專利名稱：改進(jìn)的小型表面安裝電容器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及適于表面安裝于較大電路板上的小型電子元件。更具體說，本發(fā)明涉及一種具有多種應(yīng)用的表面安裝電容器件。
背景技術(shù)：
根據(jù)工業(yè)的實(shí)際情況，表面安裝元件的尺寸一般表示為數(shù)字“XXYY ”，其中XX和YY分別是長度和寬度，一般為百分之一英寸。在電子器件小型化趨勢的推動(dòng)下，近些年來，人們付出了很多努力，以提供更小尺寸的表面安裝元件。例如，目前市場上能夠提供小到0402那么大的表面安裝RF/微波電容器。
然而，不管已具有的小型化如何，仍需要器件更小。例如，希望提供高度小于目前市售產(chǎn)品的0402規(guī)格的電容器。此外，更小寬-長尺寸的RF/微波電容器也是很有用的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明認(rèn)識到了現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)和方法的種種缺點(diǎn)。因此，本發(fā)明的目的是提供一種新穎的表面安裝元件。
本發(fā)明的特定目的是提供非常小的表面安裝電容器件。
本發(fā)明再一特定目的是提供具有改進(jìn)端接結(jié)構(gòu)的非常小的表面安裝電容器件。
本發(fā)明還有一目的是提供制造表面安裝電子元件的新技術(shù)。
借助于包括其上設(shè)置有基本為L形端子的器件主體的表面安裝電容器件可以實(shí)現(xiàn)這些目的中的某些目的。器件主體包括例如釉面氧化鋁等具有上下表面的絕緣襯底。第一電容極板形式的第一導(dǎo)電圖形限定于襯底上表面上。介質(zhì)層設(shè)置于導(dǎo)電圖形的上部。有與所說第一電容極板配準(zhǔn)的第二電容極板的第二導(dǎo)電圖形設(shè)置于介質(zhì)層上。蓋層設(shè)置于第二電容極板上，并將其密封。
借助于端接例如電容器等多個(gè)表面安裝元件的改進(jìn)方法，可以達(dá)到本發(fā)明的其它目的。提供一種可以通過在垂直方向切割得到多個(gè)元件的晶片。利用任何合適的技術(shù)，例如合適的膠，將晶片安裝于載體上。在將要安裝端子的位置，在第一方向穿過晶片切出一系列平行溝槽。然后安裝端子，而后，在垂直于第一方向的第二方向，穿過晶片制作一系列切口。然后從載體上取下各元器件。
由以下將詳細(xì)討論的所公開元件的各種組合和再組合及制造它們的方法，提供本發(fā)明的其它目的、特點(diǎn)和方案。


對于所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員來說本發(fā)明的充分可能的公開，更具體地記載于包括參照附圖的說明書其余部分中，這些公開中包括本發(fā)明最佳模式，各附圖中圖1是安裝于印刷電路板上時(shí)本發(fā)明表面安裝電容器件的透視圖；圖2是圖1所示表面安裝電容器件的放大透視圖；圖3是沿圖2中的線3-3取的剖面圖；圖4是與圖3類似的現(xiàn)有技術(shù)電容器件的剖面圖；圖5A至5D示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明端接多個(gè)表面安裝元器件的各步驟；及圖6是根據(jù)本發(fā)明用于端接多個(gè)表面安裝元器件的孔板(shadow mask)的一部分的放大示圖。
本說明書和附圖中，重復(fù)使用各參考標(biāo)記，用于表示本發(fā)明的相同或類似特征或構(gòu)件。
具體實(shí)施例方式
所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，本公開只是對例示實(shí)施例的介紹，并不想限制本發(fā)明的更寬方案，本發(fā)明的更寬方案隱含于例示結(jié)構(gòu)中。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供具有各種有益特征的表面安裝元器件。例如，與過去提供的器件相比，薄膜電容器件可以制作得更小，高度也更小。此外，本發(fā)明器件的尺寸一致性很好。用于例示實(shí)施例的L形端接結(jié)構(gòu)可以減少其它情況下會發(fā)生于表面安裝工藝期間的短路。
