改进的小型表面安装电容器及其制造方法 发明的背景
本发明一般涉及适于表面安装于较大电路板上的小型电子元件。更具体说，本发明涉及一种具有多种应用的表面安装电容器件。
根据工业的实际情况，表面安装元件的尺寸一般表示为数字“XXYY”，其中XX和YY分别是长度和宽度，一般为百分之一英寸。在电子器件小型化趋势的推动下，近些年来，人们付出了很多努力，以提供更小尺寸的表面安装元件。例如，目前市场上能够提供小到0402那么大的表面安装RF／微波电容器。
然而，不管已具有的小型化如何，仍需要器件更小。例如，希望提供高度小于目前市售产品的0402规格的电容器。此外，更小宽-长尺寸的RF／微波电容器也是很有用的。
发明的概述
本发明认识到了现有技术结构和方法的种种缺点。因此，本发明的目的是提供一种新颖的表面安装元件。
本发明的特定目的是提供非常小地表面安装电容器件。
本发明再一特定目的是提供具有改进端接结构的非常小的表面安装电容器件。
本发明还有一目的是提供制造表面安装电子元件的新技术。
借助于包括其上设置有基本为L形端子的器件主体的表面安装电容器件可以实现这些目的中的某些目的。器件主体包括例如釉面氧化铝等具有上下表面的绝缘衬底。第一电容极板形式的第一导电图形限定于衬底上表面上。介质层设置于导电图形的上部。有与所说第一电容极板配准的第二电容极板的第二导电图形设置于介质层上。盖层设置于第二电容极板上，并将其密封。
借助于端接例如电容器等多个表面安装元件的改进方法，可以达到本发明的其它目的。提供一种可以通过在垂直方向切割得到多个元件的晶片。利用任何合适的技术，例如合适的胶，将晶片安装于载体上。在将要安装端子的位置，在第一方向穿过晶片切出一系列平行沟槽。然后安装端子，而后，在垂直于第一方向的第二方向，穿过晶片制作一系列切口。然后从载体上取下各元器件。
由以下将详细讨论的所公开元件的各种组合和再组合及制造它们的方法，提供本发明的其它目的、特点和方案。
附图简介
对于所属领域的技术人员来说本发明的充分可能的公开，更具体地记载于包括参照附图的说明书其余部分中，这些公开中包括本发明最佳模式，各附图中：
图1是安装于印刷电路板上时本发明表面安装电容器件的透视图；
图2是图1所示表面安装电容器件的放大透视图；
图3是沿图2中的线3-3取的剖面图；
图4是与图3类似的现有技术电容器件的剖面图；
图5A至5D示意性地示出了根据本发明端接多个表面安装元器件的各步骤；及
图6是根据本发明用于端接多个表面安装元器件的孔板(shadow mask)的一部分的放大示图。
本说明书和附图中，重复使用各参考标记，用于表示本发明的相同或类似特征或构件。
优选实施例的详细介绍
所属领域的技术人员应理解，本公开只是对例示实施例的介绍，并不想限制本发明的更宽方案，本发明的更宽方案隐含于例示结构中。
与现有技术相比，本发明提供具有各种有益特征的表面安装元器件。例如，与过去提供的器件相比，薄膜电容器件可以制作得更小，高度也更小。此外，本发明器件的尺寸一致性很好。用于例示实施例的L形端接结构可以减少其它情况下会发生于表面安装工艺期间的短路。
现参见图1，该图示出了电容器10，在表面安装于印刷电路板12上时，该电容器可以显露出来。电容器10包括器件主体14，其上具有安装于其相对端上的端子16和18。这些端子在各自的安装焊盘例如焊盘20处固定于电路板12上。可以利用公知微带技术，在电路板12的上表面上限定例如线条22等导电条。如图所示，导电条从各安装焊盘伸出，提供与其它电路的电连接。
