專利名稱：電子元件位于封裝件表面上且二者之間有空隙的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及如壓電諧振器那樣的電子元件裝置，這種裝置有一個(gè)位于封裝件表面上的電子元件，在電子元件與封裝件之間有空隙。
有些電子器件在安裝到印刷電路板或基板或類似物體上時(shí)要求不與印刷電路板或基板接觸。例如，在壓電諧振器中，其諧振區(qū)必須這樣排列，即諧振區(qū)與印刷電路板之間具有足夠的空間以避免干擾諧振區(qū)振蕩。對(duì)放熱的電子元件，安裝電子元件必須使印刷電路板或基板與電子元件之間具有足夠的空間，以阻止熱量傳導(dǎo)到印刷電路板或基板及其附近的其它元件上。
為了產(chǎn)生這樣的空間，對(duì)壓電諧振器已經(jīng)提出了多種結(jié)構(gòu)。


圖17是說(shuō)明安裝壓電諧振器的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)一個(gè)例子的部分截面圖。如圖17所示，電極接合區(qū)52a和52b位于基板51上。安裝壓電諧振器53使與電極接合區(qū)52a和52b接觸。壓電諧振器53的結(jié)構(gòu)為端電極53b位于壓電板53a的一端，端電極53c位于其另一端。注意，圖中未示出的諧振電極與端電極53b和53c連接。
端電極53b和53c經(jīng)導(dǎo)電粘合劑54a和54b與電極接合區(qū)52a和52b連接，施加的導(dǎo)電粘合劑54a和54b具有足夠的厚度以避免干擾諧振器53諧振區(qū)的振蕩。
這就是說(shuō)，通過(guò)增大導(dǎo)電粘合劑54a和54b的厚度，在壓電諧振器53與基板51的上表面51a之間形成間隙55。
然而，在施加導(dǎo)電粘合劑54a和54b時(shí)，由于它們是液體，導(dǎo)電粘合劑材料會(huì)如圖17中箭頭A1和A2所示，沿著上表面51a流向壓電諧振器53的中心。結(jié)果，諧振區(qū)通過(guò)安裝結(jié)構(gòu)中的導(dǎo)電粘合劑與基板51的上表面51a連接，從而使諧振器53的諧振特性退化。此外，由于導(dǎo)電粘合劑54a、54b沿著上表面51a流動(dòng)和擴(kuò)展，間隙55的垂直尺寸縮小，不能準(zhǔn)確或可靠地提供隔離空間。
進(jìn)而，由于液體導(dǎo)電粘合劑54a和54b在施加后固化，隔離空間55的大小和垂直尺寸常常會(huì)變化，諧振器53的諧振區(qū)會(huì)與基板51的上表面51a接觸，因此對(duì)諧振器53的諧振特性造成不利影響。
為了消除上述問(wèn)題，已經(jīng)提出一種安裝結(jié)構(gòu)，在這一結(jié)構(gòu)中，在端電極53b和53c與電極接合區(qū)52a和52b之間插入襯墊56a和56b，如圖18所示。襯墊56a和56b是由諸如金屬之類的導(dǎo)電材料制成，通過(guò)導(dǎo)電粘合劑或焊劑與端電極53a和53b以及電極接合區(qū)52a和52b連接。壓電諧振器53與基板51上表面51a之間的空間55A是由襯墊56a和56b的垂直尺寸限定的。
然而，這種結(jié)構(gòu)需要準(zhǔn)備大小和形狀十分準(zhǔn)確的襯墊56a和56b，將襯墊56a和56b安裝到壓電諧振器53上還是一個(gè)困難而又費(fèi)時(shí)的過(guò)程。
同時(shí)，在公開(kāi)號(hào)為Hei 5-83074的日本專利中已經(jīng)揭示了存放壓電諧振器的小型封裝結(jié)構(gòu)。圖19a和19b是部分截取的平面圖和截面圖，表明這種現(xiàn)有技術(shù)的器件封裝結(jié)構(gòu)。電子元件61包括絕緣基板62和外罩63。壓電諧振器64存放在該封殼中。此外，形成通過(guò)基板62延伸的通孔電極65a-65c。通孔電極65a-65c是通過(guò)產(chǎn)生穿過(guò)基板62延伸的通孔并將電極材料施加在該通孔的內(nèi)表面周圍上而構(gòu)成的。通孔和電極的內(nèi)表面周圍延伸到上下表面，形成凸緣形的部分。壓電諧振器64經(jīng)導(dǎo)電粘合劑66a-66c與通孔電極65a-65c連接。導(dǎo)電粘合劑66a-66c設(shè)置在通孔電極65a-65c中并與通孔電極65a-65c的基板62的上表面上凸緣形部分連接。
據(jù)認(rèn)為，電子元件61允許減小外罩63外側(cè)的區(qū)域，從而因壓電諧振器64是經(jīng)通孔電極65a-65c引導(dǎo)到外部的，所以能夠使器件小型化。
