陶瓷多层基片上的表面电极结构及其制造方法技术

在陶瓷多层基片上的表面电极结构中，其中基片上具有通过金－金接合用以安装倒装片３０作为表面声波器件的表面ＳＡＷ器件安装表面电极和焊接部件安装表面电极，至少最下层是由烧结银导体５１制成，其中该导体部分地埋置在陶瓷多层基片４０中，所包含的镍或镍合金层５２作为中间层，并且最上层为银层５３。因此，提供了一种在陶瓷多层基片上的表面电极结构，其适用于通过金－金接合安装ＳＡＷ器件和通过焊接安装其他部件，并且其中使用陶瓷多层基片能够进行各个部件的一致性安装，以提供较高的可靠性。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种陶瓷多层基片上的表面电极结构，以及在基片上制造表面电极的方法，其可应用于制造高频组合式部件，该组合式部件包括焊接的表面安装部件和在陶瓷多层基片上倒装的表面声波器件，并且其可使各部件一致安装以提供较高的可靠性。市场上总是需要较小的电子设备，并且它也需要所使用的部件在尺寸和重量上减小。这种趋势在以蜂窝电话为代表的高频设备方面是很明显的，特别是在所使用部件方面所表现的。在高频设备中，部件安装密度日益增大，以满足尺寸减小和重量减轻的要求。器件安装基片也不例外，并且为了满足尺寸减小的要求，具有单层导体的基片基本上要由多层基片来代替。陶瓷多层基片具有由电气绝缘陶瓷制成的绝缘层，并具有由银或类似物制成的导体层。与通常树脂多层基片相比，陶瓷多层基片具有许多优点，包括高频下的低损耗，良好的热传导，以及高的尺寸密度和可靠性。陶瓷多层基片具有的进一步优点在于，通过制成内部导体线圈或它的平行板，使其内部可提供电感或电容。而且，低损耗和高尺寸精度特性可使其能够在内部制成高质量和小公差的器件。这些特性可考虑用于蜂窝电话和其他高频电路中，如安装在表面上的组件或各种部件的器件组合，并且也具有高的性能，以及满足小尺寸的需求。在高频组件中，电路是按功能组合的，与通过安装各个分离部件制成的电路的常用技术相比，其简化了设备的结构，并且能够提供较好可靠性和性能的设备。进一步就常用分离部件来说，可将各特性进行组合以实现所预想的功能，而这会导致复杂的设计。在组件化中，每个组件特性的技术要求都是预定的，因此设备的设计可以结构化，并且可以以较低的工作量在较短的时间期间内完成。图6是一方框图，用以表示世界上终端数量最多的所使用的GSM双频带蜂窝电话。在附图中，ANT表示用于传输和接收无线电波的天线，DPX表示作为滤波器的双工器(双频切换滤波器)用以分离两个频率，T/R SW表示传输/接收转换开关作为无线电波传输与接收之间的转换工具，LPF表示作为滤波器的低通滤波器，用以抑制在传输级上的谐波，和BPF表示在接收级上的带通滤波器。在蜂窝电话的所示电路中，实现了用于几项功能的组件化，在一般情况下，器件实际上是安装在天线/开关部分中的多层基片上。图7表示用于天线/开关部分的典型组件。在附图中，标号10表示陶瓷多层基片，其内部具有电感部分11和电容部分12，以及外部电极13。片状部件15如作为开关元件的二极管和电阻可安装在陶瓷多层基片10上，并且可提供保护外壳16，用以盖在陶瓷多层基片的顶部。注意，图7所示组件不包括表面声波器件(下面称作SAW器件)或它们安装成封装部件。到今天为止，组件化还是以单功能器件实现的，如功率放大器和天线/开关组件。如果组合的功能范围较广的话，将会进一步获得组件化的优点。当然，包含SAW器件的各器件组件化也是很重要的。常用的SAW器件已经使用了所谓的“封装”部件。当然，组件化可以通过安装封装部件而实现，然而，正象后面本专利技术中将要描述的，在基片上直接安装器件电路片会被认为在实现较小和较低外型以及较低成本方面会更有效。陶瓷多层基片的特征在于，它能够象现有部件一样包含电感和电容，由此使尺寸减小。另一方面，较小的外型是难以实现的。因此，具有在基片上所安装封装外壳的共用模块不能满足对于较小外型的日益增长的需要。另外，封装器件将占用比最初裸露的电路片更大的区域。在所使用的部件中，SAW器件具有最高外型，并且占有较宽的区域。在这些条件下，需要设法直接将SAW器件安装到陶瓷多层基片上而不用封装外壳。SAW器件的制造是由两个步骤组成的，一个步骤是制造SAW电路片，另一步骤是将其加以安装和封装，每个步骤均需要同样的成本数量。如果直接安装在陶瓷多层基片上是可能的话，那么在无安装和封装SAW器件的情况下也可以制造便宜的设备。如上所述，对于高频组件的需求，就是将SAW器件作为电路片直接安装在陶瓷多层基片上并且其他部件可通过焊接来安装。