专利名称：一种采用全新封装的新型表面贴装声表面波器件的制作方法
技术领域：
本实用新型声表面波属于电子元器件封装技术领域，具体而言， 与传统的表面贴 装器件相比，涉及一种在外形设计及封装方法上完全崭新构思的新型表面贴装声表面波器 件。
背景技术：
声表面波器件问世以来，以其具有小型、可靠性高、一致性好、多功能及设计灵活 等优点，成功进入诸多领域，如作为谐振器、滤波器、延迟器、表面卷积器、传感器等等已在 雷达、通信、空中交通管制、微波中继、射频识别等方面得到广泛使用；而声表面波器件在电 视机、手机、无线遥控报警等方面的应用，也使得声表面波器件进入日常生活，与人们的关 系愈显密切。对声表面波器件小型化、高可靠的要求与低成本的要求矛盾也愈显突出。通常，声表面波器件的芯片表面不制作保护层。不论芯片表面是否制作保护层，为 使声表面波器件能进入实用阶段，完成对芯片的封装是必不可缺的重要一环。封装成本在 器件制造成本中，依据封装形式的不同，占40 % 80 %不等，甚至更多。气密性封装一般由 管座和管帽(或上盖)构成。为了实现声表器件的气密性封装，目前，通常采用下列几种封 装形式。1.金属封装见图1，芯片贴在金属管座Ia上，并压焊好与外引线相连的内引线， 然后用脉冲焊机将管帽2b熔接在管座Ia上，最终形成气密封装。2.表面贴装封装见图2，芯片贴在低温叠层陶瓷管座2a上，并压焊好与外引线相 连的内引线(与金属管座的区别在于没有突出的外引线)，然后用平行封焊机将上盖2b与 管座2a的焊环2c熔接在一起，最终形成气密封装。3.倒扣焊技术外形类似表面贴装封装，但因芯片采用倒扣焊技术，器件内无内 引线，更易实现器件小型化。如上所述，从外形来讲，声表面波器件的封装又可分为有外引线封装和无外引线 封装。前述金属封装属有外引线封装器件，而采用表面贴装封装和倒扣焊技术封装的器件 属无外引线封装器件(笼统称表面贴装器件)。根据使用需要，以上不同形式的封装器件在 不同的场合得到广泛使用。上述封装的实现，无一例外的都需要昂贵的设备投入或需要大 电流熔接设备，设备功率通常在数千瓦至数十千瓦不等。具体比较如下。金属封装形式具有投资小、封装用管壳来源广及价格较低、易上马等特点，因而被 广泛采用。但随着人们对整机小型化(薄型化)的要求越来越高，金属封装形式的器件难 以满足整机对器件愈来愈小型化的需求。表面贴装封装既可以满足小型化的需求，器件的应用频率也可大幅度提高。尤其 在采用倒扣焊技术后，器件外形尺寸可以更小。但为购置完成封装的设备投资大，一台效率 极低的平行封焊机，售价在十几万元至几十万不等；自动化程度较高的平行封焊机售价达 上百万至数百万之间。另外，表面贴装封装使用的管壳，目前国内使用的多为日本生产，国 内生产厂家少。由于生产设备投入大、生产技术难度大，使管座价格原本就高，而在声表面波器件售价不断下滑的情况下，管壳还大幅提价。导致封装成本居高不下。 众所周知，由于贴片元器件的普及，整机生产厂家大量使用贴片元器件，电路板焊 接技术从波峰焊向回流焊转变，但出于成本考虑，一些整机生产厂家不能采用表面贴装封 装的声表面波器件，仍采用价格相对较低的金属封装的声表面波器件。于是电路板生产流 程的编排面临矛盾。两种不同的封装在生产电路板时，工艺不能兼容。为此，生产厂家只 好采取手工焊接的办法将有引线的元器件补焊到电路板上，耗费了额外的人工费用。