專利名稱：具有間隔體的高精度電容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及底部電極器件的電子部件封裝。其包括但不限于在半導(dǎo)體 襯底上形成高頻電容器，所述高頻電容器被封裝以降低器件的傾斜。
背景技術(shù)：
在通信技術(shù)中人們不斷對更高的頻率加以利用。例如，在蜂窩通信中
采用處于450MHz到3GHz的范圍內(nèi)的頻率，在衛(wèi)星視頻和數(shù)據(jù)傳輸中則采 用了處于10GHz到18GHz的范圍內(nèi)的頻率。這些應(yīng)用需要小的、精密的電 容器。出于這一目的人們已經(jīng)采用了多層陶瓷電容器，但是所述電容器往 往缺乏精確性，并且性能也不夠。薄膜電容器具有提高的精確性和性能， 但是價格昂貴。
Goldberger等人的美國專利No. 6621143公開了一種處于半導(dǎo)體襯底上 的精密的高頻電容器。Goldberger等人的美國專利No. 6538300類似地公開 了一種處于半導(dǎo)體襯底上的精密的高頻電容器。Goldberger等人的美國專 利No. 6621143類似地公開了一種處于半導(dǎo)體襯底上的精密的高頻電容器。 在此將所有的這些參考文獻(xiàn)全文引入以供參考。這些參考文獻(xiàn)的電容器是 能夠以合理的成本制造的精密的高頻電容器。但是，所述的各種電容器仍 然存在問題。具體而言，所述器件中采用的終端的形狀容易發(fā)生傾斜。所 采用的終端可以是集成到器件內(nèi)的焊球，其被電連接至器件內(nèi)的端子。還 可以通過絲網(wǎng)印刷形成所述終端。需要一種能夠抗傾斜的高度精密的電容 器(HPC)器件。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的主要目的、特征或優(yōu)點在于對現(xiàn)有技術(shù)水平有所改進(jìn)。 本發(fā)明的另一目的、特征或優(yōu)點在于提供了一種抗器件傾斜的高精度 電容器。
5.本發(fā)明的另一目的、特征或優(yōu)點在于提供了一種便于制造和/或有成本 效益的高精度電容器。
本發(fā)明的另一目的、特征或優(yōu)點在于提供了一種采用底部電極作為終 端的電子部件，其也能夠抗傾斜。
根據(jù)下述說明書和權(quán)利要求，本發(fā)明的這些目的、特征或優(yōu)點中的一 項或多項和/或其他目的、特征或優(yōu)點將變得顯而易見。
本發(fā)明提出了采用間隔體(standoff)來降低器件的傾斜的方案，其 中，所述器件結(jié)合了作為終端的底部電極?？梢酝ㄟ^焊球、絲網(wǎng)印刷或其 他已知技術(shù)形成底部電極。根據(jù)本發(fā)明的一個方面， 一種電容器包括具有 第一和第二主表面的襯底、覆蓋所述襯底的第一主表面的電介質(zhì)層、第一 電極和第二電極。還具有覆蓋所述第一和第二電極的鈍化層，第一開口形 成于所述第一電極之上的所述鈍化層內(nèi)，第二開口形成于所述第二電極之 上的所述鈍化層內(nèi)。第一底部電極終端位于所述第一開口內(nèi)，第二底部電 極終端位于所述第二開口內(nèi)。所述第一底部電極終端電連接至所述第一 電 極，所述第二底部電極終端電連接至所述第二電極。將間隔體置于所述第 一底部電極終端和所述第二底部電極終端之間，并使之附著到所述鈍化層 上，從而在安裝時為所述電容器提供支撐。所述間隔體提供了抗傾斜能力。
可以將所述間隔體配置為條。在配置為條時，所述條優(yōu)選完全穿過所 述電容器延伸。或者，可以將所述間隔體配置為點、點的一部分(partial dot)或其他形狀。所述電容器可以具有各種類型和尺寸。例如，可以以標(biāo) 準(zhǔn)0402尺寸對所述電容器進(jìn)行封裝，其中，所述標(biāo)準(zhǔn)0402尺寸具有大約 為0.04英寸(1.02mm)的長度和大約為0. 02英寸(0.51mm)的寬度。所 述間隔體可以具有各種尺寸，包括寬度處于100 u m到400um的范圍內(nèi)。 所述間隔體的厚度優(yōu)選處于50 u m和200 u m之間，但是這一厚度可以根據(jù) 終端的厚度而變化。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種電子部件。所述電子部件包括具 有第一和第二相對主表面的襯底、覆蓋所述襯底的第一電極和覆蓋所述襯 底的第二電極。還具有覆蓋所述第一和第二電極的鈍化層。在所述第一電 極之上的所述鈍化層內(nèi)形成第一開口，在所述第二電極之上的所述鈍化層 內(nèi)形成第二開口。將第一底部電極終端電連接至第一電極，并且所述第一底部電極終端延伸至所述半導(dǎo)體襯底的第一表面之外。將第二底部電極終 端電連接至第二電極，并且所述第二底部電極終端延伸至所述半導(dǎo)體襯底 的第一表面之外。還具有位于所述第一底部電極終端和所述第二底部電極 終端之間的間隔體，其延伸至所述半導(dǎo)體襯底的第一表面之外，從而在安 裝時為所述電子部件提供支撐，由此提供電子部件的抗傾斜能力?？梢圆?用焊球、絲網(wǎng)印刷等來形成所述第一和第二底部電極終端。所述電子部件 可以是電容器或其他類型的部件。


