(gè)外部端子。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的制造多層襯底的方法，其中圖形層由金屬沉積薄膜制成，并且連接條通過用金屬導(dǎo)體填充形成在陶瓷襯底中的通路孔而形成，以便電連接到圖形層。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的制造多層襯底的方法，其中連接條是圓柱形的，而且通孔的圓周穿過連接條的中心。
9.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的制造多層襯底的方法，其中連接條的直徑不大于延伸到陶瓷襯底的邊緣的圖形層的寬度，以便與外界交換信號。
10.一種通過堆疊和燒結(jié)多個(gè)陶瓷襯底制造多層襯底的方法，包括步驟準(zhǔn)備多個(gè)陶瓷襯底基板，每個(gè)具有劃線以便被切割成多個(gè)陶瓷襯底，并具有指定的厚度；在陶瓷襯底基板的表面形成多個(gè)相同的圖形層，以便形成電路元件；在延伸到鄰近劃線的陶瓷襯底基板的劃線的圖形層的部分的陶瓷襯底基板中縱向形成通路孔，以便與外界交換信號；通過用電連接到圖形層的材料填充通路孔來形成連接條；堆疊多個(gè)陶瓷襯底基板；在堆疊的陶瓷襯底的劃線上縱向形成通孔，以便向外暴露連接條；通過沉積，在通孔中形成外部端子；以及沿著劃線將堆疊的陶瓷襯底基板切割成多個(gè)陶瓷多層襯底。
11.一種通過堆疊和燒結(jié)多個(gè)陶瓷襯底制造多層襯底的方法，包括步驟準(zhǔn)備多個(gè)陶瓷襯底基板，每個(gè)陶瓷襯底基板具有劃線，以便被切割成多個(gè)陶瓷襯底，并具有指定的厚度；在鄰近劃線的陶瓷襯底基板中縱向形成通路孔；通過用導(dǎo)電材料填充通路孔而形成連接條；在陶瓷襯底基板的表面形成多個(gè)相同的圖形層，以便形成電路元件，從而使連接條位于延伸到陶瓷襯底的劃線的圖形層的部分中，以便與外界交換信號；堆疊多個(gè)陶瓷襯底基板；在堆疊的陶瓷襯底的劃線上縱向形成通孔，以便向外暴露連接條；通過沉積在所述的通孔中形成外部端子；以及沿著劃線將堆疊的陶瓷襯底基板切割成多個(gè)陶瓷多層襯底。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的制造多層襯底的方法，其中圖形層由金屬沉積薄膜制成，并且連接條通過用金屬導(dǎo)體填充形成在陶瓷襯底中的通路孔而形成，以便電連接到圖形層。
13.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的制造多層襯底的方法，其中連接條是圓柱形的，而且通孔的圓周穿過連接條的中心。
14.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的制造多層襯底的方法，其中連接條的直徑不大于延伸到陶瓷襯底的邊緣的圖形層的寬度，以便與外界交換信號。
全文摘要
公開了一種通過垂直堆疊和燒結(jié)多個(gè)陶瓷襯底形成的陶瓷多層襯底，其中連接條縱向形成在每個(gè)陶瓷襯底的內(nèi)部圖形和外部端子之間的連接區(qū)域上，從而避免了在處理外部端子的過程中內(nèi)部圖形的金屬導(dǎo)電層的變形，并穩(wěn)定地將內(nèi)部圖形連接到了外部端子，以及制造該襯底的方法。該陶瓷多層襯底包括圖形層，形成在所有的或部分的陶瓷襯底上，以便形成指定的電路元件；連接條，縱向形成在延伸到鄰近邊緣的陶瓷襯底的邊緣的圖形層的部分的陶瓷襯底中，以便與外界交換信號；至少一個(gè)通孔，形成在堆疊的陶瓷襯底的邊緣，以便向外打開并暴露連接條；以及外部端子，形成在所述的通孔的內(nèi)壁上。
文檔編號H05K3/40GK1503354SQ0310147
公開日2004年6月9日 申請日期2003年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月19日
發(fā)明者全碩澤, 李永根, 崔益瑞 申請人:三星電機(jī)株式會社