專利名稱：電子元件安裝板、電子元件模塊、制造電子元件安裝板的方法及通信設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及用于比如無(wú)線電通信設(shè)備的傳輸模塊類的無(wú)線電通信設(shè)備的高頻部分電子元件安裝板，以及使用這種安裝板的電子元件模塊。
圖5是表示普通無(wú)線電通信設(shè)備中使用天線開關(guān)雙工器模塊和功率放大器模塊情況的方塊圖。圖5中的標(biāo)號(hào)406代表天線開關(guān)雙工器模塊，標(biāo)號(hào)404代表功率放大器模塊，標(biāo)號(hào)405代表隔離器模塊，標(biāo)號(hào)407代表接收濾波器。
下面將討論天線開關(guān)雙工器模塊、功率放大器模塊和如此構(gòu)成的無(wú)線電通信設(shè)備的工作情況。
首先，使用PIN二極管和由GaAs等構(gòu)成的復(fù)合半導(dǎo)體IC組成所述天線開關(guān)雙工器模塊。使用由GaAs、InGaP等構(gòu)成的復(fù)合半導(dǎo)體IC組成所述功率放大器模塊。對(duì)于接收濾波器和隔離器模塊，使用單個(gè)對(duì)應(yīng)的元件。這些模塊和分立元件都排列在一個(gè)印刷板上，并且經(jīng)過(guò)諸如微形線條之類的接結(jié)實(shí)現(xiàn)電連接。
然而，由于上述結(jié)構(gòu)是由分立模塊和元件構(gòu)成的，使無(wú)線電通信設(shè)備的微型化受到限制，并且難以減少分立結(jié)構(gòu)的費(fèi)用。進(jìn)而，由于通過(guò)在印刷板上的接線進(jìn)行連接，在高頻時(shí)對(duì)于阻抗會(huì)產(chǎn)生擾動(dòng)，不可能復(fù)現(xiàn)所期望的特性，并且需要調(diào)節(jié)的步驟。另外，印刷板上的接線會(huì)引起過(guò)大的負(fù)荷，而且要消耗較大的功耗。
為了解決這些問(wèn)題，如圖6a的俯視圖和圖6b的側(cè)視剖面圖所示，提出一種無(wú)線電通信模塊，其中把諸如天線開關(guān)601、功率放大器602和VCO 603之類的分立模塊以及半導(dǎo)體元件都用倒裝法安裝在一個(gè)厚膜多層板600上，該多層板包括鈍化元件604(如日本專利公開NO.2002-261643)。這里參照引用日本專利公開NO.2002-261643全文的整個(gè)公開內(nèi)容。
然而，在上述無(wú)線電通信模塊中，并未考慮從像能產(chǎn)生大量熱量的功率放大器602這樣的元件所釋放的熱量。尤其是在使用陶瓷多層板作為厚膜多層板時(shí)，熱量釋放的問(wèn)題是不容忽視的。
如圖6b所示，利用實(shí)現(xiàn)電連接的通孔605排放安裝在板上的元件的熱量。但形成通孔會(huì)產(chǎn)生了下述問(wèn)題。
通過(guò)在通孔內(nèi)填充具有導(dǎo)電性或?qū)嵝?，如鋁這樣的金屬與板一起形成通孔605，提供這些通孔605，使其可以穿過(guò)用作電路板之基底的坯片(green sheet)，隨后再烘干這個(gè)坯片。
就此而言，當(dāng)陶瓷在烘干期間收縮的時(shí)候，金屬卻因烘干的熱量發(fā)生熱膨脹。因此，當(dāng)通孔的直徑較小時(shí)，金屬的直徑卻要增加。于是，當(dāng)通孔的直徑太小的時(shí)候，由于膨脹的金屬在通孔上發(fā)生碎裂，導(dǎo)致制造期間的效率較低。
同時(shí)，當(dāng)通孔的直徑太小的時(shí)候，在完成烘干后的金屬皺折和通孔之間出現(xiàn)間隙，使熱量排放的效率較低。
本發(fā)明的第一方面是一種電子元件安裝板，包括具有至少一個(gè)從板的主面穿過(guò)其內(nèi)部之通孔的陶瓷層壓板；其中，在通孔內(nèi)放置具有金屬體和緩沖材料的傳熱體，在所述金屬體和陶瓷層壓板之間整個(gè)地或者部分地提供緩沖材料；并且緩沖材料的傳熱性高于空氣，緩沖材料的熱膨脹系數(shù)小于金屬體。
