專利名稱：電子元器件設(shè)備與封裝基板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子元器件設(shè)備，特別涉及在內(nèi)部具備有ESD保護(hù)元件的封裝基板上安裝了電子組件的電子元器件設(shè)備。另外，本發(fā)明涉及內(nèi)部具備有ESD保護(hù)元件的封裝基板。
背景技術(shù)：
對于IC設(shè)備、SAW設(shè)備等具有精密的結(jié)構(gòu)且高精度地功能運(yùn)行的電子元器件設(shè)備，存在著對ESD (Electro-Matic discharge 靜電放電)實(shí)施對策，即使有帶電的物體接觸或接近，也能防止電子元器件設(shè)備產(chǎn)生損傷或發(fā)生故障的重要課題。以往，例如，在IC設(shè)備中，IC元件自身就具有ESD保護(hù)功能。然而，在這種方法中，存在著難于在高密度地具有功能的IC元件中再加入ESD保護(hù)功能的問題，還存在著即使能夠加入也無法具有足夠強(qiáng)的ESD保護(hù)功能的問題。因此，在專利文獻(xiàn)1(特開平10-41458號公報(bào))所公開的IC設(shè)備中，如圖6所示，在基板101上對于IC元件102另外安裝ESD保護(hù)元器件103。具體來說，從基板101的內(nèi)部的信號線10 分流出分流線104b，分流線104b的另一端伸出到基板101的表面，在那里連接有ESD保護(hù)元器件103。在該IC設(shè)備中，例如，在端子105施加由靜電產(chǎn)生的過大的電壓的情況下，ESD保護(hù)元器件103對該靜電進(jìn)行放電，導(dǎo)出到接地側(cè)，因此IC元件102不會產(chǎn)生損傷也不會發(fā)
生故障?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 特開平10-41458號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的技術(shù)問題然而，在上述的專利文獻(xiàn)1所記載的方法中，在基板101的表面除了 IC元件102之外必須安裝ESD保護(hù)元器件103，必須使用表面積較大的基板101，因此存在著IC設(shè)備尺寸變大的問題。另外，因?yàn)槭褂昧似渌骷碋SD保護(hù)元器件103，存在著成本變高的問題。解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案本發(fā)明是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)具有的問題而完成的。因此，本發(fā)明的電子元器件設(shè)備中，安裝有電子組件的封裝基板在內(nèi)部具備ESD保護(hù)元件，該ESD保護(hù)元件至少由在封裝基板的內(nèi)部形成的空腔部和在空腔部中相對形成的一對放電電極構(gòu)成，在形成于封裝基板的內(nèi)部的信號線和形成于封裝基板的表面的接地電極之間插入所述ESD保護(hù)元件。此外，在本發(fā)明中，也可以在ESD保護(hù)元件的空腔部的底部還設(shè)有由混合材料組成的混合部，所述混合材料包含金屬材料和構(gòu)成封裝基板的絕緣材料，一對相對電極也可以形成在混合部上。如果是這種結(jié)構(gòu)的話，能使混合部的熱膨脹率位于放電電極的熱膨脹率和封裝基板的熱膨脹率之間，能用混合部緩解放電電極和封裝基板的熱膨脹率的差異，因此能抑制放電電極從分裝基板剝離以及特性隨著時(shí)間經(jīng)過而變化。另外，通過調(diào)整混合部所包含的金屬材料的種類和數(shù)量，能調(diào)整放電開始電壓。另外，在本發(fā)明中，也可以將與電子組件的接地電極不同的、形成在封裝基板的表面的ESD保護(hù)元件用的接地電極，構(gòu)成作為ESD保護(hù)元件專用接地電極。如果是這種結(jié)構(gòu)的話，靜電在ESD保護(hù)元件被放電且導(dǎo)出到接地側(cè)而能防止被釋放至電子組件，因此增強(qiáng)了保護(hù)電子組件免受ESD影響的效果。發(fā)明效果本發(fā)明的電子元器件設(shè)備中，安裝有電子組件的封裝基板在內(nèi)部具備ESD保護(hù)元件，因此無須像以往那樣，在基板的表面除了電子組件還要安裝ESD保護(hù)元器件，無須使用表面積大的基板，能使電子元器件設(shè)備本身小型化。另外，沒有另外使用ESD保護(hù)元器件，因此能減少成本。再有，沒有在IC元件等電子組件自身再加入ESD保護(hù)功能，因此能具備足夠強(qiáng)的ESD保護(hù)功能。


