陶瓷芯片组件及其制造方法

专利名称：陶瓷芯片组件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种陶瓷芯片组件，更具体地讲，涉及一种厚度薄并具有改进的机械
强度的陶瓷芯片组件，该陶瓷芯片组件包括厚度均匀的绝缘保护层。另外，本发明涉及这样 一种陶瓷芯片组件，该陶瓷芯片组件的内部陶瓷芯片被保护而不受外部负载、震动和摩擦 的影响，并且几乎不受外部环境的影响。此外，本发明涉及这样一种陶瓷芯片组件，由于该
陶瓷芯片组件的材料成本低并且可以以巻带方式(reel taping manner)进行连续作业，所 以该陶瓷芯片组件具有高产率和高的经济效益。
背景技术：
作为将具有半导体(如热敏电阻、磁物质和压电体)的电学性能的陶瓷芯片安装 到印刷电路板(PCB)上的方法，有这样一种方法，S卩，在通过将金属引线或引线框架焊接到 陶瓷芯片上来制备陶瓷芯片组件之后，通过将引线和引线框架焊接到印刷电路板的导电图 案上将陶瓷芯片和印刷电路板电连接和机械连接。在这种方法中，由于具有半导体的电学 性能的陶瓷芯片的机械强度太弱，以致于陶瓷芯片在受到外部负载、震动和摩擦的情况下 会破碎，并且它们的电学性能会易于被外部环境变化(如湿度)劣化，所以在将引线焊接到 陶瓷芯片上之后，在陶瓷芯片以及陶瓷芯片与引线之间的连接区域上涂覆绝缘物质。
陶瓷芯片组件必须容易电连接和机械连接到PCB，并且满足各种可靠的性能。另 外，陶瓷芯片组件必须以巻带方式制造，节约成本，并且被自动安装到PCB上。此外，随着近 来电子和通信技术的发展，这些陶瓷芯片组件必须质量轻、轮廓薄，并具有抵抗外部环境的 高可靠性。 图l是示出现有技术的陶瓷芯片组件的视图，在该陶瓷芯片组件中，圆柱形金属 引线和陶瓷芯片部件(components)通过焊接的方法相互结合。 参照图l，外电极12和14形成在陶瓷裸芯片10的一个表面和另一表面上。引线
20和22的端部通过焊料被固定在外电极12和14上。陶瓷裸芯片10和引线20、22的端部
被绝缘保护层40 (如环氧树脂)包围，该绝缘保护层40通过涂覆法或浸渍法形成。 通常，陶瓷裸芯片10具有薄的厚度，并且仅包括外电极12和14，不包括内电极。
这些外电极12和14通常形成在陶瓷裸芯片10的具有相对宽阔的区域的一个表面和另一
表面上。因此，不具有任何内电极的陶瓷裸芯片io不会具有各种电学性能。 金属引线20和22具有圆柱形的形状，这样能够节约成本并且易于自动化。通常，
金属引线的直径范围为大约0. 15mm到大约0. 5mm。 然而，现有技术中具有下面的局限性。 首先，由于引线20和22形成在陶瓷裸芯片10的一个表面和另一表面上，所以为 保护陶瓷裸芯片10的全部和引线20、22的一部分而形成的绝缘保护层40(如环氧树脂) 增大了陶瓷芯片组件l的厚度。 另夕卜，由于引线20和22设置在陶瓷裸芯片10的一个表面和另一表面上，所以施 加在陶瓷裸芯片10的两个表面上的外部负载、震动和摩擦聚集在凸出的引线20和22上。因此，在引线20和22下面的陶瓷裸芯片10会破碎。 此外，由于陶瓷裸芯片IO可通常仅由半导体材料形成，所以陶瓷裸芯片IO抵抗外 部震动或摩擦的机械强度弱。 由于陶瓷裸芯片10的尺寸通常大于引线20和22的外径，所以难以保护陶瓷裸芯 片10不受外部负载、震动和摩擦的影响。另外，这不适合质量轻且轮廓薄的陶瓷裸芯片。
例如，将具有热敏电阻的性质的陶瓷芯片组件插在CPU的下面，以测量计算机的 CPU的温度。在这种情况下，陶瓷芯片组件必须薄、机械方面强度大并节约成本。另外，陶瓷 芯片组件的表面必须是平坦的。然而，现有技术的陶瓷芯片组件的结构难以满足这些特点。
