專利名稱：陣列型多芯片器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及陣列型多芯片器件，在這種器件中許多單元器件按陣列排列成單一的復(fù)合芯片。本發(fā)明特別涉及形成外部接線端子的方法。
由于電子裝置已經(jīng)變得小型靈巧，所以陣列型多芯片器件已經(jīng)變成商品。陣列型多芯片器件是一種安裝在基片上的多片型的電子元件，其中至少將兩個單元的相同類型的或不同類型的電子元件(諸如微型電容、微型電阻、微型電感、微型變阻器、微型磁珠等)形成單一的復(fù)合器件。按照本發(fā)明，提供了一種表面安裝的陣列型多芯片器件及其制造方法，該器件可以安裝在小型電子裝置中，而且特別提供一種改進(jìn)的電子裝置外部接線端子的制造方法。
為了舉例說明常規(guī)的電子元件(單元器件)的制造方法，首先采用已知的方法制造一種圖1A所示的電子元器件——微型變阻器。如圖所示，制作微型變阻器10的方法是交替地沉積多層變阻器膜11和多層內(nèi)電極12然后再將所得到的結(jié)構(gòu)燒結(jié)，其中一部分內(nèi)電極12暴露在微型變阻器10的一個側(cè)表面上，而另一部分內(nèi)電極暴露在微型變阻器10的對置側(cè)表面上。
接下來，如圖1B所示，分別在微型變阻器10的兩個側(cè)表面上形成與內(nèi)電極12的暴露部分接觸的外電極13。形成外電極13的方法是將銀(Ag)粉、鈀(Pd)粉或Ag-Pd粉制成糊劑，將該糊劑涂敷在微型變阻器10的兩個側(cè)表面上，覆蓋內(nèi)電極12，然后在大氣壓下將獲得的結(jié)構(gòu)在200℃的溫度下干燥大約15分鐘，再將它在800℃的溫度下燒結(jié)大約10分鐘。
如圖1C所示，在外電極13的外表面鍍一層鎳14，然后在鎳層14上再鍍一層由鉛(Pb)、錫(Sn)或Pb-Sn合金組成的焊料層15。
下一個實例說明復(fù)合芯片陣列型電子元件，在這種情況下，如圖1A至1C所示制作的數(shù)個電子元件(即相同類型的或不同類型的各種單元器件)被制成單一的芯片。
在圖2A中，提供許多圖1A所示的單元器件10(例如4個單元器件10)，并將它們排成陣列，然后將它們燒結(jié)，借此形成一個芯片陣列的燒結(jié)體20。因此，暴露在芯片陣列燒結(jié)體20的每個側(cè)表面上的內(nèi)電極組21a的個數(shù)與單元器件10的個數(shù)相同。其中每個內(nèi)電極組21a包括每個單元器件所具有的眾多內(nèi)電極21。
接下來如圖2B所示，將糊劑22涂在內(nèi)電極組21a上并將獲得的結(jié)構(gòu)燒結(jié)，借此形成許多外電極22，其中糊劑22是由諸如Ag、Pd、Ag-Pd之類的導(dǎo)電材料制成的。再接下來如圖2C所示，借助電鍍或化學(xué)鍍在外電極22上鍍鎳，再在鎳層上鍍由Pb、Sn或Pb-Sn合金組成的焊料層23。
但是，多芯片器件的常規(guī)制造方法有下述問題。具體地說，在往外電極上鍍鎳和焊料的過程中，鍍膜必須在外電極22上形成?？墒牵捎谥T如微型電感、微型變阻器、微型LC濾波器、微型磁珠或微型電容之類的器件(燒結(jié)體)的表面電阻低并且其結(jié)構(gòu)是精加工形成的，所以發(fā)生過度鍍敷，致使芯片表面局部地鍍上鍍層。這種過度鍍敷肯定會導(dǎo)致相鄰的端子之間短路，因為在相鄰的外電極之間的距離相當(dāng)小。
再者，由于鍍敷溶液因過度鍍敷而粘附在芯片器件表面并因此滲入芯片，所以器件的電氣特性可能發(fā)生變化，導(dǎo)致器件的可靠性下降。
進(jìn)而，由于在給外電極表面提供鍍層的過程中，鍍敷溶液滲入燒結(jié)體與外電極之間的接觸部分在燒結(jié)體表面發(fā)生反應(yīng)，借此溶解燒結(jié)體表面，所以對外電極與燒結(jié)體之間的接觸表面具有刺激作用，從而降低外電極的抗張強度。
