專利名稱：電路元件，電路元件組件，電路元件內(nèi)置模塊及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適宜于在需要具有小尺寸、高密度、高效型面的便攜式信息終端等中使用的一種表面安裝電路元件，涉及電路組件以及電路元件內(nèi)置模件，而且涉及制造該電路元件組件以及該電路元件內(nèi)置模件的方法。
背景技術(shù)：
近來(lái)，隨著電氣及電子裝置尺寸的減小與組裝密度的提高，已經(jīng)常常采用一種通過(guò)制造一個(gè)模塊而將若干元件作為一個(gè)組件來(lái)提供每個(gè)功能塊的技術(shù)，而傳統(tǒng)技術(shù)則是將獨(dú)立元件安裝到一塊電路板來(lái)構(gòu)成電氣電路。這樣制造的模塊通常是將必要的元件安裝到一塊子板的一側(cè)或兩側(cè)。但是，采用在一塊電路板的表面安裝獨(dú)立元件的方法，不可能使該模塊面積小于被安裝元件的面積，所以就限制了組裝密度的進(jìn)一步提高。此外，在采用這種方法的情況下，由于這些元件平面排列，所以元件之間的連接距離必然會(huì)因所排列元件的結(jié)構(gòu)而增加。這樣就增加了電阻損耗，并引起對(duì)高頻的阻抗匹配問(wèn)題。
所以，已經(jīng)提出了將元件按三維排列的模塊的一種結(jié)構(gòu)，其中元件不僅僅是按兩維方向安裝到一塊電路板的表面，而且也安裝在該電路板之內(nèi)。作為制造這種模塊的一種方法，舉例來(lái)說(shuō)，可以列舉在陶瓷片基上提供一個(gè)間隙并在該間隙部位安排一個(gè)元件的方法以及在多層印刷電路板內(nèi)提供一個(gè)間隙部位并在該間隙部分安排一個(gè)元件的方法。
不過(guò)，對(duì)于在陶瓷片基上提供一個(gè)間隙并在該間隙部位安排一個(gè)元件的方法，由于該方法涉及燒結(jié)過(guò)程，所以不可能將一個(gè)包含半導(dǎo)體的電路元件或有機(jī)片基組合到該片基。因此，就不可能在提供間隙并安排該電路元件的部位上方的位置上安裝一個(gè)元件。盡管這樣能夠得到一種低型面結(jié)構(gòu)，但實(shí)際上不適用于進(jìn)行元件的三維排列。所以，如果采用這種方法，對(duì)組裝密度的進(jìn)一步提高就會(huì)存在限制。此外，在采用一塊陶瓷片基的情況下，由于各層之間的連接要經(jīng)由燒結(jié)高阻金屬(譬如鎢與鉬)形成的通路來(lái)實(shí)現(xiàn)，所以連接電阻相對(duì)比較高。對(duì)那些會(huì)受到損耗的不利影響的供電電路而言，這是一個(gè)重要的問(wèn)題。
另一方面，對(duì)于在多層印刷電路內(nèi)提供一個(gè)間隙并在該間隙部位安排一個(gè)元件的方法，可以通過(guò)通孔連接來(lái)獲得各層之間的低阻連接，但是由于印刷電路板的低導(dǎo)熱系數(shù)，所以存在熱輻射的難題，故而不能將排列在該電路板上的元件所產(chǎn)生的熱傳送到外界。因此，在實(shí)際設(shè)計(jì)中，必須考慮溫升問(wèn)題，這樣就不可能以更高的密度來(lái)排列元件。再者，該印刷電路板在厚度方向上有大約60ppm/℃的熱脹系數(shù)，這與作為鍍層材料的銅的熱脹系數(shù)(17ppm/℃)相差很顯著。所以也就存在連接可靠性問(wèn)題。
JP 11-220262A公布了一種通過(guò)解決上述問(wèn)題而獲得的高組裝密度與高可靠性的電路元件內(nèi)置模塊。該電路元件內(nèi)置模塊在一塊電氣絕緣片基內(nèi)組合了至少一個(gè)有源元件與/或無(wú)源元件，該絕緣片基采用至少包含無(wú)機(jī)填料與熱固性樹脂的一種混合物制成，該無(wú)機(jī)填料的重量百分比為70％～95％，而且，排列在其中的多個(gè)布線圖案(wiring pattern)通過(guò)由導(dǎo)電樹脂混合物制成的內(nèi)部過(guò)孔(via)進(jìn)行電氣連接。這種電路元件內(nèi)置模塊使得以更高的密度、采用三維元件排列方法來(lái)對(duì)元件進(jìn)行排列成為可能，而且通過(guò)熱脹系數(shù)之間的匹配能夠提供更高的可靠性。
這種電路元件內(nèi)置模塊中使用的一個(gè)電路元件基本上屬于表面安裝類型。這是因?yàn)?，重要的是以高密度將元件排列到該電路板上。?dāng)這種表面安裝元件被安裝到電路板時(shí)，通常這些元件是被安裝到該電路板上排列的布線圖案，而且這些元件的電極部分與這些布線圖案采用焊料或者導(dǎo)電粘合劑進(jìn)行電氣連接。圖18表示的是表面安裝元件101被安裝到帶有布線圖案105的一塊板104上時(shí)的一種情形。電路元件101包括一個(gè)元件主體102以及在元件主體102的末端處提供的外部電極103。
然而，在采用標(biāo)準(zhǔn)表面安裝電路元件的情況下，其末端的外部電極部分的厚度略大于該元件主體的厚度。這是因?yàn)樵谛纬蛇@些外部電極時(shí)，要在該元件主體表面上涂以一層金屬軟膏并進(jìn)行燒結(jié)，此后再在上面形成鍍膜，所以這些部分必然會(huì)變厚。因此，如圖18所示，當(dāng)該元件被安裝到帶有布線圖案105的片基104時(shí)，在電路元件101的元件主體102與一個(gè)由電路板104及布線圖案105構(gòu)成的裝配部件之間會(huì)形成一個(gè)間隙106。間隙106的存在引起一個(gè)問(wèn)題，即當(dāng)電路元件101被嵌入電氣絕緣材料之中來(lái)制造一個(gè)電路元件內(nèi)置模塊時(shí)，電路元件101會(huì)由于在被嵌入時(shí)所受到的壓力而破裂。
而且，在將與該布線圖案相連的電路元件嵌入該電氣絕緣材料的過(guò)程中，必須進(jìn)行加熱以便在在嵌入后固化該電氣絕緣材料。所以，在采用低熔點(diǎn)金屬(譬如焊料)將該電路元件連接到該布線圖案的情況下，如果在該加熱過(guò)程中該溫度達(dá)到該低熔點(diǎn)金屬的熔點(diǎn)，那么該低熔點(diǎn)金屬就會(huì)流入該電路元件與該布線圖案之間的間隙，從而產(chǎn)生一個(gè)短路。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)電路元件包括一個(gè)元件主體以及在該元件主體的末端處提供的一個(gè)外部電極，其中該元件主體的形狀使該元件主體上帶有該外部電極的第一部分比該元件主體的第二部分更薄，該第二部分是其上不設(shè)置外部電極的部分。在該第一部分上最薄部分的位置上，該第一部分的厚度不超過(guò)該第二部分的厚度的90％，而且該外部電極被安排在該元件主體被相對(duì)于參考平面放置的一個(gè)側(cè)面的區(qū)域之內(nèi)，該參考平面包含該元件主體的預(yù)定表面。該元件主體的該預(yù)定表面是當(dāng)該電路元件被安裝到裝配部件時(shí)，該元件主體上正對(duì)該裝配部件的一個(gè)表面。
本發(fā)明的一個(gè)電路元件組件包括一個(gè)裝配部件，它包含一塊片基以及在該片基上提供的一個(gè)布線圖案；一個(gè)電路元件，它包含一個(gè)元件主體以及在該元件主體的末端處提供的一個(gè)外部電極，該電路元件被安裝到該裝配部件；以及一種導(dǎo)電材料，它使這些外部電極與該布線圖案電氣連接。在該電路元件組件中，該電路元件的設(shè)計(jì)使得該電路元件的形狀能使該電路元件主體上提供該外部電極的第一部分比該元件主體上的第二部分更薄，該第二部分是其上不設(shè)置外部電極的部分，而且該外部電極被安排在該元件主體被相對(duì)于參考平面放置的一個(gè)側(cè)面的區(qū)域之內(nèi)，該參考平面包含該元件主體的預(yù)定表面。該元件主體的該預(yù)定表面是當(dāng)該電路元件被安裝到裝配部件時(shí)，該元件主體上正對(duì)該裝配部件的一個(gè)表面。此外，在該電路元件組件中，該電路元件被安裝到該裝配部件的方式使得該元件主體與該裝配部件接觸。
本發(fā)明的一個(gè)電路元件內(nèi)置模塊包括一個(gè)電路元件，它包含一個(gè)元件主體與在該元件主體的末端處提供的一個(gè)外部電極；一個(gè)與該電路元件的外部電極電氣連接的第一布線圖案；一種將這些外部電極電氣連接到該第一布線圖案的電氣絕緣材料；以及一個(gè)與該電路元件組合成一體的電氣絕緣部件。在該電路元件內(nèi)置模塊中，該電路元件的設(shè)計(jì)使得該電路元件的形狀能使該元件主體上提供該外部電極的第一部分比該元件主體的第二部分更薄，該第二部分是其上不設(shè)置外部電極的部分，而且該外部電極被安排在該元件主體被相對(duì)于參考平面放置的一個(gè)側(cè)面的區(qū)域之內(nèi)，該參考平面包含該元件主體的預(yù)定表面。該元件主體的該預(yù)定表面是當(dāng)該電路元件被安裝到裝配部件時(shí)，該元件主體上正對(duì)該裝配部件的一個(gè)表面。
制造本發(fā)明的一個(gè)電路元件組件的方法包括一個(gè)第一步驟，該步驟制備一個(gè)電路元件，該電路元件包含一個(gè)元件主體以及在該元件主體的一個(gè)末端處提供的一個(gè)外部電極。該元件主體的形狀使該元件主體上提供該外部電極的第一部分比該元件主體的第二部分更薄，該第二部分是其上不設(shè)置外部電極的部分，而且該外部電極被安排在該元件主體被相對(duì)于參考平面放置的一個(gè)側(cè)面的區(qū)域之內(nèi)，該參考平面包含該元件主體的一個(gè)預(yù)定表面。該元件主體的該預(yù)定表面是當(dāng)該電路元件被安裝到裝配部件時(shí)，該元件主體上正對(duì)該裝配部件的一個(gè)表面。上述方法還包括一個(gè)第二步驟，該步驟將該電路元件排列到該裝配部件上的區(qū)域、在一塊片基上提供一個(gè)布線圖案來(lái)構(gòu)成該裝配部件、而且在該外部電極與該布線圖案之間安排一種導(dǎo)電材料，以便按照能使該元件主體與該裝配部件接觸的方式將該電路元件與該裝配部件組合成一體。
制造本發(fā)明的一個(gè)電路元件內(nèi)置模塊的第一方法包括一個(gè)第一步驟，該步驟將一種包含無(wú)機(jī)填料與熱固性樹脂的混合物處理成帶有通孔的薄片形狀，以便獲得帶有通孔的片狀部件；一個(gè)第二步驟，該步驟將導(dǎo)電材料填充到這些通孔；一個(gè)第三步驟，該步驟制造包含電路元件的一個(gè)電路元件組件、將該片狀部件與一層金屬箔按照規(guī)定的順序疊置到該電路元件組件、并且對(duì)該所得疊片加熱與加壓以便將該電路元件嵌入該片狀部件；以及一個(gè)第四步驟，該步驟處理該金屬箔以便形成布線圖案。這里，該電路元件組件包括一個(gè)裝配部件，它包含一塊片基以及在該片基上提供的一個(gè)布線圖案；一個(gè)電路元件，它包含一個(gè)元件主體以及在該元件主體的末端處提供的一個(gè)外部電極，該電路元件被安裝到該裝配部件；以及一種導(dǎo)電材料，它將該外部電極電氣連接到該布線圖案。在該電路元件中，該元件主體的形狀使該元件主體上提供該外部電極的第一部分比該元件主體的第二部分更薄，該第二部分是其上不設(shè)置外部電極的部分，而且該外部電極被安排在該元件主體被相對(duì)于參考平面放置的一個(gè)側(cè)面的區(qū)域之內(nèi)，該參考平面包含該元件主體的預(yù)定表面。該元件主體的該預(yù)定表面是當(dāng)該電路元件被安裝到裝配部件時(shí)，該元件主體上正對(duì)該裝配部件的一個(gè)表面。此外，該電路元件被安裝到該裝配部件的方式使該元件主體與該裝配部件接觸。
制造本發(fā)明的一個(gè)電路元件內(nèi)置模塊的第二方法包括一個(gè)第一步驟，該步驟將一種包含無(wú)機(jī)填料以及熱固性樹脂的混合物處理成帶有通孔的薄片形狀以便獲得帶有通孔的片狀部件；一個(gè)第二步驟，該步驟將導(dǎo)電材料填充到這些通孔；以及一個(gè)第三步驟，該步驟制造至少兩個(gè)包含電路元件的電路元件組件，將該片狀部件置于這些電路元件組件之間來(lái)制造一個(gè)疊片，并且對(duì)該疊片加熱與加壓以便將這些電路元件嵌入該片狀部件。這里，每個(gè)電路元件組件包括一個(gè)裝配部件，它包含一個(gè)片基以及該片基上提供的一個(gè)布線圖案；電路元件，包括一個(gè)元件主體以及在該元件主體的末端處提供的一個(gè)外部電極，該電路元件被安裝到該裝配部件；以及一種導(dǎo)電材料，它將該外部電極電氣連接到該布線圖案。在該電路元件中，該元件主體的形狀使得該元件主體上提供該外部電極的第一部分比該元件主體的第二部分更薄，該第二部分是其上不設(shè)置外部電極的部分，而且該外部電極被安排在該元件主體被相對(duì)于參考平面放置的一個(gè)側(cè)面的區(qū)域之內(nèi)，該參考平面包含該元件主體的預(yù)定表面。該元件主體的該預(yù)定表面是當(dāng)該電路元件被安裝到裝配部件時(shí)，該元件主體上正對(duì)該裝配部件的一個(gè)表面。此外，該電路元件被安裝到該裝配部件的方式使該元件主體與該裝配部件接觸。


圖1A是表示本發(fā)明的電路元件的一個(gè)實(shí)施例的一幅透視圖，而圖1B是圖1A所示電路元件的、沿一串雙點(diǎn)劃線A所取的一幅剖面圖。
圖2是表示本發(fā)明的電路元件組件的一個(gè)實(shí)施例的一幅剖面圖。