另一方面，在现有技术的陶瓷芯片组件的结构中，可使用片形的引线框架代替圆 柱形的引线20和22来减小陶瓷芯片组件的厚度，在片形的引线框架中，通过蚀刻或压制形 成厚度为大约0. 15mm的薄金属膜。可使用长度、厚度和宽度分别为大约lmm、大约0. 35mm、 大约0. 5mm的陶瓷裸芯片10或包括外电极的陶瓷芯片。可以使用包括热熔粘合剂的一对 绝缘膜作为绝缘保护层40，以通过热和压力来密封陶瓷裸芯片10。 然而，根据改进的结构，引线框架的价格比圆柱形金属引线的价格昂贵，并且难 以以巻带的方式进行连续生产。此外，引线框架的横截面通常为厚度相对薄(例如，大约 0. 15mm)、宽度相对宽(例如，大约O. 5mm)的矩形形状。插入在引线框架之间的陶瓷裸芯片 或陶瓷芯片的厚度厚于引线框架的厚度，从而引线框架的凸出部分会易于被外部负载、震 动或摩擦折断或毁坏。即，由于引线框架具有相对薄的厚度，所以在物理保护陶瓷裸芯片或 陶瓷芯片不受水平或垂直震动或摩擦的影响方面，该引线框架具有局限性。另一方面，即使 引线框架的厚度部分在宽度方向上是竖直的，以与陶瓷裸芯片IO或陶瓷芯片接触，也难以 保护陶瓷芯片不受沿陶瓷芯片组件的垂直方向施加的外部负载、震动或摩擦的影响。
另外，引线框架具有矩形形状，并且具有矩形结构的陶瓷芯片的外电极在焊接的 部分相互接触，而焊接的部分以直线的形式形成。因此，焊接的部分占据的区域太小使得焊 接强度弱。 此外，由于引线框架的结构具有矩形形状，所以焊接时难以有效地将引线框架插
入到PCB的圆孔中。由于薄板引线框架具有由于其弹性而恢复直到完全弯曲的趋势，所以
难以将引线框架固定在某点。另外，引线框架在薄厚度方向会容易被切断。 此外，由于热熔粘合剂被热熔化，所以粘合剂强度在高温下会显著降低，从而难以
保护陶瓷芯片。 而且，应用到引线框架的陶瓷芯片是陶瓷裸芯片，该陶瓷裸芯片具有厚度薄的单 层并且不包括形成在其中的内电极，从而难以提供一种具有各种性能的陶瓷芯片组件。

发明内容
本发明的目的是提供一种具有薄厚度的陶瓷芯片组件。 本发明的另一目的是提供一种被保护而不受外部负载、震动和摩擦影响的陶瓷芯 片组件。 本发明的又一目的是提供一种在引线和陶瓷芯片之间具有强的电学粘合强度和 机械粘合强度的陶瓷芯片组件。 本发明的另一目的是提供一种可以以巻带的方式经济并自动生产的陶瓷芯片组件。 本发明的另一 目的是提供一种包括具有均匀厚度的绝缘保护层的陶瓷芯片组件。
本发明的另一目的是提供一种可以可靠地保护内部陶瓷芯片不受外部环境影响 的陶瓷芯片组件。 本发明的另一目的是提供一种能够可以在高温下使用的陶瓷芯片组件。
本发明的另一目的是提供一种上下结构相同的陶瓷芯片组件，以提高生产率。
本发明的另一目的是提供一种可通过陶瓷芯片的内电极实现各种电学性能的陶 瓷芯片组件。 本发明的另一目的是提供一种陶瓷芯片组件，在该陶瓷芯片组件中，引线被轻松 地插入到PCB中以进行焊接，该陶瓷芯片组件很少会在弹性的作用下恢复，从而容易被固 定的特定的部分，并且不会在多次受力的情况下断裂。 根据本发明的方面，提供了一种陶瓷芯片组件，所述陶瓷芯片组件包括陶瓷基
体，具有半导体的电学性能；一对外电极，分别相对地形成在陶瓷基体的两个侧表面上；一
对圆柱形金属引线，所述圆柱形金属引线的一端通过导电粘合剂分别电连接并机械连接到
外电极，所述圆柱形金属引线的直径等于或大于陶瓷基体的厚度；绝缘保护材料，通过绝缘
粘合剂彼此附着，以密封陶瓷基体、外电极、导电粘合剂和金属引线，同时将金属引线的另
一端暴露到外部，其中，绝缘保护材料包括一对绝缘膜和绝缘涂层中的一个。 陶瓷基体的厚度的范围可为大约0. 2mm至大约0. 6mm，陶瓷基体的长度可大于陶
瓷基底的厚度或宽度，引线可沿陶瓷基体的纵向方向延伸以连接到外电极。 陶瓷基体可包括形成在其中并电连接到外电极的内电极。 陶瓷基体可以是热敏电阻、磁物质和压电体中的一个。 引线的横截面的中心可位于从陶瓷基体的厚度的中心延伸出的线上，从而陶瓷芯 片的上部和下部具有相同的形状。 陶瓷基体可形成在绝缘氧化铝基底上并具有薄的厚度。
