CN1537331A - 电路组件及其制造方法 - Google Patents

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CN1537331A CNA038004941A CN03800494A CN1537331A CN 1537331 A CN1537331 A CN 1537331A CN A038004941 A CNA038004941 A CN A038004941A CN 03800494 A CN03800494 A CN 03800494A CN 1537331 A CN1537331 A CN 1537331A
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��ذ���
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Abstract

本发明在由陶瓷多层基板或树脂基板构成的基板(11)的第1主面(11a)上形成空腔(12)，将晶体振子(13)装入该空腔(12)内。在基板(11)的第2主面(11b)上形成的布线导体(20)上安装表面安装型片状元器件(14a～14c)，在基板(11)的第2主面(11b)上重叠环氧树脂半固化片(15a)进行热压，在基板(11)的第2主面(11b)上形成树脂层。利用上述构成，提供能够实现在平面方向上小型化、同时确保外部连接的可靠性及自由度的电路组件及其制造方法。

Description

电路组件及其制造方法
技术领域
本发明涉及装有安装元器件的基板组成的、整体构成规定的电子电路的电路组件及其制造方法，更详细涉及压电振荡器及晶体振荡器等电路组件及其制造方法。
背景技术
近年来，随着移动电话等电子装置的小型化，在印制电路板等安装基板上安装的不是一个安装元器件，而是由多个安装元器件集成的电路组件。
作为这样的电路组件，例如已知有日本专利特开2000-151283号所揭示的电路组件。该电路组件60是温度补偿型晶体振荡器，如图6的示意图所示，具有基板61、安装在基板61的上表面的晶体振子62、以及安装在基板61的下表面的IC芯片及电容器等安装元器件63。
在该电路组件60中，为了安装晶体振子62及安装元器件63，分别设置空腔部分64a及64b。空腔部分64a由基板61的上表面与基板61的上表面边缘设置的密封圈65所包围的空间构成。空腔64b由基板61的下表面与基板61的下表面边缘设置的基板侧壁61a所包围的空间构成。另外，对空腔部分64b利用树脂66造型。再有，在基板侧壁61a的表面形成外部连接用端子电极67，在基板侧壁61a的内部形成与端子电极67连接的连通导体68。
然而，为了使上述的电路组件60更进一步小型化，可考虑减小平面方向上电路组件60的面积。为此，必须减小平面方向上的空腔部分64b的面积，或者减小基板侧壁61a的宽度。
但是，对于减小平面方向上的空腔部分64b的面积是有限度的。这是因为，第1是由于难以使安装元器件63更加小型化，或者难以减少安装元器件63的个数。第2是来自安装技术的问题，是由于将安装元器件63安装在空腔部分64b中时，必须与基板侧壁61a隔开一定的间隔后将安装元器件63进行安装。
另外，若使基板侧壁61a的宽度过小，则恐怕有损基板侧壁61a的机械强度，恐怕与外部的连接不可靠。另外，也必须与基板侧壁61a的宽度一起减小端子电极67的面积，出现的问题是，对与端子电极67连接的安装基板上的布线图形产生限制。
本申请发明正是鉴于上述实际情况而提出的，目的在于提供能够在平面方向上实现小型化、同时确保外部连接的可靠性及自由度的电路组件及其制造方法。
发明内容
本申请发明有关的电路组件，其特征在于，包含具有第1主面及与所述第1主面相对的第2主面的基板、设置在所述基板的第1主面上的装入空腔内的第1安装元器件、设置在所述基板的第2主面上的第2安装元器件、在所述基板的第2主面上形成使所述第2安装元器件埋入其中的树脂层、设置在所述基板的第2主面上的布线导体、设置在所述树脂层的表面的外部连接用的端子电极、以及设置在所述树脂层的内部并将所述布线导体与所述端子电极连接的连通导体。