为 此，发明人在2009年推出了一种低成本胶封声表面波器件(已进行专利申报)，该新型器 件以99% Al2O3陶瓷制造基片、并在基片表面用银浆印上电极，取代常用的金属管座或陶 瓷表面贴装管座，又用粘接胶工艺完成密封封接，最终达到了降低成本、方便使用的效果。 产品一经推出，作为替代金属封装产品，反映很好。该申请专利产品可相应生产外形尺寸 5mmX 3. 5mm和3. 8mmX 3. 8mm(如图3)的瓷片，但受陶瓷基片制造技术的限制，更小外形尺 寸及需更多电极的适用瓷片生产就有困难。然而，市场现实要求发明人能进一步缩小瓷片 尺寸、降低成本，取代现在生产的表面贴装声表面波器件。实际上，不管从外形大小、或是从生产效率考虑，只要性价比合适，整机生产厂家 更愿使用表面贴装封装的声表面波器件。尤其声表面波器件用于诸如手机、电视机等与人 们日常生活密切相关产品中后，对表面贴装封装的声表面波器件的低成本要求俞显迫切。 但是，表面贴装的管座采用低温叠层陶瓷技术生产，核心技术掌握在日本人手里、销售主动 权也掌握在他们手里，要想降低采购成本谈何容易！综上所述，对于表面贴装声表面波器件，需要有一种新的封装形式。
发明内容为了解决现有技术中存在的缺陷，本发明采用如下技术方案一种新型表面贴装声表面波器件，其特征在于，它由承载芯片的基片和密封用金 属帽、或者陶瓷帽、或者塑料帽组成，所述金属帽、或者陶瓷帽、或者塑料帽用粘接胶固结在 所述承载芯片的基片上。上述的新型表面贴装声表面波器件，其特征在于，所述承载芯片的基片是低温单 层陶瓷基片，表面平整度好，金属化小孔在0. 2 0. 3mm。本发明创造的有益效果在已申请专利、产品批量推向市场的低成本胶封胶封声表面波器件的基础上，根 据市场需要，利用低温叠层陶瓷技术，生产单层陶瓷基片作为管座，完成了新型表面贴装声 表面波器件设计、生产。这种新型表面贴装声表面波器件完全可以替代原表面贴装声表面波器件，而且具 有低的成本，工艺流程也简便易行。该器件由于不用大电流熔接，可以避免在封装时由于操 作不当而引人打火短路、碰伤内引线导致开路等失效，因而可靠性更有保证。
图1为现有技术的金属封装立体外形图；图2为现有技术的表面贴装立体外形图；图3a、图3b为已有胶封瓷片(5mm X 3. 5mm)俯视图、仰视图；[0022]图3c、图3d为已有胶封瓷片(3. 8mm X 3. 8mm)俯视图、仰视图；图4为本实用新型表面贴装立体外形图；图5a为原表面贴装封装结构示意图；图5b为本实用新型表面贴装封装结构示意图；图6、图6'为本实用新型实施例封装陶瓷基片(5mmX 3. 5mm)俯视图、仰视图；图7、图7'为本实用新型实施例封装陶瓷基片(3.8mmX3.8mm/6pin、 3mmX3mm/6pin)俯视图、仰视图；图8、图8'为本实用新型实施例封装陶瓷基片(3.8mmX3.8mm/8pin、 3mmX3mm/8pin)俯视图、仰视图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明创造进行具体介绍如下考虑将基片用材从99% Al2O3陶瓷改成低温陶瓷；将在基片表面印刷连通正反电 极改为小孔金属化连接。这样，基片尺寸可按需要缩小。这样的改变，便设计出一种与原表面贴装形式不同的封装(图4)，这两种封装在 结构上的比较见图5。其中图5a为原表面贴装形式，5al是承载芯片的管座，5a2是密封用 金属上盖；图5b为改型后的表面贴装形式，5bl是承载芯片的基片，5b2是密封用金属(陶 瓷、塑料)帽。