[发明专利]陶瓷多层基片上的表面电极结构及其制造方法

说明书

发明领域

本发明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，正象后面本发明中将要描述的，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。