然而，在電子元件61中，由于壓電諧振器64經(jīng)導(dǎo)電粘合劑66a-66c與通孔電極65a-65c相連接，與圖17所示的安裝結(jié)構(gòu)的情況相似，導(dǎo)電粘合劑66a-66c在施加期間會(huì)流動(dòng)和擴(kuò)散，破壞了諧振區(qū)的振蕩特性。此外，與圖17所示的現(xiàn)有裝置相似，圖19(b)中所示的現(xiàn)有器件也存在對(duì)于諧振器64與基板62之間的間隙不能可靠地提供精確垂直距離的問(wèn)題，這個(gè)問(wèn)題是由電極65a-65c上部和沿基板62上表面延伸和擴(kuò)展的粘合劑66a-66c產(chǎn)生的。
如上所述，由于導(dǎo)電粘合劑的流動(dòng)性和擴(kuò)展，不能可靠地提供具有足夠尺寸或垂直尺寸的間隙，因而一直存在著由圖17所示的安裝結(jié)構(gòu)和圖19所示的電子元件61而引起的諧振特性退化的問(wèn)題。
此外，圖18所示的安裝結(jié)構(gòu)由于采用了襯墊56a和56b，也存在制備和組裝過(guò)程復(fù)雜和成本高的問(wèn)題。
為了克服上述問(wèn)題，本發(fā)明的較佳實(shí)施例提供一種包括電子元件的裝置，電子元件被配置和構(gòu)造得牢固地固定在封裝件上，在二者之間可靠地提供的空間允許方便地制造電子元件。
本發(fā)明的較佳實(shí)施例提供一種電子元件，它包括封裝件；通過(guò)該封裝件延伸并從封裝件的第一表面伸出的通孔電極；位于封裝件的第一表面上的電子元件，二者之間有一限定的空間，電子元件與封裝件的第一表面之間的空間是由從封裝件第一表面延伸的穿孔電極的凸出部分確定的；將電子元件與通孔電極連接起來(lái)的連接件。
應(yīng)當(dāng)注意，在本說(shuō)明書(shū)中所述的穿孔電極意指一種固體電極，在這一電極中，電極材料完全填充在后面將描述的通孔中。
還應(yīng)當(dāng)注意，穿孔電極不象現(xiàn)有技術(shù)那樣沿基板或封裝件的上表面或第一表面延伸，穿孔電極而是從基板或封裝件的第一表面垂直向上延伸。
此外，穿孔電極是一種呈棒形結(jié)構(gòu)的全固體構(gòu)件，棒形構(gòu)件通過(guò)通孔延伸并具有一個(gè)在基本垂直于基板或封裝件的上表面的方向上從基板或封裝件的上表面垂直延伸的上部圓形部分，給諧振器提供支撐以及對(duì)諧振器與封裝件之間的間隙提供準(zhǔn)確的垂直距離尺寸。
采用如上所述的本發(fā)明較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，在電子元件與封裝件之間能夠可靠地提供所需尺寸或垂直尺寸的空間。于是，有可能提供諸如安裝在封裝件上的壓電諧振器之類的電子元件，二者之間能可靠地提供足夠的空間，以使諧振器的諧振區(qū)的振蕩不受阻礙。
此外，雖然在現(xiàn)有器件中，在電子元件與封裝件之間由施加的導(dǎo)電粘合劑產(chǎn)生空間間隔時(shí)，由于在粘合劑施加期間，粘合劑的流動(dòng)性和擴(kuò)展，不能獲得所需的空間，但是，在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，由于穿孔電極的形狀和排列以及穿孔電極的凸出部分，能夠可靠地提供具有足夠垂直尺寸的空間。此外，由于本發(fā)明的較佳實(shí)施例不需要用諸如襯墊的額外構(gòu)件來(lái)產(chǎn)生所需垂直尺寸的空間，因此，本發(fā)明的較佳實(shí)施例的電子元件，其制造更方便，成本更低。另外，在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，填充在基板的穿孔中的棒形固體穿孔電極使粘合劑的用量比粘合劑沿基板的上表面擴(kuò)展在有些器件中，粘合劑還擴(kuò)展到穿孔中的現(xiàn)有器件中的用量大為減少。因此，即使在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中所采用的粘合劑沿基板的上表面擴(kuò)展，由于棒形固體穿孔電極，也能夠準(zhǔn)確和可靠地提供諧振器與基板之間具有嚴(yán)格垂直尺寸的間隙。
在上述裝置中，電子元件可以是一個(gè)壓電諧振器。
采用本發(fā)明的較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，可獲得具有優(yōu)良共振特性的電子元件。
在上述的電子元件中，穿孔電極可以暴露在封裝件的第二表面上，這里，封裝件的第一與第二表面是彼此相對(duì)的。
