本發(fā)明涉及多層陶瓷基板的制作工藝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種多層陶瓷基板雙面復(fù)雜腔體的成型方法。

背景技術(shù)：

多層共燒陶瓷電路基板由于具有高集成密度、良好的可靠度、高頻性能優(yōu)異等特點(diǎn)，在航空、航天、通信、汽車電子等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。復(fù)雜腔體制作是多層共燒陶瓷電路基板實(shí)現(xiàn)高密度集成的主要步驟，同時也是基板工藝制作的難點(diǎn)之一，尤其是雙面復(fù)雜腔體的加工成型。

目前雙面腔體的制作方法多采用硅膠填充保護(hù)的方式實(shí)現(xiàn)，在疊層好的生瓷腔體中直接填充硅膠，然后一起真空包裝和層壓，這種方法是在各層生瓷之間沒有緊密結(jié)合的狀態(tài)下進(jìn)行，手工填充效率低，尤其是雙面填充時，也容易導(dǎo)致生瓷錯位或填充物錯位，使得產(chǎn)品報廢。

龐學(xué)滿等人發(fā)明了半流動軟硅膠填充上層腔體結(jié)合整體硬質(zhì)硅橡膠凸模填充底層腔體的方式制作多層陶瓷雙面腔體，但該技術(shù)存在如下問題：

1）底面腔體中填充的硬質(zhì)硅橡膠凸模與陶瓷片的材質(zhì)不同，兩者在層壓過程中的壓縮率不相同，使得壓縮同步性具有一定差異，加上由于是一次層壓，使得在層壓過程中硬質(zhì)硅橡膠凸模不能夠很好的與底面腔體的內(nèi)壁完美接觸，使得腔體的內(nèi)部受力不均衡，容易導(dǎo)致底面腔體的底部不平整。這種情況在底面腔體較深時表現(xiàn)的尤為突出，從而影響高密度集成時元器件的可組裝性；

2）由于底部的凸模是一個整體的硅橡膠，上層存在上層腔體，使得上層的厚度分布不均勻，這樣使得上層的陶瓷基板的各個位置的剛度相差較大，層壓時壓力較大，這樣層壓時生瓷的背面不能獲得很好的剛性支撐，容易導(dǎo)致基板整體彎曲或發(fā)生延展現(xiàn)象出現(xiàn)平面尺寸的變化，從而降低基板整體平整度和燒結(jié)收縮率的控制精度，這種情況在加工版面較大產(chǎn)品時表現(xiàn)的尤為突出。

從現(xiàn)有技術(shù)中可看出，在使用層壓機(jī)進(jìn)行層壓時，陶瓷基板的底部與層壓機(jī)接觸的部分需要使用硬質(zhì)材料保持受力穩(wěn)定性，因此龐學(xué)滿等人發(fā)明的方法也是在底部設(shè)置硬質(zhì)的硅橡膠凸模，然后上面的腔體通過軟硅膠來傳到壓力使上面的腔體保持固定的形狀。

從現(xiàn)有技術(shù)中還可以看出，目前對陶瓷基板的雙面腔體成型均是采用整體時進(jìn)行的，即對整個陶瓷基板進(jìn)行處理構(gòu)建成型腔體，并未有分割成單獨(dú)的模塊進(jìn)行處理的成型方式。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種多層陶瓷基板雙面復(fù)雜腔體的成型方法。

為達(dá)上述目的，本發(fā)明的一個實(shí)施例中提供了一種多層陶瓷基板雙面復(fù)雜腔體的成型方法，多層陶瓷基板包括若干單層陶瓷基板，多層陶瓷基板具有上面腔體和底面腔體，單層陶瓷基板中包括構(gòu)成上面腔體的多個上層陶瓷基板，包括構(gòu)成下層腔體的多個下層陶瓷基板；雙面復(fù)雜腔體的成型方法包括以下步驟：

（1）、將多個上層陶瓷基板固定，并在其底部依次設(shè)置隔離層和硬質(zhì)背板層，在其上部鋪設(shè)隔離層和軟質(zhì)填充層；然后預(yù)層壓獲得上層陶瓷基板預(yù)壓件；

（2）、將多個下層陶瓷基板固定，并在其底部依次設(shè)置隔離層和硬質(zhì)背板層，在其上部鋪設(shè)隔離層和軟質(zhì)填充層；然后預(yù)層壓獲得下層陶瓷基板預(yù)壓件；