绝缘粘合剂可以是热熔粘合剂和热固性粘合剂之一 。 可通过利用焊膏的焊接、利用导电聚合物粘合剂的粘附以及点焊中的一种来实现 导电粘合剂的粘附。 绝缘膜可为聚对苯二甲酸乙二酯膜(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯膜(PEN)、聚酰亚
胺膜(PI)和聚四氟乙烯膜(PTFE)之一，并具有大约0. Olmm至大约0. 08mm的厚度。 绝缘膜可以是热塑性聚合物树脂或玻璃中的一种。弓|线的一端可以比陶瓷基底更凸出。 为了绝缘，除了连接到外电极的部分之外，弓|线被涂覆。 可通过载带经由巻带提供陶瓷芯片组件。 根据本发明的另一方面，提供了一种陶瓷芯片组件，所述陶瓷芯片组件包括陶瓷 基体，具有半导体的电学性能；一对外电极，分别相对地形成在陶瓷基体的两个侧表面上； 一对圆柱形金属引线，所述圆柱形金属引线的一端通过导电粘合剂分别电连接并机械连接 到外电极，所述圆柱形金属引线的直径等于或大于陶瓷基体的厚度；绝缘涂层，密封陶瓷基 体、外电极、导电粘合剂和金属引线，同时将金属引线的另一端暴露到外部；一对绝缘膜，通 过经绝缘粘合剂彼此附着而覆盖绝缘涂层。
根据本发明的另一方面，提供了一种制造陶瓷芯片组件的方法，所述方法包括连续提供陶瓷基体，所述陶瓷基体具有形成在其两个侧表面上的外电极并具有半导体的电学性能；通过利用载带将连续成巻的圆柱形金属引线形成为弯曲的形式来保持圆柱形金属引线与外电极接触；利用导电粘合剂将金属引线粘附到陶瓷基体的外电极；在利用导电粘合剂将外电极电连接并机械连接到金属引线之后，通过切除金属引线的弯曲部分将金属引线机械分离并电分离；利用涂覆有绝缘粘合剂的一对绝缘膜通过热和压力来密封陶瓷基体、外电极、导电粘合剂和金属引线，将金属引线的另一端暴露到外部。 所述方法还包括通过将测量仪连接到引线没有被绝缘膜密封的两端来自动并连续进行分选。 根据本发明的另一方面，提供了一种制造陶瓷芯片组件的方法，所述方法包括连续提供陶瓷基体，所述陶瓷基体具有形成在其两个侧表面上的外电极并具有半导体的电学性能；通过利用载带将连续成巻的圆柱形金属引线形成为弯曲的形式来保持圆柱形金属引线与外电极接触；利用导电粘合剂将金属引线粘附到陶瓷基体的外电极；在利用导电粘合剂将外电极电连接并机械连接到金属引线之后，通过切除金属引线的弯曲部分将金属引线机械分离并电分离；通过浸渍到液化的绝缘涂覆粘合剂中来密封陶瓷基体、外电极、导电粘合剂和金属引线，将金属引线的另一端暴露到外部；通过使绝缘涂覆粘合剂硬化来形成固化的绝缘涂层。 所述方法还包括通过将测量仪连接到引线没有被绝缘膜密封的两端来自动并连续进行分选。


通过参照附图来详细描述本发明的优选实施例，本发明的以上目的和其它优点将会变得更清楚，其中 图l是示出了现有技术的陶瓷芯片组件的视图，在该陶瓷芯片组件中，圆柱形金属引线和陶瓷芯片部件通过焊接的方法相互结合； 图2是示出根据实施例的应用于陶瓷芯片组件的示例性陶瓷芯片的视 图3是示出根据实施例的陶瓷芯片组件的视 图4是沿图3的线4-4截取的剖视 图5是图3的平面图； 图6是示出根据另一实施例的陶瓷芯片组件的视图。
具体实施例方式
现在，将参照附图详细描述本发明的优选实施例。 图2是示出了根据实施例的应用于陶瓷芯片组件的示例性陶瓷芯片100的视图。 参照图2，陶瓷芯片100包括陶瓷基体110和外电极120、130。 陶瓷基体110具有六面体的形状和电学性能。外电极120和130相对地形成在陶
瓷基体110的两个侧表面上。 根据实施例，陶瓷芯片100的长度、厚度和宽度可分别为大约lmm、大约0. 30mm和大约O. 5mm，但不限于此。
如果陶瓷芯片100的尺寸太小，则当制造陶瓷芯片组件时巻带的自动化会遇到困难。 外电极120和130可沿较小的宽度方向(SP， X轴方向)形成在陶瓷基体110的两端。 内电极可形成在陶瓷基体中。内电极的两端可电连接在外电极120和130之间。
