DE102009002490B4

DE102009002490B4 - Vielschicht-keramikkondensator mit interner stromaufhebung und anschlüssen am boden sowie verfahren zur herstellung eines elektronischen vielschichtbauelements

Info

Publication number: DE102009002490B4
Application number: DE102009002490.5A
Authority: DE
Inventors: Andrew P. Ritter; John L. Galvagni
Original assignee: Kyocera AVX Components Corp
Current assignee: Kyocera AVX Components Corp
Priority date: 2008-08-18
Filing date: 2009-04-20
Publication date: 2024-07-25
Anticipated expiration: 2029-04-21
Also published as: US7697262B2; JP2010045339A; CN101656153A; GB0906037D0; GB2464165A; DE102009002490A1; US20090002921A1

Abstract

Elektronisches Vielschichtbauelement (3700), enthaltend:
eine Vielzahl von ersten Elektrodenschichten (3710), wobei jede erste Elektrodenschicht (3710) eine erste dielektrische Schicht mit einer ersten und einer zweiten durch vier Kanten begrenzten Oberfläche sowie eine erste leitfähige Schicht umfasst, die einen Abschnitt dieser ersten Oberfläche dieser ersten dielektrischen Schicht bedeckt und sich zumindest zu einem Abschnitt einer Kante dieser ersten dielektrischen Schicht erstreckt;
eine Vielzahl von zweiten Elektrodenschichten (3725), die alternierend mit dieser Vielzahl von ersten Elektrodenschichten (3710) gestapelt sind, wobei jede zweite Elektrodenschicht (3725) eine zweite dielektrische Schicht mit einer ersten und einer zweiten durch vier Kanten begrenzten Oberfläche sowie eine zweite leitfähige Schicht enthält, die einen Abschnitt dieser ersten Oberfläche dieser zweiten dielektrischen Schicht bedeckt und sich zumindest zu einem Abschnitt einer Kante dieser zweiten dielektrischen Schicht erstreckt, wobei die zweite leitfähige Schicht als Spiegelbild der ersten leitfähigen Schicht geformt ist;
eine erste leitfähige Anschlussschicht (3720), die einen Abschnitt dieser einen Kante dieser ersten dielektrischen Schicht bedeckt und diese erste leitfähige Schicht jede aus dieser Vielzahl von ersten Elektrodenschichten (3710) elektrisch verbindet; und
eine zweite leitfähige Anschlussschicht (3722), die einen Abschnitt dieser einen Kante dieser zweiten dielektrischen Schicht bedeckt und diese zweite leitfähige Schicht jeder dieser Vielzahl von zweiten Elektrodenschichten (3725) elektrisch verbindet;
wobei diese erste leitfähige Anschlussschicht (3720) und diese zweite leitfähige Anschlussschicht (3722) so ausgeführt sind, dass sie einen Spalt dazwischen entlang eines Abschnitts dieser einen Kante sowohl dieser ersten als auch zweiten dielektrischen Schichten bilden, wobei dieser Spalt eine Spaltbreite (W) aufweist;
wodurch eine minimale Stromschleifenfläche von dieser ersten leitfähigen Anschlussschicht (3720) aus durch eine sich überlappende Vielzahl von ersten Elektrodenschichten (3710) und Vielzahl von zweiten Elektrodenschichten (3725) zu dieser zweiten leitfähigen Anschlussschicht (3722) gebildet wird;
dadurch gekennzeichnet, dass ein Abschnitt jeder ersten leitfähigen Schicht dieser Vielzahl von ersten Elektrodenschichten (3710), der sich zu der mindestens einen Kante der ersten dielektrischen Schicht erstreckt, in einer nicht kontaktierenden Weise entlang eines Überlappungsbereichs (O) einen Abschnitt jeder zweiten leitfähigen Schicht der Vielzahl von zweiten Elektrodenschichten (3725) überlappt, der sich zu der mindestens einen Kante der zweiten dielektrischen Schicht erstreckt;
wobei der Überlappungsbereich (O) im Wesentlichen gleich groß ist wie die Spaltbreite (W).

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Der vorliegende Gegenstand betrifft allgemein eine verbesserte Bauelementeausführung für Entkoppelkondensatoren, die Bauteile ergibt, die durch relativ niedrige Kosten, niedrige Induktivität und niedrigen äquivalenten Serienwiderstand (ESR) gekennzeichnet sind.
Da sich bei Anwendungen in elektronischen Schaltkreisen die Schaltgeschwindigkeiten erhöhen und die Impuls-Anstiegszeiten verringern, wird das Erfordernis, die Induktivität zu verringern, zu einer ernsthaften Einschränkung bei der Verbesserung der Systemleistung. Selbst die Entkoppelkondensatoren, die als lokale Energiequelle wirken, können unakzeptable Spannungsspitzen erzeugen: V = L (dildt). Daher kann in Schaltkreisen hoher Geschwindigkeit, wo di/dt recht groß sein kann, die Größe der potenziellen Spannungsspitzen nur durch Verringern des Induktivitätswerts L verringert werden.
Der Stand der Technik umfasst verschiedene Strategien zum Verringern der äquivalenten Serieninduktivität oder ESL von Chipkondensatoren im Vergleich zu Standard-Vielschicht-Chipkondensatoren. Eine erste beispielhafte Strategie beruht auf einer Anschlusstechnik mit umgekehrter Geometrie, wie sie bei Bauarten von Chipkondensatoren mit niedriger Induktivität (LICC) verwendet werden, die von der AVX Corporation hergestellt und vertrieben werden. Bei LICCs werden die Elektroden an der langen Seite eines Chips statt an der kurzen Seite angeschlossen. Da die Gesamtinduktivität eines Chipkondensators teilweise von seinem Verhältnis von Länge zu Breite bestimmt ist, führt die Anschlusstechnik mit umgekehrter Geometrie der LICCs zu einer Reduzierung der Induktivität um den Faktor sechs gegenüber herkömmlichen MLC-Chips.
Verschränkte Kondensatoren (IDCs) verwenden eine zweite bekannte Strategie zur Reduzierung der Kondensatorinduktivität. IDCs enthalten Elektroden, die einen Hauptteil und mehrere Nasenabschnitte besitzen, die mit entsprechenden, an der Peripherie des Kondensators angeformten Anschlüssen verbunden sind. Mehrere solcher Anschlüsse können dazu beitragen, die parasitäre Induktivität eines Bauteils zu verringern. Beispiele von verschränkten Kondensatoren werden im US-Patent US 6 243 253 B1 (DuPre et al.) offengelegt.
Noch eine weitere bekannte Technik zur Reduzierung der Kondensatorinduktivität umfasst die Ausbildung alternativer Strompfade, um den Gegeninduktivitätsfaktor von Kondensatorelektroden zu minimieren. Ein Chiparrayprodukt niedriger Induktivität (LICA), wie des von der AVX Corporation hergestellt und vertrieben wird, minimiert die Gegeninduktivität durch Konfigurieren eines Vielschichtkondensators mit Ball-Grid-Array so, dass der aus einer positiven Platte fließende Ladestrom in Gegenrichtung entlang einer benachbarten negativen Platte zurückfließt. Die Verwendung der LICA-Technologie erreicht niedrige Induktivitätswerte durch niedriges Seitenverhältnis der Elektroden, eine Anordnung der Elektrodennasen, mit der die Induktivität aufgehoben wird, und ein vertikales Erscheinungsbild der Elektroden gegenüber der Montagefläche.
Zu zusätzlichen Vorveröffentlichungen, die benachbarte Elektroden mit gegenläufigen Strompfaden enthalten, welche benutzt werden, um die Induktivität zu minimieren, gehören die veröffentlichte US-Patentanmeldung US 2005 / 0 047 059 A1 (Togashi et al.) und das US-Patent US 6 292 351 B1 (Ahiko et al.). Diese beiden Vorveröffentlichungen benutzen auch ein vertikales Erscheinungsbild von Elektroden bezüglich einer Montagefläche. Zu zusätzlichen Vorveröffentlichungen, die Elektroden zur Verwendung in einer vertikal ausgerichteten Position darlegen, gehören die US-Patente US 5 517 385 B1 (Galvagni et al.), US 4 831 494 B1 (Arnold et al.) und US 6 885 544 B2 (Kim et al.).
Eine bekannte Vorveröffentlichung, die Eigenschaften darlegt, welche auf die Reduzierung der Induktivität im Gehäuse einer integrierten Schaltung abzielen, und die teilweise ein kapazitives Bauteil umfasst, ist US-Patent US 6 483 692 B2 (Figueroa et al.). Diese Vorveröffentlichung berücksichtigt, dass die Induktivität in Beziehung zur „Schleifenfläche“ der Leiterplatte oder zum elektrischen Abstand (oder zur Spannweite) steht, dem der Strom folgen muss. Bei Figueroa et al. ist es wünschenswert, diese Schleifenfläche zu minimieren, um so die Induktivitätsniveaus zu reduzieren. Erweiterte Anschlussflächen werden auch bei Figueroa et al. bereitgestellt und bieten eine größere Oberfläche, die zu zuverlässigeren Verbindungen führen soll, welche durch reduzierte Induktivitäts- und Widerstandsniveaus gekennzeichnet sind.
Das US-Patent US 6 661 640 B2 (Togashi) legt auch Merkmale zur Reduzierung der ESL eines Entkoppelkondensators durch Maximieren der Oberfläche der Anschlüsse des Bauteils dar. Das US-Patent US 6 917 510 B1 (Prvmak) legt eine Kondensatorausführung mit Anschlussausläufern dar, die so geformt sind, dass sich ein enger Spalt zwischen den Elektroden ergibt. Die Endelektroden des US-Patents US 6 822 847 B2 (Devoe et al.) bedecken auch die Gesamtheit des Kondensatorkörpers außer einer dünnen Trennlinie in einem mittleren Bereich.
Noch weitere bekannte Vorveröffentlichungen, die Merkmale zur Reduzierung der Bauteileinduktivität aufweisen, entsprechen den US-Patenten US 6 757 152 B2 (Galvaani et al.) und US 6 606 237 B1 (Naito et al.), in denen Durchkontaktierungen benutzt werden, um bei einem Vielschichtkondensator Verbindungen mit allgemein niedriger Induktivität zu oberen Elektroden zu bilden.
Zu zusätzlichen Hintergrund-Vorveröffentlichungen, die gewisse Aspekte von elektronischen Vielschichtbauteilen niedriger Induktivität ansprechen können, gehören die US-Patente US 6 576 497 B2 (Ahiko et al.) und US 3 444 436 B1 (Coda) sowie die veröffentlichte US-Patentanmeldung US 2004 / 0 184 202 A1 (Togashi et al.).
Die US 2007 / 0 096 254 A1 offenbart ein elektronisches Vielschichtbauelement gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1.
Die US 2008 / 0 165 468 A1 offenbart ein elektronisches Vielschichtbauelement, bei der erste Elektrodenschichten mit zweiten Elektrodenschichten alternierend gestapelt sind. Gemäß einer Ausführungsform weisen die ersten und die zweiten Elektrodenschichten jeweils einen einzigen durchgehenden leitfähigen Abschnitt auf, wobei die ersten und die zweiten Elektrodenschichten spiegelbildlich zueinander jeweils T-förmig ausgebildet sind.
Während verschiedene Aspekte und alternative Merkmale auf dem Gebiet der elektronischen Vielschichtbauteile und zugehörigen Fertigungsverfahren bekannt sind, ist keine einzige Ausführung aufgetaucht, die allgemein alle Themen behandelt, wie sie hierin diskutiert werden.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Der vorliegende Gegenstand erkennt und betrifft verschiedene der vorstehenden Aspekte von Entkoppelkondensatoren und das Bedürfnis nach reduzierter Induktivität bei solchen Bauteilen. Daher besteht, allgemein ausgedrückt, ein Hauptziel der vorliegend dargelegten Technik in verbesserten Kondensatorausführungen, die zu relativ niedrigerer Gesamtinduktivität führen.
Zusätzliche Vorteile, die Ausführungsformen der vorliegenden Technik gewähren, sind einfacher Aufbau, niedrige Kosten, niedriger ESR und verbesserte mechanische Robustheit. Diese Vorteile können besonders wertvoll bei der Computerverarbeitung und anderen Anwendungen der Hochfrequenzelektronik sein und können eine erwünschte Alternative zu herkömmlichen Entkoppelkondensatorausführungen mit niedriger Induktivität bieten.
Die Erfindung betrifft ein elektronisches Vielschichtbauteil gemäß Anspruch 1. Das Vielschichtbauteil enthält eine Vielzahl von ersten Elektrodenschichten, wobei jede erste Elektrodenschicht eine erste dielektrische Schicht mit einer ersten und einer zweiten durch vier Kanten begrenzten Oberfläche sowie eine erste leitfähige Schicht umfasst, die einen Abschnitt dieser ersten Oberfläche dieser ersten dielektrischen Schicht bedeckt und sich zumindest zu einem Abschnitt einer Kante dieser ersten dielektrischen Schicht erstreckt; eine Vielzahl von zweiten Elektrodenschichten, die alternierend mit dieser Vielzahl von ersten Elektrodenschichten gestapelt sind, wobei jede zweite Elektrodenschicht eine zweite dielektrische Schicht mit einer ersten und einer zweiten durch vier Kanten begrenzten Oberfläche sowie eine zweite leitfähige Schicht umfasst, die einen Abschnitt dieser ersten Oberfläche dieser zweiten dielektrischen Schicht bedeckt und sich zumindest zu einem Abschnitt einer Kante dieser zweiten dielektrischen Schicht erstreckt, wobei die zweite leitfähige Schicht als Spiegelbild der ersten leitfähigen Schicht geformt ist; eine erste leitfähige Anschlussschicht, die einen Abschnitt dieser mindestens einen Kante dieser ersten Elektrodenschicht bedeckt und diese erste leitfähige Schicht jeder aus dieser Vielzahl von ersten Elektrodenschichten elektrisch verbindet; und eine zweite leitfähige Anschlussschicht, die einen Abschnitt dieser mindestens einen Kante dieser zweiten Elektrodenschicht bedeckt und diese zweite leitfähige Schicht jeder aus dieser Vielzahl von zweiten Elektrodenschichten elektrisch verbindet. Hierbei überlappt ein Abschnitt jeder ersten leitfähigen Schicht dieser Vielzahl von ersten Elektrodenschichten, der sich zu der mindestens einen Kante der ersten dielektrischen Schicht erstreckt, in einer nicht kontaktierenden Weise entlang eines Überlappungsbereichs einen Abschnitt jeder zweiten leitfähigen Schicht der Vielzahl von zweiten Elektrodenschichten, der sich zu der mindestens einen Kante der zweiten dielektrischen Schicht erstreckt.