圖1是示出實(shí)施方式1涉及的電子元器件設(shè)備的剖視圖。圖2是示出實(shí)施方式1涉及的電子元器件設(shè)備的主要部分的主要部分剖視圖。圖3是示出實(shí)施方式2涉及的電子元器件設(shè)備的剖視圖。圖4是示出實(shí)施方式3涉及的電子元器件設(shè)備的剖視圖。圖5是示出實(shí)施方式4涉及的電子元器件設(shè)備的剖視圖。圖6是示出現(xiàn)有的電子元器件設(shè)備的主要部分的主要部分剖視圖。
具體實(shí)施例方式以下關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施方式使用附圖進(jìn)行說明。實(shí)施方式1圖1和圖2是示出本發(fā)明的實(shí)施方式1涉及的電子元器件設(shè)備。此外，圖1是該電子元器件設(shè)備的剖視圖，圖2是示出該電子元器件設(shè)備的ESD保護(hù)元件部分的主要部分剖視圖。圖中，1是封裝基板，在內(nèi)部形成有ESD保護(hù)元件2。封裝基板1具有絕緣性，在本實(shí)施方式中使用陶瓷。此外，封裝基板1的材料可以是任意材料，除了陶瓷之外，也可用樹脂。ESD保護(hù)元件2的結(jié)構(gòu)如圖2所示，在封裝基板1的內(nèi)部形成空腔部3，在空腔部3的底面形成由混合材料組成的混合部4，該混合材料包含構(gòu)成封裝基板1的絕緣材料如(在本實(shí)施方式中為陶瓷)和金屬材料4b，在混合部4上形成一對相對的放電電極fe、5b。金屬材料4b的種類可以是任意金屬，在本實(shí)施方式中使用銅。放電電極 、5b的材料也可以是任意材料，但在本實(shí)施方式中和金屬材料4b —樣也使用銅?；旌喜?由包含了絕緣材料如和金屬材料4b的材料組成，因此熱膨脹率位于放電電極fe、5b的熱膨脹率和封裝基板1的熱膨脹率之間，起到了緩解放電電極5ajb和封裝基板1的熱膨脹率的差異的作用。其結(jié)果是，進(jìn)行燒成來形成封裝基板1時(shí)，或者以回流焊將完成后的本發(fā)明的電子元器件設(shè)備安裝到電子器械的印刷電路基板時(shí)，或者在使用電子器械時(shí)，即使加熱，也能通過混合部4抑制放電電極5ajb從封裝基板1剝離。因而，也抑制了放電開始電壓等特性隨著時(shí)間經(jīng)過而變化。另外，對混合部4所包含的金屬材料4b的種類和數(shù)量進(jìn)行調(diào)整的話，能調(diào)整放電開始電壓。具體來說，材料的導(dǎo)電性越高，或數(shù)量越多，放電開始電壓就越低。另外，也可在ESD保護(hù)元件2的空腔部3填充氬、氖等稀有氣體。如果裝入這些稀有氣體的話，能降低放電開始電壓。此外，在本實(shí)施方式中，不在空腔部3填充稀有氣體。在本實(shí)施方式涉及的電子元器件設(shè)備中，在封裝基板1的內(nèi)部形成信號線6、ESD保護(hù)元件用接地線7、以及電子組件用接地線8。在封裝基板1的下側(cè)表面，形成輸入輸出電極9、以及電子組件和ESD保護(hù)元件2共用的共用接地電極10。而且，ESD保護(hù)元件2插入信號線6和共用接地電極10之間。此外，在封裝基板1形成的ESD保護(hù)元件2的個(gè)數(shù)是任意個(gè)數(shù)，根據(jù)需要形成1個(gè)或多個(gè)。在封裝基板1的上側(cè)表面形成接地焊盤11和布線焊盤12，在接地焊盤11上安裝作為電子組件的IC元件13，在布線焊盤12和IC13的電極之間由焊線14進(jìn)行連接。而且，在安裝有IC元件13的封裝基板1的上面，由密封樹脂15進(jìn)行密封。