專利名稱：層疊型電子元器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)將陶瓷基板和樹脂片壓接層疊而成的層疊型電子元器件及其制造方法。
背景技術(shù)：
隨著手機(jī)等無線通信設(shè)備的小型化、高性能的急速發(fā)展，人們要求所裝的元器件能以更小的外形尺寸實(shí)現(xiàn)更高的性能。為了滿足這樣的需求，就利用具有多層陶瓷基板的層疊型電子元器件。
近些年里，多層陶瓷基板中低溫?zé)Y(jié)的多層陶瓷基板(LTCC)成為主流。這是因?yàn)長(zhǎng)TCC能在1000℃以下的低溫?zé)Y(jié)，可以用銀或銅等低電阻金屬作為布線導(dǎo)體。
但是，LTCC為了降低燒結(jié)溫度，大多含有相當(dāng)數(shù)量的玻璃，比純粹的陶瓷要脆。例如相對(duì)純粹的氧化鋁的抗彎強(qiáng)度為300Mpa，而氧化鋁和玻璃的按體積比率50∶50的玻璃陶的抗彎強(qiáng)度為200Mpa左右。
因此，在將多層陶瓷基板裝在印刷線路板上的狀態(tài)下，進(jìn)行墜落試驗(yàn)時(shí)，在多層陶瓷基板和印刷線路板之間的接合部分上產(chǎn)生拉伸應(yīng)力，易在多層陶瓷基板的安裝面一側(cè)產(chǎn)生裂紋。
為此，在專利文獻(xiàn)1中提出在多層陶瓷基板安裝面一側(cè)設(shè)置吸收沖擊用的樹脂層的復(fù)合陶瓷元器件。
在大批生產(chǎn)這種復(fù)合陶瓷元器件時(shí)，通常采用分割多層陶瓷基板的母基板而取出子基板的方法。這時(shí)的分割方法通常為利用切丁機(jī)進(jìn)行切割、或利用沿分割溝槽的斷開處進(jìn)行分割。
還有，為了大批生產(chǎn)專利文獻(xiàn)1所述的多層陶瓷基板，首先多層陶瓷基板的母基板要與幾乎相同面積的樹脂片接合。流行的做法是通過在環(huán)氧樹脂等熱固化樹脂中添加SiO2等無機(jī)填充物構(gòu)成樹脂片。
作為樹脂片的接合方法如專利文獻(xiàn)1所述，有一種是將熱固化樹脂處于半固化狀態(tài)(B階段狀態(tài)或粘合狀態(tài))的樹脂片加熱壓接在多層陶瓷基板上的方法。
專利文獻(xiàn)1特開2003-7367號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容但是，如想把和母基板相同面積的樹脂片壓在一起，正因?yàn)槊娣e大，多層陶瓷基板和樹脂片的界面上容易將空氣封入，產(chǎn)生所謂的空氣‘裹入(日文噛み込み)’現(xiàn)象。該空氣由于回流焊時(shí)等的熱膨脹，從而產(chǎn)生多層陶瓷基板和樹脂層間剝離的問題。
另外，若空氣的殘留位置為多層陶瓷基板和樹脂片的導(dǎo)通部分(多層陶瓷基板的電極和樹脂片的通路導(dǎo)體的界面等)，則有可能引起導(dǎo)通不良。
因而，本發(fā)明之目的在于提供一種能防止在陶瓷基板和樹脂層的界面上裹入空氣、并防止陶瓷基板和樹脂層間剝離的層疊型電子元器件及其制造方法。
為了達(dá)到上述目的，本申請(qǐng)的第1方面提供一種層疊型電子元器件，其特點(diǎn)是由包括陶瓷基板和樹脂層的復(fù)合層疊體組成，該陶瓷基板具有一個(gè)主表面、另一個(gè)主表面及側(cè)面，在所述一個(gè)主表面的邊緣形成連續(xù)延伸的缺口，而該樹脂層壓接及熱固化在所述陶瓷基板的所述一個(gè)主表面上，另外所述樹脂層邊緣的一部分填入所述缺口，在所述樹脂層的外表面形成外部端子電極。
本申請(qǐng)的第2方面提供一種層疊型電子元器件，其特點(diǎn)是由包括陶瓷基板和樹脂層的復(fù)合層疊體組成，該陶瓷基板具有一個(gè)主表面、另一個(gè)主表面及側(cè)面，在所述側(cè)面形成沿厚度方向沿伸的多條溝槽，而該樹脂層壓接·熱固化在所述陶瓷基板的所述一個(gè)主表面上，另外所述樹脂層邊緣的一部分填入所述溝槽中，在所述樹脂層的外表面形成外部端子電極。
本申請(qǐng)的第10方面提供一種層疊型電子元器件的制造方法，其特點(diǎn)是包括準(zhǔn)備具有一個(gè)主表面、另一個(gè)主表面及側(cè)面、并在所述一個(gè)主表面上形成一直延伸到所述側(cè)面的第1種溝槽的陶瓷基板，和有一個(gè)主表面及另一個(gè)主表面、并含有半固化狀態(tài)的熱固化樹脂的樹脂片的第1道工序；使所述陶瓷基板的一個(gè)主表面與所述樹脂片的一個(gè)主表面面對(duì)面、并將所述樹脂片壓接在所述陶瓷基板的一個(gè)主表面上以覆蓋所述第1種溝槽，再通過使所述樹脂片熱固化、制成復(fù)合層疊體的第2道工序；以及沿所述第1種溝槽將所述復(fù)合層疊體分割成一片一片的第3道工序。
