CN1198487C - 模块衬底及其制造方法 - Google Patents

Abstract

每个端面贯穿孔由弧形凹面的端面开口的凹槽和覆盖在凹槽内壁上的端面电极形成在所述衬底的端面。进一步讲，具有半圆形的焊料与端面电极相连接。焊料包括面对端面开口的凹槽中的端面电极的面对电极的部分，从面对电极的部分延伸并在所述衬底的背面一侧形成突出的凸出部分。因此，即使衬底等形成翘曲，焊料的凸出部分也可以填充端面电极和母板的电极焊盘之间形成的间隙，从而使端面电极和电极焊盘形成相互连接。

Description

模块衬底及其制造方法

技术领域

本发明是有关模块衬底(module substrate)的结构，通过焊接使母板与模块衬底形成电连接，以及模块衬底的制造方法。

背景技术

最近几年由于电子设备和电子器件的小型化，如半导体集成电路、有源器件、无源器件等电子元件在衬底上的安装密度日益提高。从中间检验，安装的方便性等的重要性考虑，电子元件组装到模块衬底上，然后，利用结合技术，如焊接等(例如，日本未审查专利申请公开JP63--204693等)使模块衬底固定到母板上。

采用现有技术生产的模块衬底包括由具有绝缘树脂构成的四边型的衬底1和由导体构成的布线，多个端面贯穿孔2形成在衬底1的外边缘处，并具有弧面凹型如图27～30所示。每个端面贯穿孔2具有半圆形的端面开口的凹槽2A和形成在端面开口的凹槽2A内壁上的端面电极2B。焊料2C填充在端面开口的凹槽2A里。端面电极2B与形成在衬底1的正面一侧的布线3连接。端面电极2B通过布线3与位于衬底1的正面一侧的中心处的电子元件4相连接。

如上所述的模块衬底位于母板5上，在这种情况下对衬底加热，使得位于端面贯穿孔2里的焊料2C被熔化，并且粘附到母板5上的电极焊盘6上。这样，焊接就能形成。结果焊缝7由光滑的凹型焊料在端面电极2B和电极焊盘6之间形成的，如图28～29所示。

按上述现有技术，导体构成的布线3形成在衬底1的正面以便安装在衬底1的正面上的电子元件4和母板上的电极焊盘6形成连接。某些情况下，关于衬底1，采用其中提供有用于连接多个电子元件与地的接地布线图形的多层衬底。

在这种情况下，因为由导体构成的布线3以及类似物和形成衬底1的树脂材料的热膨胀系数是相互不同的，因而当为焊接衬底1进行加工或者加热时，可能会在衬底1上如图28的箭头A方向产生翘曲。由于同样原因，翘曲也会在母板5上产生。因此在衬底1的端面电极2B和母板上的电极焊盘6之间就会形成间隙。

因此，当端面贯穿孔2里的焊料2C被加热熔化时，焊料2C就会由于表面张力大致形成圆形，如图30所示，这样就导致焊料2C不能与母板5上的电极焊盘6接触。因此就出现了在端面电极2B和电极焊盘6之间不能形成连接的问题。

进一步讲，由于最近电子设备和器件的厚度在不断的减小，并且衬底1的厚度和母板5的厚度也在逐渐被减小。由于这个原因，衬底1与母板5的翘曲增加，从而导致了端面电极2B和电极焊盘6之间不能很好的形成连接。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种具有端面电极的模块衬底及其制造方法，当衬底发生翘曲时，也能形成端面电极与母板间的良好的连接。

为了达到上述目的，本发明提供了一种模块衬底，该模块衬底由用于在其正面一侧安装电子元件的衬底和形成在衬底的外边缘处的端面上的端面电极构成，且所述端面电极用于与电子元件相连接。

每个端面电极是通过焊料在衬底的背面一侧与母板进行连接的，并且所述焊料在所述衬底的背面一侧形成凸出。

因此，即使在衬底发生翘曲，导致在衬底的端面电极和母板的电极焊盘之间的间隙，突出在衬底的背面一侧的焊料的端部也能与母板上的电极焊盘形成良好的接触。由于这样，当熔化焊料时，端面电极和电极焊盘就能相互形成连接，并在端面电极和电极焊盘之间形成焊缝。

更适宜的结构是，所述衬底具有每个开在衬底的端面上的端面开口的凹槽，所述端面电极是形成在端面开口的凹槽的内壁上，每个包含有一个电极形成部分面向端面电极并位于端面开口的凹槽里，并且一个凸出部分是从电极形成部分向衬底的背面一侧处形成凸出。

因此，具有电极形成部分的焊料就能与端面开口的凹槽里的端面电极相接触，通过凸出部分焊料就能与母板上的电极焊盘形成接触。

同样适宜的结构是，与端面电极连接的背面电极形成于衬底的背面一侧并位于端面开口的凹槽的四周，特别是背面电极被焊料的凸出部分覆盖。

因此，通过熔化焊料的凸出部分，背面电极和母板上的电极焊盘就能形成相互的连接。端面电极和电极焊盘之间就能通过背面电极形成相互的连接。

更适宜的结构是，每个端面开口的凹槽是开在衬底的正面和背面的一个基本半圆形的槽。因此，通过在衬底上开的圆孔，端面开口的凹槽就很容易地形成。

进一步适宜的结构是，每个焊料相对于仅位于衬底的内侧特别在端面。由于这样，焊料在没有从衬底的端面凸出的情况下，也能被衬底的里侧容纳。

同样更适宜的结构是，每个焊料相对衬底端面位于衬底的内侧并且面向端面电极，另外每个焊料相对衬底端面从衬底向外突出。

因此，每个相对于衬底端面的位于衬底的内侧的焊料能在端面电极上固定，另外，不能相对于衬底端面容纳于衬底内侧的大量焊料，可以相对于衬底的端面固定于衬底向外凸出的位置。

