專(zhuān)利名稱(chēng)：多層陶瓷基片的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
示例性的實(shí)施例涉及多層陶瓷基片的制造方法，更特別地，涉及一種用于陶瓷靜電吸盤(pán)或陶瓷加熱器的具有空腔的多層陶瓷基片的制造方法。
背景技術(shù)：
一般，眾所周知多層陶瓷基片具有良好的等離子阻隔性，耐氧化性，耐化學(xué)性以及良好的電絕緣性。因此，多層陶瓷基片已經(jīng)廣泛取代金屬用于電力行業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域，以彌補(bǔ)金屬的物理和化學(xué)缺陷。特別是，多層陶瓷基片已經(jīng)廣泛取代金屬用于制造半導(dǎo)體器件。例如，在制造半導(dǎo)體器件的各種工藝中，多層陶瓷基片已經(jīng)被用于通過(guò)在晶片上施加靜電力以保持晶片的靜電吸盤(pán)、和將晶片加熱到高溫的陶瓷加熱器。傳統(tǒng)的多層陶瓷基板通常是如下制造。多個(gè)未燒結(jié)陶瓷片堆疊體在一起并被加壓以彼此固定。然后，該固定的陶瓷片束被燒結(jié)到一個(gè)燒結(jié)溫度，從而制造出多層陶瓷基片。 特別是，當(dāng)多層陶瓷基片用作陶瓷靜電吸盤(pán)或陶瓷加熱器時(shí)，電極層(或電極圖案)可以被設(shè)在該未燒結(jié)陶瓷片之間，且電連接到該電極層的布線(xiàn)通過(guò)一空腔向外暴露。電能通過(guò)該布線(xiàn)傳輸?shù)皆撾姌O層，該電極層產(chǎn)生靜電力或熱量。附圖1是示出現(xiàn)有的具有空腔的多層陶瓷基板的制造方法的處理步驟的剖視圖。參照?qǐng)D1，多個(gè)未燒結(jié)陶瓷片1相互堆疊，且電極層8可以形成在該未燒結(jié)陶瓷基片1上。然后，多個(gè)具有為形成空腔3的孔2的未燒結(jié)陶瓷片堆疊體在該電極層8上。該多個(gè)未燒結(jié)陶瓷片被彼此加壓從而形成片堆疊體4，其中鄰近的陶瓷片1被彼此固定。最后，該片堆疊體被加熱到燒結(jié)溫度從而形成現(xiàn)有的具有空腔3的多層陶瓷基片。特別的，通常通過(guò)使用一對(duì)分別位于該片堆疊體4的底部和頂部的彼此平行的平板模具5和6對(duì)該未燒結(jié)陶瓷片1進(jìn)行加壓。因此，就存在一個(gè)問(wèn)題，即當(dāng)對(duì)該片堆疊體4 進(jìn)行加壓時(shí)，該空腔3的底部很難被加壓。也就是說(shuō)，通過(guò)空腔3暴露的電極層8不能與該平板模具直接接觸，從而很難在加壓過(guò)程中被加壓。因此，陶瓷片1易于彼此分離且電極層 8和陶瓷片1有可能變形。為此，有建議在平板模具上設(shè)置突入空腔3內(nèi)的突出部。然而，將突入部準(zhǔn)確插入空腔3通常需要與各空腔的形狀和結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的各平板模具，且因此必須需要將該突出部與該空腔3校準(zhǔn)的額外的校準(zhǔn)過(guò)程，這導(dǎo)致了平板模具操作不方便，且很難對(duì)制造設(shè)備作快速處理。此外，當(dāng)該突出沒(méi)有與該空腔3準(zhǔn)確配合時(shí)，施加到該平板模具上的壓力可能難以被準(zhǔn)確地傳遞到該空腔3的底部。從而，施加到空腔3底部的壓力太小從而導(dǎo)致陶瓷片 1不能充分地彼此加壓或施加到空腔3底部的壓力太大而導(dǎo)致該電極層8可能變形。此外，有建議將多個(gè)陶瓷片1加壓后形成片堆疊體4，通過(guò)在切除該片堆疊體的一部分在該片堆疊體4上形成凹槽作為空腔3。然而，部分切除該片堆疊體4往往會(huì)對(duì)空腔3 周?chē)碾姌O層8和陶瓷片1造成損壞。因此，仍然需要改進(jìn)多層陶瓷基片的制造方法，以使能夠在片堆疊體中容易和有效地形成空腔。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題示例性的實(shí)施例提供了一種通過(guò)使用一對(duì)平板模具而不論空腔形狀，容易且穩(wěn)定地制造具有空腔的多層陶瓷基片的制造方法。技術(shù)方案依據(jù)某些示例性實(shí)施例，提供了一種多層陶瓷基片的制造方法。通過(guò)第一加壓過(guò)程加壓多個(gè)未燒結(jié)陶瓷片可以分別形成第一和第二片堆疊體。穿透該第二片堆疊體可以形成孔。通過(guò)將具有孔的第二片堆疊體定位在第一片堆疊體上形成第三初步片堆疊體。第一薄膜和第二薄膜可以分別形成在該第三初步片堆疊體的頂部和底部上。通過(guò)第二加壓過(guò)程加壓該第一和第二薄膜以及該第三初步片堆疊體可以形成第三片堆疊體。該第一和第二薄膜可以從該第三片堆疊體移除，然后該燒結(jié)該第三片堆疊體。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，該第三初步片堆疊體具有由該第二片堆疊體的孔的內(nèi)壁和該第二片堆疊體下方的第一片堆疊體限定的空腔，該空腔由第一薄膜覆蓋，以及第一和第二薄膜包括樹(shù)脂以使得其可以防止空腔中的空氣通過(guò)第一和第二片堆疊體泄漏。