另外，在本发明有关的电路组件中，也可以所述第1安装元器件是压电振子，利用所述压电振子及所述第2安装元器件构成振荡电路。
另外，在本发明有关的电路组件中，也可以所述第1安装元器件是晶体振子，利用所述晶体振子及所述第2安装元器件构成振荡电路。
另外，在本发明有关的电路组件中，也可以所述第1安装元器件是晶体振子，利用所述晶体振子及所述第2安装元器件的一部分构成振荡电路，利用所述第2安装元器件的其它一部分构成温度补偿电路。
另外，在本发明有关的电路组件中，所述基板也可以用多层陶瓷层叠成的陶瓷多层基板构成。
本发明有关的电路组件的制造方法，其特征在于，包含准备具有形成空腔的第1主面及与所述第1主面相对的第2主面的基板的第1工序、将第1安装元器件装入所述空腔内的工序、在所述第2主面上设置第2安装元器件的第2工序、在所述基板的第2主面上形成使所述第2元器件埋入其中的树脂层的第3工序、以及在所述树脂层的表面设置外部连接用的端子电极的第4工序。
另外，在本发明有关的电路组件的制造方法中，最好所述第3工序包含制成含有热固性树脂的半固化片的工序、将所述半固化片重叠在所述第2主面上，使所述第2安装元器件介于其中的工序、以及将所述半固化片进行热压而在所述第2主面上形成将所述第2安装元器件埋入其中的树脂层的工序。
另外，在本发明有关的电路组件的制造方法中，最好所述第4工序包含将所述端子电极通过贯穿所述树脂层的连通导体与设置在所述基板的第2主面上的电极连接的工序。更具体来说，是在半固化片的一主面侧设置金属膜，在形成贯穿该半固化片及所述金属膜的通孔之后，对所述通孔填入形成所述连通导体的导电性树脂，然后将该半固化片从所述半固化片的另一主面侧在所述基板的第2主面上进行热压之后，将所述金属膜形成图形，通过这样形成与设置在所述第2主面上的电极连接的端子电极。
另外，在本发明有关的电路组件的制造方法中，最好所述第3工序包含在所述第2主面上覆盖未固化的热固性树脂并将所述第2安装元器件埋入所述热固性树脂中的工序、以及对所述热固性树脂进行加热后在所述第2主面上形成将所述第2安装元器件埋入其中的树脂层的工序。
另外，在本发明有关的电路组件的制造方法中，最好所述第4工序包含将所述端子电极通过贯穿所述树脂层的连通导体与设置在所述基板的第2主面上的电极连接的工序。更具体来说，是形成贯穿所述热固性树脂的通孔，使其深度具有到达设置在所述基板第2主面上的电极的程度，然后对所述通孔填入形成所述连通导体的导电性树脂，接着在所述热固性树脂表面形成金属膜，使其与从所述通孔露出的所述导电性树脂连接，再将所述金属膜形成图形，通过这样形成与设置在所述第2主面上的电极连接的端子电极。
附图说明
图1(a)所示为实施形态1中的温度补偿型晶体振荡器10(电路组件)的立体图，图1(b)为沿图1(a)中的A-A线的剖面图。
图2所示为实施形态1中的温度补偿型晶体振荡器10的电路构成一个例子的电路图。
图3(a)～(e)所示为实施形态1中的温度补偿型晶体振荡器10的制造方法工序剖面图。
图4所示为实施形态2中的温度补偿型晶体振荡器10a的剖面图。
图5(a)～(e)所示为实施形态2中的温度补偿型晶体振荡器10a的制造方法工序剖面图。
图6所示为以往的晶体振荡器的剖面图。
实施发明的最佳形态
以下所示为本申请发明的实施形态，更详细地说明其特征所在。
(实施形态1)
(电路组件的结构)
图1(a)所示为本发明有关的作为电路组件的温度补偿型晶体振荡器的立体图，图1(b)为沿图1(a)中的A-A线的剖面图。
如图1(a)及(b)所示，温度补偿型晶体振荡器10具有基板11、设置在基板11的第1主面11a上的装入空腔12内的晶体振子13、设置在基板11的第2主面11b上的表面安装型片状元器件14a～14c、以及在基板11的第2主面11b上形成的使片状元器件14a～14c埋入其中的树脂层15。