此外，由于器件和外電極被安裝到電子電路基片上后具有降低的抗張強度，所以常規(guī)多芯片器件的外部端子容易從基片上滑脫，從而導(dǎo)致電路基片與電子元件之間電接觸不良。
因此，本發(fā)明旨在于提供一種陣列型多芯片器件及其制造方法，以摒除在常規(guī)技術(shù)中遇到的問題和不足。
本發(fā)明的目的之一是提供一種陣列型多芯片器件及其制造方法，以防止過度鍍敷引起的端子間的短路，借此提高器件的可靠性。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種陣列型多芯片器件及其制造方法，借此提高器件外電極的抗張強度。
本發(fā)明第三個目標(biāo)是提供一種陣列型多芯片器件及其制造方法，將燒結(jié)體接觸外電極的面積減至最小，以便借此避免在外電極鍍敷過程中鍍敷溶液滲入燒結(jié)體與外電極的接觸部分時出現(xiàn)的外電極抗張強度下降的問題。
正象在本文中體現(xiàn)和介紹的那樣，為了實現(xiàn)本發(fā)明的這些和其它目標(biāo)，按照本發(fā)明的宗旨提供一種陣列型多芯片器件，該器件包括一個陣列型燒結(jié)體，其中許多單元器件的排列方式致使每個單元器件的內(nèi)電極都暴露在陣列型燒結(jié)體的對置側(cè)表面上；在相鄰的單元器件內(nèi)電極之間的陣列型燒結(jié)體側(cè)表面部分上的玻璃糊；以及由導(dǎo)電糊形成的外電極，它們覆蓋著在相鄰的玻璃糊之間的燒結(jié)體表面上的內(nèi)電極并與玻璃糊搭接。
再者，為了實現(xiàn)本發(fā)明的目標(biāo)，提供一種制造陣列型多芯片器件的方法，該方法包括形成陣列型燒結(jié)體，在該燒結(jié)體中許多單元器件如此排列，以致每個單元器件的內(nèi)電極都暴露在陣列型燒結(jié)體的對置側(cè)表面上；將玻璃糊涂在相鄰的單元器件的內(nèi)電極之間的陣列型燒結(jié)體側(cè)表面部分上并使玻璃糊燒結(jié)，該玻璃糊具有比燒結(jié)體表面電阻高的表面電阻并且對燒結(jié)體具有比外電極材料高的抗張強度；將導(dǎo)電糊涂到在玻璃糊之間的內(nèi)電極上并且使導(dǎo)電糊與玻璃糊搭接起來；以及在導(dǎo)電糊外電極的表面上鍍鎳和焊料層。
為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，將提供一些附圖并且將這些附圖并入構(gòu)成這份說明書的一部分，這些


本發(fā)明的一些實施方案并且與文字說明一起用于解釋本發(fā)明的原理。
在這些附圖中，圖1A至1C是一組剖面圖，依次說明常規(guī)微型變阻器的制造方法；圖2A至2C是一組透視圖，依次說明常規(guī)的多片變阻器的制造方法；圖3是平面圖，說明依據(jù)本發(fā)明制造陣列型多芯片器件的方法；圖4A至4E是一組透視圖，依次說明依據(jù)本發(fā)明制造陣列型多芯片器件的方法；
圖5是一張數(shù)據(jù)表，說明依據(jù)本發(fā)明的陣列型多芯片器件與常規(guī)的多芯片器件在外電極抗張強度上的差別。
現(xiàn)在將詳細(xì)地介紹本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，其中的實例是用附圖予以說明的。
