專利名稱:電子元件模件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種電子元件模件及其制造方法,更具體地說,涉及一種在增加一種電子元件模件帶寬方面有效的技術(shù)。
背景技術(shù):
隨著電子設(shè)備小型化和功能性增加的最近趨勢(shì),需要有一些電子元件模件,在所述電子元件模件中,包括若干電子元件如高頻裝置的一種模塊與一個(gè)天線元件成為整體。在這種天線集成式電子元件模件中,理想情況是,為了改善它們的特性,一種裝備有天線的基底用一種低介電常數(shù)的材料制造。
通常,如在JP-A-9-237867中所公開的,提出了一種天線集成式電子元件模件,在所述天線集成式電子元件模件中,通過利用電磁耦合經(jīng)由一個(gè)槽給一個(gè)天線提供電力。
然而,槽測(cè)量所用波長(zhǎng)λ的1/2(亦即λ/2)。因此,槽和模塊的實(shí)際尺寸必需由所用的一個(gè)頻率支配。這限制了電子元件模件小型化的自由度。
另外,由于采用λ/2槽,所以一個(gè)單通頻帶的寬度受各種槽尺寸限制,這種情況是增加電子元件模件帶寬的一個(gè)障礙。
發(fā)明內(nèi)容
由于上述原因,本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種天線集成式電子元件模件,所述天線集成式電子元件模件可以小型化并使帶寬增加。
為了達(dá)到上述目的,按照本發(fā)明所述的一種電子元件模件其特征在于包括一個(gè)裝置側(cè)模塊,所述裝置側(cè)模塊包括一個(gè)第一介電基底和一個(gè)高頻裝置,上述第一介電基底形成為具有一個(gè)第一傳輸線,而上述高頻裝置安裝在第一介電基底上,并與第一傳輸線連接;和一個(gè)天線側(cè)裝置,所述天線側(cè)裝置包括一個(gè)第二介電基底和一個(gè)天線元件,上述第二介電基底以這種方式鋪放在第一介電基底上,以使它們?cè)谝粋€(gè)疊層方向上安裝,并且形成為具有一個(gè)第二傳輸線,上述第二傳輸線電連接到第一傳輸線上,而上述天線元件設(shè)置在第二介電基底上,并通過第二傳輸線和第一傳輸線電連接到高頻裝置上。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例其特征還在于包括一個(gè)第三介電基底,所述第三介質(zhì)基底形成為具有一個(gè)通孔,在所述通孔中插入第一介電基底,上述第三介質(zhì)基底安裝有一個(gè)低頻功能元件,固定到第二介質(zhì)基底上,并電連接到第一介質(zhì)基底上。
本發(fā)明的一個(gè)更優(yōu)選的實(shí)施例其特征在于第一介質(zhì)基底用陶瓷制造。
本發(fā)明的另一個(gè)更優(yōu)的實(shí)施例其特征在于第一介質(zhì)基底用LTCC(低溫共燒成陶瓷)制造。
本發(fā)明的另一個(gè)更優(yōu)選的實(shí)施例其特征在于第二介電基底用一種樹脂制造。
本發(fā)明還有另一個(gè)更優(yōu)選的實(shí)施例其特征在于第一介電基底形成為具有一個(gè)空腔,和高頻裝置安裝在上述空腔中。
本發(fā)明另一個(gè)更優(yōu)選的實(shí)施例其特征在于第一介電基底設(shè)置屏蔽裝置,所述屏蔽裝置包圍高頻裝置,并由此電磁屏蔽上述高頻裝置。
本發(fā)明的另一個(gè)更優(yōu)選的實(shí)施例其特征在于屏蔽裝置逐個(gè)地電磁式屏蔽多個(gè)高頻裝置。
本發(fā)明的還有另一個(gè)更優(yōu)選的實(shí)施例其特征在于屏蔽裝置包括一個(gè)屏蔽層和一個(gè)蓋件,上述屏蔽層在第一介電基底中形成,而上述蓋件密封若干高頻裝置。