Im elektronischen Vielschichtbauelement gemäß Anspruch 1 sind diese erste leitfähige Anschlussschicht und diese zweite leitfähige Anschlussschicht so ausgeführt, dass sie einen Spalt dazwischen entlang eines Abschnitts dieser mindestens einen Kante sowohl dieser ersten als auch zweiten Elektrodenschichten bilden, wobei dieser Spalt eine Spaltbreite aufweist und wobei der Überlappungsbereich im Wesentlichen gleich groß ist wie die Spaltbreite, wodurch eine minimale Stromschleifenfläche von dieser ersten leitfähigen Anschlussschicht aus durch diese Vielzahl von ersten Elektrodenschichten und Vielzahl von zweiten Elektrodenschichten zu dieser zweiten leitfähigen Anschlussschicht gebildet wird.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein elektronisches Vielschichtbauteil gemäß Anspruch 8.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform des vorliegenden elektronischen Vielschichtbauteils ist eine Vielzahl von ersten Elektrodenschichten enthalten, wobei jede erste Elektrodenschicht umfasst: eine erste dielektrische Schicht mit einer ersten und einer zweiten durch vier Kanten begrenzten Oberfläche; eine erste leitfähige Schicht, die einen Abschnitt einer dieser ersten und zweiten Oberflächen dieser ersten dielektrischen Schicht bedeckt und sich zumindest zu einem Abschnitt einer Kante dieser ersten dielektrischen Schicht erstreckt; und eine zweite leitfähige Schicht, die einen Abschnitt einer dieser ersten und zweiten Oberflächen dieser ersten dielektrischen Schicht bedeckt und sich zumindest zu einem Abschnitt einer Kante dieser ersten dielektrischen Schicht erstreckt; und es sind eine Vielzahl von zweiten Elektrodenschichten enthalten, die alternierend mit dieser Vielzahl von ersten Elektrodenschichten gestapelt sind, wobei jede zweite Elektrodenschicht enthält: eine zweite dielektrische Schicht mit einer ersten und einer zweiten durch vier Kanten begrenzten Oberfläche; eine dritte leitfähige Schicht, die einen Abschnitt einer dieser ersten und zweiten Oberfläche dieser zweiten dielektrischen Schicht bedeckt und sich zumindest zu einem Abschnitt einer Kante dieser zweiten dielektrischen Schicht erstreckt; und eine vierte leitfähige Schicht, die einen Abschnitt einer dieser ersten und zweiten Oberflächen dieser zweiten dielektrischen Schicht bedeckt und sich zumindest zu einem Abschnitt dieser einen Kante dieser zweiten dielektrischen Schicht erstreckt; und es sind weiter enthalten eine erste leitfähige Anschlussschicht, die einen Abschnitt dieser mindestens einen Kante dieser Vielzahlen erster und zweiter Elektrodenschichten bedeckt und diese erste leitfähige Schicht jeder aus dieser Vielzahl von ersten Elektrodenschichten und diese vierte leitfähige Schicht dieser zweiten Elektrodenschicht verbindet; und eine zweite leitfähige Anschlussschicht, die einen Abschnitt dieser mindestens einen Kante dieser Vielzahlen erster und zweiter Elektrodenschichten bedeckt und diese zweite leitfähige Schicht jeder aus dieser Vielzahl von ersten Elektrodenschichten und dieser dritten leitfähigen Schicht dieser zweiten Elektrodenschicht verbindet.
In der vorstehenden beispielhaften Ausführungsform sind die erste leitfähige Anschlussschicht und die zweite leitfähige Anschlussschicht so ausgeführt, dass sie einen Spalt dazwischen entlang eines Abschnitts der mindestens einen Kante sowohl der ersten als auch zweiten Elektrodenschichten bilden, wodurch eine minimale Stromschleifenfläche von der ersten leitfähigen Anschlussschicht durch diese Vielzahl von ersten Elektrodenschichten und Vielzahl von zweiten Elektrodenschichten zu der zweiten leitfähigen Anschlussschicht gebildet wird.
Es versteht sich, dass der vorliegende Gegenstand gleichermaßen zugehörige Techniken betrifft. Die Erfindung betrifft insbesondere auch ein Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Vielschichtbauteils mit niedriger äquivalenter Serieninduktivität (ESL) gemäß Anspruch 11. Dieses Verfahren umfasst vorzugsweise das Erstellen einer Vielzahl von ersten Elektrodenschichten, wobei jede erste Elektrodenschicht eine erste dielektrische Schicht mit einer ersten und einer zweiten durch vier Kanten begrenzten Oberfläche sowie eine erste leitfähige Schicht umfasst, die einen Abschnitt einer dieser ersten oder zweiten Oberfläche dieser ersten dielektrischen Schicht bedeckt und sich zumindest zu einem Abschnitt einer Kante dieser ersten dielektrischen Schicht erstreckt; das Erstellen einer Vielzahl von zweiten Elektrodenschichten, wobei jede zweite Elektrodenschicht eine zweite dielektrische Schicht mit einer ersten und einer zweiten durch vier Kanten begrenzten Oberfläche sowie eine zweite leitfähige Schicht umfasst, die einen Abschnitt einer dieser ersten und zweiten Oberfläche dieser zweiten dielektrischen Schicht bedeckt und sich zumindest zu einem Abschnitt einer Kante dieser zweiten dielektrischen Schicht erstreckt, wobei die zweite leitfähige Schicht als Spiegelbild der ersten leitfähigen Schicht geformt ist und einen Abstand zu der ersten leitfähigen Schicht hat, wobei ein Abschnitt der zweiten leitfähigen Schicht entlang mindestens des besagten Abschnitts einer Kante der zweiten dielektrischen Schicht einen Abschnitt der ersten leitfähigen Schicht entlang mindestens des besagten Abschnitts einer Kante der ersten dielektrischen Schicht entlang eines Überlappungsbereichs überlappt; das Stapeln der ersten und zweiten Vielzahl von Elektrodenschichten in jeweils alternierenden Schichten entlang einer Stapelrichtung; das Erstellen einer ersten leitfähigen Anschlussschicht, die jeweils die ersten leitfähigen Schichten dieser Vielzahl von ersten Elektrodenschichten elektrisch verbindet; das Erstellen einer zweiten leitfähigen Anschlussschicht, die jeweils diese zweiten leitfähigen Schichten jeder aus dieser Vielzahl von zweiten Elektrodenschichten elektrisch verbindet; und das Ausführen der ersten und zweiten leitfähigen Anschlussschicht so, dass sie einen Spalt dazwischen entlang eines Abschnitts dieser mindestens einen Kante sowohl dieser ersten als auch dieser zweiten Elektrodenschichten bilden, wobei dieser Spalt mit dem besagten Überlappungsbereich in der besagten Stapelrichtung ausgerichtet ist.
Es versteht sich, dass noch weitere vorliegende Verfahren zusätzliche Schritte oder Aspekte enthalten können. Zum Beispiel kann ein beispielhaftes vorliegendes Verfahren mit Bezug auf den oben erwähnten Ausführungsschritt zusätzlich das Ausführen der ersten und zweiten leitfähigen Anschlussschicht in einer Weise umfassen, dass mehrere durch Spalte getrennte verschränkte Finger über einer Fläche gebildet werden, die aus dem Stapel von Elektrodenschichten gebildet wird, indem diese eine Kante jeder der gestapelten ersten und zweiten Vielzahl von Elektrodenschichten erfasst wird. In noch zusätzlichen vorliegenden beispielhaften Techniken kann der vorliegende Gegenstand das Maskieren eines Abschnitts der verschränkten Finger vor den jeweiligen Schritten des Erstellens der ersten und zweiten leitfähigen Anschlussschicht umfassen, sodass diese Maskierung das Kurzschließen der verschränkten Finger während der jeweiligen Schritte des Erstellens der ersten und zweiten leitfähigen Anschlussschicht verhindert.
Die Vorteile niedriger Induktivität bestimmter der vorliegenden Ausführungsformen werden teilweise durch die Ausführung interner Elektroden und peripherer Anschlussflächen verwirklicht. Es können verschieden ausgewählte Elektrodenausführungen verwendet und innerhalb eines Vielschichtkondensators in einer Montageposition so ausgerichtet werden, dass die Elektroden im Wesentlichen senkrecht zur Montagefläche stehen. Diese „vertikalen Elektroden“ erstrecken sich zur Peripherie des Kondensators und liegen an ihr entlang frei, wo die Anschlussflächen daran angeformt werden. Anschlüsse können zum Beispiel durch verschiedene stromlose oder elektrolytische Beschichtungstechniken geformt werden, wie sie hierin dargelegt werden. Die freiliegenden Abschnitte der vertikalen Elektroden und die entsprechenden Anschlussflächen sind so geformt, dass ein enger und kontrollierter Abstand zwischen den Anschlussflächen festgelegt wird, der die Stromschleifenfläche und damit die Induktivität des Bauteils verringern soll. Dieser Spalt kann so geformt sein, dass er in einigen beispielhaften Ausführungsformen zwischen ungefähr 100 und 400 µm beträgt. Das Freiliegen der Elektroden und die entsprechenden Anschlüsse können auch an „Enden“ des Kondensators angeordnet sein, um die elektrische Prüfung zu ermöglichen oder Größe und Form der Lötkehlen zu steuern.
Ein weiterer Vorteil aus der vorliegend dargelegten Technik betrifft die erleichterte Anbringung, die durch die besonders ausgeführten Stellen der Anschlussflächen ermöglicht wird. Ball Grid Array-Technik (BGA, Kugelgitteranordnung) ist nicht erforderlich; daher können die Anschlussflächen direkt auf Leiterplattenpads (entsprechend der Land Grid Array-Technik (LGA, Flächenrasteranordnung)) gelötet werden, und es werden keine Lotperlen benötigt.
Noch weitere Vorteile entsprechen der Flexibilität bei den verfügbaren Ausführungsoptionen für die Kondensatoren gemäß dem Gegenstand. Verschiedene Elektrodenkonfigurationen mit Anschlüssen an einer oder mehreren Flächen des Bauteils können verwendet werden. Es können Bauteile mit zwei Anschlüssen geformt werden, ebenso wie Bauteile mit mehreren Anschlüssen auf einer gegebenen Montagefläche des Bauteils. Es können auch Anschlüsse auf der Fläche gegenüber der Montagefläche geformt werden und ein Spiegelbild, ein umgekehrtes Spiegelbild oder eine andere Form bezüglich der Unterfläche darstellen.
Verschiedene zusätzliche Ziele und Vorteile werden durch vorliegende Ausführungsformen bereitgestellt, die an den vorliegenden beispielhaften Merkmalen festhalten, dass die Stromschleifenfläche minimiert werden sollte a) durch Minimieren des Spalts zwischen den internen Elektrodennasen gegensätzlicher Polarität, b) durch Anpassen des externen Anschlusses an die freiliegenden Nasen, die diesen Spalt begrenzen, und c) durch Minimieren der „Höhe“ der unteren Deckschicht, und die Spannweite der Stromschleife (die Richtung senkrecht zum Stromfluss) sollte maximiert werden, was zu bestimmten vorliegenden Ausführungsvariationen beiträgt, wie etwa ein vorliegendes LGA mit mehreren Anschlüssen und die vorliegenden Verschachtelungsmerkmale.
Zusätzliche Ziele und Vorteile des vorliegenden Gegenstands werden hierin in der detaillierten Beschreibung dargelegt oder sind jemandem mit gewöhnlichem Fachwissen daraus ersichtlich. Dabei ist weiterhin durch jemandem mit gewöhnlichem Fachwissen zu beachten, dass Änderungen und Abwandlungen an dessen spezifisch dargestellten, herangezogenen und diskutierten Merkmalen in verschiedenen Ausführungsformen und Anwendungen der dargelegten Technik mit Bezug darauf praktiziert werden können, ohne von deren Sinn und Umfang abzuweichen. Zu solchen Abwandlungen können Ersetzen der gezeigten, bezogenen oder diskutierten Mittel und Merkmale oder Materialien durch äquivalente oder die funktionelle oder einsatzmäßige Umkehr oder die der Position von verschiedenen Teilen, Merkmalen oder Ähnlichem gehören, sind jedoch nicht beschränkt darauf.
Noch weiter versteht sich, dass verschiedene Ausführungsformen, ebenso wie verschiedene im Vorliegenden bevorzugte Ausführungsformen dieses Gegenstands verschiedene Kombinationen oder Ausführungen vorliegend dargelegter Merkmale oder Elemente oder ihrer Äquivalente enthalten können (einschließlich Kombinationen von Merkmalen oder Ausführungen davon, die nicht ausdrücklich in den Figuren gezeigt oder in der detaillierten Beschreibung festgestellt wurden). Jemand mit gewöhnlichem Fachwissen versteht die Merkmale und Aspekte dieser und anderer Ausführungsformen besser nach Durchsicht des Rests der Spezifikation.