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，在第二片堆疊體的上表面和第一薄膜之間，以及第一片堆疊體的下表面和第二薄膜之間還可以至少形成硅(Si)層。在這種情況下，樹(shù)脂包括聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，進(jìn)行第一加壓過(guò)程的壓力可以比第二加壓過(guò)程低。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，進(jìn)行第一加壓過(guò)程的壓力可以在IMPa到2Mpa之間，進(jìn)行第二加壓過(guò)程的壓力可以在3MPa到3. 5Mpa之間。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，進(jìn)行第一加壓過(guò)程的時(shí)間可以比第二加壓過(guò)程短。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，進(jìn)行第一加壓過(guò)程的時(shí)間可以在85秒到95秒之間，進(jìn)行第二加壓過(guò)程的壓力可以在595秒到605秒之間。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，第一和第二加壓過(guò)程可以通過(guò)彼此平行安裝的一對(duì)平板模具來(lái)進(jìn)行。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，第一和第二加壓過(guò)程可以在65°C到100°C的溫度中進(jìn)行。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，在形成第三初步片堆疊體之前，還可以在第一片堆疊體上形成電極層。有益效果根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些示例性實(shí)施例，第三初步片堆疊體的孔可以由在其頂部和底部覆蓋薄膜從而以這樣一種方式形成空腔，使得在利用一對(duì)平板模具形成第三片堆疊體的第二加壓過(guò)程中空腔中的空氣可以與周?chē)浞置芊狻亩?，與通過(guò)第二加壓過(guò)程施加到平板模具上的外部壓力成比例的足夠的空氣壓力可以施加到該空腔的底部，并因此該空腔的底部充分地粘結(jié)到該片堆疊體的單個(gè)陶瓷片上，盡管該空腔的底部可能沒(méi)有直接與該平板模具接觸。因此，通過(guò)使用該平板模具而不管該空腔的形狀如何可以容易地制造出具有空腔的多層陶瓷基片。特別的，不管空腔形狀如何，利用該平板模具通過(guò)第二加壓過(guò)程可以形成第三片堆疊體，因此，不需要僅僅用于空腔的特定形狀的單個(gè)模具且該模具可以是標(biāo)準(zhǔn)化的，并因此減少了單個(gè)模具與片堆疊體相校準(zhǔn)的時(shí)間。此外，模具的標(biāo)準(zhǔn)化可以提高生產(chǎn)設(shè)備的兼容性和生產(chǎn)過(guò)程的簡(jiǎn)單化。進(jìn)一步的，在第二加壓過(guò)程中，該電極層可以不與該模具直接接觸，從而可以不考慮平板模具而設(shè)計(jì)空腔，因此防止了電極層和設(shè)計(jì)設(shè)施的損壞和污染。此外，本發(fā)明構(gòu)思的多層陶瓷基片可以通過(guò)第一和第二加壓過(guò)程的分離的兩個(gè)加壓過(guò)程的步驟而形成。特別的，第一加壓過(guò)程可以在低于第二加壓過(guò)程的壓力并在小于第二加壓過(guò)程的時(shí)間下進(jìn)行，從而提高了制造該陶瓷基片過(guò)程的效率和穩(wěn)定性。


通過(guò)下面詳細(xì)說(shuō)明并結(jié)合附圖將會(huì)更清楚了解所示例性實(shí)施例。圖1是示出制造現(xiàn)有的具有空腔的多層陶瓷基片的方法之工藝步驟的剖視圖。圖2是顯示按照本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的制造具有空腔的多層陶瓷基片之方法的流程圖。圖3-9是示出如圖2所示的多層陶瓷基片制造方法的工藝步驟的剖視圖。
