TW424321B - Integrated electronic circuit - Google Patents

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424321五、發明説明（ A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 發明之領域 本發明與一積體電子電路有關，且， Λ, ja- Μ 狩別與一個可以包含 射頻，微波，類比和數位等系統且大 電路有關。 的積禮電子 發明背景 個人通信領域新消費市場的出現，驅使製造商製造 :掘更輕，更可靠且更便宜的產品。這些產品一般結合了 射頻、微波、類比和數位元件，以形成一單獨單位如—個 人通信手機，如細胞式行動電話手機。細胞式行動電 機中包含了射頻電路，射頻電路包括各種不同的被動和主 動的几件，如[在收話的那一端]雙工濾波器，低噪音放大 器，影像斥拒濾波器，混波器，振盪器，中頻放大 同的其它元件。除了低頻電子電路外，在音頻傳送這端，' 還包括功率放大器和結合電路，户斤需的射頻滤波器，尤其 是雙工濾波器和影像濾波器，是相當貴的表面黏著元件且 佔用有價値之電路板的表面區域a此外，要形成微波積體 電路會有一個問題，因爲像這樣的裝置通常需要在—個接 地平面上形成。 目前的實際情況是基於將射頻，微波，類比和數位等功能 方塊[如分離的元件]合併在一通常由塑膠物質所構成的一 低成體的有彈性的印刷電路板上。此電路板可以有超過— 層以的上但隱藏的數層通常是用來作直流或數位的内部連 線。並未有任何射頻元件隱藏在這些内層中。 減少這些單位的大小和重量的考量已經導致發展者注意到 本紙故尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X W7公瘦 (請先聞讀背面之注意事項卑填寫本頁) .裝 -d -涞 五、發明説明（ 2 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印裳 低成本的多層整合方案。可靠度，低成本，小尺寸，輕的 重量和效能是在發展此類技術時的主要議題。 發明摘要 一電子積體電路，其包含一個有表面的導電物質基板且 由玻璃或陶磁介電物質構成的一個物體是在此基板的表面 上且被連結到此基板表面。此介電物體是由連結在—起的 多層介電物質所形成。多片導電物質是在此介電物體的多 層中的至少某些層的表面上且形成一個或多個射頻，微 波，類比和數位元件和内部連線，將以上這些元件和連線 連結在一起以形成所需的電路〇 附圖的簡要説明 圖1是依照本發明而來的一積體電予電路的一種形式的部 分剖面圖β 圖2是依照本發明而來的一積體電子電路的另一種形式 的部分剖面圖。 圖3是依照本發明而來的一微波積體電路的一種形式的 剖面圖a 詳細描述 先參考到圖1 ’依照本發明而來的積體電子電路的一種形 式通稱爲10。積體電路10包含一導電金屬板的基板12。 一介電物質’諸如玻璃或者陶磁等材料構成的一個物體 13是在且連結到基板12的表面14上》物體13是由一無機 的介電物質，諸如陶磁或玻璃所構成的一第一相對厚層 16所形成。正如以下要解釋的，介電層16是由結合在一 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（21〇Χ297公釐） f請先閱讀背面之注意事項！ψ填寫私頁) .裝. 訂 經濟.坪中央標準局—工消費合作社印製 ~~一 五、發明説明（3 ) 起的介電物質構成的多個薄層18所形成。在介電層16的 表面20上是多片金屬之類的導電物質22、24、26和28。導 電片22 ' 24、26和2S中的每一片都是覆罩在介電層i 6上的表 面2〇上的—層金屬薄層。如下所解釋的，金屬片22、24、 26和28構成-電子元件中的至少—部分。雖然圈中只顯示了 :片的金屬片22、24、26和28，視形成所需的電子元件而 定’可以有任何數目的金屬片。 由—如陶瓷或玻璃之類的一無機介電物質所構成的第二相 對f的層30是在且連結到第—介電層16上。第二介電層3〇 也是由結合在—起，由介電物質構成的多個薄層32所形 成。在第二介電物質30的表面34上是多片導電金屬“和 W。導電金屬片36和38是覆罩在表面34上的金屬層。正如 =下將會解釋的，金屬片36和38形成電子元件的至少一部 伤。