對于由這種結(jié)構(gòu)所組成的本實(shí)施方式涉及的電子元器件設(shè)備，即使有帶電的物體接觸或接近，即使在信號線6施加由靜電產(chǎn)生的過大的電壓，ESD保護(hù)元件2對該靜電進(jìn)行放電，導(dǎo)出到共用接地電極10側(cè)，因此IC元件13不會產(chǎn)生損傷也不會發(fā)生故障。此外，ESD保護(hù)元件2通常處于電開路的狀態(tài)，不允許電流過。接著，對本實(shí)施方式涉及的電子設(shè)備的制造方法的一個(gè)例子進(jìn)行說明。此外，在本發(fā)明中，在封裝基板1設(shè)有ESD保護(hù)元件2是主要特征，因此以封裝基板1的制造方法為中心進(jìn)行說明。將多個(gè)陶瓷生片進(jìn)行層疊并燒成來制造封裝基板1。首先，將規(guī)定的組成所構(gòu)成的絕緣性的陶瓷粉末與溶劑、粘合劑等混合形成粘合液，以刮片法將該粘合液形成為薄板狀來形成陶瓷生片。另外，將規(guī)定的顆粒直徑的銅粉與溶劑、粘合劑等混合形成電極糊料。另外，將用于陶瓷生片的陶瓷粉末和用于電極糊料的銅粉以規(guī)定的比例混合后，再與溶劑、粘合劑等混合形成由絕緣材料和金屬材料混合而成的混合糊料。接著，在陶瓷生片設(shè)置用于形成通孔的孔，該通孔成為信號線6、ESD保護(hù)元件用接地線7、以及電子組件用接地線8?？椎奈恢煤蛡€(gè)數(shù)因陶瓷生片而異。然后，在陶瓷生片的孔中填充電極糊料。接著，在形成ESD保護(hù)元件2的陶瓷生片上，以規(guī)定的形狀涂布用于形成混合部4的混合糊料，再在其上以規(guī)定的形狀涂布用于形成放電電極fe、5b的電極糊料，再在其上涂布用于形成空腔部3的進(jìn)行燒成就會消失的樹脂糊料。接著，將形成ESD保護(hù)元件2的陶瓷生片與其他陶瓷生片以規(guī)定的片數(shù)和規(guī)定的順序?qū)盈B并壓接，形成未燒成的陶瓷層疊體。接著，在陶瓷層疊體的上側(cè)表面和下側(cè)表面，以規(guī)定的形狀涂布用于形成輸入輸出電極9、共用接地電極10、接地焊盤11、以及布線焊盤12的導(dǎo)電糊料。此外，這些導(dǎo)電糊料也可以不在該階段進(jìn)行涂布，而是預(yù)先涂布在最上層或最下層層疊的陶瓷生片上。接著，以規(guī)定的斷面燒成陶瓷層疊體來制造封裝基板1。在封裝基板1的內(nèi)部形成具備了空腔部3、混合部4、以及放電電極5a、恥的ESD保護(hù)元件2。此外，上述記載中，雖然對制造1個(gè)封裝基板的情況進(jìn)行了說明，但也可以是由大型的陶瓷層疊體一次制造多個(gè)封裝基板，在這種情況下，在燒成前或燒成后，大型的陶瓷層疊體按每個(gè)封裝基板的大小進(jìn)行切割。最后，通過一般廣泛使用的方法，在封裝基板1上安裝IC元件13，應(yīng)用焊線14，在安裝有IC元件13的封裝基板1的上面形成密封樹脂15，完成了本實(shí)施方式涉及的電子元器件設(shè)備。實(shí)施方式2圖3示出了本發(fā)明的實(shí)施方式2涉及的電子元器件設(shè)備。此外，圖3是該電子元器件設(shè)備的剖面圖。在實(shí)施方式2涉及的電子設(shè)備中，將實(shí)施方式1中在封裝基板1的下側(cè)表面形成的共用接地電極10(參照圖1)分開，構(gòu)成為ESD保護(hù)用元件專用接地電極20和電子組件專用接地電極21，其他結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式1相同。 在實(shí)施方式2涉及的電子元器件設(shè)備中，靜電在ESD保護(hù)元件被放電且導(dǎo)出到接地側(cè)而能防止被釋放到電子組件(IC元件1 ，因此進(jìn)一步增強(qiáng)了保護(hù)電子組件免受ESD影響的效果。實(shí)施方式3圖4示出了本發(fā)明的實(shí)施方式3涉及的電子元器件設(shè)備。此外，圖4是該電子元器件設(shè)備的剖面圖。在實(shí)施方式3涉及的電子設(shè)備中，用焊錫凸塊將作為電子組件的IC元件23反扣安裝在封裝基板1的接地焊盤11和布線焊盤12，其他結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式1相同。實(shí)施方式4圖5示出了本發(fā)明的實(shí)施方式4涉及的電子元器件設(shè)備。