專利名稱：表面安裝的耦合器件的制作方法
發(fā)明的背景本發(fā)明一般涉及適合于表面安裝在較大電路板上的小型電子元件。本發(fā)明特別涉及在多種應(yīng)用中使用的表面安裝的耦合器件。
表面安裝元件通常為矩形并且很小。例如，元件的長度和寬度尺寸小于1英寸的1／10。一般來說，元件本體包括與大規(guī)模生產(chǎn)的焊料技術(shù)相兼容的側(cè)面端子。
在各種電子設(shè)備中，經(jīng)常需要取樣某些導(dǎo)線中的電活動(dòng)。例如，可以對(duì)重要線中的電活動(dòng)進(jìn)行反饋控制。用于該目的的典型耦合器件能夠不需要直接的電連接就可以進(jìn)行取樣。然而，需要一種能與表面安裝技術(shù)兼容的新穎的耦合器件。
發(fā)明的技術(shù)方案本發(fā)明考慮了現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)和方法的各種不足。因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供新穎的表面安裝元件。
本發(fā)明一個(gè)更具體的目的是為一種表面安裝的耦合器件提供多種新穎結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的另一目的是提供特別適合在RF應(yīng)用中使用的小型耦合器件。
本發(fā)明的再一目的是提供一種制造取樣器件的新穎方法。
通過包括具有其上有四個(gè)電端子的器件本體的表面安裝的耦合器件可以達(dá)到這些目的。器件本體包括具有上表面和下表面的絕緣基板。其內(nèi)定義了第一和第二導(dǎo)體槽的第一絕緣層設(shè)置在基板的上表面。第一和第二導(dǎo)體位于各第一和第二導(dǎo)體槽中。第一導(dǎo)體電連接到器件本體上的第一和第二端子。第二導(dǎo)體電連接到器件本體上至少一個(gè)第三端子上。絕緣覆蓋層設(shè)置在第一絕緣層上。
在一些示例性實(shí)施例中，第二導(dǎo)體電連接到器件本體上的第三和第四端子上。器件本體上還具有至少六個(gè)端子，第一絕緣層還定義了第三導(dǎo)體槽。此時(shí)，位于第三導(dǎo)體槽中的導(dǎo)體電連接到器件本體上的第五和第六端子。
各導(dǎo)體優(yōu)選包括相互平行設(shè)置的各第一和第二延伸部分，并以預(yù)定的間距隔開。例如，第一和第二延伸部分基本上是直的。此外，第一和第二延伸部分可以為V形。
四個(gè)端子可位于器件本體的各側(cè)面上。例如，器件本體可定義相對(duì)的側(cè)面和相對(duì)的端面。此時(shí)，四個(gè)端子中的兩個(gè)位于每個(gè)相對(duì)側(cè)面上。
耦合器件構(gòu)形成設(shè)置在第一絕緣層上面具有第二絕緣層的多絕緣層結(jié)構(gòu)。例如，第三導(dǎo)體直接位于第一絕緣層上。優(yōu)選第三導(dǎo)體電連接到第一導(dǎo)體或第二導(dǎo)體中的一個(gè)上。通常第三導(dǎo)體可為器件本體上的第四端子。
此外，定義在第一絕緣層中的至少一個(gè)導(dǎo)體槽可以是不連續(xù)，以定義第三導(dǎo)體的至少一個(gè)跨接橋。此時(shí)，薄導(dǎo)電元件優(yōu)選在跨接橋的下面延伸。
在多絕緣層的實(shí)施例中，第一導(dǎo)體可為U形。此外，第二導(dǎo)體和第三導(dǎo)體構(gòu)可形成螺旋形。
通過包括其上有四個(gè)電端子的器件本體的表面安裝的耦合器件可以獲得本發(fā)明的其它目的。器件本體包括具有上表面和下表面的絕緣基板。其內(nèi)定義了第一導(dǎo)體槽的第一絕緣層設(shè)置在基板的上表面。電連接到器件本體上第一和第二端子的第一導(dǎo)體位于第一導(dǎo)體槽中。