进一步的适宜的结构是，端面电极包括每个形成在衬底端面的平面电极，每个具有柱形结构的沿着衬底的厚度方向延伸的焊料固定在平面电极上，各焊料的一部分在衬底的背面一侧形成突出。

因此，平面电极可以在衬底不被穿孔或进行相似的工艺的情况下被设置在衬底的端面上。进一步讲，每个具有柱形结构的焊料通过衬底的背面一侧凸出的各焊料部分而固定在平面电极上。因此，即使在衬底的端面电极和母板的电极焊盘之间产生间隙，焊料的端部也能与母板上的电极焊盘相接触。

更适宜的结构是，每个焊料相对于端面仅设置在衬底的外侧。

因此，通过每个相对于端面位于衬底外侧的焊料，就能在衬底的端面电极和母板的电极焊盘之间形成焊缝。因而焊缝的形状和尺寸就能容易而明显地确定。也就是说，端面电极和电极焊盘之间的连接就能很容易被证实。

根据本发明，提供了一种制造模块衬底的方法，模块衬底包括在正面一侧安装电子元件的一个衬底构成，和在衬底外侧边缘处并适合与电子元件连接的端面电极，每个端面电极有一个焊料与母板连接，该方法包括以下步骤：使焊料开成为比衬底厚度长的柱形结构，在端面电极上提供焊料，该焊料具有柱形结构的一部分突出于衬底的背面一侧上。

因此，具有柱形结构的每个焊料能被固定在端面电极上，并且焊料的一部分能在衬底的背面一侧形成突出。端面电极与电极焊盘之间产生的间隙由突出于衬底的背面一侧的焊料填充，端面电极和电极焊盘之间可以形成相互的连接。

进一步讲，本发明提供了一种制造模块衬底的方法，模块衬底包括正面一侧安装电子元件的衬底，在衬底的外围边缘处，设置有端面电极，该端面电极适合于与电子元件相连接，端面电极每个通过焊料与母板连接，模块衬底的形成的步骤如下：在加工衬底的上成一行形成许多贯穿孔，在每个贯穿孔的内壁上形成电极薄膜，将加工衬底放置在一个具有许多具有底的孔的夹具上，该具有底的孔位于一条线上并且与贯穿孔相对准，然后将焊料放置于贯穿孔内和具有底的孔内以便于相固定，穿过沿着各贯穿孔的中心的一条线切割加工衬底，然后从加工衬底上除去夹具，从而每个焊料设置在每个相对于衬底端面位于衬底的内侧。

因此，具有多个贯穿孔的加工衬底设置在所述衬底的夹具，从而加工衬底上的贯穿孔能与夹具上的具有底的孔对准。进一步讲，当焊料被放置在贯穿孔和具有底的孔里并被固定后，然后沿着穿过贯穿孔的中心的一条线对加工衬底的进行切割。因而，在衬底端面侧开口的端面电极就能形成；当移开夹具后，焊料在衬底背面一侧的凸出部分就能同时形成。

进一步讲，本发明提供了一种模块衬底的制造方法，模块衬底是由在正面一侧安装有电子元件的衬底构成，限定在衬底的外围边缘处的端面处的端面电极适合与电子元件相连接，每个端面电极是通过焊料与母板相连接，模块衬底的形成步骤如下：在加工衬底上成一行形成许多贯穿孔，在每个贯穿孔的内壁上形成电极薄膜，在加工衬底的背面一侧上形成背面电极薄膜，该背面电极薄膜设置在贯穿孔的四周，在衬底中形成多个焊料接收孔，并使每个焊料接收孔与具有半圆形的贯穿孔相邻，从背面一侧将焊料放置在贯穿孔和焊料接收孔内，贯穿孔的正面一侧和焊料接收孔被封闭，然后加热焊料，形成每个覆盖在背面电极上的焊料凸出部分，然后沿着穿过焊料接收孔所一条线切割加工衬底，因而每个位于衬底端面一侧的焊料就形成了。

因此，端面电极和背面电极就能通过邻近贯穿孔形成焊料接收孔形成。进一步讲，当贯穿孔和焊料接收孔的正面一侧形成封闭，覆盖在背面电极上的焊料的凸出部分就能通过从背面一侧施加于贯穿孔内和焊料接收孔内加热焊料。通过沿着穿过焊料接收孔的一条线进行加工衬底的切割后，开在衬底的端面上的端面开口的凹槽就同时形成，进一步讲，每个包括电极形成部分和凸出部分的焊料就能在端面开口的凹槽里形成。

进一步讲，本发明提供了一种制造模块衬底的方法，模块衬底由在正面安装电子元件的衬底构成，位于所述衬底的外围边缘处的端面电极，端面电极适合与电子元件相连接，每个端面电极通过焊料与母板相连接，模块衬底的形成的步骤如下：在加工衬底上成一行形成许多贯穿孔，在每个贯穿孔的内壁上形成导电薄膜，在贯穿孔的四周并在衬底的背面上形成背面电极薄膜，然后在加工衬底上形成与具有半圆形的每个贯穿孔相对邻的许多个焊料接收孔，然后沿着穿过焊料接收孔的一条线进行加工衬底的切割，将焊料从背面一侧处放入贯穿孔和焊料接收孔，同时使贯穿孔的正面一侧和焊料接收孔形成封闭，加热焊料，形成覆盖在背面电极上的焊料的凸出部分，因而在衬底的端面处的每个焊料就形成了。