采用上述結(jié)構(gòu)，位于封裝件上表面(第一表面)上的電子元件經(jīng)穿孔電極與封裝件的下表面(第二表面)電連接。于是，通過(guò)在封裝件的下表面上形成連接電極和端電極，這種安排允許得到能夠方便地安裝在封裝件表面上的電子元件。
在上述的電子元件中，封裝件可包括陶瓷基板，在封裝件中可設(shè)置多個(gè)內(nèi)部電極，從而形成至少一個(gè)電容器，穿孔電極可以與電容器電連接。
采用上述結(jié)構(gòu)，電子裝置包括一種有電路的復(fù)雜型封裝結(jié)構(gòu)，其中電容器與安裝在封裝件上的電子元件相連接。
在上述的電子元件中，封裝件可包括陶瓷基板，在陶瓷基板的側(cè)面上可設(shè)置多個(gè)切口，在多個(gè)切口中可設(shè)置多個(gè)內(nèi)部電極。
采用上述結(jié)構(gòu)，有可能利用與形成穿孔電極所采用的相同方法方便地形成外部電極以及利用穿孔電極提供與外部電極相當(dāng)?shù)妮^小電子元件。
根據(jù)本發(fā)明的另一較佳實(shí)施例，提供一種形成電子元件裝置的方法，它包括以下步驟將多個(gè)未燒結(jié)的陶瓷片層疊在支撐薄膜上，獲得一個(gè)未燒結(jié)的陶瓷片疊層；在被定位為穿孔電極的位置上形成通過(guò)未燒結(jié)陶瓷片疊層的通孔；將導(dǎo)電材料施加到所述通孔中，使其填滿所述通孔并被定位在所述未燒結(jié)陶瓷片疊層的上表面，形成穿孔電極；以及對(duì)所述未燒結(jié)陶瓷片疊層進(jìn)行燒結(jié)，形成基板，從而形成從所述基板上表面向上伸出的穿孔電極的凸出部分。
由以上過(guò)程形成的穿孔電極是固體的并基本呈棒形。由以上過(guò)程形成的穿孔電極以固體棒形結(jié)構(gòu)填充通孔。凸出部分是由于在燒結(jié)之后的冷卻期間陶瓷的熱收縮系數(shù)高于電極材料的熱收縮系數(shù)而形成的。
由于穿孔電極的凸出部分的結(jié)果，在壓電諧振器和基板之間能夠可靠地產(chǎn)生具有足夠尺寸或垂直尺寸的間隙。
在又一個(gè)較佳實(shí)施例中，該方法包括把陶瓷的熱收縮系數(shù)設(shè)定為高于填充在穿孔中電極材料的熱收縮系數(shù)約1％至20％的步驟。在這個(gè)所需范圍上，能夠準(zhǔn)確和可靠地獲得間隙尺寸。
從以下參考附圖對(duì)本發(fā)明的描述中，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更顯然。
圖1是表明本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的電子元件的縱向截面圖。
圖2是沿圖1中A-A線截取的圖1所示電子元件的橫向截面圖。
圖3是表明本發(fā)明第二較佳實(shí)施例的電子元件的橫向截面圖。
圖4是圖3所示電子元件的平面圖。
圖5a是表明通孔電極的部分剖視圖。
圖5b是表明穿孔電極的部分剖視圖。
圖6a是表明外部電極與具有通孔電極的電子元器件之間位置關(guān)系的平面示意圖。
圖6b是表明外部電極與具有通孔電極的電子元器件之間位置關(guān)系的平面示意圖。
圖7是表明第一較佳實(shí)施例的一改進(jìn)例的橫截面圖。
圖8a是表明第一較佳實(shí)施例的另一改進(jìn)例的縱截面圖。
圖8b是表明第一較佳實(shí)施例的另一改進(jìn)例的橫截面圖。
圖9a是表明第一較佳實(shí)施例的又一改進(jìn)例的縱截面圖。
圖9b是表明第一較佳實(shí)施例的又一改進(jìn)例的橫截面圖。
圖10是說(shuō)明圖9b所示改進(jìn)例的橫截面圖。
圖11是表明本發(fā)明第三實(shí)施例的電子元件的分解透視圖。
圖12是表明第三較佳實(shí)施例的電子元件外觀的透視圖。
圖13是第三較佳實(shí)施例的縱截面圖。
圖14是沿圖13中D-D線截取的截面圖。
圖15是對(duì)應(yīng)于圖13中E-E線部分的截面圖。
圖16a是表明具有橢圓平面形的穿孔電極的截面圖。
圖16b是表明具有橢圓平面形的穿孔電極的平面圖。
圖17是表明現(xiàn)有的電子元件的截面圖。
圖18是表明現(xiàn)有電子元件另一例的部分截面圖。
圖19a是表明現(xiàn)有電子元件又一例的部分截面圖。
圖19b是表明現(xiàn)有電子元件再一例的部分截面圖。
圖1和2是表明本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的電子元件的正視圖和側(cè)視圖。