通過參考附圖能夠?qū)Ρ景l(fā)明有最佳的理解，在附圖中采用相同的附圖 標(biāo)記表示類似的部件。附圖未必是按比例繪制的。
圖1是部件分離之前的本發(fā)明的多個具有間隔體(standoff)的部件 的照片。
圖2是示出了本發(fā)明的電容器的一個實施例的底部視圖的照片，其中，
所述電容器具有位于中央的間隔體。
圖3是示出了本發(fā)明的電容器的一個實施例的截面圖的照片。
圖4是示出了本發(fā)明的電容器的一個實施例的縱剖面的照片，其中，
所述電容器被安裝在電路板上。
圖5A是連接至電路板的本發(fā)明的電容器的一個實施例的照片。
圖5B是更為詳細(xì)地示出了圖5A的電容器之一的照片。
圖6A是連接至電路板的現(xiàn)有技術(shù)電容器的照片。
圖6B是更為詳細(xì)地示出了圖6A的現(xiàn)有技術(shù)電容器中的一個的照片。
圖7示出了分割之前的處于制造過程當(dāng)中的多個部件。
圖8A示出了根據(jù)本發(fā)明的具有條狀間隔體的電容器的一個實施例的底視圖。
圖8B示出了具有點狀間隔體的本發(fā)明的電容器的另一實施例的底視圖。
圖8C示出了具有點的一部分的形狀的間隔體的本發(fā)明的電容器的另一 實施例的底視圖。
圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的具有間隔體的電容器的一個實施例的側(cè)視圖，
7其中，所述電容器連接至電路板。
圖IO示出了本發(fā)明的電容器的一個實施例的截面圖。
圖11示出了本發(fā)明的電容器的另一實施例的截面圖。
圖12示出了本發(fā)明的電容器的又一實施例的截面圖。 圖13示出了本發(fā)明的電容器的又一實施例的截面圖。
具體實施例方式
本發(fā)明提出了用于諸如高精密電容器等器件的間隔體，其中，所述器 件具有由底部電極形成的終端，例如，可以通過焊球、絲網(wǎng)印刷等形成所 述終端。在Goldberger等人的美國專利No. 6621143、 Goldberger等人的 美國專利No. 6538300和Goldberger的美國專利No. 6621143中公開了具有 底部電極終端的電容器，在此將所有的參考文獻(xiàn)全文引入以供參考。
圖1是示出了形成于單個晶片上的具有間隔體的多個電容器的照片。 圖示的大的黑條就是所述間隔體。在完成電容器的制造之后，通過沿劃線 等鋸開晶片而將含有每一電容器的管芯與晶片內(nèi)的其他管芯分離。
圖2是具有間隔體的本發(fā)明的高精度電容器的照片。如圖所示，所述 電容器的底部部分具有相對的用于連接至電路板的端子和位于所述端子之 間的間隔體。
圖3是示出了本發(fā)明的高精度電容器的截面的照片。 圖4是連接至電路板的本發(fā)明的高精度電容器的縱剖面的照片。 圖5A和圖5B是示出了連接至電路板的本發(fā)朋的高精度電容器的照片。 將圖5A和圖5B與圖6A和圖6B進(jìn)行比較。圖6A和圖6B的現(xiàn)有技術(shù)器件 向一側(cè)顯著傾斜，其可能給器件操作和/或性能帶來問題，而且可能增大破 壞電路連接的可能性。因而，器件的從一側(cè)向另一側(cè)的傾斜可能是一個非 常重要的問題。注意，圖5A-5B所示的本發(fā)明的器件沒有向任一側(cè)傾斜， 因此避免了現(xiàn)有技術(shù)器件的問題。
圖7示出了具有多個置于晶片上的本發(fā)明的部件的晶片。將間隔體材 料的條應(yīng)用到電容器上。施加所述條，使其在相對的端子之間的中央位置 橫貫每一電容器。圖示的間隔體材料條優(yōu)選大約為100到400um寬。其厚 度優(yōu)選為50到200um厚，但是根據(jù)終端厚度也可以選擇其他適當(dāng)?shù)某叽?。所述間隔體的形狀可以是條狀(如圖所示)，也可以是其他形狀，包括點、 點的一部分和條。本發(fā)明考慮到所述間隔體材料可以具有各種類型或成分。
這樣的材料的一個例子為聚合物SN7粘合劑。
圖8A示出了本發(fā)明的電容器的一個實施例的底視圖。如圖8所示，表 面安裝電容器IO具有表面安裝電容器主體12。在所述主體的表面上示出了 第一終端14和第二終端16。間隔體18處于第一終端14和第二終端16之 間。圖中將間隔體18示為條。在間隔體為條狀時，所述條未必從一側(cè)完全 延伸至另一側(cè)。或者，如圖8B所示，所述間隔體可以是器件10B中的點18B。 或者，如圖8C所示，所述間隔體可以是針對器件10C所示的點的一部分18C。
因而，本發(fā)明考慮到所述間隔體的各種尺寸和外形。應(yīng)當(dāng)理解，優(yōu)選采用 圖8A所示的條18,因為其提高了制造過程的便利性，在所述制造過程中， 同時制造了多個器件，同時還提高了與所述間隔體接觸的電容器的表面面 積。