器件本體還包括設(shè)置在第一絕緣層上表面的第二絕緣層。第二絕緣層定義了其內(nèi)有第二導(dǎo)體的第三導(dǎo)體槽。第二導(dǎo)體電連接到器件體上的至少一個(gè)第三端子。絕緣覆蓋層設(shè)置在所述第三絕緣層上。
在示例性實(shí)施例中，絕緣層由絕緣的聚合材料構(gòu)成。例如，絕緣的聚合材料為光可成像的聚酰亞胺。各導(dǎo)體例如通過電鍍到初始層上可以形成多層平面導(dǎo)體。
通過公開元件的各種組合和變形及下面將詳細(xì)介紹的制造方法可以得到本發(fā)明的其它目的、特點(diǎn)和方案。
附圖的簡(jiǎn)要介紹對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說包括最佳方式的本發(fā)明的完全而詳盡的公開具體地介紹在參照附圖的說明書的其余部分中，其中

圖1示出了利用本發(fā)明的耦合器件的典型應(yīng)用的示意性表示；圖2為安裝在電路板上根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的耦合器件的透視圖；圖3為從電路板上移開的耦合器件的沿圖2的透視位置的放大圖；圖4為沿圖3的線4-4截取的剖面圖；圖5為沿圖4的線5-5截取的剖面圖；圖6A和6B為類似于圖5示出了另一導(dǎo)體圖形；圖7為類似于圖5的圖，其中一個(gè)導(dǎo)體圖形包括串聯(lián)的電阻；圖8為在多層上有導(dǎo)體圖形的另一結(jié)構(gòu)沿與圖4類似的平面的剖面圖；圖9為沿絕緣基板的上表面截取的圖8耦合器的剖面圖，示出了其上形成的薄導(dǎo)電圖形；圖10為沿圖8的線10-10截取的剖面圖；圖11為沿圖8的線11-11截取的剖面圖；圖12為沿圖8的線12-12截取的剖面圖，以虛線示出了下層導(dǎo)體；圖13為圖8的耦合器件的各層中導(dǎo)體之間互連的放大剖面圖；圖14-17為在多層上有導(dǎo)體圖形的又一結(jié)構(gòu)類似于圖9-12的剖面圖；圖18-21為在多層上有導(dǎo)體圖形的再一結(jié)構(gòu)類似于圖9-12的剖面圖；以及圖22為另一雙模式耦合器件類似于圖5的圖。
在本說明書和附圖中重復(fù)使用標(biāo)號(hào)目的在于表示本發(fā)明的相同或類似的結(jié)構(gòu)或元件。
優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)人員應(yīng)該理解這里討論的僅是示例性實(shí)施例的說明，而不是本發(fā)明較寬方案的限制，較寬方案體現(xiàn)在示例性的結(jié)構(gòu)中。
圖1示意性地示出了在典型應(yīng)用中使用的本發(fā)明的耦合器10。此時(shí)，耦合器10安裝在如移動(dòng)電話等的RF裝置的輸出部分中。該輸出部分包括用于將在它的輸入部分接收到的RF信號(hào)放大到適當(dāng)?shù)碾娖揭酝ㄟ^天線14發(fā)送的電源放大器12。
可以看出，器件10有四個(gè)端子，分別用A、B、C和D表示。端子A和B串聯(lián)地連接到放大器12和天線14之間的主線內(nèi)，如圖所示。端子C和D類似地連接到包括預(yù)定補(bǔ)償器16的反饋回路中。通常，電阻18連接在端子D和地之間。在許多應(yīng)用中，電阻18的阻值約50歐姆。
