CN119252819B - 一种陶瓷封装基座组合板及分切方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电子元器件封装技术领域，公开了一种陶瓷封装基座组合板及分切方法，该组合板包括由下至上层叠设置的第一陶瓷层和第二陶瓷层，所述第一陶瓷层包括沿竖直方向设置的第一上表面和第一下表面，所述第二陶瓷包括沿竖直方向设置的第二上表面和第二下表面，所述第一上表面和所述第二下表面贴合设置；所述第一上表面设有电镀主流布线、电镀支流布线、电镀辅助布线；所述电镀主流布线的宽度为W1，所述电镀支流布线的宽度为W2，W1＞W2。本发明的有益效果：降低组合板不同区域内的电势差，使组合板内的电镀层厚度均匀，分割形成单个陶瓷封装基座后，产品的一致性和稳定性较好，避免陶瓷封装基座封焊时出现热应力集中开裂。

Description

一种陶瓷封装基座组合板及分切方法

技术领域

本发明涉及电子元器件封装技术领域，特别是涉及一种陶瓷封装基座组合板及分切方法。

背景技术

陶瓷封装基座通常用于对石英晶体、半导体芯片等电子元件进行封装，封装后的构成的元器件(如半导体器件、温补型振荡器TCXO、音叉谐振器、热敏型谐振器等)被广泛应用于各种各样的电子设备中。

在陶瓷封装基座制备过程中，通常是在尺寸更大的陶瓷生坯膜带上进行加工，得到各层陶瓷基板所需结构和金属层，然后将各陶瓷生坯膜带叠层、烧结、电镀后，得到包含有多个陶瓷封装基座的陶瓷封装基座组合板，后续只需对组合板进行分割就可以得到单个陶瓷封装基座。

随着电子设备的体积越来越小，电子元器件以及相应的陶瓷封装基座也朝着小型化方向发展，导致陶瓷封装基座上电镀层厚度差异对于电极图案焊接性能的影响会被放大，因此需要有效提高陶瓷封装基座上电镀层的厚度均一性来保证陶瓷封装基座的焊接可靠性。

传统陶瓷封装基座组合板内的电镀布线结构的宽度均相同，且电镀布线直接与组合板边沿的电镀用辅助布线连接，使得电镀时，组合板不同区域内的电势差较大，导致不同区域的电镀层厚度差值高，当其分割形成单个陶瓷封装基座后，各陶瓷封装基座的一致性较差，部分封装基座后续在一定封焊功率下进行封焊时会出现因热应力集中而造成基座瓷体开裂的风险，产品的稳定性较差。

发明内容

本发明的目的是：提供一种陶瓷封装基座组合板及分割方法，通过对电镀布线的结构进行合理设计，降低组合板不同区域内的电势差，使组合板内的电镀层厚度均匀，分割形成单个陶瓷封装基座后，产品的一致性和稳定性较好，避免陶瓷封装基座封焊时出现热应力集中开裂。

为了实现上述目的，本发明提供了一种陶瓷封装基座组合板，包括由下至上层叠设置的第一陶瓷层和第二陶瓷层，所述第一陶瓷层包括沿竖直方向设置的第一上表面和第一下表面，所述第二陶瓷包括沿竖直方向设置的第二上表面和第二下表面，所述第一上表面和所述第一下表面相对设置；

所述第一上表面设有电镀主流布线、电镀支流布线、电镀辅助布线；

所述第一上表面的边沿环设有所述电镀辅助布线，所述电镀辅助布线内侧设有沿第一方向和第二方向交错布置的所述电镀主流布线，所述电镀主流布线将所述第一上表面均分形成多个子区域，各子区域内均设有所述电镀支流布线，所述电镀主流布线和所述电镀支流布线连接，所述电镀主流布线的两端均与所述电镀辅助布线连接；

所述第一下表面设有焊接端子，所述焊接端子通过所述电镀支流布线与所述电镀主流布线的连接；

所述电镀主流布线的宽度为W1，所述电镀支流布线的宽度为W2，W1＞W2。

更进一步地，1.3≤(W1-W2)/W2≤1.9。

更进一步地，所述电镀主流布线的电阻为R1，所述电镀支流布线的电阻为R2，0.5≤(R2-R1)/R2≤0.8。

更进一步地，所述第一陶瓷层沿竖直方向开设有第一通孔，所述第一通孔内嵌设有第一导体，所述电镀支流布线通过所述第一导体与所述焊接端子连接。

更进一步地，所述第二上表面设有焊接电极，所述第二陶瓷层沿竖直方向开设有第二通孔，所述第二通孔内设有第二导体，所述电镀支流布线上设有扩增部，所述第二导体一端与所述扩增部连接，另一端与所述焊接电极连接。