陶瓷芯片100的一个表面和另一表面是平坦的，陶瓷芯片100是可由真空拾取器(vacuum pickup)表面安装的表面贴装器件(SMD)陶瓷芯片。 因此，六面体的陶瓷芯片100的重量轻、轮廓薄，以有利于自动化操作、自动分选机的分选并节约成本。另外，陶瓷芯片IOO包括内电极，以实现更多种的电学性能。S卩，半导体陶瓷基体IIO可通过内电极而具有精确的电学性能。另外，可容易地控制电容。
陶瓷芯片100可包括形成在绝缘氧化铝基底上的半导体陶瓷基体110。在这种情况下，氧化铝基底的厚度的范围可为大约0. 2mm至大约0. 4mm。半导体陶瓷基体110的厚度的范围可为大约0. 02mm至大约0. lmm。因此，可通过氧化铝基底来提高陶瓷芯片100抵抗外部负载、震动和摩擦的机械强度。 图3是示出了根据实施例的陶瓷芯片组件的视图。图4是沿图3的线4-4截取的剖视图。图5是图3的平面图。 参照图3，具有圆柱形形状的金属引线200和210通过导电粘合剂(例如，焊料
230)机械连接并电连接到陶瓷基底110的外电极120和130的外侧表面上。另外，利用一
对绝缘膜300和310通过热和压力来密封陶瓷基体110、外电极120和130以及引线200和
210的一部分。该对绝缘膜300和310通过绝缘粘合剂320相互粘附。 引线200和210的横截面的中心可位于从陶瓷基体110的厚度的中心延伸出的线
上。在这种情况下，陶瓷芯片组件500的上部和下部的形状彼此相同，从而提高了生产率并
保护陶瓷芯片100不受向上和向下施加的外部负载、震动和摩擦的影响。 该对绝缘膜300和310的材料和厚度可彼此相同，金属引线200和210的材料和
厚度也彼此相同。 具有圆柱形形状的金属引线200和210的直径可等于或大于陶瓷基体110的厚度。 陶瓷基体110的长度可大于陶瓷基体110的宽度或厚度。 通过形成在绝缘膜300和310之间的绝缘粘合剂320，可保护陶瓷芯片100不受外部环境(如湿度)的变化的影响。
陶瓷芯片100 陶瓷芯片IOO包括陶瓷基体110和外电极120、130，外电极120和130机械连接并电连接到陶瓷基体110的两个侧表面上。如上所述，外电极120和130沿陶瓷基体110的宽度方向相对地形成在陶瓷基体110的两端。 陶瓷基体110可为具有电学性能的烧结的陶瓷。陶瓷基体110可为具有热敏电阻、磁物质或压电体的性能的半导体陶瓷。陶瓷基体110可为多层半导体陶瓷，在多层半导体陶瓷中，热敏电阻、磁物质或压电体之一形成在绝缘陶瓷基底上。 陶瓷基体IIO可为六面体，其一个表面和另一表面相互平行，并且可被表面安装。例如，陶瓷基体110的宽度的范围可为从大约0. 25mm到大约0. 8mm，陶瓷基体110的厚度的
8范围可为从大约0. 20mm到大约0. 6mm，陶瓷基体110的长度的范围可为从大约0. 5mm到大约1. 6mm。 引线200和210的横截面的中心可位于从陶瓷基体110的厚度的中心延伸出的线上，使得陶瓷芯片组件500的上部和下部彼此相同。 外电极120和130形成在陶瓷基体110的宽度方向(图2的X方向)的两端上，并通过导电粘合的工具230将引线200和210紧紧地附着在外电极120和130上。在这种情况下，由于引线200和210沿陶瓷基体110的纵向方向(图2的Y方向)延伸，所以可以增大引线200、210和陶瓷基体110之间的接触面积。这里，陶瓷芯片组件500可具有较窄的宽度和较小的厚度，从而具有更多的性能。 陶瓷基体110可具有单层型或多层型，或者可为形成在绝缘陶瓷基底(如氧化铝基底)上的半导体陶瓷，以提高机械强度。 陶瓷基体IIO可包括内电极。如果陶瓷基体110包括内电极，则内电极电连接到外电极120和130。如果陶瓷基体110包括内电极(在图中未示出)，则可容易地提供精确的电学特性，并且还可以容易地控制电容。 外电极120和130，即，引线200和210通过焊料被固定到的部分，用作到外部的电通路。例如，可通过将陶瓷基体110的两个侧表面浸渍在金属糊中，然后用Ni和Sn进行电镀，来形成外电极120和130。