本發(fā)明的第二方面是一種電子元件安裝板，包括具有至少一個(gè)從板的主面穿過(guò)其內(nèi)部之通孔的陶瓷層壓板；其中，在所述通孔內(nèi)放置具有金屬體和緩沖材料的傳熱體，在所述金屬體和陶瓷層壓板之間整個(gè)地或部分地提供緩沖材料；并且緩沖材料的傳熱性高于空氣，緩沖材料的彈性大于金屬體。
本發(fā)明的第三方面是按照所述第一和第二方面的電子元件安裝板，其中，所述緩沖材料是包含至少一種熱固化樹脂的復(fù)合材料。
本發(fā)明的第四方面是按照所述第一和第二方面的電子元件安裝板，其中，所述陶瓷層壓板是具有相同種類或者不同種類陶瓷層的層壓板。
本發(fā)明的第五方面是一種電子元件模塊，包括按照第一到第四方面中任何一方面所述的電子元件安裝板；和安裝在主面上的電子元件；其中，使電子元件被連接，以便利用傳熱體來(lái)傳導(dǎo)熱量。
本發(fā)明的第六方面是按照所述第五方面的電子元件模塊，其中所述電子元件在高頻段工作。
本發(fā)明的第七方面是按照所述第五或第六方面的電子元件模塊，其中所述電子元件是功率放大器。
本發(fā)明的第八方面是按照所述第七方面的電子元件模塊，其中所述功率放大器包括化合物半導(dǎo)體功率放大器IC。
本發(fā)明的第九方面是按照所述第七方面的電子元件模塊，還包括安裝在主面上的天線轉(zhuǎn)換電路。
本發(fā)明的第十方面是按照所述第九方面的電子元件模塊，其中所述天線轉(zhuǎn)換電路包括化合物半導(dǎo)體開關(guān)IC。
本發(fā)明的第十一方面是按照所述第五方面的電子元件模塊，還包括設(shè)在所述疊層板內(nèi)的疊層濾波器。
本發(fā)明的第十二方面是一種電子元件模塊，包括板；功率放大器，它設(shè)置在所述板的主面上，并在高頻段工作；
板埋入型疊層隔離器，它包括所述板的一部分，并以集成方式構(gòu)成。
本發(fā)明的第十三方面是按照所述第十二方面的電子元件模塊，還包括散熱片，所述散熱片熱連接到所述板埋入型疊層隔離器的軛鐵上；其中連接所述功率放大器，以便能夠經(jīng)過(guò)散熱片利用軛鐵傳導(dǎo)熱量。
本發(fā)明的第十四方面是按照所述第十三方面的電子元件模塊，其中所述板埋入型疊層隔離器是具有共享磁路和多個(gè)電路的多頻段型疊層隔離器。
本發(fā)明的第十五方面是按照所述第十三方面的電子元件模塊，其中使用按照第一到第四方面中任何一方面所述的電子元件安裝板作為所述的板；并且，連接所述散熱片，以便能夠利用傳熱體傳導(dǎo)熱量。
本發(fā)明的第十六方面是一種通信設(shè)備，包括傳輸裝置；接收裝置；其中，把按照第五到第十五方面中任一方面的電子元件模塊用于傳輸裝置和/或接收裝置。
本發(fā)明的第十七方面是一種制造電子元件安裝板的方法，包括如下步驟在預(yù)定的坯片上打開至少一個(gè)通孔；在第一預(yù)定溫度下烘烤具有所開通孔的坯片，形成陶瓷層壓板；在所述通孔中安排金屬體；在所述金屬體與通孔的內(nèi)壁之間整個(gè)地或者部分地布置緩沖材料；在第二預(yù)定溫度下加熱陶瓷層壓板，所述板具有金屬體，并在所述通孔內(nèi)填充緩沖材料；所述緩沖材料的傳熱性高于空氣，熱膨脹系數(shù)小于金屬體。
本發(fā)明的第十八方面是一種制造電子元件安裝板的方法，其中，包括如下步驟在預(yù)定的坯片上打開至少一個(gè)通孔；在第一預(yù)定溫度下烘烤具有所開的通孔的坯片，形成陶瓷層壓板；在所述通孔中安排金屬體；
在所述金屬體和通孔的內(nèi)壁之間整個(gè)地或者部分地布置緩沖材料；在第二預(yù)定溫度下加熱陶瓷層壓板，所述板具有金屬體，并在所述通孔內(nèi)填充緩沖材料；所述緩沖材料的傳熱性高于空氣，彈性大于金屬體。


圖1表示本發(fā)明的這種實(shí)施例無(wú)線電通信設(shè)備之傳輸模塊的方塊圖結(jié)構(gòu)的構(gòu)思。雖然下面將要描述用于GSM/DCM/PCS的EDGE的便攜式電話實(shí)例，但本發(fā)明的應(yīng)用不限于這種實(shí)例。