由于電磁感應(yīng)的原理，耦合器10提供了放大器12的輸出和反饋回路之間的耦合。以此方式能監(jiān)測(cè)放大器12的輸出，并根據(jù)需要調(diào)節(jié)。例如，需要確保放大器12發(fā)送出不變電平的輸出電源。此外，輸出電源可以選擇性地改變，例如與接收的信號(hào)成正比。
現(xiàn)在參照?qǐng)D2，示出了表面安裝到印制電路板20的耦合器10。如圖所示，端子A、B、C和D在如焊盤22的各安裝焊盤處固定到板上。如條24的導(dǎo)電條定義在從每個(gè)安裝焊盤延伸出的電路20的上表面上。由此導(dǎo)電條提供了各端子和耦合器10連接的電路的其余部分之間的電通信。
在示出的例子中，電路板20包括定義在它下表面上的導(dǎo)電接地層。電路板20可由低溫的有機(jī)材料制成，焊料通常為通過波、回流、汽相或手工焊接技術(shù)施加的低溫共熔焊料。
現(xiàn)在參照?qǐng)D3-5，介紹耦合器10的優(yōu)選結(jié)構(gòu)。此時(shí)，耦合器10有一個(gè)矩形器件本體26，定義了長邊的長度尺寸和短邊的寬度尺寸。優(yōu)選將器件本體26的尺寸選擇為與如多層陶瓷電容器等的其它小型表面安裝元件的標(biāo)準(zhǔn)尺寸一致。根據(jù)工業(yè)上的慣例，所述元件的尺寸通常表示為數(shù)字“XXYY”，XX和YY分別為以英寸的百分之一為單位的長度和寬度。所述慣例下的典型尺寸為0805。
器件本體26包括氧化鋁或類似的剛性絕緣材料的基板28。例如，基板28可由上釉的氧化鋁制成。設(shè)置在基板28上的第一絕緣層30定義了其內(nèi)的一對(duì)導(dǎo)體槽。主線或初級(jí)導(dǎo)體32填充了其中一個(gè)導(dǎo)體槽，并在端子A和B之間延伸。類似地，第二導(dǎo)體34填充了另一導(dǎo)體槽，并在端子C和D之間延伸?？梢杂刹ＡА⒉Ａ沾?、氧化鋁或類似的剛性絕緣材料形成的密封蓋36位于絕緣層30之上。
從圖5中可以清楚看出，導(dǎo)體32和34包括基本上相互平行延伸的各延伸部分38和40。延伸部分38和40的相互靠近提供了需要的電磁耦合。例如，在優(yōu)選實(shí)施例中延伸部分38和40相隔約1．7密耳。
應(yīng)該理解有許多因素會(huì)影響耦合度，包括延伸部分38和40的間距和長度，以及在耦合器10的制造中使用的具體材料。此時(shí)，由于導(dǎo)體32需要容納較大的電流，因此導(dǎo)體32的寬度大于導(dǎo)體34的寬度。例如，在優(yōu)選實(shí)施例中，導(dǎo)體32的寬度約5密耳，導(dǎo)體34的寬度約3密耳。
在耦合器10的制造中，適當(dāng)?shù)厍逑椿?8。然后將如CrCu的金屬薄層淀積在基板28的整個(gè)上表面上。接下來通過照相平版印刷技術(shù)腐蝕和剝離薄金屬層形成導(dǎo)體32和34。之后將光可成像的聚酰亞胺涂敷在基板上，厚度優(yōu)選超過15微米，最好厚度約25微米。
掩蔽聚酰亞胺層，并曝光到UV光，漂洗以定義出與金屬導(dǎo)體圖形對(duì)準(zhǔn)的導(dǎo)體槽。然后電鍍曝光的金屬，整個(gè)導(dǎo)體高度優(yōu)選約25微米?？梢源朔绞诫婂兏鞣N金屬，包括銅、銀、金等。接下來密封蓋36施加在聚酰亞胺層的表面上。
通常耦合器10為以較大薄板方式制造中的一種。切割較大薄板之后，根據(jù)已知的技術(shù)施加端子A-D。應(yīng)該理解，在許多情況中，根據(jù)Breen的U．S．專利No．5，363，080中介紹的技術(shù)制造耦合器，在這里作為參考引入。
圖6A和6B示出了以上介紹的耦合器件的另一導(dǎo)體圖形。在圖6A的實(shí)施例中，第一導(dǎo)體42和第二導(dǎo)體44定義了各V形延伸部分46和48。在圖6B中，初級(jí)導(dǎo)體50和次級(jí)導(dǎo)體52定義了較短的延伸部分54和56。在圖6A的實(shí)施例中獲得的較長的平行長度通常提供了增強(qiáng)耦合因素。