圆杵形金属引线200和210 圆柱形金属引线200和210用作通过外电极120和130以及焊料230将陶瓷基体110的电学特性传递给需要的部分。 考虑到机械强度和导电性，金属引线200和210可由Cu或其合金、Fe或其合金、Ni或其合金中的一种形成。当使用具有绝缘保护层的绝缘线作为引线200和210时，在使用之前热去除并机械去除焊接的部分和焊接在PCB上的部分的绝缘线。在这种情况下，绝缘线可为绝缘漆包线。 为了与外电极120和130具有良好的粘结强度以及为了如巻带的自动化操作，可以使用圆柱形引线作为引线200和210。此外，如果使用圆柱形金属线，则在连续制造工艺的过程中不会出现引线200和210的变形。因此，提高了作业效率，并且可轻松地将引线200和210插入并焊接到PCB的孔中。 然而，如果需要，圆柱形金属引线的一部分的横截面的形状可用其它形状替代。例如，圆柱形金属引线存在于绝缘膜中的除了接触外电极120和130的部分之外的部分在向上和向下两个相反的方向上被压制，从而金属引线200和210可具有平坦的矩形横截面形状。因此，本发明包括具有圆形横截面的连续使用的金属引线200和210的所有情况。
参照图4，如果金属引线200和210的横截面是圆形，则围绕在引线200和210与外电极120和130之间的接触部分形成具有大体积的空间。该空间填充有导电粘合工具(例如，焊料230)，从而提高了粘合强度，即，提高了引线200和210与外电极120和130之间的焊接强度。 如图4所描述，通过利用直径等于或大于陶瓷基体110的厚度的圆柱形金属引线200和210，如果施加来自外部的垂直压力或震动，则压力和震动被分散到引线200和210，从而保护具有低机械强度的陶瓷基体110不受外部负载、震动和摩擦的影响。
另外，可保护陶瓷基体110不受水平施加的压力或震动的影响。 平滑绝缘膜300和310可形成在陶瓷基体110以及引线200和210上。这使得陶
瓷芯片组件500易于被插入到结构之间的狭窄缝隙中。 如上所述，由于沿陶瓷基体110的纵向方向焊接外电极120U30和引线200、210，所以它们之间的接触面积增大，从而提高了焊接的可靠性和强度。 与以矩形横截面形状压制或蚀刻的引线框架相比，圆柱形金属引线200和210更节约成本并且更易于自动化，从而提供了经济的陶瓷芯片组件500。 圆柱形金属引线200和210可容易地被插入并焊接到圆形孔(例如，PCB的通孔)中。由于圆柱形金属引线200和210具有均匀的厚度，所以圆柱形金属引线200和210在被完全弯曲之前很少会在弹性的作用下恢复，因此可易于被固定在某个部分，并且不容易在多次受力的情况下断裂。 在制造陶瓷芯片组件500的过程中，当圆柱形金属引线200和210与载带(carrier tape) —起连续巻起时，如图5所述，通过利用载带的连续成型工艺，引线200和210被物理地形成为与陶瓷芯片100的外电极120和130接触。然后，在引线200和210及外电极120和130与焊料230 —起被注入到熔融的焊料容器中之后，引线200和210的形成的部分250的两端利用压力被自动切除。因此，如图5所述，引线200和210的切除的端部可比陶瓷基体110更凸出。根据上述构造，当利用在陶瓷芯片组件500的头部的引线200和210的凸出部分将陶瓷芯片组件500插入到狭窄的缝隙中时，引线200和210的凸出部分可保护陶瓷芯片100。 可通过引线的形成的部分250的压力来实现焊接之前的引线200、210和外电极120、130之间的机械结合。因此，引线200和210由连续提供的一种类型的引线形成。弓|线200和210的厚度和材料是均匀的。 尽管未示出，提供载带来连续制造陶瓷芯片组件500。具体地讲，当引线200和210的两个形成的端部被切断时需要载带。载带可由纸或合成树脂膜形成。
金属引线200和210的直径的范围可为大约0. 2mm至大约0. 6mm。