本申請(qǐng)的第11方面提供一種層疊型電子元器件的制造方法，其特點(diǎn)是包括準(zhǔn)備具有一個(gè)主表面及另一個(gè)主表面、并按規(guī)定的排列形成從所述一個(gè)主表面向另一個(gè)主表面貫穿的多個(gè)貫穿孔的陶瓷基板，和具有一個(gè)主表面及另一個(gè)主表面、并含有半固化狀態(tài)的熱固化樹脂的樹脂片的第1道工序；使所述陶瓷基板的一個(gè)主表面與所述樹脂片的一個(gè)主表面面對(duì)面、并將所述樹脂片壓接在所述陶瓷基板的一個(gè)主表面上以覆蓋所述貫穿孔，再通過使所述樹脂片熱固化、從而制成復(fù)合層疊體的第2道工序；以及沿所述貫穿孔將所述復(fù)合層疊體分割成一片一片的第3道工序。
以下對(duì)本申請(qǐng)的第1方面及第10方面進(jìn)行說明。
首先，讓陶瓷基板和含有半固化狀態(tài)的熱固化樹脂的樹脂片面對(duì)面壓接，并熱固化。這時(shí)，由于母基板狀態(tài)的陶瓷基板和樹脂片大面積地壓接，容易在界面上封入空氣，產(chǎn)生裹入空氣的現(xiàn)象。但是，因在陶瓷基板的和樹脂片對(duì)面的主表面上形成一直延伸至側(cè)面的第1種溝槽，故即使在界面上封入空氣，該空氣也能通過第1種溝槽向側(cè)面方向排出。因此，能消除裹入空氣的現(xiàn)象，即使加上回流等焊的熱量，也能事先防止陶瓷基板和樹脂層間的剝離。另外，由于能防止裹入空氣，所以能防止陶瓷基板和樹脂層間導(dǎo)通部分的導(dǎo)通不良。
再有，本申請(qǐng)中，沿排氣溝槽即第1種溝槽將陶瓷基板和樹脂片的復(fù)合層疊體分割成一片一片。即第1種溝槽既是排氣溝槽，也是分割溝槽。通過分割復(fù)合層疊體，割斷第1種溝槽，成為邊緣連續(xù)延伸的缺口。在將樹脂片壓接在陶瓷基板上之際，由于樹脂片的一部分填入第1種溝槽中，所以若沿第1種溝槽分割復(fù)合層疊體，則成為樹脂層的邊緣陷入形成于陶瓷基板邊緣的缺口的形狀。即填入缺口的樹脂層的一部分發(fā)揮錨定作用，防止樹脂層從陶瓷基板上剝離。還有，填入缺口的樹脂層不必完全填沒缺口，可以只填入一部分。
缺口的斷面形狀由第1種溝槽的斷面形狀而定。例如第1種溝槽的斷面形狀為方形時(shí)，缺口的斷面形狀為階梯形，若第1種溝槽的斷面形狀為半圓形，則缺口的斷面形狀為1/4圓形，若第1種溝槽的斷面形狀為V形，則缺口的斷面形狀為錐形。
若以將現(xiàn)有的層疊型電子元器件裝在印刷電路板上的狀態(tài)進(jìn)行墜落試驗(yàn)，在陶瓷基板和印刷電路板的接合部分上產(chǎn)生拉伸應(yīng)力，在陶瓷基板的安裝面一側(cè)易產(chǎn)生裂縫。但是，由于本申請(qǐng)?jiān)谔沾苫灏惭b面一側(cè)有吸收沖擊用的樹脂層存在，能減輕加在陶瓷基板上的應(yīng)力，即使陶瓷基板用LTCC構(gòu)成，仍能防止裂縫的發(fā)生。
本申請(qǐng)的第2方面、第11方面中，用多個(gè)貫穿孔代替第10方面的第1種溝槽。也就是使陶瓷基板和半固化狀態(tài)的樹脂片面對(duì)面壓接時(shí)，雖然在陶瓷基板和樹脂片間的界面上易將空氣封入，但由于在陶瓷基板的和樹脂片對(duì)面的主表面上開著多個(gè)貫穿孔，所以即便空氣封入在界面上，該空氣也能通過貫穿孔向陶瓷基板另一個(gè)主表面排出。因此，能消除空氣的裹入，即使加上回流焊等的熱量，仍能事先防止陶瓷基板和樹脂層間的剝離。
另外，在將樹脂片壓接在陶瓷基板上之際，樹脂片的一部分填入貫穿孔中。如沿貫穿孔分割復(fù)合層疊體，則貫穿孔成為在陶瓷基板的邊緣側(cè)面沿厚度方向延伸的多條溝槽。由于樹脂層的外緣填入溝槽中發(fā)揮錨定作用，所以能防止樹脂層從陶瓷基板上剝離。
樹脂片以半固化狀態(tài)和陶瓷基板加熱壓接，樹脂片加熱固化。壓接和熱固化可以不是同時(shí)進(jìn)行。所謂半固化狀態(tài)系指固化反應(yīng)的中間狀態(tài)，指的是B階段狀態(tài)或粘合狀態(tài)。以調(diào)整樹脂層的熱膨脹系數(shù)或樹脂層的流動(dòng)性為目的，對(duì)熱固化樹脂可擇需添加無機(jī)填充物。