因此，通过形成与贯穿孔相邻的焊料接收孔，端面电极和背面表面电极就形成了。通过沿着穿过焊料接收孔的一条线切割加工衬底，开在衬底端面处的端面开口的凹槽就形成了。进一步讲，通过从背面一侧将焊料放入贯穿孔和焊料接收孔，同时贯穿孔和焊料接收孔的正面一侧被封闭并加热焊料，焊料的凸出部分就能覆盖在背面电极上，因而包括面对电极部分和凸出部分的每个焊料就能在端面开口的凹槽处形成。

附图说明

图1根据本发明的第一实施例的衬底模块的透视图；

图2图1中的端面电极，焊料等局部放大的透视图；

图3形成在衬底的外平行边缘的由端面开口的凹槽和端面电极构成的端面贯穿孔的局部放大的透视图；

图4表明一个与衬底的端面的电极连接且具有柱形的焊料的局部放大的透视图；

图5表明位于母板上的模块衬底的侧视图；

图6表明衬底放置于母板上后熔化焊料的侧视图；

图7表明当焊料熔化后模块衬底粘结在母板上的衬底的侧视图；

图8表明图7中的VIII-VIII方向的放大的剖面图；

图9根据本发明的第二实施例的加工衬底且具有一列贯穿孔的平面图；

图10表明具有电极薄膜的加工衬底的局部放大了的剖面图，所述电极薄膜是形成在设于夹具上的贯穿孔处，该剖面图是沿图8中箭头表示的X-X方向取的；

图11表明图10中的填充贯穿孔和底孔的焊料的局部放大了的剖面图；

图12表明切割后的加工衬底的图11中夹具的局部放大了的剖面图；

图13表明与图12中的加工衬底与分开了的夹具的局部放大了的剖面图；

图14根据本发明的第三实施例的模块衬底的局部放大了的剖面图；

图15根据本发明的第四实施例的模块衬底的局部放大了的剖面图；

图16根据本发明的第五实施例的模块衬底的局部放大了的剖面图；

图17是表示第5实施例的加工衬底的从底侧取的底视图，所述加工衬底具有多个贯穿孔；

图18是表示图17中电极薄膜形成在贯穿孔上且背面具有电极薄膜在加工衬底上的″a″部分的局部放大了的底视图；

图19是表示形成在图18中的加工衬底的焊料接收孔的局部放大了的底视图；

图20是表示设置在图19中的焊料接收孔中的焊膏的局部放大了的底视图；

图21是表示沿图20中的XXI-XXI方向的局部放大了的剖面图；

图22是表示图20中的加工衬底加热后局部放大了的底视图；

图23是表示图22中的XXIII-XXIII方向的局部放大了的剖面图；

图24是表示图22中的加工衬底被切开和分离后的局部放大了的底视图；

图25是表示加工衬底被切开且焊膏在焊料接收孔后的第五实施例的加工衬底的局部放大了的剖面图；

图26是表示图25中的焊料助焊剂被加热后的局部放大了的剖面图；

图27是表示现有技术的模块衬底的透视图；

图28是表示图27中连接在母板上的模块衬底的剖面图；

图29是表示图28中的端面贯穿孔的局部放大了的剖面图；

图30是表示与图29类似位置处的在端面贯穿孔和电极焊盘之间因翘曲而形成间隙的加工衬底的局部放大了的剖面图。

具体实施方式

下面参照附图1-26对本发明的一个实施例中的模块衬底进行说明。

首先，图1-8表明本发明的第一实施例的模块衬底。在图1-8中，衬底11包括交替叠层例如绝缘树脂材料和导体构成的布线图形(图中未标出)而形成的叠层。多个端面贯穿孔13将在以后描述，它们形成在衬底11的外边缘处。衬底11大致形成一个矩形，例如，面积为30mm×30mm。在衬底11的正面11A的中心处，安装有一个电子元件12，如半导体IC，有源器件，无源器件等等。在衬底的背面11B处，连接一个母板5。

端面贯穿孔13形成在由限定衬底11外缘的四个侧边形成的端面11C上。各端面贯穿孔13由一个端面开口的凹槽14和一个端面电极15构成，所述端面贯穿孔13，将在以后加以描述。

端面开口的凹槽14形成在衬底11的端面11C上，具有一个弯曲的弧形。每一个端面开口的凹槽14具有一个直径为D的大致半圆形的形状，例如：直径大约1mm，位于衬底11的端面11C上，如图2所示。端面开口的凹槽14沿衬底11的厚度方向穿过衬底板11。

端面电极15设置成在每个端面开口的凹槽14的整个内壁上延伸。每个端面电极15与衬底11的正面11A上的一个布线16相互连接，并通过布线16与衬底中心的一个电子元件12连接。

焊料17位于端面开口的凹槽14中并具有一个基本为半圆形的柱形结构。每个焊料17包括一个与端面电极15A相面对面对电极的部分17A，和从面对电极的部分17A处沿衬底11A的厚度方向延伸，并且在衬底11的背面11B突出的凸出部17B。面对电极的部分17A与端面电极15的整个表面接触。在衬底11的背面11B形成的凸出部17B的尺寸为L，例如，大约为0.3mm-0.6mm。焊料17同母板5上的一个电极焊盘6相接触并形成一个焊缝18，位于端面电极15和电极焊盘6之间的所述焊缝18将在以后进行说明。

上面对该实施例的模块衬底的结构进行了描述。下面就图3-4将对模块衬底的制造方法进行说明。

首先，形成端面电极的过程，在衬底11的外边缘处形成具有一个基本半圆形的端面开口的凹槽14，端面电极15是一层弧形薄膜，形成在每个端面开口的凹槽14的内壁上。因此，端面贯穿孔13就形成在衬底11的端面11C上，如图3所示。每个贯穿孔具有一个基本的圆形开口，通过沿穿过着贯穿孔的中心的一条线切割贯穿孔，端面贯穿孔13就可以形成。

