專利名稱：氣密陶瓷層結(jié)構(gòu)與制造方法
氣密陶瓷層結(jié)構(gòu)與制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種氣密陶瓷層結(jié)構(gòu)與制造方法，尤其是有關(guān)于一種防止產(chǎn)品漏氣的氣密陶瓷層結(jié)構(gòu)與制造方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的陶瓷板層結(jié)構(gòu)由多個(gè)陶瓷板層堆疊而成，其表面或內(nèi)部具備電路構(gòu)成用配線導(dǎo)體與積體電路(IC)晶片。為了將IC晶片所產(chǎn)生的熱能傳導(dǎo)出來，通常在IC晶片下設(shè)置許多導(dǎo)熱柱來排出由晶片所產(chǎn)生的熱能，且上述導(dǎo)熱柱的材料可為銀或銅。然而，由于導(dǎo)熱柱與陶瓷層間收縮率的不匹配，致使在執(zhí)行燒結(jié)的過程中，于導(dǎo)熱柱與陶瓷層間將產(chǎn)生微小的裂縫，進(jìn)而使產(chǎn)品經(jīng)冷熱沖擊后產(chǎn)生更大的裂縫，致使產(chǎn)品無法完全氣密。傳統(tǒng)上解決陶瓷板層無法氣密的方法，可調(diào)整形成導(dǎo)熱柱的銀漿配方，使導(dǎo)熱柱可匹配陶瓷板層，或是改變導(dǎo)熱柱外形，例如以寬-窄-寬-窄的交錯(cuò)形式的導(dǎo)熱柱，用以避免產(chǎn)生貫通性裂縫，或是改變燒結(jié)條件。然而，上述的作法仍無法有效的完全解決陶瓷板層漏氣的問題。鑒于傳統(tǒng)的方法并無有效解決陶瓷板層氣漏的問題，因此亟需提出一種新穎的氣密陶瓷層結(jié)構(gòu)，可用于防止陶瓷板層漏氣。

發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本發(fā)明提供一種氣密陶瓷層結(jié)構(gòu)，其包括結(jié)構(gòu)體、至少一氣密板層以及復(fù)數(shù)個(gè)導(dǎo)熱柱。該結(jié)構(gòu)體由復(fù)數(shù)個(gè)互相堆疊的陶瓷基材板層所構(gòu)成，該結(jié)構(gòu)體具有中空部， 該中空部用以容納晶片；該至少一氣密板層設(shè)置于該復(fù)數(shù)個(gè)陶瓷基材板層的其中二者之間，且該氣密板層的收縮率與該復(fù)數(shù)個(gè)陶瓷基材板層的收縮率相差0. 2% 1. 2% ；該復(fù)數(shù)個(gè)導(dǎo)熱柱垂直貫穿該復(fù)數(shù)個(gè)陶瓷基材板層與該氣密板層，該晶片所產(chǎn)生的熱能經(jīng)由該復(fù)數(shù)個(gè)導(dǎo)熱柱對外排出。根據(jù)所述的氣密陶瓷層結(jié)構(gòu)，每一個(gè)陶瓷基材板層為低溫共燒陶瓷基材板層。根據(jù)所述的氣密陶瓷層結(jié)構(gòu)，每一個(gè)陶瓷基材板層包括氧化鉛、氧化鋁與氧化硅， 或上述至少二者的組合。根據(jù)所述的氣密陶瓷層結(jié)構(gòu)，該至少一氣密板層包括氧化鋁、硅、碳酸鈣、氧化鎂、 碳酸鉀、氧化鋯與氧化硼，或上述至少二者的組合。根據(jù)所述的氣密陶瓷層結(jié)構(gòu)，該氧化鋁的重量百分比至少為50%。根據(jù)所述的氣密陶瓷層結(jié)構(gòu)，該硅的重量百分比至少為25%。根據(jù)所述的氣密陶瓷層結(jié)構(gòu)，該碳酸鈣與該氧化鋯的重量百分比至少為5%。根據(jù)所述的氣密陶瓷層結(jié)構(gòu)，該氧化鎂與該碳酸鉀的重量百分比至少為1%。根據(jù)所述的氣密陶瓷層結(jié)構(gòu)，該氧化硼的重量百分比至多為5%。根據(jù)所述的氣密陶瓷層結(jié)構(gòu)，該氣密陶瓷層結(jié)構(gòu)還包括蓋體，該蓋體藉由封合材料黏合于該結(jié)構(gòu)體，使該中空部與外界空氣隔絕。
根據(jù)一具體實(shí)施方式
