專(zhuān)利名稱(chēng)：用于在厚膜電介質(zhì)上方印刷導(dǎo)電厚膜的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及在厚膜電介質(zhì)上方印刷導(dǎo)電厚膜的方法和裝置。
背景技術(shù)：
利用當(dāng)前的厚膜印刷技術(shù)難以在厚于約10密耳(mil)的結(jié)構(gòu)或者拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上方印刷導(dǎo)電厚膜。因此，當(dāng)厚膜電介質(zhì)在導(dǎo)體上方或者下方形成邊界時(shí)，每一個(gè)電介質(zhì)的厚度被限制到約5mils，以使得在電介質(zhì)結(jié)構(gòu)的上方可以印刷厚膜接地屏蔽。但是，限制形成導(dǎo)體的邊界的電介質(zhì)的厚度常常在導(dǎo)體本身上放置了限制。例如，如果某人希望構(gòu)建具有給定阻抗的傳輸線結(jié)構(gòu)，以具有給定高度和介電常數(shù)的電介質(zhì)作為導(dǎo)體的邊界將支配導(dǎo)體的寬度。雖然這樣的“寬度極限”有時(shí)是不相關(guān)的，但是存在寬度極限小于所期望的情況。例如，在一個(gè)應(yīng)用中，導(dǎo)體“寬度極限”小于工程師想要耦合到傳輸線結(jié)構(gòu)上的分路部件的寬度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)方面體現(xiàn)為一種方法，該方法包括在襯底上印刷多個(gè)厚膜電介質(zhì)層，其中各后續(xù)的層被印刷在前面的層的上方，并且每一個(gè)層都具有斜壁。在印刷第一子集的所述多個(gè)厚膜電介質(zhì)層之后，至少在所述第一子集的電介質(zhì)層的所述壁的上方，印刷第一導(dǎo)電厚膜。然后，在印刷第二子集的所述多個(gè)厚膜電介質(zhì)層之后，在所述第二子集的電介質(zhì)層的上方印刷第二導(dǎo)電厚膜，其中所述第一導(dǎo)電厚膜和所述第二導(dǎo)電厚膜電耦合。
本發(fā)明還公開(kāi)了其他的實(shí)施例。


在附圖中將說(shuō)明本發(fā)明的說(shuō)明性和目前優(yōu)選的實(shí)施例，在附圖中
圖1示出了用于在厚膜電介質(zhì)上方印刷導(dǎo)電厚膜的方法的第一示例性
具體實(shí)施例方式
圖1示出了用于在厚膜電介質(zhì)上方印刷導(dǎo)電厚膜的方法100。方法100開(kāi)始于在襯底上印刷102多個(gè)厚膜電介質(zhì)層，將各后續(xù)的層印刷在前面的層上方，并且各層都具有斜壁。在印刷第一子集的多個(gè)厚膜電介質(zhì)層之后，至少在第一子集的電介質(zhì)層的壁的上方印刷104第一導(dǎo)電厚膜。在印刷第二子集的多個(gè)厚膜電介質(zhì)層之后，第二導(dǎo)電厚膜被印刷106到第二子集的電介質(zhì)層上方(使得第一和第二導(dǎo)電厚膜電耦合)。
方法100是有利的，因?yàn)槠淇蓸?gòu)建更厚(更高)的傳輸線結(jié)構(gòu)，但允許導(dǎo)電厚膜被印刷在子集的電介質(zhì)的上方，其中所述子集的電介質(zhì)的厚度在可以由目前的厚膜印刷技術(shù)進(jìn)行處理的厚度以下。這些優(yōu)點(diǎn)回過(guò)頭來(lái)使得傳輸線結(jié)構(gòu)可以以更寬的導(dǎo)體來(lái)構(gòu)建?？梢杂懈鞣N理由需要更寬的導(dǎo)體。例如，如在本發(fā)明的背景技術(shù)中所簡(jiǎn)單提及的，工程師可能想將分路部件耦合到傳輸線結(jié)構(gòu)的一部分中，并且分路部件的裝配機(jī)制可能要求比利用現(xiàn)有的厚膜印刷技術(shù)可獲得的更寬的導(dǎo)體裝配面積。
在圖2和3中示出了方法100的第一應(yīng)用。圖2示出了其上具有接地面202的襯底200。第一子集厚膜電介質(zhì)層204、206形成在接地面202上。至少在電介質(zhì)204、206的壁上印刷導(dǎo)電厚膜208，并將導(dǎo)電厚膜208電耦合到接地面202上。或者，如圖所示，導(dǎo)電厚膜208可以被印刷在電介質(zhì)204、206的其他部分上(例如，在電介質(zhì)的頂表面的上方)，隨后可以通過(guò)刻蝕導(dǎo)電厚膜208形成導(dǎo)體210。
為了使導(dǎo)體210的不規(guī)則最小化，電介質(zhì)206的頂表面可以進(jìn)行拋光。也可以拋光電介質(zhì)206，以控制第一子集的電介質(zhì)204、206的總厚度。下方的電介質(zhì)204不需要進(jìn)行拋光。