圖3A至圖3E是剖面圖，它們表示制造圖1A與圖1B所示電路元件的方法的各個(gè)步驟。
圖4A是表示本發(fā)明的電路元件的另一個(gè)實(shí)施例的一幅透視圖，而圖4B是圖4A所示電路元件的、沿一串雙點(diǎn)劃線B所取的一幅剖面圖。
圖5是表示本發(fā)明的電路元件組件的另一個(gè)實(shí)施例的一幅剖面圖。
圖6A至圖6F是剖面圖，它們表示制造圖4A與圖4B所示電路元件的方法的各個(gè)步驟。
圖7A是表示本發(fā)明的電路元件的又一個(gè)實(shí)施例的一幅透視圖，而圖7B是圖7A所示電路元件的、沿一串雙點(diǎn)劃線C所取的一幅剖面圖。
圖8A至圖8E是剖面圖，它們表示制造圖7A與圖7B所示電路元件的方法的各個(gè)步驟。
圖9A是表示本發(fā)明的電路元件的又一個(gè)實(shí)施例的一幅透視圖，而圖9B是圖9A所示電路元件的、沿一串雙點(diǎn)劃線D所取的一幅剖面圖。
圖10是表示本發(fā)明的電路元件組件的又一個(gè)實(shí)施例的一幅剖面圖。
圖11A至圖11G是剖面圖，它們表示制造圖9A與圖9B所示電路元件的方法的各個(gè)步驟。
圖12A至圖12G是剖面圖，它們表示制造圖9A與圖9B所示電路元件的方法的各個(gè)步驟。
圖13是表示本發(fā)明的電路元件內(nèi)置模塊的一個(gè)實(shí)施例的一幅剖面圖。
圖14A至圖14H是剖面圖，它們表示制造圖13所示電路元件內(nèi)置模塊的方法的各個(gè)步驟。
圖15是表示本發(fā)明的電路元件內(nèi)置模塊的一個(gè)實(shí)施例的一幅剖面圖。
圖16A與圖16B是剖面圖，它們表示制造圖15所示電路元件內(nèi)置模塊的方法的各個(gè)步驟。
圖17A至圖17D是剖面圖，它們表示制造本發(fā)明的電路元件內(nèi)置模塊的方法的另一個(gè)實(shí)施例。
圖18是一幅說(shuō)明傳統(tǒng)電路元件組件的剖面圖。
具體實(shí)施例方式
采用本發(fā)明的電路元件結(jié)構(gòu)，那么當(dāng)該元件被安裝到該裝配部件時(shí)，在該元件主體與該裝配部件之間幾乎不形成間隙。所以，在該元件被安裝到該裝配部件的狀態(tài)下，該元件在受到壓力時(shí)會(huì)抵制破裂。此外，即使在采用低熔點(diǎn)金屬將該電路元件安裝到該裝配部件的情況下，該低熔點(diǎn)金屬也幾乎不會(huì)流入該元件主體與該裝配部件之間，因而就會(huì)減少短路的發(fā)生。所以，采用這種電路元件就能夠提供一個(gè)具有高組裝密度及高可靠性的電路元件內(nèi)置模塊。此外，由于帶有該外部電極的部分的厚度在該厚度最小的位置上不超過(guò)其他部分的厚度的90％，所以就能夠防止該外部電極使該電路元件厚度增加。此外，在該電路元件被安裝到裝配部件，而該裝配部件上的布線圖案從該裝配部件的表面凸出的情況下，可以在安裝元件時(shí)獲得更高的定位精度。
在本發(fā)明的電路元件中，該外部電極上正對(duì)該參考平面的一個(gè)表面最好相對(duì)于該參考平面傾斜成一個(gè)不小于10°且不大于50°的傾斜角。這樣就不必通過(guò)設(shè)計(jì)布線圖案來(lái)使得該元件被安裝到該裝配部件時(shí)，該外部電極不與該裝配部件上提供的布線圖案接觸，并不會(huì)使該元件主體無(wú)法固定到該裝配部件。所以，這樣就增加了該裝配部件上的布線圖案設(shè)計(jì)的自由度以及該元件安裝的自由度。
在本發(fā)明的電路元件中，從該參考平面到該外部電極上正對(duì)該參考平面的表面的距離在該表面與該參考平面相距最遠(yuǎn)的位置上最好不小于30μm并不大于100μm。當(dāng)電路元件裝配在裝配部件上時(shí)，不小于30μm的距離設(shè)置可以在該外部電極與該裝配部件之間形成更充分的間隙，從而進(jìn)一步增加該裝配部件上的布線圖案設(shè)計(jì)的自由度以及該元件安裝的自由度。不大于100μm的距離設(shè)置可以防止該外部電極與該裝配部件之間連接電阻的增加，并防止該連接可靠性變差。
在本發(fā)明的電路元件中，該外部電極最好被安排得不跨越該參考平面。當(dāng)該電路元件安裝到裝配部件上時(shí)，這可以加強(qiáng)該元件主體與該裝配部件之間的緊密接觸，從而防止導(dǎo)電材料流入該元件主體與該裝配部件之間，并且防止在該裝配部件與該外部電極之間造成短路。應(yīng)當(dāng)說(shuō)明，該導(dǎo)電部件的目的用來(lái)將該電路元件的外部電極電氣連接到該裝配部件。
本發(fā)明的電路元件最好是一個(gè)表面安裝芯片元件。該電路元件為表面安裝芯片元件的這種結(jié)構(gòu)可以允許高密度組裝，這樣可以使電路元件內(nèi)置模塊的尺寸減小。該表面安裝芯片元件最好是從如下一組元件中選擇的至少一種電阻器、電容器與電感器。
下面描述本發(fā)明的電路元件組件。
采用本發(fā)明的電路元件組件結(jié)構(gòu)，在該元件主體與該裝配部件之間幾乎不形成一個(gè)間隙。所以，在該電路元件在受到壓力時(shí)會(huì)抵制破裂。此外，即使用于電連該電路元件的外部電極與布線圖案的導(dǎo)電材料是低熔點(diǎn)金屬的情況下，該低熔點(diǎn)金屬也幾乎不會(huì)流入該元件主體與該裝配部件之間，所以也幾乎不會(huì)發(fā)生短路。因此，使用這樣一種電路元件組件可以提供一個(gè)具有高組裝密度及高可靠性的電路元件內(nèi)置模塊。應(yīng)當(dāng)明白，盡管電路元件是安排在裝配部件上以便元件主體與裝配部件彼此接觸，該電路元件也可以安排成在至少對(duì)應(yīng)于該元件主體的中心部分的一個(gè)區(qū)域內(nèi)彼此接觸。
在本發(fā)明的電路元件組件中，該布線圖案最好不從該片基的表面凸出。通過(guò)將布線圖案構(gòu)造得不從該片基的表面凸出，就可以不必通過(guò)對(duì)該布線圖案進(jìn)行設(shè)計(jì)來(lái)防止該電路元件的元件主體無(wú)法固定到該片基的表面。所以，該布線圖案設(shè)計(jì)的自由度與該電路元件安裝的自由度都得以增加。
在本發(fā)明的電路元件組件中，包含電氣絕緣材料或者載體薄膜的一塊電路板可以被用來(lái)作為該片基。此外，這里所用的電路板可以具有多層布線構(gòu)造，其中這些布線圖案被安排在該電氣絕緣材料中的多個(gè)層內(nèi)。
在本發(fā)明的電路元件組件中，該導(dǎo)電材料最好是含有焊料的一種導(dǎo)電樹脂混合物，或者是金屬粉末與熱固性樹脂的一種化合物。該焊料最好包括從如下一組金屬中選擇的至少一種來(lái)作為它的一個(gè)主要成分Pb、Cu、Zn、Sn、Ag與In。這些金屬是低熔點(diǎn)金屬，可以用它們?cè)谳^低的溫度下提供連接。所以，在該裝配部件或該電路元件等中使用樹脂的情況下，可以降低對(duì)該樹脂的熱破壞。該金屬粉末最好包括從如下一組金屬中選擇的至少一種Au、Ag、Cu、Ni、Pd與Pt。這是因?yàn)檫@些金屬具有低電阻，而且是穩(wěn)定金屬。
在本發(fā)明的電路元件組件中，在該元件主體的該第一部分最薄的位置上，該第一部分的厚度最好不超過(guò)該第二部分的厚度的90％。這樣就能抑制該電路元件厚度由于該外部電極造成的增加，從而能抑制該電路元件組件厚度的增加。
在本發(fā)明的電路元件組件中，該外部電極上正對(duì)該參考平面的表面最好相對(duì)于該參考平面傾斜成一個(gè)不小于10°且不大于50°的傾斜角。這樣就不必通過(guò)設(shè)計(jì)該布線圖案來(lái)使得該外部電極不與布線圖案接觸，并不會(huì)使該元件主體無(wú)法固定到該裝配部件。所以，這樣就能增加布線圖案設(shè)計(jì)的自由度以及該元件安裝的自由度。
在本發(fā)明的電路元件組件中，從該參考平面到該電路元件的外部電極上正對(duì)該參考平面的一個(gè)表面的距離在該表面與該參考平面相距最遠(yuǎn)的位置上最好不小于30μm且不大于100μm。這樣就可以在該外部電極與該裝配部件之間形成一個(gè)更充分的間隙，從而進(jìn)一步增加布線圖案設(shè)計(jì)的自由度以及該元件安裝的自由度。這樣就能防止該外部電極與該裝配部件之間連接電阻的增加，而且也能防止由于間隙造成該連接可靠性變差的發(fā)生。
在本發(fā)明的電路元件組件中，該電路元件最好是表面安裝芯片元件。電路元件為表面安裝芯片元件的這種結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)高密度組裝，這可以使一個(gè)電路元件內(nèi)置模塊的尺寸減小。該表面安裝芯片元件最好是從如下一組元件中選擇的至少一種電阻器、電容器與電感器。
在本發(fā)明的電路元件組件中，該電路元件的外部電極最好被安排得不跨越該參考平面。這樣可以加強(qiáng)該元件主體與該裝配部件之間的緊密接觸，從而防止導(dǎo)電材料流入該元件主體與該裝配部件之間，并避免在外部電極之間發(fā)生短路。
在本發(fā)明的電路元件組件中，該導(dǎo)電材料不凸出到相對(duì)于該參考平面的該裝配部件側(cè)的區(qū)域，該裝配部件側(cè)是放置該裝配部件的一個(gè)側(cè)面。這種結(jié)構(gòu)的目的是為了加強(qiáng)該元件主體與該裝配部件之間的緊密接觸。
利用本發(fā)明的、制造一個(gè)電路元件組件的方法，可以制造上述的本發(fā)明的電路元件組件。
下面說(shuō)明本發(fā)明的電路元件內(nèi)置模塊。
采用本發(fā)明的電路元件內(nèi)置模塊，可以提供一個(gè)具有高組裝密度及高可靠性的電路元件內(nèi)置模塊。
在本發(fā)明的電路元件內(nèi)置模塊中，該電氣絕緣部件包括無(wú)機(jī)填料與熱固性樹脂。它的目的是加強(qiáng)熱輻射并能夠以高密度來(lái)排列元件。
本發(fā)明的電路元件內(nèi)置模塊最好還包括一個(gè)在該電氣絕緣部件內(nèi)部或其上提供的、與該第一布線圖案電氣相連的第二布線圖案。此外，在該模塊中，最好提供多個(gè)該第二布線圖案，而且最好該第一布線圖案通過(guò)該電氣絕緣部件內(nèi)提供的內(nèi)部過(guò)孔與該多個(gè)第二布線圖案中的至少一個(gè)電氣相連。
在本發(fā)明的電路元件內(nèi)置模塊中，該第一布線圖案最好在一塊片基上，而且不從該片基的表面上凸出。此外，可以采用一塊包含電氣絕緣材料的電路板來(lái)作為該片基。再者，該電路板可以被設(shè)計(jì)得具有多層布線構(gòu)造，其中多個(gè)該第一布線圖案被排列在該電氣絕緣材料中的多個(gè)層內(nèi)。
在本發(fā)明的電路元件內(nèi)置模塊中，該導(dǎo)電材料最好是包含焊料的一種導(dǎo)電樹脂混合物，或者是金屬粉末與熱固性樹脂的一種化合物。該焊料最好包含從如下一組金屬中選擇的至少一種來(lái)作為它的一個(gè)主要成分Pb、Cu、Zn、Sn、Ag與In。該金屬粉末最好包含從如下一組金屬中選擇的至少一種Au、Ag、Cu、Ni、Pd與Pt。
在本發(fā)明的電路元件內(nèi)置模塊中，在該元件主體上該第一部分最薄的位置處，該第一部分的厚度最好不大于該第二部分的厚度的90％。
在本發(fā)明的電路元件內(nèi)置模塊中，該電路元件的外部電極上正對(duì)該參考平面的一個(gè)表面最好相對(duì)于該參考平面傾斜成一個(gè)不小于10°且不大于50°的傾斜角。
在本發(fā)明的電路元件內(nèi)置模塊中，從該參考平面到該電路元件的外部電極上正對(duì)該參考平面的一個(gè)表面的距離在該表面與該參考平面相距最遠(yuǎn)的位置上最好不小于30μm且不大于100μm。
在本發(fā)明的電路元件內(nèi)置模塊中，該電路元件的外部電極最好被安排得不跨越該參考平面。
在本發(fā)明的電路元件內(nèi)置模塊中，該電路元件最好是一個(gè)表面安裝芯片元件。該芯片元件最好是從如下一組元件中選擇的至少一種電阻器、電容器與電感器。
在本發(fā)明的電路元件內(nèi)置模塊中，該導(dǎo)電材料最好不凸出到相對(duì)于該參考平面的一個(gè)裝配部件側(cè)上的區(qū)域，該裝配部件側(cè)是放置該裝配部件的一個(gè)側(cè)面。
如上所述，在該電路元件內(nèi)置模塊種利用一個(gè)其結(jié)構(gòu)與本發(fā)明的結(jié)構(gòu)相同的電路元件或電路元件組件，就能夠獲得一個(gè)具有更高組裝密度及更高可靠性的電路元件內(nèi)置模塊。
采用本發(fā)明的制造一個(gè)電路元件內(nèi)置模塊的第一或第二方法，就能夠制造一個(gè)如上所述的本發(fā)明的電路元件內(nèi)置模塊。此外，在本發(fā)明的制造一個(gè)電路元件內(nèi)置模塊的第一與第二方法中，如果在該第三步驟中使用的該電路元件組件中的片基是一層載體薄膜，那么該方法最好還包括一個(gè)步驟，即在該第三步驟之后從該疊片上只除去該載體薄膜，以便將該載體薄膜上提供的布線圖案轉(zhuǎn)移到該片狀部件。采用這種方法，就可以獲得一個(gè)厚度更薄而且體積更小的電路元件內(nèi)置模塊。
下面參照附圖詳細(xì)地本發(fā)明的實(shí)施例實(shí)施例1下面將描述符合本發(fā)明的電路元件的一個(gè)實(shí)施例。