樹脂層的厚度例如可以做成薄到50μm左右，但在內(nèi)裝電路元件的情況下，需要厚度高過元件的高度。例如在內(nèi)裝高度200μm的電路元件的情況下，樹脂層的厚度可以為300μm及其以上。在未裝元件的情況下，可以大于100μm及其以上，在內(nèi)裝元件的情況下，可以為元件的高度+100μm及其以上。
復(fù)合層疊體的分割方法可以利用本申請(qǐng)的第15、16方面那樣的斷裂進(jìn)行分割或利用本申請(qǐng)的第17方面那樣的切丁機(jī)進(jìn)行切斷。在用寬度大于等于第1種溝槽的切丁機(jī)切割時(shí)，在切斷后的每一片的側(cè)面上不留溝槽的痕跡。
第1種溝槽的斷面形狀可以為梯形、方形、三角形、半圓形等任何形狀。另外在斷開復(fù)合層疊體時(shí)，可以將第1種溝槽的斷面形狀做成三角形等易于斷開的形狀。
貫穿孔的斷面形狀可以為方形、圓形、橢圓形等任何形狀。
在用切丁機(jī)切斷復(fù)合層疊體的母基板時(shí)，為了防止由于摩擦發(fā)熱而引起樹脂熔化等影響，有時(shí)使用濕式的切丁機(jī)。這時(shí)水分會(huì)從陶瓷基板和樹脂層間的剝開的接合端面處侵入，回流焊的熱量造成水分膨脹，有時(shí)會(huì)使陶瓷基板和樹脂層間剝離，但在這種情況下，也通過將部分樹脂埋入陶瓷基板的第1種溝槽或貫穿孔，因能防止水分的侵入，故提高可靠性。
再有，在利用斷開或切割成小方塊的切割臨近陶瓷基板和樹脂片的界面時(shí)，由于互相的密度差，切割不能筆直地前進(jìn)，易發(fā)生偏離或切屑。這就成為造成內(nèi)部電極外露、尺寸誤差、安裝不良等的原因。相反，通過將部分樹脂埋入陶瓷基板的第1種溝槽或貫穿孔，就能解決上述問題。
作為本申請(qǐng)的陶瓷基板，有本申請(qǐng)的第3方面所述的多層陶瓷基板，但單層的陶瓷基板也可以。在多層陶瓷基板的情況下，內(nèi)部可以包含層疊電容或?qū)盈B電感。
如本申請(qǐng)的第4方面所述，其結(jié)構(gòu)還可以包括形成于陶瓷基板內(nèi)部的第1內(nèi)部電路要素、及形成于樹脂層內(nèi)部并與第1內(nèi)部電路要素電氣連接的第2內(nèi)部電路要素，外部端子電極和第2內(nèi)部電路要素電氣連接。
所謂第1內(nèi)部電路要素為層狀配置于陶瓷基板內(nèi)部的內(nèi)部電極、或沿陶瓷基板厚度方向貫穿的通路導(dǎo)體的統(tǒng)稱。
所謂第2內(nèi)部電路要素為沿樹脂層的平面方向延伸的內(nèi)部導(dǎo)體、和沿樹脂層厚度方向貫穿的通路導(dǎo)體的統(tǒng)稱。接地電極包含在內(nèi)部導(dǎo)體內(nèi)。
另外，如本申請(qǐng)的第5方面所述，還可以包括形成于陶瓷基板的另一個(gè)主表面、和第1內(nèi)部電路要素電氣連接的第1焊盤電極；和裝在第1焊盤電極上的第1電路元件。由此，能進(jìn)一步增加層疊型電子元器件的功能。作為此時(shí)的電路元件可以用IC、LSI等有源元件、或片狀電容、片狀電阻、片狀熱敏電阻、片狀電感等無源元件。裝上電路元件后可以用Au、Al、Cu線作引線焊接。
如本申請(qǐng)的第6方面所述，也可以在陶瓷基板的另一個(gè)主表面上形成模壓樹脂層，以掩埋第1電路元件。在這種情況下，利用模壓樹脂層保護(hù)電路元件，成為防潮性、可靠性俱佳的結(jié)構(gòu)。另外，由于能用安裝機(jī)械吸附模壓樹脂層表面，所以表面安裝容易。
如本申請(qǐng)的第7方面所述，可以在陶瓷基板的另一個(gè)主表面上蓋上罩殼以覆蓋第1電路元件。這種情況也因用罩殼覆蓋電路元件，故形成防潮性、可靠性俱佳的結(jié)構(gòu)，同時(shí)，又因能用安裝機(jī)械吸附罩殼的表面，故表面安裝容易。
如本申請(qǐng)的第8方面所述，可以使罩殼的一部分插入陶瓷基板另一個(gè)主表面的邊緣處開口的溝槽中。這時(shí)能防止罩殼和陶瓷基板間位置偏移。
如本申請(qǐng)的第9方面所述，可以包括形成于陶瓷基板和樹脂層間的界面、并和第1內(nèi)部電路要素或第2內(nèi)部電路要素電氣連接的第2焊盤電極；以及安裝在第2焊盤電極上、埋入樹脂層內(nèi)部而固定的第2電路元件。在這種情況下，樹脂層不僅能用于吸收沖擊，還作為第2電路元件的保護(hù)層起作用。
