CN1301041A - 带有包含可修整电容器的薄膜电路的模块 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及带有包括集成的可修整电容的薄膜电路的模块。电容器的至少一个导电层(2、4)具有带凹口的构造表面。这种指形设计的结果是实际电容器由几个并联电容器组成。在确定了总电容值之后,该总电容值可以通过从导电层(2、4)的主体表面选择性切除指条即小电容器而细调。
Description
本发明涉及带有位于绝缘材料衬底上的薄膜电路的模块，它包括至少一个无源元件，以及细调所述无源元件的电容值的方法。
大量电子器件发展的趋势的特征是：微型化、更高可靠性、随着功能的增强的更低或至少恒定的价格。经验表明在很多电器中，例如电视机或录像机中，无源元件的数量实际约占元件总量的70％。移动电话领域的迅猛发展、无绳电话产品的不断微型化和对更高频率的使用对各个元件提出了更高的要求。尤其是不断微型化导致基本材料和无源元件制造工艺中的不断变化对最终电子规范有更强烈的影响。
这对于电容值尤其准确，在单层电容器的情况下，电容值等于有效电极表面积与介质层的介电常数的积除以介质层的厚度。
保持制造成本尽可能低的可能性由制造分立无源电子元件例如电容器、电感器和电阻器的成本提供，其具有较宽的规范，可以通过后来的修整措施细调以达到期望的最终规范。
然而，微型化的前进步伐又使分立无源元件的制造、处理和安装越来越困难。使用集成的无源元件可解决这个问题。在这个技术中，例如电阻器(R)、电容器(C)和电感器(L)的无源元件被合并到集成的基本电路和系统中。在薄膜技术领域，通过掩膜在绝缘材料的载体板上获得了所谓薄膜电路，该电路与印刷电路板等价但具有小得多的规模。薄膜电路的制造是已知的，通常通过各种连续的涂层和构造工艺完成。
气相淀积方法和溅射方法用于淀积各个层。在这些方法中，层厚的涨落以及无源元件的较小的横向尺寸是主要的影响。因此，电容器的电容值由有效电板表面积和介质层的厚度确定。在无源电子元件的制造中更好的工艺控制会产生更高的工艺成本。
本发明的目的是提供一种带有包括至少一个电容器的薄膜电路的模块，所述电容器的电容值可以修整。
该目的通过一个带有位于绝缘材料衬底上的薄膜电路的模块达到，其包括至少一个无源元件，其具有至少第一和第二导电层和一个介质层，其中至少一个导电层具有带凹口的构造表面，一个保护层，和至少一个穿过模块的接触孔，和覆盖模块和接触孔的一个构造的金属层。
在第一和/或第二导电层的构造表面中的凹口的结果是无源元件由几个并联的电容器组成。因此，无源元件的电容值等于并联电容器的电容值的和。总的电容值可以通过去除一个或几个小的并联电容器来细调。
特别优选的是所述凹口具有不同的宽度。
更特别优选的是所述凹口具有互不相同的间距。
电容值能够被调整的精度依赖于导电层的设计。凹口使导电层具有指形设计。导电层中不同宽度的指越多，能够越精确地调整电容值。
因此优选的是第一导电层和第二导电层包括Cu、Al、掺Cu的Al、掺Mg的Al、掺Si的Al、掺Si和Cu的Al。
这些材料制成的导电层可以通过聚焦的激光束照射及其伴随的加热效应转变成局域非导电状态。当使用这些材料时导电层部分通过发生的加热效应而气化。
本发明还涉及细调无源元件的电容值的方法，所述无源元件包括至少第一和第二导电层以及一电介质层，其中至少一个导电层具有带凹口的构造表面，在带有位于绝缘材料衬底上的薄膜电路、具有保护层的模块中，至少一个接触孔穿过所述模块，一构造的金属层覆盖所述模块和所述接触孔，其中通过聚焦的激光束照射在至少一个导电层上获得加热效应，部分导电层被气化。
在制造了带有包含至少一个电容器的薄膜电路的模块之后，确定电容器的电容值。电容值是从至少一个导电层的构造表面中的凹口获得的小的并联电容器的和。然后通过聚焦激光束照射去除适当数目的并联电容器以获得适当的电容值。
下面参照两个附图和实施例详细解释本发明，其中
图1是概略表示带有包括一个电容器的薄膜电路的模块的结构的剖面图；
图2表示带有凹口的导电层。