其次，形成一个柱形焊料的过程，将具有一个基本半圆形剖面(图中未标出)的长丝形的焊料切割成比衬底11的厚度要长的大约0.5mm长度，因而柱形结构的焊料17就形成了。焊料可以通过如具有基本半圆形模制表面的模具进行浇铸而成。

最后，粘贴焊料的过程，将端面电极15的内壁涂敷焊剂和有机粘结剂后，将焊料17紧压在端面电极15的内壁上。此时，排列焊料17从而使焊料17的端部从衬底11的背面11B处突出大约0.5mm。因此，焊料17的电极形成部分17A就能与端面电极15相粘接，并且凸出部分17B就能将其突出部固定在衬底11的背面11B处。

代替被利用焊剂键合到端面电极15，焊料17可以被紧密粘贴在端面开口的凹槽14里与端面电极15接触。可选择的是，焊料17的面对电极的部分17A可以被加热从而使焊料17与端面电极15焊接在一起。

根据上面描述的制造方法制造本实施例的模块衬底。下面就图5-8对模块衬底与母板的粘接进行说明。

首先，同现有技术相似，将模块衬底放置在母板5上，在这种情况下，进行加热。假如衬底11和母板5发生翘曲，多个焊料17中位于两端的焊料17就与母板5上的电极焊盘6分开，如图5所示。

然后熔化与多个焊料17的电极焊盘相接触的焊料17。那就是说衬底11的中心位置处并位于纵向方向上的焊料17比位于衬底11的纵向方向上两端的焊料17要先熔化。因此衬底11会发生如图6中箭头B方向上的位移，由于自身的重量，导致位于衬底11的两端的焊料17与母板5上的电极焊盘6接触。

其结果是，例如，即使在衬底11上的端面电极15与母板5上的电极焊盘6之间有大约0.1～0.4mm的间隙，与在衬底11上发生翘曲的情况一样，所有焊料17的端部最终也能与母板5上的电极焊盘6形成接触，如图6所示。因此，衬底11上的端面电极15通过熔化焊料17就能与母板5上的电极焊盘6相连。那就是说，焊缝18可以形成在端面电极15和电极焊盘6之间，如图7和8所示。

在本实施例中，焊料17形成为在衬底11的背面11B处形成突出。由于这样，即使在衬底11等上翘曲发生从而导致在衬底11的端面电极15和母板5的电极焊盘6之间发生间隙，突出在衬底11的背面11B的焊料17就能连接端面电极15和电极焊盘6在它们之间形成焊缝18。

每个焊料17包括位于端面开口的凹槽14的面对电极的部分17A并与端面电极15接触，凸出部分17B形成为从面对电极的部分17A突出到衬底11的背面11B处。如上所述，端面电极15和电极焊盘6之间的间隙就能通过凸出部分17B填充，位于端面电极15和电极焊盘6之间的焊缝18就能通过熔化焊料17的面对电极的部分17A在端面开口的凹槽14处形成。

下面，图9～13示出了本发明的第二实施例中制造模块衬底的方法。本实施例的特点在于焊料通过夹具与端面电极接触。与第1和第2实施例相似的元件通过同样的数字标明并在此不再进行重复说明。本实施例中，一个例子是对四个模块衬底由一个加工衬底形成的说明，如图9所示。

首先，形成贯穿孔的步骤，利用圆形冲头，对用于制造例如，四个模块衬底的加工衬底21进行冲孔，因而成一行形成多个贯穿孔22。每个贯穿孔22具有例如大约1mm的内径。

其次，形成电极薄膜的步骤，每个贯穿孔22进行电镀等处理，如图10所示，因而电极薄膜23就形成在整个贯穿孔22的内壁上。然后，一个如光致抗蚀膜等掩膜形成在加工衬底21的正面，然后进行腐蚀后，因而布线16就形成了并与电极薄膜23连接。

然后，放置衬底的过程，将加工衬底21放置在夹具24上，夹具24由树脂材料包括环氧树脂等在玻璃上捏制而成。夹具24上形成有与贯穿孔22相对应的位置处的具有底部的并排列成一行的多个孔25。每个贯穿孔22与具有底部的孔25分别对准。具有底部的每个孔25的深度大约为0.3-0.6mm是依据焊料17的凸出部分17B而设置的。

然后，填充焊料的过程，将熔化后的焊料26接收(填充)在贯穿孔22和具有底部的孔25中，如图11所示。之后，加工衬底21等被冷却后，具有基本柱形结构的焊料26就焊接并固定在贯穿孔22的电极薄膜23上。

最后步骤，切割衬底的过程，将加工衬底21和夹具24沿着穿过填充有焊料26的贯穿孔22的中心的一条线进行切割，利用金刚石刀具，从正面沿着俯视图中的十字图形进行切割，如图9所示。

因此，衬底11通过切割加工衬底21就形成了，如图12所示。每个具有基本半圆弧形状的多个端面电极15(端面贯穿孔13)就在衬底11的端面11C上形成了，同时，具有半圆形的剖面和在衬底11的背面11B处具有凸出部分的柱形焊料17就与端面电极15相接触。然后，如图13所示，将所述衬底11从所述夹具24上移开，这样，四个模块衬底就同时形成了。

如上所述，依据这一制造方法，四个模块衬底能同时形成，并且每个模块衬底在衬底11的端面11C上有多个端面电极15。进一步讲，特别是突出在衬底11的背面11B的焊料17就能很容易的固定在端面电极15上。因此，模块衬底的生产效率提高了，生产成本也降低了。