圖1A是說(shuō)明符合本發(fā)明的電路元件1的一幅透視圖，而圖1B是圖1A所示電路元件1的、沿一串雙點(diǎn)劃線A所取的一幅剖面圖。
電路元件1包括一個(gè)元件主體11以及安排在該元件主體11兩側(cè)末端(第一部分)的外部電極12。在圖1A與圖1B中，元件主體11的一個(gè)下表面是一個(gè)安裝表面11a，它是元件主體11的一個(gè)預(yù)定表面，而且如圖1B所示，一個(gè)安裝參考平面13a根據(jù)安裝表面11a來(lái)確定。應(yīng)當(dāng)注意，安裝表面11a是電路元件1被安裝到裝配部件(圖1A與圖1B中未畫)時(shí)，元件主體11上正對(duì)該裝配部件的一個(gè)表面，而且安裝參考平面13a是包含元件主體11的安裝表面11a的一個(gè)平面。為了方便，這里將元件主體11上相對(duì)于安裝參考平面13a放置的一個(gè)側(cè)面稱為一個(gè)上方側(cè)面，而與上述一側(cè)相反的一側(cè)，即當(dāng)電路元件1被安裝到該裝配部件時(shí)其上放置該裝配部件的一個(gè)側(cè)面被稱為一個(gè)下方側(cè)面。
在電路元件1中，外部電極12被安排在元件主體11的兩個(gè)端部的表面上，并被安排在相對(duì)于安裝參考平面13a的一個(gè)上方區(qū)域內(nèi)。在元件主體11中，安排外部電極12的各個(gè)部分11c做得比其他部分(中央部分，第二部分)更薄，所以在每一個(gè)部分中，它的厚度都隨著與末端的接近而逐漸減小。這種形狀可以避免該元件被安裝到該裝配部件時(shí)，該外部電極與該裝配部件上提供的布線圖案接觸的可能性，而且也避免該元件主體無(wú)法固定到該裝配部件的可能性。所以，它提供了增加該裝配部件布線圖案設(shè)計(jì)自由度與元件安裝自由度的效果。外部電極12上正對(duì)安裝參考平面13的一個(gè)表面12a(下文將稱為下表面12a)相對(duì)于安裝參考平面13a傾斜成一個(gè)傾斜角θ。該傾斜角θ可以被設(shè)置得當(dāng)電路元件1被安裝到該裝配部件時(shí)，外部電極12的下表面12a與該裝配部件之間形成一個(gè)足夠大的間隙，而且該傾斜角θ最好不小于10°。此外，該傾斜角最好設(shè)置得不大于50°，因?yàn)檫@樣就可以在小型電路元件中保證有一個(gè)足以進(jìn)行連接的外部電極部分，而且該裝配部件與該電路元件之間的間隙也不會(huì)過(guò)寬。還有，外部電極12的下表面12a與安裝參考平面13a之間的距離在下表面12a與安裝參考平面13a相距最遠(yuǎn)的位置上最好不小于30μm，而且外部電極12被安排得不跨越該安裝參考平面13a。
圖2是一幅剖面圖，它表示將電路元件1安裝到裝配部件所得到的一個(gè)電路元件組件。該裝配部件是包括電氣絕緣材料、其上排列布線圖案6的一塊電路板(片基)5。在本實(shí)施例中，布線圖案6被排列在電路板5上，而且布線圖案6與電路元件1的外部電極12通過(guò)導(dǎo)電材料7進(jìn)行電氣連接。盡管電路元件1的元件主體11的安裝表面11a與電路板5接觸，但由于電路元件1的外部電極12如圖1B所示被安排在相對(duì)于安裝參考平面13a的上方區(qū)域，所以在每個(gè)外部電極12的下表面12a與電路板5上提供的布線圖案6之間仍存在一個(gè)間隙8。此外，外部電極12在相對(duì)于高度參考平面13b的一個(gè)下方側(cè)面上形成，而高度參考平面則根據(jù)元件主體11的上表面11b來(lái)確定。所以，這樣就能抑制由外部電極12引起的元件厚度增加。此外，由于導(dǎo)電材料7不會(huì)在一個(gè)裝配部件側(cè)從元件主體11的安裝表面11a凸出，所以在電路板5與元件主體11之間不會(huì)形成間隙。應(yīng)當(dāng)理解，盡管在本實(shí)施例中元件主體11的整個(gè)安裝表面11a與電路板5接觸，但整個(gè)表面也可不必接觸，但最好安排在兩端的外間電極12之間的安裝表面11a的某一區(qū)域(在圖2中是指沿著垂直于其上帶有圖2的薄片表面的方向延伸的區(qū)域)與電路板5接觸。
對(duì)電路板5沒(méi)有特別的限制，普通使用的印刷布線板或陶瓷片基等等都可以用作電路板5。但是在制造將電路元件1嵌入一個(gè)電氣絕緣部件的電路元件內(nèi)置模塊的情況下，最好使用材料與所用電氣絕緣部件相同的一塊電路板。這樣可以消除組合了電路元件1的電氣絕緣部件與電路板5之間的熱膨脹差。因此，也就能夠采用將電路元件1安裝到電路板5而獲得的電路元件組件來(lái)制造一個(gè)具有高可靠性的電路元件內(nèi)置模塊。
包含焊料或者包含金屬粉末與熱固性樹脂的一種導(dǎo)電樹脂混合物可以被用來(lái)作為導(dǎo)電材料7。該焊料最好包括從如下一組金屬中選擇的至少一種來(lái)作為一個(gè)主要成分Pb、Cu、Zn、Sn、Ag與In。這些金屬具有低熔點(diǎn)，因而可以在相對(duì)較低的溫度下提供連接。所以，在電路板5或電路元件1中采用樹脂的情況下，使用這樣一種金屬就會(huì)減少對(duì)該樹脂的損壞。此外，該金屬粉末最好包括從如下一組金屬中選擇的至少一種Au、Ag、Cu、Ni、Pd與Pt。這是因?yàn)檫@些金屬具有低電阻，而且是穩(wěn)定金屬。
如上所述，采用外部電極12與該裝配部件之間在被安裝時(shí)存在一個(gè)間隙的這種電路元件1，就能夠?qū)㈦娐吩?電氣連接到布線圖案6，并同時(shí)使得在電路元件1被安裝到該裝配部件的安裝狀態(tài)下，電路元件1的元件主體11與該裝配部件之間實(shí)際上不存在間隙。所以，即使在排列到該裝配部件的電路元件1被嵌入該電氣絕緣部件的情況下，也能夠防止損壞，譬如防止在嵌入時(shí)由于受到壓力而引起的電路元件1的破裂等等。所以，通過(guò)提供在被安裝后能抵抗施加到其上的壓力等等的電路元件1以及提供采用這種元件的電路元件組件，就能夠提供一個(gè)高密度、高可靠性的電路元件內(nèi)置模塊。此外，由于元件主體11與電路板5之間在該安裝狀態(tài)下實(shí)際上不存在間隙，所以即使外部電極12與布線圖案6經(jīng)由低熔點(diǎn)金屬連接，在一次熱處理過(guò)程中熔化的低熔點(diǎn)金屬也不會(huì)流入元件主體11與該裝配部件之間。所以，這就可能防止該布線的短路。再者，由于這種結(jié)構(gòu)使得外部電極12與該裝配部件之間存在一個(gè)間隙，所以該布線圖案設(shè)計(jì)就不需要采取特殊措施來(lái)防止電路元件1由于該裝配部件上通常必須有的布線圖案而無(wú)法固定。所以，布線圖案設(shè)計(jì)的自由度及元件安裝的自由度也都得以增加。
此外，采用外部電極12與該裝配部件之間在該元件被安裝時(shí)存在一個(gè)間隙的這種電路元件1，就能夠安排元件主體11與該裝配部件，使得在電路元件1被安裝到該裝配部件后的安裝狀態(tài)下，電路元件1的元件主體11與該裝配部件之間實(shí)際上不形成間隙。所以，安裝該電路元件1的定位精度也得以改進(jìn)。
應(yīng)當(dāng)指出，如圖1A與圖1B所示，本實(shí)施例的電路元件1被設(shè)計(jì)得在其與該安裝表面?zhèn)认喾吹囊粋?cè)，即在該上表面?zhèn)?，外部電極12只是在元件主體11的變薄部分形成，但是，外部電極12也可以在上側(cè)元件主體11的未減薄部分的一個(gè)表面上形成。
此外，盡管在本發(fā)明的電路元件組件中采用了一個(gè)包含電路板5以及電路板5上提供的布線圖案6的部件來(lái)作為裝配部件，但是也能夠采用利用載體薄膜來(lái)代替電路板5的一個(gè)裝配部件(由一層載體薄膜與該載體薄膜上形成的布線圖案構(gòu)成的一個(gè)裝配部件)。
下面將描述制造符合本發(fā)明的一個(gè)電路元件的方法的一個(gè)實(shí)施例。圖3A至圖3E是說(shuō)明制造電路元件1的方法的各個(gè)步驟的剖面圖。
如圖3A所示，一種包含金屬粉末與有機(jī)粘合劑的導(dǎo)電軟膏15被施涂到(印制到)一塊原始片料14上的預(yù)定區(qū)域，該原始片料是將一種包含無(wú)機(jī)粉末與有機(jī)粘合劑的混合物制成薄片形狀而得。
然后如圖3B所示，制備多個(gè)涂了導(dǎo)電軟膏15的原始片料14，并將它們互相疊置。在如此制得的疊片的最上層，疊置另一塊未涂印導(dǎo)電軟膏15的原始片料14，然后在疊置方向上對(duì)該疊片加壓，從而制得由原始片料14與導(dǎo)電軟膏15構(gòu)成的一個(gè)疊片16。應(yīng)當(dāng)注意，導(dǎo)電軟膏15在完成狀態(tài)下起電路元件的內(nèi)部電極的作用。
然后如圖3C所示，按照預(yù)定的切割位置將疊片16切割成預(yù)定的尺寸。
此后，將如此生成的具有該預(yù)定尺寸的疊片16進(jìn)行燒結(jié)。疊片16包括導(dǎo)電軟膏15，在通過(guò)印刷進(jìn)行涂印時(shí)，要使在疊片16的兩個(gè)末端部分提供的導(dǎo)電軟膏15的數(shù)量低于疊片16的中央部分。在燒結(jié)時(shí)，導(dǎo)電軟膏15的收縮率比該原始片料14小。所以，由于在燒結(jié)時(shí)它們收縮率的差別，這些末端部分就會(huì)比中央部分薄。這些末端部分是其上要形成外部電極的部分。換句話說(shuō)，通過(guò)對(duì)疊片16進(jìn)行燒結(jié)，就提供了圖3D所示的燒結(jié)陶瓷制品18，它包含一個(gè)具有梳狀構(gòu)造的內(nèi)部電極19，而且它的形狀使得形成外部電極的部分(末端部分)的厚度小于該中央部分的厚度。應(yīng)當(dāng)指出，盡管這里只說(shuō)明了由于燒結(jié)而引起該上表面與下表面都發(fā)生傾斜的電路元件結(jié)構(gòu)，但是通過(guò)疊置原始片料14使得原始片料14的尺寸隨著與下表面的接近而逐漸減小，也可以制造一種設(shè)計(jì)得只使該下表面發(fā)生傾斜的元件。
此后，如圖3E所示，在燒結(jié)陶瓷制品18(相當(dāng)于元件主體11)的各個(gè)末端部分的表面上形成外部電極12。應(yīng)當(dāng)注意，盡管在本發(fā)明的電路元件1中，外部電極12在燒結(jié)陶瓷制品18的各個(gè)末端部分的整個(gè)表面上形成，但是它們也可以至少部分地在這些末端部分上形成。
通過(guò)上述過(guò)程就制得電路元件1。下面將說(shuō)明制造電路元件1所用的材料。
首先，制造原始片料14所用的無(wú)機(jī)粉末可以根據(jù)電路元件在使用時(shí)顯示的特性來(lái)確定。舉例來(lái)說(shuō)，在使用原始片料14制造疊片陶瓷電容器的情況下，可以單獨(dú)或混合使用由BaTiO3、BaZrO3、CaZrO3、SrTiO3、BaSnO3、CaSnO3、PbTiO3、MgO、MgTiO3、NiSnO3、MgZrO3、CaTiO3等構(gòu)成的具有高介電常數(shù)的無(wú)機(jī)粉末。此外，在采用原始片料14來(lái)制造陶瓷片基的情況下，為了適應(yīng)高溫?zé)Y(jié)的需要，可以單獨(dú)或混合使用Al2O3、AlN、SiC、CaO、MgO、SiO3、Y2O3或BaO的無(wú)機(jī)粉末，而為了適應(yīng)低溫?zé)Y(jié)的需要，可以采用將Al2O3、MgO、ZrO2、TiO2、SiO2、BeO、BN或CaO的無(wú)機(jī)粉末與堇青石、富鋁紅拄石或玻璃(譬如硼硅玻璃)混合所得的一種混合物。再者，在采用原始片料14來(lái)制造一個(gè)電感器的情況下，可以使用NiZn鐵酸鹽、NiZnCu鐵酸鹽等等。
在原始片料14中使用的有機(jī)粘合劑可以從那些通常使用的粘合劑中適當(dāng)選取。有機(jī)粘合劑的示例包括乙基纖維、乙?；w維、作為樹脂基粘合劑的聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇縮乙醛以及聚乙烯醇縮丁醛。此外，在其中可以添加稀釋該混合物的溶劑、分散劑、增塑劑、解脫劑等等。
制造原始片料14的方法可以從制造疊片陶瓷電容器、陶瓷片基等常用方法中選取。譬如說(shuō)，可以使用采用刮涂刀或縫形壓模的方法。
導(dǎo)電涂層15所用的金屬粉末的示例，舉例來(lái)說(shuō)，可以包括Pd、Ag-Pd、Ni、Cu與Ag。此外，制造原始片料14的有機(jī)粘合劑中所用的材料都可以用來(lái)作為導(dǎo)電軟膏15中所用的有機(jī)粘合劑。而且，也可以添加調(diào)節(jié)粘度的溶劑、分散劑、增塑劑、解脫劑等等。
在如圖3B所示將原始片料14疊置后，最好初步進(jìn)行干燥以便去除涂印的導(dǎo)電軟膏15中所含的溶劑或類似物質(zhì)。干燥所用的溫度和時(shí)間可以根據(jù)所加溶劑的類型來(lái)適當(dāng)確定。
對(duì)疊片16進(jìn)行燒結(jié)以便形成燒結(jié)陶瓷制品18時(shí)的溫度與環(huán)境氣體可以根據(jù)原始片料14的材料以及要成為內(nèi)部電極19的導(dǎo)電材料15的種類來(lái)適當(dāng)確定。通常，該燒結(jié)過(guò)程被分為一個(gè)有機(jī)粘合劑去除步驟以及一個(gè)陶瓷燒結(jié)步驟，而且在每個(gè)步驟中都要最優(yōu)設(shè)置溫度與環(huán)境氣體。該燒結(jié)溫度可以被設(shè)置在700℃至1300℃的范圍內(nèi)。該氣體可以選自氮?dú)?、氫氣、碳?xì)浠衔餁怏w、水蒸氣等等，可以單獨(dú)使用，也可以混合使用。