導(dǎo)電厚膜208可以向上延伸到電介質(zhì)204、206的壁的任何部分。但是，優(yōu)選的是，導(dǎo)電厚膜208向上延伸并延伸到電介質(zhì)206的頂表面上，以使其可以容易地被導(dǎo)電厚膜的下一次印刷所上覆印刷。
圖3示出了在第二子集厚膜電介質(zhì)層300被印刷到第一子集204、206上方后的圖2的結(jié)構(gòu)。應(yīng)該注意，盡管在圖2和3中示出的示例性應(yīng)用示出了第一子集的電介質(zhì)中的兩個(gè)層204、206子集的電介質(zhì)和第二子集的電介質(zhì)層中的一個(gè)層300，然而每一個(gè)子集也可以包含一個(gè)、兩個(gè)或者任何數(shù)量的層，只要每一個(gè)子集的厚度在可以通過(guò)目前的厚膜印刷工藝進(jìn)行印刷的厚度以下。
如果需要調(diào)整第二子集的電介質(zhì)300的總厚度，可以進(jìn)行拋光。此后，第二導(dǎo)電厚膜302被印刷在第二子集的電介質(zhì)上方，以使第二導(dǎo)電厚膜302電耦合到第一導(dǎo)電厚膜208上。
圖4示出了方法100的第二應(yīng)用。在圖4中，導(dǎo)體400被印刷在所有電介質(zhì)層402、404、406的下方，并且第一和第二導(dǎo)電厚膜408、410被印刷在子集的電介質(zhì)層402、404、子集的電介質(zhì)406上。如果需要的話，接地面412可以被形成襯底414的底表面上，并且可以利用襯底的過(guò)孔和/或鍍金屬的邊緣來(lái)將接地面412電耦合到導(dǎo)電厚膜408、410。
在圖5中示出了方法100的第三應(yīng)用。圖5示出了與圖3的相同結(jié)構(gòu)，但是帶有被耦合到導(dǎo)體210上的分路部件500。作為示例，分路部件500可以是二極管或者電容器。在分路部件被耦合到傳輸線結(jié)構(gòu)上的區(qū)域中，所述結(jié)構(gòu)的頂部電介質(zhì)300和屏蔽302可能需要被免去。如果像KQ電介質(zhì)的低損耗電介質(zhì)被用于下方的電介質(zhì)，則在連接分路部件的區(qū)域中的導(dǎo)體損耗由導(dǎo)體線的寬度所支配。
如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解的，多個(gè)厚膜電介質(zhì)層可以包含另外子集的電介質(zhì)層，所述子集的電介質(zhì)層中的每一個(gè)子集可以被形成在方法100中所提及的第一和第二子集的下方、上方或者之間，并且所述子集的電介質(zhì)層中的每一個(gè)子集可以被印刷以另外的導(dǎo)電厚膜。
如本領(lǐng)域的技術(shù)人員還將理解的，導(dǎo)體無(wú)需在其整個(gè)長(zhǎng)度上以其“最大寬度”被形成。就是說(shuō)，在需要具有更寬的線寬度(例如，因?yàn)樾枰B接分路部件)的區(qū)域，導(dǎo)體可以被形成得更寬，在其他的區(qū)域，導(dǎo)體可以被形成得更窄。
作為示例，在圖中示出的襯底可以是陶瓷襯底(例如，經(jīng)研磨的氧化鋁陶瓷襯底)、玻璃襯底、金屬襯底或者聚合物襯底。同樣，作為示例，所示的電介質(zhì)層可以是諸如KQ電介質(zhì)的玻璃電介質(zhì)，或者具有適當(dāng)微波性能的其他電介質(zhì)。KQ電介質(zhì)由Heraeus Cermalloy(24 Union HillRoad，West Conshohocken，Pennsylvania，USA)制造，并且一種這樣的電介質(zhì)為KQ CL-90-7858電介質(zhì)。作為又一個(gè)示例，在圖中示出的導(dǎo)體、導(dǎo)電厚膜和接地面可以由DuPont QG150金(可從Dupont(1007 MarketStreet，Wilmington，Delaware，USA)獲得)形成。
利用96％的氧化鋁陶瓷襯底、KQ Cl-90-7858電介質(zhì)以及DuPontQG150金，方法100的第三應(yīng)用(圖2和3)已被用于印刷約5mil厚的電介質(zhì)層204、206以及300。然后將這些層的第一子集204、206拋光到了10mil，并且形成了寬度為21.4mil、阻抗為50歐姆的導(dǎo)體210。具有20mil×20mil大小的典型的分路部件500能夠被裝配在導(dǎo)體210上。