圖1中的標(biāo)號(hào)1代表作為本發(fā)明電子元件安裝板一個(gè)實(shí)例的陶瓷板，其中標(biāo)號(hào)2代表GSM傳輸輸入終端，標(biāo)號(hào)3代表DCS/PCS傳輸輸入終端，標(biāo)號(hào)4代表GSM接收輸出終端，標(biāo)號(hào)5代表DCS接收輸出終端，標(biāo)號(hào)6代表PCS接收輸出終端，標(biāo)號(hào)7代表天線終端，標(biāo)號(hào)8代表GSM監(jiān)視終端，標(biāo)號(hào)9代表DCS/PCS監(jiān)視終端，標(biāo)號(hào)10代表EDGE模塊切換終端，標(biāo)號(hào)11代表GSM功率放大器IC，標(biāo)號(hào)12代表DCS/PCS功率放大器IC，標(biāo)號(hào)13代表SP5T GaAs開關(guān)IC，標(biāo)號(hào)14代表板埋入型疊層隔離器，標(biāo)號(hào)15a、15b、15c代表內(nèi)接疊層濾波器，標(biāo)號(hào)16代表用于GSM監(jiān)視器的耦合電容，標(biāo)號(hào)17代表用于DCS/PCS監(jiān)視器的耦合電容，標(biāo)號(hào)18代表排熱通孔，標(biāo)號(hào)19代表天線。
在這種情況下，最好使用低溫共焙陶瓷板(LTCC)作為陶瓷板1。對(duì)于板1，可以使用單層板和多層板這兩種板。其中層迭具有不同介電常數(shù)之陶瓷片的不同種類的疊層LTCC是更為優(yōu)選的。例如，可以從具有低介電常數(shù)(相對(duì)介電常數(shù)等于或小于20)的材料中選擇鎂橄欖石、氧化鋁硼硅酸鹽玻璃等，或者從具有高介電常數(shù)(相對(duì)介電常數(shù)大于20)的材料中選擇Bi-Ca-Nb-O、Ba-Ti-O、[Zr(Mg，Zn，Nb)]TiO4+MnO2、Ba-Nd-Ti-O等作為陶瓷層壓板1的材料。
進(jìn)而，最好使用諸如GaAs-FET和InGaP-HBT之類的材料作為GSM功率放大器IC11和DCS/PCS功率放大器IC12的材料。對(duì)于GaAs開關(guān)IC13而言，F(xiàn)ET結(jié)構(gòu)或HEMT結(jié)構(gòu)是優(yōu)選的。雖然本實(shí)施例描述的是SP5T型，但也可能使用其它類型。例如，可以組合使用DP5T和一個(gè)雙工器。在GSMTDSC/PCS的多個(gè)頻段中，板埋入型疊層隔離器能夠穩(wěn)定GSM功率放大器IC11和DCS/PCS功率放大器的負(fù)載，并能進(jìn)行隔離，從而保證低畸變特性。最好提供多個(gè)電路和一個(gè)共享的磁路以實(shí)現(xiàn)較小的尺寸和較低的成本。通過(guò)使用通孔(未示出)的折疊諧振器可以減小內(nèi)接疊層濾波器15a、15b、15c的尺寸。此外，更為優(yōu)選的是，在陶瓷板1的高介電常數(shù)陶瓷層中形成一個(gè)諧振器電極。
下面參照?qǐng)D1、2、3討論具有上述結(jié)構(gòu)之無(wú)線電通信設(shè)備的傳輸模塊的工作情況。
首先，在圖1中，通過(guò)GSM功率放大器IC11或DCS/PCS功率放大器IC12將從GSM傳輸輸入終端2或DCS/PCS傳輸輸入終端3輸入的傳輸信號(hào)放大到特定的傳輸信號(hào)輸出功率水平。這時(shí)，要對(duì)偏置點(diǎn)進(jìn)行控制，以使GSM功率放大器IC11或DCS/PCS功率放大器IC12能夠響應(yīng)于加到EDGE模式切換終端10的控制信號(hào)，作為放大GMSK調(diào)制信號(hào)的飽和放大器工作，或者作為放大EDGE信號(hào)的線性放大器工作，并且要在每一種操作模式下都以最適宜的方式設(shè)定效率和畸變特性。