圖3是一張平面圖，它說明依據(jù)本發(fā)明的陣列型多芯片器件。如圖所示，許多內(nèi)電極31暴露在其中形成許多單元器件30并燒結(jié)成一體的燒結(jié)體30a的對置側(cè)表面上。燒結(jié)的玻璃糊32a分別在相鄰的單元器件的內(nèi)電極31之間的燒結(jié)體30a表面部分上形成，并且涂敷導(dǎo)電糊33以便覆蓋在燒結(jié)的玻璃糊32a之間形成的內(nèi)電極31，導(dǎo)電糊33是由Ag、Pd或Ag-Pd制成的。在此，與外電極對應(yīng)的導(dǎo)電糊33搭接在玻璃糊32a的外表面上。因此，借助外電極33在燒結(jié)的玻璃糊32a上的搭接部分具有較高的抗張強度使外電極的抗張強度得到增強，而且外電極33與燒結(jié)體之間的直接接觸也被降低到最低限度。換言之，外電極33僅僅在陣列型燒結(jié)體30a的兩個側(cè)表面與玻璃糊32a接觸并且在其頂面和底面與燒結(jié)體30a直接接觸。因此，按照本發(fā)明導(dǎo)致提高外電極33抗張強度的陣列型多芯片器件能夠避免在常規(guī)技術(shù)中出現(xiàn)的問題，在常規(guī)技術(shù)中鍍敷溶液通過外電極33與燒結(jié)體30a之間的接觸表面浸入并與燒結(jié)體30a發(fā)生反應(yīng)，侵蝕燒結(jié)體30a并因此在外電極33與燒結(jié)體30a的表面接觸部分對外電極產(chǎn)生刺激。
參照圖4A至4E，現(xiàn)在依據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方案介紹圖3所示的陣列型多芯片器件的制造。雖然依據(jù)圖4A至4E所示的本發(fā)明的實施方案在這里選擇多芯片變阻器作為各種可能的電子元件的實例，但是本發(fā)明并不限于這種微型變阻器陣列，本發(fā)明可以用于其它的電子元件。本發(fā)明也不限于用相同類型的電子元件構(gòu)成的多芯片陣列，它可以用于復(fù)合芯片陣列，在這種陣列中將不同類型的電子元件制成一個單元。值得注意的是多芯片器件可以包括各種單元器件，諸如微型變阻器、微型電容、微型磁珠、微型LC濾波器、微型電感、微型電阻等。
如圖4A所示，首先將至少兩個參照圖3介紹的電子元件(即微型變阻器30)排成陣列并燒結(jié)成一個單元，形成燒結(jié)體30a，這個燒結(jié)體30a有許多內(nèi)電極3l暴露在燒結(jié)體30a的對置側(cè)表面上。圖4A表明一種結(jié)構(gòu)，其中有4個微型變阻器30被燒結(jié)成一個單元并且有4個內(nèi)部端子組31a。每個內(nèi)部端子組31a具有每個單元器件30所具有的眾多內(nèi)電極3l。
在圖4B中，將具有預(yù)定寬度的玻璃糊32涂敷在相鄰單元器件30的內(nèi)部端子組31a之間的燒結(jié)體30a表面上，玻璃糊32是由PbO(0-30wt％)、ZnO(0-15wt％)、Al2O3(10-50wt％)、B2O3(15-30wt％)和SiO2(10-30wt％)組成的。在這里，選擇表面電阻比器件(燒結(jié)體)的表面電阻高的材料制成玻璃糊32是符合要求的，因為這樣可以在后面的鍍敷外電極的過程中由于用了高表面電阻的材料而防止過度鍍敷。此外，為了提高外電極的抗張強度，形成玻璃糊32的材料對外電極具有較高的抗張強度也是符合需要的。
圖4C說明為了使玻璃糊32燒結(jié)成燒結(jié)的玻璃糊32a，燒結(jié)體30a將在500-1000℃的溫度下燒結(jié)和加熱l至4小時。
在圖4D中，為了覆蓋燒結(jié)體30a表面的預(yù)定部分和在相鄰的燒結(jié)玻璃糊32a之間的內(nèi)電極31的暴露部分，將涂敷Ag、Pd或Ag-Pd組成的導(dǎo)電糊33。正象參照圖3介紹的那樣，導(dǎo)電糊33涂在相鄰的燒結(jié)玻璃糊32a之間，并且在導(dǎo)電糊33與燒結(jié)玻璃糊32a直接接觸的部分導(dǎo)電糊33與燒結(jié)玻璃糊32a搭接。因此，陣列型燒結(jié)體30a的兩個側(cè)表面不暴露在外。