更进一步地，所述第一下表面设有多个焊接端子，且多个所述焊接端子分别通过不同的所述电镀支流布线与所述电镀主流布线连接。。

更进一步地，设有与封装基座单元一一对应的基座区域，单个所述基座区域中，最多只有一个所述电镀支流布线的全部结构设于所述基座区域内的第一上表面，单个所述基座区域内的其它所述电镀支流布线的两端分别延伸于两个相邻的所述基座区域内，或/和一端位于所述基座区域内，另一端延伸至所述基座区域相邻且靠近所述电镀用辅助布线的边沿区域。

更进一步地，所述第一陶瓷层设有导镀孔。

本发明还提供一种陶瓷封装基座组合板的分切方法，基于上述任一项所述的陶瓷封装基座组合板，包括以下步骤：

所述陶瓷封装基座组合板完成电镀，在所述陶瓷封装基座组合板上沿封装基座单元的轮廓设置分切线，并沿着所述分切线在所述第一陶瓷层和所述第二陶瓷层设置分切槽，所述分切槽将所述陶瓷封装基座组合板分成多个所述封装基座单元。

更进一步地，所述封装基座单元底部设有所述焊接端子，多个所述焊接端子中最多只有一个通过所述电镀支流布线与所述电镀主流布线连通。

本发明实施例一种陶瓷封装基座组合板及分切方法与现有技术相比，其有益效果在于：在第一上表面设置电镀主流布线、电镀辅助布线和电镀支流布线，电镀主流布线沿第一方向和第二方向交错布置，将第一上表面分隔成多个子区域，各子区域内均设有电镀辅助布线，且电镀主流布线的宽度大于电镀支流布线的宽度，电镀主流布线分别与电镀支流布线以及电镀辅助布线连接，焊接端子通过电镀支流布线和电镀主流布线连接，通过对电镀布线的结构进行合理设计，使得组合板各区域内均形成“电镀辅助布线-电镀主流布线-电镀支流布线-焊接端子”的电镀电流流路，有效降低组合板不同区域内的电势差，使组合板内的电镀层厚度均匀，分切形成单个陶瓷封装基座后，产品的一致性和稳定性较好，避免陶瓷封装基座封焊时出现热应力集中开裂。

附图说明

图1是本发明实施例陶瓷封装基座组合板的第一上表面的结构示意图；

图2是本发明实施例陶瓷封装基座组合板的第一陶瓷层沿环形分切线分割后的结构示意图；

图3是本发明实施例陶瓷封装基座组合板的第一下表面的结构示意图；

图4是本发明实施例陶瓷封装基座组合板的结构示意图；

图5是本发明实施例陶瓷封装基座组合板的第二上表面的结构示意图；

图6是本发明实施例陶瓷封装基座组合板的第二下表面的结构示意图；

图7是本发明实施例陶瓷封装基座组合板的封装基座单元的结构示意图；

图8是本发明实施例陶瓷封装基座组合板的封装基座单元内的第一上表面和第一下表面的结构示意图；

图9是本发明实施例陶瓷封装基座组合板的封装基座单元内的第二上表面和第二下表面的结构示意图；

图10是本发明实施例陶瓷封装基座组合板的第一上表面的子区域的分布图。

图中，1、第一陶瓷层；11、第一上表面；110、子区域；111、电镀主流布线；112、电镀支流布线；1221、扩增部；113、电镀辅助布线；114、导镀孔；12、第一下表面；121、焊接端子；13、第一通孔；

2、第二陶瓷层；20、第二通孔；21、第二上表面；211、焊接电极；22、第二下表面；23、第二导体；

3、环形分切线；31、产品区域；32、环形外围区域；

4、支分切线；5、封装基座单元；X、第一方向；Y、第二方向。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，应当理解的是，本发明中采用术语“上”、“下”、“前”、“后”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，仅为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置和元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，应当理解的是，本发明中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。