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合附圖對(duì)各種示例性實(shí)施例進(jìn)行更加詳細(xì)的描述，其中附圖中顯示幾種示例性實(shí)施例。然而本發(fā)明可以不同形式實(shí)施而非限于文中所提之實(shí)施例。還有，文中所提實(shí)施例僅為本發(fā)明之揭露更加徹底和完整，借此將本發(fā)明之范圍完全地傳達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人員。為達(dá)到清楚的說(shuō)明，在附圖中層和區(qū)域的尺寸和相對(duì)大小會(huì)以夸大的形式進(jìn)行呈現(xiàn)。應(yīng)理解的是，當(dāng)一元件或?qū)颖环Q(chēng)作“位于…上”、“連接到”或“耦合到”另一元件或?qū)訒r(shí)，則表示一元件或?qū)邮强芍苯游挥诹硪辉驅(qū)由?、一元件或?qū)邮强芍苯舆B接到另一元件或?qū)由匣蛞辉驅(qū)邮强芍苯玉詈系搅硪辉驅(qū)由?，或是中間元件或?qū)邮强纱嬖诘摹Ｏ喾吹?，?dāng)一元件或?qū)优c另一元件或?qū)拥年P(guān)系被指示為“直接位于…上”、“直接連接到” 或“直接耦合到”時(shí)，則表示中間元件或?qū)邮遣淮嬖诘?。全文中相同的符?hào)表示相同的元件。 于此所述的術(shù)語(yǔ)“和/或”包括了一個(gè)或多個(gè)相關(guān)所列項(xiàng)目任一與所有組合。可以理解的是，雖然第一、第二、第三等術(shù)語(yǔ)是可用于各種元件、部件、區(qū)域、層和/ 或部分，但這些元件、部件、區(qū)域、層和/或部分并不僅限于這些術(shù)語(yǔ)。這些術(shù)語(yǔ)僅是為了將一元件、一部件、一區(qū)域、一層或一部分與另外的一元件、一部件、一區(qū)域、一層或一部分之間進(jìn)行區(qū)分。在不脫離本發(fā)明的教導(dǎo)下，以下所討論的一第一元件、一第一部件、一第一區(qū)域、一第一層或一第一部分可以被稱(chēng)作一第二元件、一第二部件、一第二區(qū)域、一第二層或一第二部分。為便于說(shuō)明起見(jiàn)，例如“位于…下方”、“位于…之下”、“底部”、“位于…上方”、“位于…之上”等空間術(shù)語(yǔ)是用于對(duì)附圖中所示的一元件或特征與另一元件或特征的關(guān)系?？梢岳斫獾氖牵@些空間術(shù)語(yǔ)除了對(duì)附圖中所示的方向進(jìn)行說(shuō)明之外，這些空間術(shù)語(yǔ)可用以包含了于使用中或操作中的裝置的不同方向。例如，如果在附圖中所示的裝置被翻轉(zhuǎn)時(shí)，則原本“元件位于其它元件的下方”或特征的描述便會(huì)改變?yōu)椤霸挥谄渌纳戏健被蛱卣鞯臓顟B(tài)。因此，“位于…之下”的示范術(shù)語(yǔ)是可以同時(shí)包括“位于…之上”和“位于…之下”的方向。裝置也可采用其它方向(以90度或其它角度旋轉(zhuǎn))進(jìn)行轉(zhuǎn)向，于此可利用空間相關(guān)描述符號(hào)來(lái)解釋。這里所使用的技術(shù)術(shù)語(yǔ)僅僅是用以描述特定實(shí)施例，但不因此而造成對(duì)本發(fā)明的限制。單數(shù)形式同樣可以包括復(fù)數(shù)形式，除非在文字上有清楚的指明。更可以理解的是，當(dāng)說(shuō)明書(shū)中使用T “comprise (包括)”和/或“comprising(包括)”等術(shù)語(yǔ)以指明所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或部件的存在時(shí)，不會(huì)因此而排除了一個(gè)或多個(gè)其它特征、 整體、步驟、操作、元件和/或組的存在或增加。在此將參考作為本發(fā)明的理想實(shí)施例的示意圖的截面圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。因而，可以預(yù)料到由于例如制作技術(shù)和/或容差引起的這些圖解的形狀的變化。因此，本發(fā)明的實(shí)施例不應(yīng)被解釋為受限于在此示出的區(qū)域的特定形狀，而應(yīng)包括由于例如制作產(chǎn)生的形狀偏差。例如，圖示為長(zhǎng)方形的注入?yún)^(qū)在它的邊緣處一般將具有圓形或彎曲的特征和/ 或注入濃度梯度而不是從注入到非注入?yún)^(qū)的二進(jìn)制變化。同樣，通過(guò)注入形成的掩埋區(qū)可以在該掩埋區(qū)和通過(guò)其進(jìn)行注入的表面之間的區(qū)域中產(chǎn)生一些注入。因此，在圖中示出的區(qū)域?qū)嶋H上是示意性的，并且它們的形狀并不旨在說(shuō)明元件的區(qū)域的精確形狀并且并不旨在限制本發(fā)明的范圍。除非另有定義，在此所使用的所有術(shù)語(yǔ)(包括技術(shù)術(shù)語(yǔ)和科學(xué)術(shù)語(yǔ))與本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的意義是相同的。更應(yīng)理解的是，術(shù)語(yǔ)，如常用詞典中有定義的術(shù)語(yǔ)，應(yīng)解釋為具有與相關(guān)技術(shù)文字中的該術(shù)語(yǔ)的意義一致的含義，并且除非在說(shuō)明書(shū)中有特別的定義，否則這些術(shù)語(yǔ)是不宜采用理想或過(guò)度形式概念的方式而加以定義。下面將參照附圖詳細(xì)說(shuō)明示例性的實(shí)施例。用于在半導(dǎo)體基片例如晶片上形成薄膜的沉積設(shè)備被設(shè)置以作為下文中用于處理基片的設(shè)備。