KURZE BESCHREIBUNG DER VERSCHIEDENEN ANSICHTEN DER ZEICHNUNGEN
Eine vollständige und erhellende Beschreibung des vorliegenden Gegenstands einschließlich dessen bester Form, die sich an jemanden mit gewöhnlichem Fachwissen richtet, wird in der Spezifikation gegeben, die sich auf die beigefügten Figuren - von denen lediglich die 35-37 erfindungsgemäße Ausführungsformen darstellen - bezieht, in denen:

1 Aspekte einer Stromschleife für eine erste bekannte (d.h. dem Stand der Technik entsprechende) beispielhafte Kondensatorausführung darstellt;
2 Aspekte einer Stromschleife für eine zweite bekannte (d.h. dem Stand der Technik entsprechende) beispielhafte Kondensatorausführung darstellt;
3 (nicht erfindungsgemäß) Eine grafische Darstellung eines allgemeinen Induktivitätsverlaufs für Chipkondensatoren mit niedriger Induktivität bietet, wobei insbesondere die konzentrierten ESL-Werte über der Aufhebungsschleifenbreite für mehrere beispielhafte Kondensatorausführungsformen unterschiedlicher Größen aufgetragen sind;
4 (nicht erfindungsgemäß) Aspekte einer Stromschleife für eine beispielhafte Kondensatorausführung mit horizontalen Elektroden entsprechend der vorliegend dargelegten Technik darstellt;
5 (nicht erfindungsgemäß) Aspekte einer Stromschleife für eine beispielhafte Kondensatorausführung mit vertikalen Elektroden entsprechend der vorliegend dargelegten Technik darstellt;
6 (nicht erfindungsgemäß) Eine allgemein perspektivische Ansicht eines Montagesubstrats und einer beispielhaften Kondensatorausführung entsprechend dem vorliegenden Gegenstand jeweils in Position vor und nach der Montage des Bauteils bietet;
7A (nicht erfindungsgemäß) Eine allgemein perspektivische Ansicht einer beispielhaften Kondensatorausführung entsprechend Aspekten der vorliegend dargelegten Technik bietet, wobei die Ausführung zwei Montageanschlüsse mit breiter Freilegung besitzt;
7B (nicht erfindungsgemäß) Eine allgemein perspektivische Ansicht einer beispielhaften Kondensatorausführung entsprechend Aspekten der vorliegend dargelegten Technik bietet, wobei die Ausführung zwei Montageanschlüsse mit Anschlussflächen besitzt, die sich von einer Montagefläche zu angrenzenden Seitenflächen des Kondensators erstrecken;
7C (nicht erfindungsgemäß) Eine allgemein perspektivische Ansicht einer beispielhaften Kondensatorausführung entsprechend Aspekten der vorliegend dargelegten Technik bietet, wobei die Ausführung vier Montageanschlüsse besitzt;
7D (nicht erfindungsgemäß) Eine allgemein perspektivische Ansicht einer beispielhaften Kondensatorausführung entsprechend Aspekten der vorliegend dargelegten Technik bietet, wobei die Ausführung zwei Montageanschlüsse mit enger Freilegung besitzt;
8A bzw. 8B (nicht erfindungsgemäß) Aspekte der Lötung beispielhafter Kondensatorausführungen gemäß dem vorliegenden Gegenstand bezüglich eines Montagesubstrats darstellen;
9A (nicht erfindungsgemäß) Eine allgemein perspektivische Ansicht einer beispielhaften Kondensatorausführung entsprechend Aspekten der vorliegend dargelegten Technik bietet, wobei die Ausführung zwei Montageanschlüsse und seitliche Anschlüsse mit enger Freilegung besitzt;
9B (nicht erfindungsgemäß) Eine allgemein perspektivische Ansicht einer beispielhaften Kondensatorausführung entsprechend Aspekten der vorliegend dargelegten Technik bietet, wobei die Ausführung zwei Montageanschlüsse und seitliche Anschlüsse mit breiter Freilegung besitzt;
10 (nicht erfindungsgemäß) Eine kopfstehende perspektivische Ansicht einer beispielhaften Kondensatorausführung entsprechend Aspekten des vorliegenden Gegenstands bietet, die sechs Montageanschlüsse besitzt;
11A und 11B (nicht erfindungsgemäß) Draufsichten eines ersten Beispiels der Elektrode der ersten bzw. zweiten Polarität zur Verwendung in einer Kondensatorausführung der vorliegenden Technik bieten;
12A und 12B (nicht erfindungsgemäß) Draufsichten eines zweiten Beispiels der Elektrode der ersten bzw. zweiten Polarität zur Verwendung in einer Kondensatorausführung der vorliegenden Technik bieten;
13A und 13B (nicht erfindungsgemäß) Draufsichten eines dritten Beispiels der Elektrode der ersten bzw. zweiten Polarität zur Verwendung in einer Kondensatorausführung der vorliegenden Technik bieten;
13C (nicht erfindungsgemäß) eine Seitenansicht eines mit Anschlüssen versehenen Kondensators bietet, der die beispielhaften Elektroden aus den 13A und 13B enthält;
14A und 14B (nicht erfindungsgemäß) Draufsichten eines vierten Beispiels der Elektrode der ersten bzw. zweiten Polarität zur Verwendung in einer Kondensatorausführung der vorliegenden Technik bieten;
14C (nicht erfindungsgemäß) eine Seitenansicht eines mit Anschlüssen versehenen Kondensators bietet, der die beispielhaften Elektroden aus den 14A und 14B enthält;
15A und 15B (nicht erfindungsgemäß) Draufsichten eines fünften Beispiels der Elektrode der ersten bzw. zweiten Polarität zur Verwendung in einer Kondensatorausführung der vorliegenden Technik bieten;
15C (nicht erfindungsgemäß) eine Seitenansicht eines mit Anschlüssen versehenen Kondensators bietet, der die beispielhaften Elektroden aus den 15A und 15B enthält;
16A und 16B (nicht erfindungsgemäß) Draufsichten eines sechsten Beispiels der Elektrode der ersten bzw. zweiten Polarität zur Verwendung in einer Kondensatorausführung der vorliegenden Technik bieten;
16C (nicht erfindungsgemäß) eine Seitenansicht eines mit Anschlüssen versehenen Kondensators bietet, der die beispielhaften Elektroden aus den 16A und 16B enthält;
17A und 17B (nicht erfindungsgemäß) Draufsichten eines siebenten Beispiels der Elektrode der ersten bzw. zweiten Polarität zur Verwendung in einer Kondensatorausführung der vorliegenden Technik bieten;
17C (nicht erfindungsgemäß) eine Seitenansicht eines mit Anschlüssen versehenen Kondensators bietet, der die beispielhaften Elektroden aus den 17A und 17B enthält;
18A und 18B (nicht erfindungsgemäß) Draufsichten eines achten Beispiels der Elektrode der ersten bzw. zweiten Polarität zur Verwendung in einer Kondensatorausführung der vorliegenden Technik bieten;
18C (nicht erfindungsgemäß) eine Seitenansicht eines mit Anschlüssen versehenen Kondensators bietet, der die beispielhaften Elektroden aus den 18A und 18B enthält;
19A und 19B (nicht erfindungsgemäß) Draufsichten eines neunten Beispiels der Elektrode der ersten bzw. zweiten Polarität zur Verwendung in einer Kondensatorausführung der vorliegenden Technik bieten;
19C (nicht erfindungsgemäß) eine Seitenansicht eines mit Anschlüssen versehenen Kondensators bietet, der die beispielhaften Elektroden aus den 19A und 19B enthält;
20A und 20B (nicht erfindungsgemäß) obere bzw. untere Ansicht einander gegenüberstehender Montageflächen einer Kondensatorausführung der vorliegenden Technik bieten, die ein zehntes Beispiel der Elektroden der ersten bzw. zweiten Polarität enthält, wie derjenigen, die in den jeweiligen Draufsichten der 20C bzw. 20D dargestellt sind;
20E (nicht erfindungsgemäß) eine Seitenansicht eines mit Anschlüssen versehenen Kondensators bietet, wie er in 20A und 20B dargestellt ist, wenn er an ein anderes elektronisches Bauteil montiert ist;
21A und 21 B (nicht erfindungsgemäß) obere bzw. untere Ansicht einander gegenüberstehender Montageflächen einer Kondensatorausführung der vorliegenden Technik bieten, die ein elftes Beispiel der Elektroden der ersten bzw. zweiten Polarität enthält, wie derjenigen, die in den jeweiligen Draufsichten der 21 C-21 H dargestellt sind;
Figur 211 (nicht erfindungsgemäß) eine Seitenansicht eines mit Anschlüssen versehenen Kondensators bietet, wie er in 21A und 21 B dargestellt ist, wenn er an ein anderes elektronisches Bauteil montiert ist;
22A und 22B (nicht erfindungsgemäß) obere bzw. untere Ansicht einander gegenüberstehender Montageflächen einer Kondensatorausführung der vorliegenden Technik bieten, die ein zwölftes Beispiel der Elektroden der ersten bzw. zweiten Polarität enthält, wie derjenigen, die in den jeweiligen Draufsichten der 22C-22H dargestellt sind;
23E und 23F (nicht erfindungsgemäß) Ansichten einer Montagefläche bzw. Seitenfläche einer Kondensatorausführung der vorliegenden Technik bieten, die ein dreizehntes Beispiel der Elektroden der ersten bzw. zweiten Polarität enthält, wie derjenigen, die in den jeweiligen Draufsichten der 23A-23D dargestellt sind;
24E und 24F (nicht erfindungsgemäß) Ansichten einer Montagefläche bzw. Seitenfläche einer Kondensatorausführung der vorliegenden Technik bieten, die ein vierzehntes Beispiel der Elektroden der ersten bzw. zweiten Polarität enthält, wie derjenigen, die in den jeweiligen Draufsichten der 24A-24D bzw. dargestellt sind;
25 (nicht erfindungsgemäß) eine grafische Darstellung von gemessenen und modellierten Induktivitätswerten über der Frequenz für eine 0805-Kondensatorausführung für Land Grid Array gemäß dem vorliegenden Gegenstand bietet;
26 (nicht erfindungsgemäß) eine grafische Darstellung der Impedanz über der Frequenz für einen 0508-Kondensator nach dem Stand der Technik und zwei verschiedene gemäß Aspekten des vorliegenden Gegenstands konstruierte 0805-Kondensatoren bietet;
27A und 27B (nicht erfindungsgemäß) die erste bzw. zweite Elektrodenschicht illustrieren, wie sie gestapelt werden können, um eine Ausführungsform des vorliegenden Gegenstands zu erstellen, die ein elektrisch potentialfreies Ankernasenmerkmal enthält;
27C (nicht erfindungsgemäß) in einer Explosionsansicht einen Stapel von Elektroden illustriert, die abwechselnd den in 27A und 27B dargestellten entsprechen;
27D (nicht erfindungsgemäß) eine perspektivische Ansicht eines teilweise zusammengebauten Kondensators entsprechend der ersten Ausführungsform mit dem Merkmal Ankernasen gemäß dem vorliegenden Gegenstand vor dem Anbringen der Anschlüsse ist und die alternierenden Elektrodenschichten darstellt;
28A und 28C (nicht erfindungsgemäß) die erste bzw. zweite Elektrodenschicht illustrieren, wie sie gestapelt werden können, um eine weitere Ausführungsform des vorliegenden Gegenstands zu erstellen, die ein Merkmal mit elektrisch potentialfreien Ankernasen aufweist;
28B (nicht erfindungsgemäß) eine Isolierschicht mit Ankernasenschichten illustriert, die zwischen den in 28A und 28C dargestellten Elektroden gestapelt werden kann;
28D (nicht erfindungsgemäß) in einer Explosionsansicht einen Stapel von Elektroden und Isolierschichten illustriert, die den in 28A, 28B und 28C dargestellten entsprechen;
28E (nicht erfindungsgemäß) eine perspektivische Ansicht eines teilweise zusammengebauten Kondensators entsprechend der zweiten Ausführungsform mit dem Merkmal Ankernasen gemäß dem vorliegenden Gegenstand vor dem Anbringen der Anschlüsse ist und die vorliegenden alternierenden Elektrodenschichten darstellt;
29A und 29C (nicht erfindungsgemäß) die erste bzw. zweite Elektrodenschicht illustrieren, wie sie gestapelt werden können, um noch eine weitere Ausführung des vorliegenden Gegenstands zu erstellen, die ein Merkmal elektrisch potentialfreier Ankernasen aufweist;
29B (nicht erfindungsgemäß) eine Isolierschicht mit U-förmigen Ankernasenschichten illustriert, die zwischen den in 29A und 29C dargestellten Elektroden gestapelt werden kann;
29D (nicht erfindungsgemäß) in einer Explosionsansicht einen Stapel von Elektroden und Isolierschichten illustriert, die den in 29A, 29B und 29C dargestellten entsprechen;
29E (nicht erfindungsgemäß) eine perspektivische Ansicht eines teilweise zusammengebauten Kondensators entsprechend der dritten Ausführungsform mit dem Merkmal Ankernasen gemäß dem vorliegenden Gegenstand vor dem Anbringen der Anschlüsse ist und die alternierenden Elektrodenschichten darstellt;
30A bis 30C, 30D bis 30F und 30G bis 301 (nicht erfindungsgemäß) jeweils perspektivische Ansichten der in 27 bis 29 illustrierten Ausführungsformen darstellen und Beschichtungsabfolgen für die verschiedenen Ankernasenausführungen zeigen;
31A bis 31C, 31D bis 31F und 31G bis 31I (nicht erfindungsgemäß) jeweils perspektivische Ansichten der in 27 bis 29 dargestellten Ausführungsformen illustrieren, einschließlich eines optionalen Maskierungsschritts, der mit den Beschichtungsabfolgen für die verschiedenen Ankernasenausführungen verwendet werden kann;
32 (nicht erfindungsgemäß) einen grafischen Vergleich der allgemeinen Induktivitätsverläufe für Keramikvielschicht-Chipkondensatorbauteile (MLCC) mit niedriger Induktivität darstellt, sowie insbesondere konzentrierte ESL-Werte, die über der Aufhebungsschleifenbreite für mehrere beispielhafte LGA-Kondensatorausführungen unterschiedlicher Größen gemäß der vorliegenden Technik aufgetragen sind;
33 (nicht erfindungsgemäß) gemessene ESL-Werte über Aufhebungsspannweite für eine Reihe von beispielhaften LGA-Bauteilen mit konstantem Anschlussspaltabstand grafisch darstellt;
34 (nicht erfindungsgemäß) konzentrierte ESL-Werte über verschiedenen Kondensatorstrukturen nach dem Stand der Technik im Vergleich zu dem des vorliegenden Gegenstands grafisch darstellt;
35a-35e (erfindungsgemäß) jeweils die erste, zweite und dritte Elektrodenschicht illustrieren, wie sie gestapelt werden können, um noch eine weitere Ausführung des vorliegenden Gegenstands zu erstellen, die ein elektrisch potentialfreies Ankernasenmerkmal aufweist;
36a-36e (nicht erfindungsgemäß) jeweils die erste, zweite und dritte Elektrodenschicht illustrieren, wie sie gestapelt werden können, um noch eine weitere Ausführung des vorliegenden Gegenstands zu erstellen; und
37a-37g (erfindungsgemäß) jeweils die erste und zweite Elektrodenschicht illustrieren, wie sie gestapelt werden können, um noch eine weitere Ausführung des vorliegenden Gegenstands zu erstellen, die ein Merkmal mit überlappenden Elektroden enthält.

Wiederholte Verwendung von Bezugszeichen in der gesamten vorliegenden Spezifikation und den angefügten Zeichnungen soll dieselben oder analoge Merkmale oder Elemente des vorliegenden Gegenstands repräsentieren.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Der vorliegende Gegenstand richtet sich auf eine verbesserte Bauelementeausführung für Entkoppelkondensatoren, die selektiv Anschlussspalte mit engen Abständen und/oder vertikal ausgerichtete Elektroden enthält, um Teile mit relativ niedriger Induktivität und niedrigem ESR zu erzeugen.
Wie oben im Abschnitt Hintergrund der Erfindung angeführt, richteten sich viele bekannte Systeme und Verfahren auf die Erstellung von elektronischen Vielschichtbauteilen, die durch niedrige Induktivität und/oder niedrige ESR-Werte gekennzeichnet sind. Zu Beispielen solcher bekannten Techniken gehören Bauteile, die einen oder mehrere Anschlüsse mit umgekehrter Geometrie, verschränkte Kondensatorelektroden oder Ball Grid Arrays mit alternierendem Stromfluss in benachbarten Elektroden enthalten. Im Mittelpunkt der zuvor erwähnten Ansätze steht das Ziel, die Fläche der zwischen dem Kondensator und seiner Montagestelle gebildeten stromführenden Schleife zu minimieren. Angenommen, eine Montagestelle entspricht einer herkömmlichen Leiterplatte, so wird eine solche stromführende Schleife teilweise durch die folgenden jeweiligen Merkmale gebildet: die der Leiterplatte am nächsten gelegenen internen Elektroden, die dem Kondensator am nächsten gelegenen Versorgungsebenen der Leiterplatte, den Anschluss des Kondensators und die Durchkontaktierungen zwischen den Lötpads und den Versorgungsebenen der Leiterplatte.