在圖1所示的電子元件中，壓電諧振器3在封裝安排時(shí)被安裝在基板2上。此外，外罩4較好是由金屬制成的，固定在基板2上，環(huán)繞在壓電諧振器3的周圍。配置外罩4是為了產(chǎn)生一個(gè)內(nèi)部空間，將壓電諧振器3存放其中。外罩4內(nèi)的內(nèi)部空間是由基本呈U形的外罩4限定的，外罩是這樣安排的，使其開(kāi)口部分向下并通過(guò)粘合劑(未示出)固定到基板2的上表面。
基板2最好是由諸如氧化鋁之類的絕緣陶瓷材料制成。形成穿過(guò)基板2延伸的穿孔電極5和6。
正如從圖1中看到的，穿孔電極最好由棒形固體構(gòu)件組成，這一固體構(gòu)件穿透基板2，穿孔電極5和6上端的突起部分從基板2的上表面2a向上突起。注意穿孔電極5和6的突起部分并不沿基板2的上表面延伸而是在基本垂直于基板2上表面的方向上從基板2的上表面垂直延伸，這是重要的。穿孔電極5和6點(diǎn)下表面暴露于基板2的下表面2b并與設(shè)置在基板2下表面2b上的端電極7a和7b相連接。
利用諸如鈦酸鹽壓電陶瓷的壓電陶瓷之類形成的壓電構(gòu)件3a構(gòu)成壓電諧振器3。在厚度方向上使壓電構(gòu)件3a極化，壓電構(gòu)件3a具有內(nèi)部電極3b。此外電極3c和3d位于壓電構(gòu)件3a的上、下表面上，使得電極3c和3d與大致在壓電構(gòu)件3a中心區(qū)上的內(nèi)部電極3b相重疊。內(nèi)部電極3b位于壓電諧振器3的一端上并與延伸到壓電構(gòu)件3a下表面的端電極3e電連接。電極3c和3d通過(guò)位于壓電構(gòu)件3a另一端上的端電極3f相互電連接。
壓電諧振器3最好是利用厚度縱向振蕩模式的能量陷獲壓電諧振器，當(dāng)在端電極3e和3f之間施加交流電壓時(shí)可激勵(lì)壓電諧振器。壓電諧振器3放在從基板2上表面2a突起的穿孔電極5和6的那一部分上并由基板2上的導(dǎo)電粘合劑8b和8a使其固定。
如上所述，由于穿孔電極5和6的上端頭是從基板2上表面2a向上突起的，在壓電諧振器3與基板2上表面2a之間可靠地設(shè)置了空間9，其大小或垂直尺寸足以阻止干擾諧振區(qū)的諧振。即，本較佳實(shí)施例的特征在于，設(shè)置的穿孔電極5和6穿過(guò)基板2延伸，其上端頭從上表面2a向上突起，壓電諧振器3是這樣安排的，使空間9限定在基板2與諧振器3之間空間的垂直距離對(duì)應(yīng)于穿孔電極5和6的突起長(zhǎng)度。
穿孔電極5和6最好是通過(guò)將電極材料填充到穿過(guò)基板2產(chǎn)生的通孔中而構(gòu)成。穿孔電極5和6上部的突起部分最好是由以下制備方法產(chǎn)生。
即，在獲得基板2之前，將多個(gè)未燒結(jié)的陶瓷片層疊在支撐薄膜上，獲得未燒結(jié)的陶瓷片疊層。接著，在位于穿孔電極5和6的部位形成穿過(guò)未燒結(jié)陶瓷片的通孔。然后，從支撐薄膜所支撐的未燒結(jié)陶瓷片疊層上方進(jìn)行輾壓步驟，以把諸如導(dǎo)電糊膏的液體或膏體導(dǎo)電材料沉積到通孔中。由于經(jīng)過(guò)輾壓步驟使整個(gè)通孔用導(dǎo)電材料填充，并使填充在通孔中的電極材料的上表面與未燒結(jié)陶瓷片疊層的上表面相平。
然而，當(dāng)對(duì)上述未燒結(jié)的陶瓷片疊層進(jìn)行燒結(jié)獲得基板2時(shí)，在燒結(jié)之后的冷卻期間，由于陶瓷的熱收縮系數(shù)比電極材料的熱收縮系數(shù)大，即電極材料的熱收縮系數(shù)較小，因此，如圖1所示，在穿孔電極5和6的上方，形成從基板2上表面2a向上突起的突起部分。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)把陶瓷的熱收縮系數(shù)設(shè)定為高于填充在通孔中電極材料熱收縮系數(shù)約1％至20％，在壓電諧振器3的下方能夠可靠地產(chǎn)生具有足夠尺寸或垂直尺寸的空間9。注意，當(dāng)上述的熱收縮系數(shù)之差小于約1％時(shí)，穿孔電極5和6突起部分的高度變得不足以可靠地提供其尺寸或垂直尺寸允許諧振器3無(wú)阻振動(dòng)的空間9。當(dāng)上述的熱收縮系數(shù)之差超過(guò)約20％時(shí)，穿孔電極5和6的突起部分變得太高，因此引起壓電諧振器3變得不穩(wěn)定，難以穩(wěn)定和精確地利用導(dǎo)電粘合劑8a和8b進(jìn)行粘合步驟，對(duì)諧振器的特性產(chǎn)生不利影響。也難以減小電子元件1的尺寸和垂直高度。
圖3和4是說(shuō)明本發(fā)明第二較佳實(shí)施例的截面圖和平面圖。