本發(fā)明的另一個(gè)更優(yōu)選的實(shí)施例其特征在于第一介電基底和第二介電基底相互疊層。
為了達(dá)到上述目的,一種按照本發(fā)明所述的電子元件模件制造方法其特征在于包括以下步驟通過以這種方式將一個(gè)高頻裝置安裝在第一介電基底上形成一個(gè)裝置側(cè)模塊,以便將高頻裝置連接到一個(gè)第一傳輸線上;通過將一個(gè)天線元件設(shè)置在一個(gè)第二介電基底上形成一個(gè)天線側(cè)模塊,以便將天線元件連接到一個(gè)第二傳輸線上;及使第一介電基底和第二介電基底在一個(gè)疊層方向上相互接合,并由此使第一傳輸線和第二傳輸性相互電連接。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例其特征在于第一介電基底和第二介電基底的接合按下述步驟進(jìn)行將一種導(dǎo)電接合材料涂布到第一傳輸線的一部分和第二傳輸線的一部分二者至少其中之一上,上述第一傳輸線的一部分暴露于第一介電基底待接合到第二介電基底上的表面中,而上述第二傳輸線的一部分暴露于第二介電基底待接合到第一介電基底上的表面中;使第一傳輸線和第二傳輸線相互對(duì)準(zhǔn)并相互鋪放第一介電基底和第二介電基底;及使導(dǎo)電接合材料固化,并由此在第一傳輸線和第二傳輸線之間形成電連續(xù)性情況下使第一傳輸線和第二傳輸線相互固定。
本發(fā)明的一個(gè)更優(yōu)選的實(shí)施例其特征在于導(dǎo)電接合材料是焊劑。
本發(fā)明的另一個(gè)更優(yōu)選的實(shí)施例其特征在于導(dǎo)電接合材料是一種含有一種金屬的導(dǎo)電樹脂糊。一般,這種含有一種金屬的導(dǎo)電樹脂通過向其加熱固定。
本發(fā)明提供下列優(yōu)點(diǎn)。
在本發(fā)明中,在第一介電基底11中所形成的第一傳輸線和在第二介電基底12中所形成的第二傳輸線相互直接電連接,上述第一介電基底安裝有高頻裝置,而上述第二介電基底設(shè)置有天線元件。因此,模塊的實(shí)際尺寸不受所用的一個(gè)頻率支配,或者單通頻帶不受一個(gè)槽的尺寸限制。這使它能小型化,并增加一種天線集成式電子元件模件的帶寬。
在設(shè)置第三介電基底的地方,第一介電基底可以利用第三介電基底的通孔相對(duì)于第二介電基底的通孔定位,上述第三介電基底安裝有低頻功能元件并形成通孔,在所述通孔中插入第一介電基底。
在第一介電基底用陶瓷如LTCC制成的地方,高頻裝置可以通過熱壓粘合法安裝在第一介電基底上。
在第二介電基底用一種樹脂制成的地方,天線效率可以增加。
在高頻裝置安裝在第一介電基底內(nèi)所形成的空腔中的地方,可以降低電子元件模件的高度和損失。
在第一介電基底裝備有屏蔽裝置的地方,防止了來自外部電子設(shè)備的電磁波動(dòng),并因此可以使操作穩(wěn)定,上述屏蔽裝置包圍高頻裝置,并因此電磁屏蔽所述高頻裝置。
在屏蔽裝置逐個(gè)地電磁式屏蔽多個(gè)高頻裝置的地方,改善了各裝置之間的隔離特性,并因此可以使操作特性更穩(wěn)定。
按照一種電子元件模件的制造方法,其中裝置側(cè)模塊和天線側(cè)模塊分開形成,和然后相互接合,可以構(gòu)造成一種天線集成式電子元件模件,其中第一介電基底和第二介電基底處于這種組合,即它們不能象在第一介電基底和第二介電基底分別用陶瓷和一種樹脂制造的組合中那樣同時(shí)燒成。
在第一介電基底中所形成的第一傳輸線一個(gè)露出部分和在第二介電基底中所形成的第二傳輸線一個(gè)露出部分用一種導(dǎo)電接合材料如焊劑相互固定的地方,例如,在一種焊劑糊可以涂布到各傳輸線露出部分的地方,熔化的焊劑只跨過具有小接觸角的第一傳輸線和第二傳輸線露出的表面延伸。因此,第一介電基底和第二介電基底正確地定位。需要精細(xì)對(duì)準(zhǔn)的第一傳輸線和第二傳輸線的接合可以正確地進(jìn)行。