雖然只顯不了兩金屬片3 6和3 8，視形成的所需的電子 几件而定’可以有任何數目的金屬片。 一由介電物質，如玻璃或陶瓷之類，所構成的薄層4〇是 在且連結到第二介電層30上’且另-由介電物質所構成的 薄層42是在且連結在薄介電層“上。多片的導電金屬片 44、邨、48、50和52是在薄介電層4〇的表面上，且多片金屬 片54、56、58和60是在介電層42的表面上。例如電阻、電 容、電晶體等等不同的分離元件62、64和66，也在介電層42 的表面上》多個傳導性轉接元件68、7〇、72和74延展穿過這 些介電層以便將這些在不同的介電層上的導電片作電氣連 接。例如，介電層68延展穿過薄介電層42、4〇，還有第二 ____-_____ _6· 本紙浪尺度適用"國家標準（CNS ) M規格|"^|^97公 ----------^------ΐτ------^ (請先閱讀背面之注意事項#填寫私頁) ^321：^ A7 B7 經濟部中夬樣準局員工消費合作社印^ 五、發明説明（4 ) 相對厚介電層30以便將在薄介電層42上的金屬片54作電氣 連接到在第一介電層16上的導電片22 β轉接元件70和72延 展穿過薄介電層42以將在薄介電層42上的金屬片連接到在 薄介電層40上的金屬片上。轉接元件74延展穿過介電層 42、40、3 0和16以提供到基板12的連接。 在積體電路10中’不同的金屬片形成不同的電子元件的 —部分。例如，在介電層42表面的導電片54、56、58和60可 形成射頻的内部線線、輸出入埠和電感。在介電層4〇的表 面上的金屬片44、46、48、50和52可形成串聯的電容器，串 聯或並聯電阻器，穿接和内部連線。在第2介電層層3〇上之 金屬片36和38可形成一微片接地平面，—導波線接地平 面，或並聯電阻。第一介電層16表面上之金屬片22 '24、 26和28可形成一射頻濾波器中心電感，而金屬基板12可形 成一第二導波線接地平面。由金屬片形成的不同電子元件 可藉導電轉接元件做電氣連接，這些轉接元件延展穿過介 電層以和金屬片接觸。同時，對—些金屬片加圖案以形成 内部連線，此内部連線連接不同的電子元件a黏著在介電 層42上的分離元件62、64和66，也可藉一些金屬片而被連結 在所需的電路内。 如前所述’積體電路10可提供射頻元件，微波元件，類 比元件和數位元件。爲能更適當地操作，射頻導波線濾波 器必須和第一和第二介電層16和30—齊形成。因爲滤波器 的中心電感必須介於兩接地平面中，此二接地平面由基板 12和一在第二介電層3〇上的金屬片提供。同時，電感必須 Ν Μ 請 先 閱 讀 背 1¾ 之 注 項 再^ 填 % i 頁 t 丁 本 241¾ 21! A7 B7 五、發明説明（5 經濟部中夬標準局員工消#合作社印製 在薄介電層42之表面上形成，以保持它遠離接地平面卫減 少寄生電容。同樣地，其它電子元件的位置可能由它們和 其它元件的相互關係所決定，以便一元件不會干擾到任何 鄰近的元件。 積體電路10用多個未烘乾的或未硬化的陶瓷或玻璃的薄 帶所做成。將玻璃粒子在一液體媒介和一聚合體黏合劑中 混合以形成此未烘乾的薄帶。此混合物散佈在一金屬底座 的表面上以形成一混合層，此混合層可被烘乾。此舉形成 在黏合劑内玻璃分子的未烘乾的薄帶。爲形成厚的第一和 第二介電層16和30,多個未烘乾的薄帶以堆疊方式放置以 得到所需的厚度。薄介電層4〇和42各爲一片單獨未烘乾的 薄帶片。將未烘乾的薄帶覆軍以金屬層以形成不同的金屬 片。其上有金屬片的未烘乾的薄帶，在金屬基板12之表面 ^上以適當的順序堆積，然後在一定溫度加以燃燒，在此 溫度，將黏合劑除去且玻璃分子溶化。當冷卻後，溶化的 玻璃熔合在一起形成不同的層，且將這些層和基板12連結 在—起，以形成固定在基板12上之物體13〇爲使未烘乾的 薄帶維持在適當溫度燃燒，玻璃分子可被解玻璃化，以形 成多層的陶瓷物質。在燃燒此未烘乾的薄帶之前，可形成 孔=以提供轉接元件。在燃燒未烘乾的薄帶以形成物體Η 之前或之後’此洞可以用導電物質填滿。 參考圖2，合併此發明的積體電子電路的另—種形式通稱 爲_。積體電路⑽包含了-有表面114之導電金屬構成之 基板112。一個如玻璃或陶瓷之類的介電物質第一物體 請 先 閱 讀 背 面 之 注 意 事 項 再.