参阅图1至图10，本发明优选实施例的一种陶瓷封装基座组合板，其包括由下至上层叠设置的第一陶瓷层1和第二陶瓷层2，第一陶瓷层1和第二陶瓷层2的材料为氧化铝或氮化铝。其中，第一陶瓷层1包括沿竖直方向设置的第一上表面11和第一下表面12，第二陶瓷包括沿竖直方向设置的第二上表面21和第二下表面22，第一上表面11和第二下表面22贴合设置，为了便于进行说明，参阅图1，定义组合板的长度方向为第一方向X，宽度方向为第二方向Y，第一方向X和第二方向Y垂直。

为了便于对组合板内的电镀布线进行合理设置，降低组合板内各区域电势差，保持后续分割形成单个陶瓷封装基座产品的一致性以及稳定性，在本发明中，第一上表面11设有电镀主流布线111、电镀支流布线112、电镀辅助布线113；具体地，参阅图1、图2，第一上表面11的边沿环设有电镀辅助布线113，电镀辅助布线113内设有沿第一方向X和第二方向Y交错布置的电镀主流布线111，由于电镀主流布线111交错设置，参阅图10，电镀主流布线111将第一上表面11分隔形成多个子区域110，各子区域110内均设有电镀支流布线112，电镀主流布线111的两端均与电镀辅助布线113连接，更进一步地，在一些实施例中，为了便于将组合板和外部电镀装置(如电镀架)电连接，在第一陶瓷层1设有导镀孔114。参阅图3，第一下表面12设有焊接端子121，焊接端子121通过电镀支流布线112与电镀主流布线111的连接，为了便于对电镀主流布线111和电镀支流布线112的宽度进行设计，同时考虑组合板的整体结构强度，电镀主流布线111的宽度为W1，电镀支流布线112的宽度为W2，W1＞W2。

由上述设计，使得组合板各区域内均形成“电镀辅助布线113-电镀主流布线111-电镀支流布线112-焊接端子121”的电镀电流流路，有效降低组合板不同区域上的电势差，可提高组合板上电镀层厚度的一致性，当组合板分割形成多个陶瓷封装基座时，保证陶瓷封装基座产品的一致性和稳定性，避免陶瓷封装基座封焊时出现热应力集中开裂。

进一步地，当电镀主流布线111的宽度W1大于电镀支流布线112的宽度W2时，为了进一步提高组合板电镀层厚度一致性，需满足1.3≤(W1-W2)/W2≤1.9，具体地，当(W1-W2)/W2＜1.3时，电镀主流布线111的电阻与电镀支流布线112的电阻之间差值较小，降低组合板不同区域电势差的效果变差；当(W1-W2)/W2＞1.9时，电镀主流布线111的电阻与电镀支流布线112的电阻之间差值过大，电镀主流布线111和电镀支流布线112的发热差异较大，进而引起热应力集中的风险。

更进一步地，为了便于电镀主流布线111的电阻R1和电镀支流布线112的电阻R2进行设置，提高电阻的设置精度，在本实施例中，电阻R1与电阻R2需满足，0.5≤(R2-R1)/R2≤0.8。其中，当(R2-R1)/R2＜0.5，电镀主流布线111的电阻与电镀支流布线112的电阻之间差值较小，降低组合板不同区域电势差的效果变差；当(R2-R1)/R2＞0.5时，电镀主流布线111的电阻R1与电镀支流布线112的电阻R2之间差值过大，电镀主流布线111和电镀支流布线112的发热差异较大，导致电镀主流布线111处热应力集中。

更进一步地，在一些实施例中，为了便于通过电镀支流布线112将焊接端子121与电镀主流布线111连接，参阅图1，第一陶瓷层1沿竖直方向开设有第一通孔13，第一通孔13内嵌设有第一导体(图中未示出)，电镀支流布线112通过第一导体与焊接端子121连接，此时，第一导体的一端和焊接端子121连接，另一端和电镀支流布线112连接。

更进一步地，第二上表面21设有焊接电极211，可用于芯片等电子元件的焊接。为了使焊接端子121和焊接电极211连接，参阅图5、图6，第二陶瓷层2沿竖直方向开设有第二通孔20，第二通孔20内设有第二导体23。进一步地，为了确保第二导体23与电镀支流布线112充分接触，在电镀支流布线112上设有和第二导体23对应的扩增部1221，第二导体23一端与扩增部1221连接，另一端与焊接电极211连接，更进一步地，扩增部1221的宽度W3大于支流布线的宽度W2。

