用於電子部件的封裝的製作方法
2023-10-29 02:45:57 2
專利名稱：用於電子部件的封裝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於電子部件的封裝，還涉及包含這種封裝的電子部件。本發明尤其涉及一種用於表面安裝型電子部件的陶瓷封裝，以及使用這種陶瓷封裝的電子部件。
用於電子部件的傳統的封裝包含設置在基片的側表面上的凹部內的布線層(城堡狀結構)，以及沿基片的厚度方向設置的通孔，這種通孔便於將位於基片的上表面上的電極電氣連接到基片的底表面上的電極。
圖19到21示出傳統的陶瓷封裝的一般結構，該封裝的基片的側表面上設置有凹部。圖19和20分別示出傳統的封裝的俯視的分解透視圖和仰視的透視圖，而圖21示出圖20中的封裝的部分放大的透視圖。封裝21由基片22和側壁23構成。基片22和側壁23包含一層或多層由例如Al2O3製成的陶瓷絕緣基片。將用於將器件元件(圖中未示)電氣連接到封裝21的電極24(由圖19中的虛線圍繞的區域)設置在元件安裝表面上，用於安裝器件單元，或者設置在基片22的上表面上。用於將封裝21電氣連接到安裝表面的外部電極端子25形成在基片22的底表面上。將與基片22的底表面連通的凹部26和30設置在側壁23和基片22的側表面上，並將布線層27設置在基片22上的凹部26的側表面上。凹部26和30具有相同的截面形狀。電極24通過引線圖案28(由圖19中的虛線圍繞的區域外面的區域)電氣連接到外部電極端子25，該引線圖案28與電極鄰接，並朝外延伸，並且，將布線層27設置在凹部26內。在基片22和側壁23的角上設置削角31和31，以防止它們被切削。
下面將描述這種封裝的製造方法。在用於形成基片22而提供的由陶瓷生片製成的母片上形成確定了凹部26和削角31的通孔，然後沉積一層金屬薄膜，用於在凹部26內以及電極24、28和25上形成布線層27。然後，對由側壁23圍繞的區域進行打孔，從而通過用於形成側壁23的陶瓷生片的母片，形成確定凹部30和削角31的通孔。這些用於形成基片和側壁的陶瓷生片在下一步中層疊、壓接並燒制。然後，對電極24和25的表面，以及布線層27的表面進行電鍍。最後，沿通過確定了凹部和削角的通孔的中心的線，切割層疊的生片，從而分成了許多基片，由此完成了封裝21。
圖22是截面圖，示出當將一包含封裝21(其中容納了一個電子器件元件)的電子部件35安裝到基片上時的配置。圖22中的封裝21對應於圖20中在Y表面上的截面。諸如彈性表面波元件或半導體元件之類的電子器件元件32安裝在封裝21的元件安裝表面上，如圖所示，並且通過由例如金屬之類的材料製成的罩子29氣密地密封封裝21。使用用於安裝的焊劑，將如上所述形成的電子部件安裝在印刷電路板34的表面上。在電子部件的安裝中，使用焊膏，通過回流法形成焊劑填角33。設置焊劑填角33，用於將電子部件35電氣和機械連接到印刷電路板。
但是，傳統的用於電子部件的封裝21遇到下面的問題。當封裝的側壁23的厚度W由於使電子部件小型化而減小時，為了使用罩子29對封裝氣密密封，作為密封寬度的側壁23的厚度W應該確保達到某一個程度。由於側壁23的厚度W在形成凹部26和30的部分最小，故為了提供最小的必須密封寬度，凹部26和30需要儘可能的小。