把每個(gè)功率放大器IC的輸出輸入到所述板埋入型疊層隔離器14中。設(shè)置用于GSM監(jiān)視的耦合電容16和用于DCS/PCS監(jiān)視的耦合電容17，以便從每個(gè)功率放大器IC取出一部分輸出并監(jiān)視輸出功率水平。雖然可以使用定向耦合器，但由于每個(gè)功率放大器IC的輸出都連接到板埋入型疊層隔離器14中，并因此可在本實(shí)施例中保證方向性，所以可以使用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的耦合電容、較小的面積以及較低的成本。把板埋入型疊層隔離器14的輸出輸入到用作天線轉(zhuǎn)換電路的SP5T GaAs開關(guān)IC13。雖然GaAs開關(guān)IC13用作天線轉(zhuǎn)換電路，但也可以采用利用PIN二極管的開關(guān)電路和利用RF-MEMS開關(guān)的開關(guān)電路。
在傳輸操作期間，天線轉(zhuǎn)換電路將傳輸信號(hào)的輸出引導(dǎo)到天線終端，在接收操作期間，經(jīng)過(guò)接收濾波器，把從天線19接收的接收信號(hào)輸出到每個(gè)接收終端?？梢允褂茂B層濾波器、SAW濾波器、BAW過(guò)濾器等作為接收濾波器。諸如天線終端和接收濾波器之類的部件與陶瓷層壓板1(未示出)一起集成地構(gòu)成。
在本實(shí)施例的無(wú)線電通信設(shè)備的傳輸模塊中，用作天線轉(zhuǎn)換電路的SP5T GaAs開關(guān)IC13，用作功率放大器的GSM功率放大器IC11和DCS/PCS功率放大器IC12，以及陶瓷層壓板1都集成地構(gòu)成。
在本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中，功率放大器的輸出端利用在陶瓷層壓板的表面上或內(nèi)層上形成的傳輸線或者直接地電連接到天線轉(zhuǎn)換電路，或者經(jīng)過(guò)板埋入型疊層隔離器電連接到天線轉(zhuǎn)換電路。因此，與經(jīng)過(guò)在印刷電路板上的傳輸線進(jìn)行連接相比，有可能消除由過(guò)多的寄生分量引起的阻抗擾動(dòng)，并且可以保證模塊的整個(gè)特性，在特征的再現(xiàn)性方面不會(huì)有任何問(wèn)題。
進(jìn)而，由于是借助于短的接線和小的尺寸形成集成化的，過(guò)大的損耗因素不會(huì)進(jìn)入，這樣就能實(shí)現(xiàn)低功耗。這種結(jié)構(gòu)對(duì)于減小電池負(fù)荷和延長(zhǎng)諸如便攜式電話之類的無(wú)線電通信設(shè)備的工作有明顯的效果。
此外，由于使用陶瓷層壓板集成所述結(jié)構(gòu)，所以可以顯著減小尺寸并同時(shí)降低成本。
順便地，按照?qǐng)D1的結(jié)構(gòu)，在功率放大器IC的熱量排放方面會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。按照本發(fā)明，使用板埋入型疊層隔離器14和排熱通孔18來(lái)釋放熱量，從而使所述問(wèn)題得到很好地解決。
參照?qǐng)D2，將進(jìn)一步詳細(xì)描述無(wú)線電通信設(shè)備的傳輸模塊的結(jié)構(gòu)。圖2是表示本發(fā)明無(wú)線電通信設(shè)備之傳輸模塊主要部分的剖面圖。其中的標(biāo)號(hào)201代表不同類型的陶瓷層壓板，標(biāo)號(hào)202代表板埋入型疊層隔離器，標(biāo)號(hào)203代表磁鐵，標(biāo)號(hào)204代表鐵氧體，標(biāo)號(hào)205代表上軛鐵，標(biāo)號(hào)206代表下軛鐵，標(biāo)號(hào)207代表下表面腔，標(biāo)號(hào)208代表與層壓板201集成的不同類型陶瓷層壓板，標(biāo)號(hào)209代表散熱片，標(biāo)號(hào)210代表功率放大器IC芯片，標(biāo)號(hào)211代表印刷板，標(biāo)號(hào)212代表粘接接線，標(biāo)號(hào)213代表GaAs開關(guān)IC芯片，標(biāo)號(hào)214代表板埋入型條形線，標(biāo)號(hào)215代表排熱通孔，標(biāo)號(hào)216代表縫隙。