然而，該沉積設(shè)備僅僅是示例性的示例性實(shí)施例而不能解釋為對(duì)其具有限制性。從而，本發(fā)明構(gòu)思中的本示例性實(shí)施例中的起模頂桿也可以應(yīng)用于例如干刻蝕設(shè)備，平面設(shè)備等用于處理該基片的各種設(shè)備上和離子注入過(guò)程中，只要該過(guò)程是進(jìn)行在位于該設(shè)備的基座上的基片上。圖2是顯示按照本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的制造具有空腔的多層陶瓷基片之方法的流程圖。圖3-9是示出如圖2所示的多層陶瓷基片制造方法的工藝步驟的剖視圖。參照?qǐng)D2-圖4，可以通過(guò)第一加壓過(guò)程各自形成第一未燒結(jié)片堆疊體12和第二未燒結(jié)片堆疊體14(步驟S110)。例如，多個(gè)未燒結(jié)陶瓷生片11可以通過(guò)第一加壓過(guò)程加壓從而形成第一未燒結(jié)片堆疊體12，多個(gè)另外的未燒結(jié)陶瓷生片可以通過(guò)與第一未燒結(jié)片堆疊體12相獨(dú)立的第一加壓過(guò)程加壓從而形成第二未燒結(jié)片堆疊體14。特別的，陶瓷粉末和為均勻分散該陶瓷粉末的分散劑可以溶于一溶劑從而形成第一陶瓷混合物。然后，粘結(jié)劑和增塑劑可以與該第一陶瓷混合物相混合從而形成第二陶瓷混合物。可以向第二陶瓷混合物中提供空氣并由于氣泡而產(chǎn)生分布在該第二陶瓷混合物中的氣隙。當(dāng)包括氣隙的該第二陶瓷混合物形成為陶瓷片11時(shí)，由于該空氣間隙使得在該陶瓷片11的表面上會(huì)分布多個(gè)凹槽，同時(shí)在該陶瓷片11中可能仍然保留有氣隙。為此，需要通過(guò)額外的工藝從該第二陶瓷混合物中去除氣隙。此后，沒(méi)有氣隙的第二陶瓷混合物通過(guò)各種工藝可以被加工成薄板或薄的結(jié)構(gòu)，從而形成沒(méi)有凹槽和氣隙的未燒結(jié)陶瓷片。例如， 該第二陶瓷混合物通過(guò)刮刀工藝(doctor blade process)可以形成為大量的片，每個(gè)加工形成的片可以通過(guò)干燥處理來(lái)干燥，從而形成該未燒結(jié)陶瓷片11。
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然后，多個(gè)未燒結(jié)陶瓷片11可以設(shè)置在第一和第二平板模具32和34之間，然后對(duì)在第一和第二平板模具32和34之間的陶瓷生片11進(jìn)行第一加壓過(guò)程?？梢韵虻谝缓偷诙桨迥＞?2和34施加外部壓力，并因此加壓在該第一和第二平板模具中間的未燒結(jié)生片11。從而，相鄰的陶瓷生片11通過(guò)該外部壓力彼此粘結(jié)或固定，從而形成第一未燒結(jié)片堆疊體12。以相同的方式，多個(gè)其它未燒結(jié)陶瓷片可以設(shè)置在第一和第二平板模具32和 34之間，以及在第一和第二平板模具32和34之間的陶瓷生片進(jìn)行第一加壓過(guò)程，從而形成第二未燒結(jié)片堆疊體14。即，在第一和第二片堆疊體12和14中，該陶瓷片11可以彼此粘結(jié)或固定。有時(shí)，由于外部壓力彼此粘結(jié)或固定在一起的陶瓷生片11狀態(tài)會(huì)被稱(chēng)為陶瓷生片11的堆疊狀態(tài)。在本示例性實(shí)施例中，第一片堆疊體12和第二片堆疊體14可以通過(guò)基本相同的第一加壓過(guò)程而形成。由于空腔M可以?xún)H僅在第二片堆疊體14上形成，盡管具有通過(guò)第一加壓過(guò)程的相同形成過(guò)程，但第一片堆疊體和第二片堆疊體12和14需要彼此區(qū)分。因此，第一片堆疊體和第二片堆疊體12和14可以不必同時(shí)形成，只要第一片堆疊體和第二片堆疊體12和14 可以單獨(dú)或分別形成。例如，第一片堆疊體12可以在第二片堆疊體14之前或之后形成。為此，形成該第一和第二片堆疊體12和14的處理步驟在圖2中相同的參考標(biāo)記SllO表示?？梢詾殪o電吸盤(pán)或陶瓷加熱器設(shè)置電極層18。該電極層18可以形成在多層陶瓷基片中并可以在該陶瓷吸盤(pán)中產(chǎn)生靜電力或者在該陶瓷加熱器中產(chǎn)生熱量。在本示例性實(shí)施例中，該電極層18可以形成在第一片堆疊體12和14之間的位置。特別的，該電極層18 可以在第一加壓過(guò)程中與第一片堆疊體12 —同形成。該電極層18可以位于多個(gè)陶瓷生片 11的頂部或底部并在第一加壓過(guò)程中被壓于多個(gè)陶瓷生片11。在這種情況下，電極層18 會(huì)與第一和第二平板模具32和34中的一個(gè)直接接觸，并可能被該平板模具32和34損傷或污染。從而，可以在該電極層18和第一和第二平板模具32和34中的一個(gè)中間設(shè)置保護(hù)膜(未示出)。任何種類(lèi)的保護(hù)膜都可以允許使用，只要該電極層18在第一加壓過(guò)程中可以受到充分保護(hù)。