导电粘合工具230 导电粘合工具230用来将引线200、210与陶瓷基体110的外电极120U30电连接并机械连接。 当在低温(例如，在低于大约20(TC的温度下)的情况下使用陶瓷芯片组件500时，导电粘合工具230通常可节约成本并为方便的焊料。 如果包括插入在引线200和210之间的陶瓷芯片100的引线200和210被连续地
放入熔有焊料的容器中，则外电极120U30和引线200、210通过焊料230被自动焊接。 当在高于大约20(TC的高温下使用陶瓷芯片组件500时，热固性导电高温环氧树
脂粘合剂或点焊可应用于导电粘合工具230。在这种情况下，即使在高温下，导电粘合工具
230也可以提供可靠的电学性能和机械粘合性能。 可通过公知的粘合技术和材料来实现导电粘合工具230 。 绝缘膜300和310 绝缘膜300和310具有一对绝缘膜带，该对绝缘膜带通过热和压力彼此附着。绝缘膜带的一个表面涂覆有绝缘粘合剂320 (如热熔粘合剂和热固性粘合剂)。当使用热熔粘合剂时，热熔粘合剂可被热再次熔化。因此，当在高温下使用陶瓷芯片组件时，热会降低粘 合强度，从而难以保护陶瓷基体。 1.热熔粘合剂可为EVA(乙烯-醋酸乙烯，ethylene-vinyl acetate)、聚氨酯或 聚酯粘合剂。 由于热固性粘合剂不会被热熔化，所以可在高温下使用热固性粘合剂。具体地讲， 热固性硅橡胶粘合剂柔软、有弹性并防水。 在陶瓷芯片组件500的制造工艺过程中，液化的热固性粘合剂可被浇铸或涂覆到 绝缘膜300和310上，然后被硬化。 在这种情况下，陶瓷基体110所位于的部分被绝缘膜300、310和绝缘粘合剂320 完全密封，引线200和210的外端被暴露。在这种结构中，可保护陶瓷芯片IOO和焊接的部 分不受外界影响，并且引线200和210的特定部分可绝缘。 通常，由于绝缘膜300和310具有薄且均匀的厚度，所以能够可靠地提供经济的绝 缘效率和工作效率。 此外，当陶瓷芯片组件500被插入到结构的窄缝隙中时，绝缘膜300和310的平滑 的表面会减少与外部材料的摩擦并避免外部压力的聚集。 绝缘膜300和310可由如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)膜、聚萘二甲酸乙二醇酯 (PEN)膜、聚酰亚胺(PI)膜或聚四氟乙烯(PTFE)膜的耐热膜形成。绝缘膜300和310的厚 度的范围可为大约0. Olmm至大约0. 08mm。 绝缘膜300、310和绝缘粘合剂320具有耐热条件，该耐热条件可满足在引线200
和210的没有覆盖有绝缘膜300和310的两端与PCB之间的短期焊接条件。 尽管作为示例将绝缘膜300和310应用于陶瓷芯片组件500，但是可以使用绝缘涂
层和绝缘涂覆粘合剂来代替绝缘膜300和310。图6是示出了根据另一实施例的陶瓷芯片
组件的视图。 更具体地讲，可利用热固性绝缘涂覆粘合剂(如环氧树脂或硅橡胶)对陶瓷芯片、 焊料和除了其两端之外的引线执行薄绝缘涂覆来形成绝缘涂层400。为此，形成绝缘涂层 400的工艺可包括将陶瓷芯片、焊料和除了其两端之外的引线浸渍到液化的硅橡胶中或在 其上涂覆环氧树脂粉末、将绝缘的环氧树脂和绝缘的硅橡胶涂覆在其上，然后利用热将其 硬化。 绝缘涂层400可为热固性聚合物树脂、硅橡胶或玻璃中的一种。
与昂贵的绝缘膜相比，这种结构可减小陶瓷芯片组件的总尺寸并降低制造成本。
另外，通过这种结构，可以制造尺寸非常小的陶瓷芯片组件600，具体地讲，陶瓷芯 片组件600的宽度和厚度可非常小。 由于绝缘涂层400由热固性树脂形成，绝缘涂层400在热的作用下不会再次熔化， 因此提供了可靠的性质并提高了其在高温下的用处。 两条引线200和210之间的绝缘涂层400保护使引线200和210的两端之间的空 间加宽的力不会被传递到焊接的部分，从而确保引线200、210和外电极120、 130之间的连接。 为了更可靠的绝缘密封陶瓷芯片100并保护陶瓷芯片100不受外部负载、震动和 摩擦的影响，在通过利用热固性绝缘涂覆粘合剂(如环氧树脂或硅橡胶)对陶瓷芯片、焊料和引线(除了其两端之外)执行薄绝缘涂覆而形成绝缘涂层400之后，可将绝缘膜300和 310再次应用于绝缘涂层400。 在这种情况下，可通过绝缘涂层400和绝缘膜300、310来实现更可靠的绝缘密封， 并且可保护陶瓷芯片100和焊料部分不受外部负载、震动和摩擦的影响。