最后，陶瓷多层基片必须是可与倒装SAW器件的步骤和焊接其他部件的步骤二者是相适应的。SAW器件可通过与金(Au)接合的金-金突起而共同连接，形成在陶瓷多层基片上最顶层的表面电极。在通过焊接接合时，在基片上的焊接表面可共同地由锡或焊接膜制成，其中的每个通常是通过电镀制成的。焊接处理过程通常包括下列步骤，将焊锡浆料施加到基片表面上的焊接区，然后放置待焊接的部件，和进行热处理，如软熔，以固定部件。在这种情况下，在焊锡浆料中的焊剂会蒸发，并且与表面电极的界面会活化以保证焊锡的湿润性。在本专利技术中，可以预想，SAW器件可安装成外露的，因此如果它们首先进行安装的话，它们的性能将会受到在焊接其他部件的接下来的步骤中所敷焊剂的极大影响。因此，还没有出现一种方法，使得能够象本专利技术一样实现在暴露状态下安装SAW器件和焊接其他部件两个步骤。近来现有小型SAW器件，如典型的在未审公告日本专利申请(公开)号IP10-79638/(1998)中所公开的，可通过所谓“倒装”安装方法固定到陶瓷基片或树脂基片上。正如图8所示，其中20表示基片，30表示倒装片作为SAW器件。在基片20上形成电极21，它的表面是由金(Au)制成，并且倒装片30具有金双头突起31，其形成在具有SAW梯形电极的主表面上。由于带有主表面的SAW形电极面向下，使倒装片30可通过金-金接合(面向下接合)而倒装。该方法将有效地适用于本专利技术中，用以安装SAW器件，而它必须满足如果要将SAW器件与焊接部件安装在一起时不出现问题的条件。与只有单独的SAW器件组件化的情况不同，将具有其他部件的复合组件进行组装将会增大陶瓷多层基片的厚度。在这种情况下，接合区域将会经受比普通封装器件中大的应力。未审公告日本专利申请(公开)号JP6-97315/(1994)公开了一种与其他部件安装并封装在一起的现有技术情况。在该现有技术情况下，SAW器件可以面朝上地固定到树脂电极上，并且可通过导线接合建立电连接；这明显不同于本专利技术，即采用将SAW器件倒装到陶瓷多层基片上。本专利技术进一步可通过采用倒装来获得尺寸的减小。另一差异在于，不同于基片的热膨胀的影响可以通过使用“倒装”结构来减小。按照前述未审已公开的日本专利申请(公开)号JP6-97315/(1994)，陶瓷基片具有热膨胀差异并因此会出现问题，而在本专利技术中，所述影响会极大地减小。特别是，SAW器件的温度系数和热膨胀差会相互抵消，并且如果人们比较一下对于倒装在树脂基片和陶瓷基片上的中心频率温度特性的话，其结果会好于图5所示的陶瓷基片。首先看来，所述未审公告日本专利申请(公开)号JP6-97315/(1994)，教导了SAW器件与其他无源部件的混合安装，而它未预先设想到象本专利技术那样与待焊接部件的混合安装。为了密封的目的，在专利中使用了焊接，在这方面，同样提出了加热，以避免焊剂的污染。换句话说，所建议的与焊接部件的混合安装是非常难以实现。上面的描述要求达到两个目的。一个目的是提供一种电极结构，使其能够在焊接步骤和倒装SAW步骤中建立连接；另一目的是开发一处理流程，其将不会对某个步骤产生任何影响。说到处理流程，可首先安装焊接部件，然后通过干法腐蚀或类似方法除去待安装SAW器件表面上的焊剂，这使得能够进行SAW器件的安装。本专利技术特别涉及第一目的，即本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在陶瓷多层基片上的表面电极结构，其基片具有通过金－金接合安装表面声波器件的ＳＡＷ器件安装表面电极和焊接部件安装表面电极，它包括： 由烧结银导体制成的最下层，其中银导体部分地埋置在陶瓷多层基片中； 由镍或镍合金层制成的中间层；和 由金层制成的最上层。

【技术特征摘要】
JP 2000-9-21 286410/001.一种在陶瓷多层基片上的表面电极结构，其基片具有通过金-金接合安装表面声波器件的SAW器件安装表面电极和焊接部件安装表面电极，它包括由烧结银导体制成的最下层，其中银导体部分地埋置在陶瓷多层基片中；由镍或镍合金层制成的中间层；和由金层制成的最上层。2.按照权利要求1的在陶瓷多层基片上的表面电极结构，其中所述由镍或镍合金层制成的中间层具有1μm-10μm的厚度，并且所述由金层制成的最上层具有0.3μm-3μm的厚度。3.按照权利要求1的在陶瓷多层基片上的表面电极结构，其中所述烧结银导体具有...

【专利技术属性】
技术研发人员：内木场文男，五井智之，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]