[发明专利]复合陶瓷生坯带及制造该生坯带的方法

说明书

本申请是1991年1月18日提出的未决专利申请CN91101157.9的分案申请。

本发明涉及在烧成期间实质性的降低或控制平面收缩以及减小陶瓷体变形的方法。

互连电路板是电路的物理构造或者许多极其微小的电路元件的电和机械互连的辅助系统。常常需要将这些各种类型的电子元件排列结合在一起，以便使它们互相物理分离并彼此相邻地固定在一个单独的压制板上，并且彼此电连接和/或将该板上伸出的接点连接在一起。

复杂的电路通常要求该电路由分离的介电层隔开的若干导体层构成。导电层在水平面之间通过穿过介电材料的导电通路互连，这种通路被称为Vias。这种多层结构使得电路变得更加紧密。

制造多层电路的一个众所周知的方法是共烧结多层复合陶瓷带，在烧结前用金属化通路(Vais)在介电层上印制导体，该Vias穿过介电层与各导体层互连(参见Steinberg，US 4,654,095)。将带层配准(registry)堆积，在预定温度下加压，形成独石(monolityic)结构，在高温下将独石结构烧成以除去有机粘结剂，烧结该导电金属并使介电材料致密化。这个方法优于传统的“厚膜”法，这是因为只需要进行一次烧成，节省了制备时间和劳动力，限制了游离金属的扩散，这些金属能引起导体层之间的短路。然而，该方法也存在着缺点，就是难以控制在烧成过程中引起的收缩程度。在大规模复杂电路中，这种尺寸的不确定是最令人失望的，并且可能造成在随后的装配操作中配准不良。

为了降低气孔率和控制陶瓷体的形状(尺寸)，采用施加一个外力约束陶瓷体的烧结或烧成是一个众所周知的方法(参见Takeda等人，US4585706；Kingery等人Introduction to Ceramics，P502—503；Wiley，1976)。在简单的模子中约束陶瓷电路的烧结是困难的，因为这会使部件粘附到模子上和/或在部件和模子之间引起交叉污染。另外，在烧掉有机粘结剂的过程中，对陶瓷部件的表面施加一个限定力可以限制挥发成分逸出，引起不完全燃烧和/或变形。如果确定一种方法，该方法使陶瓷电路可以被约束烧结，而没有粘附到模子上，没有与模子交叉污染，在烧掉有机粘结剂过程中没有限制挥发成分的逸出，那么最终电路的尺寸不确定性可以被大大地降低，并且还可以省去或简化一些工艺步骤。如果该方法可以允许导电金属通路在陶瓷电路的外表面上共烧成，那么这个优点就更突出。

Flaitz等人(欧洲专利申请0243858)描述了三种解决方案以防止以上提到的困难发生。第一种解决方案，只对部件的外边缘(周边)进行限定，提供一个用于挥发的开口逸出通道和氧气的输入通道。第二种解决方案，通过采用共扩张的多孔板或者通过对表面或待烧结零件表面施加一个空气支承力，对待烧结的零件的整个表面施加一个共扩张力。第三种解决方案，通过使用含多孔组分的接触层对正烧结体施加一个摩擦力，该接触层在加热期间不烧结或收缩，并且阻止该基体的任何收缩。要求选择接触层的组分，使它们在烧成期间保持多孔、不溶成陶瓷，并且热稳定，以便它们在烧结期间不会发生收缩或膨胀，同时具有连续的机械完整性/硬度。接触层在烧结期间保持其尺寸，因此限制了陶瓷部件的收缩。在将接触层叠压到待烧结的制品上后，不用附加重量进行烧结。

本发明主要涉及复合陶瓷生坯带，该陶瓷生坯带含有细颗粒陶瓷固体和可烧结无机粘结剂的混合物，该无机粘结剂分散在挥发性固体聚合物粘结剂中，在其表面上固定一个粘附释放层，该粘附释放层含有分散在挥发性固态聚合物粘结剂中的细颗粒非金属无机固体。

本发明再一个方面涉及制造复合陶瓷生坯带的方法，该方法包括将一个释放层施布到陶瓷生坯带的至少一个表面上，该释放层含有分散在挥发性有机介质中的细颗粒非金属无机固体，该挥发性有机介质含有溶解在挥发的有机溶剂中的固态聚合物粘结剂，通过蒸发除去该有机溶剂。

EP087105868.1，Flaitz等人

该专利涉及一种约束烧结法，该方法在Z方向采用约束力，以便在生坯陶瓷MLC基片的烧成期间，阻止X—Y变形、翘起和收缩。为了物理地限制陶瓷收缩，在烧成前将多孔、硬质生坯陶瓷、热稳定性接触层叠压到该陶瓷制品的表面上。在整个烧结期内该接触层保持了陶瓷的机械完全性和尺寸稳定性，并通过抛光或摩擦将烧成的接触层从该基片表面除去。

US4,585,706，Takeda等人