· 裝 訂 涑 -8- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )八4規格（21〇χ297公釐） 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 在2 符2t' A7 B7 五、發明説明（6 ) U3 ’是在且連結到基板112之表面114的一部分。此第—物 體113是由一介電物質構成之第一厚層U6所形成，此厚層 116是由多個薄層118所形成。在第一介電層116之表面n〇 上的是多個金屬片122、124、126和128。由介電物質構成的 第二厚層130是在且連結到第一介電層13〇的表面12(^第二 介電層130也由介電物質構成的多個薄層132所形成。在第 二介電層132的表面134上是至少一由導電金屬構成導電片 Π6。由介電物質構成的一雙薄層ι4〇和142堆積丑連結在第 二介電層130之表面134之上。一導電金屬構成的多個導電 片144、146、148和150是在介電層14〇上，且多個導電片 154、156、158和160是在介電層142上。多個分離元件162、 164和166，如電阻器、電容器、傳送器等，是在介電層142 上並和一些金屬片作電氣連接。一導電金屬構成之轉接元 件168、170、172和174延展穿過不同的介電層和金屬片作電 氣連接以形成所需的電路。 —由介電物質構成之第二物體176是在其上並連結至鄰近 第一物體113之基板112的表面114的一部分。第二物體I% 是由多個介電物質構成之介電層178所形成，這些層178堆 疊成的厚度和第一物體113的總厚度實際上是相同的，在第 二物體1%的表面上是多片由導電金屬構成的導電片18〇。 一由介電物質構成之薄層182是在第二物體176之表面上且 蓋住了金屬片180。一導電金屬構成之轉接元件184在第二 物體176和第一物體113之間延展。 在積體電子電路100内’如圖1所示之積體電子電路一 -9- 本紙張尺度適用中囷國家標準（CNS )六4故格（210X297公疫 -----^------装II - . (請先閲讀背面之注意事項务填寫t頁} 訂 涞- 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 A7 _ B7 五、發明説明（7 ) 樣，不同之金屬片形成至少—部分不同電子元件和内部連 線。這些電子元件以電氣方式連結一起，且藉轉接元件和 内部連線’連結至在介電層142上之分離元件，以形成所需 的電子電路。此電子電路可包括射頻、微波、類比和數位 等元件。在積體電子電路1〇〇中，一射頻元件，如一雙工遽 波器’可在第二物體176内形成。這樣的好處，通常需要最 小的射頻損失的雙工濾波器，是以微片的形式而非以導波 線形式中來實現〇如此可容許此濾波器的效能更好，且產 生一更薄和更輕的電路。此積體電子電路1〇〇用和以上提及 之積體電予電路10相同之製造方法製成。 參考圖3，依照本發明而來的具體化微波積體電路通稱爲 310。微波積體電路310包含一導電金屬板構成的基板312。 黏著和固定在基板312之表面314上的是一由介電物質，如 陶瓷或玻璃構成之物體316。此物體316是由兩個連結在一起 的層318和320所形成的。物體316有一開口 322穿透至基板 312。在開口 322之一邊，層318和320之間的是一導電金屬層 324，此導電金屬層覆罩在層318之表面上。同樣地，在開 口 322的另一邊，層318和320的間是一導電金屬構成之狹窄 層326，此層也是覆罩在層318之表面上。在層320上的金屬 導電層且直接在金屬層326之上的是一狹窄層328。 一個覆罩330延展且黏著在物體316之上，也延展通通開口 322。覆罩330是由如玻璃或陶瓷之類等連結在一起的介電物 質構成的多個層332、334和33 6所形成。如金屬之類的導電 物質構成的導電片338，是位在中間層334和頂部層336之 ^ 10 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)Α4規格（210x297公疫） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) *-'° Τ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 a? B7 五、發明説明（8 ) 間，且沿著覆罩330的一邊。一片導電物質34〇是在頂層 之上且延遲在金屬片338的頂端。