如圖2所示，設(shè)計(jì)板埋入型疊層隔離器202，使上軛鐵205和下軛鐵206經(jīng)縫隙216夾住不同類形陶瓷層壓板201的一部分。磁鐵203插在上軛鐵205與不同類型陶瓷層壓板201的一個(gè)主面之間，鐵氧體204插在下軛鐵206與不同類型陶瓷層壓板201的另一個(gè)主面之間。
在排熱通孔215中設(shè)置位于中心的金屬體217a和緩沖材料217b。緩沖材料217b設(shè)在金屬體217a和排熱通孔215之間，并與排熱通孔215的內(nèi)壁和金屬體215的外壁接觸。這就是說(shuō)，在排熱通孔215中填充具有金屬體217a和緩沖材料217b這兩層結(jié)構(gòu)的傳熱體。在不同類型陶瓷層壓板201上，傳熱體的一端直接連接到散熱片209，因而能夠傳熱，傳熱體的另一端暴露在不同類型陶瓷層壓板201的另一個(gè)主面上。
在圖2的結(jié)構(gòu)中，重要的在于，散熱片209和下軛鐵206直接相連從而可以傳熱，散熱片209和上軛鐵及下軛鐵一起用作散熱器，從設(shè)置在散熱片209上的功率放大器IC芯片210產(chǎn)生的熱量經(jīng)過(guò)與散熱片209相連的傳熱體向模塊的底部釋放。在一般情況下，LTCC陶瓷板的熱傳導(dǎo)性不是很高，當(dāng)LTCC用在PA模塊板或傳輸模塊板內(nèi)時(shí)，這是一個(gè)最困難的問(wèn)題。在本實(shí)施例中，通過(guò)上述結(jié)構(gòu)能夠很好地解決這個(gè)問(wèn)題。
在板埋入型疊層隔離器202中，在位于不同類型陶瓷層壓板201的上表面與下表面腔207之間的一個(gè)薄陶瓷層壓板中形成一個(gè)交叉電極。鐵氧體204嵌入下表面腔207中。另外，在插于上軛鐵205與下軛鐵206之間的不同類型陶瓷層壓板208的靠近鐵氧體204并且具有較大厚度的一個(gè)部分208a中，形成與所述交叉電極端部相連的電容器電極。此外，雖然本實(shí)施例描述了這樣一種疊層隔離器的結(jié)構(gòu)，但本實(shí)施例不一定限于上述結(jié)構(gòu)。當(dāng)隔離器與陶瓷板集成時(shí)，應(yīng)能理解，這種隔離器和陶瓷板都在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
進(jìn)而，板埋入型疊層隔離器202和散熱片209并不總是與不同類型陶瓷層壓板201一起同時(shí)烘干。使用其中混合有樹脂材料與陶瓷材料的復(fù)合材料。將這些材料結(jié)合成陶瓷層壓板。在這種情況下，縫隙的內(nèi)部、散熱片的下表面或周圍部分等都是通過(guò)這種復(fù)合材料結(jié)合在一起的。由于這種復(fù)合材料通常在大約150℃固化，所以能夠防止由于散熱片209和陶瓷板201的熱膨脹差異造成的碎裂等現(xiàn)象。
進(jìn)而，印刷板211只放在散熱片209的一個(gè)部分上，并且通過(guò)來(lái)自包括功率放大器IC芯片210和GaAs開關(guān)IC芯片213在內(nèi)的這些IC的粘接接線212等直接進(jìn)行接線的粘結(jié)，因此能夠防止引入不必要的寄生分量。另外，實(shí)行鍍金操作，使印刷板211上的電極能夠經(jīng)受接線粘結(jié)。對(duì)于LTCC板，通常使用銀作為電極的材料。當(dāng)在印刷板211上進(jìn)行接線粘結(jié)時(shí)，不必在LTCC上進(jìn)行鍍金操作，因而使成本降低。
接下去參照?qǐng)D4的分解透視圖，補(bǔ)充說(shuō)明本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)。圖4簡(jiǎn)單地示出一種實(shí)例，但本發(fā)明不限于這種實(shí)例。圖1和圖2中未予述及的一點(diǎn)是縫隙216，預(yù)先形成所述縫隙216，使下軛鐵206能夠通過(guò)它?？p隙216部分形成在下軛鐵206的外周邊內(nèi)側(cè)，使板埋入型疊層隔離器202和陶瓷層壓板201能夠保持集成結(jié)構(gòu)。因而，在板埋入型疊層隔離器202和陶瓷層壓板201上形成的其它電路部分是通過(guò)它們的延續(xù)部分相互電連接的，從而可以防止引入不必要的寄生分量。