圖9示出了電容器10D的剖面圖。電容器10D具有電容器主體22，其 具有作為終端附著到電容器主體22的底表面上的底部電極端子14A和16A。 端子14A和16A將電容器10D電連接至電路板20。底部電極端子14A和16A 是電路板的端子，其由通過絲網(wǎng)印刷的焊料形成。圖示的間隔體18將電容 器10D機(jī)械連接至電路板20,從而提供額外的穩(wěn)定性和支撐，從而避免電 容器10D傾斜。
圖IO示出了備選實施例的截面圖。圖10的電容器40采用了處于電極 30和32之下的溝槽41。電介質(zhì)層36延伸到了溝槽41內(nèi)，并且按照普通 的帶有溝槽柵極的MOSFET的方式為溝槽壁形成襯里。采用諸如多晶硅的導(dǎo) 電材料42填充溝槽41,所述導(dǎo)電材料與電極30和32電接觸。最終結(jié)果是 增大了電容器的"極板"和電介質(zhì)層之間的界面的有效面積，
圖11示出了另一實施例的截面圖。在圖11中，電極46與襯底38電 接觸。通過具有預(yù)定厚度的電介質(zhì)層48將電極44與襯底38隔開。在不顯 著影響每單位面積上的電容值的情況下，通過電極44和46的橫向布置獲 得了較大的有效串聯(lián)電阻(ESR)，其中，所述有效串聯(lián)電阻是器件的橫向 尺寸的函數(shù)。
圖12示出了備選實施例的截面圖。電容器60實際上是一對串聯(lián)的電
9容器。在N+硅襯底38上形成電介質(zhì)層52。在電介質(zhì)層52上沉積金屬層， 并采用普通的光刻工藝對其進(jìn)行構(gòu)圖，從而形成第一 電極30和第二電極32 。 在所述結(jié)構(gòu)的頂表面上沉積鈍化層34。在鈍化層34中形成開口，并形成如 上所述的諸如焊球14和16的底部電極。在處于襯底38的表面之上的鈍化 層32之上形成間隔體18。
圖13是本發(fā)明的電容器的另一實施例的截面圖。第一電極54具有與 第二電極56的指部56a-56d相互交叉的指部54a-54c。在所述指部相互交 叉的有效區(qū)域58內(nèi)，在襯底之上形成薄電介質(zhì)層68。相對較厚的電介質(zhì)層 64將電極54的其余"手掌"部分與N+襯底38隔開，相對較厚的電介質(zhì)層 66將電極56的手掌部分與襯底38隔開。電容器70的電容由所述指部的數(shù) 量和尺寸決定。如圖所示，間隔體18在鈍化層之上延伸。
因此，現(xiàn)在己經(jīng)描述了本發(fā)明的各種具有間隔體的電容器。本發(fā)明不 限于文中公開的具體實施例。本發(fā)明考慮到間隔體的尺寸和形狀、用于間 隔體的材料、電子部件的封裝尺寸方面的各種變化以及其他各種變化。還 應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，盡管針對電容器對本發(fā)明給出了說明，但是本發(fā)明可以包括 其他類型的以底部電極作為終端的電子部件。
權(quán)利要求
1、一種電容器，包括具有第一和第二主表面的半導(dǎo)體襯底；覆蓋所述襯底的所述第一主表面的電介質(zhì)層；第一電極；第二電極；覆蓋所述第一和第二電極的鈍化層，第一開口被形成在所述第一電極之上的所述鈍化層內(nèi)，第二開口被形成在所述第二電極之上的所述鈍化層內(nèi)；處于所述第一開口內(nèi)的第一底部電極終端和處于所述第二開口內(nèi)的第二底部電極終端，所述第一底部電極終端電連接至所述第一電極，所述第二底部電極終端電連接至所述第二電極；間隔體，其位于所述第一底部電極終端和所述第二底部電極終端之間并附著至所述鈍化層，從而在安裝時為所述電容器提供支撐，由此提供抗傾斜能力。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電容器，其中，所述間隔體被配置為條。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電容器，其中，所述條完全穿過所述電容器 延伸。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電容器，其中，所述間隔體被配置為點。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電容器，其中，所述間隔體被配置為點的一 部分。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容器，其中，以標(biāo)準(zhǔn)0402尺寸對所述電 容器進(jìn)行封裝，其中，所述標(biāo)準(zhǔn)0402尺寸具有大約為0.04英寸(1.02mm) 的長度和大約為0. 02英寸(0.51mm)的寬度。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電容器，其中，所述間隔體的寬度處于100 Um禾卩柳ixm之間。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容器，其中，所述間隔體的厚度處于50lim禾口 200tim之間。
