阅读说明：本技术 适用于覆晶及共晶元件封装的抛光厚膜基板及其制造方法 (Polished thick film substrate suitable for packaging flip chip and eutectic crystal element and manufacturing method thereof ) 是由 谭祖荣 于 2019-04-15 设计创作，主要内容包括：一种适用于覆晶及共晶元件封装的抛光厚膜基板及其制造方法,该基板包含：至少一电路导线孔,该电路导线孔贯穿该基板的第一面及第二面；至少一导线,该导线填实该电路导线孔；一固晶面,其网版印刷于该基板的第一面,该固晶面与该导线的第一端连结；一电极面,其网版印刷于该基板的第二面,该电极面与该导线的第二端连结。该基板成品具有金属厚度适中、导电性佳、线路精度高、制造成本低、散热性佳、高功率应用适用性佳、高频应用适用性佳及符合环保需求等优点。该基板经由镭射加工钻孔、网版印刷、烧结固化及研磨抛光等无毒性步骤,以非化学湿式制程生产完成。(A polished thick film substrate suitable for flip chip and eutectic device packaging and a method for manufacturing the same, the substrate comprising: at least one circuit wire hole, which penetrates through the first surface and the second surface of the substrate; at least one lead, the lead is filled in the circuit lead hole; a crystal fixing surface, wherein the screen printing is carried out on the first surface of the substrate, and the crystal fixing surface is connected with the first end of the lead; and the electrode surface is screen-printed on the second surface of the substrate and is connected with the second ends of the leads. The substrate finished product has the advantages of moderate metal thickness, good electrical conductivity, high circuit precision, low manufacturing cost, good heat dissipation, good high-power application applicability, good high-frequency application applicability, environmental protection requirement meeting and the like. The substrate is manufactured by non-chemical wet processing through non-toxic steps of laser processing drilling, screen printing, sintering curing, grinding and polishing and the like.)

适用于覆晶及共晶元件封装的抛光厚膜基板及其制造方法

技术领域

本发明系关于一种适用于覆晶及共晶元件封装的抛光厚膜基板及其制造方法；特别指一种经由镭射加工钻孔、网版印刷、烧结固化及研磨抛光等无毒性步骤，以非化学湿式制程生产、符合环保需求的基板及制造方法创新。

背景技术

习知直接覆铜DPC基板产品，其金属层厚度介于50～100um之间，因为镀铜厚度大而有导电性高、高功率应用适用性佳的优点，但该覆铜DPC基板在镀铜过程中，其金属导线孔(Via)容易产生空孔，使基板制程稳定性降低，且为了使金属导线孔得以填实，其表面电极镀铜的厚度必须增大，使得线路的精度相对降低。该覆铜DPC基板需配合电镀及光罩等湿式化学制程，不仅面临制造成本高昂的问题，该电镀及光罩等湿制程，存在毒物污染环境的问题。

习知薄膜Thin Film基板产品，其金属层厚度＜1um，因金属层厚度小而有导电性不良及无法传导高电流量的缺点，且薄膜Thin Film基板的金属导线孔(Via)仍需以电镀方法填实，但电镀过程依然容易产生空孔，使基板制程稳定性降低。该薄膜Thin Film基板的真空制程及光罩等湿制程，存在制造成本高昂的问题，该薄膜Thin Film基板具有线路精度高、薄膜线路容抗效应小的优点，但其真空制程耗能高、排气问题造成环境污染，却是薄膜Thin Film基板产品难以克服的缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于覆晶及共晶元件封装的抛光厚膜基板及其制造方法，其抛光厚膜基板为金属厚度适中、导电性佳、线路精度高、制造成本低、散热性佳、高功率应用适用性佳、高频应用适用性佳及符合环保需求的基板成品，且板经由镭射加工钻孔、网版印刷、烧结固化及研磨抛光等无毒性步骤，采以非化学湿式制程生产，更好的提高了环保效果。