隨后，參照附圖3a-3c將更加具體地討論排熱通孔215和傳熱體的結(jié)構(gòu)及制造步驟。
首先，作為一個(gè)制造步驟，如圖3a所示，在用作陶瓷層壓板201之基片的陶瓷制疊層坯片301上形成與排熱通孔215對(duì)應(yīng)的縫隙狀通孔302，在作為第一預(yù)定溫度的大約950℃下實(shí)行烘烤，從而得到陶瓷層壓板201。作為烘烤方法，可以使用兩種方法，一種是沿三維方向自由進(jìn)行收縮的收縮烘烤，另一種是在一個(gè)平面方向不允許收縮的非收縮烘烤。另外，雖然對(duì)于陶瓷層壓板的情況，要求烘烤坯片301的第一預(yù)定溫度約為950℃，但是這個(gè)溫度會(huì)隨與坯片301一起烘烤的板埋入型條形線214等所用金屬導(dǎo)體糊的不同而改變，而且任何溫度都是可以接受的，只要這個(gè)溫度等于或小于金屬導(dǎo)體糊的熔點(diǎn)就行。例如，當(dāng)所述的材料為銅時(shí)，所述第一預(yù)定溫度約為1085℃。當(dāng)該材料為銀時(shí)，所述第一預(yù)定溫度約為962℃。在本實(shí)施例中，由于使用銀，所以將第一預(yù)定溫度設(shè)定為950℃。簡(jiǎn)言之，任何溫度都是可以接受的，只要能夠獲得本發(fā)明的陶瓷層基片就成。
接下去，如圖3b所示，在烘烤陶瓷層壓板201以后，將金屬體303插入通孔302中，用復(fù)合材料304填充通孔302和金屬體303之間的間隙，在作為第二預(yù)定溫度的150℃下實(shí)行熱固化，并把傳熱體放置在排熱通孔215中。
作為金屬體303，例如由銀、銅、鋁和鐵等材料制成的薄板(或金屬箔)是可以接受的。鑒于傳熱性，銀、銅、或鋁是首選的。然而，在與散熱片209連接的情況下，具有小磁阻的鐵是首選的。另外，為了減小高頻電流的電阻，在薄板的表面上鍍銀或鍍金也是有效的。
此外，作為用作本發(fā)明緩沖材料實(shí)例的復(fù)合材料304，比如，可以使用通過(guò)混合由環(huán)氧樹脂制成的熱固化樹脂與由Al2O3、MgO等的粉末構(gòu)成之無(wú)機(jī)填充物所形成的復(fù)合材料。如以上所述，這些復(fù)合材料的熱固化溫度約為150℃。除環(huán)氧樹脂以外，作為熱固化樹脂，還可以使用酚醛樹脂、氰酸鹽樹脂等。在這種情況下，熱固化溫度也是約150℃。簡(jiǎn)言之，可以使用任何溫度作為所述第二預(yù)定溫度，只要能獲得本發(fā)明的緩沖材料就行。
在上述的步驟之后，如沿圖3b中線A-A’所取剖面圖的圖3c所示，在陶瓷層壓板201中形成具有金屬體303和復(fù)合材料304的雙重結(jié)構(gòu)的傳熱體303。在圖3c所示的實(shí)例中，暴露于板的主面的一部分傳熱體與半導(dǎo)體元件305直接相互連接，從而可以獲得導(dǎo)熱性。如圖2所示，經(jīng)過(guò)散熱片209實(shí)現(xiàn)這種連接。
因?yàn)榫哂猩鲜鰝鳠狍w的用于排放熱量的通孔，能夠防止由于在烘烤期間因陶瓷層壓板與金屬體之間熱膨脹系數(shù)不同所引起的碎裂或裂縫，從而提高了效率。另外，還能獲得陶瓷層壓板與金屬體的集成結(jié)構(gòu)，從而可以獲得具有優(yōu)秀熱釋放性能的通孔。
此外，在上述實(shí)施例中，無(wú)線電通信設(shè)備的傳輸模塊是本發(fā)明電子元件模塊的一個(gè)實(shí)例，陶瓷層壓板1和201是本發(fā)明電子元件安裝板或者陶瓷層壓板的一個(gè)實(shí)例。進(jìn)而，GSM功率放大器IC11、DCS/PCS功率放大器IC12，以及SP5T GaAs開關(guān)IC是本發(fā)明功率放大器和電子元件的實(shí)例。而且，排熱通孔18和215是本發(fā)明通孔的實(shí)例，金屬體303是本發(fā)明金屬體的實(shí)例，復(fù)合材料304是本發(fā)明緩沖材料的實(shí)例。