如图2所示，器件主体14一般是矩形，限定了较长的长度尺寸和较短的宽度尺寸。器件主体14较好是还具有小于其宽度的高度尺寸。可以看出，端子16和18不围绕器件主体14的横向侧边延伸。
结合图3更容易介绍电容器10的端子结构和各种其它方案。如图所示，端子16和18具有位于器件主体14端面上的各自的主台肩(land)24和26。安装时，如图所示，电容器10放置在于器件主体14“下”整体延伸的各安装(或“底部”)台肩28和30上。“上”台肩32和34是制造工艺期间焊料的爬行造成的，一般宽度不超过0．05mm。因此，上台肩一般可以忽略不计。
制造工艺期间，电容器10按与典型安装方向相反的取向制成。所以，器件主体14包括氧化铝等构成的刚性基层36等。在这些实施例中，可以邻接基层36设置釉层38，以形成基片基底。第一电极40邻接釉层38形成。第二电极42邻接中间介质层44与第一电极40相对形成。可以看出，第一电极40延伸到端子18，而第二电极42延伸到端子16。最好由氧化铝等刚性材料构成的“盖”层46，通过环氧层48或其它合适粘合剂设置于所得到的结构上。
除上述各层外，电容器10最好包括釉层38和电极40间的第一钝化层，以加强它们间的粘合。也可以在电极42和胶层48间设置第二钝化层。最好用氧氮化硅或氧化硅形成这些钝化层。在优选实施例中，电极40和42可以是铝，介质层44是氧化硅或氧氮化硅。
图4示出了用于现有技术的小型电容器制造中的结构。可以看出，电容器50包括电容器主体52，主体52上具有设置于每端上的U形端子54和56。电容器主体52包括玻璃基片58，其上设置有第一铝电极60。第二铝电极62设置于氧化硅或氧氮化硅构成的中间介质层64上。然后，可以在电极62上设置氧氮化硅钝化层(未示出)。最后，施加环氧层66，以固定玻璃盖68。
为了比较，以下的表Ⅰ示出了图3所示本发明例示0402电容器中和图4所示现有技术0603电容器中各层的厚度。
表Ⅰ 图3所示本发明 图4所示现有技术 基层36+釉层38：0．3mm 玻璃基片58：0．4mm 初级钝化层：0．3微米 没加 电极40：2．5微米 电极60：2．5微米 介质44：0．9-3．0微米 介质64：0．9-3．0微米 电极42：3．0微米 电极62：3．0微米 上钝化层：1．5微米 上钝化层：1．5微米 环氧层48：2．0-10．0微米 环氧层66：5．0-20．0微米 盖层46：0．1mm 玻璃盖：0．21mm
一般说，本发明的电容器件将是利用薄膜技术制造的较大晶片所制造的许多器件中的一个。例如，在制造晶片时，可利用光刻技术形成各电极。授予Ritchie等人的美国专利4453199中介绍了制造这种晶片的薄膜技术，这里引用该文献。
由于根据本发明制造的晶片的固有刚性，可以研磨完成的晶片，以得到希望的最终厚度。该研磨步骤最后形成的电容器，其高度小于过去制造的相同元件尺寸的其它电容器的高度。例如，许多现有技术0402规格的薄膜电容器的高度高达约0．55mm、根据本发明，可以制造同样规格但标称高度只有约0．40mm(一般为0．40±0．05mm)的电容器。可以制造0201规格但只有约0．16mm(一般为0．16±0．02mm)或更小的超小高度的电容器。
由于图4所示现有技术的电容器采用的U形端接结构的缘故，在载带和卷轴封装工艺中对高-宽取向有要求。除高-宽取向外，本发明的L形端子还要求上-下取向。因此，各电容器的“上”部包括取向标记，例如可以是通过在晶片的该面上印刷形成的标记。