在图1中，带有薄膜电路的模块具有衬底1，其由例如陶瓷材料、玻璃陶瓷材料、玻璃材料或带有玻璃或有机材料的平整化层的陶瓷材料构成。优选地，衬底1包括Al2O3、玻璃、带有玻璃平整化层的Al2O3、聚酰亚胺或聚苯并环丁烯。在衬底1上，形成具有带凹口的构造表面的第一导电层2。在构造的第一导电层2上是介质层3，它通常覆盖衬底1的整个表面和只在用于形成到下层的第一导电层2的通孔的地方间断。介质层3包括例如Si3N4、SiO2、SixOyNz(0≤x≤1,0≤y≤1,0≤z≤1)或Ta2O5。第二导电层4淀积在介质层3上并被构造。第一导电层2和第二导电层4可以包括例如Cu、Al、掺少量百分比Cu的Al、掺少量百分比Mg的Al、掺少量百分比Si的Al、掺少量百分比Si和Cu的Al。无机材料的保护层例如Si3N4、SiO2、SixOyNz(0≤x≤1,0≤y≤1,0≤z≤1)形成在衬底1的整个区域上。或者，可以使用有机材料，例如聚酰亚胺或聚苯并环丁烯。另外整个模块具有至少一个接触孔6。模块和接触孔6覆盖有构造的金属层，其本身包括至少一个基层7。优选地在基层7上形成覆盖层8。在这个情况下，基层7包括例如用于覆盖层8的电化学淀积的成核层的Cr/Cu。覆盖层8包括例如Cu/Ni/Au。
或者，在淀积后可以构造第一导电层2和第二导电层4或者只构造第二导电层4，使其具有凹口。
进一步地，在衬底1上提供阻挡层，该层包括例如Si3N4。也可以在衬底1上或在阻挡层上淀积或构造一电阻层。该构造的阻挡层可以包括例如NixCryAlz(0≤x≤1,0≤y≤1,0≤z≤1)、SixCryOz(0≤x≤1,0≤y≤1,0≤z≤1)、SixCryNz(0≤x≤1,0≤y≤1,0≤z≤1)、CuxNiy(0≤x≤1,0≤y≤1)、或TixWy(0≤x≤1,0≤y≤1)。
此外，电源接触可以固定到模块的相对的侧面。电源接触可以是电镀的Cr/Cu、Ni/Sn或Cr/Cu、Cu/Ni/Sn或Cr/Ni、Pb/Sn的SMD端接接触，突起端接接触，Cr/Cu、Cu/Ni/Au的堞形接触，包括Cr/Cu/Ni层和Sn或PbSn合金的球的球栅阵列，或Cr/Cu的台阶栅格阵列。
图2表示带凹口的导电层2。凹口的宽度和间距可以按需要选择。凹口使导电层2具有指形设计。导电层2中不同宽度的指越多，可以越精确地调谐电容值。还示出了激光器的切割线9。通过聚焦的激光束照射在这个位置从导电层2的主体部分切割出一个或几个指条。薄膜电路在这个区域没有金属层。
下面解释本发明的一个实施例，说明如何实现本发明。
实施例1：
含4％Cu的Al的第一导电层2淀积在带有玻璃平整化层的Al2O3的衬底1上并构造出凹口使其具有指形结构。结果第一导电层2具有不同宽度的五个指条。在下一个步骤，在衬底1的整个表面上淀积Si3N4的介质层3。含4％Cu的Al的第二导电层4淀积在介质层3上并构图。在整个薄膜电路上形成Si3N4的保护层5。然后刻蚀出穿过保护层5和介质层3的通孔以获得与第一导电层2的电接触。也通过激光器产生几个穿过整个模块的接触孔6。构造的包括Cr/Cu基层7和Cu/Ni/Au覆盖层8的金属层提供在模块周围和接触孔6中。此外，包括Cr/Cu/Ni层和其上的Sn球的球栅阵列固定在模块两侧，用作电源接触。
然后确定包括五个并联小电容的电容器的总电容值。在这五个电容或指条中，有一个占总电容值的70％的指条，两个各占10％的指条，和两个各占5％的指条。因此总电容值可以细调高达30％。这里最大的容差是±2.5％。通过从导电层2中切除有关数量的指条，可以细调电容器的电容值。导电层2的部分在这个工艺中通过氩激光器的聚焦照射沿激光切割线9而蒸发。
Claims (5)
1、一种带有位于绝缘材料的衬底(1)上的薄膜电路的模块，包括至少一个无源元件，它具有至少第一(2)和第二导电层(4)和一介质层(3)，其中至少一个导电层(2、4)具有带凹口的构造表面，
一保护层(5)，和
至少一个穿过模块的接触孔(6)，和
一个覆盖模块和接触孔(6)的构造的金属层。
2、根据权利要求1的带有薄膜电路的模块，特征在于所述凹口具有相互不同的宽度。
3、根据权利要求1的带有薄膜电路的模块，特征在于所述凹口具有相互不同的间距。
4、一种带有根据权利要求1的元件的薄膜电路，特征在于所述第一导电层(2)和第二导电层(4)包括Cu、Al、掺Cu的Al、掺Mg的Al、掺Si的Al或掺Si和Cu的Al。
5、一种细调无源元件的电容值的方法，所述无源元件包括至少第一(2)和第二(4)导电层以及介质层(3)，且其中至少一个导电层(2、4)具有带凹口的构造表面，
在一模块中提供有带一保护层(5)、位于绝缘材料的衬底(1)上的薄膜电路，和
提供至少一个穿过模块的接触孔(6)，和
提供一个覆盖模块和接触孔(6)的构造的金属层，
在所述方法中通过聚焦的激光照射在至少一个导电层(2、4)上获得加热效应，蒸发导电层(2、4)的一些部分。
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