（3）、將上層陶瓷基板預(yù)壓件和下層陶瓷基板預(yù)壓件疊合，在下層陶瓷基板預(yù)壓件的下層腔體內(nèi)裝入與下層腔體形狀對應(yīng)的硬質(zhì)填充塊，在上層陶瓷基板上設(shè)置隔離層和軟質(zhì)填充層，經(jīng)過終層壓后取出硬質(zhì)填充塊。

優(yōu)選的，隔離層為離型膜，硬質(zhì)背板層為硬質(zhì)金屬背板，軟質(zhì)填充層為具有流動性的軟質(zhì)硅膠，硬質(zhì)填充塊為高硬度的硅膠填充塊。

優(yōu)選的，預(yù)層壓的工作溫度為65℃~75℃，工作壓力為1000psi~2000psi。

優(yōu)選的，終層壓的工作溫度為65℃~75℃，工作壓力為2800psi~3200psi。

優(yōu)選的，預(yù)層壓和終層壓前包括使用真空袋進(jìn)行真空處理的步驟。

優(yōu)選的，多層陶瓷基板的每個單層陶瓷基板上開設(shè)有對應(yīng)的定位孔，陶瓷基板通過將定位銷插入定位孔內(nèi)實(shí)現(xiàn)固定和對位。

優(yōu)選的，單層陶瓷基板上印刷有導(dǎo)體。

一種多層陶瓷基板雙面復(fù)雜腔體的成型方法，多層陶瓷基板包括若干單層陶瓷基板，多層陶瓷基板具有上面腔體和底面腔體，單層陶瓷基板中包括構(gòu)成上面腔體的多個上層陶瓷基板，包括構(gòu)成下層腔體的多個下層陶瓷基板；其中雙面復(fù)雜腔體的成型方法包括以下步驟：

（1）、在每個單層陶瓷基板上打?qū)?yīng)的孔作為用于對位和固定的定位孔；

（2）、通過定位孔和定位銷的配合，將多個上層陶瓷基板固定，并在其底部依次設(shè)置隔離層和硬質(zhì)背板層，在其上部鋪設(shè)隔離層和軟質(zhì)填充層，再置于真空袋內(nèi)抽真空；然后預(yù)層壓獲得上層陶瓷基板預(yù)壓件；預(yù)層壓的工作溫度為65℃~75℃，工作壓力為1000psi~2000psi；

（3）、通過定位孔和定位銷的配合，將多個下層陶瓷基板固定，并在其底部依次設(shè)置隔離層和硬質(zhì)背板層，在其上部鋪設(shè)隔離層和軟質(zhì)填充層，再置于真空袋內(nèi)抽真空；然后預(yù)層壓獲得下層陶瓷基板預(yù)壓件；預(yù)層壓的工作溫度為65℃~75℃，工作壓力為1000psi~2000psi；

（4）、將上層陶瓷基板預(yù)壓件和下層陶瓷基板預(yù)壓件疊合，終層壓前先在下層陶瓷基板預(yù)壓件的下層腔體內(nèi)裝入與下層腔體形狀對應(yīng)的硬質(zhì)填充塊，在上層陶瓷基板上設(shè)置隔離層和軟質(zhì)填充層；終層壓完成后取出硬質(zhì)填充塊；終層壓的工作溫度為65℃~75℃，工作壓力為2800psi~3200psi。

一種多層陶瓷基板的制造方法，包括在多層陶瓷基板上構(gòu)建雙面復(fù)雜腔體的步驟；多層陶瓷基板包括若干單層陶瓷基板，多層陶瓷基板具有上面腔體和底面腔體，單層陶瓷基板中包括構(gòu)成上面腔體的多個上層陶瓷基板，包括構(gòu)成下層腔體的多個下層陶瓷基板；雙面復(fù)雜腔體的成型方法包括以下步驟：

（1）、將多個上層陶瓷基板固定，并在其底部依次設(shè)置隔離層和硬質(zhì)背板層，在其上部鋪設(shè)隔離層和軟質(zhì)填充層；然后預(yù)層壓獲得上層陶瓷基板預(yù)壓件；

（2）、將多個下層陶瓷基板固定，并在其底部依次設(shè)置隔離層和硬質(zhì)背板層，在其上部鋪設(shè)隔離層和軟質(zhì)填充層；然后預(yù)層壓獲得下層陶瓷基板預(yù)壓件；

（3）、將上層陶瓷基板預(yù)壓件和下層陶瓷基板預(yù)壓件疊合，在下層陶瓷基板預(yù)壓件的下層腔體內(nèi)裝入與下層腔體形狀對應(yīng)的硬質(zhì)填充塊，在上層陶瓷基板上設(shè)置隔離層和軟質(zhì)填充層，經(jīng)過終層壓后取出硬質(zhì)填充塊。