例如，保護(hù)膜可以包括樹(shù)脂或與將在此后詳述的第一和第二薄膜42和44 相同的材料。電極層18可以通過(guò)第一加壓過(guò)程形成在第二片堆疊體14的表面，然后該第一片堆疊體12可以設(shè)置在電極層18上。或者，可以將用于電極的單獨(dú)的片設(shè)置在該第一和第二片堆疊體12和14之間，并當(dāng)該第一和第二片堆疊體12和14通過(guò)第二加壓過(guò)程形成片堆疊體10時(shí)可以形成電極層18。參照?qǐng)D2-5，用于空腔M的孔22可以形成在該第一和第二片堆疊體12和14中一個(gè)(S120)中。在本示例性實(shí)施例中，孔22形成為穿過(guò)第二片堆疊體?？梢允褂酶鞣N工藝形成穿過(guò)第二片堆疊體14的孔22。例如，可以使用沖壓工藝和鉆削工藝形成該孔22?；蛘?，也可以采用激光束來(lái)形成該孔22。。只要可以將孔22形成預(yù)期的形狀，也可以采用其它任何工藝形成該孔22。從而，該第一片堆疊體12形成為具有電極層18，該第二片堆疊體可形成為具有孔22。參照?qǐng)D2-6，穿過(guò)其中形成孔22的第二片堆疊體14可以位于設(shè)置有電極層18的第一片堆疊體12上，從而形成第三初步未燒結(jié)片堆疊體16 (步驟S130)。然后，在第三初步片堆疊體16的頂部上可以形成第一薄膜42以覆蓋孔22，并且可以在第三初步片堆疊體16 的底部上形成第二薄膜44(S140)。特別的，第一和第二片堆疊體12和14可以設(shè)置成這樣一種方式，其中電極層18可以設(shè)置在該第一和第二片堆疊體12和14之間。即，具有孔22的第二片堆疊體1可以位于其上形成了電極層18的第一片堆疊體12上。因此，由孔22的內(nèi)壁和該第一片堆疊體12 限定的空腔對(duì)，可以以這樣一種方式形成于該第三初步片堆疊體16，其中該電極層18可以通過(guò)空腔M暴露。即，空腔M的底部可以對(duì)應(yīng)于該電極層18。在形成第三初步片堆疊體16后，第一薄膜42和第二薄膜44可以各自形成在該第三初步片堆疊體16的頂部和底部上，以防止該第三初步片堆疊體16通過(guò)其頂部和底部與周?chē)B通。S卩，第一薄膜42可以形成在該第二片堆疊體14的頂部，第二薄膜44可以形成在第一片堆疊體16的底部。當(dāng)對(duì)該由第一和第二薄膜42和44覆蓋的第三初步片堆疊體 16進(jìn)行加壓時(shí)，由于該第一和第二薄膜42和44，而可以在空腔M中產(chǎn)生空氣壓力。特別的，空腔M可以由第一薄膜42覆蓋，從而可以使空腔24同周?chē)喔綦x。在本實(shí)施例中，第一薄膜42可以包括用于防止空腔M中的空氣同周?chē)噙B通的密封件，從而空腔M中的空氣氣壓在第二加壓過(guò)程中保持恒定。例如，該第一和第二薄膜42和44可包括用于密封空氣的樹(shù)脂基材料，例如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)樹(shù)脂。進(jìn)一步的，第一和第二薄膜42和44可以涂覆硅(Si)從而便于該第一和第二薄膜42和44從該初步的第三片堆疊體16a分離。該硅(Si)層可以形成在薄膜42和44會(huì)接觸的第一和第二片堆疊體 12和14的部分上?；蛘撸摴?Si)層可以形成在第一和第二薄膜42和44的整個(gè)表面上。 艮口，該硅(Si)層可以形成在第二片堆疊體14的上表面和第一薄膜42之間以及第一片堆疊體12的下表面和第二薄膜44之間。盡管本示例性實(shí)施例公開(kāi)了 PET樹(shù)脂作為第一和第二薄膜42和44，本領(lǐng)域公知的任何其它材料或元件也可以用作為薄膜42和44，只要該空腔 M可以為空氣密封而充分地與周?chē)芊?，以及在接下?lái)的第二加壓過(guò)程中允許具有足夠的壓力阻力。第一和第二薄膜42和44可以粘結(jié)到初步第三片堆疊體16的表面，從而該第一和第二薄膜42和44可以限制該第三初步片堆疊體16。從而可以充分防止第一和第二片堆疊體12和14以及其中的陶瓷片11在第二加壓過(guò)程中變形。參照?qǐng)D2-7，第一薄膜42，第二薄膜44以及第三初步片堆疊體16可以被加壓形成第三未燒結(jié)片堆疊體(S150)。特別地，有第一和第二薄膜42和44設(shè)在其上的第三初步片堆疊體16設(shè)置在一對(duì)平板模具32和34之間，可以對(duì)該平板模塊32和34進(jìn)行第二加壓過(guò)程。在本示例性實(shí)施例中，用于第二加壓過(guò)程中的平板模具32和34可以與在第一加壓過(guò)程中的基本上一樣，因此在圖7以及在圖3和4中采用相同的附圖標(biāo)記32和34來(lái)標(biāo)記該平板模具。依據(jù)該第二加壓過(guò)程，第一和第二片堆疊體12和14可以彼此粘結(jié)或固定，從而形成第三片堆疊體16。平板模具32和34可包括平板結(jié)構(gòu)，并因此在第二加壓過(guò)程中空腔M的底部不會(huì)與第一模具32直接接觸。然而，因?yàn)榈谝缓偷诙∧?2和44可以設(shè)置在第三初步片堆疊體16a的頂部和底部上，該空腔M在第二加壓過(guò)程中可以與周?chē)浞值孛芊狻５谝槐∧?2 可覆蓋空腔M頂部，在第二加壓過(guò)程中可以防止空腔M中的空氣向上泄漏。第二薄膜44 在第二加壓過(guò)程中可以防止空腔M中的空氣通過(guò)陶瓷片11向下泄漏。由于該第一和第二片堆疊體12和14的未燒結(jié)陶瓷片11可以相對(duì)良好地與周?chē)B通，因此可能氣密性不足， 在第二加壓過(guò)程中空腔M中的大量空氣可以通過(guò)陶瓷片11向周?chē)孤亩?，在第二加壓過(guò)程后，空腔M中可能不產(chǎn)生空氣壓力。因此，在第二加壓過(guò)程中，可通過(guò)第一和第二薄