实施例可以实现下面的效果。 由于圆柱形金属引线设置在陶瓷基体的两个侧表面上的外电极上，并且引线的直 径等于或大于陶瓷基体的厚度，所以外部负载、震动和摩擦被吸收并分散到引线中，从而保 护陶瓷芯片不受外部压力、震动和摩擦的影响。 由于圆柱形金属引线沿陶瓷基体的纵向方向电粘附并机械粘附到外电极，所以接
触面积宽阔，从而提高了粘合强度并减小了陶瓷芯片组件的厚度。 圆柱形金属弓|线能够使巻带和自动化操作变得容易，并降低制造成本。 可通过在陶瓷基体中形成内电极来实现各种电学性能。 由于在具有高机械强度的绝缘陶瓷基体上形成陶瓷，所以提高了陶瓷的强度。
通过利用绝缘膜可提供具有均匀厚度的绝缘保护层。绝缘膜的平滑表面有助于减 少外部摩擦。 如果绝缘粘合剂和绝缘涂层是热固性的，则它们不会被再次熔化，从而在高温下 维持可靠的粘合强度。 用作绝缘粘合剂的热熔粘合剂节约成本并且生产效率高。 如果在绝缘膜中形成绝缘涂层，则可以更可靠地保护陶瓷芯片不受外部环境变化 的影响。另外，当两条引线在力的作用下变宽时，可保护陶瓷芯片。 圆柱形金属引线可容易地插入并焊接到PCB的圆孔中。另外，由于圆柱形金属引 线即使在完全弯曲时也很少会在弹性的作用下恢复，所以圆柱形金属引线可容易地被固定 在某个部分，而不会在多次受力的情况下断裂。 热固性并且导电的聚合物粘合剂以及点焊方法可在高温下容易使用。 由于引线的中心位于从陶瓷基体的厚度的中心延伸出的线上，所以陶瓷芯片组件
的上部和下部彼此相同，有助于陶瓷芯片组件的自动化和使用。 现在将简要地描述本发明的制造方法的优选实施例。 首先，连续提供陶瓷基体，该陶瓷基体具有形成在其两个侧表面上的外电极并具 有半导体的电学性能。 并且通过利用载带将连续成巻的圆柱形金属引线形成为弯曲的形式来保持圆柱 形金属引线与外电极接触。 随后，利用导电粘合剂将金属引线粘附到陶瓷基体的外电极。 在利用导电粘合剂将外电极电连接并机械连接到金属引线之后，通过切除金属引 线的弯曲部分将金属弓I线机械分离并电分离。 利用涂覆有绝缘粘合剂的一对绝缘膜通过热和压力将陶瓷基体、外电极、导电粘 合剂和金属引线一起密封，将金属引线的另一端暴露到外部。 可选择地，通过将陶瓷基体、外电极、导电粘合剂和金属引线浸渍到液化的绝缘涂 覆粘合剂中来将它们一起密封，将金属引线的另一端暴露到外部，并通过使绝缘涂覆粘合 剂硬化来形成固化的绝缘涂层。
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尽管已经详细描述了本发明，但是应该理解，在不脱离由权利要求限定的本发明 的精神和范围的情况下，可以做出各种改变、替换和变更。例如，引线可在绝缘膜中被任意 弯曲。因此，本发明的范围不应该被理解为限于实施例，而是应该由权利要求确定。
权利要求
一种陶瓷芯片组件，所述陶瓷芯片组件包括陶瓷基体，具有半导体的电学性能；一对外电极，分别相对地形成在陶瓷基体的两个侧表面上；一对圆柱形金属引线，所述圆柱形金属引线的一端通过导电粘合剂分别电连接并机械连接到外电极，所述圆柱形金属引线的直径等于或大于陶瓷基体的厚度；绝缘保护材料，通过绝缘粘合剂彼此附着，以密封陶瓷基体、外电极、导电粘合剂和金属引线，同时将金属引线的另一端暴露到外部，其中，绝缘保护材料包括一对绝缘膜和绝缘涂层中的一个。
2. 根据权利要求1所述的陶瓷芯片组件，其中，陶瓷基体的厚度的范围为0. 2mm至 0. 6mm，陶瓷基体的长度大于陶瓷基底的厚度或宽度，金属引线沿陶瓷基体的纵向方向延伸 以连接到外电极。
3. 根据权利要求l所述的陶瓷芯片组件，其中，陶瓷基体包括形成在其中并电连接到 外电极的内电极。