優(yōu)選的，多層陶瓷基板的制造方法還包括在單層陶瓷基板上進(jìn)行打孔、填孔、印刷導(dǎo)體和制作腔體的步驟。

綜上所述，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明將陶瓷基板劃分為兩個含有單面腔體的子模塊后，分別對上層陶瓷基板和下層陶瓷基板進(jìn)行層壓處理，處理后再疊合層壓得到雙面腔體，能夠使底面腔體的內(nèi)部更加平整，基板整體不會出現(xiàn)彎曲，大大提高了產(chǎn)品的集成度和精度，更能夠便于組裝。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一個實(shí)施例中具有雙面復(fù)雜腔體的多層陶瓷基板示意圖；

圖2為本發(fā)明一個實(shí)施例中上層陶瓷基板層壓結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明一個實(shí)施例中下層陶瓷基板層壓結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明一個實(shí)施例中上層陶瓷基板和下層陶瓷基板疊加后層壓的示意圖。

其中，1、上面腔體；2、底面腔體；3、上層陶瓷基板；4、下層陶瓷基板；5、隔離層；6、硬質(zhì)背板層；7、軟質(zhì)填充層；8、硬質(zhì)填充塊；9、定位銷。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供了一種多層陶瓷基板雙面復(fù)雜腔體的成型方法，該方法適用于兩個面上均具有腔體的多層陶瓷基板，本發(fā)明所說的雙面復(fù)雜腔體可以是指兩個面均具有腔體，本文所說的復(fù)雜腔體并非針對具體復(fù)雜程度的腔體，即并未對腔體的形狀、構(gòu)造以及數(shù)量進(jìn)行限制。

多層陶瓷基板包括若干單層陶瓷基板，即多層陶瓷基板是由多個單層陶瓷基板一層一層疊加形成的。因此多層陶瓷基板的腔體形狀和深度等完全是由單層陶瓷基板決定的。一般地，首先根據(jù)多層陶瓷基板的腔體形狀和尺寸預(yù)先設(shè)計單層陶瓷基板的腔體位置和各個尺寸的大小，使其組合后能夠形成多層陶瓷基板的對應(yīng)腔體。

多層陶瓷基板具有上面腔體1和底面腔體2，單層陶瓷基板中包括構(gòu)成上面腔體的多個上層陶瓷基板，包括構(gòu)成下層腔體的多個下層陶瓷基板；上層陶瓷基板3和下層陶瓷基板4可以組合疊加構(gòu)成整個多層陶瓷基板。

本發(fā)明的雙面復(fù)雜腔體的成型方法包括以下步驟：

（1）、參考圖2，將多個上層陶瓷基板和下層陶瓷基板分開作為兩個子模塊。將多個上層陶瓷基板固定，并在其底部依次設(shè)置隔離層和硬質(zhì)背板層，在其上部鋪設(shè)隔離層5和軟質(zhì)填充層7；然后預(yù)層壓獲得上層陶瓷基板預(yù)壓件；預(yù)層壓的工作溫度為65℃~75℃，工作壓力為1000psi~2000psi。

（2）、參考圖3，將多個下層陶瓷基板固定，并在其底部依次設(shè)置隔離層5和硬質(zhì)背板層6，在其上部鋪設(shè)隔離層和軟質(zhì)填充層7；然后預(yù)層壓獲得下層陶瓷基板預(yù)壓件；預(yù)層壓的工作溫度為65℃~75℃，工作壓力為1000psi~2000psi。

（3）、參考圖4，將上層陶瓷基板預(yù)壓件和下層陶瓷基板預(yù)壓件疊合，在下層陶瓷基板預(yù)壓件的下層腔體內(nèi)裝入與下層腔體形狀對應(yīng)的硬質(zhì)填充塊8，在上層陶瓷基板上設(shè)置隔離層和軟質(zhì)填充層，經(jīng)過終層壓后取出硬質(zhì)填充塊；終層壓的工作溫度為65℃~75℃，工作壓力為2800psi~3200psi。

本發(fā)明在預(yù)層壓過程中處理上層陶瓷基板和下層陶瓷基板時，所說的上層陶瓷基板的底部或者下層陶瓷基板的底部是指不含有腔體開口的一面，該底部是平整的，沒有設(shè)置腔體。所說的上部是指陶瓷基板中含有腔體開口的一面，該上部是具有凹槽的部分，設(shè)置有腔體。