圖3與第一較佳實(shí)施例所示的圖2是對(duì)應(yīng)的。
第二較佳實(shí)施例的電子元件10的特征在于，電子元件11a、11b、11c和11d最好是用上述的相同方法形成的，具有在基板2兩側(cè)形成的穿孔電極5和6。其它特征最好與第一較佳實(shí)施例的電子元件1相同。
即，電子元件11a、11b、11c和11d最好是通過(guò)把電極材料填充到在基板2側(cè)表面2c和2d中形成的最好大致為半圓形(在平面圖中)切口2e至2h中而形成的。即，把組成外部電極11a至11d的電極材料加到幾乎填充切口2e至2h但不到基板2的上、下表面。
外部電極11a至11d最好在形成穿孔電極5和6的同時(shí)形成。即，準(zhǔn)備一塊可獲得多個(gè)基板2的母基板，在母基板上對(duì)應(yīng)于切口2e至2h的位置上形成其尺寸約為切口2e至2h尺寸兩倍的基本為圓形的通孔(在平面圖中)，同時(shí)產(chǎn)生形成穿孔電極5和6的通孔。
在此之后，通過(guò)輾壓步驟把諸如導(dǎo)電糊膏的液體導(dǎo)電構(gòu)件填充到每個(gè)通孔中，把未燒結(jié)的陶瓷片疊層母板切割成各單元基板。從而獲得未燒結(jié)的陶瓷片疊層，其中電極材料填充在切口2e至2h中。當(dāng)對(duì)未燒結(jié)的陶瓷片疊層進(jìn)行燒結(jié)然后進(jìn)行冷卻時(shí)，在基板2并燒結(jié)和對(duì)穿孔電極5和6進(jìn)行烘烤的同時(shí)對(duì)填充在切口2e至2h中的電極材料進(jìn)行烘烤并形成外部電極11a至11d。
于是，通過(guò)同樣的方法與形成穿孔電極5和6一起形成外部電極11a-11d。此外，形成的電子元件11c和11d與位于基板2下表面的端電極7b電連接。于是，在把元件10表面安裝到印刷電路板或基板或類似物體上期間，電子元件10可以通過(guò)焊接或類似操作與外部電極11a-11d的連接而連接到印刷電路板或基板或類似物體的電極接合區(qū)。這時(shí)，當(dāng)形成連接外部電極11a-11d與電極接合區(qū)的焊接輪廓時(shí)，從元件的外側(cè)可以目視方式方便地確認(rèn)外部電極11a-11c與電極接合區(qū)之間的連接狀態(tài)。
本較佳實(shí)施例的電子元件10在安裝到印刷電路基板或類似物體上時(shí)允許以目視方式方便地確認(rèn)其連接狀態(tài)。此外，通過(guò)形成如上所述的外部電極11a-11d，與現(xiàn)有電子元件相比，顯著地減小了基板的尺寸。在現(xiàn)有電子元件中，以與形成通孔電極(圖19)相同的方式在基板側(cè)面上形成外部電極。參考圖5a、5b、6a和6b將對(duì)此進(jìn)行說(shuō)明。
圖5a是表明現(xiàn)有技術(shù)的通孔電極的部分剖視圖。通孔電極61是通過(guò)產(chǎn)生一個(gè)穿過(guò)基板62的通孔62a并加入電極材料，使其延伸到通孔62的內(nèi)周部分以及上、下表面而形成的。
然而，如圖5b所示，穿孔電極是通過(guò)產(chǎn)生一個(gè)穿過(guò)母基板12的通孔12a并把電極材料13填充在該通孔12a中而形成的。
于是，當(dāng)在母陶瓷疊層階段中形成通孔電極61并在圖5a中的點(diǎn)劃線B處將其切開(kāi)，形成一個(gè)基本呈半圓形(在平面圖中)的外部電極時(shí)，形成通孔電極61的凸緣部分61a，使得在基板62的上、下表面處延伸到超過(guò)切口63的內(nèi)側(cè)，如圖6a所示。
如圖6b所示，當(dāng)沿穿孔電極13的中心切開(kāi)，形成外部電極13A時(shí)，外部電極13A將不延伸到超過(guò)切口12a的內(nèi)側(cè)。于是，當(dāng)使圖6a中所示的外部電極61A的內(nèi)側(cè)邊緣與安裝在基板62上的電子元件C之間的距離與圖6b中所示的外部電極13A的內(nèi)側(cè)邊緣與安裝在基板12上的電子元件C之間的距離相等時(shí)，與基板62相比，可以減小沒(méi)有凸緣部分61a的基板12的尺寸，其減小量等于該突起部分。即，與采用形成通孔電極相同方式形成的外部電極61A相比，利用與形成穿孔電極相同方式形成的外部電極13A，可以使基板小型化。
于是，雖然在圖3和4所示的電子元件10中形成了外部電極11a-11d，但是，與采用現(xiàn)有技術(shù)以形成通孔電極相同方式所形成的外部電極的情況相比，能夠使基板2小型化或電子元件10小型化。