在基板11的内部，形成内部导体16及第1连通导体17。另外，在空腔12的底面形成与晶体振子13连接的焊盘电极18、以及保持晶体振子13的一端用的凸点19。另外，在基板11的第2主面11b上，形成与片状元器件14a～14c连接的布线导体20。另外，如图1(a)所示，在基板11的侧面形成侧面电极21。再有，虽然图中未表示，但侧面电极21与布线导体20连接。另外，在基板11的第1主面11a上配置密封件22，利用密封件22将空腔12封闭。即，利用基板11及密封件22构成所谓的封装。
基板11例如利用陶瓷多层基板或树脂基板构成。另外，在本实施形态中，基板11的侧壁部分与基板11的平板部分是一体化的，但也可以用不同的材料构成。
作为晶体振子13，可根据用途采用适当的振荡频率的振子。另外，在本发明中，是在空腔12内装入晶体振子13，但也可以装入其它的安装元器件。特别是压电元件等那种若埋入树脂层15就难以起作用的安装元器件，最好装入空腔12内。
作为焊盘电极18、布线导体20及侧面电极21，可以采用例如Ag、Cu、Au、Ag-Pt、Ag-Pd等金属。作为凸点19，可以采用例如Au凸点及焊锡凸点。作为密封件22，可以采用例如科瓦铁镍钴合金及42合金等金属材料。
在树脂层15的表面形成外部连接用端子电极23，在树脂层15的内部形成与端子电极23及布线导体20连接的第2连通导体24。另外，在树脂层15的表面没有形成端子电极23的部分，也可以用绝缘体形成的保护膜覆盖。
树脂层15例如用无机填料与热固体性树脂混合的材料形成。作为无机填料，可以采用例如Al2O3、SiO2、TiO2等。通过采用这些无机填料，以提高散热性，同时也容易控制树脂层15的流动性及充填性。另外，作为热固性树脂，可以采用例如环氧树脂、酚醛树脂、氰酸盐树脂等。作为端子电极23，可以采用例如Ag、Cu、Au、Ag-Pt、Ag-Pd等金属。作为第2连通导体24，可以采用例如将Au、Ag、Cu、Ni等金属粒子与环氧树脂、酚醛树脂、氰酸盐树脂等热固性树脂混合的导电性树脂组成物。
片状元器件14a～14c承担温度补偿型晶体振荡器10的电路的一部分。作为片状元器件可以采用例如晶体管、IC、LSI等有源元件及电容、电阻、热敏电阻等无源元件。另外，关于片状元器件14a～14c的端子电极，在图中省略不示。
在本实施形态中，在片状元器件14a～14c的某一个采用IC及LSI等集成电路元器件时，集成电路元器件将发挥控制功能，使得以3次曲线表示的晶体振子的温度频率特性不因周围温度而变化。
具体来说，集成电路元器件具有存储器单元、感知周围温度的热敏传感器单元、变容二极管、将根据温度补偿数据而变换加在变容二极管上的电压的DA变换手段、以及控制这些部分工作的微处理器单元等，在该存储器单元中存储为了使构成振荡电路的反相器元件、电容、电阻及晶体振子13的温度频率特性平坦所必需的温度补偿数据。
另外，集成电路元器件具有例如供给电源电压的Vcc端子、成为接地电位的GND端子、与晶体振子13连接的晶体连接端子、进行振荡输出的OUT端子、能够从外部调整频率的Vcont端子、以及写入温度补偿数据用的数据写入端子等。在这些端子中，Vcc端子、GND端子、OUT端子及Vcont端子通过在树脂层15的内部形成的第2连通导体24，与外部连接用端子电极23电气连接。另外，数据写入端子通过布线导体20，与在基板11的侧面形成的侧面电极21电气连接。
另外，作为安装集成电路元器件等有源元件的方法，例如举例有在布线导体20上形成金或焊锡的凸点并进行超声波焊接的方法等。另外，为了提高集成电路元器件相对于基板11的接合强度，也可以在集成电路元器件与基板11之间充填环氧树脂等底层填料树脂。
另外，在片状元器件14a～14c的某一个用电容器时，电容器起到去除寄生在电源电压上的高频噪声的作用，或者起到去除温度补偿型晶体振荡器10的输出信号所包含的噪声分量的作用。
另外，作为安装电容器等无源元件的方法，例如举例有利用导电性粘结剂进行粘结或焊接等方法。
(电路组件的电路构成)
图2所示为温度补偿型晶体振荡器10的电路构成一个例子的电路图。如图2所示，该电路由振荡电路30、补偿电压发生电路40及缓冲放大电路50构成。
振荡电路30利用晶体振子13、用电容器31a连接基板一发射极之间的晶体管32、电阻器33a～33e、电容器31b及31c等构成，是集电极接地的科耳皮兹型振荡电路。