本發(fā)明中為了能夠便于劃分位于中間部位的單層陶瓷基板為上層陶瓷基板或者下層陶瓷基板，可以以圖4中虛線位置進(jìn)行劃分，在實(shí)際劃分選擇時，可以以三條虛線中任意一處作為劃分，也可以以其他部位作為劃分處。

本發(fā)明的優(yōu)化實(shí)施例中，隔離層為離型膜，硬質(zhì)背板層為硬質(zhì)金屬背板，軟質(zhì)填充層為具有流動性的軟質(zhì)硅膠，硬質(zhì)填充塊為高硬度的硅膠填充塊。

本發(fā)明的優(yōu)化實(shí)施例中，在使用層壓機(jī)進(jìn)行處理時，需要預(yù)先將帶處理的陶瓷基板使用真空袋包裝，然后抽真空后形成真空環(huán)境后再使用層壓機(jī)處理。

本發(fā)明的優(yōu)化實(shí)施例中提供了本發(fā)明每個單層陶瓷基板的對位和固定方式：即可以在多層陶瓷基板的每個單層陶瓷基板上開設(shè)有對應(yīng)的定位孔，陶瓷基板通過將定位銷9插入定位孔內(nèi)實(shí)現(xiàn)固定和對位；此外，定位銷還可以插入或者通過其他方式固定在硬質(zhì)背板層上。

本發(fā)明的優(yōu)化實(shí)施例中，單層陶瓷基板上印刷有導(dǎo)體。

本發(fā)明提供了一種多層陶瓷基板雙面復(fù)雜腔體的成型方法，多層陶瓷基板包括若干單層陶瓷基板，多層陶瓷基板具有上面腔體和底面腔體，單層陶瓷基板中包括構(gòu)成上面腔體的多個上層陶瓷基板，包括構(gòu)成下層腔體的多個下層陶瓷基板；雙面復(fù)雜腔體的成型方法包括以下步驟：

（1）、在每個單層陶瓷基板上打?qū)?yīng)的孔作為用于對位和固定的定位孔；

（2）、通過定位孔和定位銷的配合，將多個上層陶瓷基板固定，并在其底部依次設(shè)置隔離層和硬質(zhì)背板層，在其上部鋪設(shè)隔離層和軟質(zhì)填充層，再置于真空袋內(nèi)抽真空；然后預(yù)層壓獲得上層陶瓷基板預(yù)壓件；預(yù)層壓的工作溫度為65℃~75℃，工作壓力為1000psi~2000psi；

（3）、通過定位孔和定位銷的配合，將多個下層陶瓷基板固定，并在其底部依次設(shè)置隔離層和硬質(zhì)背板層，在其上部鋪設(shè)隔離層和軟質(zhì)填充層，再置于真空袋內(nèi)抽真空；然后預(yù)層壓獲得下層陶瓷基板預(yù)壓件；預(yù)層壓的工作溫度為65℃~75℃，工作壓力為1000psi~2000psi；

（4）、將上層陶瓷基板預(yù)壓件和下層陶瓷基板預(yù)壓件疊合，終層壓前先在下層陶瓷基板預(yù)壓件的下層腔體內(nèi)裝入與下層腔體形狀對應(yīng)的硬質(zhì)填充塊，在上層陶瓷基板上設(shè)置隔離層和軟質(zhì)填充層；終層壓完成后取出硬質(zhì)填充塊；終層壓的工作溫度為65℃~75℃，工作壓力為2800psi~3200psi。

基于上述雙面復(fù)雜腔體的成型方法，本發(fā)明還公開了一種多層陶瓷基板的制造方法，包括在多層陶瓷基板上構(gòu)建雙面復(fù)雜腔體的步驟；多層陶瓷基板包括若干單層陶瓷基板，多層陶瓷基板具有上面腔體和底面腔體，單層陶瓷基板中包括構(gòu)成上面腔體的多個上層陶瓷基板，包括構(gòu)成下層腔體的多個下層陶瓷基板；雙面復(fù)雜腔體的成型方法包括以下步驟：

（1）、將多個上層陶瓷基板固定，并在其底部依次設(shè)置隔離層和硬質(zhì)背板層，在其上部鋪設(shè)隔離層和軟質(zhì)填充層；然后預(yù)層壓獲得上層陶瓷基板預(yù)壓件；

（2）、將多個下層陶瓷基板固定，并在其底部依次設(shè)置隔離層和硬質(zhì)背板層，在其上部鋪設(shè)隔離層和軟質(zhì)填充層；然后預(yù)層壓獲得下層陶瓷基板預(yù)壓件；