而且如上所述，由于在燒結(jié)時(shí)的收縮率不同，所以包含導(dǎo)電軟膏15的疊片16可以被燒結(jié)成末端部分比中央部分更薄的形狀。這里，為了獲得薄型面結(jié)構(gòu)，安排該外部電極的部分(末端部分)的厚度在這些部分最薄的位置上最好小于其上沒(méi)有放置上述外部電極的部分(中央部分)的厚度的90％。
Ag與Cu這樣的金屬可以被用來(lái)制造外部電極12。在本實(shí)施例中，形成外部電極12的方法是預(yù)先將這種金屬制備成軟膏狀，將該軟膏涂到其上要形成外部電極的燒結(jié)陶瓷制品18的末端部分的表面，然后對(duì)它再次進(jìn)行燒結(jié)。另一種方法是，在圖3c的狀態(tài)下將該金屬軟膏涂到疊片16的末端部分，作為其上要形成外部電極的部分，然后在燒結(jié)該陶瓷制品時(shí)也燒結(jié)該金屬軟膏。此外，該外部電極可以鍍以Ni、Sn、Pd、焊料等等。施加這種鍍層，就可以改善抗?jié)裥耘c抗氧化能力，從而增強(qiáng)其安裝性能。
圖2所示的本發(fā)明的電路元件組件是通過(guò)將按照上述方法制造的電路元件1安裝到該裝配部件構(gòu)成的。更具體地可以舉例來(lái)說(shuō)，制備焊料軟膏作為導(dǎo)電材料7，然后用金屬掩膜印制到該裝配部件的布線圖案6上。然后，將電路元件1焊接到布線圖案6，從而制得該電路元件組件。在采用一種含有金屬粉末與熱固性樹脂的導(dǎo)電樹脂來(lái)作為導(dǎo)電材料7的情況下，最好像焊料軟膏情況那樣，在將該導(dǎo)電樹脂混合物印制到布線圖案6上之后再將電路元件1安裝到布線圖案6，然后通過(guò)在一個(gè)加熱爐中進(jìn)行熱處理來(lái)固化該導(dǎo)電樹脂混合物，以便使電路元件1與布線圖案連接，從而制得電路元件組件。在上述熱處理過(guò)程中，最好也施加壓力來(lái)使電路元件1與該裝配部件接觸。
實(shí)施例2下面將描述符合本發(fā)明的電路元件的另一個(gè)實(shí)施例。
圖4A是符合本實(shí)施例的電路元件2的一幅透視圖，而圖4B則是圖4A所示電路元件2的、沿一串雙點(diǎn)劃線B所取的一幅剖面圖。
電路元件2包括一個(gè)元件主體21以及安排在元件主體21末端(第一部分)的外部電極22。在圖4A與圖4B中，元件主體21的一個(gè)下表面是一個(gè)安裝表面21a，它是該元件主體21上的一個(gè)預(yù)定表面，而且如圖4B所示，一個(gè)安裝參考平面23a根據(jù)安裝表面21來(lái)確定。應(yīng)當(dāng)注意，安裝表面21a是電路元件21被安裝到裝配部件時(shí)，元件主體21上正對(duì)該裝配部件的一個(gè)表面，而且安裝參考平面23a是包含元件主體21的安裝表面21a的一個(gè)平面。這里為了方便起見，元件主體21相對(duì)于安裝參考平面23a放置的一個(gè)側(cè)面被稱為一個(gè)上方側(cè)面，而與上述一側(cè)相反的一側(cè)，即當(dāng)電路元件2被安裝到該裝配部件時(shí)放置該裝配部件的一個(gè)側(cè)面，被稱為一個(gè)下方側(cè)面。
在電路元件2中，外部電極22被安排在元件主體21的末端部分的表面上，而且在相對(duì)于安裝參考平面23a的上方側(cè)面的一個(gè)區(qū)域內(nèi)。安排外部電極22的每個(gè)部分21a都比其他部分(中央部分，第二部分)更薄。外部電極22上正對(duì)安裝參考平面23a的一個(gè)表面22a(下文將稱為一個(gè)下表面22a)相對(duì)元件主體21的安裝表面21有一個(gè)高度差。換句話說(shuō)，外部電極22的下表面22a從元件主體21的安裝表面21a向內(nèi)凹進(jìn)。這種形狀可以消除當(dāng)該元件被安裝到該裝配部件時(shí)，這些外部電極與該裝配部件上提供的布線圖案接觸、并且使該元件主體無(wú)法固定到該裝配部件上。所以，它提供了增加該裝配部件布線圖案設(shè)計(jì)自由度以及該元件安裝自由度的效果。外部電極22的下表面22a與安裝參考平面23a之間的距離應(yīng)被設(shè)置得當(dāng)電路元件2被安裝到該裝配部件時(shí)，外部電極22的下表面22a與裝配部件之間形成一個(gè)間隙，而且最好被設(shè)置得不小于30μm。此外，外部電極22的下表面22a與安裝參考平面23a之間的距離最好被設(shè)置得不大于100μm，因?yàn)樵谠撻g隙太大的情況下，這些外部電極與該裝配部件的一個(gè)元件側(cè)表面之間的距離就會(huì)增加，這往往會(huì)導(dǎo)致電阻的增加或可靠性變差。此外，由于外部電極22在相對(duì)于高度參考平面23b的下方側(cè)面形成，而該高度參考平面23b則根據(jù)元件主體21的上表面21b來(lái)確定，所以這些外部電極22不會(huì)引起該元件厚度的增加。
圖5是將電路元件2安裝到裝配部件時(shí)所得的一個(gè)電路元件組件的一幅剖面圖，該裝配部件包括一塊電路板5以及該板上提供的一個(gè)布線圖案。在本實(shí)施例中，布線圖案6被安排在電路板5上，而且布線圖案6與電路元件2的外部電極22經(jīng)由導(dǎo)電材料7電氣連接。在本實(shí)施例中，電路圖案6被嵌入電路板以使其不從電路板5的一個(gè)表面凸出，所以布線圖案6的表面與電路板5的表面實(shí)際上位于同一平面。盡管電路元件2的元件主體21的安裝表面21a與電路板5接觸，但是由于電路元件2的外部電極22被安排在相對(duì)于安裝平面23a的上方區(qū)域之內(nèi)，所以在每個(gè)外部電極22的下表面22a與電路板5上提供的布線圖案6之間仍存在一個(gè)間隙8。
這樣，采用設(shè)計(jì)得當(dāng)元件被安裝時(shí)每個(gè)外部電極22與該裝配部件之間提供一個(gè)間隙的電路元件2，就能夠在電路元件2被安裝到該裝配部件的安裝狀態(tài)下，將電路元件2電氣連接到布線圖案6而不會(huì)在電路元件2的元件主體21與該裝配部件之間形成一個(gè)間隙。所以，就能夠獲得與采用符合實(shí)施例1的電路元件1同樣的效果。
此外，在本實(shí)施例中，由于布線圖案6不從電路板5的表面凸出，所以布線圖案的凸起不大可能使電路元件2的元件主體21無(wú)法固定到該電路板表面。所以，布線圖案6上為安裝一個(gè)電路元件所包含的各線路片之間的距離不必超過(guò)安排在電路元件2末端的兩個(gè)外部電極22之間的距離，因此，布線圖案設(shè)計(jì)與電路元件安裝的自由度得以進(jìn)一步增加。
應(yīng)當(dāng)注意，如圖4A與圖4B所示，本實(shí)施例的電路元件2被設(shè)計(jì)得在與安裝表面?zhèn)认喾吹囊粋?cè)，即在上表面?zhèn)龋獠侩姌O22只在元件主體21變薄部分的表面上形成，但是這些外部電極也可以在元件主體11上非變薄部分的一個(gè)表面上在上方側(cè)面形成。
下面將描述制造符合本發(fā)明的電路元件的方法的一個(gè)實(shí)施例。圖6A至圖6F是說(shuō)明制造電路元件2的方法的各個(gè)步驟的剖面圖。
如圖6A所示，將一種包含金屬粉末與有機(jī)粘合劑的導(dǎo)電軟膏25涂到(印制到)一塊原始片料24的預(yù)定區(qū)域，該原始片料是將一種包含無(wú)機(jī)粉末與有機(jī)粘合劑的混合物制成薄片形狀而得。
然后如圖6B所示，制備其上涂有導(dǎo)電軟膏25的多個(gè)原始片料24并將它們互相疊置。在如此獲得的疊片的最上層，疊制另一塊未涂印導(dǎo)電軟膏25的原始片料24，然后在疊置方向上對(duì)該疊片施加一個(gè)壓力，從而制得如圖6C所示的原始片料疊片26。應(yīng)當(dāng)注意，施加壓力的方法應(yīng)當(dāng)使要形成該外部電極的末端部分受壓后變得比其他部分更薄。這樣一來(lái)，在兩個(gè)末端就形成變薄的部分27。此后，在預(yù)定的切割位置18切割這些末端部分，就形成如圖6D所示的、具有預(yù)定尺寸的疊片。
然后，對(duì)疊片26進(jìn)行燒結(jié)，就能提供如圖6E所示的一個(gè)燒結(jié)陶瓷制品29，它組合了一個(gè)具有梳狀構(gòu)造的內(nèi)部電極，并且它的形狀使得形成外部電極的末端部分的厚度小于其他部分(中央部分)的厚度。
此后如圖6F所示，在燒結(jié)陶瓷制品29(相當(dāng)于元件主體21)的末端部分的表面上形成外部電極22。應(yīng)當(dāng)注意，盡管外部電極22是在本發(fā)明的電路元件2的燒結(jié)陶瓷制品29的末端部分的整個(gè)表面上形成，但是它們也可以至少部分地在這些末端部分形成。
作為形成變薄部分27的一種方法，舉例來(lái)說(shuō)，可以采用利用一塊在與要形成變薄部分27的區(qū)域?qū)?yīng)的部分帶有凸起的平板來(lái)擠壓疊片26的方法。此外，盡管在本實(shí)施例中，原始片料24被疊置時(shí)形成變薄部分27并在此后切割所得的疊片，但是也可以疊置并切割原始片料24并在此后壓縮其末端部分來(lái)使其變薄。
應(yīng)當(dāng)注意，可以采用與上述實(shí)施例1中制造原始片料14的那些方法相同的方法、并采用相同的材料來(lái)制造原始片料24。此外，可以采用與上述實(shí)施例1中導(dǎo)電軟膏15相同的方法以及相同的材料來(lái)制造導(dǎo)電軟膏25。再者，在燒結(jié)疊片26制造燒結(jié)陶瓷29時(shí)可以采用與實(shí)施例1相同的溫度與環(huán)境氣體。還有，也可以用與上述實(shí)施例1中形成外部電極12相同的方法以及相同的材料來(lái)形成外部電極22。
應(yīng)當(dāng)注意，盡管形成本實(shí)施例的外部電極22時(shí)使它們位于相對(duì)于元件主體21的上表面21b的下方側(cè)面，但是它們并非必須如此設(shè)計(jì)。它們可以被設(shè)計(jì)得至少使下表面22a位于相對(duì)于安裝參考平面23a的上方側(cè)面。所以，就如圖7A與圖7B所示的一個(gè)電路元件3那樣，該電路元件可以被設(shè)計(jì)得使外部電極32不一定被安排在相對(duì)于高度參考平面33b的下方側(cè)面，該參考平面根據(jù)元件主體31的一個(gè)上表面31b來(lái)確定。應(yīng)當(dāng)注意，在圖7B中，31a表示元件主體31的一個(gè)安裝表面，32a表示外部電極32的一個(gè)下表面，而33a表示一個(gè)安裝參考表面。
而且，在采用圖6A至圖6F所示的方法來(lái)制造電路元件3的情況下，對(duì)疊片26進(jìn)行壓縮來(lái)形成變薄部分27時(shí)最好只從下方側(cè)面壓縮疊片26，而不是從該上方與下方側(cè)面同時(shí)壓縮該疊片。其他步驟可以與參考圖6A至圖6F所述步驟相同。
再者，電路元件3可以采用另一種方法來(lái)制造。圖8A至圖8E表示制造電路元件3的方法的另一個(gè)示例。
首先如圖8A所示，制備兩類具有不同長(zhǎng)度的原始片料，它們是切割成希望形狀的第一原始片料34a與至少在一個(gè)方向上短于第一原始片料34a的第二原始片料34b。
按照長(zhǎng)度增加的順序疊置這些原始片料34a與34b并進(jìn)行燒結(jié)，從而形成一塊圖8B所示的薄陶瓷片基36，它的兩個(gè)末端部分在下方側(cè)面都具有凹口35，所以，要在上面形成外部電極的兩個(gè)末端都比其他部分(中央部分)更薄。
然后如圖8C所示，將一種包含無(wú)機(jī)粉末以及有機(jī)粘合劑或熱固性樹脂的混合物37涂印到陶瓷片基的較大的表面(圖中為上表面)。此外，在它的兩個(gè)末端印制一種包含金屬粉末以及有機(jī)粘合劑或熱固性樹脂的混合物38。在固化或燒結(jié)該涂印材料后，如圖8D所示將該涂印表面用一種熱固性樹脂39進(jìn)行封裝。
此后如圖8E所示，在比中央部分更薄的兩個(gè)末端部分的整個(gè)表面上形成外部電極32。這樣，就形成如圖7A與圖7B所示的電路元件3，它的結(jié)構(gòu)使得外部電極32的下表面32a相對(duì)于元件主體31的一個(gè)安裝表面31a具有一個(gè)高度差。應(yīng)當(dāng)注意，盡管在電路元件3中外部電極32在整個(gè)末端形成，但是外部電極32也可以至少部分地在每個(gè)末端形成。
混合物37可以根據(jù)電路元件3的功能來(lái)選擇。舉例來(lái)說(shuō)，在將電路元件3用作一個(gè)電阻器的情況下，可以采用碳、氧化釕等等來(lái)作為混合物37中所含的無(wú)機(jī)粉末?？梢圆捎门c上述實(shí)施例1的原始片料14中所用材料相同的材料來(lái)作為該有機(jī)粘合劑。用作熱固性樹脂的材料示例包括環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、三嗪A樹脂與亞胺樹脂。用來(lái)制備導(dǎo)電混合物38中所含金屬粉末的一種金屬選自如下一組金屬種的一種Ag、Pd、Au、Cu、Ni與Al，或者它們之中任何一種的合金或混合物。