雖然在圖3所示的電子元件中，在基板2側(cè)面上形成的外部電極11c和11d從基板2的上表面向上突起，但是，如圖7所示，可以形成延伸到中部垂直位置的外部電極11e和11f，替代外部電極11c和11d。當(dāng)電子元件14安裝到印刷電路基板或類似物體上時(shí)以及在形成外部電極11e和11f時(shí)能夠方便地以目視方式確認(rèn)印刷電路基板上電極接合區(qū)與外部電極11e和11f的連接狀態(tài)。此外，以上述第二較佳實(shí)施例相同的方式，可以使基板2小型化。
外部電極11e和11f可以按如下方法形成。把對(duì)應(yīng)于要形成外部電極11e和11f的陶瓷層的第一組多個(gè)未燒結(jié)陶瓷片層疊在支撐薄膜上，通過(guò)層疊未燒結(jié)陶瓷片以得到未燒結(jié)陶瓷片疊層。這時(shí)，在要形成外部電極11e和11f的位置上形成穿過(guò)每一層未燒結(jié)陶瓷片的通孔，并事先將導(dǎo)電構(gòu)件注入到每個(gè)通孔中。然后，將多個(gè)陶瓷基板層疊起來(lái)，使相應(yīng)的通孔與已經(jīng)注入的導(dǎo)電構(gòu)件對(duì)準(zhǔn)。接著，把對(duì)應(yīng)于位于外部電極11e和11f上部端頭之上的陶瓷層的第二組多個(gè)未燒結(jié)陶瓷片層疊起來(lái)，在要形成穿孔電極5和6的位置上形成穿過(guò)第二組未燒結(jié)陶瓷片的通孔，并在對(duì)疊層進(jìn)行處理前將導(dǎo)電構(gòu)件填充到通孔中。
然后，通過(guò)把未燒結(jié)的母陶瓷片疊層切割成各個(gè)基板單元并對(duì)疊層進(jìn)行燒結(jié)，可獲得其上形成有外部電極11e和11f的基板2。
圖8a和8b是表明第一較佳實(shí)施例的電子元件的另一改進(jìn)例的縱向和橫向截面圖。
雖然外罩4已經(jīng)固定在電子元件1的基板2上，但是，可以把存放電子元件的封裝結(jié)構(gòu)改變?yōu)楸景l(fā)明較佳實(shí)施例所需的結(jié)構(gòu)。
例如，在圖8a和8b所示的電子元件21中，可以采用基本為矩形的框架22與外罩23相結(jié)合的結(jié)構(gòu)替代外罩4。這里，基本為矩形的框架22最好用諸如氧化鋁之類的絕緣陶瓷制成，利用絕緣粘合劑將其固定到陶瓷基板的上表面，由金屬或塑料制成的外罩23固定在框架22上。其它元件與圖1中所示電子元件1的相同，所以，用相同的標(biāo)號(hào)表示相同的元件部分，這里將略去對(duì)相同部分的描述。
如圖9a和9b所示，采用比壓電諧振器3更厚的框架24以及將平板形的蓋25固定在框架24的上表面，也能夠構(gòu)造一種封裝結(jié)構(gòu)。圖9a和9b中所示的電子元件26是以電子元件1相同的方式構(gòu)造的，不同之處在于，用框架24和平板形的蓋25替代圖1的外罩4。
注意，組成框架24和蓋25的材料沒(méi)有具體限制。此外，框架可以由與基板相同的材料制成或者可以與基板同時(shí)進(jìn)行燒結(jié)。
還能夠這樣構(gòu)造電子元件，以與圖3中所示電子元件10相同的方式，在陶瓷基板2的側(cè)面上形成外部電極11c和11d，象圖10橫截面圖所示的電子元件27那樣，在安裝到印刷電路基板或類似物體上時(shí)，能夠確定焊劑所產(chǎn)生的輪廓或從外側(cè)看到的類似痕跡的存在特征及物理特征。
參考圖11至15，將說(shuō)明本發(fā)明的第三較佳實(shí)施例的電子元件。
在本較佳實(shí)施例中，如圖11分解透視圖中所示，封裝結(jié)構(gòu)最好包括基本呈正方形的封裝件31和平板形的蓋32，在封裝件31的上部有一個(gè)開(kāi)口31a，將平板形的蓋32固定在其位上，使開(kāi)口31閉合。壓電諧振器3放在該封裝件中。壓電諧振器3是采用與圖1中所示壓電諧振器3相同的方式構(gòu)造的。
于是，如圖12所示，在本較佳實(shí)施例中所獲得的電子元件33幾乎呈直角平行六面體的形狀。圖13示出電子元件33的縱截面圖。圖14示出沿圖13中點(diǎn)劃線D-D的截面圖。圖15是對(duì)應(yīng)于圖13中點(diǎn)劃線E-E部分的截面圖。
封裝件31最好由諸如氧化鋁的介電陶瓷制成。穿孔電極35、36和40是通過(guò)封裝件31從而穿過(guò)陶瓷層而形成的。穿孔電極35和36從封裝件31的內(nèi)側(cè)底部31b向上突起。于是，置在封裝件31上的壓電諧振器3從內(nèi)側(cè)底部31b上浮起，留出具有預(yù)定尺寸或垂直尺寸的空間A。此外，壓電諧振器3通過(guò)導(dǎo)電粘合劑37a和37b與穿孔電極35和36連接。