另一方面，當焊劑填角33和布線層27之間的接觸面積更寬大時，外部電極端子25和元件安裝表面上的電極24之間可以形成更厚的電氣連續通路，由此電極之間的例如電阻之類的阻抗Z減小。另外，當焊劑填角33和布線層27之間的接觸面積寬大時，諸如結合強度以及抗彎曲強度之類的機械強度可以增強。相應地，凹部26和30應該形成得儘可能大，以增加焊劑填角33和布線層27之間的接觸面積，或者確保元件和印刷電路板之間的良好的電氣和機械連續性。
為了克服上述問題，本發明的較佳實施例提供了一種用於電子部件的封裝，它與印刷電路板具有極好的電氣和機械的連續性，並高度氣密，還提供了一種電子部件，它使用與表面安裝型電子部件相同的部件，其中電子器件容納在該封裝中。
根據本發明的較佳實施例，提供了一種用於電子部件的封裝，包含基片和側壁，其中在基片和側壁上設置有與基片底表面連通的凹部，並且基片的底表面上的電極通過設置在凹部的一部分上的布線層，電氣連接到確定了基片的上表面的元件安裝表面上的電極，其中凹部設置在基片上，以具有比設置在側壁上的凹部更加寬大的橫截面積。
當在基片上和側壁上的凹部中，基片上的凹部具有比基片上延伸的側壁上的凹部更加寬大的橫截面積時，或者當側壁上的凹部較小，而基片上的凹部較大時，確定密封寬度的封裝的側壁的厚度即使在在其最窄的部分，也保證達到某一個程度，此外，保持布線層和焊劑填角之間的足夠的接觸面積，以便確保基片的底表面上的電極與元件安裝表面上的電極之間的電氣連續性。結果，在保持封裝氣密時，在電子部件和印刷電路板之間達到極好的電氣和機械連續性。
凹部還可以設置在封裝的角上。可以將布線層設置在基片上的凹部的側表面上，還有凹部的上部，或者設置在構成側壁的材料的底部。當如上所述寬大布線層的面積時，可以保證布線層和焊劑填角之間更加寬大的面積，進一步改善封裝和基片之間電氣和機械連續性。
根據這種獨特的結構，基片上的凹部最好具有比在基片上延伸的側壁上的凹部更大的橫截面積。相應地，作為罩子的密封寬度的側壁的厚度即使在最窄的部分也可以保證達到某一個程度，同時充分確保布線層和焊劑填角之間的接觸面積，以將基片的底表面上的電極電氣連接到元件安裝表面上的電極。結果，確保了電子部件和印刷電路板之間極好的電氣和機械連續性，同時保證封裝氣密，以防止電子器件的電特性惡化。
為了描述本發明，在附圖中示出幾種目前較好的形式，但是應該知道，本發明不限於附圖中所示的精細的安排和手段。
圖1示出根據本發明的較佳實施例的用於電子部件的封裝的俯視的分解透視圖。
圖2示出根據本發明的較佳實施例的用於電子部件的封裝的仰視的透視圖。
圖3示出根據本發明的較佳實施例的用於電子部件的封裝的部分放大的透視圖。
圖4示出在本發明的一個較佳實施例中的用於電子部件的封裝的截面圖，其中，容納在封裝內的電子器件安裝在電路板上，並且圖4中的用於電子部件的封裝由圖2所示的封裝內表面X上的截面示出。
圖5示出在本發明的另一個較佳實施例中的用於電子部件的封裝的仰視的透視圖。
圖6示出在本發明的另一個較佳實施例中的用於電子部件的封裝的部分放大的透視圖。
圖7A到7C示出當將電子器件設置在根據本發明的較佳實施例的用於電子部件的封裝中時的電路圖。
圖8示出根據本發明的較佳實施例的電子部件的電特性。
圖9示出根據本發明的較佳實施例的電子部件的電特性。
圖10示出在本發明的修改的較佳實施例中的用於電子部件的封裝的部分放大的透視圖。
圖11示出在本發明的另一個修改的較佳實施例中的用於電子部件的封裝的部分放大的透視圖。