此外，與適合制備混合物37中的有機(jī)粘合劑的材料相同的材料可以被用作導(dǎo)電混合物38中所用的熱固性樹脂或有機(jī)粘合劑。
舉例來(lái)說(shuō)，環(huán)氧樹脂可以被用來(lái)作為熱固性樹脂39。此外，一種無(wú)機(jī)粉末可以被混合到熱固性樹脂39，這種情況下的無(wú)機(jī)粉末的示例包括硅石、碳酸鈣、氧化鋁等等。連續(xù)自動(dòng)送進(jìn)成型、壓印、罐裝等等都可以被用作一種采用熱固性樹脂的封裝方法。盡管這里采用熱固性樹脂39來(lái)封裝該涂印表面，但是只要用其上印制有混合物37的電路部分受到保護(hù)，那么用于封裝的材料以及該封裝方法不受限制。舉例來(lái)說(shuō)，在混合物37被烤制到陶瓷片基36的情況下，就可以在上面涂印玻璃軟膏或者玻璃陶瓷軟膏來(lái)構(gòu)成一個(gè)防護(hù)層，從而封裝該電路部分。
應(yīng)當(dāng)注意，圖7A與圖7B所示的電路元件3的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以制造成具有一種與電路元件1與2相同的、帶有梳狀構(gòu)造的內(nèi)部電極。
將按上述方法制得的電路元件2或3安裝到裝配部件就可以構(gòu)成本實(shí)施例的電路元件組件。更具體地講，它可以采用與制造上述實(shí)施例1的電路元件組件相同的方法來(lái)制造。
實(shí)施例3下面參照例圖來(lái)描述符合本發(fā)明的電路元件的一個(gè)實(shí)施例。
圖9A是說(shuō)明本發(fā)明的電路元件4的一幅透視圖，而圖9B是圖9A所示電路元件4的、從一串雙點(diǎn)劃線D所取的一幅剖面圖。
電路元件4包括一個(gè)在其安裝表面41a的兩個(gè)末端(第一部分)帶有凹口41b的元件主體41，以及一個(gè)安排在這些凹口41b的表面的外部電極22。在圖9A與圖9B中，元件主體41的一個(gè)下表面是安裝表面41a，它是元件主體41的一個(gè)預(yù)定表面，而且如圖9B所示，一個(gè)安裝參考平面43a根據(jù)安裝表面41來(lái)確定。應(yīng)當(dāng)注意，安裝表面41a是在電路元件4被安裝到裝配部件時(shí)，元件主體41上正對(duì)該裝配部件的一個(gè)表面，而且安裝參考平面43a是包含元件主體41的安裝表面41a的一個(gè)平面。這里為方便起見，相對(duì)于安裝參考平面43a放置元件主體41的一個(gè)側(cè)面被稱為一個(gè)上方側(cè)面，而與上述一側(cè)相反的一側(cè)，即當(dāng)電路元件4被安裝到該裝配部件時(shí)放置該裝配部件的一側(cè)，被稱為一個(gè)下方側(cè)面。
在電路元件4中，外部電極42被安排在元件主體41的末端部分的部分表面上(在凹口41b的表面上)，而且在相對(duì)于安裝參考平面43a安排元件主體41的一側(cè)(即相對(duì)于安裝參考平面23a的一個(gè)上方側(cè)面)的區(qū)域之內(nèi)。在元件主體41中，安排外部電極42的每個(gè)部分41c具有凹口41b，因而它比其他部分(中央部分，第二部分)更薄。在電極42上正對(duì)安裝參考平面43a的一個(gè)下表面42a(下文將稱為一個(gè)下表面42a)與安裝參考平面43a之間的距離可以被設(shè)定得當(dāng)電路元件4被安裝到裝配部件時(shí)，能在外部電極42的下表面42a與安裝參考平面43a之間形成一個(gè)間隙，而且最好被設(shè)定得不小于30μm。此外，外部電極42的下表面42a與安裝參考平面43a之間的距離最好被設(shè)定得不大于100μm，因?yàn)樵谠撻g隙太大的情況下，這些外部電極與該裝配部件的一個(gè)元件側(cè)表面之間的距離會(huì)增加，這往往會(huì)引起電阻的增加以及可靠性變差。
圖10是將電路元件4安裝到裝配部件時(shí)所得到的一個(gè)電路元件組件的一幅剖面圖，該裝配部件由一層載體薄膜(片基)9與其上提供的一個(gè)布線圖案6構(gòu)成。在本實(shí)施例中，在載體薄膜9上提供布線圖案6，而且布線圖案6經(jīng)由導(dǎo)電材料7與電路元件4的外部電極42電氣連接。盡管在電路元件4被安裝到該裝配部件的狀態(tài)下，電路元件4的元件主體41與載體薄膜9接觸，但是在每個(gè)外部電極42與載體薄膜9上提供的布線圖案6之間仍存在一個(gè)間隙8。在間隙8中提供導(dǎo)電材料7，外部電極42與布線圖案6經(jīng)由導(dǎo)電材料7連接。
舉例來(lái)說(shuō)，可以采用金屬薄膜或樹脂薄膜來(lái)作為載體薄膜9。由Cu、Al、Ni等制成的金屬薄膜可以被用作該金屬薄膜。由PET(聚對(duì)苯二甲酸乙酯)、PPS(聚苯撐硫)、聚酰亞胺等等制造的薄膜可以被用作該樹脂薄膜。
這樣，采用設(shè)計(jì)得當(dāng)該元件被安裝時(shí)能在每個(gè)外部電極42與該裝配部件之間提供一個(gè)間隙的電路元件4，就能夠?qū)㈦娐吩?電氣連接到布線圖案6，而同時(shí)不會(huì)在電路元件4被安裝到該裝配部件的狀態(tài)下，在電路元件4的元件主體41與裝配部件之間形成一個(gè)間隙。所以，就能夠獲得與使用符合實(shí)施例1或2的電路元件1、2或3時(shí)相同的效果。此外，由于外部電極42只在電路元件4的安裝表面?zhèn)刃纬桑栽谑褂玫腿埸c(diǎn)金屬(譬如焊料)作為導(dǎo)電材料7的情況下，就能夠防止導(dǎo)電材料7在電路元件4的末端形成一個(gè)填角焊縫。這可以減少該元件周圍必要的區(qū)域與體積增加，從而能夠以高密度來(lái)安裝元件，而且提高元件之間的連接可靠性以及各層之間的連接可靠性。
應(yīng)當(dāng)注意，盡管在本實(shí)施例中采用載體薄膜9來(lái)作為電路元件組件的裝配部件的片基，但也可以像上述實(shí)施例1或2的電路元件組件中那樣使用電路板5。此外，也能夠使用載體薄膜9來(lái)作為上述實(shí)施例1或2的電路元件組件的裝配部件。
下面描述用于制造符合本發(fā)明的電路元件的方法的一個(gè)實(shí)施例。圖11A至圖11G是說(shuō)明制造電路元件4的方法的各個(gè)步驟的剖面圖。
如圖11A所示，制備被切割成希望形狀的一個(gè)第一原始片料44a以及其長(zhǎng)度在一個(gè)方向上比第一原始片料44a短的一個(gè)第二原始片料44b。然后，如圖11B所示，在原始片料44a與44b的預(yù)定位置上制造通孔45。
然后，如圖11C所示，在通孔45中填充一種由金屬粉末與有機(jī)粘合劑組成的過(guò)孔軟膏46。如圖11D所示，在原始片料44a與44b的上表面的預(yù)定區(qū)域涂印導(dǎo)電軟膏47，它是一種包含金屬粉末與有機(jī)粘合劑的混合物。制備多個(gè)第一與第二原始片料44a與44b，然后如圖11E所示按照長(zhǎng)度增加的順序疊置并燒結(jié)。結(jié)果，就制成一種燒結(jié)陶瓷制品50(相當(dāng)于元件主體41)，它的內(nèi)部具有多層的內(nèi)部布線49，并且如圖11F所示在下表面(一個(gè)在完工時(shí)將會(huì)變成安裝表面的表面)的兩個(gè)末端都具有凹口48。
最后，如圖11G所示在燒結(jié)陶瓷制品50的凹口48的表面形成外部電極42，從而制得電路元件4。
可以采用與制造上面描述的實(shí)施例1中的導(dǎo)電軟膏15所用材料相同的材料來(lái)作為過(guò)孔軟膏46與導(dǎo)電軟膏47中使用的金屬粉末與有機(jī)粘合劑。此外，對(duì)用于制造外部電極42的方法沒(méi)有特別限制，作為示例的方法包括一種施涂導(dǎo)電軟膏并對(duì)其燒結(jié)的方法、一種通過(guò)蒸汽沉積或噴涂來(lái)制造薄膜的方法、鍍膜方法等等。
對(duì)用于制造通孔45的方法也沒(méi)有特別限制，作為示例的方法包括一種采用沖床的沖孔方法、一種采用壓模的沖孔方法以及一種采用含碳?xì)怏w激光器的方法等等。
應(yīng)當(dāng)注意，盡管在本實(shí)施例中采用原始片料44a與44b并燒結(jié)這些原始片料的疊片來(lái)制造電路元件4，但是，電路元件4也可以采用下面所述的方法以及材料來(lái)制造。采用由包含至少無(wú)機(jī)粉末與熱固性樹脂在內(nèi)的一種混合物制造的片狀部件來(lái)代替原始片料44a與44b，并采用一種包含至少金屬粉末與熱固性樹脂的導(dǎo)電樹脂混合物來(lái)代替過(guò)孔軟膏46以及導(dǎo)電軟膏47，就可以按照與圖11A至圖11E所示方法相同的方法來(lái)制造包含導(dǎo)電樹脂混合物的片狀部件。將如此制得的片狀部件疊置，然后對(duì)該疊片進(jìn)行能使該熱固性樹脂固化的熱處理并加壓。這樣，就制得一個(gè)具有多層內(nèi)部布線的固化主體。在這種方法中，也像圖11G所示那樣，外部電極在最后階段形成。由于該電路元件4能夠在低溫下制造，所以從工業(yè)實(shí)用性的觀點(diǎn)來(lái)看，這種方法十分有用。此外，在實(shí)施例1與2的電路元件制造方法中，可以采用該上述片狀部件以及該導(dǎo)電樹脂混合物。
制造片狀部件所用的無(wú)機(jī)粉末的示例包括與上面描述的實(shí)施例1中制造原始片料14所用無(wú)機(jī)粉末相同的材料。此外，熱固性樹脂的示例包括環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、三嗪A樹脂、PPE(聚苯基醚)等等。
此外，上述各個(gè)實(shí)施例的電路元件可以具有根據(jù)需要而加以拋光的邊緣部分與頂點(diǎn)部分。由于它能防止電路元件碎裂，所以希望具有這些部分。舉例來(lái)說(shuō)，可以采用鼓式拋光作為該拋光方法。
應(yīng)當(dāng)注意，盡管在本實(shí)施例的說(shuō)明中描述了制造內(nèi)含多層內(nèi)部布線的電路元件4的一種方法，但是電路元件4不必內(nèi)含多層布線。所以，采用圖8A至圖8E所示的方法來(lái)制造該陶瓷片基，然后在這些凹口的表面形成外部電極，就可以獲得電路元件4的結(jié)構(gòu)。
再者，圖12A至圖12G所示的另一種方法也可以用來(lái)作為制造電路元件4的方法。首先如圖12A所示，將過(guò)孔軟膏46填充到原始片料44中預(yù)定位置上提供的通孔，該過(guò)孔軟膏是一種包含金屬粉末與有機(jī)粘合劑的混合物。然后如圖12B所示，將導(dǎo)電軟膏47涂印到原始片料44的上表面上的預(yù)定區(qū)域，其中該導(dǎo)電軟膏是金屬粉末與粘合劑的一種混合物。然后如圖12C所示，在某些原始片料44中每一個(gè)內(nèi)的預(yù)定區(qū)域上制造一個(gè)開孔71。換句話說(shuō)，要制備兩種類型的原始片料，即在預(yù)定位置上多個(gè)具有開孔71的某一類型的原始片料以及多個(gè)不具有開孔的其他類型的原始片料。然后如圖12D所示，按照使帶有開孔71的原始片料44被安排在一側(cè)的表面、不帶開孔71的原始片料44被安排在另一側(cè)的表面的方式來(lái)疊置原始片料44，從而制得一個(gè)疊片。此后如圖12E所示，在開孔71的內(nèi)側(cè)表面涂上導(dǎo)電軟膏72，并進(jìn)行燒結(jié)。如圖12F所示，在一個(gè)分割位置73將如此制得的燒結(jié)陶瓷制品進(jìn)行分割，該分割位置對(duì)應(yīng)于在內(nèi)側(cè)表面已經(jīng)用導(dǎo)電軟膏72涂過(guò)的每個(gè)開孔的基本位于中央的位置。這樣，就可以制造多個(gè)電路元件，如圖12G所示(亦可見圖9)，每個(gè)元件包括一個(gè)多層內(nèi)部布線49，在下表面的兩個(gè)末端具有凹口，而且在這些凹口的表面上帶有外部電極42。
將如此制得的電路元件4安裝到裝配部件就制得本發(fā)明的一個(gè)電路元件組件。更具體地講，可以采用與制造上述實(shí)施例1的電路元件組件相同的方法來(lái)制造該電路元件組件。
實(shí)施例4下面參考例圖來(lái)說(shuō)明符合本發(fā)明的電路元件內(nèi)置模塊的一個(gè)實(shí)施例。
圖13是說(shuō)明本發(fā)明的電路元件內(nèi)置模塊的結(jié)構(gòu)一幅剖面圖。本實(shí)施例的電路元件內(nèi)置模塊采用上述實(shí)施例1的一個(gè)電路元件組件(將電路元件1安裝到其上面形成布線圖案6的電路板5所得到的一個(gè)電路元件組件)來(lái)制造，其中電路元件1被嵌入一個(gè)電氣絕緣部件51a。在電路板5的表面及內(nèi)部提供了多個(gè)層布線圖案6(第一布線圖案)。在電路板內(nèi)及電路板上提供的布線圖案之間，不同層的圖案通過(guò)內(nèi)部過(guò)孔10電氣連接。在嵌有電路元件1的電氣絕緣部件51a的一個(gè)表面上安排一個(gè)布線圖案52a(第二布線圖案)，使得它經(jīng)由內(nèi)部過(guò)孔53a與電路板5內(nèi)部及其上提供的布線圖案6連接。此外，電氣絕緣部件51a被延伸出來(lái)以便覆蓋電路片基5上不安裝電路元件1的表面部分，類似地，一個(gè)布線圖案52a被安排在電氣絕緣部件51上，并通過(guò)內(nèi)部過(guò)孔53b與電路板5內(nèi)部及其上的布線圖案6電氣連接。一個(gè)半導(dǎo)體芯片54被嵌入電氣絕緣部件51a，而且與電路板5的表面上提供的一個(gè)布線圖案6電氣連接。在如此設(shè)計(jì)的電路元件內(nèi)置模塊的外層表面上安排的布線圖案52a上，安裝另一個(gè)元件55。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施例的、各個(gè)元件之間進(jìn)行三維電氣連接的電路元件內(nèi)置模塊，可以大量節(jié)省一個(gè)電路塊的空間及體積。所以，就能提供一個(gè)高密度、高可靠性的模塊。