下面，图14示出了本发明的模块衬底的第三实施例。本实施例的特点是在衬底端面上直接形成平面电极，以及将焊料分别固定在平面电极上。在该实施例中，与第1和第2实施例相似的元件通过同样的数字标明并在此不再进行重复说明。

在该实施例中，衬底31是与第一实施例基本相似的四边形，并由树脂材料构成。

作为端面电极的平面电极32是直接形成在衬底31的端面31C上。平面电极32在衬底31的端面31C上，具有一个平面状，并沿着衬底31的厚度方向延伸。平面电极32是与形成于衬底31的正面31A上的布线33相连。

具有基本半圆形剖面的焊料34与平面电极32相接触。每个焊料34的扁平平面与平面电极32焊接在一起，并且焊料34的圆弧形的部分构成从衬底31的端面31C上突出的端面凸出部分34A。进一步讲，焊料34向着衬底31的背面31B侧沿着平面电极32的方向延伸，并且其上部构成一个凸出部分34B，该凸出部分是在衬底31的背面31B处突出形成的。

根据上面所述的本实施例，同样的步骤和加工效果可以从第一实施例中获得。在该实施例中，平面电极31是直接在所述衬底31的端面31C处形成的，因此，在衬底31上进行的贯穿孔加工等可以省略。焊缝也能在所述衬底31的端面31C上形成。每个焊缝的形状和尺寸可以很容易明确的证实。容易证实通过焊料34能将平面电极32与母板上的电极焊盘焊接在一起。

进一步讲，从衬底31的端面31C处突出的由大量焊料34构成的端面凸出部分34A是设置在平面电极31上。由于这个原因，衬底31上的平面电极32和母板上电极焊盘之间即使存在间隙，在焊料34没有短缺时也能相互连接。

下面，图15示出了本发明的第四实施例。本实施例的特点是每个焊料面向相对于端面衬底内侧的端面电极，因此，焊料的一部分突出在端面上，与上述第1实施例中相似的元件通过同样的数字标明，并在此不再进行重复说明。

在该实施例中，每个焊料41都基本形成圆柱形。对于每个焊料41，一个电极形成部分41A是位于端面开口的凹槽14里并面向端面电极15，一个端面电极凸出部分41B是在衬底11的端面11C处向外突出，并且凸出部分41C是在衬底11的背面11B处形成突出。

因此，根据本实施例的上述说明，几乎相同的操作和加工效果从第1实施例即可获得。

下面，图16～24示出了本发明的第五实施例。本实施例的特点在于衬底的背面上的背面电极的位置位于端面开口的凹槽的四周并与端面电极相连，并且焊料在衬底的背面形成突出，覆盖在背面电极上。

本实施例中，衬底51与第1实施例中的衬底具有基本相似的四边形，并由树脂材料构成。

端面贯穿孔52位于衬底51的端面51C上。每个端面贯穿孔52包括一个端面开口的凹槽53，一个端面电极54和一个背面电极56，所述端面电极56将在以后进行说明。

端面开口的凹槽53形成在所述衬底51的端面51C上并限定成弧形。焊料接收部分53A从衬底51的端面51C处基本直线延伸，并具有相同的宽度W。焊料57设置在焊料接收部分53A处。进一步讲，焊料57设置在电极构成部分53B处，该电极构成部基本具有半圆形。每个端面开口的凹槽53包括焊料接收部分53A和电极构成部分53B，并与焊料接收部分53A连接，用于容纳焊料57。因为电极构成部分53B的内径，为φ1设置，为比焊料接收部分53A的宽度W要小，所以台阶部分就在在焊料接收部分53A和电极构成部分53B之间形成。端面开口的凹槽53沿着衬底51的厚度方向延伸。

端面电极54分别设置在端面开口的凹槽53的电极构成部分53B处。每个端面电极54基本形成圆弧形，并覆盖在电极构成部分53B的内壁上，端面电极54与衬底51的正面51A上的布线55相连，并且通过布线55与衬底51中心处的电子元件相连。

背面电极56设置在衬底51的背面51B上的端面开口的凹槽53的四周。每个背面电极56，基本具有半圆弧形，设置在电极构成部分53B的四周，同时与端面电极54相连。背面电极56的外径为φ2例如与焊料接收部53A的宽度相等或者要小(φ2≤W)，(参见图19)。

焊料57基本具有半圆形，位于各背面开口的凹槽53处。每个焊料57包括一个电极形成部分57A和一个凸出部分57B，电极形成部分57A的位置是面向端面电极54，凸出部分57B从电极形成部分57A沿着衬底51的厚度方向延伸并从背面51B形成突出并覆盖背面电极56。进一步讲，电极形成部分57A与端面电极54的整个表面完全接触。凸出部分57B基本具有半圆形，在衬底51的背面51B上形成突出。

本实施例的模块衬底已在上面进行了说明。下面，参见图17-24对模块衬底的制造方法进行说明。本实施例中，例如一个模块衬底是通过一个加工衬底形成的，如图17所示。

首先，如图17所示，形成一个贯穿孔的过程，利用原形冲头在加工衬底61上冲孔，例如，在一个模块衬底上，在一行形成多个贯穿孔62(成框架形状)。在这种情况下，使每个贯穿孔62的内径的设置与电极构成部分53B的内径φ1具有基本相同的数值。