在本申請(qǐng)的第10、11方面涉及的層疊型電子元器件的制造方法中，在樹脂片與陶瓷基板的一個(gè)主表面壓接時(shí)，樹脂片可以完全填入第1種溝槽或貫穿孔，也可以只填入一部分、或者完全不填入。總之，只要樹脂片與陶瓷基板一個(gè)主表面貼緊便可。
根據(jù)本申請(qǐng)的第1方面，由于樹脂層的一部分填入形成于陶瓷基板邊緣的缺口，所以填入的樹脂的一部分就發(fā)揮錨定作用，能防止陶瓷基板和樹脂層間剝離。因此，能得到可靠性高的層疊型電子元器件。
另外，本申請(qǐng)的層疊型電子元器件由于在陶瓷基板的安裝面一側(cè)有吸收沖擊用的樹脂層存在，所以即便施加墜落沖擊等，也能減輕加在陶瓷基板上的應(yīng)力，即使陶瓷基板用LTCC構(gòu)成，也能防止裂紋的發(fā)生。
根據(jù)本申請(qǐng)的第2方面，為設(shè)置沿厚度方向延伸的多條溝槽，以代替本申請(qǐng)的第1方面的缺口，和本申請(qǐng)的第1方面一樣，由于樹脂層的一部分填入形成于陶瓷基板的邊緣的溝槽中，所以填入的樹脂的一部分起錨定作用，能防止陶瓷基板和樹脂層間剝離。另外，本申請(qǐng)的層疊型電子元器件由于在陶瓷基板安裝面一側(cè)有吸收沖擊用的樹脂層存在，所以即便施加墜落沖擊等，也能減輕加在陶瓷基板上的應(yīng)力，能防止陶瓷基板發(fā)生裂紋。
根據(jù)本申請(qǐng)的第10方面，由于在陶瓷基板和樹脂片間壓接時(shí)滯留于界面的空氣能通過第1種溝槽向外部排出，所以，能消除氣體的裹入現(xiàn)象，氣體不再殘留于陶瓷基板和樹脂片間的界面。因此，在將復(fù)合層疊體分割成一片一片后，即使加上回流焊的熱量等，仍能事先防止陶瓷基板和樹脂層間剝離。
另外，第1種溝槽不僅作排氣溝槽用、還成為分割成一片一片時(shí)用的分割溝槽，故具有易于分割的優(yōu)點(diǎn)。
根據(jù)本申請(qǐng)的第11方面，利用多個(gè)貫穿孔以代替本申請(qǐng)的第10方面的第1種溝槽，和本申請(qǐng)的第10方面一樣，封入陶瓷基板和樹脂片間界面的空氣通過貫穿孔能向外排出，能消除裹入空氣的現(xiàn)象。
又因貫穿孔排列于分割成一片一片時(shí)的分割線上，故不僅作排氣孔用，還能作分割成一片一片時(shí)的分割孔用，具有易于分割的優(yōu)點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明涉及的層疊型電子元器件的第1實(shí)施方式的剖面圖。
圖2為樹脂片和多層陶瓷基板的接合部邊緣的放大剖面圖。
圖3為本發(fā)明涉及的層疊型電子元器件的第2實(shí)施方式的剖面圖。
圖4為本發(fā)明涉及的層疊型電子元器件的第3實(shí)施方式的剖面圖。
圖5為本發(fā)明涉及的層疊型電子元器件的第4實(shí)施方式的剖面圖。
圖6為表示層疊型電子元器件的制造工序的工序圖。
圖7為表示圖6示出的工序中所用的多層陶瓷基板和樹脂片間的立體圖。
圖8為多層陶瓷基板和樹脂片的其它實(shí)施方式的立體圖。
圖9為罩殼蓋在多層陶瓷基板和樹脂層上的狀態(tài)的立體圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。
圖1表示本發(fā)明涉及的層疊型電子元器件的第1實(shí)施方式。
該層疊型電子元器件A由多層陶瓷層組成的多層陶瓷基板1、和固定于該多層陶瓷基板1的下表面(一個(gè)主表面)的吸收沖擊用的樹脂層10構(gòu)成。
多層陶瓷基板1例如由LTCC組成，夾著內(nèi)部電極2將多層陶瓷層層疊在一起，同時(shí)設(shè)置沿厚度方向貫穿陶瓷層的通路導(dǎo)體3，并燒結(jié)成一體。在多層陶瓷基板1中也能將層疊電容或?qū)盈B電感形成于其中，成為一體。在多層陶瓷基板1的正反面形成元件安裝用焊盤電極4、5。
多層陶瓷基板1的焊盤電極4、5上分別安裝電路元件15、16?？梢杂肐C、LSI等有源元件、或片狀電容、片狀電阻、片狀熱敏電阻、片狀電感、濾波器等無源元件作為這些電路元件。作為安裝方法，可以用焊接或?qū)щ娦哉辰觿┻M(jìn)行安裝，也可以用凸點(diǎn)進(jìn)行連接、或用引線焊接進(jìn)行連接。