圖1是按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例所述的一種電子元件模件剖視圖。
圖2是其中圖1的電子元件模件分解成構(gòu)成元件的剖視圖。
圖3是按照本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例所述的一種電子元件剖視圖。
圖4是按照本發(fā)明還有另一個(gè)實(shí)施例所述的一種電子元件剖視圖。
圖5是按照本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例所述的一種電子元件部件分解透視圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參照附圖詳細(xì)說明實(shí)施本發(fā)明的最佳方式。在附圖中,同樣構(gòu)件給出同樣標(biāo)號(hào)。多余的說明將略去。下面的說明將針對(duì)用于實(shí)施本發(fā)明的最佳方式,并因此本發(fā)明不限于下面的說明。
如圖1中所示,按照這個(gè)實(shí)施例所述的電子元件模件10裝備一個(gè)第一介電基底11和一個(gè)第二介電基底12,上述第一介電基底11具有一種疊層結(jié)構(gòu),并用一種陶瓷電介質(zhì)如LTCC(低溫共燒成陶瓷),而上述第二介電基底12用一種樹脂電介質(zhì)如一種氟樹脂,一種BT(聚1-丁烯)樹脂,一種PPE(0)(聚苯醚)樹脂,或一種接枝共聚樹脂制成,并鋪放在第一介電基底11上(亦即,基底11和基底12安排在疊層方向上)。第一介電基底11和第二介電基底12分別構(gòu)成一個(gè)裝置側(cè)模塊A和一個(gè)天線側(cè)模塊B。
第一傳輸線11a在第一介電基底11內(nèi)的各層中形成,而第二傳輸線12a在第二介電基底中形成。第一傳輸線11a和第二傳輸線12a包括一個(gè)波導(dǎo)管和一個(gè)導(dǎo)線(在通孔中),并且用Au、Ag、Cu、W,等制成。如圖1所示,各第一傳輸線11a和第二傳輸線12a相互電連接。若干高頻裝置13安裝在第一介電基底11上,并連接到若干第一傳輸線11a上,而若干天線如插入天線設(shè)置在第二介電基底上,并連接到若干第二傳輸線12a上。因此,各天線元件14通過各直接相互連接的第二傳輸線12a和第一傳輸線11a將一個(gè)信號(hào)傳送到高頻裝置13或接收來自高頻裝置13的信號(hào)。
若干高頻裝置13是例如在一個(gè)25GHz波段或一個(gè)5GHz波段使用的電子元件,上述25GHz是一個(gè)亞毫米波波段,而上述5GHz是一個(gè)微波波段。高頻裝置13通過用焊接或硬焊表面安裝法或者是用Au,Au-Sn合金等倒裝片安裝法安裝在第一介電基底11上。高頻裝置13的一些例子包括一種功率放大器,一種混頻器,一種倍增器,一種變頻器,一種高頻振蕩器,和一種低噪音功率放大器。然而,高頻裝置13不限于這些電子元件。多個(gè)天線元件14以陣列形式形成,以便得到良好的方向性。
一個(gè)接地層11d和若干導(dǎo)電層11b也用作屏蔽層(后面說明),上述接地層在第一介電基底11上形成,而上述若干導(dǎo)電層11b都連接到接地層11d上,并在疊層方向上延伸。