更进一步地，由于陶瓷基座封装组合板可分成多个封装基座单元，为了对各封装基座单元的布线进行设置，在本实施例中，第一下表面设有多个焊接端子，且多个所述焊接端子分别通过不同的所述电镀支流布线与所述电镀主流布线连接。同时，陶瓷基座封装组合板设有与封装基座单元一一对应的基座区域(即对应封装基座单元5)，单个所述基座区域中，最多只有一个电镀支流布线的全部结构设于所述基座区域内的第一上表面，参阅图1、图8(a)，单个所述基座区域内的其它电镀支流布线的两端分别延伸于两个相邻的基座区域内，或/和一端位于基座区域内，另一端延伸至基座区域相邻且靠近电镀用辅助布线的边沿区域。

更进一步地，为了避免焊接端子121和焊接电极211的导电层受环境影响，在焊接电极211和焊接端子121的表面设有镀层，镀层的材料选用镍或金。更进一步地，焊接端子121、焊接电极211、电镀主流布线111、电镀支流布线112、第一导体和第二导体23的材料采用钨或钼，降低成本，且具有良好的导电性能。

上述陶瓷封装基座组合板还需进一步分切处理，形成单个陶瓷封装基座，因此，本发明还提供一种陶瓷封装基座组合板的分切方法，基于上述任一项所述的陶瓷封装基座组合板，包括以下步骤：

所述陶瓷封装基座组合板完成电镀，在所述陶瓷封装基座组合板上沿封装基座单元的轮廓设置分切线，并沿着所述分切线在所述第一陶瓷层和所述第二陶瓷层设置分切槽，所述分切槽将所述陶瓷封装基座组合板分成多个所述封装基座单元。

具体可分为以下步骤：

S1、所述陶瓷封装基座组合板完成电镀，在所述陶瓷封装基座组合板设置环形分切线3，沿所述环形分切线3对所述第一陶瓷层1和所述第二陶瓷层2设置主分切槽，所述主分切槽将所述陶瓷封装基座组合板内外分割形成产品区域31和环形外围区域32；

S2、在所述产品区域31内沿所述第一方向X和所述第二方向Y间隔设置支分切线4，沿所述支分切线4分别在所述第一陶瓷层1和所述第二陶瓷层2设置支分切槽，将所述产品区域31均分形成多个封装基座单元5。

其中，步骤S2中，支分切槽设置在第一下表面12和第二上表面21，支分切槽的深度略小于第一陶瓷层1和第二陶瓷层2的厚度，可施加较小的力将相邻的封装基座单元5分开。

进一步地，在本实施例中，一块陶瓷封装基座组合板可分切形成9个封装基座单元5，可根据实际生产需求进行相应的数量调整。封装基座单元5的结构如图7所示，图中7(a)为封装基座单元5的俯视图，7(b)为封装基座单元5的仰视图。图8中，8(a)为封装基座单元5内第一上表面11的结构示意图，8(b)为封装基座单元5内第一下表面12的结构示意图，图9中，9(a)为封装基座单元5内第二下表面22的结构示意图，9(b)为封装基座单元5内第二上表面21的结构示意图。由图7、图8可知，封装基座单元5底部设有多个焊接端子121，顶部设置有和焊接端子121位置对应且数量相同的焊接电极211，每个焊接端子121均对应有电镀支流布线112结构，由于封装基座单元5中多个焊接端子121之间必须为电绝缘状态，因此，多个焊接端子121中最多只有一个通过电镀支流布线112与电镀主流布线111连通，其余的焊接端子121连接的电镀支流布线112不与电镀主流布线111连接。其中，焊接端子121和焊接电极211通过电镀支流布线112上的扩增部1221和第二导体23电连接。在本实施例中，焊接端子121的数量为四个，可根据实际设计需求进行调整。

如果有超过一个焊接端子121连接的电镀支流布线112与电镀主流布线111连接，即该焊接端子121之间为电连接状态，则在分切后，需要通过额外的加工工序去除部分布线结构实现电绝缘，增加了生产成本和工艺复杂程度。因此，本发明获得的封装基座单元5，避免了封装基座单元5分切完成后进一步加工，提高生产效率的同时，降低了生产成本。