Die 1 bzw. 2 illustrieren Aspekte einer solchen stromführenden Schleife für zwei beispielhafte Kondensatoren nach dem Stand der Technik, die auf die jeweiligen Leiterplatten montiert sind. Ein erster Kondensator 10 nach dem Stand der Technik, wie er in 1 dargestellt ist, entspricht einem Vielschichtbauteil, das mehrere erste Elektroden 12 und zweite Elektroden 14 enthält, die innerhalb eines Körpers aus dielektrischem Material 16 angeordnet sind. Jede erste Elektrode 12 ist mit einer zweiten Elektrode 14 entgegengesetzter Polarität gepaart, um einander gegenüberstehende Kondensatorplatten zu bilden. Zwei Dickfilm-Anschlussstreifen 18 sind an beiden Seiten des Kondensators 10 geformt, um jeweils die vielfachen Elektroden derselben Polarität zu verbinden und jeweils periphere Stellen zur Montage des Bauteils bereitzustellen. Abschnitte der Anschlüsse 18 sind mit Lötpads 20 gekoppelt, die auf einer Leiterplatte 22 geformt sind. (Dabei ist zu beachten, dass in 1 und anderen Figuren, die eine Verbindung zwischen einem Chipbauteil und einer Leiterplatte darstellen, zur besseren Illustration nur ein Abschnitt dieser Leiterplatte gezeigt wird.) Durchkontaktierungen 24 im Inneren der Leiterplatte 22 verbinden Lötpads 20 mit den zur Leiterplatte 22 gehörenden Versorgungsebenen 26.
Noch mit Bezug auf 1 ist die Stromschleife in einer solchen beispielhaften Ausführung durch die gepunktete Linie 28 dargestellt, die von der zweiten, der Leiterplatte 22 nächstgelegenen Elektrode 14 durch die der Leiterplatte 22 nächstgelegene erste Elektrode 12, durch die Durchkontaktierungen 24 der Leiterplatte und durch die Versorgungsebenen 26 fließt, die zwischen Durchkontaktierungen 24 verlaufen. Die durch die zweidimensionale Ansicht der Stromschleife 28 in 1 festgelegte Fläche ist die Stromschleifenfläche.
Ein Ziel gemäß Aspekten des vorliegenden Gegenstands ist es, diese Stromschleifenfläche so weit wie möglich zu reduzieren, die eine Funktion sowohl der Länge als auch der Breite dieser Stromschleife ist. Ein zugehöriger Aspekt der Stromschleife, der auch zur Gesamtinduktivität des Bauteils beiträgt, wird hierin als „Spannweite“ der Stromschleife bezeichnet. Strom fließt nicht in einer zweidimensionalen Linie, wie es durch die Stromschleife 28 von 1 und anderen folgenden Figuren dargestellt wird. Die Stromschleife dehnt sich über eine dritte Dimension des Kondensators senkrecht zum Stromfluss aus. Zum Beispiel erstreckt sich die Spannweite der Stromschleife in 1 von der Vorder- zur Rückseite des Kondensators (eine Richtung senkrecht zu der in 1 gezeigten Ebene). Während es vorteilhaft ist, die Fläche der Stromschleife zu reduzieren, kann es vorteilhaft sein, die Spannweite der Stromschleife zu erhöhen oder zu maximieren. Kondensatoren, die mit den vorliegend dargelegten Merkmalen erstellt sind und selektiv vertikale Elektroden und/oder erweiterte Anschlussflächen enthalten, sind allgemein dadurch gekennzeichnet, dass sie eine niedrigere ESL im Verhältnis zur Spannweite der Stromschleife haben, verglichen mit anderen bekannten Kondensatorausführungen.
Mit Bezugnahme auf 2 enthält eine beispielhafte Kondensatorausführung 10' nach dem Stand der Technik erste Elektroden 12 und zweite Elektroden 14, die in einem Körper aus dielelektrischem Material 16 untergebracht sind, ähnlich der Anordnung von 1. Periphere Anschlüsse 18' sind auch vorgesehen, um jeweils mehrere interne Elektroden derselben Polarität zu verbinden. Verglichen mit den Anschlüssen 18 von 1 erstrecken sich die Anschlüsse 18' von 2 weiter entlang der oberen und unteren Flächen des Kondensators 10', um an die Durchkontaktierungen 24' der Leiterplatte zu gelangen, die einen engeren Abstand zueinander haben als die Durchkontaktierungen 24 von 1. Die Anschlüsse 18' von 2 bilden erweiterte Anschlussflächen, die, gekoppelt mit dem kürzeren Abstand der Durchkontaktierungen 24', dazu beitragen, die durch die Stromschleife 28' gebildete Fläche im Vergleich zu derjenigen der 1 zu verringern.
Eine entsprechende Illustration darüber, wie sich die Stromschleifenfläche in einem Kondensator auf die Gesamtinduktivität dieser Bauteile auswirkt, findet man in der Grafik von 3. Die Kurve in 3 zeigt einen Induktivitätsverlauf, bei dem die konzentrierte ESL in Picohenry (pH) über der Breite der Stromschleifenfläche in Millimetern (mm) aufgetragen ist. Der Datenpunkt 32 entspricht dem gemessenen ESL-Wert für einen Kondensatorchip mit der Gehäusegröße 0102. Bekanntlich beruht eine Gehäusegröße „xxyy“ auf einer von der EIA (Electronic Industries Association) entwickelten Bezugsnorm zur Bezeichnung eines Chipbauteils, das Maße von ungefähr 0,xx mal 0,yy Zoll hat. Daher hat zum Beispiel ein 0102-Chip Längen- und Breitenmaße von 0,01 Zoll mal 0,02 Zoll (0,254 mal 0,508 mm). Das Breitenmaß (in 3 als Aufhebungsschleifenbreite bezeichnet) trägt direkt zur bereits diskutierten Stromschleifenfläche bei. Ein 0102-Chip hat eine Aufhebungsschleifenbreite von etwa 0,25 mm. Dieses Breitenmaß erhöht sich bei Kondensatoren mit größeren Gehäusemaßen und vergrößert daher die Gesamt-ESL-Werte, wie in 3 illustriert. Der Datenpunkt 34 entspricht dem vorhergesagten ESL-Wert für einen 0204-Chip (der eine Aufhebungsschleifenbreite von 0,51 mm hat). Die Datenpunkte 36, 38 und 40 entsprechen den Messwerten für 0306-, 0508- bzw. 0612-Chips (die Aufhebungsschleifenbreiten von etwa 0,76 mm, 1,27 mm bzw. 1,52 mm haben).
Verschiedene Ausführungsformen gemäß Aspekten des vorliegenden Gegenstands werden jetzt bezüglich ihrer Reduktion der Fläche der stromführenden Schleife diskutiert werden. 4 stellt eine Kondensatorausführung 42 dar, die viele ähnliche Merkmale wie der in 2 illustrierte Kondensator 10' aufweist. Es werden gleiche Bezugszahlen verwendet, um diese Merkmale zu bezeichnen. Eine Vielzahl von ersten Elektroden 12 und zweiten Elektroden 14 ist alternierend in einer verschachtelten Anordnung mit einer Vielzahl von dielektrischen Schichten 16 gestapelt und bildet eine Vielschichtanordnung, die durch eine obere und eine untere Fläche gekennzeichnet ist, von denen eine zu Beschreibungszwecken als Montagefläche angesehen wird (durch die Bezugszahl 46 bezeichnet). Eine erste und eine zweite Durchkontaktierung 44a und 44b sind durch die Montagefläche des Kondensators 42 hindurch geformt, beispielsweise durch Verwendung von Laserabtragung, um Öffnungen im Bauteil zu erzeugen, gefolgt von einem Schritt zur Auftragung von leitfähigem Material in den Öffnungen. Eine erste Durchkontaktierung 44a wird durch die dielektrische Deckschicht hindurch, die bezüglich der Montagefläche 46 angebracht ist, in einer Weise geformt, dass die Durchkontaktierung 44a in direktem Kontakt mit der untersten ersten, der Montagefläche 46 nächsten, Elektrode 12 eingebracht wird. Die Durchkontaktierung 44b wird durch dieselbe dielektrische Deckschicht und durch eine innerhalb der untersten ersten Elektrode 12 geformte Öffnung hindurch ausgebildet, bis die Durchkontaktierung 44b in direktem Kontakt mit der untersten zweiten Elektrode 14 steht. Dann werden Anschlüsse 18' entlang der Peripherie des Bauteils geformt, sodass ein Anschluss in elektrischer Verbindung mit jeder ersten Elektrode 12 und der Durchkontaktierung 44a sowie ein Anschluss in elektrischer Verbindung mit jeder zweiten Elektrode 14 und der Durchkontaktierung 44b steht. Die Anschlüsse 18' bieten auch Anschlussflächen zur Montage des Kondensators 42 auf Lötpads 20' auf der Leiterplatte 22. Die Durchkontaktierungen 44a und 44b haben allgemein einen Abstand voneinander, der im Wesentlichen gleich dem Spalt zwischen den Anschlussflächen 18' ist. Dieser Abstand kann auch dem Spalt zwischen den Lötpads 20' und dem Abstand zwischen den Durchkontaktierungen 24' in der Leiterplatte entsprechen. Wie in 4 illustriert, umschreibt die Stromschleife 48, die zu der auf der Leiterplatte 22 montierten Kondensatorausführung 42 gehört, eine viel kleinere Fläche als die beiden Kondensatorausführungen nach dem Stand der Technik in den 1 und 2.
Mit Bezug auf eine weitere Ausführungsform der vorliegend dargelegten Technik stellt 5 eine beispielhafte Kondensatorausführung 50 dar, die eine alternierend mit einer Vielzahl von dielektrischen Schichten gestapelte Vielzahl von ersten Elektroden 52 und zweiten Elektroden 54 enthält. Jede erste Elektrode 52 ist mit einer der zweiten Elektroden 54 gepaart, um einander gegenüberstehende Kondensatorplatten zu bilden. 5 stellt eine erste Elektrode 52 und eine zweite Elektrode 54 dar, die einander überlagern, aber eine Draufsicht dieser voneinander isolierten Elektroden ist in den 11 A und 11 B zu sehen.
32 stellt einen grafischen Vergleich der allgemeinen Induktivitätsverläufe für Keramikvielschicht-Chipkondensatorbauteile (MLCC) mit niedriger Induktivität bereit, dargestellt durch die Datenkurve 3210, und insbesondere sind konzentrierte ESL-Werte über der Aufhebungsschleifenbreite für mehrere beispielhafte LGA-Kondensatorausführungen unterschiedlicher Größen gemäß der vorliegenden Technik aufgetragen, dargestellt durch die Datenkurve 3220 in der Grafik. Die Datenkurve 3210 zeigt, dass die ESL bei herkömmlichen 1206-Vielschichtkondensatoren, wie sie zum Beispiel in den 1 und 2 für den Stand der Technik dargestellt sind, im Wesentlichen konstant zwischen ungefähr 300 und 350 pH liegt, unabhängig vom Abstand zwischen den Anschlüssen. Gemäß der vorliegenden Technik zeigt jedoch eine nach dem vorliegenden Gegenstand konstruierte LGA-Ausführung, wie sie zum Beispiel in 5 dargestellt ist, eine beträchtliche Verringerung bei der ESL, da sich der Abstand zwischen den Anschlüssen und zugehörigen internen Nasen verringert, die zu den Anschlüssen führen. Diese Verringerung bei der ESL wird durch die Datenkurve 3220 illustriert.
Weiter illustriert 33 grafisch die gemessenen ESL-Werte über der Aufhebungsspannweite für eine Reihe von beispielhaften LGA-Bauteilen mit konstantem Anschlussspaltabstand. Die Datenkurve 3310 illustriert, dass die ESL für LGA-Kondensatoren, die gemäß dem vorliegenden Gegenstand konstruiert sind, durch Erhöhen der Gesamtspannweite der Aufhebungsschleife, das heißt, in der Richtung des Anschlusses senkrecht zum Stromfluss, reduziert werden kann. 33 stellt gemessene ESL-Werte grafisch für eine Anzahl von Bauteilformen im Bereich von „0204“ bis „1206“ dar und illustriert die Änderung der ESL bei Beibehaltung eines konstanten Anschlussspaltabstands. 34 stellt konzentrierte ESL-Werte über verschiedenen Kondensatorstrukturen nach dem Stand der Technik im Vergleich zu demjenigen des vorliegenden Gegenstands grafisch dar. Insbesondere kann ein gemäß dem vorliegenden Gegenstand konstruiertes LGA-Bauteil erheblich weniger konzentrierte äquivalente Serieninduktivität (ESL) aufweisen als zuvor verwendete und bekannte Ausführungen.
11A illustriert eine beispielhafte erste Elektrode 52, die auf einem Blatt dielektrischen Materials 56 aufgebracht ist, während 11 B eine beispielhafte zweite Elektrode 54 illustriert, die auf einem Blatt dielektrischen Materials 56 aufgebracht ist. Die Elektroden 52 und 54 sind allgemein L-förmig und gekennzeichnet durch die Hauptteile 62a bzw. 62b und die Erweiterungs- oder Nasenabschnitte 64a bzw. 64b. Zu beispielhaften Materialien für Elektrodenschichten 52 und 54 gehören Platin, Nickel, Kupfer, eine Palladium-Silberlegierung oder andere geeignete leitfähige Substanzen. Das dielektrische Material 56 kann Bariumtitanat, Zinkoxid, Aluminiumoxid mit Schmelzglas oder ein anderes keramisches oder glasgebundenes Material sein. Alternativ kann das Dielektrikum eine organische Verbindung, wie etwa ein Epoxid sein (mit oder ohne Keramikbeimischung, mit oder ohne Glasfaser), gebräuchlich als Leiterplattenmaterialien, oder andere als Dielektrika übliche Kunststoffe. In einigen Ausführungen der vorliegenden Technik können die dielektrischen Blätter und selektiv verschachtelten Elektroden vor dem Anbringen externer (oder peripherer) Anschlüsse gestapelt und zusammen gesintert werden. In anderen Ausführungsformen können zuvor gesinterte Dielektrikumsblätter verwendet werden. In noch weiteren Ausführungsformen kann ein laminiertes Bauteil geformt werden, indem alternierend Lagen isolierender Paste (für die dielektrischen Schichten) und leitfähiger Paste (für die Elektrodenschichten) gedruckt und getrocknet werden. Andere Verfahren zur Formung von elektronischen Vielschichtbauteile, wie sie Fachleuten bekannt sind, können ebenfalls gemäß dem Sinn und Umfang des vorliegenden Gegenstands verwendet werden.