为实现上述目的，本发明公开了一种适用于覆晶及共晶元件封装的抛光厚膜基板，其特征在于该基板包含：

至少一电路导线孔，该电路导线孔贯穿该基板的第一面及第二面；

至少一导线，该导线填实该电路导线孔；

一固晶面，其网版印刷于该基板的第一面，该固晶面与该导线的第一端连结；一电极面，其网版印刷于该基板的第二面，该电极面与该导线的第二端连结。

其中，该基板为陶瓷或玻璃或单晶材料。

其中，该导线或该固晶面或该电极面为网版印刷厚膜金属。

其中，该网版印刷厚膜金属为银或金或铜或钯或镍或钨或其合金。

其中，该固晶面及电极面的网版印刷厚膜金属经由整面同时抛光，使该基板适用于覆晶及共晶元件封装。

其中，该固晶面或该电极面的表面施加一镀层。

其中，该镀层为无电镀或电镀镍金层。

还公开了一种适用于覆晶及共晶元件封装的抛光厚膜基板的制造方法，其特征在于包含以下步骤：

a)基板研磨整平，采用双面行星式平面研磨或固定砥粒磨轮研磨设备加工基板第一面与第二面；

b)镭射加工电路导线孔，藉以镭射加工贯通该基板的第一面与第二面；

c)导电材料填满电路导线孔，利用刮刀及网版将膏状厚膜金属填入该电路导线孔内部，进而构成一连结第一面与第二面的导线；

d)固晶面及电极面的网版印刷，利用刮刀及网版将膏状厚膜金属印置于该基板的第一面与第二面上，进而构成一固晶面及一电极面，该固晶面与该导线的第一端连结，该电极面与该导线的第二端连结；

e)烧结固化固晶面及电极面，利用大气炉或气氛炉将固晶面及电极面的网版印刷厚膜金属烧结致密化；

f)固晶面及电极面抛光，采用单面加压式或固定砥粒磨轮或双面行星式平面抛光机加工，将该基板表面的固晶面单面或连同电极面两面同时抛光。

其中，该方法还包含一步骤g)施加镀层，针对该固晶面及该电极面表面施加无电镀或电镀镍金层。

其中，该方法为确认该电性功能还包含步骤h)电性测试，进行该固晶面、该导线及该电极面电性导通测试。

由此，本发明的适用于覆晶及共晶元件封装的抛光厚膜基板及其制造方法，该基板成品具有金属厚度适中、导电性佳、线路精度高、制造成本低、散热性佳、高功率应用适用性佳、高频应用适用性佳及符合环保需求等多项优点。该基板经由镭射加工钻孔、网版印刷、烧结固化及研磨抛光等无毒性步骤制成，系以非化学湿式制程生产的基板产品，其充份符合环保要求，并且该基板的结构精简，充份符合新颖性、进步性及产业利用性的专利要件。

附图说明

图1：本发明基板成品的剖视图。

图2：本发明基板的组成构件分解图。

图3：本发明基板成品表面施加镀层的实施例。

图4：本发明基板制作方法的步骤方块图。

图5：本发明基板制作方法各步骤的剖视图。

图6：本发明基板制作方法增加一施加镀层步骤的方块图。

图7：本发明基板制作方法增加一电性测试步骤的方块图。

具体实施方式

请参阅图1及图2，本发明适用于覆晶及共晶元件封装的抛光厚膜基板，该基板1包含：至少一电路导线孔2，该电路导线孔2贯穿该基板1的第一面11及第二面12。至少一导线3，该导线3填实该电路导线孔2。一固晶面4，其网版印刷于该基板1的第一面11，该固晶面4与该导线3的第一端连结。一电极面5，其网版印刷于该基板1的第二面12，该电极面5与该导线3的第二端连结。其中，该基板1系为陶瓷或玻璃或单晶材料。该导线3或该固晶面4或该电极面5系为网版印刷厚膜金属。该网版印刷厚膜金属系为银或金或铜或钯或镍或钨或其合金。该网版印刷厚膜金属的厚度约为10-50微米。该固晶面4及电极面5的网版印刷厚膜金属，经由整面同时抛光，使适用于覆晶及共晶元件封装。

另外，请参阅图3，本发明基板1的固晶面4或该电极面5的表面可施加一镀层6，该镀层6系为无电镀或电镀镍金层，该镀层6具有保护性，可提升该固晶面4与该电极面5的信赖性。