現(xiàn)參見圖1，該圖示出了電容器10，在表面安裝于印刷電路板12上時(shí)，該電容器可以顯露出來。電容器10包括器件主體14，其上具有安裝于其相對端上的端子16和18。這些端子在各自的安裝焊盤例如焊盤20處固定于電路板12上?？梢岳霉Ъ夹g(shù)，在電路板12的上表面上限定例如線條22等導(dǎo)電條。如圖所示，導(dǎo)電條從各安裝焊盤伸出，提供與其它電路的電連接。
如圖2所示，器件主體14一般是矩形，限定了較長的長度尺寸和較短的寬度尺寸。器件主體14較好是還具有小于其寬度的高度尺寸?？梢钥闯?，端子16和18不圍繞器件主體14的橫向側(cè)邊延伸。
結(jié)合圖3更容易介紹電容器10的端子結(jié)構(gòu)和各種其它方案。如圖所示，端子16和18具有位于器件主體14端面上的各自的主臺肩(1and)24和26。安裝時(shí)，如圖所示，電容器10放置在于器件主體14“下”整體延伸的各安裝(或“底部”)臺肩28和30上?！吧稀迸_肩32和34是制造工藝期間焊料的爬行造成的，一般寬度不超過0.05mm。因此，上臺肩一般可以忽略不計(jì)。
制造工藝期間，電容器10按與典型安裝方向相反的取向制成。所以，器件主體14包括氧化鋁等構(gòu)成的剛性基層36等。在這些實(shí)施例中，可以鄰接基層36設(shè)置釉層38，以形成基片基底。第一電極40鄰接釉層38形成。第二電極42鄰接中間介質(zhì)層44與第一電極40相對形成?？梢钥闯觯谝浑姌O40延伸到端子18，而第二電極42延伸到端子16。最好由氧化鋁等剛性材料構(gòu)成的“蓋”層46，通過環(huán)氧層48或其它合適粘合劑設(shè)置于所得到的結(jié)構(gòu)上。
除上述各層外，電容器10最好包括釉層38和電極40間的第一鈍化層，以加強(qiáng)它們間的粘合。也可以在電極42和膠層48間設(shè)置第二鈍化層。最好用氧氮化硅或氧化硅形成這些鈍化層。在優(yōu)選實(shí)施例中，電極40和42可以是鋁，介質(zhì)層44是氧化硅或氧氮化硅。
圖4示出了用于現(xiàn)有技術(shù)的小型電容器制造中的結(jié)構(gòu)。可以看出，電容器50包括電容器主體52，主體52上具有設(shè)置于每端上的U形端子54和56。電容器主體52包括玻璃基片58，其上設(shè)置有第一鋁電極60。第二鋁電極62設(shè)置于氧化硅或氧氮化硅構(gòu)成的中間介質(zhì)層64上。然后，可以在電極62上設(shè)置氧氮化硅鈍化層(未示出)。最后，施加環(huán)氧層66，以固定玻璃蓋68。
為了比較，以下的表I示出了圖3所示本發(fā)明例示0402電容器中和圖4所示現(xiàn)有技術(shù)0603電容器中各層的厚度。
表I

一般說，本發(fā)明的電容器件將是利用薄膜技術(shù)制造的較大晶片所制造的許多器件中的一個(gè)。例如，在制造晶片時(shí)，可利用光刻技術(shù)形成各電極。授予Ritchie等人的美國專利4453199中介紹了制造這種晶片的薄膜技術(shù)，這里引用該文獻(xiàn)。
由于根據(jù)本發(fā)明制造的晶片的固有剛性，可以研磨完成的晶片，以得到希望的最終厚度。該研磨步驟最后形成的電容器，其高度小于過去制造的相同元件尺寸的其它電容器的高度。例如，許多現(xiàn)有技術(shù)0402規(guī)格的薄膜電容器的高度高達(dá)約0.55mm、根據(jù)本發(fā)明，可以制造同樣規(guī)格但標(biāo)稱高度只有約0.40mm(一般為0.40±0.05mm)的電容器?？梢灾圃?201規(guī)格但只有約0.16mm(一般為0.16±0.02mm)或更小的超小高度的電容器。