其次，如图18所示，举例说明形成电极薄膜的过程，对贯穿孔62进行镀敷处理等，因此，电极薄膜63分别形成在贯穿孔62的整个内壁上。然后一个光致抗蚀膜等掩模形成在加工衬底61的正面61A处，经过腐蚀，形成布线55与电极薄膜63相连。进一步讲，在加工衬底61的背面61B上，背面电极64设置在贯穿孔62的四周并与电极薄膜63相连。在这种情况下，各背面电极薄膜64的外径的设置与各背面电极56的外径φ2具有相同的数值。

下面，如图19所示，形成焊料接收孔的过程，利用矩形冲头在加工衬底61上冲孔，因而邻近于各贯穿孔62的矩形焊料接收孔65就形成了。在这种情况下，然后，形成每个焊料接收孔65以便在每个贯穿孔62的一半处进行切割，由此具有基本半圆形电极形成部分53B和电极54就形成了。焊料接收孔65的宽度的设置为与焊料接收部53A的宽度W的数值基本一样。因此，在加工衬底61的背面61B上，基本上是半圆形的背面电极56就形成了。为了防止在背面电极处毛刺的发生，焊料接收孔65的宽度方向的两个边缘定位成至少与背面电极56的外围接触，或者孔65的宽度与电极56的直径相同。另外，焊料接收孔65的宽度方向上的两个边缘通常定位于背面电极56的最外周的径向外侧上，或者孔65的宽度比电极56的直径要大。

下面，如图20和21所示，容纳焊料的过程，加工衬底61放置在平板夹具66上，平面夹具66由耐热型树脂材料或者相类似材料构成。在这种情况，加工衬底11叠于夹具66上，以便加工衬底61的正面61A正好面对所述夹具66的正面66A(加工衬底61朝下放置)。然后，焊膏67从加工衬底61的背面61B一侧向焊料接收孔65和电极形成部分53B提供焊料。采用粒状焊料来代替焊膏67，也可以向焊料接收孔65和电极形成部分53B提供焊料。

下面，如图22和23所示，加热衬底的过程，当焊膏67充满焊料接收孔65和电极形成部分53B时，对加工衬底61和夹具66进行加热。然后焊膏67熔化，同时，由于表面张力，熔化后的焊膏67就在焊料接收孔65内形成基本的圆柱形。然后，由于熔化后的焊膏67与端面电极54和背面电极56的焊接特性。将熔化后的焊膏67提起在背面电极56上，具有基本的半圆形，然后，将加工衬底61等冷却，因而基本圆柱形的焊料57就固定在端面电极54上。因此，对焊料57，电极形成部分57A是面向端面电极54处形成的，凸出部分57B是在加工衬底61的背面61B一侧形成突出以覆盖在背面电极56上。

最后，如图24所示，切割衬底的过程，加工衬底61和夹具66沿着图17的两点连线被切割形成衬底51。在这种情况下，焊料接收孔65被切割如图24所示，形成在衬底51的端面51C开口的焊料接收部53A。因此，焊料57容纳于焊料接收部分53A。然后将衬底5 1从夹具66上移开，模块衬底就形成了。

因此，根据如上所述构成的本实施例，可以获得基本与第一实施例相同的操作步骤和加工效果。然而，在本实施例中，每个背面电极56与端面电极54相连，并形成在所述衬底51的背面衬底51B上。焊料57的凸出部分57B覆盖在背面电极56上。因此，通过熔化凸出部分57B，背面电极56和母板上的电极焊盘就能相互连接，端面电极54和电极焊盘通过背面电极56就能相互连接。

背面电极56设置在衬底51的背面51B上。因此，通过熔化容纳于端面开口的凹槽53内的焊膏67，凸出部57B就很容易形成。因此，模块衬底的生产效率就提高了。

在第5实施例中，一个例子是对一个模块衬底形成在一个加工衬底61上的说明。与第2实施例一样，多个模块衬底(例如：4个衬底)可以通过一个加工衬底形成。在这种情况下，邻近的两个模块衬底上的两个邻近的贯穿孔可以通过四边形冲头冲压而成，因此一个焊料接收孔包括所述两个贯穿孔。通过沿着穿过焊料接收孔的中心线切割加工衬底，两个端面电极就形成了。那就是说，四个模块衬底同时形成，与第2实施例的情况相似。因此生产效率得到了提高。

进一步讲，在第5实施例中，容纳焊料和加热衬底的过程之后，进行衬底的切割过程。本发明并不局限于以上工艺顺序。例如：切割衬底的过程可以在容纳焊料和加热衬底的过程之前进行，相似于第5实施例的改进例子，如图25和26所示。

在这种情况下，当衬底用金刚石和类似物进行切割，夹具66’在切割前是接合在所述加工衬底61的正面61A上，因此在切割后就会防止衬底51’出现散裂。进一步讲，当加工衬底61通过冲头冲孔形成衬底51’。采用所谓的后推的方法，其中冲孔形成的衬底51’恢复至适应冲孔前加工衬底61原始位置。因此加工衬底61被切割后，焊料接收孔65能保持与焊膏67相适应的形状和尺寸。

在这种情况下，切割衬底的过程是在容纳焊料和加热衬底之前进行的，可以防止切割后清洗衬底51’造成的电子元件等的退化，另外，衬底51’与端面电极54’之间的绝缘是有保证的。

详细的讲，在一些情况下，当焊料块57’固定在衬底51’上时，电子元件同时被安装在衬底51’上。在这种情况下，假如最后进行衬底切割过程，当对衬底51’进行切割时，为了防止毛刺的产生，清洗衬底51是必要的。新的问题是，清洗导致电子元件的特性变坏，如SAW(表面声波)滤波器、绝缘子、或相似物的特性变坏。

在这种情况下，焊料57从衬底51’的端面51C’形成突出，当衬底51’被切割时，切割的焊料形成，并与衬底51’的端面51C’形成摩擦。这就导致了无法实现端面电极54’之间的绝缘的问题。