请参阅图4及图5，本发明适用于覆晶及共晶元件封装的抛光厚膜基板的制造方法，此方法包含以下步骤：

a)基板1研磨整平，采用双面行星式平面研磨或固定砥粒磨轮研磨设备加工该基板1的第一面11与第二面12〔请参阅图5的步骤a)〕，使该第一面11与第二面12成为高精度平行平面，并且表面粗糙度一致。

b)镭射加工电路导线孔2，藉以镭射工法贯通该基板的第一面与第二面〔请参阅图5的步骤b)〕，并且该电路导线孔2的孔径可为100um以下，适用于高精密封装线路。

c)导电材料填满电路导线孔2，利用刮刀及网版将膏状厚膜金属填入该电路导线孔2内部〔请参阅图5的步骤c)〕，进而构成一连结该第一面11与该第二面12的导线3，该网版印刷厚膜金属系为银或金或铜或钯或镍或钨或其合金，该网版印刷厚膜金属将该电路导线孔2填充饱实，可对应大电流需求。

d)固晶面及电极面网版印刷，利用刮刀及网版将膏状厚膜金属印置于该基板1的第一面11与第二面12上〔请参阅图5的步骤d)〕，进而构成一固晶面4及一电极面5，该固晶面4与该导线3的第一端连结，该电极面5与该导线3的第二端连结，该对位网版印刷可利用光学(CCD)对位达到高精度图形要求。

e)烧结固化固晶面4及电极面5，利用大气或气氛炉将该固晶面4及该电极面5的厚膜金属烧结致密化〔请参阅图5的步骤e)〕，使该导线3、该固晶面4及该电极面5产生化学结合，增进附着性。

f)固晶面4及电极面5抛光，采用单面加压式或固定砥粒磨轮或双面行星式平面抛光机加工〔请参阅图5的步骤f)〕，将该基板表面的固晶面4单面抛光或连同电极面5两面皆抛光，该固晶面4及该电极面5的抛光后表面粗糙度可达到Ra＜0.2um，适合覆晶及共晶元件封装制程。本发明有别于个别固晶面及电极面的局部小面积抛光的工法，是为一高效率的制程。

视产品的用途，本发明包含步骤g)施加镀层6〔请参阅图3及图6〕，对该固晶面4及该电极面5表面施加无电镀或电镀镍金层，该镀层6可提升该固晶面4及该电极面5的信赖度。

为确保电性功能，本发明包含步骤h)电性测试〔请参阅图7〕，对该固晶面4、该导线3及该电极面5电性导通测试，确保该固晶面4、该导线3及该电极面5电性功能100％。

本发明适用于覆晶及共晶元件封装的抛光厚膜基板及其制造方法具有下列优点：

1.本发明基板经由镭射加工钻孔、网版印刷、烧结固化及研磨抛光等无毒性步骤制成，系以非化学湿式制程生产的基板产品，其充份符合环保要求。

2.本发明基板成品具有高频感应适用性的优点，可大量应用于陶瓷高频模组。

3.本发明基板成品具有高功率应用适用性佳的优点，其导体的厚膜金属与基板的热膨胀系数匹配性佳，热循环抗性好。

4.本发明基板成品具有散热性佳的优点，其网版印刷厚膜金属的厚度适中，有利于覆晶及共晶元件热扩散。

5.本发明基板成品具有制造成本低的优点，其制程包含镭射钻孔、网版印刷、烧结固化及研磨抛光等，并无化学湿式制程，具有环保优点，且可大幅提高生产效率及降低制造成本。

6.本发明基板成品具有线路精度高的优点，因为采用光学对位高精度网版印刷制程。

7.本发明基板成品的金属导线孔(Via)具有导电性佳的优点，其利用刮刀及网版将膏状厚膜金属填入该电路导线孔内部，该膏状厚膜金属饱实填满电路导线孔，增进导电性。

8.本发明基板成品的金属厚度介于10～50um之间，具有厚度适当的优点，其改善习知直接覆铜DPC基板成品，金属厚度太厚(50～100um)及习知薄膜ThinFilm基板成品，金属厚度太薄(＜1um)的缺点。

综上所述，本发明适用于覆晶及共晶元件封装的抛光厚膜基板及制造方法，确实符合新颖性、进步性及产业利用性的专利要件。

惟以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明申请专利范围及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。