再一實(shí)施例顯示在圖7中。此時(shí)，電阻元件58與次級(jí)導(dǎo)體60串聯(lián)。電阻元件58有利地消除了提供單獨(dú)的電阻18(圖1)與端子D電通信的需要。由此端子D直接連接到地。應(yīng)該理解這里介紹的各種耦合構(gòu)成可以配備有類似的內(nèi)部電阻。
在以上討論的實(shí)施例中，各導(dǎo)體位于剛性基板上部的同一層中。根據(jù)本發(fā)明的其它實(shí)施例，至少一個(gè)導(dǎo)體部分或整個(gè)地位于其它導(dǎo)體將連接的平面上。該實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)為允許每個(gè)導(dǎo)體的平行部分更長，耦合因素由此增加。
現(xiàn)在參考圖8-12，示出了一個(gè)這種耦合器62。與耦合器10類似，耦合器62包括氧化鋁或類似的剛性絕緣材料的基板64。然而此時(shí)，在基板64上設(shè)置多個(gè)聚合絕緣層。具體地，耦合器62包括第一絕緣層66和第二絕緣層68。應(yīng)該理解可以使用光可成像的聚酰亞胺通過為每個(gè)連續(xù)的層重復(fù)以上介紹的工藝步驟制成所述器件。密封蓋70位于第二絕緣層70上。
如圖9所示，形成在基板64上表面上的薄金屬圖形定義了初級(jí)導(dǎo)體的整個(gè)輪廓72和次級(jí)導(dǎo)體的一部分74。如圖10所示，第一絕緣層66中的導(dǎo)體槽通常與薄金屬圖形對(duì)準(zhǔn)。然而應(yīng)該指出在導(dǎo)體槽中的幾個(gè)位置形成不連續(xù)之處。除不連續(xù)處之外，在第一絕緣層66的導(dǎo)體槽內(nèi)形成的導(dǎo)體將通過其下的薄導(dǎo)體圖形的功效保持電通信。
絕緣層68的導(dǎo)體槽中的不連續(xù)為隨后形成的導(dǎo)體提供了絕緣的跨接橋。如圖11所示，第二絕緣板68的導(dǎo)體部分76越過第一絕緣層66的導(dǎo)體，沒有短路。在圖12中容易看出具體的交叉位置78a-c。
參照?qǐng)D13，通過絕緣層66中定義的開孔80獲得絕緣層66和68的導(dǎo)體之間的電連接。具體地，第二絕緣層66在與其內(nèi)形成的次級(jí)導(dǎo)體部分的端部對(duì)準(zhǔn)的位置處定義了開孔80。由此，可以獲得與導(dǎo)體部分76的電連接。由于圖13與前面的圖相比放大了，可以容易看出由以上介紹的電鍍工藝形成的導(dǎo)體多層結(jié)構(gòu)。
圖14到17示出了與圖9到12的實(shí)施例類似的另一多層實(shí)施例。由于該實(shí)施例的結(jié)構(gòu)對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說很顯然，因此不詳細(xì)地介紹該實(shí)施例。與圖9到12的實(shí)施例類似的元件具有增大100的標(biāo)號(hào)。
圖18到22示出了多圈次級(jí)導(dǎo)體主要位于與初級(jí)導(dǎo)體相同平面的耦合器件210。如圖18所示，定義在絕緣基板212上的薄金屬圖形形成多個(gè)互連214a-d。接下來，如圖19所示，聚合物絕緣體216a-c形成在互連上。開口218在與互連214b端部對(duì)準(zhǔn)的位置處形成在絕緣體216a內(nèi)。