9、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電容器，其中，所述第一底部電極終端包括 第一焊球，所述第二底部電極終端包括第二焊球。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容器，其中，所述第一底部電極終端和 所述第二底部電極終端是經(jīng)絲網(wǎng)印刷得到的。
11、 一種電子部件，包括具有第一和第二相對主表面的襯底；覆蓋 所述襯底的第一電極；覆蓋所述襯底的第二電極；覆蓋所述第一和第二電 極的鈍化層，第一開口被形成在所述第一電極之上的所述鈍化層內(nèi)，第二 開口被形成在所述第二電極之上的所述鈍化層內(nèi)；電連接至所述第一 電極 并且延伸至所述襯底的第一表面之外的第一底部電極終端；電連接至所述 第二電極并且延伸至所述襯底的第一表面之外的第二底部電極終端；間隔 體，其位于所述第一底部電極終端和所述第二底部電極終端之間并延伸至 所述襯底的所述第一表面之外，從而在安裝時為所述電子部件提供支撐， 由此提供所述電子部件的抗傾斜能力。
12、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的電子部件，其中，所述間隔體被配置為條。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的電子部件，其中，所述條完全穿過所述電 容器延伸。
14、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的電子部件，其中，所述間隔體被配置為點。
15、 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的電子部件，其中，所述間隔體被配置為點 的一部分。
16、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的電子部件，其中，以標(biāo)準(zhǔn)0402尺寸對所 述電容器進(jìn)行封裝，其中，所述標(biāo)準(zhǔn)0402尺寸具有大約為0.04英寸(1,02mm)的長度和大約為0， 02英寸(0.51mm)的寬度。
17、 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的電子部件，其中，所述間隔體的寬度處于 100pm禾卩400tim之間。
18、 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的電子部件，其中，所述間隔體的厚度處于 50um禾口 2001im之間。
19、 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的電子部件，其中，所述第一底部電極終端 包括第一焊球，所述第二底部電極終端包括第二焊球。
20、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的電子部件，其中，所述襯底是半導(dǎo)體襯底。
21、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的電子部件，其中，所述電子部件是電容器。
22、 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的電子部件，其中，所述第一底部電極終端 和所述第二底部電極終端是經(jīng)絲網(wǎng)印刷形成的。
全文摘要
諸如電容器的電子部件包括具有第一和第二主表面的襯底、覆蓋所述襯底的第一主表面的電介質(zhì)層、第一電極和第二電極。還具有覆蓋所述第一和第二電極的鈍化層，第一開口形成于所述第一電極之上的所述鈍化層內(nèi)，第二開口形成于所述第二電極之上的所述鈍化層內(nèi)。第一底部電極終端處于所述第一開口內(nèi)，第二底部電極終端處于所述第二開口內(nèi)。所述第一底部電極終端電連接至所述第一電極，所述第二底部電極終端電連接至所述第二電極。將間隔體置于所述第一底部電極終端和所述第二底部電極終端之間，并使之附著到所述鈍化層上，從而在安裝時為所述電子部件提供支撐。所述間隔體提供了抗傾斜能力。
文檔編號H01G2/00GK101461015SQ200680054810
公開日2009年6月17日 申請日期2006年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月1日
發(fā)明者D·格扎利, H·戈爾德貝格爾, R·卡特拉羅 申請人:威世科技公司