本发明还提供一种在晶片的各电容器上安装端子的方法。参见图5A，首先将这样一个晶片70固定于可以是玻璃片的较大载体72上。晶片70最好是利用例如UV光固化的胶等临时性胶74粘附于载体72上。可以看出，晶片的取向使得例如标记76等“上部”取向标记在安装端子期间是倒置的。
然后，如图5B所示，在第一方向，穿过晶片70，利用常规技术，限定一系列平行切口。结果，在载体72上形成了例如条带80等一系列电容器阵列条。然后，可以例如利用喷砂法粗糙化阵列条间的沟槽78，以改进端子与主台肩区(即，沟槽壁)的粘附性，然后通过化学处理进行清洗。
现参见图5C，然后，在安装于载体72上的一系列阵列条上设置孔板。从图6中可以看出，孔板82包括宽度基本等于所得到的电容器“底部”上两端子台肩间的希望间隙的平行掩蔽部件84。
利用就位的孔板，在一个溅射周期中，安装端子的主(主要)和底部台肩部分，如86所示。溅射较好是在高真空机器中，由两层淀积物例如Cr和Cu完成，其中“底部”台肩的厚度通过直接溅射得到，主(主要)台肩厚度通过在沟槽中的散射得到。然后，在加焊料前，可以施加由NiB复合物得到的无电镀敷镍敷层，从而形成阻挡层。
安装了端子后，在垂直于第一方向的第二方向，切割阵列条，形成分立电容器10。参见图5D，然后，通过临时胶的分解或去胶合作用，从载体72上取下电容器10。一般说，可以利用以此方式作用于胶上的特殊溶剂完成该过程。然后，进行阻挡镀敷或镍和SnPb的其它焊接工艺。
为了比较，以下的表Ⅱ记载了图3所示本发明例示0402规格的电容器和图4所示现有技术0603规格的电容器的详细情况。
表Ⅱ层图3所示发明图4所示现有技术薄镀层Ⅰ没加铝0．01微米薄镀层Ⅱ铬0．1-0．4微米铬0．1微米成形层铜1．0-4．0微米铜1．0微米阻挡层Ⅰ镍-硼1．0-2．5微米镍-硼1．0微米阻挡层Ⅱ镍2．0-8．0微米没加焊料锡-铅3．0-12．0微米锡-铅10．0-50．0微米
应理解，上述工艺形成了以较小尺寸有效端接的表面安装元件。一般说，由于窄条带变脆，并容易破裂，所以难以利用各条带的溅射有效地端接较小尺寸。通过滴入银膏并在700℃左右烧结的端子，不能应用于铝-介质-铝薄膜结构。
与现有技术相比，本发明的方法一般还制造具有改善的尺寸容差的端子。具体说，相对于类似尺寸的现有技术结构，台肩宽度具有改进的一致性，同时令人满意地呈现较大台肩间隙。
例如，根据本发明按0402规格制造的电容器可以具有标称宽度约为0．20mm(一般为0．20±0．10mm)的“底部”台肩。该结构中，可以借助约为0．35mm或更大的标称间隙分隔的“底部”台肩，相邻“上部”台肩标称间隙至少约为0．85mm(一般为0．8-1．50mm)。相同尺寸的现有技术元件是不可同日而语的，其台肩宽度标称为约0．25mm，标称间隙宽约0．30mm。
与现有技术相比，根据本发明制造的例示电容器还有一个优点。具体说，如上所述高度的减小和薄盖层的极度均匀在电容器件安装于印刷电路板上时，形成了非常靠近印刷电路板的薄膜结构。于是，器件的自振动频率(SRF)特别一致。
所以，可以看出，本发明提供了适用作表面安装元件的新颖结构。尽管展示和介绍了本发明的优选实施例，但在不背离本发明的精神和范围的情况下，所属领域的技术人员可以做出各种改进和变化。例如，除具体讨论过的规格外，可以按各种元件规格例如1206、0805和0603等制造器件。另外，尽管具体讨论了电容器，但所介绍的端接技术也可应用于其它表面安装元件，例如电感器、电阻器、保险丝等。
应理解，不同实施例可以整体或部分互换。另外，所属领域的普通技术人员应理解，上述介绍只是举例说明，并不是对本发明的限制，对本发明的限定记载于所附权利要求书中。