Wenn man sich wieder auf 5 bezieht, so sind die ersten Elektroden 52, die zweiten Elektroden 54 und die dielektrischen Schichten 56 selektiv verschachtelt, um eine gestapelte Anordnung zu bilden, die jeweils durch obere und untere Flächen sowie vier Seitenflächen gekennzeichnet ist. Die oberen und unteren Flächen entsprechen allgemein einer oder mehreren dielektrischen Schichten 56. Die Seitenflächen des Kondensators 50 umfassen zwei längere Seitenflächen 58a und 58b sowie zwei kürzere Seitenflächen 60a und 60b. Die Orientierung des Kondensators 50 von 5 unterscheidet sich von derjenigen der in den 1, 2 und 4 illustrierten Kondensatoren darin, dass die Montagefläche weder die obere noch die untere Fläche des vielschichtigen Stapels ist. Die Fläche des Kondensators 50, die auf die Leiterplatte 22 montiert wird, entspricht einer seiner Seitenflächen (nämlich der Seitenfläche 58b in 5), sodass die Elektroden in einem solchen Kondensator bezüglich der Leiterplatte 22 (oder anderen gewünschten Montagestelle) allgemein senkrecht angeordnet sind. Diese Montageausrichtung führt zu dem, was als „vertikale“ Elektroden bezeichnet werden kann, im Gegensatz zu dem, was entsprechend bei den Kondensatoren 10, 10' und 42 der 1, 2 bzw. 4 als „horizontale“ Elektroden zu bezeichnen wäre.
Noch mit Bezug auf die 5, 11A und 11 B ist jede erste Elektrode 52 im vielschichtigen Stapel so ausgerichtet, dass sich der Nasenabschnitt 64a zu der Seite 58b erstreckt und dort frei liegt (vor der nachfolgenden Anbringung von peripheren Anschlüssen), wobei die Seite 58b so ausgeführt ist, dass sie angrenzend bezüglich einer Leiterplatte, eines getrenntes Bauteils oder einer anderen Montagestelle positioniert werden kann. Zusätzliche Abschnitte des Nasenabschnitts 64a und des Hauptteils 62a der Elektrode erstrecken sich jeweils zu einer gegebenen Seite 60a des kapazitiven Bauteils und liegen dort frei. Auf ähnliche Weise ist jede zweite Elektrode 54 im vielschichtigen Stapel so positioniert, dass sich der Nasenabschnitt 64b zur Seite 58b des Kondensators 50 erstreckt. Zusätzliche Abschnitte des Nasenabschnitts 64b sowie des Hauptteils 62b der Elektrode erstrecken sich jeweils zu einer Seitenfläche des Kondensators, die an die Montagefläche 58b angrenzt, nämlich zur Seite 60b. Die Stelle, an der jeder Abschnitt der Elektroden 52 und Elektroden 54 entlang der Peripherie des Vielschichtkondensators freiliegt, legt fest, wo die Anschlüsse 68 geformt werden.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des vorliegenden Gegenstands können Anschlüsse 68 mit einem Beschichtungsverfahren geformt werden, wie es in der US-Patentanmeldung Nr. US 10/409,023 mit dem Titel „Beschichtete Anschlüsse“ beschrieben ist, einer Anmeldung, die an den Abtretungsempfänger der vorliegenden Erfindung, die AVX Corporation, abgetreten wurde. Siehe US-Patentanmeldung mit der Veröffentlichungs-Nr. US 2003 / 0 231 457 A1 vom 18. Dezember 2003, die elektronisch veröffentlichte Version dieser Anmeldung. Gemäß dieser Beschichtungstechnik entsprechen die Anschlüsse 68 einem Dünnfilm-Beschichtungsmaterial, wie zum Beispiel Kupfer, sind aber nicht darauf beschränkt. Dieses Beschichtungsmaterial kann gemäß einem Verfahren geformt werden, wie es genauer in der oben angeführten schwebenden Anmeldung dargelegt wird, in dem die gestapelte Anordnung dielektrischer Schichten 56, erster Elektroden 52 und zweiter Elektroden 54 vor dem Anbringen der Anschlüsse vollständig in eine stromlose Beschichtungslösung eingetaucht wird, wie etwa einer Lösung mit Nickel- oder Kupferionen. Der Kondensator 50 (oder mehrere dieser Kondensatoren, wie es typischer bei einem Chargenprozess zur Erstellung von Anschlüssen der Fall sein kann) wird für eine vorbestimmte Zeit (z. B. 15 Minuten) der stromlosen Beschichtungslösung ausgesetzt, bis sich das Beschichtungsmaterial an den freiliegenden Abschnitten der Elektroden 52 und 54 abscheidet und überbrückende Verbindungen zwischen benachbarten Elektroden derselben Polarität bildet. Da die freiliegende Stelle der Elektroden 52 und 54 festlegt, wo die Beschichtungslösung abgeschieden wird, sind die Anschlüsse 68 in der Tat „selbstfestlegend“ bezüglich der Stelle ihrer Bildung, und es ist daher garantiert, dass sie genau der freiliegenden Stelle der Elektroden 52 und 54 entsprechen. Auf diese Weise definiert der Spalt 66 zwischen den Nasenabschnitten 64a bzw. 64b der Elektroden 52 und 54 denselben Spalt, der entlang der Montagefläche 58b zwischen den beiden jeweiligen Anschlüssen 68 entstehen wird.
Gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform der Anschlüsse 68 ist zu beachten, dass diese Anschlüsse manchmal mit abweichenden Techniken hergestellt werden können, wie etwa einem Aufdampfungs- oder Zerstäubungsverfahren. Die Anschlüsse 68 können auch durch Aufbringen einer Metallisierung auf die Peripherie des Kondensators 50 und anschließendes Strukturieren der Metallisierung an gewünschten Stellen geformt werden, wie es etwa durch Laserätzen, photolithographische Verfahren oder ähnliche Techniken erfolgen kann. Dabei ist weiter zu beachten, dass die Anschlüsse 68 eine einzige Metallisierungsschicht (wie etwa die oben beschriebene Dünnfilmschicht) oder zusätzliche Schichten enthalten können, die darauf ausgebildet sind. Ein Beispiel eines Vielschichtanschlusses, der verwendet werden kann, entspricht einer Anfangsschicht aus beschichtetem Kupfer (Cu), auf dem eine Schicht aus Nickel (Ni) und dann eine Schicht aus Zinn (Sn) aufgebracht werden.
Die Art der beschichteten Anschlüsse 68 sowie die Anordnung der Elektroden 52 und 54 ermöglichen es, dass der Spalt 66 beim Kondensator 50 aus 5 sogar geringer ist als der Spalt zwischen den Durchkontaktierungen 44a und 44b des Kondensators 42 aus 4. Im Ergebnis sind die stromführende Schleife 70 und die resultierende Fläche, die durch diese Schleife umschrieben wird, sogar kleiner als diejenigen bei den anderen bisher vorgestellten Kondensatorausführungen. Der Abstand des Anschluss- und Elektrodenspalts 66 in einigen Ausführungen kann zwischen 100 und 400 µm liegen. In einer besonderen Ausführung hat der Spalt 66 eine Breite von ungefähr 250 µm.
Allgemein gilt, je enger der Abstand zwischen den Anschlüssen 68 (d. h. je kleiner der Spalt 66), desto niedriger ist die Bauteilinduktivität. Es gibt jedoch gewisse Beschränkungen darüber, wie klein der Spalt 66 sein kann. Wenn die dargelegten stromlosen Beschichtungstechniken zur Formung der Anschlüsse 68 verwendet werden, muss der Spalt 66 mindestens breit genug sein, um die Gefahr zu vermeiden, dass sich zuviel Beschichtungsmaterial an der Peripherie des Bauteils bildet, sodass die jeweiligen Anschlüsse 68 überbrückt werden und damit Elektroden gegensätzlicher Polarität kurzschließen. Weiter kann der Kondensator 50 vorzugsweise auf Leiterplattenpads 20' montiert (z. B. gelötet) werden. Es sind keine Lötperlen erforderlich, wie sie bei Montagesystemen mit Ball Grid Array (BGA) verwendet werden. Diese Montageart kann als Land Grid Array- (LGA-)Technik bezeichnet werden. Die Einschränkungen dieser Reflowlöt-Montagetechnik (Aufschmelzlötung) können ebenfalls zum minimal ausführbaren Abstand für den Spalt 66 beitragen. Solange der Spalt 66 nicht so klein ist, dass die Gefahr besteht, dass Anschlüsse gegensätzlicher Polarität 68 oder Lötpads gegensätzlicher Polarität 20' miteinander kurzgeschlossen werden, ist die Spaltgröße 66 effektiv akzeptabel hinsichtlich der vorliegenden Offenlegung. Dabei ist auch zu beachten, dass der Spalt 66 immer ohne Weiteres breiter sein kann als das oben erwähnte Maximum von ungefähr 400 µm, aber je breiter der Spalt, desto geringer ist die Reduzierung der Gesamt-ESL des Bauteils. Dabei ist weiter zu beachten, dass ein kürzerer Strompfad und eine größere durch die Anschlüsse 68 gewährte Anschlussfläche auch einen sehr viel geringeren ESR des Bauteils ergeben.
Die Kondensatorausführung 50, die teilweise mit Bezug auf die 5, 11A und 11 B diskutiert wurde, illustriert nur ein Beispiel vertikal ausgerichteter Elektroden gemäß dem vorliegenden Gegenstand. Es können viele abweichende oder alternative Elektrodenausführungen zur Ausrichtung senkrecht zu einer Montagefläche verwendet werden, von denen mehrere Beispiele jetzt diskutiert werden.
Die 6 und 7A bis 7D bieten jeweils allgemein perspektivische Ansichten beispielhafter Kondensatoranordnungen mit vertikalen Elektroden gemäß der vorliegend dargelegten Technik. Diese Figuren im einschlägigen Teil sollen eine Perspektive der Kondensatorfläche bieten, die als Montagefläche zur Anbringung auf einer Leiterplatte oder einem anderen Substrat, wie etwa dem Substrat 72 aus 6, verwendet wird. In 6 sind die Anschlussflächen 76a bzw. 76b zu beispielhaften Pads 78 auf einem solchen repräsentativen Substrat 72 ausgerichtet. Auf die Pads 78 wird Lotpaste aufgebracht, der Kondensatorchip 74 wird aufgesetzt, und das Teil wird reflowgelötet, was zu einem montierten Chip 74 führt, wie er auf der rechten Seite der 6 dargestellt ist.
Wie zuvor erwähnt, ist die Montagefläche eines Kondensators im Allgemeinen eine der längeren (oder breiteren) Seitenflächen eines vielschichtig gestapelten Bauteils. Zum Beispiel mit Bezug auf 7B (die einen ähnlichen Kondensator wie die in 5 illustrierte Ausführungsform 50 zeigt) wird die Seitenfläche 58b als Montagefläche betrachtet. Die Seitenfläche 60a und die ihr gegenüberliegende Fläche 60b grenzen an die Montagefläche 58b an. Die anderen beiden Flächen sind die obere bzw. die untere Fläche des gestapelten Bauteils.
In 7B kann der Spalt 66 zwischen dem Anschluss 68a (einem positiven Anschluss, bezeichnet mit einem „+“-Symbol) und dem Anschluss 68b (einem negativen Anschluss, bezeichnet mit einem „-“-Symbol) in einigen Ausführungsformen zwischen ungefähr 100 und 400 µm und in anderen Ausführungsformen zwischen ungefähr 200 und 300 µm liegen.
Die Strecke 80 der Anschlussabschnitte 68a und 68b, um die sie sich von der Fläche 58b aus weiter aufwärts an angrenzenden, einander gegenüberliegenden Seitenflächen 60a und 60b erstrecken, kann variieren. In einigen Ausführungen kann die Strecke 80 relativ kürzer sein und damit die Bildung einer Lötkehle bei der Montage des Kondensators 50 auf einer Leiterplatte erleichtern. Die Strecke 80 kann in einigen bevorzugten Ausführungsformen gerade über der Hälfte des Maßes 82 der Seitenfläche 60a entsprechen, um die elektrische Prüfung des Kondensators 50 zu erleichtern. In noch weiteren vorliegenden Ausführungsformen kann die Strecke 80 gerade weniger als das Maß 82 betragen oder sogar im Wesentlichen gleich sein.
Obwohl nicht dargestellt, ist dabei zu beachten, dass die Anschlüsse 68a und 68b sich in anderen Ausführungsformen von der Montagefläche 58b zu den anderen, einander gegenüberliegenden Seiten (die hierin als obere und untere Fläche des Bauteils bezeichnet wurden) erstrecken können.
Nun ist mit Bezug auf die beispielhafte 7A zu beachten, dass die internen Elektroden eines Kondensators gemäß dem vorliegenden Gegenstand in einer anderen Dimension gestapelt werden können, sodass der erste bzw. zweite Anschluss 84a bzw. 84b in einer Richtung geformt wird, die gegenüber den Anschlüssen beim Kondensator 50 der beispielhaften 7B um neunzig Grad versetzt ist.
Noch weitere beispielhafte Elektrodenausführungen können benutzt werden, um die vorliegenden beispielhaften Kondensatoren der 7C bzw. 7D zu erstellen.
Beim repräsentativen Kondensator 86 aus 7C würde jede positive Elektrode zwei Nasenabschnitte enthalten, die sich zur Montagefläche des Kondensators 86 erstrecken, und jede negative Elektrode würde zwei Nasenabschnitte enthalten, die sich zu anderen Stellen der Montagefläche des Kondensators erstrecken. Wenn eine Vielzahl der ersten und zweiten Elektroden in einer verschachtelten Anordnung mit alternierenden dielektrischen Schichten gestapelt wird, werden die Nasenabschnitte positiver (+) Polarität in jeweils zwei Kolonnen ausgerichtet, und die Nasenabschnitte negativer (-) Polarität werden in zwei anderen, jedoch benachbarten Kolonnen ausgerichtet. Anschlüsse 88a werden erstellt, um Nasenabschnitte positiver Polarität in gegebenen Kolonnen miteinander zu verbinden, während die Anschlüsse 88b erstellt werden, um Nasenabschnitte negativer Polarität in gegebenen Kolonnen miteinander zu verbinden. Der Abstand 90 zwischen den innersten Anschlüssen 88a und 88b steuert zum Teil den Gesamtwert der ESL, und dieser Spalt kann vorzugsweise dem Spaltabstand 66 in den 5 und 7B entsprechen.
Der repräsentative Kondensator 92 aus 7D ist dem Kondensator 86 aus 7C ähnlich, außer dass sich nur eine Nase von jeder ersten und zweiten Elektrode zur Montagefläche des Kondensators erstreckt, sodass ein einziger positiver Anschluss 94a und ein einziger negativer Anschluss 94b an der Peripherie des Kondensators geformt werden. Der repräsentative Spalt 96 zwischen diesen Anschlüssen 94a und 94b ist in diesen beispielhaften Ausführungsformen vorzugsweise derselbe wie der repräsentative Spalt 90 aus 7C.
Dabei ist bezüglich jeder der jeweils in den 6 und 7A-7D illustrierten beispielhaften Kondensatorausführungen zu beachten, dass die Kondensatorchips oben und unten symmetrisch sein könnten. In anderen Worten, die Stellen, an denen die Elektroden freiliegen und die entsprechenden Anschlüsse an jeder der Montageflächen des Kondensators geformt werden, würden jeweils entsprechend an den Seitenflächen gegenüber jeder dieser jeweiligen Montageflächen gespiegelt sein.