與此同時(shí)，封裝件31在一對(duì)相互面對(duì)的側(cè)面有臺(tái)階31c和31d。如圖14所示，穿孔電極36延伸到形成臺(tái)階31c和31d的垂直位置。穿孔電極36的下部邊緣與在產(chǎn)生臺(tái)階31c和31d的垂直位置上形成的連接電極38電連接。
在封裝件31的內(nèi)側(cè)底部31b與臺(tái)階31d之間形成多個(gè)構(gòu)成電容器的內(nèi)部電極。即，形成多個(gè)與穿孔電極35和36連接的內(nèi)部電極39a和多個(gè)與穿孔電極40連接的內(nèi)部電極39b。這樣設(shè)置的內(nèi)部電極39a和內(nèi)部電極39b通過(guò)陶瓷層相互重疊。
正如從圖13中看到的，穿孔電極40與最上部一個(gè)內(nèi)部電極39b相連接，其上部邊緣不到達(dá)內(nèi)側(cè)底部31b。與此同時(shí)，穿孔電極40的下部邊緣延伸到形成臺(tái)階31c和31d的垂直位置并與連接電極41電連接。
在封裝件31的臺(tái)階31c和31d以下的部分，在其側(cè)面形成外部電極42a-42c(見(jiàn)圖11)。外部電極42a至42c是在相互面對(duì)的一對(duì)側(cè)面上形成的。
如圖14所示，外部電極42c與連接電極38相電連接，從而也與穿孔電極36電連接。與此同時(shí)，如圖15所示，外部電極42b與連接電極41相電連接，從而也與穿孔電極40電連接。
因此，在本發(fā)明較佳實(shí)施例的電子元件33中可以實(shí)現(xiàn)連接在外部電極42a至42c之間的壓電諧振器和兩個(gè)電容器的電路結(jié)構(gòu)。
如上所述，本發(fā)明的較佳實(shí)施例的電子元件允許在封裝件中構(gòu)建有多個(gè)內(nèi)部電極的電容器。在這種情況下，通過(guò)使多個(gè)內(nèi)部電極與穿孔電極電連接，能夠構(gòu)造出所需的電路。
由于本較佳實(shí)施例的電子元件33具有如上所述的壓電諧振器與兩個(gè)電容器相連接的電路結(jié)構(gòu)，因此它適合用作例如壓電諧振器。
雖然在上述較佳實(shí)施例中已經(jīng)示出基本呈圓形橫截面的穿孔電極，但是，穿孔電極的截面輪廓并不限于本發(fā)明中的圓形形狀。例如，穿孔電極42的的截面可以是如圖16a和16b所示的基本呈橢圓的形狀。在這種情況下，電子元件可以穩(wěn)定地位于從封裝件31突起的穿孔件42a上。穿孔電極的截面輪廓也不限于基本呈橢圓的形狀，可以假設(shè)為任何形狀，如基本為矩形或基本為正方形的形狀。
此外，通過(guò)設(shè)置多個(gè)緊靠的穿孔電極能夠更穩(wěn)定地支撐電子元件。
雖然已經(jīng)參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了具體圖示和描述，本領(lǐng)域的專業(yè)人員應(yīng)當(dāng)清楚，只要不偏離本發(fā)明精神，在形式和細(xì)節(jié)上可以作出上述的以及其它的變化。
權(quán)利要求
1．一種電子元件裝置，其特征在于它包括基板；設(shè)置在所述基板上的多個(gè)通孔；設(shè)置在所述多個(gè)通孔的至少一個(gè)通孔中的至少一個(gè)通孔電極，它包括完全填充所述至少一個(gè)通孔并通過(guò)所述基板中的所述至少一個(gè)通孔延伸的、從所述基板第一表面突起有一突起量的固體構(gòu)件；位于所述基板第一表面上電子元件，在所述基板第一表面與所述電子元件之間有一限定的空間，所述電子元件與所述基板第一表面之間的空間是由所述通孔電極從所述基板第一表面突起的突起量確定的；連接件，將所述電子元件與所述至少一個(gè)通孔電極連接。
2．如權(quán)利要求1所述的電子元件裝置，其特征在于進(jìn)一步包括多個(gè)穿孔電極，所述各個(gè)穿孔電極設(shè)置在所述多個(gè)通孔的各個(gè)通孔中，所述每個(gè)穿孔電極包括完全填充所述各個(gè)通孔并穿過(guò)所述基板中的各個(gè)通孔延伸的、從所述基板第一表面突起有一突起量的固體構(gòu)件。
3．如權(quán)利要求1所述的電子元件裝置，其特征在于進(jìn)一步包括一個(gè)與所述基板第二表面上的所述至少一個(gè)穿孔電極連接的端電極，所述基板的第二表面與所述基板的第一表面是相對(duì)的。
4．如權(quán)利要求3所述的電子元件裝置，其特征在于所述端電極安排成與所述至少一個(gè)穿孔電極基本垂直。