由于圖4所示現(xiàn)有技術(shù)的電容器采用的U形端接結(jié)構(gòu)的緣故，在載帶和卷軸封裝工藝中對高-寬取向有要求。除高-寬取向外，本發(fā)明的L形端子還要求上-下取向。因此，各電容器的“上”部包括取向標(biāo)記，例如可以是通過在晶片的該面上印刷形成的標(biāo)記。
本發(fā)明還提供一種在晶片的各電容器上安裝端子的方法。參見圖5A，首先將這樣一個(gè)晶片70固定于可以是玻璃片的較大載體72上。晶片70最好是利用例如UV光固化的膠等臨時(shí)性膠74粘附于載體72上?？梢钥闯?，晶片的取向使得例如標(biāo)記76等“上部”取向標(biāo)記在安裝端子期間是倒置的。
然后，如圖5B所示，在第一方向，穿過晶片70，利用常規(guī)技術(shù)，限定一系列平行切口。結(jié)果，在載體72上形成了例如條帶80等一系列電容器陣列條。然后，可以例如利用噴砂法粗糙化陣列條間的溝槽78，以改進(jìn)端子與主臺肩區(qū)(即，溝槽壁)的粘附性，然后通過化學(xué)處理進(jìn)行清洗。
現(xiàn)參見圖5C，然后，在安裝于載體72上的一系列陣列條上設(shè)置孔板。從圖6中可以看出，孔板82包括寬度基本等于所得到的電容器“底部”上兩端子臺肩間的希望間隙的平行掩蔽部件84。
利用就位的孔板，在一個(gè)濺射周期中，安裝端子的主(主要)和底部臺肩部分，如86所示。濺射較好是在高真空機(jī)器中，由兩層淀積物例如Cr和Cu完成，其中“底部”臺肩的厚度通過直接濺射得到，主(主要)臺肩厚度通過在溝槽中的散射得到。然后，在加焊料前，可以施加由NiB復(fù)合物得到的無電鍍敷鎳敷層，從而形成阻擋層。
安裝了端子后，在垂直于第一方向的第二方向，切割陣列條，形成分立電容器10。參見圖5D，然后，通過臨時(shí)膠的分解或去膠合作用，從載體72上取下電容器10。一般說，可以利用以此方式作用于膠上的特殊溶劑完成該過程。然后，進(jìn)行阻擋鍍敷或鎳和SnPb的其它焊接工藝。
為了比較，以下的表II記載了圖3所示本發(fā)明例示0402規(guī)格的電容器和圖4所示現(xiàn)有技術(shù)0603規(guī)格的電容器的詳細(xì)情況。
表II

應(yīng)理解，上述工藝形成了以較小尺寸有效端接的表面安裝元件。一般說，由于窄條帶變脆，并容易破裂，所以難以利用各條帶的濺射有效地端接較小尺寸。通過滴入銀膏并在700℃左右燒結(jié)的端子，不能應(yīng)用于鋁-介質(zhì)-鋁薄膜結(jié)構(gòu)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的方法一般還制造具有改善的尺寸容差的端子。具體說，相對于類似尺寸的現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)，臺肩寬度具有改進(jìn)的一致性，同時(shí)令人滿意地呈現(xiàn)較大臺肩間隙。
例如，根據(jù)本發(fā)明按0402規(guī)格制造的電容器可以具有標(biāo)稱寬度約為0.20mm(一般為0.20±0.10mm)的“底部”臺肩。該結(jié)構(gòu)中，可以借助約為0.35mm或更大的標(biāo)稱間隙分隔的“底部”臺肩，相鄰“上部”臺肩標(biāo)稱間隙至少約為0.85mm(一般為0.8-1.50mm)。相同尺寸的現(xiàn)有技術(shù)元件是不可同日而語的，其臺肩寬度標(biāo)稱為約0.25mm，標(biāo)稱間隙寬約0.30mm。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，根據(jù)本發(fā)明制造的例示電容器還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。具體說，如上所述高度的減小和薄蓋層的極度均勻在電容器件安裝于印刷電路板上時(shí)，形成了非?？拷∷㈦娐钒宓谋∧そY(jié)構(gòu)。于是，器件的自振動(dòng)頻率(SRF)特別一致。