4. 根据权利要求1所述的陶瓷芯片组件，其中，陶瓷基体是热敏电阻、磁物质和压电体 中的一种。
5 根据权利要求1所述的陶瓷芯片组件，其中，引线的横截面的中心位于从陶瓷基体 的厚度的中心延伸出的线上，从而陶瓷芯片的上部和下部具有相同的形状。
6. 根据权利要求1所述的陶瓷芯片组件，其中，陶瓷基体形成在绝缘氧化铝基底上并 具有薄的厚度。
7. 根据权利要求1所述的陶瓷芯片组件，其中，绝缘粘合剂是热熔粘合剂和热固性粘 合剂之一。
8. 根据权利要求1所述的陶瓷芯片组件，其中，通过利用焊膏的焊接、利用导电聚合物 粘合剂的粘附以及点焊中的一种来实现导电粘合剂的粘附。
9 根据权利要求1所述的陶瓷芯片组件，其中，绝缘膜为聚对苯二甲酸乙二酯膜、聚萘 二甲酸乙二醇酯膜、聚酰亚胺膜和聚四氟乙烯膜之一，并具有0. Olmm至0. 08mm的厚度。
10. 根据权利要求1所述的陶瓷芯片组件，其中，绝缘膜是热固性聚合物树脂或玻璃中 的一种。
11. 根据权利要求l所述的陶瓷芯片组件，其中，金属引线的一端比陶瓷基底更凸出。
12. 根据权利要求l所述的陶瓷芯片组件，其中，为了绝缘，除了连接到外电极的部分 之外，引线被涂覆。
13. 根据权利要求l所述的陶瓷芯片组件，其中，通过载带经由巻带提供陶瓷芯片组件。
14. 根据权利要求l所述的陶瓷芯片组件，其中，圆柱形金属引线包括以不同的横截面 形状形成在其中的部分。
15. 根据权利要求14所述的陶瓷芯片组件，其中，所述部分通过沿上下相反的方向压 制绝缘膜中的除了接触外电极的部分之外的部分而形成，以使所述部分平坦化。
16. —种陶瓷芯片组件，所述陶瓷芯片组件包括 陶瓷基体，具有半导体的电学性能；一对外电极，分别相对地形成在陶瓷基体的两个侧表面上；一对圆柱形金属引线，所述圆柱形金属引线的一端通过导电粘合剂分别电连接并机械 连接到外电极，所述圆柱形金属引线的直径等于或大于陶瓷基体的厚度；绝缘涂层，密封陶瓷基体、外电极、导电粘合剂和金属引线，同时将金属引线的另一端 暴露到外部；一对绝缘膜，通过经绝缘粘合剂彼此附着而覆盖绝缘涂层。
17. —种制造陶瓷芯片组件的方法，所述方法包括的步骤有连续提供陶瓷基体，所述陶瓷基体具有形成在其两个侧表面上的外电极并具有半导体 的电学性能；通过利用载带将连续成巻的圆柱形金属引线形成为弯曲的形式来保持圆柱形金属引 线与外电极接触；禾U用导电粘合剂将金属引线粘附到陶瓷基体的外电极；在利用导电粘合剂将外电极电连接并机械连接到金属引线之后，通过切除金属引线的 弯曲部分将金属引线机械分离并电分离；利用涂覆有绝缘粘合剂的一对绝缘膜通过热和压力来密封陶瓷基体、外电极、导电粘 合剂和金属引线，将金属引线的另一端暴露到外部。
18. —种制造陶瓷芯片组件的方法，所述方法包括的步骤有连续提供陶瓷基体，所述陶瓷基体具有形成在其两个侧表面上的外电极并具有半导体 的电学性能；通过利用载带将连续成巻的圆柱形引线形成为弯曲的形式来保持圆柱形金属引线与 外电极接触；禾U用导电粘合剂将金属引线粘附到陶瓷基体的外电极；在利用导电粘合剂将外电极电连接并机械连接到金属引线之后，通过切除金属引线的 弯曲部分将金属引线机械分离并电分离；通过浸渍到液化的绝缘涂覆粘合剂中来密封陶瓷基体、外电极、导电粘合剂和金属引 线，将金属引线的另一端暴露到外部；通过使绝缘涂覆粘合剂硬化来形成固化的绝缘涂层。
全文摘要
本发明提供了一种陶瓷芯片组件及其制造方法。陶瓷芯片组件包括陶瓷基体、多个外电极、一对圆柱形金属引线和绝缘保护材料。陶瓷基体具有半导体的电学性能。该对外电极分别相对地形成在陶瓷基体的两个侧表面上。圆柱形金属引线具有通过导电粘合剂分别电连接并机械连接到外电极的一端，并具有等于或大于陶瓷基体厚度的外径。绝缘保护材料包括一对绝缘膜和绝缘涂层。
文档编号H01G4/12GK101719418SQ20091020490
公开日2010年6月2日 申请日期2009年10月9日 优先权日2008年10月9日
发明者李硕珠, 金善基 申请人:卓英社有限公司