8膜42和44將空腔中的空氣與周?chē)浞置芊?，空腔M在第二加壓過(guò)程中可以處于足夠的氣壓下。在第二加壓過(guò)程中，空腔M中的空氣壓力可與通過(guò)第一平板模具32施加到第一薄膜42上的外部壓力成比例，從而在空腔M底部的電極層18也可以被與外部壓力成比例地加壓。即，盡管空腔M的底部不與第一平板模具32直接接觸，但通過(guò)與上平板模具的外部壓力成比例的空腔M中的空氣壓力，對(duì)應(yīng)于空腔34底部的電極層18可以充分地粘結(jié)并疊置在第一片堆疊體12上。從而，盡管在第二加壓過(guò)程中沒(méi)有直接加壓，但由于空腔M內(nèi)的空氣壓力產(chǎn)生的間接施壓，電極層18也可以穩(wěn)固地設(shè)置在第三片堆疊體16上。盡管本示例性實(shí)施例中公開(kāi)了形成第三初步片堆疊體16的步驟，在該第三初步片堆疊體16的頂部和底部形成第一和第二薄膜的步驟和加壓該第三初步片堆疊體16的步驟依次順序進(jìn)行，但如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)知道的，只要第一和第二薄膜42和44可具有相同的結(jié)構(gòu)和功能，對(duì)這些步驟和順序其它任意調(diào)整均是允許的。例如，第二薄膜44可以首先形成在第二平板模具34上，然后具有電極層18的第一片堆疊體12可以形成在該第二薄膜44上。此后，具有孔22的第二片堆疊體14可以形成在第一片堆疊體12上，第一薄膜 42可以形成在該第二片堆疊體14上。最后，第一平板模具32可以形成在第一薄膜42上， 第二加壓過(guò)程可以施加到平板模具32和34上。因此，只是示例性地公開(kāi)了在形成第一和第二薄膜42和44之前首先形成第一和第二片堆疊體12和14的情況下的，形成第三初步片堆疊體16(步驟S130)的步驟、形成第一和第二薄膜的步驟(步驟S140)和形成第三片堆疊體16(步驟S150)的步驟，因此上述次序不能解釋為是限制性的。參照?qǐng)D2-8，該第一和第二薄膜42和44可以從第三片堆疊體16上移除(步驟 S160)。因此，該第三片堆疊體16可以為初步多層陶瓷基片10，其具有多個(gè)彼此粘結(jié)或固定的陶瓷片11、在陶瓷片11之間的電極層18、以及穿過(guò)一些陶瓷片11并露出該電極層的空腔對(duì)。參照?qǐng)D2-9，其中第一和第二薄膜從其上移除的第三片堆疊體16可以加熱到燒結(jié)溫度(步驟S170)，從而形成具有空腔M的多層陶瓷基片10。對(duì)初步多層陶瓷基片10的燒結(jié)過(guò)程可以依據(jù)未燒結(jié)陶瓷片11中的陶瓷而不同。 例如，當(dāng)未燒結(jié)陶瓷包括氧化鋁(Al2O3),該燒結(jié)過(guò)程可以在大約1600°C到大約1650°C的溫度和濕氫氣氛圍中進(jìn)行。相反的，當(dāng)未燒結(jié)陶瓷片11包括氮化鋁(AlN)時(shí)，該燒結(jié)過(guò)程可以在大約1750°C到大約1850°C的溫度和氮?dú)夥諊羞M(jìn)行。進(jìn)一步地，可以在初步多層陶瓷基片10的上部和底部上進(jìn)一步形成抗變形陶瓷片(未示出)，并由此可以充分防止初步多層陶瓷基片10的陶瓷片11在燒結(jié)過(guò)程中變形。 例如，該抗變形陶瓷片具有比陶瓷片11高的燒結(jié)溫度。如上所述，第一和第二片堆疊體12和14分別由多個(gè)陶瓷片11通過(guò)第一加壓過(guò)程形成。然后，電極層18可以形成在該第一片堆疊體12上，用于空腔M的孔22可以形成在該第二片堆疊體14上。具有電極層18的第一片堆疊體和具有孔22的第二片堆疊體14可以通過(guò)第二加壓過(guò)程形成為第三片堆疊體16，其覆蓋有第一和第二薄膜42和44。薄膜42 和44可以從該第三片堆疊體16上移除，從而形成初步多層陶瓷基片10?？梢栽跓Y(jié)溫度下燒結(jié)初步多層陶瓷基片10從而形成本發(fā)明的多層陶瓷基片。在本示例性實(shí)施例中，第一加壓過(guò)程可以在低于第二加壓過(guò)程的壓力下進(jìn)行，從