另一方面，当容纳焊料和加热衬底的过程在切割衬底前进行时，这些问题就能解决。

在第5实施例中，平板-电镀的夹具66是由树脂材料构成的。作为夹具，耐热薄膜层需要具有大约数毫米的厚度。

进一步讲，在第2实施例中，熔化的焊料26浇入贯穿孔22中。然而，可以容纳焊膏或者细粒的焊料，加热，和冷却，因而焊料就固定在端面电极上。

更进一步讲，在第1和第4实施例中，端面开口的凹槽14形成具有一个半圆形结构。本发明并不局限于半圆形结构，例如，端面开口的凹槽形成为矩形或者半圆形，并在内壁处，形成端面电极。

如上所述，即使翘曲发生在衬底上，导致衬底上端面电极和母板上电极焊盘之间形成间隙，在衬底的背面一侧处的焊料凸出部分的端部也能与另一块基板上的电极焊盘相接触。因此，在这种情况下通过熔化焊料，端面电极和电极焊盘能够相互连接，并且在端面电极和电极焊盘之间就能形成焊缝。

更适宜的方法是，端面电极是形成在端面开口的凹槽的内壁上，并且每个焊料包括一个位于端面开口的凹槽里的面对电极的部分，面向端面电极，和形成为在衬底的背面一侧从面对电极的部分突出的凸出部分。通过面对电极的部分，焊料就能与端面开口的凹槽里的端面电极相接触。通过凸出部分，焊料就能与母板上的电极焊盘形成接触。

同样适宜的方法是，每个背面电极形成在端面开口的凹槽的四周并在衬底的背面一侧，同背面电极相连，背面电极分别被凸出部分覆盖。由于这样，当焊料的凸出部分被熔化后，背面电极和母板上的电极焊盘就能相互连接，并且端面电极和电极焊盘就能通过背面电极形成相互连接。更进一步讲，由于背面电极设置在衬底的背面一侧，因此，当焊膏或者类似物熔化后，凸出部分就很容易形成。模块衬底的生产效率因此被提高了。

适宜的方法是，每个端面开口的凹槽是开在衬底的正面和背面的表面上并其中形成半圆形。因此，通过在衬底上冲成的圆孔，端面开口的凹槽就能很容易形成。

更适宜的方法是，每个焊料相对端面仅位于衬底的内侧。由于这样，焊料从衬底的端面没有形成突出也能被衬底的里侧容纳，可以防止形成在端面电极和电极焊盘之间的焊缝向衬底的端面外侧的过度延伸。

同时适宜的方法是，每个焊料相对于衬底的端面位于衬底的内侧，因而焊料面对端面电极并从衬底的端面形成突出。因此，每个焊料形成于衬底的端面位于衬底的内侧，能与端面电极固定，进一步讲，大量在其它情况下相对于端面不能被衬底的内侧容纳的焊料，可以形成于其端面保持在从衬底突出的位置。因此，即使在衬底的端面电极和母板的电极焊盘之间形成间隙，在衬底的端面电极和母板的电极焊盘之间，在没有焊料缺乏的情况下也能形成焊缝。

更适宜的方法是，每个端面电极包括在衬底的端面上形成的一个平面电极，每个焊料具有一个柱形结构，并沿着衬底的厚度方向伸展，并固定在平面电极上，并且焊料的一部分在衬底的背面一侧形成突出。平面电极排列在没有被打孔等的衬底的端面。具有柱形结构的焊料通过在衬底的背面一侧形成的的凸出的一部分与平面电极接触。因此，即使在衬底上的端面电极和母板的电极焊盘之间产生间隙，焊料的端部也能与母板的电极焊盘形成接触。

适宜的方法是，每个焊料相对于端面仅位于所述衬底的外侧。因此，在衬底的端面电极和母板的电极焊盘之间就能形成焊缝。因此，与相对端面处形成在衬底内侧的焊缝相比的形状和尺寸就能很明显很容易地证实。那就是说，容易证实端面电极和电极焊盘之间的连接就能很容易的形成。

根据本发明的母体衬底的制造方法，每个焊料是形成在端面电极上，具有柱形结构并比衬底的厚度还长，通过具有柱形结构并在衬底的背面一侧形成突出的焊料的一部分固定在端面电极上。因此，具有柱形结构的每个焊料通过粘合剂等就很容易与端面电极固定。进一步讲，每个焊料是通过在衬底的背面一侧形成突出的焊料的一部分与端面电极形成固定。因此，通过在衬底的背面一侧的突出的焊料可以填充端面电极和电极焊盘之间产生的间隙，端面电极和电极板就能相互连接。

进一步讲，根据本发明的生产母体衬底的进一步制造方法，多个贯穿孔形成在加工衬底上成一行，电极薄膜形成每在个贯穿孔的内壁上，加工衬底设于一个具有成行的许多底孔的夹具上，贯穿孔与底孔相对应，焊料位于贯穿孔和底孔中并固定，加工衬底和夹具是通过穿过贯穿孔的中心的一条线进行切割，并使夹具从模块衬底上分离。每个在衬底的端面上具有许多的端面电极的多个模块衬底，都能同时制造。在衬底的背面一侧形成突出的焊料就能很容易的与背面电极固定。为此，模块衬底的生产效率提高了，生产成本降低了。