圖12示出在本發明的另一個修改的較佳實施例中的用於電子部件的封裝的部分放大的透視圖。
圖13示出在本發明的另一個修改的較佳實施例中的用於電子部件的封裝的部分放大的透視圖。
圖14示出在本發明的另一個修改的較佳實施例中的用於電子部件的封裝的部分放大的透視圖。
圖15示出在本發明的另一個修改的較佳實施例中的用於電子部件的封裝的部分放大的透視圖。
圖16示出在本發明的另一個修改的較佳實施例中的用於電子部件的封裝的部分放大的透視圖。
圖17示出在本發明的另一個修改的較佳實施例中的用於電子部件的封裝的部分放大的透視圖。
圖18示出在本發明的另一個修改的較佳實施例中的用於電子部件的封裝的部分放大的透視圖。
圖19示出根據傳統裝置的用於電子部件的封裝的俯視的分解圖。
圖20示出根據傳統裝置的用於電子部件的封裝的仰視的透視圖。
圖21示出在傳統實施例中用於電子部件的封裝的部分放大的透視圖。
圖22示出在本發明的一個實施例中的用於電子部件的封裝的截面圖，其中，封裝中所容納的電子器件安裝在電路板上。圖22中用於電子部件的封裝由圖20中所示的封裝中的X面的截面示出。
下面，參照附圖，詳細解釋本發明的較佳實施例。
下面，將參照圖1到4，描述本發明的一個較佳實施例。圖1、2和3分別示出根據本發明的較佳實施例的俯視的分解透視圖、仰視的透視圖以及部分放大的透視圖。圖4示出一種電子部件，其中將一個電子器件設置在根據本發明的較佳實施例的封裝內，同時該電子器件安裝在電路板上。圖4示出圖2所示的封裝的截面X的截面。
根據本發明的較佳實施例的封裝1最好包含基片2和側壁3。側壁3最好具有一個通孔，該通孔提供了一空間，用於容納諸如聲表面波元件之類的電子元件。側壁3設置在基片2的上表面上。電極4(由圖1中的虛線圍繞的區域)設置在元件的安裝表面上，即，上表面上，並且外部電極5設置在基片2的底表面上。凹部6設置在基片2上，並且布線層(或導電圖案)7設置在基片2的凹部6的側表面上。凹部9設置在側壁3對應於設置在基片2上的凹部6的部分上，由此，凹部6與凹部9相互連接，確定了一個連通的凹部。引線圖案8設置在基片2的上表面上，以便電氣連接到電極4，並且通過引線圖案8和布線層7，將電極4電氣連接到外部電極5。
本發明的較佳實施例的一個獨特的特徵是，封裝1的側表面處所設置的凹部的形狀不同於傳統封裝中的凹部的形狀。在沿基本上垂直於基片2的方向，基片2上的凹部6具有比基片上延伸的側壁上的凹部9更大的橫截面積。換句話說，在基片上的凹部6和側壁上的凹部9之間設置了階級。如上所述地放大凹部的形狀時，布線層7的接觸面積足夠保證基片2的底表面上的電極5與元件安裝表面上的電極4之間的電氣連續性。
封裝的製造方法和傳統的封裝方法是相同的。例如，將彈性表面波元件12安裝在如圖4所示的封裝1的元件安裝表面上，並且封裝由諸如金屬板之類的罩子10氣密。任何包含小片焊接法、引線焊接法和倒裝焊接法都可以用於安裝元件12。如上所述形成的電子部件17最好通過使用焊膏的回流焊接法，焊劑填角13形成在凹部6中。設置在凹部6內的布線層的面積可以通過增大凹部6的橫截面積而增加，允許這部分的阻抗(特別是電阻)減小。
當用於輸入一輸出電極的外部電極端子如本較佳實施例所述地配置時，如圖7A所示，在電路中串聯地加入了阻抗Z(或電阻)。但是，由於該阻抗Z小，由於將聲表面波元件設置在封裝內而引起的彈性聲表面波元件的介入損耗減小，由此可以防止電特性的惡化。圖8示出了傳統封裝和根據本發明的較佳實施例的封裝的電特性的比較。虛線示出使用傳統封裝的彈性表面波元件的電特性，實線示出使用根據本發明較佳實施例的封裝的彈性聲表面波元件的電特性。如該曲線圖中所示，通帶中的損耗減小。