Unter Bezugnahme auf die 8A und 8B wird nun eine Illustration verschiedener Lötverbindungen zwischen einer beispielhaften Kondensatorausführungsform des vorliegenden Gegenstands und einer Leiterplatte vorgestellt. 8A zeigt einen Kondensator ähnlich dem beispielhaften Kondensator 74 aus 6 nach der Montage auf einem Substrat 100. Die Anschlüsse 76a bzw. 76b werden an Leiterplattenpads 102 angebracht, wenn Lotmengen 104 auf die Pads 102 aufgebracht und reflowgelötet werden. Bezogen auf 8A ist zu beachten, dass die Größe der Pads 102 begrenzt werden kann, um den Kondensator 74 nach dem Aufschmelzen des Lots 104 selbstzentrierend zu machen.
Die beispielhafte 8B stellt eine beispielhafte Kondensatorausführung ähnlich dem Kondensator 50 der 5 und 7B mit den Anschlüssen 68a und 68b dar, die von der Montagefläche des Kondensators auf angrenzende Seitenflächen des Bauteils weiter umlaufen. Das Vorhandensein solcher erweiterter Anschlüsse erleichtert die Bildung robusterer Lötverbindungen 108, wenn dieses Lot auf den Leiterplattenpads 106 aufgeschmolzen wird.
Nun ist mit Bezug auf die 9A und 9B zu beachten, dass bestimmte beispielhafte Kondensatoren gemäß Aspekten der vorliegenden Technik mit Seitenanschlüssen geformt werden können, die nicht fortlaufend von den Anschlüssen auf der Anschlussfläche des Kondensators sind. Zum Beispiel enthalten die beispielhaften Kondensatoren 110 bzw. 110' der 9A und 9B Bodenanschlüsse 112a bzw. 112b sowie separate Seitenanschlüsse 114 bzw. 114'. Die ersten bzw. zweiten Elektroden bei solchen beispielhaften Kondensatoren würden zusätzliche Nasenabschnitte besitzen, die sich zu den jeweiligen Seitenflächen des Bauteils erstreckten, um die Anschlüsse 114 und 114' zu bilden. Eine größere Nasen-Freilegungsfläche würde größere Seitenanschlüsse ergeben, wie etwa 114' in 9B, obwohl auch kleinere Anschlüsse, wie etwa 114 in 9A, immer noch zugängliche elektrische Verbindungen zur Erleichterung der Bauteilprüfung bieten würden. Es ist nicht wünschenswert, dass die Seitenanschlüsse (oder Endanschlüsse) 114 und 114' während der Montage der Kondensatoren 110 und 110' auf einem Substrat mit Lot benetzt werden.
10 stellt eine weitere beispielhafte Kondensatorausführung 116 dar, die allgemein Aspekten der vorliegenden Technik entspricht. Dieser beispielhafte Kondensator 116 ist ein Land Grid Array-Kondensator mit sechs Anschlussflächen am Boden, drei positiven Anschlussflächen 118 und drei negativen Anschlussflächen 120. Die perspektivische Ansicht der 10 zeigt die Montagefläche des Kondensators 116. Der Abstand (d. h. die Trennweite) zwischen benachbarten Anschlussflächen 118 und 120 kann ungefähr derselbe sein wie zuvor bezüglich anderer beispielhafter Ausführungsformen beschrieben, nämlich zwischen ungefähr 100 und 400 µm. Die äußersten Anschlussflächen können sich zu angrenzenden Seitenflächen des Kondensators 116 erstrecken und auf diese um laufen (wie dargestellt, jedoch ohne zusätzliche Referenzzeichen), um Stellen für die elektrische Prüfung des Bauteils bereitzustellen.
Zusätzliche alternative Elektrodenausführungen zur Verwendung bei Kondensatorausführungen der vorliegenden Technik werden jetzt vorgestellt. Solche beispielhaften Elektrodenausführungen werden allgemein als einzelne erste Elektrode auf der Oberseite eines dielektrischen Blatts und als einzelne zweite Elektrode auf der Oberseite eines weiteren dielektrischen Blatts dargestellt. Dabei ist zu beachten, dass mehrere dieser ersten und zweiten repräsentativen Elektroden und ihrer jeweiligen repräsentativen dielektrischen Blätter sowie zusätzliche Blätter dielektrischen Materials selektiv gemeinsam gestapelt werden können, um einen dazwischenliegenden, nicht angeschlossenen Aspekt der Kondensatorausführungen des Gegenstands zu bilden. Bei bestimmten zusätzlichen beispielhaften Ausführungsformen können leitfähige Ankernasen zu Anschlusszwecken in beiden Elektrodenschichten und den Schichten der dielektrischen Blätter enthalten sein, wie später in Hinsicht auf die 27-31 diskutiert wird.
Die 12A und 12B bieten jeweils Draufsichten einer beispielhaften ersten Elektrode 122a und einer beispielhaften zweiten Elektrode 122b auf jeweiligen dielektrischen Blättern 56. Jede Elektrode 122a und 122b enthält, wie dargestellt, einen Hauptteil 124a bzw. 124b und Paare von Erweiterungs-Nasenabschnitten 126a, 128a bzw. 126b, 128b. Wenn sie in einem verschachtelten Stapel von Schichten des Bauteils erstellt werden, erstreckt sich jeder Nasenabschnitt 126a, 126b, 128a und 128b zu einer Montagefläche des Bauteils. Die Nasenabschnitte 128a und 128b erstrecken sich auch zu einer Seitenfläche, die an die Montagefläche angrenzt. Wie man aus der Illustration erkennt, erstreckt sich die Nase 128a zu einer Fläche, die derjenigen gegenübersteht, zu der sich die Nase 128b erstreckt.
Die 13A und 13B zeigen Draufsichten einer beispielhaften ersten Elektrode 130a bzw. einer beispielhaften zweiten Elektrode 130b auf jeweiligen dielektrischen Blättern 56. Jede Elektrode 130a und 130b enthält einen Hauptteil 132a bzw. 132b und gepaarte Nasenabschnitte 134a, 136a bzw. 134b, 136b. Wenn sie in einem verschachtelten Stapel von Schichten erstellt werden, erstrecken sich die Nasen 134a und 136a zu gegenüberstehenden Seitenflächen (von denen eine oder mehrere als Montagefläche des Bauteils dienen) und liegen dort frei, wo positive Anschlüsse 138a geformt werden können, wie in 13C illustriert. Ähnlich erstrecken sich die Nasenabschnitte 134b und 136b zu anderen Stellen an denselben, einander gegenüberstehenden Seitenflächen, wo die negativen Anschlüsse 138b gebildet werden können. Der resultierende Spalt 140 zwischen benachbarten Anschlüssen der ersten und zweiten Polarität auf einer Montagefläche kann innerhalb eines Bereichs von ungefähr 100-400 µm liegen, wie zuvor diskutiert.
In den 13A-13C und den meisten übrigen diskutierten Figuren ist zu beachten, dass Elektroden und zugehörige Anschlüsse einer ersten Polarität (im Allgemeinen als positive (+) Polarität angegeben) durch eine Schraffur von links oben nach rechts unten markiert sind (wie zum Beispiel in 13A). Elektroden und zugehörige Anschlüsse einer zweiten, entgegengesetzten Polarität (im Allgemeinen als negative (-) Polarität angegeben) sind durch eine Schraffur von links unten nach rechts oben markiert (wie zum Beispiel in 13B). In Fällen, wo die Polarität keine Rolle spielen mag, können Elektroden alternierend mit schwächerer und kräftigerer Kreuzschraffur gekennzeichnet sein, um unterschiedliche Elektrodenfolgen oder -schichten zu bezeichnen.
Die 14A und 14B bieten Draufsichten einer beispielhaften ersten Elektrode 142a bzw. einer beispielhaften zweiten Elektrode 142b auf jeweiligen dielektrischen Blättern 56. Jede Elektrode 142a und 142b enthält einen Hauptteil 144a bzw. 144b und gepaarte Nasenabschnitte 146a, 148a bzw. 146b, 148b. Die Stelle, wo positive Nasenabschnitte 146a an einer Fläche des Bauteils freiliegen, befindet sich gegenüber der Stelle, wo negative Nasenabschnitte 148b freiliegen, während positive Nasenabschnitte 148a allgemein negativen Nasenabschnitten 146b gegenüberstehen, sodass einander gegenüberliegende Anschlüsse 150a und 150b (wie in 14C illustriert) gemäß dem vorliegenden Gegenstand an einer Montagefläche und der ihr jeweils gegenüberliegenden Fläche geformt werden können.
Die 15A bis 15C stellen Aspekte eines Kondensators dar, der allgemein U-förmige Anschlussflächen aufweist. Bei einem solchen Bauteil ist eine erste (positive) Elektrode 152a (15A) in der Mitte eines dielektrischen Blatts 56 aufgebracht, hat jedoch Abschnitte, die sich zu einer gegebenen Montagefläche erstrecken und fortlaufend von der gegebenen Montagefläche aus entlang einer angrenzenden Seitenfläche und zu der Fläche gegenüber der Montagefläche freigelegt sind. Die zweite (negative) Elektrode 152b (15B) ist in einer ähnlichen Anordnung geformt, jedoch umgekehrt. Solche beispielhaften Elektroden 152a und 152b würden zur Bildung entsprechend allgemein U-förmiger Anschlussflächen 154a und 154b führen, gemäß dem vorliegenden Gegenstand (siehe 15C).
Die 16A bis 16C stellen Aspekte einer weiteren beispielhaften Kondensatorausführung mit einer Vielzahl von ersten Elektroden 156a und einer Vielzahl von zweiten Elektroden 156b dar, die mit einer Vielzahl von dielektrischen Blättern 56 in verschachtelter Weise gestapelt sind, um einen Vielschichtkondensator zu bilden. Jede erste Elektrode 156a (16A) und jede zweite Elektrode 156b (16B) enthält einen Hauptteil 158a bzw. 158b und eine Vielzahl von Nasenabschnitten 160a bzw. 160b. Die Nasenabschnitte 160a der ersten beispielhaften Elektrode 156a erstrecken sich paarweise zu einander gegenüberliegenden Seiten des Hauptteils 158a. Zwei Nasenabschnitte 160a erstrecken sich zu einer Montagefläche, und die beiden anderen Nasenabschnitte erstrecken sich zu parallelen Stellen an der Fläche gegenüber dieser Montagefläche. Zwei Nasenabschnitte 160a sind im Wesentlichen bündig mit der kürzeren Seite des Hauptteils 158a. Die zweite Elektrode 156b ist in einer ähnlichen, jedoch umgekehrten Weise wie die erste Elektrode 156a geformt. Die Nasenabschnitte 160a bzw. 160b der ersten und der zweiten Elektrode sind so angeordnet, dass sie einander nicht überlappen. Wenn mehrere dieser ersten und zweiten Elektroden zusammen mit einer Vielzahl von dielektrischen Schichten gestapelt werden, liegen Nasenabschnitte in jeweiligen Kolonnen so frei, dass gemäß dem vorliegenden Gegenstand positive Anschlüsse 162a und negative Anschlüsse 162b an der Peripherie des Bauteils geformt werden können, wie in 16C illustriert.
Die 17A bis 17C stellen jeweils beispielhafte Elektrodenausführungen und sich daraus ergebende Kondensatorausführungen dar, ähnlich denjenigen, die in den 16A bis 16C illustriert wurden. Jedoch erstrecken sich die Nasenabschnitte 160a' (17A) der beispielhaften ersten Elektrode 156a' vom Hauptteil 158a' aus zu alternierenden Stellen. Eine dieser Nasen 160a' erstreckt sich so von einer gegebenen längeren Seite des Hauptteils 158a' aus, dass dieser Nasenabschnitt bündig mit der kürzeren, an eine gegebene längere Seite angrenzenden Seite des Hauptteils 158a' ist. Eine weitere der Nasen 160a' erstreckt sich von der längeren Seite des Hauptteils 158a' gegenüber derjenigen der „gegebenen längeren Seite“ aus, sodass ein Abschnitt dieser anderen Nase im Wesentlichen bündig mit der anderen kurzen Seite des Hauptteils 158a' ist. Eine beispielhafte zweite Elektrode 156b' (17B) ist in einer ähnlichen, jedoch umgekehrten Weise zur ersten Elektrode 156a' geformt. Wenn mehrere dieser ersten und zweiten Elektroden zusammen mit einer Vielzahl von dielektrischen Schichten gestapelt werden, liegen Nasenabschnitte in jeweiligen Kolonnen so frei, dass gemäß dem vorliegenden Gegenstand positive Anschlüsse 162a' und negative Anschlüsse 162b' an der Peripherie des Bauteils geformt werden können, wie in 17C illustriert.
Nun ist mit Bezug auf eine andere beispielhafte Elektrodenausführung zur Verwendung gemäß Aspekten der vorliegenden Kondensatortechnik eine erste beispielhafte, auf einem dielektrischen Blatt 56 aufgebrachte Elektrode 164a in der Draufsicht der 18A dargestellt. Die erste Elektrode 164a enthält einen Hauptteil 166a, der allgemein in der Mitte des dielektrischen Blatts 56 angebracht ist. Zwei Nasenabschnitte 168a erstrecken sich von den jeweiligen längeren Seiten des Hauptteils 166a aus zu im Wesentlichen einander gegenüberliegenden Stellen und so, dass die Nasenabschnitte 168a bündig mit einer kurzen Seite des Hauptteils 166a sind. Diese kürzere Seite des Hauptteils 166a steht auch in direktem Kontakt mit dem Nasenabschnitt 170a, der manchmal kleiner als die Nasenabschnitte 168a sein kann. Eine beispielhafte zweite Elektrode 164b (18B) ist in einer ähnlichen, jedoch umgekehrten Weise zur ersten Elektrode 164a geformt. Wenn eine Vielzahl von ersten Elektroden 164a und zweiten Elektroden 164b in alternierender und verschachtelter Weise zusammen mit einer Vielzahl von dielektrischen Schichten 56 gestapelt werden, sind gemäß dem vorliegenden Gegenstand Nasenabschnitte 168a, 168b, 170a und 170b so in Kolonnen angeordnet, dass jeweils positive (+) Anschlüsse 172a und negative (-) Anschlüsse 172b an der Peripherie des Bauteils geformt werden, wie in 18C illustriert.