在振荡电路30中，利用电阻器33a及电容器31c，将电源电压Vcc的直流分量加在晶体管32的集电极上，晶体管32的发射极通过电阻器33b接地，利用电阻器33c及33d将电源电压Vcc分压，加在晶体管32的基极上。
另外，在振荡电路30中，从接地端向晶体振子13的端子电极接入变容二极管34，通过电阻器33e，将补偿电压发生电路40的输出电压输入至晶体振子13。
补偿电压电路40是根据周围的温度变化，使加在晶体振子13上的输出电压的特性变化，通过这样来补偿晶体振子13的温度频率特性，使频率稳定，用电阻器、NTC热敏电阻(均未图示)等构成。
缓冲放大电路50利用电容器51、晶体管52及电阻器53a～53d等构成，在缓冲放大电路50中，电源电压Vcc通过电阻器53a加在晶体管52的集电极上，晶体管52的发射极通过电阻器53b及电容器51接地，利用电阻器53c及53d将电源电压Vcc分压，加在晶体管52的基极上。
在该电路中，用振荡电路30使晶体振子13振荡，用加在变容二极管34的电压来控制晶体振子13的负载电容量，通过这样能够控制振荡频率。振荡输出是从晶体管32的发射极取出，用缓冲放大电路50放大后，从晶体管52的集电极输出。另外，输出频率因温度而产生的变化，则利用补偿电压发生电路40进行补偿。
(电路组件的制造方法)
图1所示的温度补偿型晶体振荡器10例如按如下所述制成。首先，如图3(a)所示，准备在空腔12内装有晶体振子13的基板11，并在基板11的第2主面11b上形成的布线导体20上安装片状元器件14a～14c。
另外，如图3(b)所示，准备在一个主面上附着了铜箔23a的环氧树脂半固化片15a(固化前的树脂层15)。
然后，如图3(c)所示，在环氧树脂半固化片15a上形成直径150μm的通孔25，并利用丝网印刷向通孔25内部填入导电性树脂24a(固化前的第2连通导体24)。
然后，如图3(d)所示，将环氧树脂半固化片15a重叠在基板11的第2主面11b上，使片状元器件14a～14c介于其中，利用真空压机，以160℃及60分钟的条件加压，使环氧树脂半固化片15a热固化，形成树脂层15。
然后，如图3(e)所示，利用例如光刻法或刻蚀法除去铜箔23a的不需要部分，形成端子电极23。
(实施形态2)
图4所示为本发明有关的作为电路组件的温度补偿型晶体振荡器的剖面图。该温度补偿型晶体振荡器10a与图1所示的温度补偿型晶体振荡器10的不同之处仅仅是端子电极23的形状而已，而其它的构成相同。在温度补偿型晶体振荡器10a中，第2连通导体24没有贯穿端子电极23。
图4所示的温度补偿型晶体振荡器10a例如按如下所述形成。首先，如图5(a)所示，准备在空腔12内装有晶体振子13的基板11，并在基板11的第2主面11b上形成的布线导体20上安装片状元器件14a～14c。
然后，如图5(b)所示，用涂布器将环氧树脂材料15b涂覆在基板11的第2主面11b上。然后，在真空烘箱中以100℃加热10分钟左右，使环氧树脂材料15b进入并充满片状元器件14a～14c与基板的第2主面11b之间的空隙。另外，这时环氧树脂材料15b还处在半固化的状态。
然后，将涂覆过环氧树脂材料15b的基板11从真空烘箱中取出，如图5(c)所示，在环氧树脂材料15b中形成直径150μm、正好到达布线导体20的深度的通孔25，并利用丝网印刷，向通孔25内部填入导电性树脂24a(固化前的第2连通导体24)。
然后，在环氧树脂材料15b上重叠单面进行粗糙化处理的电解铜箔23a，利用真空压机，以160℃及60分钟的条件进行热压，使环氧树脂材料15b热固化。通过这样，如图5(d)所示，形成树脂层15，同时填入通孔25内部的导电性树脂24a固化，形成第2连通导体24。
然后，如图5(e)所示，利用例如光刻法或刻蚀法除去铜箔23a的不需要部分，形成端子电极23。