層332、334和336可能包含 有形成内部連線（未顯現在囷上）的導電物質的圖案a 一導 電物質構成的轉接元件341延展穿過層336、334和332以便將 頂部層336的亙連圖案在電氣上連結到在底部層332上的互 連圖案。一導電物質構成的轉接元件342延展穿過頂部和中 間層3W和334以將在頂部層336上的一内部連線圖案作電氣 式連結到中間層334上的内部連結圖案。其它的轉接元件可 以用來連結在層332、334和336上的不同的内部連結圖案。 —分離的半導體元件344，如一分離的微波元件，黏著在 基板312之上的物體316中的開口 322上。此分離元件344被 電氣連結至物體316層上之不同導電圖案，以電氣連結元件 344至物體312上之其它電氣裝置。其它分離元件346、348和 350被黏著在覆罩330的頂層336上，並電氣連結在一起，且 藉内部連線和介電以連結在積體電路310内之其它元件，以 形成一積體電路。如圖所示，一條天線352黏著在覆罩33〇 之一端，物體316的頂上，且一電池354被黏著在鄭近物體 312的另一端的基板312上。 在微波積體電路310中，導電片326、328、338和34〇形成 不同形式的微波元件，如延遲線、濾波器、電容器等。這 些裝置互相作電乳連結，並經由内部連結圖案和轉接元件 3斗1和342和分離元件344、346、348和350連結，以形成一所 需的微波積體電路。此導電基板312可充做積體電路之一接 地平面。天線352和電池354也可經由内部連線圖案作電氣 _____-11 - 本紙張尺度適用中國國冬標季（CNS ) A4規格（2丨〇χ 297公楚 J I 私衣1τ------味 (請先閎讀背面之注意事項再填寫^'·頁) A7 B7 五、發明説明（9 請 先 閱 讀 背 之 注 意 事 項 再· 填 寫 頁 連結至積體電路m示某㈣式的電氣元件，任 何爲眾人熟知形式的電氣元件可在物體316層上或覆罩33〇 ^形成，或由黏著在物體316或覆罩330之内或之上的分離 凡件所提供。其它接地平面可藉在物體316或覆罩上不 同層上之導電層來提供。 物拉3 16和覆軍330可各別藉首先在一媒介中，如塑膠，混 合介電物質粒子，如玻璃或陶瓷，來形成。混合物散佈在 一表面上以形成—如所需之大小、形狀和厚度之層。烘乾 以後可形成介電物質構成之未烘乾的薄帶。然後不同的導 電片和圖案覆罩在此未烘乾的薄帶層之表面上。形成物體 3 16的各層被切割以形成開口 322。此未烘乾的薄帶上有一導 電片和圖案的多層堆積形成物體316和覆罩33〇。形成物體 316之多層是堆積在一金屬基板上。未烘乾的薄帶堆積後燃 燒以溶化介電物質之分子並將之黏合在一起。當冷卻後， 此就形成固體物體316和覆罩330。覆軍330可被放置在超過 物體316之上並使用合適之黏著物來固定。 經濟部中央標準局貝工消費合作社印繁 因此’藉由本發明提供了一積體電子電路，其包括了射 頻、微波、類比和數位元件，以形成不同之電路，特別是 那些應用在通信方面的電路。本發明之積體電子電路適用 於在不同的電子系統中。本發明之積體電子電路相當適合 用在通話之手機和基地台上，尤其是在需要小尺寸的無線 通話之手機和基地台時。此發明通常和射頻收話器和傳送 器一起使用，包括雷達系統。至於在此包裝内允許射頻和 數位元件之結合，本發明使用於PCMC J； A模組和其它類似的 12- Μ氏張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A7 B7 五、發明説明（10) 模組。本發明可將許多系統作最小化，包括數位***，因 此可使用在電腦和數位處理裝置之領域^微波應用上， 本發明可讓不同之微波元件放置於#近接地平面之處，此 平面由基板或由在物體或覆罩上之導電層或基板所形成。 此元件是在一玻璃或陶瓷之物質之内或之上形成，至少有 一些兀件被隱藏在此物體内β如此提供一更緊緻和堅固之 裝置，此裝置可更輕易和便宜地製造出來。雖然所顯示和 描述的積體電子電路的形式有大約四層的介電物質，但此 體電子電路也可用形成所需電路需要的任何數目的金屬層 所構成。並且’各層之厚度可依需要而變化，在不同層上 《導電片之數目和大小亦可依形成的特別電路而有所變化。 I----^—.----^ —— (請先閱讀背面之注意事項耳填寫舍頁) 訂 經濟部中央榡準局員工消费合作社印製 -13- 本紙張尺纽财國_縣(ο^Τα^ΓΓ 210X297公釐）

Claims (1)