然而，本發(fā)明不限于上述實(shí)施例。本發(fā)明的電子元件可以不是功率放大器，或者可以不在高頻段工作。而且，電子元件可以不是半導(dǎo)體元件。簡(jiǎn)言之，任何元件都是可以接受的，只要可以進(jìn)行連接，以便利用傳熱體傳遞熱量就行。
此外，復(fù)合材料用作本發(fā)明的緩沖材料，但是簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的材料也是可以接受的。簡(jiǎn)言之，材料不受它的組成限制，只要這種材料的傳熱性比空氣高，能夠提高傳熱體的熱傳導(dǎo)性，并且這種材料的熱膨脹系數(shù)比金屬體小或者彈性比金屬體大，能夠防止材料放在通孔內(nèi)時(shí)陶瓷層壓板碎裂就成。此外，上述說(shuō)明的是將復(fù)合材料217b填充進(jìn)通孔302與金屬體303之間的間隙內(nèi)。但本發(fā)明的緩沖材料不需要布置在整個(gè)間隙上，可以只在一部分間隙中提供。還有，雖然上面描述的是通孔是一個(gè)縫隙狀的排熱通孔，但其形狀可以任意改變。
另外，在本發(fā)明具有通孔和傳熱體的電子元件安裝板上，安裝了相互連接以使與板埋入型疊層隔離器14一起傳遞熱量的GSM功率放大器IC11和DCS/PCS功率放大器IC12。本發(fā)明的電子元件模塊不限于板的結(jié)構(gòu)，只要板埋入型疊層隔離器與功率放大器集成，使板的一部分包括在隔離器內(nèi)就行。例如，可以使用沒有通孔的普通陶瓷層壓板和本發(fā)明的傳熱體。
此外，可以關(guān)于如圖5所示無(wú)線電通信設(shè)備的傳輸側(cè)和接收側(cè)這兩者使用本發(fā)明的電子元件模塊，使用這種電子元件模塊的無(wú)線電通信設(shè)備也包括在本發(fā)明中。此外，這種模塊可以用于除通信設(shè)備以外的電子設(shè)備。
如上所述，按照本發(fā)明，能夠獲得熱量排放性能優(yōu)異并且生產(chǎn)率高的電子元件安裝板及其制造方法，易于得到較小的尺寸和較低的成本，不用進(jìn)行調(diào)節(jié)就能以很高的再現(xiàn)性實(shí)現(xiàn)所要的特性，并且可以抑制過(guò)大的負(fù)荷，從而實(shí)現(xiàn)了低功耗。
權(quán)利要求
1.一種電子元件安裝板，包括具有至少一個(gè)從板的主面穿過(guò)其內(nèi)部之通孔(18，215)的陶瓷層壓板(1，201)；其中，在通孔內(nèi)放置具有金屬體(217a)和緩沖材料(217b)的傳熱體，在所述金屬體和陶瓷層壓板之間整個(gè)地或者部分地提供緩沖材料；并且緩沖材料的傳熱性高于空氣，緩沖材料的熱膨脹系數(shù)小于金屬體。
2.一種電子元件安裝板，包括具有至少一個(gè)從板的主面穿過(guò)其內(nèi)部之通孔(18)的陶瓷層壓板(1，201)；其中，在所述通孔內(nèi)放置具有金屬體(217a)和緩沖材料(217b)的傳熱體，在所述金屬體和陶瓷層壓板之間整個(gè)地或部分地提供緩沖材料；并且緩沖材料的傳熱性高于空氣，緩沖材料的彈性大于金屬體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電子元件安裝板，其中，所述緩沖材料是包含至少一種熱固化樹脂的復(fù)合材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電子元件安裝板，其中，所述陶瓷層壓板是具有相同種類或者不同種類陶瓷層的層壓板。