所以，可以看出，本發(fā)明提供了適用作表面安裝元件的新穎結(jié)構(gòu)。盡管展示和介紹了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以做出各種改進(jìn)和變化。例如，除具體討論過的規(guī)格外，可以按各種元件規(guī)格例如1206、0805和0603等制造器件。另外，盡管具體討論了電容器，但所介紹的端接技術(shù)也可應(yīng)用于其它表面安裝元件，例如電感器、電阻器、保險(xiǎn)絲等。
應(yīng)理解，不同實(shí)施例可以整體或部分互換。另外，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)理解，上述介紹只是舉例說明，并不是對本發(fā)明的限制，對本發(fā)明的限定記載于所附權(quán)利要求書中。
權(quán)利要求
1.一種端接多個(gè)表面安裝元件的方法，所說方法包括以下步驟(a)提供通過在第一和第二方向切割可以產(chǎn)生多個(gè)所說元件的晶片；(b)將所說晶片安裝于載體上；(c)在將要安裝端子的位置，在所說第一方向，穿過晶片切割一系列平行溝槽；(d)在所說平行溝槽中施加端子材料，以形成端子；及(e)在所說第二方向上形成穿過晶片的一系列切口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中還包括從所說載體上取下各元件的步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中所說晶片利用臨時(shí)膠安裝于所說載體上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中通過處理所說臨時(shí)膠，使所說各元件可以從所說載體上分離下來，從所說載體上取下所說各元件。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中所說臨時(shí)膠包括通過UV光固化的膠。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中通過利用孔板的濺射技術(shù)，在步驟(d)中，在所說平行溝槽中施加端子材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中所說各元件上端子的主和底部臺肩在濺射周期中同時(shí)形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中所說濺射技術(shù)較好是用兩層不同材料施加所說端子材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所說表面安裝元件包括表面安裝電容器。
10.一種制造多個(gè)表面安裝元件的方法，所說方法包括以下步驟(a)提供通過在第一和第二方向切割可以產(chǎn)生多個(gè)所說元件的晶片，所說晶片包括剛性絕緣材料構(gòu)成的上下層，并具有夾于所說上下層間的電路；(b)研磨所說晶片，得到預(yù)定且基本均勻的厚度；(c)將所說晶片安裝于載體上；(d)在將要安裝端子的位置，在所說第一方向，穿過晶片切割一系列平行溝槽；(e)在所說平行溝槽中施加端子材料，以形成端子；及(f)在所說第二方向上形成穿過晶片的一系列切口。
全文摘要
制造超小長度、寬度和高度的表面安裝電容器(10)。例如，可制造0402規(guī)格和更小的電容器，其具有小于現(xiàn)有技術(shù)中電容器的高度。元件在各自的端部具有L形端子(16，18)，提供下臺肩(28，30)用于安裝于電路板上。多數(shù)情況下，元件具有很小尺寸的上臺肩(32，24)，以在元件表面上兩端子間提供較大間隙。某些實(shí)施例中，上表面還可以包括設(shè)于其上的取向標(biāo)記。本發(fā)明還提供端接電容器或其它表面安裝元件的改進(jìn)技術(shù)。
文檔編號H01G4/08GK1538467SQ20041000137
公開日2004年10月20日 申請日期1998年11月23日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月24日
發(fā)明者蓋納迪·雷特塞普特, 蓋納迪 雷特塞普特 申請人:阿維科斯公司