Noch eine weitere vorliegende beispielhafte Elektrodenausführung ist jeweils in den 19A bis 19C dargestellt. Die erste Elektrode 174a (19A) enthält einen Hauptteil 176a, der allgemein in der Mitte eines dielektrischen Blatts 56 angebracht ist. Der obere Nasenabschnitt 178a erstrecken sich von jeweiligen Stellen einer gegebenen längeren Seite des Hauptteils 176a aus, wo einer der Nasenabschnitte178a bündig mit einer kurzen Seite des Hauptteils 176a ist. Ein zusätzlicher Nasenabschnitt 180a (länger als die Nasenabschnitte 178a) erstreckt sich von der längeren Seite des Hauptteils 176a gegenüber der gegebenen längeren Seite aus und ist im Wesentlichen bündig mit der anderen kurzen Seite. Die zweite Elektrode 174b (19B) ist in einer ähnlichen, jedoch umgekehrten Weise zur ersten Elektrode 174a geformt. Wenn eine Vielzahl von ersten Elektroden 174a und 174b gemäß dem vorliegenden Gegenstand in alternierender und verschachtelter Weise mit einer Vielzahl von dielektrischen Schichten 56 gestapelt wird, sind Nasenabschnitte 178a, 178b, 180a und 180b so in Kolonnen angeordnet, dass jeweils positive (+) Anschlüsse 182a und negative (-) Anschlüsse 182b an der Peripherie des Bauteils geformt werden, wie in 19C illustriert.
Eine weitere beispielhafte Ausführungsform gemäß dem vorliegenden Gegenstand ist in den 20A bis 20E illustriert und wird jetzt mit Bezug auf diese Figuren diskutiert.
Die 20C und 20D zeigen Draufsichten von beispielhaften ersten bzw. zweiten Elektroden 184a und 184b. Die erste Elektrode 184a enthält einen Hauptteil 186a, der allgemein in der Mitte eines dielektrischen Blatts 56 angeordnet ist. Drei Nasenabschnitte 188a erstrecken sich von einer gegebenen längeren Seite des Hauptteils 186a aus, und einer der Nasenabschnitte188a ist im Wesentlichen bündig mit einer kurzen Seite des Hauptteils 186a. Ein weiterer Nasenabschnitt 190a erstreckt sich von derselben kürzeren Seite aus sowie von der längeren Seite gegenüber der gegebenen längeren Seite aus, von der aus sich die Nasen 188a erstrecken. Eine beispielhafte zweite Elektrode 184b ist in einer ähnlichen, jedoch umgekehrten Weise gegenüber der ersten Elektrode 184a geformt.
Ansichten eines allgemein mit 191 bezeichneten Kondensators, der sich aus dem alternierenden Stapeln der ersten und zweiten Elektroden 184a und 184b mit einer Vielzahl von dielektrischen Schichten 56 und dem Erstellen von Anschlüssen dafür ergibt, werden in den 20A bzw. 20B dargestellt. Die 20B bietet eine Draufsicht der Montagefläche für einen solchen beispielhaften Kondensator 191, auf der drei positive Anschlussflächen 192a und drei negative Anschlussflächen 192b über ausgerichteten Kolonnen freiliegender Abschnitte von Nasen 188a bzw. 188b geformt sind. Die 20A bietet eine Draufsicht der Fläche gegenüber der in 20B illustrierten Montagefläche, auf der eine positive Anschlussfläche und eine negative Anschlussfläche über ausgerichteten Kolonnen freiliegender Abschnitte von Nasen 190a bzw. 190b geformt sind.
Die Anschlüsse 194a und 194b sind von der in 20C gezeigten Fläche aus auf einander gegenüberliegende Seitenflächen übergreifend geformt, die an diese Fläche angrenzen, wie man auch in der repräsentativen 20E sehen kann. Die Abschnitte der Anschlussflächen 194a und 194b, die sich auf der Fläche gegenüber der Montagefläche des Kondensators befinden, können benutzt werden, um daran ein weiteres Bauteil 196 anzubringen, wie etwa einen separaten Vielschichtkondensator, Widerstand oder eine andere Chipstruktur. Ein erster, zu dem zusätzlichen Bauteil 196 gehörender Anschluss 198a kann mit der Anschlussfläche 194a des Kondensators 191 gekoppelt werden, während ein zweiter, zu dem zusätzlichen Bauteil 196 gehörender Anschluss 198b mit der Anschlussfläche 194b des Kondensators 191 gekoppelt werden kann.
Noch eine weitere beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Technik entspricht der jeweils in den Ansichten der 21A bis 21I dargestellten. Eine Draufsicht der Montagefläche dieses beispielhaften Kondensators 200 wird in 21 B gezeigt, während eine Draufsicht der Fläche gegenüber der Montagefläche für diesen, allgemein mit 200 bezeichneten Kondensator in 21A gezeigt wird. Die beispielhafte Montagefläche enthält darauf eine Matrix von vier mal sechs peripheren Anschlussflächen, die zwölf positive Anschlüsse 202a und zwölf negative Anschlüsse 202b enthält. Ein einzelner Anschluss 204a zum Verbinden aller positiven Elektroden derselben (positiven) Polarität untereinander und ein einzelner Anschluss 204b zum Verbinden aller negativen Elektroden untereinander sind auf einer weiteren Seite des Kondensators 200 geformt, wie in 21A dargestellt.
Jeweilige Layouts verschiedener beispielhafter positiver und negativer Elektroden, die unterschiedlich kombiniert sind, um einen solchen Kondensator 200 zu bilden, werden in den 21C bis 21 H gezeigt. Um die in 21 B angegebenen Abschnitte A zu bilden, wird eine Vielzahl von ersten positiven Elektroden 206a (wie in 21C gezeigt) alternierend mit einer Vielzahl von ersten negativen Elektroden 208a (wie in 21D gezeigt) zusammen mit einer Vielzahl von dielektrischen Blättern 56 gestapelt. Eine Vielzahl von zweiten positiven Elektroden 206b (wie in 21E gezeigt) und eine Vielzahl von zweiten negativen Elektroden 208b (wie in 21F gezeigt) wird alternierend mit einer Vielzahl von dielektrischen Blättern 56 gestapelt, um die Abschnitte B des Kondensators 200 zu bilden (wie in 21 B angegeben). Um die Abschnitte C in 21 B zu bilden, werden gemäß dem vorliegenden Gegenstand dritte positive Elektroden 206c (aus 21G) und dritte negative Elektroden 208c (aus 21H) benutzt.
Noch mit Bezug auf die 21C bis 21 H enthält jede der drei verschiedenen positiven Elektroden 206a, 206b und 206c einen Hauptteil 209a und einen Nasenabschnitt 21 0a, der sich zu einer ersten Ecke des Kondensators 200 erstreckt und dort frei liegt. Die erste positive Elektrode 206a enthält auch drei Nasenabschnitte 212a, die sich zu einer Montagefläche des Kondensators 200 erstrecken (wie der in 21B dargestellten Fläche). In den Abschnitten A des Kondensators 200 werden positive Anschlüsse 202a über den ausgerichteten Gruppen freiliegender Nasenabschnitte 212a geformt und verbinden diese. Die Nasen 212a' der dritten positiven Elektrode 206c erstrecken sich ebenfalls zur Montagefläche des Kondensators, aber an Stellen, die nicht mit den Nasenabschnitten 212a der ersten positiven Elektrode 206a fluchten. In den Abschnitten C des Kondensators 200 werden positive Anschlüsse 202a über den ausgerichteten Gruppen freiliegender Nasenabschnitte 212a' geformt und verbinden diese.
Jede negative Elektrode 208a, 208b und 208c enthält jeweils einen Hauptteil 209b und einen Nasenabschnitt 210b. Die Nasenabschnitte 210b sind in einer Kolonne entlang einer Eckkante des Kondensators 200 freigelegt, sodass der Anschluss 204b darauf geformt werden kann. Die erste negative Elektrode 208a enthält auch drei Nasenabschnitte 212b, die sich zu einer Montagefläche des Kondensators 200 erstrecken (wie der in 21B dargestellten Fläche). In den Abschnitten A des Kondensators 200 werden negative Anschlüsse 202b über den ausgerichteten Gruppen freiliegender Nasenabschnitte 212b geformt und verbinden diese. Die Nasen 212b' der dritten negativen Elektrode 208c erstrecken sich auch zur Montagefläche des Kondensators, aber an Stellen, die nicht mit den Nasenabschnitten 212b der ersten negativen Elektrode 208a fluchten. In den Abschnitten C des Kondensators 200 werden zusätzliche negative Anschlüsse 202b über den ausgerichteten Gruppen freiliegender Nasenabschnitte 212b' geformt und verbinden diese.
Wenn man sich nun auf 21I bezieht, sind die Anschlüsse 204a bzw. 204b von der in 21A gezeigten Fläche auf einander gegenüberliegende Seitenflächen übergreifend geformt, die an diese Fläche angrenzen, wie man auch in der 21I sehen kann. Diese Abschnitte der Anschlussflächen 204a und 204b, die sich auf der Fläche gegenüber der Montagefläche des Kondensators befinden, können benutzt werden, um daran ein weiteres Bauteil 196 anzubringen, wie etwa einen separaten Vielschichtkondensator, Widerstand oder eine andere Chipstruktur. Ein erster, zu dem zusätzlichen Bauteil 196 gehörender Anschluss 198a kann mit der Anschlussfläche 204a des Kondensators 200 gekoppelt werden, während ein zweiter, zu dem zusätzlichen Bauteil 196 gehörender Anschluss 198b mit der Anschlussfläche 204b des Kondensators 200 gekoppelt werden kann.
Eine weitere beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Technik entspricht der jeweils in den Ansichten der 22A bis 22H dargestellten. Eine Draufsicht der Montagefläche für diesen beispielhaften, allgemein mit 214 bezeichneten Kondensator wird in 22B gezeigt, während eine Draufsicht der Fläche gegenüber der Montagefläche für diesen Kondensator 214 in 22A gezeigt wird. Diese beispielhafte Montagefläche enthält darauf eine Matrix von vier mal sechs peripheren Anschlussflächen, die zwölf positive Anschlüsse 216a und zwölf negative Anschlüsse 216b enthält. Drei positive Anschlussflächen 218a und drei negative Anschlussflächen 218b werden an der Seitenfläche des Kondensators 214 gegenüber dieser Montagefläche geformt.
Jeweilige Layouts verschiedener beispielhafter positiver und negativer Elektroden, die unterschiedlich kombiniert sind, um diesen, allgemein mit 214 bezeichneten Kondensator zu bilden, werden in den 22C bis 22H gezeigt. Um die in 22B angegebenen Abschnitte A zu bilden, wird eine Vielzahl von ersten positiven Elektroden 220a (wie in 22C gezeigt) alternierend mit einer Vielzahl von ersten negativen Elektroden 222a (wie in 22D gezeigt) zusammen mit einer Vielzahl von dielektrischen Blättern 56 gestapelt. Eine Vielzahl von zweiten positiven Elektroden 220b (wie in 22E gezeigt) und eine Vielzahl von zweiten negativen Elektroden 222b (wie in 22F gezeigt) wird alternierend mit einer Vielzahl von dielektrischen Blättern 56 gestapelt, um die Abschnitte B des Kondensators 214 zu bilden (wie in 22B angegeben). Um die Abschnitte C in 22B zu bilden, werden gemäß dem vorliegenden Gegenstand dritte positive Elektroden 220c (aus 22G) und dritte negative Elektroden 222c (aus 22H) benutzt.
Noch mit Bezug auf die 22C bis 22H enthält jede der drei verschiedenen positiven Elektroden 220a, 220b und 220c einen Hauptteil 224a und Nasenabschnitte 226a und 228a, die sich zu der Fläche des Kondensators 214 gegenüber der Montagefläche erstrecken und dort freiliegen. Jeweilige Nasen 226a liegen entlang einer Kante des Kondensators frei. In anderen Worten, die Nasen 226a liegen entlang zweier angrenzender Seitenflächen frei. Die erste positive Elektrode 220a enthält auch drei Nasenabschnitte 230a, die sich zu einer Montagefläche des Kondensators 214 erstrecken (wie der in 22B dargestellte Fläche). In den Abschnitten A des Kondensators 214 werden positive Anschlüsse 216a über den ausgerichteten Gruppen freiliegender Nasenabschnitte 230a geformt und verbinden diese. Die Nasen 230a' der dritten positiven Elektrode 220c erstrecken sich auch zur Montagefläche des Kondensators, aber an Stellen, die nicht mit den Nasenabschnitten 230a der ersten positiven Elektrode 220a fluchten. In den Abschnitten C des Kondensators 214 werden gemäß dem vorliegenden Gegenstand positive Anschlüsse 216a über den ausgerichteten Gruppen freiliegender Nasenabschnitte 230a' geformt und verbinden diese.
Jede negative Elektrode 222a, 222b und 222c enthält jeweils einen Hauptteil 224b und Nasenabschnitte 226b und 228b. Die Nasenabschnitte 226b liegen in einer Kolonne entlag einer Eckkante des Kondensators 214 frei, und die Nasenabschnitte 228b liegen (zusammen mit der Nase 226b) an der Fläche des Kondensators 214 gegenüber der Montagefläche frei. Auf der Fläche des Kondensators gegenüber der Montagefläche können jeweils Anschlüsse 218a und 218b geformt werden, wie in 22A zu sehen ist. Dabei ist zu beachten, dass der äußerste positive Anschluss 218a und der äußerste negative Anschluss 218b, wie in 22A gezeigt, durchlaufend von der in 22A gezeigten Fläche aus zu einander gegenüberliegenden, an diese dargestellte Fläche angrenzenden Seitenflächen geformt werden kann. Die erste negative Elektrode 222a enthält auch drei Nasenabschnitte 230b, die sich zu einer Montagefläche des Kondensators 214 erstrecken (wie der in 22B dargestellten Fläche). In den Abschnitten A des Kondensators 214 werden negative Anschlüsse 216b über den ausgerichteten Gruppen freiliegender Nasenabschnitte 230b geformt und verbinden diese. Die Nasen 230b' der dritten negativen Elektrode 222c erstrecken sich auch zur Montagefläche des Kondensators, aber an Stellen, die nicht mit den Nasenabschnitten 230b der ersten negativen Elektrode 222a fluchten. In den Abschnitten C des Kondensators 214 werden gemäß dem vorliegenden Gegenstand zusätzliche negative Anschlüsse 216b über den ausgerichteten Gruppen freiliegender Nasenabschnitte 230b' geformt und verbinden diese.
Noch eine weitere beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Technik entspricht der jeweils in den Ansichten der 23A bis 23F dargestellten. Eine Draufsicht der Montagefläche für diesen beispielhaften, allgemein mit 232 bezeichneten Kondensator wird in 23E gezeigt, während eine Draufsicht einer an die Montagefläche für diesen Kondensator 232 angrenzenden Seitenfläche in 23F gezeigt wird. Diese beispielhafte Montagefläche enthält darauf eine Matrix von peripheren Anschlussflächen, die sechs positive Anschlüsse 234a und sechs negative Anschlüsse 234b enthält. Eine positive Anschlussfläche 236b ist an einer Seitenfläche des Kondensators 232 geformt, die an die in 23E dargestellte Montagefläche angrenzt (allgemein von der rechten Seite 238 des Kondensators bezüglich der Ansicht von 23E gesehen).