1. 鯉濟部中央榡準局貝工消費合作社印裝 灯4物1 . AS C8 ----- - D8 六、申請專利範圍 I —電子積體電路，包括： 一具有表面之導電物質之基板；和 一介電物質之物體，結合在該基板表面上，該物體包 括許多介電物質之層，這些層堆積並結合在一起；和 在此物體的至少某些層的表面上的多片導電物質片， 這些導電片形成至少一射頻元件、微波元件、類比元 件、數位元件和内部連線，連結這些元件連結形成所需 之電路。 2·根據申請專利範圍第1項之電路，進一步包含至少一個 電氣連結到此電路的分離元件。 3·根據申請專利範園第2項之電路，其中的物體有一直達 基板之開口，且上述分離元件安裝在物體内開口範圍内 之基板上。 4,根據申請專利範圍第2項之電路，包含一安裝固定到該 物體的由介電物質構成的覆罩，此覆罩且延伸到此物體 的開口，該覆罩是由多層連結在—起的介電物質所形 成，在這些層的表面上的多層導電物質則形成了微波裝 置和内連線圖案。 5·根據申請專利範圍第1項之電路，更進一步包含一延伸 穿過此物體不同層的一導電物質形成的轉接元件，以便 將在不同層上的導電片作電氣連結。 6-根據申請專利範圍第1項之電路，其中此物體包含在基 板表面的一層第一厚層的介電物質；在此第一厚層表面 上的至少一片導電物質；在第一厚層上的—層介電第二 -14- 本紙張W'ί'ϊΐΐ家標準（CNS ) Α4祕（2獻297公整） ----------装------1T------^ · (请先閏讀背面之注意事項再填寫本頁) ABCD 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 申請專利範圍 厚層；在第二介電層上的—導+ a , L 淨1^片’和在第二厚的介電 層上額外的介電物質眉· -介電層上的導電片形成 遽波器，其中在第-务兩 , 弟一；丨％層上的導電片和基板是此濾 /皮器的接地面。 7·根據申請專利範圍第6項之雷政 電路其中每—個第-和第 予？私疋由夕層連結在一起的介電物質薄層所形 成0 8. 根據申請專利範圍第7項 闲示貝（電路，包含在至少一個額外 的介喊層表面上的多片壤办你概 J夕冇爭私物豸，孩多片導電片形成至 少一個射頻、微波、類比釦I( 頌比和數位凡件，和將這些元件在 所需的電路中連結起來的内連線。 9. 根據申請專利範園第8,頁之電路，丨進一步包含至少一 個連結在電路中的分離元件。 10. 根據t請專利H圍第9項之電路，更進__步包含延仲穿 過此物體不同層的一導電物質形成的轉接元件：以便將 在不同層上的導電片作電氣連接。 11_根據中請專利範圍第P頁之電路其中此介電物體只在基 板表面的—部分上；介電物質構成的第二物體是結合於 此基板表面的另一部分上；且在第二物體上的多片導電 物質形成一個濾波器。 12‘根據申請專利範圍第u項之電路更進—步包含一延伸在 第一介電物體和第二介電物體之間由導電物質形成的轉 接元件以作爲屏蔽。 1丄根據申請專利範圍第〖2項之電路，更進—步包含一在第 -15- 本纸張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210χ297公菱 I I I II I — 裝— I I I 訂 I I I I ^ : - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ABCD 六、申請專利範圍 二介電物體上且在第二介電物體的導電片上的一 質層。 14. 一電子系統，包含： —電子積體電路；和 至少一分離的元件， 其中此電子積體電路包含： —具有表面的由導電物質構成的基板； 在該基板上且結合於该基板表面上❸玻璃或陶资等 介電物質所形成的物體；該物體包含有彼此成堆積關係 且結合在一起之多層介電物質；和 在此物體的至少某些層的表面上之多片導電物質 此等導電片形成至少一個射頻元件'微波元件： 件、數位元件和内部連線，上述這些元件和内部 連接在一起以形成所需的電路，且此至少—個分、_ 係以電氣連接的方式連結到此電路中。 **件 15.根據申請專利範園第丨4項之系統，其中此 送器、通***、雷達系統和電腦等其中之一疋。<彳5傳 (請先聞讀背面之注項再填寫本頁) 裝. 泉 經濟部中央標準局負工消费合作社印繁 __ -16- 本纸張尺度適用宁國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公董）