5.一種電子元件模塊，包括權(quán)利要求1-4中任何一項(xiàng)所述的電子元件安裝板；和安裝在主面上的電子元件(11，12，210)；其中，使電子元件被連接，以便利用傳熱體來(lái)傳導(dǎo)熱量。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電子元件模塊，其中，所述電子元件在高頻段工作。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的電子元件模塊，其中，所述電子元件是功率放大器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電子元件模塊，其中，所述功率放大器包括化合物半導(dǎo)體功率放大器IC。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電子元件模塊，其中，還包括安裝在主面上的天線轉(zhuǎn)換電路。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電子元件模塊，其中，所述天線轉(zhuǎn)換電路包括化合物半導(dǎo)體開關(guān)IC。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電子元件模塊，其中，還包括設(shè)在所述疊層板內(nèi)的疊層濾波器。
12.一種電子元件模塊，包括板(1，201)；功率放大器(11，12，210)，它設(shè)置在所述板的主面上，并在高頻段工作；板埋入型疊層隔離器(14，202)，它包括所述板的一部分，并以集成方式構(gòu)成。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電子元件模塊，其中，還包括散熱片(209)，所述散熱片熱連接到所述板埋入型疊層隔離器的軛鐵(206)上；連接所述功率放大器，以便能夠經(jīng)過(guò)散熱片利用軛鐵傳導(dǎo)熱量。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電子元件模塊，其中，所述板埋入型疊層隔離器是具有共享磁路和多個(gè)電路的多頻段型疊層隔離器。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電子元件模塊，其中，使用權(quán)利要求1-4中任何一項(xiàng)所述的電子元件安裝板作為所述的板；并且，連接所述散熱片，以便能夠利用傳熱體傳導(dǎo)熱量。
16.一種通信設(shè)備，包括傳輸裝置；接收裝置；其中，把權(quán)利要求5-15中任一項(xiàng)所述的電子元件模塊用于傳輸裝置和/或接收裝置。
17.一種制造電子元件安裝板的方法，其中，包括如下步驟在預(yù)定的坯片(301)上打開至少一個(gè)通孔(302)；在第一預(yù)定溫度下烘烤具有所開通孔的坯片，形成陶瓷層壓板；在所述通孔中安排金屬體(303)；在所述金屬體與通孔的內(nèi)壁之間整個(gè)地或者部分地布置緩沖材料(304)；在第二預(yù)定溫度下加熱陶瓷層壓板，所述板具有金屬體，并在所述通孔內(nèi)填充緩沖材料；所述緩沖材料的傳熱性高于空氣，熱膨脹系數(shù)小于金屬體。
18.一種制造電子元件安裝板的方法，其中，包括如下步驟在預(yù)定的坯片(301)上打開至少一個(gè)通孔(302)；在第一預(yù)定溫度下烘烤具有所開的通孔的坯片，形成陶瓷層壓板；在所述通孔中安排金屬體(303)；在所述金屬體和通孔的內(nèi)壁之間整個(gè)地或者部分地布置緩沖材料(304)；在第二預(yù)定溫度下加熱陶瓷層壓板，所述板具有金屬體，并在所述通孔內(nèi)填充緩沖材料；所述緩沖材料的傳熱性高于空氣，彈性大于金屬體。
全文摘要
一種陶瓷層壓板，具有從板的主面穿過(guò)其內(nèi)部的排熱通孔。排熱通孔中放置具有金屬體和復(fù)合材料的傳熱體，在金屬體和陶瓷層壓板之間整個(gè)地或者部分地提供這種復(fù)合材料。所述復(fù)合材料的傳熱性高于空氣，復(fù)合材料的熱膨脹系數(shù)小于金屬體。
文檔編號(hào)H05K1/02GK1468046SQ0314092
公開日2004年1月14日 申請(qǐng)日期2003年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月7日
發(fā)明者石崎俊雄 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社