現(xiàn)在參考圖20，然后如上所述形成絕緣聚合物層220，以定義多個(gè)導(dǎo)體槽。如圖所示，初級(jí)導(dǎo)體222延伸在端子A和B之間。設(shè)置各種次級(jí)線圈段通過定義在基板212上的互連電連接。所得次級(jí)導(dǎo)體224清楚地顯示在圖21中，在初級(jí)導(dǎo)體222的內(nèi)部和外部形成回路。
根據(jù)本發(fā)明，也可以假設(shè)器件在一個(gè)本體內(nèi)引入一個(gè)以上的耦合器。例如，圖22示出了雙模式耦合器件250，用于例如在兩個(gè)不同的頻率取樣信號(hào)。為此，耦合器件250包括六個(gè)端子(表示為A-F)。可以看出，次級(jí)導(dǎo)體252延伸在端子C和D之間。雙初級(jí)導(dǎo)體254和256分別在端子對(duì)A-B和A’-B’之間延伸。
可以看出本發(fā)明提供了適于用做表面安裝元件的各種新穎耦合器裝置。雖然顯示和介紹了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以進(jìn)行修改和變形。例如，初級(jí)和次級(jí)導(dǎo)體可以整個(gè)地位于不同的聚合物層中。雖然以上介紹的初級(jí)導(dǎo)體在多層實(shí)施例的下層中，但初級(jí)導(dǎo)體可以位于上層中。此外，各聚合物層可以由中間的聚合物層隔開，通過通孔互連。
因此，應(yīng)該理解公開的實(shí)施例的這些和其它變形包括在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。此外，各實(shí)施例的方案可以整體或部分互換。此外，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解以上的說明僅為示例，而不是限定本發(fā)明，本發(fā)明的范圍進(jìn)一步介紹在所述的權(quán)利要求書中。
權(quán)利要求
1．一種表面安裝的耦合器件，包括其上至少有四個(gè)電端子的器件本體，所述器件本體包括具有上表面和下表面的絕緣基板；設(shè)置在所述基板的所述上表面上的第一絕緣層，所述第一絕緣層其內(nèi)定義了第一和第二導(dǎo)體槽；位于所述第一導(dǎo)體槽內(nèi)的第一導(dǎo)體，所述第一導(dǎo)體電連接到所述器件本體上的第一和第二端子；位于所述第二導(dǎo)體槽內(nèi)的第二導(dǎo)體，所述第二導(dǎo)體電連接到所述器件本體上的至少一個(gè)第三端子；以及設(shè)置在所述第一絕緣層上的絕緣覆蓋層。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的表面安裝的耦合器件，其中所述第二導(dǎo)體電連接到所述器件本體上的第三和第四端子上。
3．根據(jù)權(quán)利要求2的表面安裝的耦合器件，其中所述器件本體具有至少六個(gè)端子，所述第一絕緣層還定義了第三導(dǎo)體槽，第三導(dǎo)體槽內(nèi)的導(dǎo)體電連接到所述器件本體上的第五和第六端子。
4．根據(jù)權(quán)利要求2的表面安裝的耦合器件，其中所述第一導(dǎo)體和所述第二導(dǎo)體包括各第一和第二延伸部分，所述第一和第二延伸部分相互平行地設(shè)置，并以預(yù)定的間距隔開。
5．根據(jù)權(quán)利要求4的表面安裝的耦合器件，其中所述第一和第二延伸部分基本上是直的。
6．根據(jù)權(quán)利要求4的表面安裝的耦合器件，其中所述第一和第二延伸部分為V形。
7．根據(jù)權(quán)利要求1的表面安裝的耦合器件，其中所述第一絕緣層由絕緣的聚合材料構(gòu)成。
8．根據(jù)權(quán)利要求7的表面安裝的耦合器件，其中所述絕緣的聚合材料為光可成像的聚酰亞胺。