對(duì)電路板5沒(méi)有特別的限制，可以采用常用的印刷電路板、陶瓷板等等。但是，通常希望使用一種采用與制造電氣絕緣部件51a與51b所用材料相同的電氣絕緣材料來(lái)在其內(nèi)部構(gòu)成多層布線構(gòu)造的電路板，因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)可以減少多層布線構(gòu)造與電氣絕緣部件51a與51b之間的熱膨脹差，從而獲得高的可靠性。
電氣絕緣部件51a與51b由一種包含至少無(wú)機(jī)填料與熱固性樹脂的混合物制造。用作該無(wú)機(jī)填料的材料可以根據(jù)要被嵌入的元件的一個(gè)線脹系數(shù)、一個(gè)導(dǎo)熱系數(shù)、一個(gè)彈性常數(shù)等來(lái)適當(dāng)確定。示例材料可以包括Al2O3、SiO2、SiC、AlN、Si3N4、BN等。在采用Al2O3或SiO2作為一種無(wú)機(jī)填料的情況下，它們會(huì)使該無(wú)機(jī)填料的混合更加容易，從而可以進(jìn)行高密度的填充。在采用SiO2作為該無(wú)機(jī)填料的情況下，它會(huì)降低電氣絕緣部件51a與51b的介電常數(shù)。所以考慮到對(duì)高速信號(hào)作用有利，最好采用SiO2。再有，在采用Al2O3、AlN或Si3N4作為該無(wú)機(jī)填料的情況下，電氣絕緣部件51a與51b具有較高的導(dǎo)熱性。所以考慮到為減少內(nèi)置元件中的溫度上升，最好使用Al2O3、AlN或Si3N4。適用的熱固性樹脂示例包括環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、三嗪A樹脂、PPE(聚苯基醚)等?？紤]到高電氣可靠性及高強(qiáng)度，也最好使用這些材料。此外，在整個(gè)電氣絕緣材料中，無(wú)機(jī)填料的含量的重量百分比最好為70％至95％。再者，除了該無(wú)機(jī)填料與熱固性樹脂外，還可以添加耦合劑、分散劑、冷卻劑、解脫劑等等。舉例來(lái)說(shuō)，環(huán)氧硅烷基類型、氨基硅烷基類型或鈦酸鹽基類型可以在這里被用作該耦合劑。
應(yīng)當(dāng)注意，盡管圖13所示的、符合本實(shí)施例的電路元件內(nèi)置模塊除了電路元件1外還組合了一個(gè)半導(dǎo)體芯片54，但該模塊也可以設(shè)計(jì)得只將電路元件1嵌入電氣絕緣部件51a與51b，而半導(dǎo)體芯片54可以安裝在該模塊的表面。此外，也不一定要提供元件55，而且如果有的話，也可以適當(dāng)選擇。再者，在該電路元件內(nèi)置模塊中，各層中的布線圖案6、52a與52b通過(guò)內(nèi)部過(guò)孔10、53a與53b連接，但也可以采用鍍膜通孔來(lái)代替。
下面將描述制造符合本發(fā)明的電路元件內(nèi)置模塊的方法的一個(gè)實(shí)施例。圖14A至圖14H是幾個(gè)剖面圖，它們說(shuō)明制造圖13所示電路元件內(nèi)置模塊的方法的各個(gè)步驟。
首先如圖14A所示，制備一個(gè)上述實(shí)施例1的電路元件組件，其中電路元件1被安裝到其上提供布線圖案6的電路板5。
然后，將一種至少包含無(wú)機(jī)填料與未固化熱固性樹脂的混合物制成薄片形狀，從而制得一個(gè)片狀絕緣物61。此外，在該片狀絕緣物61的預(yù)定位置制造通孔，并且將包含至少金屬粉末與處于未固化狀態(tài)的熱固性樹脂的一種導(dǎo)電樹脂62填充到這些通孔。如圖14B所示將該片狀絕緣物61與用來(lái)形成布線圖案的一塊金屬箔63按照規(guī)定的順序疊置在該電路元件組件上。此后，對(duì)如此獲得的疊片加熱并加壓，該片狀絕緣物61就會(huì)流動(dòng)，從而使電路元件1被嵌入片狀絕緣物61，同時(shí)該片狀絕緣物61以及導(dǎo)電樹脂62中所含的熱固性樹脂被固化，從而使該疊片成為一體。這樣，如圖14C所示，該片狀絕緣物61就構(gòu)成電氣絕緣部件51a，而導(dǎo)電樹脂混合物62則構(gòu)成內(nèi)部過(guò)孔53a。
此后，如圖14D所示，對(duì)金屬箔63加以處理來(lái)構(gòu)成布線圖案52a。
此外，如圖14E所示，一個(gè)半導(dǎo)體芯片54被安裝到電路板5上不安裝電路元件1的表面。然后如圖14F所示，將與圖14B所示相同的片狀絕緣物61與金屬箔63疊置在一起，并對(duì)該疊片加熱與加壓。這樣一來(lái)，半導(dǎo)體芯片54就被嵌入片狀絕緣物61，而同時(shí)片狀絕緣物61以及導(dǎo)電樹脂混合物62中所含的熱固性樹脂被固化，從而使該疊片成為一體。這樣，片狀絕緣物61就構(gòu)成電氣絕緣部件51b，而導(dǎo)電樹脂混合物62則構(gòu)成內(nèi)部過(guò)孔53b，如圖14G所示。然后，對(duì)金屬箔63加以處理來(lái)形成布線圖案52b，從而制得圖14G所示的電路元件內(nèi)置模塊。
然后，如圖14H所示將一個(gè)元件55安裝到該電路元件內(nèi)置模塊的一個(gè)外表面，就完成了圖13所示的電路元件內(nèi)置模塊。
應(yīng)當(dāng)注意，盡管在本實(shí)施例中，片狀絕緣物61被疊置到電路片基5的兩個(gè)主表面，而且在該片基的表面上形成布線圖案52a與52b，但是也可以在布線圖案52a與52b上疊置片狀絕緣物61并安裝電路元件1，從而獲得多層模塊。
應(yīng)當(dāng)注意，在參考圖14C與圖14G描述的加熱加壓過(guò)程中的溫度可以根據(jù)片狀絕緣物61與導(dǎo)電樹脂混合物62中所含的熱固性樹脂的固化溫度來(lái)確定，但通常最好被設(shè)定在140℃至210℃。這是因?yàn)?，如果溫度比它更低，這些熱固性樹脂的固化就不充分，但如果溫度比它更高，就會(huì)發(fā)生該模塊內(nèi)所組合的熱固性樹脂的分解以及元件的失靈。
作為將金屬箔63處理成布線圖案52a與52b的一種方法，舉例來(lái)說(shuō)，可以采用化學(xué)蝕刻。
本發(fā)明的電路元件內(nèi)置模塊的另一個(gè)實(shí)施例具有圖15所示的結(jié)構(gòu)。在該電路元件內(nèi)置模塊中，兩個(gè)電路元件組件(其中每一個(gè)均是通過(guò)在電路板5上安裝電路元件1而獲得的)被排列得使安裝電路元件1的每個(gè)表面彼此相對(duì)放置，而且在其間提供一個(gè)電氣絕緣部件51。安裝在電路元件組件上的電路元件1就在電氣絕緣部件51之內(nèi)。在電路板5的表面及內(nèi)部提供了多個(gè)層布線圖案6，不同層的布線圖案通過(guò)內(nèi)部過(guò)孔10電氣連接。此外，電路板5的各個(gè)表面上提供的各個(gè)布線圖案6經(jīng)由電氣絕緣部件51中提供的內(nèi)部過(guò)孔53彼此電氣相連。
圖16A與圖16B是剖面圖，它們說(shuō)明制造圖15所示電路元件內(nèi)置模塊的方法的各個(gè)步驟。
首先，制備上述實(shí)施例1的兩個(gè)電路元件組件以及一個(gè)片狀絕緣物61，每個(gè)組件都是將電路元件1安裝到電路板5上而構(gòu)成。然后如圖16A所示，將片狀絕緣物61安排在兩個(gè)電路元件組件之間，它們?cè)谶@種狀態(tài)下被疊置到一起，從而構(gòu)成一個(gè)疊片。在片狀絕緣物61的預(yù)定位置上制造通孔，并用導(dǎo)電樹脂混合物62加以填充。應(yīng)當(dāng)注意，片狀絕緣物61及導(dǎo)電樹脂混合物62與前面所述的材料相同。此后，對(duì)該疊片加熱并加壓，電路元件1就被嵌入片狀絕緣物61，同時(shí)片狀絕緣物61與導(dǎo)電樹脂混合物62被固化，從而就可以整體提供所有這些部件。如圖16B所示，片狀絕緣物61變成電氣絕緣部件51，而導(dǎo)電樹脂混合物62則變成內(nèi)部過(guò)孔53。
應(yīng)當(dāng)注意，采用由電路元件1及包含電路板5與布線圖案6的裝配部件構(gòu)成的電路元件組件的方法被描述成制造本實(shí)施例的一個(gè)電路元件內(nèi)置模塊的方法。然而，該方法不限于此，采用符合實(shí)施例2或3的電路元件組件也可以制造相同的電路元件內(nèi)置模塊。下面將參考圖17A至圖17D來(lái)描述一種利用上述實(shí)施例3的電路元件組件制造電路元件內(nèi)置模塊的方法。
首先如圖17A所示，制備一個(gè)前面所述的實(shí)施例3的一個(gè)電路元件組件，它的結(jié)構(gòu)是將電路元件1安裝在一層其上面提供布線圖案6的載體薄膜9上。
然后如圖14B所示，將帶有填充了導(dǎo)電樹脂混合物62的通孔的一塊片狀絕緣物61以及用于制造布線圖案6的一塊金屬箔疊63疊置在圖17A所示的電路元件組件上，對(duì)其加熱并加壓。這樣一來(lái)，電路元件4被嵌入片狀絕緣物61，而片狀絕緣物61以及導(dǎo)電樹脂混合物62中的熱固性樹脂則被固化，從而就能整體提供所有這些部件。這樣，如圖17B所示，片狀絕緣物61變成電氣絕緣部件51，而導(dǎo)電樹脂混合物62則變成內(nèi)部過(guò)孔53。
此后，將該金屬箔63加工成布線圖案52，同時(shí)除去載體薄膜9，從而制得圖17C所示的電路元件內(nèi)置模塊。然后如圖17D所示，將半導(dǎo)體芯片54安裝到它的一個(gè)表面，就完成了一個(gè)電路元件內(nèi)置模塊。
根據(jù)本實(shí)施例，電路元件4與載體薄膜9上的布線圖案6相連，固定布線圖案6的電路片基變得沒(méi)有必要，而且得到了一個(gè)厚度小而且體積小的電路元件內(nèi)置模塊。
再有，在每一個(gè)上述實(shí)施例中，一種通常使用的金屬箔可以被用來(lái)制造布線圖案6，而銅、鋁、銀或鎳可以被用來(lái)作為該金屬箔。
還有，對(duì)上述實(shí)施例中的電路元件1至4的功能沒(méi)有特別限制，但是它們最好是電容器、疊片陶瓷電容器、電感器、電阻器等等。這是因?yàn)檫@些元件比較容易制造成希望的形狀。
示例下面更詳細(xì)地描述本發(fā)明的一個(gè)電路元件、本發(fā)明的使用該電路元件的一個(gè)電路元件組件與一個(gè)元件內(nèi)置模塊以及制造它們的方法。
例1作為示例1，下面描述符合上述實(shí)施例1的電路元件1、電路元件組件以及利用它們構(gòu)成的電路元件內(nèi)置模塊的特定示例。
首先說(shuō)明用于制造電路元件1的一個(gè)陶瓷原始片料14。在本示例中，將BaTiO3粉末(SAKAI CHEMICAL INDUSTRY CO.，LTD生產(chǎn)的BT-03，平均顆粒直徑0.3μm)以及由Mn3O4(TOSOH CORPORATION生產(chǎn)的Brownox)、Dy2O3(SHIN-ETSU CHEMICAL CO.，LTD.生產(chǎn)的DSU)、MgO(TATEHO CHEMICAL INDUSTRIES CO.，LTD.生產(chǎn)的#5000)、BaCO3(NIPPON CHEMICAL INDUSTRIES CO.，LTD.生產(chǎn)的F-03)、CaCO3(UBEMATERIAL INDUSTRIES，LTD.生產(chǎn)的3N-B)與SiO2(NACALAI TESQUE，INC.生產(chǎn)的GR等級(jí))組成的、作為助劑的材料放入罐中，使BaTiO3約占重量的99.2％，助劑共約占重量的0.8％，用氧化鋯球作介質(zhì)進(jìn)行球磨，研磨該混合物大約20小時(shí)。在一臺(tái)設(shè)定為120℃的轉(zhuǎn)筒式干燥機(jī)來(lái)干燥所得的全部懸浮液，從而獲得粉末。用一臺(tái)氧化鋁研磨機(jī)研磨該干燥粉末，用30篩目的粗篩除去粗顆粒，就得到一種無(wú)機(jī)粉末。然后，以包含縮醛樹脂(butyralresin)作為一種主成分的有機(jī)粘合劑與如此制得的上述無(wú)機(jī)粉末混合，以氧化鋯球作介質(zhì)來(lái)球磨6個(gè)小時(shí)使其分散，就制得料漿。用刮涂法將該料漿制成一層薄膜來(lái)獲得一種厚度大約為6μm的原始片料。此外，還采用同樣的方法制得厚度為50μm的另一種原始片料。
另一方面，制備鎳制軟膏來(lái)用作一種導(dǎo)電軟膏15，并且將該鎳制軟膏涂印到如上所得的厚度為6μm的原始片料，就形成圖3A所示的一種內(nèi)部電極圖案。然后，將100塊已經(jīng)涂印了鎳制軟膏以便形成內(nèi)部電極圖案的原始片料疊置在一起，再在主表面上疊置4塊厚度各為50μm的原始片料構(gòu)成保護(hù)層。對(duì)它加熱并加壓，就制得圖3B所示的一個(gè)疊片16。此后，將疊片16切割成小塊，從而制得各為3.2mm×1.6mm的疊層原始芯片。