此外，圖5是該電子元器件設(shè)備的剖面圖。在實(shí)施方式4涉及的電子設(shè)備中，在封裝基板1上安裝作為電子組件的SAW元件33，在封裝基板1的布線焊盤12和SAW元件33的焊盤電極33a之間由焊線M進(jìn)行連接。此外，圖中的形成在SAW元件33的表面的3 是IDT電極。另外，在實(shí)施方式4涉及的電子元器件設(shè)備中，不是用密封樹脂，而是用頂蓋25對安裝有SAW元件33的封裝基板1的上面進(jìn)行密封。根據(jù)本發(fā)明，即使是與IC設(shè)備同樣具有ESD問題的SAW設(shè)備，也能保護(hù)電子組件免受ESD的影響。附圖標(biāo)記說明1……封裝基板2……ESD保護(hù)元件3……空腔部4……混合部
4a……絕緣材料4b……金屬材料5a,5b......放電電極6……信號線9……輸入輸出電極10……共用接地電極13,23……IC元件(電子組件)15……密封樹脂20……ESD保護(hù)元件專用接地電極21……電子組件專用接地電極25......頂蓋33……SAff元件(電子組件)
權(quán)利要求
1.一種在封裝基板上安裝有電子組件而成的電子元器件設(shè)備，其特征在于， 所述封裝基板在內(nèi)部具備ESD保護(hù)元件，所述ESD保護(hù)元件至少由在所述封裝基板的內(nèi)部形成的空腔部和在所述空腔部中相對形成的一對放電電極構(gòu)成，在形成于所述封裝基板的內(nèi)部的信號線和形成于所述封裝基板的表面的接地電極之間插入所述ESD保護(hù)元件。
2.如權(quán)利要求1所述的電子元器件設(shè)備，其特征在于，所述ESD保護(hù)元件在所述空腔部的底部具備由混合材料組成的混合部，所述混合材料包含金屬材料和構(gòu)成所述封裝基板的絕緣材料，所述一對放電電極形成在所述混合部上。
3.如權(quán)利要求1或2所述的電子元器件設(shè)備，其特征在于，所述接地電極是與所述電子組件的接地電極共用的共用接地電極。
4.如權(quán)利要求1或2所述的電子元器件設(shè)備，其特征在于，所述接地電極是與所述電子組件的接地電極分開的ESD保護(hù)元件專用接地電極。
5.如權(quán)利要求1 4中任意一項(xiàng)所述的電子元器件設(shè)備，其特征在于， 所述電子組件是IC元件或SAW元件。
6.如權(quán)利要求1 5中任意一項(xiàng)所述的電子元器件設(shè)備，其特征在于，利用密封樹脂或頂蓋對安裝有所述電子組件的所述封裝基板的上面進(jìn)行密封。
7.一種用于安裝電子組件的封裝基板，其特征在于， 所述封裝基板在內(nèi)部具備ESD保護(hù)元件，所述ESD保護(hù)元件至少由在所述封裝基板的內(nèi)部形成的空腔部和在所述空腔部中相對形成的一對放電電極構(gòu)成，在形成于所述封裝基板的內(nèi)部的信號線和形成于所述封裝基板的表面的接地電極之間插入所述ESD保護(hù)元件。
8.如權(quán)利要求7所述的封裝基板，其特征在于，所述ESD保護(hù)元件在所述空腔部的底部具備由混合材料組成的混合部，所述混合材料包含金屬材料和構(gòu)成所述封裝基板的絕緣材料，所述一對放電電極形成在所述混合部上。
9.如權(quán)利要求7或8所述的封裝基板，其特征在于，所述接地電極是與所述電子組件的接地電極共用的共用接地電極。
10.如權(quán)利要求7或8所述的封裝基板，其特征在于，所述接地電極是與所述電子組件的接地電極分開的ESD保護(hù)元件專用接地電極。
全文摘要
本發(fā)明公開的電子元器件設(shè)備通過在封裝基板上安裝ESD保護(hù)元件，防止了電子元器件設(shè)備的大型化。在封裝基板的內(nèi)部設(shè)有由空腔部和一對放電電極構(gòu)成的ESD保護(hù)元件。在空腔部的底部也可以形成由混合材料組成的混合部，該混合材料包含金屬材料和絕緣材料。
文檔編號H01L23/60GK102598260SQ201080049729
公開日2012年7月18日 申請日期2010年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月2日
發(fā)明者降谷孝治 申請人:株式會社村田制作所