圖4E說明導(dǎo)電糊33在400至800℃的溫度下干燥和燒結(jié)1至4小時，借此形成外電極33。在外電極33的表面形成鍍鎳層，并且將焊料鍍層34鍍敷到鍍鎳層的表面，借此完成外電極的制造，其中焊料層34是由Pb、Sn或Pb-Sn合金制成的?？梢越柚婂兓蚧瘜W(xué)鍍實施鍍鎳或鍍錫。在鍍敷過程中，由于燒結(jié)玻璃糊32a具有比器件(燒結(jié)體)高的表面電阻，所以不會發(fā)生過度鍍敷現(xiàn)象，鍍敷被僅僅施于外電極33的表面，以致可以避免在常規(guī)技術(shù)中因過度鍍敷在相鄰的端子之間發(fā)生的短路。此外，常規(guī)技術(shù)還有鍍敷溶液在外電極直接接觸燒結(jié)體的地方與燒結(jié)體發(fā)生反應(yīng)并因此致使燒結(jié)體表面受侵蝕的問題。但是，依據(jù)本發(fā)明制造陣列型多芯片器件的方法使外電極直接接觸燒結(jié)體的面積最小，借此控制燒結(jié)體因鍍敷溶液引起的侵蝕，從而導(dǎo)致提高外部端子的抗張強度。此外，在本文中參照圖4A至4E以多片變阻器為例介紹了依據(jù)本發(fā)明制造陣列型多芯片器件的方法。但是，這種方法可以用于制造微型磁珠陣列、微型電容陣列、微型LC濾波器陣列或微型電感陣列，還可以用于制造復(fù)合微型電子器件，在這種電子器件中將不同類型的電子元件排成陣列。
圖5是一張數(shù)據(jù)表，它說明依據(jù)本發(fā)明制造的微型變阻器陣列的外電極抗張強度與常規(guī)的微型變阻器陣列的外電極抗張強度的比較結(jié)果。在這里，外電極的“抗張強度”指的是從多芯片器件上除去外電極所需要的力。正象在圖5中能夠看到的那樣，依據(jù)本發(fā)明的微型變阻器陣列的外電極抗張強度是常規(guī)的微型變阻器陣列的外電極抗張強度的3.5至4.5倍。
如上所述，依據(jù)本發(fā)明的陣列型多芯片器件及其制造方法具有提高外電極抗張強度的作用，這是因為本發(fā)明在形成外電極之前在每個單元芯片(器件)的內(nèi)電極之間使用了能夠與外電極牢固粘接、具有高表面電阻且電氣性能穩(wěn)定的玻璃材料。依據(jù)本發(fā)明的陣列型多芯片器件及其制造方法還解決了在外電極鍍敷過程中鍍敷溶液侵蝕燒結(jié)體的問題，這靠的是外電極的邊緣部分與玻璃材料接觸，而不是象常規(guī)技術(shù)那樣直接與燒結(jié)體接觸。本發(fā)明的陣列型多芯片器件及其制造方法還進(jìn)一步具有提高器件可靠性的作用，這靠的是避免相鄰的端子之間短路，其方法是在相鄰內(nèi)電極之間的器件表面部分涂上玻璃，借此防止在鍍敷外電極期間在器件表面發(fā)生過度鍍敷。
顯然，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，熟悉這項技術(shù)的人能夠?qū)Ρ景l(fā)明的陣列型多芯片器件及其制造方法提出各種各樣的改進(jìn)方案和變型。因此，只要改進(jìn)方案和變型在隨附的權(quán)利要求書及其等價方案的范圍內(nèi)，本發(fā)明傾向于將它們包容在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種至少將兩個單元器件制成一個復(fù)合器件的陣列型多芯片器件，該器件包括一個陣列型燒結(jié)體，在該燒結(jié)體中有許多單元器件毗鄰排列，以致每個單元器件的內(nèi)電極都暴露在該陣列型燒結(jié)體的對置側(cè)表面上；玻璃糊，它們在相鄰的單元器件內(nèi)電極之間的陣列型燒結(jié)體側(cè)表面部分上；以及導(dǎo)電糊外電極，它們覆蓋著在相鄰的玻璃糊之間的燒結(jié)體表面上的內(nèi)電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列型多芯片器件，其中玻璃糊材料具有的表面電阻比燒結(jié)體材料的表面電阻大，以利于增強它與外電極材料的粘接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的陣列型多芯片器件，其中玻璃糊是由PbO(10-30wt％)、ZnO(0-15wt％)、Al2O3(10-50wt％)、B2O3(15-30wt％)和SiO2(10-30wt％)組成的。