9而可以防止陶瓷片11沉陷(sagging)。第二加壓過(guò)程可以在常規(guī)的條件下進(jìn)行。例如，進(jìn)行第一加壓過(guò)程的壓力可以2Mpa以下，進(jìn)行第二加壓過(guò)程的壓力可以 3. 5Mpa以下。優(yōu)選的，進(jìn)行第一加壓過(guò)程的壓力可以在IMI^a到2Mpa之間，進(jìn)行第二加壓過(guò)程的壓力可以在3MPa到3. 5Mpa之間。當(dāng)?shù)谝患訅哼^(guò)程在低于大約IMpa下進(jìn)行時(shí)，陶瓷片11和電極層18彼此間的粘結(jié)可能不足，并因此使得第一片堆疊體12可能在第二加壓過(guò)程中變形。例如，在第二加壓過(guò)程中，該第一片堆疊體12可能部分地朝向空腔M凸起。相反，當(dāng)?shù)谝患訅哼^(guò)程在高于大約 2Mpa下進(jìn)行時(shí)，有第一和第二片堆疊12和14可能沒(méi)有充分彼此粘結(jié)的問(wèn)題。當(dāng)?shù)诙訅哼^(guò)程在高于大約3. 5Mpa下進(jìn)行時(shí)，第一片堆疊12在第二加壓過(guò)程中也會(huì)變形，譬如產(chǎn)生第一片堆疊體12朝向空腔M的部分凸起部。第一和第二加壓過(guò)程中的處理時(shí)間也會(huì)對(duì)陶瓷片11之間的粘結(jié)質(zhì)量產(chǎn)生影響。 例如，進(jìn)行第一加壓過(guò)程的時(shí)間可以在85秒到95秒之間，進(jìn)行第二加壓過(guò)程的時(shí)間可以在 595秒到606秒之間。優(yōu)選的，進(jìn)行第一加壓過(guò)程的時(shí)間可以在大約90秒，進(jìn)行第二加壓過(guò)程的壓力可以在大約600秒。當(dāng)?shù)谝缓偷诙訅哼^(guò)程不在上述合適的處理時(shí)間內(nèi)進(jìn)行，如上述當(dāng)不在合適的壓力范圍內(nèi)的同樣的缺陷將會(huì)在多層陶瓷基片中出現(xiàn)。進(jìn)一步的，第一和第二加壓過(guò)程可以在大約65°C到大約100°C下進(jìn)行。當(dāng)?shù)谝缓偷诙訅哼^(guò)程中的處理溫度在低于大約65°C時(shí)，用于粘結(jié)陶瓷片11的粘結(jié)劑可能不會(huì)充分作用并從而導(dǎo)致陶瓷片11之間很難充分地粘結(jié)。相反，當(dāng)?shù)谝缓偷诙訅哼^(guò)程中的處理溫度超過(guò)大約100°C時(shí)，陶瓷片11中的大部分的有機(jī)材料(如粘結(jié)劑和增塑劑)會(huì)被氧化， 其阻礙了陶瓷片11彼此之間的粘結(jié)。特別的，第一和第二片堆疊體12和14可以通過(guò)第一加壓過(guò)程分別形成，用于空腔 24的孔22可僅通過(guò)穿通第二片堆疊體14的一部分而容易地形成。然后，通過(guò)第二加壓過(guò)程結(jié)合第一和第二片堆疊體12和14可以形成第三片堆疊體16。因此，與具有空腔的片堆疊體的現(xiàn)有形成方法相比，獨(dú)立的第一加壓過(guò)程和第二加壓過(guò)程充分地方便了具有空腔M 的第三片堆疊體16的形成，現(xiàn)有方法通過(guò)單個(gè)加壓過(guò)程形成片堆疊體且在該片堆疊體上形成凹槽以作為空腔。進(jìn)一步，第一加壓過(guò)程可以在低于第二加壓過(guò)程的壓力并在小于第二加壓過(guò)程的時(shí)間下進(jìn)行，從而使得陶瓷片11的處理缺陷，例如朝向空腔的部分凸起，可以充分最小化。工業(yè)實(shí)用性依據(jù)多層陶瓷基片的制造方法的示例性實(shí)施例，具有空腔的第三初步片堆疊體可以在其頂部和底部覆蓋有薄膜，使得在利用一對(duì)平板模具形成第三片堆疊體的第二加壓過(guò)程中空腔內(nèi)的空氣可以與周?chē)浞置芊狻亩?，與通過(guò)第二加壓過(guò)程施加到平板模具上的外部壓力成比例的足夠的空氣壓力可以施加到該空腔的底部，并因此該空腔的底部充分地粘結(jié)于該片堆疊體的單個(gè)陶瓷層，盡管該空腔的底部沒(méi)有直接與該平板模具接觸。因此， 通過(guò)使用該平板模具可以容易地制造出具有空腔的多層陶瓷基片，而不管該空腔的形狀如何。進(jìn)一步的，第三片堆疊體中的空腔可以?xún)H通過(guò)第二加壓過(guò)程使第一和第二片堆疊體結(jié)合而容易地形成，并可以具有與穿過(guò)第二片堆疊體的孔的形狀相對(duì)應(yīng)的各種形狀。該孔可以?xún)H通過(guò)穿透第二片堆疊體的某些部分而容易地形成在第二片堆疊體上而不用在其上形成凹槽，從而，該孔可以形成為各種形狀。由此，本發(fā)明構(gòu)思的通過(guò)簡(jiǎn)化的和成本減少的制造過(guò)程得到的多層陶瓷基片可具有陶瓷片彼此之間更加穩(wěn)固的粘結(jié)和更加多樣的形狀。 上述為所示例性實(shí)施例的說(shuō)明，但這些實(shí)施例的說(shuō)明并不會(huì)造成對(duì)其本身的限制。雖然上述僅舉出少部分的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解，實(shí)際上在不脫離本發(fā)明創(chuàng)新教導(dǎo)和優(yōu)點(diǎn)下仍可作修改。