综上，本发明实施例提供一种陶瓷封装基座组合板及分切方法，在第一上表面11设置电镀主流布线111、电镀辅助布线113和电镀支流布线112，电镀主流布线111沿第一方向X和第二方向Y交错布置，将第一上表面11分隔形成多个子区域110，各子区域110内均设有电镀辅助布线113，且电镀主流布线111的宽度大于电镀支流布线112的宽度，电镀主流布线111分别与电镀支流布线112以及电镀辅助布线113连接，焊接端子121通过电镀支流布线112和电镀主流布线111连接，通过对电镀布线的结构进行合理设计，使得组合板各区域内均形成“电镀辅助布线113-电镀主流布线111-电镀支流布线112-焊接端子121”的电镀电流流路，有效降低组合板不同区域内的电势差，使组合板内的电镀层厚度均匀，分割形成单个陶瓷封装基座后，产品的一致性和稳定性较好，避免陶瓷封装基座封焊时出现热应力集中开裂。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种陶瓷封装基座组合板，其特征在于：包括由下至上层叠设置的第一陶瓷层和第二陶瓷层，所述第一陶瓷层包括沿竖直方向设置的第一上表面和第一下表面，所述第二陶瓷包括沿竖直方向设置的第二上表面和第二下表面，所述第一上表面和所述第二下表面贴合设置；

所述第一上表面设有电镀主流布线、电镀支流布线、电镀辅助布线；

所述第一上表面的边沿环设有所述电镀辅助布线，所述电镀辅助布线内侧设有沿第一方向和第二方向交错布置的所述电镀主流布线，所述电镀主流布线将所述第一上表面分隔形成多个子区域，各子区域内均设有所述电镀支流布线，所述电镀主流布线和所述电镀支流布线连接，所述电镀主流布线的两端均与所述电镀辅助布线连接；

所述第一下表面设有焊接端子，所述焊接端子通过所述电镀支流布线与所述电镀主流布线的连接；

所述电镀主流布线的宽度为W1，所述电镀支流布线的宽度为W2，W1＞W2；

所述电镀主流布线的电阻为R1，所述电镀支流布线的电阻为R2，0.5≤（R2-R1）/R2≤0.8。

2.如权利要求1所述的陶瓷封装基座组合板，其特征在于：1.3≤（W1-W2）/W2≤1.9。

3.如权利要求1所述的陶瓷封装基座组合板，其特征在于：所述第一陶瓷层沿竖直方向开设有第一通孔，所述第一通孔内嵌设有第一导体，所述电镀支流布线通过所述第一导体与所述焊接端子连接。

4.如权利要求1所述的陶瓷封装基座组合板，其特征在于：所述第二上表面设有焊接电极，所述第二陶瓷层沿竖直方向开设有第二通孔，所述第二通孔内设有第二导体，所述电镀支流布线上设有扩增部，所述第二导体一端与所述扩增部连接，另一端与所述焊接电极连接。

5.如权利要求1所述的陶瓷封装基座组合板，其特征在于：所述第一下表面设有多个焊接端子，且多个所述焊接端子分别通过不同的所述电镀支流布线与所述电镀主流布线连接。

6.如权利要求5所述的陶瓷封装基座组合板，其特征在于：设有与封装基座单元一一对应的基座区域，单个所述基座区域中，最多只有一个所述电镀支流布线的全部结构设于所述基座区域内的第一上表面，单个所述基座区域内的其它所述电镀支流布线的两端分别延伸于两个相邻的所述基座区域内，或/和一端位于所述基座区域内，另一端延伸至所述基座区域相邻且靠近所述电镀辅助布线的边沿区域。

7.如权利要求1所述的陶瓷封装基座组合板，其特征在于：所述第一陶瓷层设有导镀孔。

8.一种陶瓷封装基座组合板的分切方法，基于权利要求1-7任一项所述的陶瓷封装基座组合板，其特征在于，包括以下步骤：

所述陶瓷封装基座组合板完成电镀，在所述陶瓷封装基座组合板上沿封装基座单元的轮廓设置分切线，并沿着所述分切线在所述第一陶瓷层和所述第二陶瓷层设置分切槽，所述分切槽将所述陶瓷封装基座组合板分成多个所述封装基座单元。

9.如权利要求8所述的陶瓷封装基座组合板的分切方法，其特征在于：所述封装基座单元底部设有多个焊接端子，多个所述焊接端子中最多只有一个通过所述电镀支流布线与所述电镀主流布线连通。