樹脂層10為在熱固化樹脂(環(huán)氧、苯酚、氰酸鹽等)中混入無機(jī)添加物(Al2O3、SiO2、TiO3等)的材料，包住安裝在多層陶瓷基板1的下表面上的電路元件16，進(jìn)行粘接并固化。樹脂層10的邊緣10a如圖1所示，埋入形成于多層陶瓷基板1下表面邊緣的階梯狀的缺口7中。因此，能防止水分從多層陶瓷基板1和樹脂層10間的界面侵入、或剝離。在樹脂層10的下表面上用銅箔形成多個(gè)外部端子電極11。外部端子電極11之所以不用厚膜電極而用銅箔構(gòu)成，是由于其位于樹脂層10一側(cè)，無法用導(dǎo)電糊燒結(jié)而成，并且銅箔和樹脂通過用印刷電路板的制造方法能牢固地貼緊在一起。這些外部端子電極11和形成于多層陶瓷基板1的下表面的連接電極6通過沿厚度方向貫穿樹脂層10的通路導(dǎo)體12而導(dǎo)通。還有，連接電極6不限于分別地形成于多層陶瓷基板1的下表面的形式，也能由露出于多層陶瓷基板1下表面的通路導(dǎo)體3的端部兼用。
本實(shí)施方式涉及的層疊型電子元器件中，在如圖2(a)所示的樹脂層10的一部分10(a)完全填入形成于陶瓷基板1的邊緣的階梯狀的缺口7的情況下、或如圖2(b)所示在只有一部分填入的情況下、再有如圖2(c)所示，在幾乎未填入的情況下等任一種情況下，都能發(fā)揮防止樹脂層10剝離的作用。
如圖2(a)所示，在樹脂層10的一部分10a完全填入缺口7的情況下，及在僅部分填入的情況下，由于水分侵入陶瓷基板1和樹脂片10間界面的路徑加長(zhǎng)，所以有防止水分從界面侵入的效果。因此，能消除侵入的水分由于回流焊等熱量引起膨脹、接合界面剝離的問題。
另外，如圖2(c)所示，在樹脂層10幾乎未填入缺口7的情況下，雖無防止水分從界面侵入的效果，但由于在對(duì)樹脂層10作用有剝下方向的力時(shí)，樹脂部分通過彎曲，使該力緩和，所以提高接合可靠性。
圖3、圖4表示層疊型電子元器件的第2、第3實(shí)施方式。
在圖1示出的層疊型電子元器件的情況下，由于安裝在多層陶瓷基板1表面(上表面)的電路元件15裸露在外，在耐潮性上相當(dāng)不利，同時(shí)，難以利用安裝機(jī)械進(jìn)行吸附。所以，圖3中為在多層陶瓷基板1的表面加了一層模壓樹脂20，圖4中為在多層陶瓷基板1的表面加了覆蓋電路元件15用的罩殼21。作為罩殼21可用樹脂罩殼或金屬罩殼。在為金屬罩殼21的情況下，從易于加工和成本的角度考慮，銅鎳鋅合金或磷青銅等最為理想。
將樹脂20模壓在多層陶瓷基板1的表面上時(shí)，若多層陶瓷基板1正反的樹脂層10及20的熱膨脹系數(shù)不同，則基板1會(huì)由于熱而翹曲、或斷裂。因此，兩面的樹脂層10、20最好用同一組成的材料或熱膨脹系數(shù)相近的材料。
圖5表示在多層陶瓷基板1和樹脂層10間界面上設(shè)置接地電極17的第4
在高頻用元器件中，為了提高特性，必須使元器件及安裝該元器件的印刷電路板的接地電極盡量靠近。理想的是將接地電極設(shè)置于樹脂層10的反面，但有時(shí)由于高密度安裝而將其它的布線配置在印刷電路板一側(cè)、或空開安裝后的測(cè)量用孔(探棒插入孔)等，實(shí)際上是難以做到的。因而在多層陶瓷基板1的反面，即和樹脂層10間的界面上設(shè)置接地電極17。
接地電極17可以不是銅箔，而是用燒結(jié)形成的厚膜電極。即由于與表面粗糙度Rmax為數(shù)μm的銅箔不同，厚膜電極的粗糙度為數(shù)十μm，粗了一個(gè)數(shù)量級(jí)，所以在和樹脂層10的接合上能發(fā)揮錨定作用，提高接合強(qiáng)度。
還有，在接地電極17不是必需的情況下，也能將提高接合強(qiáng)度用的空電極(不與基板內(nèi)部的電極連接)形成于多層陶瓷基板1的反面。LTCC之類的玻璃陶瓷的表面粗糙度Rmax為數(shù)μm，由于與銅箔相同程度，故利用空的燒結(jié)金屬電極，與樹脂層10的接合強(qiáng)度能顯著提高。
實(shí)施例1以下，參照?qǐng)D6、圖7說明圖1示出的層疊型電子元器件A的制造方法的一個(gè)示例。
首先，準(zhǔn)備一塊作為母基板的多層陶瓷基板1A，多層陶瓷基板1A如以下所述制成。
將陶瓷漿料涂在PET等樹脂膜上，干燥，得到厚度10～200μm的陶瓷原料片。例如可以用BaO、SiO2、Al2O3、B2O3、CaO等作為陶瓷漿料所含的陶瓷粉末。
所述原料片上用金屬模、激光等開出φ0.1mm左右的貫穿孔(通路孔)，通路孔內(nèi)填入將以Ag或Cu為主要成分的金屬粉、樹脂、有機(jī)溶劑等混合而成的導(dǎo)電糊，使其干燥。這就成為通路導(dǎo)體3。
