陶瓷封装及其制造方法技术

本发明专利技术涉及在内端子和外端子之间提供改进的连接图形结构的多层陶瓷封装及其制造方法。该陶瓷封装安装至少一个元件且通过依次层叠的多个陶瓷片形成。内部图形形成在陶瓷片的至少一部分中。盖子安装在空腔上的层状结构上，以保持空腔气密。外部连接端子形成在层状结构的外部。内部连接图形分开水平地形成在至少两个陶瓷片中，与外部连接端子电连接；内部连接端子形成在空腔内，与元件和内部连接图形的至少一部分电连接。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及将元件安装在内部空腔中的多层，更具体涉及在内端子和外端子之间提供改进的连接图形结构的多层。
技术介绍
低温共烧结陶瓷(LTCC)技术主要制备体现为多个印刷电路基片上给定电路的无源元件(R，L和C)，主要基于玻璃陶瓷来制造，用电导率优良的金属例如银(Ag)和铜(Cu)经由丝网印刷，依次层叠印刷电路基片，然后共烧结陶瓷和金属导体(在约1000℃或更低的温度下)，以便制造多芯片模块(MCMs)和多芯片封装。由于能够共烧结陶瓷和金属的工艺性能，LTCC技术有利地实现在一个模块之内无源元件(R、L、C)，以便用减小的尺寸可以获得合成元件或模块。LTCC衬底根据实现嵌入的无源元件可以体现为封装上系统(SOP)的性能使从表面安装器件(SMD)产生的寄生效应最小。还具有通过减小表面安装中的从焊料区产生的电噪声信号提高导电性能，以及通过减小焊料数目提高可靠性的优点。LTCC衬底通过热膨胀系数的控制还可以使谐振频率(Tf)的温度系数最小，以便调整介质谐振器的性能。LTCC衬底可以安装有源元件例如表面声波(SAW)滤波器和功率放大器模块(PAM)以实现多功能模块。具体，通过在LTCC衬底中形成用于容纳SAW滤波器芯片的空腔，或通过安装SAW滤波器芯片在LTCC衬底的外表面上可以将SAW滤波器安装在LTCC衬底上。将SAW滤波器安装在空腔内可以有利地减小器件尺寸和节省材料成本，因此被分为减小器件尺寸和节省材料成本有利的设计策略。但是，在将元件容纳在LTCC衬底的空腔中的封装中，如果安装在空腔中的元件至少需要预定的气密级别，那么需要保持LTCC衬底为需要的气密级别，以保护内部元件不受外部环境影响，由此确保元件正常工作。具体，在SAW滤波器中，安装空腔至少需要预定的气密级别，保持LTCC封装需要的气密级别是麻烦的。图1是其内内部容纳有元件的常规陶瓷封装的剖面图。参考图1，陶瓷封装包括定义基板层11的多层陶瓷片，其上安装元件12，以及其中形成空腔19的中间层或空腔层10。元件12例如SAW滤波器通过导电键合装置18等安装在空腔19中。在空腔层10的顶上，通过粘结层14安装用于保持封装的空腔19气密的覆盖层或盖子13。形成用于将空腔19中的元件12与外部端子16连接的内部连接图形15和15′(参见图2)，以便元件12可以与外部交换信号。连接图形15和15′通过陶瓷衬底的内部与外部端子连接，且连续地存在于依次层叠的几个陶瓷片特定的一个中。更详细地描述，图2是用于安装图1中的陶瓷封装元件的基板层11的平面图。内部连接图形15连续地形成在用于将空腔19中的元件12与外部端子16连接的基板层11中。图3是接地层的平面图，用作与放置在空腔19上的盖13连接的地面。在图3中，连续连接图形15′形成在空腔层10上，以便与外部端子16′连接。在具有如图2和3所示的陶瓷多层基片中的连接图形层的陶瓷封装的制造中，根据陶瓷片之间的粘结压力将陶瓷片与设置在陶瓷片中的连接图形层键合在一起。亦即，连接图形从空腔内部到陶瓷封装外部连续地形成在相应层中，形成从外部到外端子16和16′以及连接图形层15和15′产生泄漏的通路。泄漏通路难以保持空腔气密为至少预定的级别。容纳在陶瓷多层衬底的空腔中的元件具有降低的真空度或气密度的这种现象称为泄漏缺陷。泄漏缺陷是由图形结构引起的，即在陶瓷多层衬底中的内部连接图形在公共层上从衬底的外端子延伸到空腔内部。众所周知泄漏传播通路存在于连接端子的图形中。而且，为了使陶瓷片与插入陶瓷片中的连接图形层紧密地接触相对于依次层叠的陶瓷片施加过量的压力容易损坏其上安装元件的底部的平坦度，以致元件可以被有缺陷地安装。图4是其内内部容纳有元件的另一常规陶瓷封装的剖面图。