然后從該疊層原始芯片中除去該粘合劑，對(duì)該芯片進(jìn)行燒結(jié)，就得到圖3D所示的燒結(jié)陶瓷制品18。除去粘合劑的方法是在環(huán)境大氣中以15℃/hr的升溫速率將該疊片加熱到400℃，在400℃下保持5個(gè)小時(shí)，再在爐中冷卻。燒結(jié)的方法是在氮?dú)浠旌蠚怏w中以200℃/hr的升溫速率將該疊片從室溫加熱到900℃，在900℃下保持1小時(shí)，同時(shí)運(yùn)行一臺(tái)質(zhì)量流量控制器來(lái)將氧壓調(diào)節(jié)到低于平衡氧分壓兩個(gè)數(shù)量級(jí)(order of magnitude)以便進(jìn)行鎳的氧化還原反應(yīng)。然后，在運(yùn)行該質(zhì)量流量控制器以便維持每個(gè)溫度下的前述氧分壓的同時(shí)，以200℃/hr的升溫速率將溫度升高到1325℃，并在1325℃下保持2小時(shí)，然后以200℃/hr的速率將溫度降到室溫。此后，對(duì)燒結(jié)陶瓷制品18進(jìn)行鼓式拋光使邊緣光滑，并且在兩個(gè)末端的部分涂上銅制軟膏作為到達(dá)這些內(nèi)部電極的引線，就構(gòu)成了外部電極12。此外，在電極12的表面連續(xù)施加鎳涂層與焊料涂層，就制得結(jié)構(gòu)與上述電路元件1結(jié)構(gòu)相同的疊層芯片電容器。
如此得到的疊層芯片電容器的厚度采用一把千分卡尺來(lái)測(cè)定。該中央部分的厚度對(duì)50塊的平均值經(jīng)測(cè)定為0.780mm，而每個(gè)末端的外部電極部分的厚度對(duì)50塊的平均值經(jīng)測(cè)定為0.615mm。
為了測(cè)定本示例中制造的疊層芯片電容器在被嵌入時(shí)的損壞情況，將本示例的一個(gè)疊層芯片電容器安裝到一塊帶有35μm厚度銅箔布線的玻璃纖維環(huán)氧樹脂印刷電路板(MATSUSHITA ELECTRIC WORKS，LTD.生產(chǎn))。在安裝時(shí)，采用低共熔焊料軟膏，并采用峰值溫度為230℃的回流特性進(jìn)行回流處理。觀察它的安裝后狀態(tài)就確認(rèn)，該疊層芯片電容器的元件主體與布線板以與圖2所示相同的方法接觸，同時(shí)這些外部電極經(jīng)由該焊料與該布線圖案連接，但不與該布線板直接接觸。
下面將描述制造片狀絕緣物61的一種方法，這種片狀絕緣物將會(huì)變成本例疊層芯片電容器將要被嵌入其中的電氣絕緣部件51。
首先，混合無(wú)機(jī)填料與未固化熱固性樹脂來(lái)制造一種料漿。制造該絕緣物的混合物的組分包括(i)重量百分比88％的Al2O3(SHOWA DENKOK.K.生產(chǎn)的AS-40)作為無(wú)機(jī)填料；(ii)重量百分比10％的熱固性樹脂多功能環(huán)氧樹脂(SANYU REC CO.，LTD.生產(chǎn)的NVR-1010)；(iii)其他添加劑，包括重量百分比0.05％的促硬劑(SANYU REC CO.，LTD.生產(chǎn)的IMIDAZOL)、重量百分比0.4％的碳黑(TOYG CARBON CO.，LTD.生產(chǎn))以及重量百分比0.55％的耦合劑(AJINOMOTO-FINE-TECHNO CO.，INC.生產(chǎn)的PLENACT KR46-B)。
在這些材料中加入甲基乙基酮(MEK)作為一種溶劑，并用去泡攪拌裝置(MATSUO SANGYO CO.，LTD.生產(chǎn))進(jìn)行攪拌。MEK的加入使該混合物的粘度降低，從而可以將它制備成料漿，但是可以認(rèn)為MEK并不包含在該混合物中，因?yàn)樗鼤?huì)通過(guò)后續(xù)的干燥過(guò)程被除去。
用刮涂法將這種料漿涂到一層由聚對(duì)苯二甲酸乙酯(PET)制造的、經(jīng)過(guò)解脫處理的薄膜。此后，在90℃下進(jìn)行干燥，從而除去該溶劑。這樣，就制得如圖14B所示的片狀絕緣物61。
分別準(zhǔn)備重量百分比87％的銅粉(MITSUI MINING & SMELTING CO.，LTD.生產(chǎn))、重量百分比3％的雙酚A型環(huán)氧樹脂(JAPAN EPOXY RESINSCO.，LTD.生產(chǎn)的EPIKOTE 828)、重量百分比9％的縮水甘油醚基環(huán)氧樹脂(NISSAN KASEI生產(chǎn)的YD-171)以及重量百分比1％的胺類絡(luò)合物固化劑(AJINOMOTO-FINE-TECHNO CO.，INC.生產(chǎn)的MY-24)，用一臺(tái)三輥研磨機(jī)混合，從而制得一種導(dǎo)電樹脂混合物62。
采用數(shù)控沖床(UHT CORP.生產(chǎn))在上述片狀絕緣物61的預(yù)定位置沖制直徑各為0.3mm的通孔，而且將導(dǎo)電樹脂混合物62填充到這些通孔。將這樣制得的片狀絕緣物61疊置到已經(jīng)安裝了該疊層芯片電容器的印刷電路板，再在上面疊置一層一側(cè)具有粗糙表面、其厚度為18μm的銅箔。然后在150℃與1Mpa下對(duì)其進(jìn)行熱處理與加壓處理一個(gè)小時(shí)，使得該疊層芯片電容器嵌入片狀絕緣物61，從而整體提供片狀絕緣物61與該印刷電路板。
例2作為示例2，下面來(lái)描述符合上述實(shí)施例2的電路元件2、電路元件組件以及利用它們構(gòu)成的電路元件內(nèi)置模塊的特定示例。
采用與例1相同的方法來(lái)制造原始片料，將單獨(dú)制備的鎳制軟膏涂印到這些原始片料。然后按照與例1相同的方法疊置這些原始片料。此后，在對(duì)如此制得的疊片進(jìn)行加熱與加壓處理，就可制得在后續(xù)處理中將要形成外部電極的位置上帶有凸起的一對(duì)平板以及圖6C所示的疊片26。然后，將該疊片切割成小塊，從而制得各為3.2mm×1.6mm的疊層原始芯片。對(duì)每個(gè)疊層原始芯片實(shí)施與例1相同的粘合劑去除處理、燒結(jié)處理、使邊緣光滑的鼓式拋光處理以及外部電極生成處理，就制得一個(gè)如圖6F所示的、在兩個(gè)末端具有凹部的疊層芯片。
對(duì)如此制得的疊層芯片電容器的厚度采用一個(gè)千分卡尺來(lái)測(cè)定。中央部分的厚度對(duì)50塊的平均值經(jīng)測(cè)定為0.780mm，而每個(gè)末端的外部電極部分的厚度對(duì)50塊的平均值經(jīng)測(cè)定為0.540mm。
采用與例1相同的方法將這個(gè)疊層芯片電容器安裝到一塊印刷電路板，并將它嵌入片狀絕緣物61，就制得一個(gè)電路元件內(nèi)置模塊。
例3作為示例3，下面將描述符合上述實(shí)施例3的電路元件4、電路元件組件以及利用它們構(gòu)成的電路元件內(nèi)置模塊的特定示例。
在本示例中，采用原始片料并通過(guò)低溫?zé)Y(jié)的方式來(lái)制備一塊陶瓷片基。作為制造本實(shí)施例的原始片料的材料，要準(zhǔn)備重量百分比88％的Al2O3與硼硅玻璃的混合物粉末(NIPPON ELECTRIC GLASS CO.，LTD.生產(chǎn)的MLS-1000)、重量百分比10％的聚乙烯醇縮丁醛(ASAHI KASETCORPORATION生產(chǎn))以及重量百分比2％的鄰苯二甲酸丁基芐酯(KANTOKAGAKU生產(chǎn))，并加入甲苯作為一種溶劑。然后在其中加入氧化鋁球，使該混合物在一個(gè)罐內(nèi)經(jīng)過(guò)48小時(shí)的球磨及混合。這樣就得到一種料漿。采用這種料漿，用刮涂法制得多個(gè)厚度大約為0.22mm的原始片料。
分別準(zhǔn)備重量百分比75％的銀粉(MITSUI MINING & SMELTING CO.，LTD.生產(chǎn))、重量百分比5％的乙基纖維(DOW CHEMICAL CO.生產(chǎn))、重量百分比15％的萜品醇(KANTO KAGAKU生產(chǎn))以及重量百分比5％的鄰苯二甲酸丁基芐酯(KANTO KAGAKU生產(chǎn))，并用三輥研磨機(jī)研磨，從而制得一種導(dǎo)電軟膏。
將如此獲得的原始片料切割成預(yù)定的大小，采用一臺(tái)沖床沖制各具直徑0.15mm的通孔。此外，在如此獲得的多個(gè)原始片料中的預(yù)定數(shù)量的原始片料的預(yù)定位置形成0.10mm寬的開口，通過(guò)網(wǎng)目印刷將前述導(dǎo)電軟膏填充到這些通孔。然后，再將布線圖案印制到這些原始片料。
準(zhǔn)備好如此制得的多個(gè)原始片料，將它們疊置起來(lái)，疊置方法是使具有開孔的一塊原始片料被排列在一側(cè)，而沒(méi)有開孔的一塊原始片料被排列在另一側(cè)，然后加熱并加壓。這樣就得到一塊疊片。此后，在這些原始片料中提供的開孔內(nèi)壁涂上該導(dǎo)電軟膏。
此后，進(jìn)行粘合劑去除處理與燒結(jié)處理。在一個(gè)電爐中以25℃/hr的速率將該疊片加熱到500℃，在500℃下在空氣中保持2個(gè)小時(shí)，就會(huì)除去粘合劑。此后，在一臺(tái)帶式爐內(nèi)在900℃下對(duì)它燒結(jié)20分鐘。然后，基本在每個(gè)開孔的中心位置切割如此制得的燒結(jié)疊片，從而得到多個(gè)電路元件。在該疊片被切割成多個(gè)電路元件的狀態(tài)下，這些原始片料的開孔就構(gòu)成圖4B所示的電路元件4的凹口41b，而且，由于燒結(jié)的結(jié)果，涂在這些開孔內(nèi)壁的導(dǎo)電軟膏就形成外部電極42。而且在本示例中，還在外部電極42上涂上鎳涂層與錫涂層，從而完成各尺寸為3.2mm×1.6mm的電路元件4。
這樣制造的電路元件4按照與例1與例2相同的方法被安裝到一塊印刷電路板，并被嵌入片狀絕緣物61，就制得一個(gè)電路元件內(nèi)置模塊。
對(duì)照示例1在對(duì)照示例1中，采用一個(gè)市場(chǎng)上供應(yīng)的陶瓷電容器(MATSUSHITAELECTRIC INDUSTRIES CO.，LTD.生產(chǎn)，3.2mm×1.6mm×0.85mm)，將它按照與例1相同的方法安裝到一塊印刷電路板。這里，在該陶瓷電容器的一個(gè)元件主體與該印刷電路板之間形成一個(gè)間隙。而且，采用與例1相同的方法使該陶瓷電容器嵌入一塊片狀絕緣物61中，從而得到比較示例1中的一個(gè)電路元件內(nèi)置模塊。
采用X射線傳輸成像設(shè)備(HITACHI CONSTRUCTION MACHINERYCO.，LTD.制造)觀察這樣制得的例1至例3以及比較示例1的電路元件內(nèi)置模塊，確定這些電路元件是否產(chǎn)生破裂。結(jié)果是，在例1至例3的電路元件內(nèi)置模塊中(每個(gè)示例制造了50個(gè))，沒(méi)有一個(gè)發(fā)生電路元件破裂。相反，在對(duì)照示例1的電路元件內(nèi)置模塊中(制造了50個(gè))，45個(gè)發(fā)生了電路元件破裂。這樣就發(fā)現(xiàn)，例1至例3的電路元件能夠抵抗這些元件被嵌入這些電氣絕緣部件時(shí)可能產(chǎn)生的損壞。
如上所述，本發(fā)明的電路元件與電路元件組件在安裝狀態(tài)下幾乎不發(fā)生損壞，而且也幾乎不會(huì)由于，譬如說(shuō)，安裝該電路元件所用的導(dǎo)電材料的再次熔化而發(fā)生接線短路。還有，采用本發(fā)明的電路元件內(nèi)置模塊結(jié)構(gòu)，能夠獲得一個(gè)高密度、高可靠性的電路元件內(nèi)置模塊。
本發(fā)明也可以采用其他形式來(lái)實(shí)現(xiàn)而不偏離它的精神與基本特征。從所有方面來(lái)看，在這個(gè)申請(qǐng)中公布的實(shí)施例只應(yīng)被認(rèn)為是示例而并非限制。本發(fā)明的范圍由下附權(quán)利要求來(lái)說(shuō)明而不是由前面的描述來(lái)說(shuō)明，而且在與這些權(quán)利要求相當(dāng)?shù)暮x與范圍之內(nèi)的所有變化均被認(rèn)為已經(jīng)被包含在其中。
權(quán)利要求
1.一個(gè)電路元件，包括元件主體；以及在該元件主體的端部設(shè)置的外部電極，其中該元件主體的形狀使得該元件主體上設(shè)置該外部電極的第一部分比該元件主體的第二部分更薄，該第二部分是其上不設(shè)置該外部電極的部分，而且在該第一部分最薄的位置上該第一部分的厚度不大于該第二部分的厚度的90％，而且該外部電極被安排在該元件主體相對(duì)于一個(gè)參考平面放置的一個(gè)側(cè)面的區(qū)域內(nèi)，該參考平面包含該元件主體的一個(gè)預(yù)定表面，該元件主體的該預(yù)定表面是在該電路元件被安裝到裝配部件時(shí)該元件主體上正對(duì)該裝配部件的一個(gè)表面。
2.按照權(quán)利要求1的電路元件，其中該外部電極正對(duì)該參考平面的一個(gè)表面相對(duì)于該參考平面傾斜成一個(gè)不小于10°且不大于50°的傾斜角。
3.按照權(quán)利要求1的電路元件，其中從該參考平面到該外部電極上正對(duì)該參考平面的表面的距離在該表面與該參考平面相距最遠(yuǎn)的位置上不小于30μm且不大于100μm。