當用於確定封裝的接地電極的外部電極端子如在該較佳實施例中所示地配置時，如圖7B和7C所示，在電路中加入了阻抗(或者電阻)。但是，介入損耗可以減小，並且通帶外側的衰減可以增加，這是由於在減小要連接到封裝的彈性表面波元件的接地電極與印刷電路板的地電勢之間的電勢差時，阻抗Z減小的緣故。圖9示出傳統封裝和根據本發明的較佳實施例的封裝中電特性的比較。虛線和實線分別對應於當使用傳統的封裝和根據本發明的較佳實施例的封裝時的電特性。可見，當通帶外面的衰減增加時，通帶內的損耗減小。
通過如圖4所示擴展凹部6中設置的布線層7的面積，以增加布線層7和填角13之間的接觸面積，大大改進了將電子部件安裝到印刷電路板上後，電子部件和印刷電路板之間的機械強度。
另外，側壁3上的凹部9最好具有比基片2上的凹部6的橫截面積更小的橫截面積。相應地，作為罩子10的密封厚度的側壁3的厚度W即使是在最窄的部分Wmin處也確保達到某一個程度，以允許使封裝氣密。
本發明可以應用於這樣的封裝，其中，如圖5和6所示，將外部電極端子設置在封裝的角上。另外，布線層可以設置在凹部6的上表面部分147處，或者在構成側壁3的部件的底表面處。由此，不僅將布線層設置在基片2上的凹部6的側表面部分47處。通過允許布線層的面積非常寬，並且具有增加的面積，由此允許封裝和電路板之間的電強度和機械連續性大大增加，進一步增大了布線層47和焊劑填角之間的接觸面積。凹部的形狀不限於如圖4和6所示的同心圓，而可以是圖11到18所示的各種形狀。
更具體地說，圖1-3所示的凹部6的截面為扇形或大致上是半圓形，但是，圖11所示的凹部56和圖15所示的凹部56大致上為矩形。設置在基片的側壁的角上的凹部大致上是如圖12或16所示的凹部66那樣的V形配置。可以有一個或更多如圖13或圖17所示的凹部76那樣的大致上為矩形的角。如圖14所示的凹部86設置在基片1的角上，並且沿基片的一個側壁延伸。在這些凹部中，可以將布線層設置在如圖15或圖16所示的上表面部分157處，或設置在如圖17所示的上表面部分177處。
雖然已經描述了本發明的較佳實施例，但是在下面的權利要求範圍內，可以有實施這裡所解釋的原理的各種模式。由此知道，本發明的範圍只由所附權利要求限定。
權利要求
1.一種用於電子部件的封裝，其特徵在於包含其側表面上具有至少一個凹部的基片，所述基片的上表面和底表面上具有電極，還具有設置在所述凹部內的導電圖案，從而所述上表面上的電極通過所述導電圖案電氣連接到所述底表面上的電極；和側壁，所述側壁具有確定一個適於接納電子元件的空間的通孔，側壁的側表面上具有至少一個凹部，並如此地設置在所述基片上，從而所述側壁的凹部連接到基片凹部，以確定一個連通的凹部；其中，在沿大致上垂直於所述基片的方向，所述基片的凹部具有大於所述側壁的凹部的橫截面積。
2.如權利要求1所述的用於電子部件的封裝，其特徵在於基片的凹部和側壁的凹部分別設置在所述基片的角上以及所述側壁的角上。
3.如權利要求1所述的用於電子部件的封裝，其特徵在於基片的凹部使側壁的底表面的一部分暴露，並且在所述側壁的底表面的暴露部分上設置另外的導電圖案。
4.如權利要求1所述的用於電子部件的封裝，其特徵在於還包含設置在基片的上表面上，以便電氣連接到所述上表面上的電極的引線圖案。