9．根據(jù)權(quán)利要求1的表面安裝的耦合器件，其中所述至少四個(gè)端子位于所述器件本體的所述各側(cè)面上。
10．根據(jù)權(quán)利要求9的表面安裝的耦合器件，其中所述器件本體定義了相對(duì)的所述側(cè)面和相對(duì)的端面。
11．根據(jù)權(quán)利要求10的表面安裝的耦合器件，其中所述四個(gè)端子中的兩個(gè)位于每個(gè)所述相對(duì)側(cè)面上。
12．根據(jù)權(quán)利要求1的表面安裝的耦合器件，還包括直接位于所述第一絕緣層上的第三導(dǎo)體，所述第三導(dǎo)體電連接到所述第一導(dǎo)體或所述第二導(dǎo)體中的一個(gè)上。
13．根據(jù)權(quán)利要求12的表面安裝的耦合器件，其中所述第三導(dǎo)體電連接到所述器件本體上的第四端子。
14．根據(jù)權(quán)利要求12的表面安裝的耦合器件，其中所述定義在所述第一絕緣層中的至少一個(gè)所述導(dǎo)體槽不連續(xù)，以定義所述第三導(dǎo)體的至少一個(gè)跨接橋。
15．根據(jù)權(quán)利要求14的表面安裝的耦合器件，包括在所述跨接橋的下面延伸的薄導(dǎo)電元件。
16．根據(jù)權(quán)利要求13的表面安裝的耦合器件，其中所述第一導(dǎo)體為U形。
17．根據(jù)權(quán)利要求16的表面安裝的耦合器件，其中所述第二導(dǎo)體和所述第三導(dǎo)體形成螺旋形。
18．一種表面安裝的耦合器件，包括其上至少有四個(gè)電端子的器件本體，所述器件本體包括具有上表面和下表面的絕緣基板；設(shè)置在所述基板的所述上表面上的第一絕緣層，所述第一絕緣層其內(nèi)定義了第一導(dǎo)體槽；位于所述第一導(dǎo)體槽中的第一導(dǎo)體，所述第一導(dǎo)體電連接到所述器件本體上第一和第二端子；設(shè)置在所述第一絕緣層上表面的第二絕緣層，所述第二絕緣層定義了第二導(dǎo)體槽；以及位于所述第二導(dǎo)體槽中的第二導(dǎo)體，所述第二導(dǎo)體電連接到所述器件體上的至少一個(gè)第三端子；以及設(shè)置在所述第二絕緣層上的絕緣覆蓋層。
19．根據(jù)權(quán)利要求18的表面安裝的耦合器件，其中所述絕緣層由絕緣的聚合材料構(gòu)成。
20．根據(jù)權(quán)利要求19的表面安裝的耦合器件，其中所述絕緣的聚合材料為光可成像的聚酰亞胺。
全文摘要
提供一種其上具有多個(gè)端子(A、B、C、D)的表面安裝的耦合器件(10)。器件(10)在高頻應(yīng)用中非常有用,提供了要取樣的主線和反饋控制回路之間的耦合。同時(shí)不需要直接的電接觸。器件本體(26)有一個(gè)剛硬的絕緣基板(28),一層或多層(30、66、68、220)絕緣聚合物施加其上。絕緣聚合物定義了初級(jí)和次級(jí)導(dǎo)體(32、34、42、44、50、52)位于其內(nèi)的導(dǎo)體槽。初級(jí)和次級(jí)導(dǎo)體(32、34、42、44、50、52)電連接到位于器件本體(26)上的各端子對(duì)(A、B、C、D)。優(yōu)選玻璃的密封蓋(70)位于聚合的絕緣層(30、66、68、220)上。
文檔編號(hào)H01P5/16GK1279825SQ98811522
公開日2001年1月10日 申請(qǐng)日期1998年9月30日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月15日
發(fā)明者海姆·戈德伯格, 艾薩克·雷費(fèi)利, 埃胡德·埃爾羅恩 申請(qǐng)人:阿維科斯公司