4.按照權(quán)利要求1的電路元件，其中該外部電極被安排得不跨越該參考平面。
5.按照權(quán)利要求1的電路元件，其中該電路元件是一個(gè)表面安裝芯片元件。
6.按照權(quán)利要求5的電路元件，其中該芯片元件是從如下一組元件中選擇的至少一種電阻器、電容器與電感器。
7.一個(gè)電路元件組件，包括裝配部件，包括一塊片基以及在該片基上設(shè)置的一個(gè)布線圖案；電路元件，包括元件主體以及在該元件主體的端部設(shè)置的外部電極，該電路元件被安裝到該裝配部件；以及一種導(dǎo)電材料，它使該外部電極與該布線圖案電氣連接，其中在該電路元件中，該元件主體的形狀使得該元件主體上設(shè)置這些外部電極的第一部分比該元件主體的第二部分更薄，該第二部分是其上不設(shè)置該外部電極的部分，該外部電極被安排在該元件主體被相對(duì)于一個(gè)參考平面放置的一個(gè)側(cè)面的區(qū)域之內(nèi)，該參考平面包含該元件主體的一個(gè)預(yù)定表面，該元件主體的該預(yù)定表面是當(dāng)該電路元件被安裝到該裝配部件時(shí)，該元件主體上正對(duì)該裝配部件的一個(gè)表面，以及該電路元件被安排到該裝配部件上的方式使得該元件主體與該裝配部件接觸。
8.按照權(quán)利要求7的電路元件組件，其中該布線圖案不從該片基的表面上凸出。
9.按照權(quán)利要求7的電路元件組件，其中該片基是一塊包含電氣絕緣材料的電路板。
10.按照權(quán)利要求9的電路元件組件，其中該電路板具有多層布線構(gòu)造，其中布線圖案被安排在該電氣絕緣材料中的多個(gè)層內(nèi)。
11.按照權(quán)利要求7的電路元件組件，其中該片基是一層載體薄膜。
12.按照權(quán)利要求7的電路元件組件，其中該導(dǎo)電材料是一種導(dǎo)電樹脂混合物，它包含一種焊料，或者金屬粉末與熱固性樹脂的一種化合物。
13.按照權(quán)利要求12的電路元件組件，其中該焊料包含從如下一組金屬中選擇的至少一種作為它的一個(gè)主要成分Pb、Cu、Zn、Sn、Ag與In。
14.按照權(quán)利要求12的電路元件組件，其中該金屬粉末包含從如下一組金屬中選擇的至少一種Au、Ag、Cu、Ni、Pd與Pt。
15.按照權(quán)利要求7的電路元件組件，其中，在該元件主體中，在該第一部分最薄的位置處的該第一部分的厚度不大于該第二部分的厚度的90％。
16.按照權(quán)利要求7的電路元件組件，其中該外部電極上正對(duì)該參考平面的一個(gè)表面相對(duì)于該參考平面傾斜成一個(gè)不小于10°且不大于50°的傾斜角。
17.按照權(quán)利要求7的電路元件組件，其中從該參考平面到該電路元件的外部電極上正對(duì)該參考平面的一個(gè)表面的距離在該表面與該參考平面相距最遠(yuǎn)的位置處不小于30μm且不大于100μm。
18.按照權(quán)利要求7的電路元件組件，其中該電路元件的外部電極被安排得不跨越該參考平面。
19.按照權(quán)利要求7的電路元件組件，其中該電路元件是一個(gè)表面安裝芯片元件。
20.按照權(quán)利要求19的電路元件組件，其中該芯片元件是從如下一組元件中選擇的至少一種電阻器、電感器與電容器。
21.按照權(quán)利要求7的電路元件組件，其中該導(dǎo)電材料不凸出到相對(duì)于該參考平面的裝配部件側(cè)的區(qū)域，該裝配部件側(cè)是放置該裝配部件的一側(cè)。
22.一個(gè)電路元件內(nèi)置模塊，包括電路元件，包括一個(gè)元件主體以及在該元件主體的端部設(shè)置的一個(gè)外部電極；與該電路元件的外部電極電氣連接的第一布線圖案；使該外部電極與該第一布線圖案電氣連接的導(dǎo)電材料；以及將該電路元件組合在其內(nèi)的電氣絕緣部件，其中，在該電路元件內(nèi)，該元件主體的形狀使該元件主體上設(shè)置該外部電極的第一部分比該元件主體的第二部分更薄，該第二部分是其上不設(shè)置該外部電極的部分，且該外部電極被安排在該元件主體被相對(duì)于參考平面放置的一個(gè)側(cè)面的區(qū)域之內(nèi)，該參考平面包含該元件主體的一個(gè)預(yù)定表面，該元件主體的該預(yù)定表面是在該電路元件被安裝到裝配部件時(shí)，該元件主體上正對(duì)該裝配部件的一個(gè)表面。
23.按照權(quán)利要求22的電路元件內(nèi)置模塊，其中該電氣絕緣部件包含無(wú)機(jī)填料與熱固性樹脂。
24.按照權(quán)利要求22的電路元件內(nèi)置模塊，它還包括在該電氣絕緣部件內(nèi)部或其上設(shè)置的、與該第一布線圖案電氣連接的第二布線圖案。
25.按照權(quán)利要求24的電路元件內(nèi)置模塊，其中提供了多個(gè)第二布線圖案，而且該第一布線圖案通過(guò)該電氣絕緣部件中提供的內(nèi)部過(guò)孔與該多個(gè)第二布線圖案中的至少一個(gè)電氣連接。
26.按照權(quán)利要求22的電路元件內(nèi)置模塊，其中該第一布線圖案在片基上，而且不從該片基的表面凸出。
27.按照權(quán)利要求26的電路元件內(nèi)置模塊，其中該片基是一塊包含電氣絕緣材料的電路板。
28.按照權(quán)利要求27的電路元件內(nèi)置模塊，其中該電路板具有多層布線構(gòu)造，其中多個(gè)第一布線圖案被排列在該電氣絕緣材料中的多個(gè)層內(nèi)。
29.按照權(quán)利要求22的電路元件內(nèi)置模塊，其中該導(dǎo)電材料是一種導(dǎo)電樹脂混合物，它包含一種焊料，或者金屬粉末與熱固性樹脂的一種混合物。
30.按照權(quán)利要求29的電路元件內(nèi)置模塊，其中該焊料包括從如下一組金屬中選擇的至少一種來(lái)作為它的一個(gè)主要成分Pb、Cu、Zn、Sn、Ag與In。
31.按照權(quán)利要求29的電路元件內(nèi)置模塊，其中該金屬粉末包括從如下一組金屬中選擇的至少一種Au、Ag、Cu、Ni、Pd與Pt。
32.按照權(quán)利要求22的電路元件內(nèi)置模塊，其中，在該元件主體內(nèi)，在該第一部分最薄的位置上該第一部分的厚度是該第二部分的厚度的90％。
33.按照權(quán)利要求22的電路元件內(nèi)置模塊，其中該電路元件的外部電極上正對(duì)該參考平面的一個(gè)表面相對(duì)于該參考平面傾斜成一個(gè)不小于10°且不大于50°的傾斜角。
34.按照權(quán)利要求22的電路元件內(nèi)置模塊，其中從該參考平面到該電路元件的外部電極上正對(duì)該參考平面的一個(gè)表面的距離在該表面與該參考平面相距最遠(yuǎn)的位置上不小于30μm且不大于100μm。
35.按照權(quán)利要求22的電路元件內(nèi)置模塊，其中該電路元件的外部電極被安排得不跨越該參考平面。
36.按照權(quán)利要求22的電路元件內(nèi)置模塊，其中該電路元件是一個(gè)表面安裝芯片元件。
37.按照權(quán)利要求36的電路元件內(nèi)置模塊，其中該芯片元件是從如下一組元件中選擇的至少一種電阻器、電容器與電感器。
38.按照權(quán)利要求22的電路元件內(nèi)置模塊，其中該導(dǎo)電材料不凸出到相對(duì)于該參考平面的一個(gè)裝配部件側(cè)的區(qū)域，該裝配部件側(cè)是放置該裝配部件的一個(gè)側(cè)面。
39.一種制造電路元件組件的方法，該方法包括第一步驟，準(zhǔn)備電路元件，該電路元件包括元件主體以及在該元件主體的端部設(shè)置的外部電極，該元件主體的形狀使得該元件主體上設(shè)置該外部電極的第一部分比該元件主體的第二部分更薄，該第二部分是其上不設(shè)置外部電極的部分，以及該外部電極被安排在該元件主體被相對(duì)于該參考平面放置的一個(gè)側(cè)面的區(qū)域之內(nèi)，該參考平面包含該元件主體的一個(gè)預(yù)定表面，該元件主體的該預(yù)定表面是當(dāng)該電路元件被安裝到裝配部件時(shí)，該元件主體上正對(duì)該裝配部件的一個(gè)表面，以及第二步驟，將該電路元件安排到通過(guò)在一塊片基上設(shè)置一個(gè)布線圖案而構(gòu)成的裝配部件上的預(yù)定區(qū)域之內(nèi)，而且將一種導(dǎo)電材料安排到該外部電極與該布線圖案之間，以便以使該元件主體與該裝配部件接觸的方式將該電路元件與該裝配部件組合成一體。
40.一種制造電路元件內(nèi)置模塊的方法，該方法包括第一步驟，將一種包含無(wú)機(jī)填料與熱固性樹脂的混合物處理成為帶有通孔的薄片形狀，以便獲得帶有通孔的片狀部件；第二步驟，將導(dǎo)電材料填充到這些通孔；第三步驟，準(zhǔn)備包含電路元件的電路元件組件、按照規(guī)定的順序?qū)⒃撈瑺畈考c一金屬箔疊置到該電路元件組件、并且對(duì)該所得疊片加熱與加壓，以便將該電路元件嵌入該片狀部件；以及第四步驟，處理該金屬箔以便形成布線圖案，其中該電路元件組件包括裝配部件，包括片基以及在該片基上設(shè)置的布線圖案；該電路元件包括元件主體與在該元件主體的端部設(shè)置的外部電極，該電路元件被安排在該裝配部件上；以及一種使該外部電極與該布線圖案電氣連接的導(dǎo)電材料，其中在該電路元件內(nèi)，該元件主體的形狀使得該元件主體上設(shè)置該外部電極的第一部分比該元件主體的第二部分更薄，該第二部分是其上不設(shè)置該外部電極的部分，而且該外部電極被安排在該元件主體被相對(duì)于參考平面放置的一個(gè)側(cè)面的區(qū)域之內(nèi)，該參考平面包含該元件主體的一個(gè)預(yù)定表面，該元件主體的該預(yù)定表面是當(dāng)該電路元件被安裝到裝配部件時(shí)，該元件主體上正對(duì)該裝配部件的一個(gè)表面，而且該電路元件被安排到該裝配部件上以便該元件主體與該裝配部件接觸。
41.按照權(quán)利要求40的制造電路元件內(nèi)置模塊的方法，其中在該第三步驟中所用的電路元件組件內(nèi)的片基是一層載體薄膜，該方法還包括一個(gè)步驟，在該第三步驟之后從該疊片中只除去該載體薄膜，以便使該載體薄膜上提供的布線圖案被轉(zhuǎn)移到該片狀部件。
42.一種制造電路元件內(nèi)置模塊的方法，該方法包括第一步驟，將包含無(wú)機(jī)填料與熱固性樹脂的混合物處理成帶有通孔的薄片形狀，以便獲得帶有通孔的片狀部件；第二步驟，將導(dǎo)電材料填充到這些通孔；以及第三步驟，制造至少兩個(gè)包含電路元件的電路元件組件、將該片狀部件插入這些電路元件組件之間來(lái)制備一個(gè)疊片、而且對(duì)該疊片加熱與加壓，以便將這些電路元件嵌入該片狀部件，其中每個(gè)電路元件組件包括裝配部件，包括片基以及在該片基上設(shè)置的布線圖案；該電路元件包括元件主體以及在該元件主體的端部設(shè)置的外部電極，該電路元件被安裝到該裝配部件；以及一種使該外部電極與該布線圖案電氣連接的導(dǎo)電材料，其中在該電路元件內(nèi)，該元件主體的形狀使得該元件主體上設(shè)置該外部電極的第一部分比該元件主體的第二部分更薄，該第二部分是其上不設(shè)置該外部電極的部分，而且該外部電極被安排在該元件主體被相對(duì)于參考平面放置的一個(gè)側(cè)面的區(qū)域之內(nèi)，該參考平面包含該元件主體的一個(gè)預(yù)定表面，該元件主體的該預(yù)定表面是當(dāng)該電路元件被安裝到裝配部件時(shí)，該元件主體上正對(duì)該裝配部件的一個(gè)表面，而且該電路元件被安排到該裝配部件上以便該元件主體與該裝配部件接觸。
43.按照權(quán)利要求42的制造電路元件內(nèi)置模塊的方法，其中在該第三步驟中所用的電路元件組件內(nèi)的片基是一層載體薄膜，該方法還包括一個(gè)步驟，在該第三步驟后從該疊片只除去該載體薄膜，以便將該載體薄膜上提供的布線圖案轉(zhuǎn)移到該片狀部件。
全文摘要
一種電路元件組件，包括裝配部件，包括一塊片基以及在該片基上提供的一個(gè)布線圖案；電路元件，包括一個(gè)元件主體以及在該元件主體的末端處提供的一個(gè)外部電極，該電路元件被安裝到該裝配部件；以及導(dǎo)電材料，它使該外部電極與該布線圖案電氣連接。其中，該元件主體的形狀使得該元件主體上提供該外部電極的第一部分比該元件主體的第二部分更薄，該第二部分是其上沒(méi)有設(shè)置外部電極的部分，而且該外部電極被安排在該元件主體被相對(duì)于參考平面放置的一個(gè)側(cè)面的區(qū)域之內(nèi)，該參考平面包含該元件主體的一個(gè)預(yù)定表面，而且該電路元件被安裝到該裝配部件的方式使得該元件主體與該裝配部件接觸。該元件主體的該預(yù)定表面是當(dāng)該電路元件被安裝到裝配部件時(shí)，該元件主體上正對(duì)該裝配部件的一個(gè)表面。
文檔編號(hào)H01L25/065GK1472805SQ0313857
公開日2004年2月4日 申請(qǐng)日期2003年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月30日
發(fā)明者平野浩一, 一, 中谷誠(chéng)一, 之, 半田浩之, 吉田雅憲, 憲, 久, 山下嘉久, 石富裕之 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社