然而，根据制造模块衬底的另一个方法，电极薄膜是形成在加工衬底的每个贯穿孔的内壁上，背面电极薄膜是设置在加工衬底的背面一侧并在贯穿孔的四周，焊料接收孔形成在加工衬底上，与贯穿孔邻近，以此方式每个贯穿孔都取半圆形，每个焊料从背面一侧位于贯穿孔和焊料接收孔的里边，且贯穿孔和焊料接收孔的正面一侧被封闭，加热焊料块后形成每个覆盖在背面电极上的焊料凸出部分，沿穿过焊料接收孔的一条线切割加工衬底，因而每个焊料就设置在衬底的端面一侧。根据此方法，端面电极和背面电极就通过设置与贯穿孔和相邻的焊料接收孔而形成。进一步讲，覆盖在背面电极上的焊料凸出部分就能通过从背面一侧将焊料放入贯穿孔和焊料接收孔形成，同时贯穿孔和焊料在正面一侧形成封闭，并加热焊料。进一步讲，沿着穿过焊料接收孔的一条线切割加工衬底，开在衬底端面的端面开口的凹槽就形成了，进一步讲，每个包括一个面对电极的部分和凸出部分的焊料可以设在端面开口的凹槽里。

更进一步讲，本发明的制造母体衬底的另一个方法，电极薄膜是形成在加工衬底的每个贯穿孔内壁上，背面电极薄膜形成在所述加工衬底的背面一侧并位于贯穿孔的四周，焊料接收孔形成在衬底上，与具有半圆形的每个贯穿孔相邻，加工衬底是沿着穿过焊料接收孔的一条线进行切割而成，焊料从背面一侧设于贯穿孔和焊料接收孔内，所述贯穿孔和焊料接收孔的正面一侧被封闭，加热焊料形成每个覆盖在背面电极上的焊料凸出部分，由此每个焊料设置在衬底的端面一侧。焊料在加工衬底被沿着穿过焊料接收孔的一条线切割后形成在每个端面开口的凹槽里，同时端面开口的凹槽就形成。因此，衬底当被切割后，在焊料设置在端面开口的凹槽前，可以进行清洗。因此，即使当焊料被放置在端面开口的凹槽里时，电子元件也能安装在衬底上，可以防止对衬底进行清洗引起的电子元件的特性被退化。这样，可靠性得到了提高。

Claims (8)

1.一种模块衬底，包括一个衬底，该衬底在其正面安装有一个电子元件，和端面电极，该端面电极设置在限定衬底的外围边缘的端面上，适用于与电子元件相连接，所述端面电极每个设置有一个焊料并与衬底的背面一侧上的母板相连接，所述焊料在衬底的背面一侧形成突出；

其中，所述衬底设置有端面开口的凹槽，每个端面开口的凹槽开在衬底的端面处，所述端面电极分别设置在端面开口的凹槽的内壁上，所述焊料每个包括一个面向端面电极设置在端面开口的凹槽里的电极形成部分，和设置成从电极形成部分到衬底的背面一侧形成突出的一个凸出部分；

与端面电极相连接的每个背面电极设置在衬底的背面一侧的端面开口的凹槽的四周，焊料的凸出部分分别覆盖在背面电极上。

2.根据权利要求1的模块衬底，其特征在于：所述每个端面开口的凹槽开在衬底的正面和背面并基本具有半圆形。

3.根据权利要求1的模块衬底，其特征在于：所述每个焊料相对于衬底的端面仅位于在衬底的内侧。

4.根据权利要求1的模块衬底，其特征在于：所述每个焊料相对于端面仅位于在衬底的内侧，面向端面电极，并相对于端面从衬底形成突出。

5.根据权利要求1的模块衬底，其特征在于：每个端面电极包括一个设置在衬底的端面上的平面电极，每个焊料具有一个沿着衬底的厚度方向延伸的柱形结构，并且焊料是通过在衬底的背面一侧的焊料凸出部分而固定在平面电极上。

6.根据权利要求1的模块衬底，其特征在于：每个焊料相对于端面仅位于在衬底的外侧。

7.一种制造模块衬底的方法，模块衬底包括用于在其正面安装一个电子元件的衬底，和端面电极，该端面电极设置于限定衬底的外侧边缘的端面上，并适用于与电子元件相连接，所述端面电极每个设置有一个焊料，以便于焊料与母板相连接，方法包括如下步骤：

在加工衬底上形成成行的多个贯穿孔，

在每个贯穿孔的内壁上形成电极薄膜，

在加工衬底的背面一侧上形成背面电极薄膜，并设置在特别是贯穿孔的四周，

在加工衬底上形成与具有半圆形的每个贯穿孔相邻的多个焊料接收孔，

从衬底的背面一侧将焊料放入贯穿孔和焊料接收孔，贯穿孔和焊料接收孔的正面被封闭，

加热焊料，形成每个覆盖在背面电极上的焊料凸出部分，然后沿着穿过焊料接收孔的一条线切割加工衬底，因而焊料就设置在衬底的端面上。

8.一种制造模块衬底的方法，模块衬底包括用于在其正面安装一个电子元件的衬底，和端面电极，该端面电极设置于限定衬底的外侧边缘的端面上，并适用于与电子元件相连接，所述端面电极每个设置有一个焊料，以便于焊料与母板相连接，方法包括如下步骤：

在加工衬底上形成成行的多个贯穿孔，

在每个贯穿孔的内壁上形成电极薄膜，

在加工衬底的背面一侧上形成背面电极薄膜，该薄膜被设置在特别是贯穿孔的四周，

在加工衬底上形成与具有半圆形的每个的贯穿孔相邻的多个焊料接收孔，

沿着穿过焊料接收孔的一条线切割加工衬底，

从背面一侧将焊料放入贯穿孔和焊料接收孔，贯穿孔和焊料接收孔的正面被封闭，

加热焊料，形成每个覆盖在背面电极上的焊料凸出部分，因而焊料就设置在衬底的端面上。

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