第一介電基底11和第二介電基底12的材料不限于陶瓷或樹脂,并且可以是另一種介電材料。然而,由陶瓷制成的第一介電基底11使它能象在Au連接的情況中那樣,在約400℃下通過熱壓粘合安裝高頻裝置13。第一介電基底11不需要疊層結(jié)構(gòu)。然而,象在這個(gè)實(shí)施例中一樣應(yīng)用一種疊層結(jié)構(gòu),有助于在基底內(nèi)形成一種濾波器功能元件等。用一種低介電常數(shù)樹脂制成的第二介電基底12能增加天線效率。理想情況是,第一介電基底11和第二介電基底12的相對(duì)介電常數(shù)分別為約6-45和約2-5。
可供選擇地,可以應(yīng)用一種單個(gè)不形成陣列的天線元件14,其中一個(gè)例子是一種多頻帶天線,所述多頻帶天線能通過一個(gè)天線發(fā)送和接收多個(gè)頻率的無線電波。另外,天線元件14不限于在本實(shí)施中應(yīng)用的接線天線,而可以是其它天線形式,如一種倒F形天線和一種槽形天線的其中之一。
第一介電基底11裝備一個(gè)屏蔽裝置,所述屏蔽裝置用于通過包圍各高頻裝置13來電磁屏蔽上述各高頻裝置13。屏蔽裝置包括上述各屏蔽層(亦即,在第一介電基底11之中或之上形成的導(dǎo)電層11b和接地層11d)和一個(gè)蓋件15,所述蓋件15密封上述各高頻裝置13。蓋件15將高頻裝置13與各屏蔽層電磁密封在一起,上述蓋件15以這種方式即例如將一種樹脂電鍍一層金屬而產(chǎn)生一種屏蔽功能??晒┻x擇地,蓋件15本身可以用一種金屬制成,以便產(chǎn)生一種屏蔽功能。在所示例子中,蓋件15形成具有一個(gè)間隔15a,并將各高頻裝置13單獨(dú)與第一介電基底11中所形成的若干導(dǎo)電層11b電磁密封在一起。這樣,蓋件15防止各高頻裝置13之間的均勻電磁干擾通過改善的隔離特性得到穩(wěn)定的操作特性??晒┻x擇地,在只從外部獲得電磁屏蔽的情況下,間隔15a可以略去。
如上所述,在按照這個(gè)實(shí)施例所述的電子元件模件10中,將在第一介電基底11中所形成的第一傳輸線11a和在第二介電基底12中所形成的傳輸線12a直接相互電連接,上述第一介電基底11安裝有若干高頻裝置13,而上述第二介電基底12安裝有若干天線元件14。因此,不象若干第一傳輸線11a和第二傳輸線12a通過槽相互電磁連接的情況,模塊的實(shí)際尺寸不受所用的頻率支配,或者單通頻帶不受各槽尺寸限制。這使它能小型化和增加天線集成式電子元件模件的帶寬。
另外,因?yàn)楦鞲哳l裝置13是通過電磁裝置進(jìn)行電磁屏蔽,所以防止來自外部電子裝置的電磁擾動(dòng),并因此可以使操作穩(wěn)定。還有另外,因?yàn)楦鞲哳l裝置13都是單獨(dú)電磁屏蔽,所以可防止電子元件模件中不希望有的電磁耦合,并改善了各裝置之間的隔離特點(diǎn),因而可以使操作特點(diǎn)甚至更穩(wěn)定。
下面,將說明上述構(gòu)造的電子元件模件一種制造方法。
首先,將各高頻裝置13安裝在第一介電基底的安裝表面上,以便與各第一傳輸線11a連接,因而形成裝置側(cè)模塊A。和將各天線元件14設(shè)置在第二介電基底12上,以便與各第二傳輸線12a連接,因而形成天線側(cè)模塊B(見圖2)。然后,將第一介電基底11和第二介電基底12在疊層方向上相互接合,因而使若干第一傳輸線11a和若干第二傳輸線12a相互電連接。
結(jié)果,各高頻裝置13和天線元件14通過若干第一傳輸線11a和若干第二傳輸線12a相互連接,上述若干第一傳輸線11a和若干第二傳輸線12a分別直接連接到各高頻裝置13和天線元件14上。因此,如上所述,天線集成式電子元件模件帶寬可以小型化和增加。
這種制造方法使它能構(gòu)造成一種天線集成式電子元件模件,其中第一介電基底11和第二介電基底12這樣組合,以便它們不能象在第一介電基底11和第二介電基底12分別用陶瓷和一種樹脂制造的這個(gè)實(shí)施例中的組合那樣同時(shí)燒成。