在Dove等的題為“Integrated Low Cost Thick Film RF Module”的美國(guó)專(zhuān)利No.6,255,730、Casey等的題為“Methods for Making MicrowaveCircuits”的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)(序列No.10/600,143，2003年6月19日遞交)、Casey等的題為“Methods for Depositing a Thickfilm Dielectric on aSubstrate”的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)(序列No.10/600,600，2003年6月19日遞交)以及Casey等的題為“Methods for Forming a Conductor on aDielectric”的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)(序列No.10/601,042，2003年6月19日遞交)中公開(kāi)了對(duì)于上面的用于形成微波傳輸線結(jié)構(gòu)的方法的變化和替換，上面的所有專(zhuān)利文獻(xiàn)通過(guò)引用被結(jié)合于此。應(yīng)該注意，在此所用的術(shù)語(yǔ)“層”意在不僅包括以一個(gè)步驟所印刷的層，而且還包括以多個(gè)步驟所印刷的層，如在Casey等的專(zhuān)利申請(qǐng)中所公開(kāi)的。
圖6示出了用于制造微波電路的第一示例性方法600。方法600包括在襯底上印刷602多個(gè)厚膜電介質(zhì)層，其中各后續(xù)的層被印刷在前面的層的上方，并且每一個(gè)層都具有斜壁。在印刷第一子集的多個(gè)厚膜電介質(zhì)層之后，第一導(dǎo)電厚膜被印刷604在第一子集的電介質(zhì)層的上方。然后刻蝕606第一導(dǎo)電厚膜，以形成i)第一子集的電介質(zhì)層的表面上的導(dǎo)體以及ii)第一子集的電介質(zhì)層的壁上的接地。在導(dǎo)體上方印刷第二子集的多個(gè)厚膜電介質(zhì)層之后，第二導(dǎo)電厚膜被印刷608到第二子集的電介質(zhì)層上方(使得第二導(dǎo)電厚膜電耦合到第一子集的電介質(zhì)層的接地壁上)。
圖7示出了用于制造微波電路的第二示例性方法700。方法700包括在襯底上形成702導(dǎo)體，然后在導(dǎo)體上方印刷704多個(gè)厚膜電介質(zhì)層。各后續(xù)的厚膜電介質(zhì)層被印刷在前面的層的上方，并且每一個(gè)層都具有斜壁。在印刷第一子集的多個(gè)厚膜電介質(zhì)層之后，至少在第一子集的電介質(zhì)層的壁的上方印刷706第一導(dǎo)電厚膜。然后，在印刷第二子集的多個(gè)厚膜電介質(zhì)層之后，第二導(dǎo)電厚膜被印刷708到第二子集的電介質(zhì)層上方(使得第一和第二導(dǎo)電厚膜電耦合)。
雖然在此詳細(xì)描述了本發(fā)明的說(shuō)明性和代表性的優(yōu)選實(shí)施例，但是應(yīng)該理解，發(fā)明的思想可以通過(guò)其他方式進(jìn)行各種實(shí)施和使用，并且所附權(quán)利要求意在被解釋為包括這樣的變化，如現(xiàn)有技術(shù)所限制的除外。
權(quán)利要求
1.一種方法，包括在襯底上印刷多個(gè)厚膜電介質(zhì)層，其中各后續(xù)的層被印刷在前面的層的上方，并且每一個(gè)層都具有斜壁；在印刷第一子集的所述多個(gè)厚膜電介質(zhì)層之后，至少在所述第一子集的電介質(zhì)層的所述壁的上方，印刷第一導(dǎo)電厚膜；以及在印刷第二子集的所述多個(gè)厚膜電介質(zhì)層之后，在所述第二子集的電介質(zhì)層的上方印刷第二導(dǎo)電厚膜，其中所述第一和第二導(dǎo)電厚膜電耦合。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括在所述第一子集的電介質(zhì)層上形成導(dǎo)體。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述第一導(dǎo)電厚膜還被印刷在所述第一子集的電介質(zhì)層的表面上方，并且其中所述導(dǎo)體是通過(guò)刻蝕在所述第一導(dǎo)電厚膜中的所述導(dǎo)體形成的。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，還包括在印刷各所述導(dǎo)電厚膜之前，對(duì)所述第一和第二子集的電介質(zhì)層的頂表面進(jìn)行拋光。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，還包括將分路部件耦合到所述導(dǎo)體上。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述分路部件是二極管。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述分路部件是電容器。