与图1的陶瓷封装一样，图4中的陶瓷封装包括其上安装元件22的基板层11以及其中形成空腔29的中间层或空腔层20。元件22例如SAW滤波器通过导电键合装置28容纳于空腔29中。覆盖层或盖子23通过键合装置24安装在空腔29上的空腔层20的顶上，以便保持空腔29气密。形成用于使内端子27和外端子26之间能够交换信号的内部连接图形25，内端子27与内部安装的元件22接触，以便内部元件22可以与外部交换信号。通过填充导电材料到内端子27下面依次层叠的陶瓷片的通孔内形成连接图形25。图4中的陶瓷封装结构与图1的区别在于外端子形成在陶瓷封装的横向部分以及水平地形成内部连接图形。为了进一步提高空腔的气密性，图4中的结构没有横向连接的端子。但是，垂直连接内端子与外端子的连接图形的上述结构约束用于在内部元件下的陶瓷多层片上实现电路元件的电路图形的设计机动性。亦即，缺点是具有上述封装结构仅适用于其中附加图形不形成在封装内作为电路元件的简单封装，例如SAW封装或振荡器。而且，向下延伸以形成内部连接图形的通孔产生设计限制具有预定直径的通孔必须形成在陶瓷衬底上。这些导致封装的尺寸减小困难。因此，需要可以解决上述问题的陶瓷封装的制造技术。
技术实现思路
本专利技术致力解决现有技术的上述问题，因此本专利技术的目的是提供一种陶瓷封装，防止沿泄漏通路从外部发生泄漏，以便消除泄漏缺陷。本专利技术的另一个目的是防止有缺陷的元件安装，有缺陷的元件安装是由于为了防止陶瓷封装的制造中的泄漏缺陷，过量的压紧陶瓷片引起用于安装元件的底部的平坦度退化而导致的。本专利技术的又一个目的是提供一种陶瓷封装，可以提高用于形成陶瓷多层片的电路元件的图形的设计机动性和减小产品的尺寸。根据本专利技术的一个方面，为了实现该目的，提供一种用于内部安装至少一个元件的陶瓷封装，包括通过依次层叠多个陶瓷片形成的层状结构，具有用于容纳元件的内部空腔和在陶瓷片的至少一部分中的内部图形；安装在空腔上的层状结构上以保持空腔气密的盖子；形成在层状结构的外部上的外部连接端子；在至少两个陶瓷片中分开水平形成以与外部连接端子电连接的内部连接图形；以及形成在空腔内与元件和内部连接图形的至少一部分电连接的内部连接端子。优选地，分开的内部连接图形通过通孔电连接。还优选地，内部连接图形分开地形成在邻近的陶瓷片中。优选地，内部连接图形包括邻近盖子形成的上内部连接图形和与内部连接端子相连接的下内部连接图形。更优选地，下内部连接图形包括形成在陶瓷片上的第一图形，作为与此电连接的内部连接端子，以及与外部连接端子连接且形成在不同于第一图形的第二陶瓷片中的第二图形，上内部连接图形包括形成在其上安装盖子的层上的第一图形，以及与外部连接端子连接且形成不同于在第一图形的陶瓷片上的第二图形。本专利技术陶瓷封装还包括用于在下内部连接图形底下的至少一个陶瓷片中实现电路元件的内部图形。根据本专利技术的另一方面，为了实现该目的，提供一种能将元件安装在空腔内的陶瓷封装的制造方法，该方法包括以下步骤制备多个陶瓷片；在陶瓷片至少一部分中形成图形层以实现电路元件；形成外部连接端子，用于与外部进行信号交换，以及形成与部分陶瓷片中的元件相连接的内部连接端子；在至少两个陶瓷片上分开地形成内部连接图形，用于将外部连接端子或在空腔上的盖子与内部端子连接；在陶瓷片的一部分中形成导电通孔以电连接形成在陶瓷片中分开的内部连接图形；以及依次层叠陶瓷片。优选地，内部连接图形分开地形成在相邻的陶瓷片中。内部连接图形包括邻近盖子形成的上内部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于内部安装至少一个元件的陶瓷封装，包括：通过依次层叠多个陶瓷片形成的层状结构，具有容纳元件的内部空腔和在陶瓷片的至少一部分中的内部图形；安装在空腔上的层状结构上以保持空腔气密的盖子；形成在层状结构的外部上的外部连接端子；分开水平地形成在至少两个陶瓷片中以与外部连接端子电连接的内部连接图形；以及形成在空腔内与元件和内部连接图形的至少一部分电连接的内部连接端子。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔益瑞，全硕泽，金容郁，崔正燮，
申请(专利权)人：三星电机株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]