，本發(fā)明提供一種氣密陶瓷層的制造方法，其包括提供由復(fù)數(shù)個(gè)互相堆疊的陶瓷基材板層所構(gòu)成的結(jié)構(gòu)體，該結(jié)構(gòu)體具有中空部，該中空部用以容納晶片；設(shè)置至少一氣密板層于該復(fù)數(shù)個(gè)陶瓷基材板層的其中二者之間，且該氣密板層的收縮率與該該復(fù)數(shù)個(gè)陶瓷基材板層的收縮率相差0. 2% 1. 2%;以及提供垂直貫穿該復(fù)數(shù)個(gè)陶瓷基材板層與該氣密板層的復(fù)數(shù)個(gè)導(dǎo)熱柱，該晶片所產(chǎn)生的熱能經(jīng)由該復(fù)數(shù)個(gè)導(dǎo)熱柱對外排出。根據(jù)所述的氣密陶瓷層的制造方法，每一個(gè)陶瓷基材板層為低溫共燒陶瓷基材板層。根據(jù)所述的氣密陶瓷層的制造方法，該制造方法還包括提供蓋體，該蓋體藉由封合材料黏合于該結(jié)構(gòu)體，使該中空部與外界空氣隔絕。根據(jù)所述的氣密陶瓷層的制造方法，每一個(gè)基材板層包括氧化鉛、氧化鋁與氧化硅，或上述至少二者的組合。根據(jù)所述的氣密陶瓷層的制造方法，該至少一氣密板層包括氧化鋁、硅、碳酸鈣、 氧化鎂、碳酸鉀、氧化鋯與氧化硼，或上述至少二者的組合。根據(jù)所述的氣密陶瓷層的制造方法，該氧化鋁的重量百分比至少為50%。根據(jù)所述的氣密陶瓷層的制造方法，該硅的重量百分比至少為25%。根據(jù)所述的氣密陶瓷層的制造方法，該碳酸鈣與該氧化鋯的重量百分比至少為 5%。根據(jù)所述的氣密陶瓷層的制造方法，該氧化鎂與該碳酸鉀的重量百分比至少為1%。根據(jù)所述的氣密陶瓷層的制造方法，該氧化硼的重量百分比至多為5%。本發(fā)明的氣密陶瓷層結(jié)構(gòu)，藉由兩種基材板層的收縮曲線的不同，而避免同時(shí)產(chǎn)生裂縫的問題，也不會有在導(dǎo)熱孔邊緣產(chǎn)生上到下裂縫，造成產(chǎn)品漏氣的問題。關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與精神可以藉由以下的具體實(shí)施方式
及附圖得到進(jìn)一步的了解。

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的氣密陶瓷層結(jié)構(gòu)1。圖2是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的氣密陶瓷層的制造方法。圖3是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的氣密陶瓷層結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施方式以下將參照隨附的圖式來描述本發(fā)明為達(dá)成目的所使用的技術(shù)手段與功效，而以下圖式所列舉的實(shí)施例僅為輔助說明，本案的技術(shù)手段并不限于所列舉圖式。圖1是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的氣密陶瓷層結(jié)構(gòu)1，其包括結(jié)構(gòu)體11、至少一氣密板層14以及復(fù)數(shù)個(gè)導(dǎo)熱柱15。結(jié)構(gòu)體11由復(fù)數(shù)個(gè)互相堆疊的陶瓷基材板層18所構(gòu)成， 且結(jié)構(gòu)體11具有中空部12。上述的中空部12用以容納晶片13。需特別說明的是每一個(gè)陶瓷基材板層為低溫共燒陶瓷基材板層，且低溫共燒陶瓷基材板層包括氧化鉛、氧化鋁與氧化硅，或上述至少二者的組合。
至少一氣密板層14設(shè)置于復(fù)數(shù)個(gè)陶瓷基材板層的其中二者之間，且氣密板層14 的收縮率與復(fù)數(shù)個(gè)陶瓷基材板層的收縮率相差0. 2% 1. 2%。需特別說明的是氣密板層包括氧化鋁、硅、碳酸鈣、氧化鎂、碳酸鉀、氧化鋯與氧化硼，或上述至少二者的組合。于本實(shí)施例，氣密板層中的氧化鋁的重量百分比至少為50%，或硅的重量百分比至少為25%，或碳酸鈣與氧化鋯的重量百分比至少為5%，或氧化鎂與碳酸鉀的重量百分比至少為1%，或氧化硼的重量百分比至多為5%。以及復(fù)數(shù)個(gè)導(dǎo)熱柱15垂直貫穿該復(fù)數(shù)個(gè)陶瓷基材板層與該氣密板層14，該晶片13所產(chǎn)生的熱能經(jīng)由該復(fù)數(shù)個(gè)導(dǎo)熱柱對外排出。如圖1所示，氣密陶瓷層結(jié)構(gòu)1還包括蓋體16，藉由封合材料17黏合于結(jié)構(gòu)體11， 使中空部12與外界空氣隔絕。需說明的是，蓋體16的收縮率與復(fù)數(shù)個(gè)陶瓷基材板層相近或相同。圖2是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的氣密陶瓷層的制造方法。