第一介電基底11和第二基底12的接合按下述方式進(jìn)行。首先,形成一個(gè)焊劑層作為一種導(dǎo)電接合件,上述焊劑層是在各第一傳輸線11a的一部分和各第二傳輸線12a的一部分其中之一或二者上形成,上述各第一傳輸線11a的一部分暴露于第一介電基底11的待接合到第二介電基底12上的表面中,上述各第二傳輸線12a的一部分暴露于第二介電基底12的待接合到第一介電基底11上的表面中。焊劑層可以取糊形、片形、球形,和BGA(球形焊點(diǎn)陣列)形的其中任一種形式。
各種與焊劑不同的材料都可以用作導(dǎo)電接合件。例如,可以采用含有一種金屬的糊狀或片狀導(dǎo)電樹脂,上述導(dǎo)電樹脂當(dāng)熱、光、電子束、或水分施加于它們之上時(shí)固定。
在涂布焊劑之后,使各第一傳輸線11a和各第二傳輸線12a彼此相對(duì)對(duì)準(zhǔn),并將第一介電基底11和第二介電基底12相互安裝和加熱。結(jié)果,焊劑層熔化,并且各第一傳輸線11a和各第二傳輸線12a相互接合。
盡管熔化的焊劑跨過各第一傳輸線11a和第二傳輸線12a具有小接觸角的部分延伸,但焊劑不延伸到另一些具有大接觸角的區(qū)域。因此,第一介電基底11和第二介電基底12通過焊劑的表面張力以這種方式定位,以使各第一傳輸線11a和第二傳輸線12a彼此正確地面對(duì)。
最后,在定位之后,使接合的結(jié)構(gòu)留在常溫下,并且焊劑固化第一介電基底11和第二介電基底12彼此固定而同時(shí)正確定位。照這樣,兩個(gè)基底11和12用一個(gè)正確的位置關(guān)系彼此固定。需要精細(xì)對(duì)準(zhǔn)的各第一傳輸線11a和第二傳輸線12a可以正確地進(jìn)行。
在第一介電基底11和第二介電基底接合之后,將蓋件15固定到第一介電基底11上,以便電磁屏蔽各高頻裝置13(見圖2)。電子元件模件10因此完成。
本發(fā)明不限于上述實(shí)施例,例如,如圖3中所示,蓋件15可以包括一個(gè)板狀蓋15b和若干作為側(cè)壁的隔片15c。
如圖4中所示,其中在第一介電基底11中形成若干空腔11b,并且各高頻裝置13安裝在上述空腔11b中的一種構(gòu)造是可以的。這種構(gòu)造可以降低電子元件模件10的高度和損失。
另外,一種電子元件模件可以構(gòu)造成如圖5中所示。一個(gè)第三介電基底16,制成具有一個(gè)通孔16a并安裝有若干低頻功能元件17,在上述通孔16a中插入安裝有若干高頻裝置13的第一介電基底11。第三介電基底16通過例如螺釘連接固定到第二介電基底12上,因而第一介電基底11和第二介電基底12相互對(duì)準(zhǔn)。第一介電基底11和第三介電基底16通過接合線,金帶,一個(gè)電纜和若干導(dǎo)線等相互電連接。
低頻功率元件的一些例子是一種控制電路,一種計(jì)算電路,及一種信號(hào)處理電路。然而,低頻功能元件不限于這些電子元件。
一種價(jià)格便宜的電子元件模件,可以用象第三介電基底16那樣的一種普通樹脂基底如一種玻璃環(huán)氧樹脂基底構(gòu)造。
權(quán)利要求
1.一種電子元件模件,其特征在于包括裝置側(cè)模塊,所述裝置側(cè)模塊包括第一介電基底,所述第一介電基底形成為具有第一傳輸線;及高頻裝置,所述高頻裝置安裝在第一介電基底上并連接到第一傳輸線上;及天線側(cè)模塊,所述天線側(cè)模塊包括第二介電基底,所述第二介電基底以這種方式鋪放在第一介電基底上,以使它們沿疊層方向安排,并形成為具有第二傳輸線,所述第二傳輸線與第一傳輸線連接;及天線元件,所述天線元件設(shè)置在第二介電基底上,并通過第二傳輸線和第一傳輸線電連接到高頻裝置上。