改型后的表面贴装不需要用焊接设备将管座与上盖熔接在一起，而是使用一 种选定的粘接胶将管帽牢固地粘在瓷片上，从而形成气密封装，达到封装的目的。这种新型表面贴装声表面波器件外形尺寸小，在性能上达到原表面贴装声表面波 器件的水平，但由于低温陶瓷基片的制造不需叠层技术，只用小孔金属化技术在低温陶瓷 基片正反面形成电极，生产难度和生产成本同时降低，陶瓷基片与原有表面贴装管座相比， 成本降低幅度达50%以上，新型表面贴装声表面波器件的低成本得以实现。为实现这种胶封技术，主要解决下述几方面的问题1.对基片要求表面平整度好，金属化小孔在0. 2 0. 3mm等。为此，选择有能力 的基片生产厂家。满足需要的低温陶瓷基片见图6。2.选用满足器件制造特点的粘合胶通常，声表面波器件芯片表面不制保护层， 器件密封腔内的气氛直接影响器件的性能甚至寿命。所以，必须保证选用的粘合胶在固化 过程中不挥发出可能损害芯片表面的物质。经过试验比较，首选Χ9020χ χ胶作为胶封方案 实施用粘合胶。3.固化条件选择Χ9020χ χ胶在常温下固化缓慢，随着温度升高，固化速度逐渐 加快，至90°C数分钟即可固化。考虑效率及获得最佳粘合强度，选用(180°C、3 5分)为 固化条件。不管采用90°C，或是采用180°C作为固化温度，在实施固化时，由于受瞬时加上 高温的影响，被胶定格在空腔中的气体迅速膨胀，超过一个大气压，管帽可能被冲起。为避 免影响粘接效果，采取加压法(使固化烘箱内气压大于一个大气压或直接在管帽上人为加 压)，最终达到满意的封装效果。封装流程如下 在生产中，具体实施方式
如下在设计制造好的陶瓷基片正面贴装管芯并压焊好 内引线后，放入90°C的烘箱予烘半小时取出，将已在胶盘中蘸上胶的管帽盖在瓷片正面，搁 置半小时，最后在管帽上加上压块，放入180°C烘箱中恒温3 5分后取出。胶封即告完成。根据以上所述，发明人认为，对声表面波器件的封装，从靠大电流熔接的工艺到用 胶粘实现气密封装，是一种全新的构思；而依据此全新构思的实现的低成本胶封声表面波 器件(已进行专利申报)生产已成实用技术。在此基础上，发明人进一步开发出系列新型 表面贴装声表面波器件属于权利保护的范围。
权利要求一种新型表面贴装声表面波器件，其特征在于，它由承载芯片的基片和密封用金属帽、或者陶瓷帽、或者塑料帽组成，所述金属帽、或者陶瓷帽、或者塑料帽用粘接胶固结在所述承载芯片的基片上。
2.根据权利要求1所述的新型表面贴装声表面波器件，其特征在于，所述承载芯片的 基片是低温单层 陶瓷基片，表面平整度好，金属化小孔在0. 2 0. 3mm。
专利摘要本实用新型公开了一种新型表面贴装声表面波器件，它由承载芯片的基片和密封用金属帽、或者陶瓷帽、或者塑料帽组成，所述金属帽、或者陶瓷帽、或者塑料帽用粘接胶固结在所述承载芯片的基片上；所述承载芯片的基片是低温单层陶瓷基片，表面平整度好，金属化小孔在0.2～0.3mm。本实用新型利用低温叠层陶瓷技术，生产单层陶瓷基片作为管座，完成了新型表面贴装声表面波器件设计、生产。这种新型表面贴装声表面波器件具有低的成本，工艺流程简便易行。该器件由于不用大电流熔接，可以避免在封装时由于操作不当而引人打火短路、碰伤内引线导致开路等失效，因而可靠性更有保证。
文档编号H03H9/02GK201656923SQ20102019585
公开日2010年11月24日 申请日期2010年5月18日 优先权日2010年5月18日
发明者刘晓平, 周宗闽, 李勇 申请人:中国电子科技集团公司第五十五研究所