在原料片上用絲網(wǎng)印刷等將和前述同樣的導(dǎo)電糊印刷成所要的圖形，干燥。這就成為內(nèi)部電極2。
將數(shù)片原料片適當(dāng)?shù)貙盈B，以壓力100～1500kg/cm2、溫度40～100℃左右的條件進(jìn)行壓接。
在壓接后的層疊體的正反面用和前述同樣的導(dǎo)電糊形成元件安裝用焊盤電極4、5或連接電極6。
壓接后，在和樹脂片10A的接合面一側(cè)網(wǎng)格狀地形成接合時(shí)用的排氣溝槽7a，另一面上網(wǎng)格狀地形成斷開用的溝槽8(參照?qǐng)D7)。這些溝槽7a、8形成于對(duì)向的位置。溝槽7a、8的加工方法可以利用壓接時(shí)的沖壓金屬模進(jìn)行加工，也可以利用切丁機(jī)或激光對(duì)層疊體表面進(jìn)行加工。
接著，若導(dǎo)電糊是Ag系的則在空氣中以850℃左右、若是Cu系的則在氮?dú)庵幸?50℃左右的條件對(duì)層疊體進(jìn)行燒結(jié)。層疊體的厚度例如為1mm左右。
燒結(jié)后，擇需在正反面露出的電極上用鍍膜等方法形成Ni/Sn或Ni/Au等薄膜。
如上所述制成多層陶瓷基板1A。
此后，在多層陶瓷基板1A反面的焊盤電極5上安裝電路元件16。
接著，在金屬板或粘接片等支持體22上，經(jīng)鍍膜或粘貼厚10～40μm左右的銅箔、涂布光致抗蝕劑、曝光、顯影刻蝕、剝?nèi)タ刮g膜等各工序，形成圖形。這就成為外部端子電極11。
然后，以半固化狀態(tài)準(zhǔn)備母基板狀態(tài)的樹脂片10A。樹脂片10A為在熱固化樹脂(環(huán)氧、苯酚、氰酸鹽)中混入無機(jī)添加物(SiO2、Al2O3、TiO2)的材料，用激光等方法在其上開出導(dǎo)通用通路孔13(參照?qǐng)D7)。所謂半固化狀態(tài)系指B階段狀態(tài)或粘合狀態(tài)。在通路孔13內(nèi)填入導(dǎo)電樹脂(Au、Ag、Cu、Ni等金屬粒子和環(huán)氧、苯酚、シアネ一ト等熱固化樹脂的混合物)。還有，在通路孔13內(nèi)填入焊料時(shí)，也可以在和多層陶瓷基板1A壓接后利用回流焊等填入。
在多層陶瓷基板1A的厚度為1mm的情況下，樹脂片10A的厚度在其中不裝電路元件16時(shí)可為100μm左右，內(nèi)裝電路元件16時(shí)可為400μm左右。因而，內(nèi)部不裝元器件時(shí)的厚度之比為陶瓷∶樹脂＝10∶1左右，內(nèi)裝元器件時(shí)為陶瓷∶樹脂＝10∶4左右。
如上所述，對(duì)準(zhǔn)備好的支持體22、樹脂片10A、及多層陶瓷基板1A定位，加熱壓接(參照?qǐng)D6(a))。
通過加熱壓接，半固化狀態(tài)的樹脂片10A與多層陶瓷基板1A的反面(下表面)壓接，同時(shí)也填入電路元件16的間隙。這時(shí)，由于多層陶瓷基板1A和樹脂片10A以母基板狀態(tài)壓接在一起，所以兩者之間有可能把空氣封入，但由于通過形成于多層陶瓷基板1A下表面的排氣溝槽7a使封入的空氣能泄出，所以能防止空氣被封死在樹脂片10A和多層陶瓷基板1A之間的界面上。而且，通過對(duì)樹脂片10A強(qiáng)力加壓，使樹脂片10A之一部分填入溝槽7a中。還有，溝槽7a不必被樹脂片10A完全埋沒，可以只埋沒一部分。
另外的優(yōu)點(diǎn)是若在壓接樹脂片時(shí)一邊抽真空一邊進(jìn)行壓接，則能容易將空氣排出。
通過加熱壓接，設(shè)在樹脂片10A上的通路導(dǎo)體12與多層陶瓷基板1A反面的連接電極6導(dǎo)通。
當(dāng)將支持體22從樹脂片10A上剝離時(shí)，粘貼于支持體22上的銅箔轉(zhuǎn)印在樹脂片10A上，成為外部端子電極11。
接著，如圖6(b)所示，對(duì)壓接后的復(fù)合層疊體，在樹脂片10A的下表面加工斷開用的溝槽14。該溝槽14也網(wǎng)格狀地形成于與多層陶瓷基板1A的表面上形成的斷開用的溝槽8對(duì)向的位置上。
接著，如圖6(c)所示，將電路元件15安裝在復(fù)合層疊體的上表面上，也就是設(shè)置在多層陶瓷基板1A的表面上的焊盤電極4上。