5．如權(quán)利要求1所述的電子元件裝置，其特征在于所述的電子元件是一個(gè)壓電諧振器。
6．如權(quán)利要求1所述的電子元件裝置，其特征在于所述的至少一個(gè)穿孔電極暴露于所述基板的第二表面；所述基板的第一與第二表面是相互面對(duì)的。
7．如權(quán)利要求1所述的電子元件裝置，其特征在于所述基板由陶瓷材料組成，在所述基板中設(shè)置多個(gè)內(nèi)部電極，以限定至少一個(gè)電容器，所述至少一個(gè)穿孔電極與所述電容器電連接。
8．如權(quán)利要求1所述的電子元件裝置，其特征在于所述基板由陶瓷材料組成，在所述陶瓷基板的側(cè)面上設(shè)置多個(gè)切口，在所述多個(gè)切口中設(shè)置多個(gè)外部電極。
9．如權(quán)利要求1所述的電子元件裝置，其特征在于所述連接件由位于所述電子元件與所述至少一個(gè)穿孔電極之間的粘合材料構(gòu)成。
10．如權(quán)利要求1所述的電子元件裝置，其特征在于所述至少一個(gè)穿孔電極由基本呈棒形的構(gòu)件構(gòu)成。
11．如權(quán)利要求1所述的電子元件裝置，其特征在于所述至少一個(gè)穿孔電極包括一突起部分，該突起部分在基本垂直于所述基板第一表面的方向上從所述穿孔中突起至高于基板第一表面。
12．如權(quán)利要求1所述的電子元件裝置，其特征在于所述至少一個(gè)穿孔電極包括不是沿所述基板第一表面延伸的突起部分。
13．一種形成電子元件裝置的方法，其特征在于由下列步驟組成將多個(gè)未燒結(jié)的陶瓷片層疊在支撐薄膜上，獲得一個(gè)未燒結(jié)的陶瓷片疊層；在被定位為穿孔電極的位置上形成穿過(guò)未燒結(jié)陶瓷片疊層的通孔；將導(dǎo)電材料加到所述通孔中，使其填滿所述通孔并被定位在所述未燒結(jié)陶瓷片疊層的上表面，形成穿孔電極；以及對(duì)所述未燒結(jié)陶瓷片疊層進(jìn)行燒結(jié)，形成基板，從而形成從所述基板上表面向上突起的穿孔電極的突起部分。
14．如權(quán)利要求13所述的方法，進(jìn)一步包括使所述未燒結(jié)陶瓷片疊層冷卻的步驟，其特征在于所述未燒結(jié)陶瓷片材料的熱收縮系數(shù)高于所述導(dǎo)電電極材料的熱收縮系數(shù)。
15．如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于進(jìn)一步包括把所述未燒結(jié)陶瓷疊層材料的熱收縮系數(shù)設(shè)定為高于填充在所述穿孔中的導(dǎo)電電極材料的熱收縮系數(shù)約1％至20％的步驟。
16．如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于進(jìn)一步包括把諧振器安裝在所述基板上使所述穿孔電極的突起部分限定所述諧振器與所述基板之間的間隙的步驟。
17．如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于進(jìn)一步包括在所述諧振器與所述基板之間施加粘合劑從而與所述穿孔電極的突起部分接觸的步驟。
18．如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于每個(gè)所述穿孔電極由一個(gè)基本呈棒形的構(gòu)件構(gòu)成。
19．如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于每個(gè)所述突起部分是從所述通孔中在基本垂直于所述基板上表面的方向上突起至高于所述基板上表面。
20．如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于所述突起部分不沿所述基板的上表面延伸。
全文摘要
一種電子元件裝置,包括:封裝件;通過(guò)該封裝件延伸并從封裝件的第一表面突起的通孔電極;位于封裝件的第一表面上的電子元件,封裝件與電子元件之間形成一空間,電子元件與封裝件的第一表面之間的空間是由從封裝件第一表面延伸的穿孔電極的突起部分確定的;以及將電子元件與通孔電極連接起來(lái)的連接件。
文檔編號(hào)H01L23/12GK1208993SQ9811558
公開(kāi)日1999年2月24日 申請(qǐng)日期1998年6月30日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月30日
發(fā)明者石野悟, 窪田憲二, 齊藤毅, 前阪通伸, 小川守, 井上二郎, 開(kāi)田弘明 申請(qǐng)人:株式會(huì)社村田制作所