2.按照權(quán)利要求1所述的電子元件模件,還包括形成有通孔并在所述通孔中插入第一介電基底的第三介電基底,安裝有低頻功能元件,固定到第二介電基底上,并與第一介電基底電連接。
3.按照權(quán)利要求1所述的電子元件模件,其中第一介電基底用陶瓷制成。
4.按照權(quán)利要求3所述的電子元件模件,其中第一介電基底用低溫共燒成陶瓷制成。
5.按照權(quán)利要求1所述的電子元件模件,其中第二介電基底用一種樹脂制成。
6.按照權(quán)利要求1所述的電子元件模件,其中第一介電基底形成有空腔,并且高頻裝置安裝在上述空腔中。
7.按照權(quán)利要求1所述的電子元件模件,其中第一介電基底裝備有屏蔽裝置,所述屏蔽裝置包圍高頻裝置,并因而電磁屏蔽所述高頻裝置。
8.按照權(quán)利要求7所述的電子元件模件,其中屏蔽裝置獨(dú)立地電磁屏蔽多個(gè)高頻裝置。
9.按照權(quán)利要求8所述的電子元件模件,其中屏蔽裝置包括屏蔽層和蓋件,上述屏蔽層在第一介電基底中形成,而上述蓋件密封高頻裝置。
10.按照權(quán)利要求1所述的電子元件模件,其中第一介電基底和第二介電基底相互疊層。
11.一種電子元件模件制造方法,包括以下步驟通過以將高頻裝置連接到第一傳輸線上的方式將高頻裝置安裝在第一介電基底上形成裝置側(cè)模塊;通過以將天線元件連接到第二傳輸線上的方式將天線元件設(shè)置在第二介電基底上形成天線側(cè)模塊;及將第一介電基底和第二介電基底沿疊層方向相互接合,并因此使第一傳輸線和第二傳輸線相互電連接。
12.按照權(quán)利要求11所述的電子元件模件的制造方法,其中第一介電基底和第二介電基底的接合,通過下列步驟進(jìn)行將一種導(dǎo)電接合材料涂布到第一傳輸線的一部分和第二傳輸線一部分的至少其中之一上,上述第一傳輸線的一部分暴露于第一介電基底的待接合到第二介電基底上的表面上,而上述第二傳輸線的一部分暴露于第二介質(zhì)基底的待接合到第一介質(zhì)基底上的表面上;使第一傳輸線和第二傳輸線相互對(duì)準(zhǔn),并使第一介電基底和第二介電基底相互鋪放;及使導(dǎo)電接合材料固化并從而使第一傳輸線和第二傳輸線相互固定而在第一傳輸線和第二傳輸線之間建立電氣連續(xù)性。
13.按照權(quán)利要求12所述的電子元件模件制造方法,其中導(dǎo)電接合材料是焊劑。
14.按照權(quán)利要求12所述的電子元件模件,其中導(dǎo)電接合材料是含有金屬的導(dǎo)電樹脂。
全文摘要
一種電子元件模件具有一個(gè)裝置側(cè)模塊(A)和一個(gè)天線側(cè)模塊(B)。裝置側(cè)模塊(A)裝備有一個(gè)第一介電基底(11)和一個(gè)高頻裝置(13),上述第一介電基底(11)形成為具有一個(gè)第一傳輸線(11a),而上述高頻裝置(13)安裝在第一介電基底(11)上,并與第一傳輸線(11a)連接。天線側(cè)模塊(B)裝備有一個(gè)第二介電基底(12)和一個(gè)天線元件(14),上述第二介電基底以這種方式鋪放在第一介電基底(11)上,以使它們?cè)谝化B層方向(12)上安裝,并形成為具有一個(gè)第二傳輸線(12a),所述第二傳輸線(12a)電連接到第一傳輸線(11a)上,而上述無線元件(14)設(shè)置在第二介電基底(12)上,并通過第二傳輸線(12a)和第一傳輸線(11a)電連接到高頻裝置(13)上。
文檔編號(hào)H01Q23/00GK1595649SQ20041007709
公開日2005年3月16日 申請(qǐng)日期2004年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月10日
發(fā)明者味岡惠理子, 倉田仁義, 下田秀昭, 淺見茂 申請(qǐng)人:Tdk株式會(huì)社