然后，沿著用虛線C表示的分割線，將復(fù)合層疊體斷開成一片一片，成為圖6(d)所示的層疊型電子元器件A。斷開時(shí)，由于在復(fù)合層疊體正反面的對(duì)向位置形成斷開用的溝槽8、14，內(nèi)部也在對(duì)向位置形成溝槽7a，所以能容易斷開。通過斷成一片一片，溝槽7a成為缺口7。
還有在利用切丁機(jī)的切割代替斷開時(shí)，復(fù)合層疊體正反面的斷開溝槽8、14就不需要。這時(shí)可以沿排氣溝槽7a切割。這時(shí)，缺口7也殘留于多層陶瓷基板的下側(cè)端部。
還有，對(duì)于分割后的電子元器件A，通過蓋上罩殼21，可以成為圖4那樣的帶罩殼的層疊型電子元器件。另外，在圖6(c)的階段，將樹脂20模壓在多層陶瓷基板1A的表面，其后通過斷開或切割成小方塊，成為圖3那樣的層疊型電子元器件。
實(shí)施例2圖7表示在多層陶瓷基板1A上設(shè)置排氣溝槽7a的例子，而在圖8表示沿厚度方向設(shè)置貫穿孔9來代替溝槽7a的例子。
這時(shí)，多層陶瓷基板1A和半固化狀態(tài)的樹脂片10A加熱壓接時(shí)，空氣有可能封在其界面上，但由于被封入的空氣能通過形成于多層陶瓷基板1A的排氣用貫穿孔9向反面一側(cè)逸出，所以能防止空氣被封死在多層陶瓷基板1A和樹脂片10A間的界面上。而且，通過對(duì)樹脂片10A強(qiáng)力加壓，樹脂片10A之一部分埋入孔9中。
在本實(shí)施例的情況下，也可以將樹脂20模壓在多層陶瓷基板1A表面一側(cè)，也可以蓋上罩殼21。在蓋上罩殼21之際，也可以如圖9所示，通過將罩殼21的一部分21a插入分割后的貫穿孔(溝槽)9中，對(duì)罩殼21進(jìn)行定位。
在前述實(shí)施例中，是對(duì)母基板狀態(tài)的多層陶瓷基板1A網(wǎng)格狀地形成排氣溝槽7a及貫穿孔9，但也能根據(jù)子基板(每一片)的尺寸做成任意的形狀。
圖8的實(shí)施例中，是在多層陶瓷基板1A上只形成貫穿孔9，但也可以在與貫穿孔9對(duì)應(yīng)的部位形成斷開用的溝槽。
權(quán)利要求
1.一種層疊型電子元器件，其特征在于，由包括陶瓷基板和樹脂層的復(fù)合層疊體組成，所述陶瓷基板具有一個(gè)主表面、另一個(gè)主表面、及側(cè)面，并沿所述一個(gè)主表面邊緣形成連續(xù)延伸的缺口；所述樹脂層在所述陶瓷基板的所述一個(gè)主表面上壓接及熱固化，所述樹脂層的部分邊緣填入所述缺口中，在所述樹脂層的外表面形成外部端子電極。
2.一種層疊型電子元器件，其特征在于，由包括陶瓷基板和樹脂層的復(fù)合層疊體組成，所述陶瓷基板具有一個(gè)主表面、另一個(gè)主表面、及側(cè)面，并在所述側(cè)面沿厚度方向形成多條溝槽；所述樹脂層在所述陶瓷基板的所述一個(gè)主表面上壓接及熱固化，所述樹脂層的部分邊緣填入所述溝槽中，在所述樹脂層的外表面形成外部端子電極。
3.如權(quán)利要求1或2所述的層疊型電子元器件，其特征在于，所述陶瓷基板為將多層陶瓷層層疊而成的多層陶瓷基板。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的層疊型電子元器件，其特征在于，還包括所述陶瓷基板內(nèi)部形成的第1內(nèi)部電路要素；以及形成于所述樹脂層內(nèi)部、并和所述第1內(nèi)部電路要素電氣連接的第2內(nèi)部電路要素，所述外部端子電極和所述第2內(nèi)部電路要素電氣連接。
5.如權(quán)利要求4所述的層疊型電子元器件，其特征在于，還包括形成于所述陶瓷基板的所述另一個(gè)主表面上、并與所述第1內(nèi)部電路要素電氣連接的第1焊盤電極；以及安裝在所述第1焊盤電極上的第1電路元件。
6.如權(quán)利要求5所述的層疊型電子元器件，其特征在于，在所述陶瓷基板的所述另一個(gè)主表面上形成模壓樹脂，以掩埋所述第1電路元件。
7.如權(quán)利要求5所述的層疊型電子元器件，其特征在于，將罩殼蓋在所述陶瓷基板的所述另一個(gè)主表面上，以覆蓋所述第1電路元件。
8.如權(quán)利要求2所述的層疊型電子元器件，其特征在于，將罩殼蓋在所述陶瓷基板的所述另一個(gè)主表面上，以覆蓋所述第1電路元件，所述罩殼的一部分插入所述陶瓷基板的所述另一個(gè)主表面邊緣處開口的所述溝槽中。