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括在導(dǎo)體上印刷所述多個(gè)厚膜電介質(zhì)層。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述多個(gè)厚膜電介質(zhì)層包括另外子集的電介質(zhì)層，并且其中至少在各另外的子集的壁上，印刷另外的導(dǎo)電厚膜。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一子集的電介質(zhì)層包括至少兩個(gè)電介質(zhì)層。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第二子集的電介質(zhì)層包括至少兩個(gè)電介質(zhì)層。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述電介質(zhì)層包括KQ電介質(zhì)。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括在接地面上印刷所述多個(gè)電介質(zhì)層，其中所述導(dǎo)電厚膜中的每一個(gè)電耦合到所述接地面上。
14.一種微波電路，通過(guò)下列步驟制造在襯底上印刷多個(gè)厚膜電介質(zhì)層，其中各后續(xù)的層被印刷在前面的層的上方，并且每一個(gè)層都具有斜壁；在印刷第一子集的所述多個(gè)厚膜電介質(zhì)層之后，在所述第一子集的電介質(zhì)層的上方，印刷第一導(dǎo)電厚膜；刻蝕所述第一導(dǎo)電厚膜，以形成i)所述第一子集的電介質(zhì)層的表面上的導(dǎo)體以及ii)所述第一子集的電介質(zhì)層的壁上的接地；以及在所述導(dǎo)體上方印刷第二子集的所述多個(gè)厚膜電介質(zhì)層之后，在所述第二子集的電介質(zhì)層的上方印刷第二導(dǎo)電厚膜，其中所述第二導(dǎo)電厚膜電耦合到所述第一子集的電介質(zhì)層上的所述接地壁上。
15.如權(quán)利要求14所述的微波電路，還通過(guò)將分路部件耦合到所述導(dǎo)體上來(lái)制造。
16.如權(quán)利要求14所述的微波電路，其中所述第一子集的電介質(zhì)層包括至少兩個(gè)電介質(zhì)層。
17.如權(quán)利要求14所述的微波電路，其中所述第二子集的電介質(zhì)層包括至少兩個(gè)電介質(zhì)層。
18.如權(quán)利要求14所述的微波電路，其中所述電介質(zhì)層包括KQ電介質(zhì)。
19.如權(quán)利要求14所述的微波電路，還通過(guò)將所述多個(gè)電介質(zhì)層印刷在接地面上來(lái)制造，其中所述導(dǎo)電厚膜中的每一個(gè)都電耦合到所述接地面上。
20.一種微波電路，通過(guò)下列步驟制造在襯底上形成導(dǎo)體；在所述導(dǎo)體上方印刷多個(gè)厚膜電介質(zhì)層，其中各后續(xù)的厚膜電介質(zhì)層被印刷在前面的層的上方，并且每一個(gè)層都具有斜壁；在印刷第一子集的所述多個(gè)厚膜電介質(zhì)層之后，至少在所述第一子集的電介質(zhì)層的所述壁的上方印刷第一導(dǎo)電厚膜；以及在印刷第二子集的所述多個(gè)厚膜電介質(zhì)層之后，在所述第二子集的電介質(zhì)層上方印刷第二導(dǎo)電厚膜，其中所述第一和第二導(dǎo)電厚膜電耦合。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了在厚膜電介質(zhì)上方印刷導(dǎo)電厚膜的方法。在一個(gè)實(shí)施例中，在襯底上印刷多個(gè)厚膜電介質(zhì)層，其中各后續(xù)的層被印刷在前面的層的上方，并且每一個(gè)層都具有斜壁。在印刷第一子集的多個(gè)厚膜電介質(zhì)層之后，至少在所述第一子集的電介質(zhì)層的所述壁的上方，印刷第一導(dǎo)電厚膜。然后，在印刷第二子集的多個(gè)厚膜電介質(zhì)層之后，在所述第二子集的電介質(zhì)層的上方印刷第二導(dǎo)電厚膜，其中所述第一導(dǎo)電厚膜和所述第二導(dǎo)電厚膜電耦合。本發(fā)明還公開(kāi)了通過(guò)上述方法制造的微波電路。
文檔編號(hào)H05K1/02GK1665371SQ20041008685
公開(kāi)日2005年9月7日 申請(qǐng)日期2004年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月3日
發(fā)明者劉易斯·R·達(dá)夫, 約翰·F·凱西 申請(qǐng)人:安捷倫科技有限公司