如圖2所示，先提供由復(fù)數(shù)個(gè)互相堆疊的陶瓷基材板層所構(gòu)成的結(jié)構(gòu)體11，且結(jié)構(gòu)體11具有中空部12。上述的中空部12可用以容納晶片13 (如圖1所示)。且需特別說明的是每一個(gè)陶瓷基材板層為低溫共燒陶瓷基材板層，且低溫共燒陶瓷基材板層包括氧化鉛、氧化鋁與氧化硅，或上述至少二者的組合。接著，設(shè)置至少一氣密板層14于復(fù)數(shù)個(gè)陶瓷基材板層的其中二者之間，且氣密板層14的收縮率與該復(fù)數(shù)個(gè)陶瓷基材板層的收縮率相差0. 2% 1. 2%。需特別說明的是氣密板層包括氧化鋁、硅、碳酸鈣、氧化鎂、碳酸鉀、氧化鋯與氧化硼，或上述至少二者的組合。于本實(shí)施例，氣密板層中的氧化鋁的重量百分比至少為50%，或硅的重量百分比至少為 25%，或碳酸鈣與氧化鋯的重量百分比至少為5%，或氧化鎂與碳酸鉀的重量百分比至少為 1%，或氧化硼的重量百分比至多為5%。此外，在形成導(dǎo)熱柱15之前，透過打孔裝置(例如雷射或機(jī)械打孔裝置)(未圖示)個(gè)別于復(fù)數(shù)陶瓷基材板層18與氣密板層14上形成復(fù)數(shù)個(gè)通孔，再藉由復(fù)數(shù)個(gè)通孔灌入形成導(dǎo)熱柱15的材料，例如銀漿等。接著，藉由燒結(jié)的方式，將復(fù)數(shù)陶瓷基材板層18與氣密板層14堆疊起來，以提供垂直貫穿復(fù)數(shù)個(gè)陶瓷基材板層 18與氣密板層14的復(fù)數(shù)個(gè)導(dǎo)熱柱15，使得晶片13所產(chǎn)生的熱能經(jīng)由復(fù)數(shù)個(gè)導(dǎo)熱柱15對外排出。此外，于本實(shí)施例還包括提供蓋體16，蓋體16藉由封合材料17黏合于結(jié)構(gòu)體11， 使中空部12與外界空氣隔絕(如圖1所示)。需說明的是，本發(fā)明的封合材料17亦可用氣密板層14取代，以燒結(jié)的方式將蓋體16與結(jié)構(gòu)體11封合起來。圖3是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的氣密陶瓷層結(jié)構(gòu)。于本實(shí)施例，氣密陶瓷層結(jié)構(gòu)可個(gè)別設(shè)置一或多個(gè)氣密板層于復(fù)數(shù)個(gè)陶瓷基材板層的其中二者之間，以取得更為嚴(yán)密的氣密效果。本發(fā)明的氣密陶瓷層結(jié)構(gòu)，藉由兩種基材板層的收縮曲線的不同，而避免同時(shí)產(chǎn)生裂縫的問題，也不會有在導(dǎo)熱孔邊緣產(chǎn)生上到下裂縫，造成產(chǎn)品漏氣的問題。本發(fā)明已由上述相關(guān)實(shí)施例加以描述，然而上述實(shí)施例僅為實(shí)施本發(fā)明的范例。 必需指出的是，已揭露的實(shí)施例并未限制本發(fā)明的范圍。相反地，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)所作的更動與潤飾，均屬本發(fā)明的專利保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種氣密陶瓷層結(jié)構(gòu)，其特征在于包括結(jié)構(gòu)體，由復(fù)數(shù)個(gè)互相堆疊的陶瓷基材板層所構(gòu)成，該結(jié)構(gòu)體具有中空部，該中空部用以容納晶片；至少一氣密板層，設(shè)置于該復(fù)數(shù)個(gè)陶瓷基材板層的其中二者之間，且該氣密板層的收縮率與該復(fù)數(shù)個(gè)陶瓷基材板層的收縮率相差0. 2% 1. 2% ；以及復(fù)數(shù)個(gè)導(dǎo)熱柱，垂直貫穿該復(fù)數(shù)個(gè)陶瓷基材板層與該氣密板層，該晶片所產(chǎn)生的熱能經(jīng)由該復(fù)數(shù)個(gè)導(dǎo)熱柱對外排出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣密陶瓷層結(jié)構(gòu)，其特征在于每一個(gè)陶瓷基材板層為低溫共燒陶瓷基材板層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣密陶瓷層結(jié)構(gòu)，其特征在于每一個(gè)陶瓷基材板層包括氧化鉛、氧化鋁與氧化硅，或上述至少二者的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣密陶瓷層結(jié)構(gòu)，其特征在于該至少一氣密板層包括氧化鋁、硅、碳酸鈣、氧化鎂、碳酸鉀、氧化鋯與氧化硼，或上述至少二者的組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氣密陶瓷層結(jié)構(gòu)，其特征在于該氧化鋁的重量百分比至少為50% ；或者該硅的重量百分比至少為25% ；或者該碳酸鈣與該氧化鋯的重量百分比至少為5% ；或者該氧化鎂與該碳酸鉀的重量百分比至少為；或者該氧化硼的重量百分比至多為5%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣密陶瓷層結(jié)構(gòu)，其特征在于該氣密陶瓷層結(jié)構(gòu)還包括蓋體，該蓋體藉由封合材料黏合于該結(jié)構(gòu)體，使該中空部與外界空氣隔絕。
7.一種氣密陶瓷層的制造方法，其特征在于包括提供由復(fù)數(shù)個(gè)互相堆疊的陶瓷基材板層所構(gòu)成的結(jié)構(gòu)體，該結(jié)構(gòu)體具有中空部，該中空部用以容納晶片；設(shè)置至少一氣密板層于該復(fù)數(shù)個(gè)陶瓷基材板層的其中二者之間，且該氣密板層的收縮率與該該復(fù)數(shù)個(gè)陶瓷基材板層的收縮率相差0.2% 1.2% ；以及提供垂直貫穿該復(fù)數(shù)個(gè)陶瓷基材板層與該氣密板層的復(fù)數(shù)個(gè)導(dǎo)熱柱，該晶片所產(chǎn)生的熱能經(jīng)由該復(fù)數(shù)個(gè)導(dǎo)熱柱對外排出。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的氣密陶瓷層的制造方法，其特征在于每一個(gè)陶瓷基材板層為低溫共燒陶瓷基材板層。
9.根據(jù)權(quán)利要求7項(xiàng)所述的氣密陶瓷層的制造方法，其特征在于該制造方法還包括提供蓋體，該蓋體藉由封合材料黏合于該結(jié)構(gòu)體，使該中空部與外界空氣隔絕。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的氣密陶瓷層的制造方法，其特征在于每一個(gè)基材板層包括氧化鉛、氧化鋁與氧化硅，或上述至少二者的組合。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的氣密陶瓷層的制造方法，其特征在于該至少一氣密板層包括氧化鋁、硅、碳酸鈣、氧化鎂、碳酸鉀、氧化鋯與氧化硼，或上述至少二者的組合。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的氣密陶瓷層的制造方法，其特征在于該氧化鋁的重量百分比至少為50% ；或者該硅的重量百分比至少為25% ；或者該碳酸鈣與該氧化鋯的重量百分比至少為5% ；或者該氧化鎂與該碳酸鉀的重量百分比至少為；或者該氧化硼的重量百分比至多為5%。
全文摘要
本發(fā)明關(guān)于一種氣密陶瓷層結(jié)構(gòu)與制造方法，該氣密陶瓷層結(jié)構(gòu)包括結(jié)構(gòu)體、至少一氣密板層以及復(fù)數(shù)個(gè)導(dǎo)熱柱。該結(jié)構(gòu)體由復(fù)數(shù)個(gè)互相堆疊的陶瓷基材板層所構(gòu)成，該結(jié)構(gòu)體具有中空部，該中空部用以容納晶片；該至少一氣密板層設(shè)置于該復(fù)數(shù)個(gè)陶瓷基材板層的其中二者之間，且該氣密板層的收縮率與該復(fù)數(shù)個(gè)陶瓷基材板層的收縮率相差0.2％～1.2％；該復(fù)數(shù)個(gè)導(dǎo)熱柱垂直貫穿該復(fù)數(shù)個(gè)陶瓷基材板層與該氣密板層，該晶片所產(chǎn)生的熱能經(jīng)由該復(fù)數(shù)個(gè)導(dǎo)熱柱對外排出。本發(fā)明的氣密陶瓷層結(jié)構(gòu)，藉由兩種基材板層的收縮曲線的不同，而避免同時(shí)產(chǎn)生裂縫的問題，也不會有在導(dǎo)熱孔邊緣產(chǎn)生上到下裂縫，造成產(chǎn)品漏氣的問題。
文檔編號C04B35/10GK102176434SQ20101062338
公開日2011年9月7日 申請日期2010年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月24日
發(fā)明者林庭煒 申請人:蘇州達(dá)方電子有限公司, 達(dá)方電子股份有限公司