（3）、將上層陶瓷基板預(yù)壓件和下層陶瓷基板預(yù)壓件疊合，在下層陶瓷基板預(yù)壓件的下層腔體內(nèi)裝入與下層腔體形狀對應(yīng)的硬質(zhì)填充塊，在上層陶瓷基板上設(shè)置隔離層和軟質(zhì)填充層，經(jīng)過終層壓后取出硬質(zhì)填充塊。

本發(fā)明的軟質(zhì)填充層優(yōu)選可以為按重量計的液態(tài)硅膠a20份、液態(tài)硅膠b30份以及羧甲基纖維素鈉5份、左旋蘋果酸3份的混合物經(jīng)過70℃烘烤形成的凝膠體。其中加入羧甲基纖維素鈉和蘋果酸的作用在于減少凝膠化反應(yīng)時間。在使用凝膠化時間測試儀測試時，以只含有液態(tài)硅膠a和b的為對照組，兩個實(shí)驗(yàn)組分別加入羧甲基纖維素鈉和蘋果酸，經(jīng)過驗(yàn)證后實(shí)驗(yàn)組與對照組相比凝膠化時間分別降低了10%和6%，說明羧甲基纖維素鈉和蘋果酸具有一定的促進(jìn)加快凝膠化反應(yīng)的作用。此外，為了進(jìn)一步加強(qiáng)硅膠凝膠的機(jī)械強(qiáng)度，在上述混合物的基礎(chǔ)上再加入紫蘇油5份以及丙二醇脂肪酸酯3份后可以用于提高拉伸強(qiáng)度。具體的，在使用拉伸強(qiáng)度測試儀測試后，在單獨(dú)加入紫蘇油后能夠提高6%~7%的拉伸強(qiáng)度，單獨(dú)加入丙二醇脂肪酸酯后能夠提高10%左右的拉伸強(qiáng)度，時軟質(zhì)填充層凝膠體具有更好的機(jī)械性能。

本發(fā)明的優(yōu)化實(shí)施例中，還包括在單層陶瓷基板上進(jìn)行打孔、填孔、印刷導(dǎo)體和制作腔體的步驟。

本發(fā)明將直接一次性層壓的多層陶瓷基板分成三次進(jìn)行層壓，即一次對上面腔體部分的層壓，一次對底面腔體部分的層壓，最后將兩者結(jié)合起來的一次層壓。前面兩次層壓的厚度相對終層壓減少較多；同時兩次層壓也是對兩面的腔體的單獨(dú)作用。相比一次性層壓的底面腔體需要使用硬質(zhì)硅橡膠來進(jìn)行填充，本發(fā)明的雙面腔體都是分別使用軟質(zhì)的硅膠材料進(jìn)行填充，這樣使得在層壓時軟質(zhì)硅膠能夠流動充滿腔體，同時軟質(zhì)硅膠能夠與腔體內(nèi)壁完美接觸，使得腔體的底面受力均衡，不會出現(xiàn)底面不平整的現(xiàn)象。

進(jìn)一步的，由于前面兩次層壓過程中腔體內(nèi)不會填充硬質(zhì)的硅橡膠凸模，腔體內(nèi)填充的是軟質(zhì)材料的硅膠，腔體的底部是使用硬質(zhì)背板層來使腔體下壁與層壓機(jī)接觸的部分是硬質(zhì)背板層，這樣使得上層陶瓷基板和下層陶瓷基板的下部受力穩(wěn)定均衡，使得腔體較薄處不易出現(xiàn)彎曲或者因受力不均發(fā)生延展等現(xiàn)象。相比之下，龐學(xué)滿的硬質(zhì)硅橡膠凸模不是一個整板，而是具有多個凸起的凸模，這樣在受力時容易使凸模嵌入陶瓷腔體內(nèi)部的部分與腔體接觸不良或者受力不均衡，容易在上層陶瓷基板和下層陶瓷基板的腔體中間最薄處形成彎曲。

綜上所述，本發(fā)明在預(yù)層壓過程中腔體內(nèi)均是使用軟質(zhì)材料進(jìn)行填充，預(yù)層壓的壓力小于終層壓壓力，使得腔體的形狀預(yù)先得到保護(hù)，在終層壓的步驟中腔體的形狀不易發(fā)生變化，也不易受到影響。特別是與硬質(zhì)凸模接觸的腔體部分不易受到影響。

雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了詳細(xì)地描述，但不應(yīng)理解為對本專利的保護(hù)范圍的限定。在權(quán)利要求書所描述的范圍內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員不經(jīng)創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改和變形仍屬本專利的保護(hù)范圍。