4.一種制造陣列型多芯片器件的方法，該方法將至少兩個單元器件制成一個復(fù)合器件，它包括下述步驟形成陣列型燒結(jié)體，在該燒結(jié)體中有許多單元器件毗鄰排列，以致每個單元器件的內(nèi)電極都暴露在陣列型燒結(jié)體的對置側(cè)表面上；將玻璃糊施加在相鄰的單元器件的內(nèi)電極之間的陣列型燒結(jié)體側(cè)表面部分，該玻璃糊具有比燒結(jié)體高的表面電阻，以便提高在下述過程中形成的外電極材料的抗張強度；將玻璃糊燒結(jié)；將導(dǎo)電糊涂在玻璃糊之間的內(nèi)電極上；將導(dǎo)電糊燒結(jié)，借此形成外電極；以及將焊料施加到鎳鍍層表面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制造陣列型多芯片器件的方法，其中在涂導(dǎo)電糊的步驟中導(dǎo)電糊與玻璃糊搭接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制造陣列型多芯片器件的方法，其中在形成陣列型燒結(jié)體的步驟中，使許多具有相同功能的相同類型的器件形成一體。
7.據(jù)權(quán)利要求5所述的制造陣列型多芯片器件的方法，其中在形成陣列型燒結(jié)體的步驟中，使許多具有不同功能的不同類型的器件形成一體。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制造陣列型多芯片器件的方法，其中所述器件是微型變阻器、微型電容、微型磁珠、微型LC濾波器、微型電感和微型電阻之中的一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制造陣列型多芯片器件的方法，其中至少一種器件是微型變阻器、微型電容、微型磁珠、微型LC濾波器、微型電感或微型電阻。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制造陣列型多芯片器件的方法，其中玻璃糊是由PbO(0-30wt％)、ZnO(0-15wt％)、Al2O3(10-50wt％)、B2O3(15-30wt％)和SiO2(10-30wt％)組成的。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的制造陣列型多芯片器件的方法，其中玻璃糊在500-1000℃的溫度下燒結(jié)1-4小時。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的制造陣列型多芯片器件的方法，其中玻璃糊在400-800℃的溫度下燒結(jié)1-4小時。
全文摘要
一種陣列型多芯片器件及其制造方法,該方法將許多相同類型的或不同類型的器件制成一個芯片。這種陣列型多芯片器件包括:一個陣列型燒結(jié)體,其中排列著許多單元器件并且使每個單元器件的內(nèi)電極暴露在陣列型燒結(jié)體對置的側(cè)表面上;玻璃糊,它們在相鄰的單元器件的內(nèi)電極之間的陣列型燒結(jié)體側(cè)表面部分上;導(dǎo)電糊外電極,它們覆蓋著位于相鄰的玻璃糊之間的燒結(jié)體表面上的內(nèi)電極并與玻璃糊搭接;以及在外電極表面上的鍍鎳層和焊料層。
文檔編號H01C13/02GK1253469SQ99107118
公開日2000年5月17日 申請日期1999年5月27日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月2日
發(fā)明者安炳俊 申請人:塞拉特赫株式會社