5.如權利要求1所述的電子元件的封裝，其特徵在於密封所述封裝以使其氣密。
6.如權利要求1所述的用於電子部件的封裝，其特徵在於側壁上的凹部的橫截面積小於基片上的凹部的橫截面積。
7.如權利要求1所述的1所述的用於電子部件的封裝，其特徵在於還包含設置在所述封裝角上的外部電極端子。
8.如權利要求1所述的用於電子部件的封裝，其特徵在於導電圖案包含設置在基片的凹部的上表面部分的布線層。
9.如權利要求1所述的用於電子部件的封裝，其特徵在於導電圖案包含設置在側壁的底表面處的布線層。
10.如權利要求1所述的用於電子部件的封裝，其特徵在於側壁的凹部和基片的凹部各具有同心圓、扇形、大致上半圓形、大致上矩形和大致上V形配置中的一種形狀。
11.一種電子部件，其特徵在於包含封裝，所述封裝包含其側表面上具有至少一個凹部的基片，所述基片的上表面和底表面上具有電極，還具有設置在所述凹部內的導電圖案，從而上述上表面上的電極通過所述導電圖案電氣連接到所述底表面上的電極；和側壁，所述側壁具有確定一個適於接納電子元件的空間的通孔，側壁的側表面上具有至少一個凹部，並如此地設置在所述基片上，從而所述側壁的凹部連接到基片凹部，以確定一個連通的凹部，其中，在沿大致上垂直於所述基片的方向，所述基片的凹部具有大於所述側壁的凹部的橫截面積；以及設置在所述封裝內的電子元件。
12.如權利要求11所述的電子部件，其特徵在於電子元件是彈性表面波元件。
13.如權利要求11所述的電子部件，其特徵在於基片的凹部和側壁的凹部分別設置在所述基片和所述側壁的角上。
14.如權利要求11所述的電子部件，其特徵在於基片的凹部使側壁的底表面的一部分暴露，並且在所述側壁的底表面的暴露部分上設置另外的導電圖案。
15.如權利要求11所述的電子部件，其特徵在於還包含設置在基片的上表面上，以便電氣連接到所述上表面上的電極的引線圖案。
16.如權利要求11所述的電子部件，其特徵在於密封所述封裝，使其氣密。
17.如權利要求11所述的電子部件，其特徵在於側壁上的凹部具有小於基片上的凹部的橫截面積。
18.如權利要求11所述的電子部件，其特徵在於還包含設置在封裝的角上的外部電極端子。
19.如權利要求11所述的電子部件，其特徵在於導電圖案包含設置在基片的凹部的上表面部分的布線層。
20.如權利要求11所述的電子部件，其特徵在於導電圖案包含設置在側壁的底表面上的布線層。
21.如權利要求11所述的電子部件，其特徵在於側壁的凹部和基片的凹部各具有同心圓、扇形、大致上半圓形、大致上矩形和大致上V形配置中的一種形狀。
全文摘要
本發明提供了一種用於電子部件的封裝,包含其側表面上具有至少一個凹部的基片,所述基片的上表面和底表面上具有電極,還具有設置在所述凹部內的導電圖案,從而上表面上的電極通過所述導電圖案電氣連接到底表面上的電極。封閉的側壁具有確定了一個適合於接納電子元件的空間的通孔。側壁的側表面上具有至少一個凹部,並如此地設置在所述基片上,從而所述側壁的凹部連接到基片凹部,以確定一個連通的凹部。在沿大致上垂直於所述基片的方向,所述基片的凹部具有大於所述側壁的凹部的橫截面積。
文檔編號H03H9/25GK1273457SQ0010865
公開日2000年11月15日 申請日期2000年5月8日 優先權日1999年5月6日
發明者下江一伸 申請人:株式會社村田製作所