如上所述，在本发明的电路组件中，即使不设置基板侧壁，也能够将安装元器件安装在基板的一个主面上，同时使该同一主面侧具有外部连接功能。因而，首先由于不受因基板侧壁而引起的实现小型化的限制，因此能够力图使电路组件小型化。另外，由于与外部连接用的端子电极连接的第2连通导体形成在构造上稳定的树脂层的内部，因此外部连接的可靠性也高。再有，由于外部连接用的端子电极形成在面积大的树脂层表面，因此容易与安装基板的布线图形相一致。
另外，根据本发明的电路组件的制造方法，是通过在基板上直接压紧半固化片，或者在基板上直接涂覆树脂材料，因此能够容易制成电路组件。
工业上的实用性
以上所述，本申请发明的电路组件及其制造方法，作为装有安装元器件并构成规定的电子电路的电路组件是有用的，特别适合于具有压电振子或晶体振子的电路组件。

Claims (12)

1.一种电路组件，其特征在于，包含
具有第1主面及与所述第1主面相对的第2主面的基板、
设置在所述基板的第1主面上的装入空腔内的第1安装元器件、
设置在所述基板上的第2主面上的第2安装元器件、
在所述基板的第2主面上形成的使所述第2安装元器件埋入其中的树脂层、
设置在所述基板的第2主面上的布线导体、
设置在所述树脂层的表面的外部连接用的端子电极、
以及设置在所述树脂层的内部并将所述布线导体与所述端子电极连接的连通导体。
2.如权利要求1所述的电路组件，其特征在于，
所述第1安装元器件是压电振子，利用所述压电振子及所述第2安装元器件构成振荡电路。
3.如权利要求1所述的电路组件，其特征在于，
所述第1安装元器件是晶体振子，利用所述晶体振子及所述第2安装元器件构成振荡电路。
4.如权利要求1所述的电路组件，其特征在于，
所述第1安装元器件是晶体振子，利用所述晶体振子及所述第2安装元器件的一部分构成振荡电路，利用所述第2安装元器件的其它一部分构成温度补偿电路。
5.如权利要求1所述的电路组件，其特征在于，
所述基板用多层陶瓷层层叠而成的陶瓷多层基板构成。
6.一种电路组件的制造方法，其特征在于，包含
准备具有形成空腔的第1主面及与所述第1主面相对的第2主面的基板的第1工序、
将第1安装元器件装入所述空腔内的工序、
在所述第2主面上设置第2安装元器件的第2工序、
在所述基板的第2主面上形成使所述第2元器件埋入其中的树脂层的第3工序、
以及在所述树脂层的表面设置外部连接用的端子电极的第4工序。
7.如权利要求6所述的电路组件的制造方法，其特征在于，
所述第3工序包含
制成含有热固性树脂的半固化片的工序、
将所述固化片重叠在所述第2主面上，使所述第2安装元器件介于其中的工序、
以及将所述半固化片进行热压而在所述第2主面上形成将所述第2安装元器件埋入其中的树脂层的工序。
8.如权利要求7所述的电路组件的制造方法，其特征在于，
所述第4工序包含将所述端子电极通过贯穿所述树脂层的连通导体与设置在所述基板的第2主面上的电极连接的工序。
9.如权利要求8所述的电路组件的制造方法，其特征在于，
在半固化片的一主面侧设置金属膜，在形成贯穿该半固化片及所述金属膜的通孔之后，对所述通孔填入形成所述连通导体的导体的导电性树脂，然后将该半固化片从所述半固化片的另一主面侧在所述基板的第2主面上进行热压之后，将所述金属膜形成图形，通过这样形成与设置在所述第2主面上的电极连接的端子电极。
10.如权利要求6所述的电路组件的制造方法，其特征在于，
所述第3工序包含
在所述第2主面上涂覆未固化的热固性树脂并将所述第2安装元器件埋入所述热固性树脂中的工序、
以及对所述热固性树脂进行加热后在所述第2主面上形成将所述第2安装元器件埋入其中的树脂层的工序。
11.如权利要求11所述的电路组件的制造方法，其特征在于，
所述第4工序包含将所述端子电极通过贯穿所述树脂层的连通导体与设置在所述基板的第2主面上的电极连接的工序。
12.如权利要求11所述的电路组件的制造方法，其特征在于，
形成贯穿所述热固性树脂的通孔，使其深度具有到达设置在所述基板第2主面上的电极的程度，然后对所述通孔填入形成所述连通导体的导电性树脂，接着在所述热固性树脂表面形成金属膜，使其与从所述通孔露出的所述导电性树脂连接，再将所述金属膜形成图形，通过这样形成与设置在所述第2主面上的电极连接的端子电极。
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