因此，針對(duì)任何修改而言，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求的所界定的范圍為準(zhǔn)。本申請(qǐng)權(quán)利要求中的功能性裝置語(yǔ)句包含了對(duì)此所述的可執(zhí)行上述功能的結(jié)構(gòu)，并且除了提出的結(jié)構(gòu)相同物之外，也提出了等同結(jié)構(gòu)。因此，可以理解的是，雖然在上述說(shuō)明中提出了各種示例性的實(shí)施例，但上述說(shuō)明不應(yīng)該被解釋為限制于這些所揭露的特定實(shí)施例、所提出的修改例也不受到所揭露的實(shí)施例的限制，并且其它所示例性的實(shí)施例也被包括在專(zhuān)利范圍之中。
權(quán)利要求
1.一種制造具有空腔的多層陶瓷基片的方法，該方法包括通過(guò)第一加壓過(guò)程對(duì)多個(gè)未燒結(jié)陶瓷片加壓分別形成第一片堆疊體和第二片堆疊體；形成穿透所述第二片堆疊體的孔；通過(guò)將具有所述孔的第二片堆疊體放置在所述第一片堆疊體上以形成第三初步片堆疊體；在所述第三初步片堆疊體的頂部和底部分別形成第一薄膜和第二薄膜； 通過(guò)第二加壓過(guò)程對(duì)所述第一薄膜和第二薄膜以及所述第三初步片堆疊體加壓形成第三片堆疊體；和燒結(jié)所述第三片堆疊體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第三初步片堆疊體包括由所述第二片堆疊體的孔的內(nèi)壁和所述第二片堆疊體下面的所述第一片堆疊體界定的空腔，使得所述空腔由所述第一薄膜覆蓋，并且所述第一薄膜和第二薄膜包括樹(shù)脂從而防止空腔中的空氣通過(guò)所述第一片堆疊體和第二片堆疊體泄漏。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，進(jìn)一步包括在所述第二片堆疊體的上表面和所述第一薄膜之間，以及所述第一片堆疊體的下表面和所述第二薄膜之間形成至少硅(Si)層，其中，所述樹(shù)脂包括聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一加壓過(guò)程在低于所述第二加壓過(guò)程的壓力下進(jìn)行。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述第一加壓過(guò)程在IMI^a到2Mpa的壓力下進(jìn)行， 所述第二加壓過(guò)程在3MPa到3. 5Mpa的壓力下進(jìn)行。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中進(jìn)行所述第一加壓過(guò)程的時(shí)間比所述第二加壓過(guò)程短。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中進(jìn)行所述第一加壓過(guò)程的時(shí)間在85秒到95秒之間，進(jìn)行所述第二加壓過(guò)程的壓力在595秒到605秒之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中通過(guò)使用彼此平行安裝的一對(duì)平板模具來(lái)進(jìn)行所述第一加壓過(guò)程和第二加壓過(guò)程。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一加壓過(guò)程和第二加壓過(guò)程在65°C到 100°c的溫度下進(jìn)行。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，在形成所述第三初步片堆疊體之前，還包括在所述第一片堆疊體上形成電極層。
全文摘要
制造具有空腔的多層陶瓷基片的方法包括，第一加壓步驟，其中第一和第二未燒結(jié)片堆疊體各自通過(guò)加壓多個(gè)未燒結(jié)陶瓷生片而形成；形成穿透第二片堆疊體的孔的步驟；通過(guò)將其上形成了所述孔的第二未燒結(jié)片堆疊體設(shè)在該第一未燒結(jié)片堆疊體上形成初步第三未燒結(jié)片堆疊體的步驟；第一和第二薄膜分別放置在該初步第三未燒結(jié)片堆疊體的頂部和底部上。通過(guò)加壓第一和第二薄膜以及初步第三未燒結(jié)片堆疊體形成第三片堆疊體的步驟；以及燒結(jié)第三未燒結(jié)片堆疊體的步驟。從而多個(gè)陶瓷生片通過(guò)平板模層疊而不受空腔形狀的影響，且生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)化并以穩(wěn)定的方式進(jìn)行。
文檔編號(hào)H05K3/46GK102461351SQ201080027392
公開(kāi)日2012年5月16日 申請(qǐng)日期2010年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月19日
發(fā)明者金元默 申請(qǐng)人:高美科株式會(huì)社