9.如權(quán)利要求4至8中任一項(xiàng)所述的層疊型電子元器件，其特征在于，包括形成于所述陶瓷基板和所述樹脂層間的界面、并與所述第1內(nèi)部電路要素或第2內(nèi)部電路要素電氣連接的第2焊盤電極；以及裝在所述第2焊盤電極上，并埋入所述樹脂層內(nèi)部而固定的第2電路元件。
10.一種層疊型電子元器件的制造方法，其特征在于，包括準(zhǔn)備具有一個(gè)主表面、另一個(gè)主表面及側(cè)面、并在所述一個(gè)主表面上形成一直延伸到所述側(cè)面的第1種溝槽的陶瓷基板，和有一個(gè)主表面及另一個(gè)主表面、并含有半固化狀態(tài)的熱固化樹脂的樹脂片的第1道工序；使所述陶瓷基板的一個(gè)主表面與所述樹脂片的一個(gè)主表面面對(duì)面、并將所述樹脂片壓接在所述陶瓷基板的一個(gè)主表面上以覆蓋所述第1種溝槽，再通過使所述樹脂片熱固化、制成復(fù)合層疊體的第2道工序；以及沿所述第1種溝槽將所述復(fù)合層疊體分割成一片一片的第3道工序。
11.一種層疊型電子元器件的制造方法，其特點(diǎn)在于，包括準(zhǔn)備具有一個(gè)主表面及另一個(gè)主表面、并按規(guī)定的排列形成從所述一個(gè)主表面向另一個(gè)主表面貫穿的多個(gè)貫穿孔的陶瓷基板，和具有一個(gè)主表面及另一個(gè)主表面、并含有半固化狀態(tài)的熱固化樹脂的樹脂片的第1道工序；使所述陶瓷基板的一個(gè)主表面與所述樹脂片的一個(gè)主表面面對(duì)面、并將所述樹脂片壓接在所述陶瓷基板的一個(gè)主表面上以覆蓋所述貫穿孔，再通過使所述樹脂片熱固化、從而制成復(fù)合層疊體的第2道工序；以及沿所述貫穿孔將所述復(fù)合層疊體分割成一片一片的第3道工序。
12.如權(quán)利要求10所述的層疊型電子元器件的制造方法，其特征在于，所述第1種溝槽以縱橫網(wǎng)格狀形成于所述陶瓷基板一個(gè)主表面上。
13.如權(quán)利要求11所述的層疊型電子元器件的制造方法，其特征在于，所述貫穿孔在所述陶瓷基板一個(gè)主表面上縱橫排列成網(wǎng)格狀。
14.如權(quán)利要求10至13中任一項(xiàng)所述的層疊型電子元器件的制造方法，其特征在于，在所述第2道工序中，所述樹脂片與所述陶瓷基板壓接，使得所述樹脂片的一部分填入所述第1種溝槽內(nèi)或所述貫穿孔內(nèi)。
15.如權(quán)利要求10至14中任一項(xiàng)所述的層疊型電子元器件的制造方法，其特征在于，在所述陶瓷基板的另一個(gè)主表面上，在與所述第1種溝槽或所述貫穿孔對(duì)向的位置上形成第2種溝槽，在所述第3道工序中，沿所述第1種溝槽或貫穿孔和第2種溝槽通過斷開將所述復(fù)合層疊體分割。
16.如權(quán)利要求10至15中任一項(xiàng)所述的層疊型電子元器件的制造方法，其特征在于，在所述樹脂片的另一個(gè)主表面上，在與所述第1種溝槽或貫穿孔對(duì)向的位置形成第3種溝槽，在所述第3道工序中，沿所述第1種溝槽或貫穿孔和第3種溝槽通過斷開來分割所述復(fù)合層疊體。
17.如權(quán)利要求10至14中任一項(xiàng)所述的層疊型電子元器件的制造方法，其特征在于，在所述第3道工序中，沿所述第1種溝槽或貫穿孔利用切丁機(jī)的切斷來分割所述復(fù)合層疊體。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能防止空氣裹入陶瓷基板和樹脂層間的界面上、并能防止陶瓷基板和樹脂層間剝離的層疊型電子元器件及其制造方法。準(zhǔn)備在一個(gè)主表面上形成一直延伸到側(cè)面的第1種溝槽7a的陶瓷基板1A、和含有半固化狀態(tài)的熱固化樹脂的樹脂片10A，將樹脂片10A與陶瓷基板1A的一個(gè)主表面壓接以覆蓋第1種溝槽7a，并使樹脂片熱固化，從而制成復(fù)合層疊體。在壓接樹脂片10A之際，封在和陶瓷基板1A之間的界面上的空氣通過第1種溝槽7a向外排出。沿第1種溝槽7a將復(fù)合層疊體切成一片一片，在分割成一片片的樹脂層10的外表面形成外部端子電極11。
文檔編號(hào)H01L21/48GK1765016SQ20058000009
公開日2006年4月26日 申請(qǐng)日期2005年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月27日
發(fā)明者小川伸明, 酒井範(fàn)夫, 西澤吉彥 申請(qǐng)人:株式會(huì)社村田制作所