Jeweilige Layouts verschiedener beispielhafter positiver und negativer Elektroden, die unterschiedlich kombiniert sind, um diesen Kondensator 232 zu bilden, werden in den 23A bis 23D gezeigt. Um die in 23E angegebenen Abschnitte A zu bilden, wird eine Vielzahl von ersten positiven Elektroden 240a (wie in 23A gezeigt) alternierend mit einer Vielzahl von ersten negativen Elektroden 242a (wie in 23B gezeigt) zusammen mit einer Vielzahl von dielektrischen Blättern 56 gestapelt. Eine Vielzahl von zweiten positiven Elektroden 240b (in 23C gezeigt) und eine Vielzahl von zweiten negativen Elektroden 242b (in 23D gezeigt) wird alternierend mit einer Vielzahl von dielektrischen Blättern 56 gestapelt, um die Abschnitte B des Kondensators 232 zu bilden (wie in 23E angegeben).
Noch mit Bezug auf die 23A bis 23D enthält jede der beiden verschiedenen Elektroden positiver Polarität 240a und 240b einen Hauptteil 244a und Nasenabschnitte 246a, 248a bzw. 250a, die in direktem Kontakt mit dem Hauptteil 244a stehen und sich zu verschiedenen peripheren Stellen entlang des Kondensators 232 erstrecken. Die Nasenabschnitte 246a erstrecken sich zu einer Montagefläche (d. h. der in 23E dargestellten Fläche), die Nasenabschnitte 248a erstrecken sich zu der Fläche direkt gegenüber dieser Montagefläche, und die Nasenabschnitte 250a erstrecken sich zu einer gegebenen Seitenfläche des Kondensators 232 (nämlich zu der von der allgemeinen Richtung 239 aus nach links schauenden Fläche in 23E). Positive Anschlüsse 234a werden über den ausgerichteten Gruppen freiliegender Nasenabschnitte 246a von Elektroden der ersten Polarität 240a und 240b geformt und verbinden diese. Positive Anschlüsse 234a' werden über den ausgerichteten Gruppen freiliegender Nasenabschnitte 248a von Elektroden der ersten Polarität 240a und 240b geformt und verbinden diese. Ein Seitenanschluss 251a (nicht dargestellt, jedoch direkt gegenüber dem in 23F gezeigten Seitenanschluss 252b) wird über den Nasenabschnitten 250a geformt, die sich zu dieser Seitenfläche erstrecken, und verbinden diese.
Jede der beiden verschiedenen Elektroden negativer Polarität 242a und 242b enthält einen Hauptteil 244b und Nasenabschnitte 246b, 248b bzw. 250b, die in direktem Kontakt mit dem Hauptteil 244b stehen und sich zu verschiedenen peripheren Stellen entlang des Kondensators 232 erstrecken. Die Nasenabschnitte 246b erstrecken sich zu einer Montagefläche (d. h. der in 23E dargestellten Fläche), die Nasenabschnitte 248b erstrecken sich zu der Fläche direkt gegenüber dieser Montagefläche, und die Nasenabschnitte 250b erstrecken sich zu einer gegebenen Seitenfläche des Kondensators 232 (nämlich zu der von der allgemeinen Richtung 238 aus nach rechts schauenden Fläche in 23E). Negative Anschlüsse 234b werden über den ausgerichteten Gruppen freiliegender Nasenabschnitte 246b von Elektroden der zweiten (negativen) Polarität 242a und 242b geformt und verbinden diese. Negative Anschlüsse 234b' werden über den ausgerichteten Gruppen freiliegender Nasenabschnitte 248b von Elektroden der zweiten Polarität 242a und 242b geformt und verbinden diese. Ein Seitenanschluss 251b (gezeigt in 23F) wird gemäß dem vorliegenden Gegenstand über den Nasenabschnitten 250b geformt, die sich zu dieser Fläche erstrecken, und verbindet diese.
Noch eine weitere beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Technik entspricht der jeweils in den Ansichten der 24A bis 24F dargestellten. Eine Draufsicht der Montagefläche für diesen beispielhaften, allgemein mit 252 bezeichneten Kondensator wird in 24E gezeigt, während eine Draufsicht einer an die Montagefläche für diesen Kondensator 252 angrenzenden Seitenfläche in 24F gezeigt wird. Diese Montagefläche enthält darauf eine Matrix von peripheren Anschlussflächen, darunter jeweils positive und negative, um die Ecke gehende Anschlüsse 254a und 254b, drei positive Anschlüsse 256a und drei negative Anschlüsse 256b auf der in 24E gezeigten Anschlussfläche sowie drei positive Anschlüsse 256a' und drei negative Anschlüsse 256b' auf der Fläche gegenüber dieser Montagefläche.
Jeweilige Layouts verschiedener beispielhafter positiver und negativer Elektroden, die unterschiedlich kombiniert sind, um diesen Kondensator 252 zu bilden, werden in den 24A bis 24D gezeigt. Um die in 24E angegebenen Abschnitte A zu bilden, wird eine Vielzahl von ersten positiven Elektroden 260a (wie in 24A gezeigt) alternierend mit einer Vielzahl von ersten negativen Elektroden 262a (wie in 24B gezeigt) zusammen mit einer Vielzahl von dielektrischen Blättern 56 gestapelt. Eine Vielzahl von zweiten positiven Elektroden 260b (in 24C gezeigt) und eine Vielzahl von zweiten negativen Elektroden 262b (in 24D gezeigt) werden gemäß dem vorliegenden Gegenstand alternierend mit einer Vielzahl von dielektrischen Blättern 56 gestapelt, um die Abschnitte B des Kondensators 252 zu bilden (wie in 24E angegeben).
Noch mit Bezug auf die 24A bis 24D enthält jede der beiden verschiedenen Elektroden positiver Polarität 260a und 260b einen Hauptteil 264a, einen Nasenabschnitt (entweder 266a oder 266a'), der sich zu einer Seite des Kondensators 252 erstreckt, und einen Nasenabschnitt 268a, der sich zu drei Seiten des Kondensators 252 erstreckt. Jeder Nasenabschnitt 266a, 266a' und 268a steht in direktem Kontakt mit einem jeweiligen Hauptteil 264a. Die Nasenabschnitte 266a erstrecken sich zu einer Montagefläche (d. h. der in 24E dargestellten Fläche), und die Nasenabschnitte 266a' erstrecken sich zu der Fläche direkt gegenüber dieser Montagefläche. Ein positiver, um die Ecke gehender Anschluss 254a wird über den ausgerichteten Gruppen freiliegender Nasenabschnitte 268a von Elektroden der ersten Polarität 260a und 260b geformt und verbindet diese. Positive Anschlüsse 256a' werden über den ausgerichteten Gruppen freiliegender Nasenabschnitte 266a' der Elektrode der ersten Polarität 260a geformt und verbinden diese. Positive Anschlüsse 256a werden über den ausgerichteten Gruppen freiliegender Nasenabschnitte 266a der Elektrode der ersten Polarität 260b geformt und verbinden diese.
Jede der beiden verschiedenen Elektroden negativer Polarität 262a und 262b enthält einen Hauptteil 264b, einen Nasenabschnitt (entweder 266b oder 266b'), der sich zu einer Seite des Kondensators 252 erstreckt, und einen Nasenabschnitt 268b, der sich zu drei Seiten des Kondensators 252 erstreckt. Jeder Nasenabschnitt 266b, 266b' und 268b steht in direktem Kontakt mit einem jeweiligen Hauptteil 264b. Die Nasenabschnitte 266b erstrecken sich zu einer Montagefläche (d. h. der in 24E dargestellten Fläche), und die Nasenabschnitte 266b' erstrecken sich zu der Fläche direkt gegenüber dieser Montagefläche. Ein negativer, um die Ecke gehender Anschluss 254b wird über den ausgerichteten Gruppen freiliegender Nasenabschnitte 268b von Elektroden der zweiten Polarität 262a und 262b geformt und verbindet diese. Negative Anschlüsse 256b' werden über den ausgerichteten Gruppen freiliegender Nasenabschnitte 266b' von Elektroden der zweiten Polarität 262b geformt und verbinden diese. Negative Anschlüsse 256b werden über den ausgerichteten Gruppen freiliegender Nasenabschnitte 266b von Elektroden der zweiten Polarität 262a geformt und verbinden diese.
Zusätzliche beispielhafte Leistungseigenschaften von Kondensatorausführungen gemäß der vorliegend dargelegten Technik, manchmal verglichen mit der Leistung von Kondensatoren nach dem Stand der Technik, werden nun diskutiert.
25 zeigt eine grafische Darstellung von Induktivitätswerten (in Picohenry) über der Frequenz (in Megahertz) für einen Kondensator, der auf ähnliche Weise gebaut ist wie der allgemeine Kondensator 50 aus 7B und mit einer Gehäusegröße 0805, alles in Übereinstimmung mit dem vorliegenden Gegenstand. Kurve 270 entspricht Messwerten für einen solchen Kondensator, und Kurve 272 entspricht Werten aus einem linearen Modell für einen solchen Kondensator. Solch ein Kondensator mit Hochfrequenz-Leistungseigenschaften, wie sie in 25 dargestellt sind, kann eine Nennkapazität von ungefähr 5,6 µF, eine Nenninduktivität von ungefähr neunundvierzig (49) pH und einen Nenn-ESR (äquivalenten Serienwiderstand) von ungefähr drei (3) mΩ haben. Die gemessenen Werte der Kurve 270 sind sehr gut mit den linearen modellierten Werten der Kurve 272 vergleichbar.
26 bietet eine grafische Darstellung des Absolutwerts der Impedanz (|Z|) in Ohm über der Frequenz (in MHz) für zwei beispielhafte Kondensatoren, die gemäß Aspekten der vorliegend dargelegten Technik erstellt wurden, verglichen mit dem eines Kondensators nach dem Stand der Technik. Die Kurven in 26 entsprechen passenden Kurven, die aus Messungen mit einem Netzwerkanalysator stammen. Kurve 274 entspricht |Z|-Werten für einen verschränkten Kondensator nach dem Stand der Technik mit acht Anschlüssen, der Gehäusegröße 0508 und einer Nennkapazität von 2,2 µF. Kurve 276 entspricht |Z|-Werten für einen Kondensator mit zwei Anschlüssen, der Gehäusegröße 0805 und einer Nennkapazität von 6,8 µF, gebaut ähnlich dem allgemeinen Kondensator 74 aus 6, gemäß dem vorliegenden Gegenstand. Kurve 278 zeigt |Z|-Werte für einen Kondensator mit vier Anschlüssen, der Gehäusegröße 0805 und einer Nennkapazität von ebenfalls 6,8 µF, gebaut ähnlich dem allgemeinen Kondensator 86 aus 7C, ebenfalls gemäß dem vorliegenden Gegenstand.
27A bis 27D stellen Aspekte eines Kondensators 2700 ähnlich dem der 15A-15C und entsprechend den Elektrodenschichten 2700a und 2700b dar, die jeweils U-förmige Anschlussflächen haben und zusätzlich Ankernasen enthalten, um den Anschlussvorgang zu unterstützen. Bei einem solchen Bauteil ist eine erste Elektrode 2752a (27A) in der Mitte eines dielektrischen Blatts 2756 aufgebracht, hat jedoch Abschnitte, die sich zu einer gegebenen Montagefläche erstrecken und fortlaufend von der gegebenen Montagefläche entlang einer angrenzenden Seitenfläche und zu der Fläche gegenüber der Montagefläche freiliegen. Die zweite Elektrode 2752b (27B) ist in einer ähnlichen Anordnung geformt, jedoch umgekehrt. Wie bei Betrachtung der 27A und 27B zu ersehen ist, sind Ankernasen 2754a, 2758a (27A) sowie 2754b, 2758b (27B) entlang der zuvor (wie in den 15A und 15B) unbedeckten Flächen des dielektrischen Blatts 2756 angebracht.
Die Ankernasen 2754a, 2758a sowie 2754b, 2758b sind leitfähige, elektrisch isolierte Schichten, welche die Steuerung des Aufbringens von Anschlussmaterial unterstützen, wie es bezüglich der 30C, 30F, 301, 31C, 31F und 31I tiefergehend diskutiert werden wird, kurz gesagt jedoch fungieren diese Ankernasen als Keimbildungspunkte für das Anschluss-Beschichtungsmaterial und unterstützen dadurch die Lenkung des Beschichtungsvorgangs. Gemäß dem vorliegenden Gegenstand konstruierte Anschlüsse für Kondensatoren können mit einem Beschichtungsverfahren geformt werden, wie es in der zuvor erwähnten US-Patentanmeldung US 10/409,023 mit dem Titel „Beschichtete Anschlüsse“ beschrieben wird, oder mittels anderer Verfahren, die abweichende Techniken umfassen, wie etwa ein Aufdampfungs- oder Zerstäubungsverfahren; strukturierte Metallisierung durch Laserätzen, photolithographische Verfahren oder eine ähnliche Technik; und Einschicht-Metallisierung oder Aufbringen von Vielschichtanschlüssen, wie zuvor beschrieben.
Mit Bezug auf 27C ist in einer Explosionsansicht ein Stapel von Elektroden 2700a, 2700b illustriert, die abwechselnd den in 27A und 27B dargestellten entsprechen. Dabei ist zu beachten, dass der in den 27C und 27D illustrierte Stapel von Elektroden nur repräsentativ ist, und dass es tatsächlich eine relativ größere Anzahl von Schichten geben kann als dargestellt.
27D ist eine obere Ansicht eines teilweise zusammengebauten Kondensators 2700 vor dem Anbringen der Anschlüsse; die Figur illustriert die alternierenden Elektrodenschichten 2700a, 2700b. Anschlussbeispiele für den Kondensator 2700 werden später mit Bezug auf die 30-31 tiefergehend diskutiert werden.
Nun wird mit Bezug auf die 28A-28E ein zusätzlicher beispielhafter Kondensator 2800 illustriert, der gemäß dem vorliegenden Gegenstand konstruiert ist. Wie man einem Vergleich mit dem in den 27A - 27D illustrierten beispielhaften Kondensator 2700 zu ersehen ist, ähnelt der Kondensator 2800 in jeder Beziehung dem Kondensator 2700, enthält jedoch zusätzlich die Schicht 2800b.
Wie aus 28B zu erkennen ist, entspricht die Schicht 2800b einem dielektrischen Blatt 2856, auf dem vier elektrisch isolierte Ankernasen aufgebracht sind. Wie bei den Ankernasen bei dem beispielhaften Kondensator 2700 illustriert, fungieren die Ankernasen 2852a, 2852b, 2854a und 2854b als Keimbildungspunkte für das Anschluss-Beschichtungsmaterial und unterstützen dadurch die Lenkung des Beschichtungsvorgangs, wie mit Bezug auf die 30-31 tiefergehend beschrieben werden wird. Gemäß dem vorliegenden Gegenstand gewährt das Vorsehen der Schicht 2800b die Möglichkeit der zusätzlichen effektiven Reduzierung des Abstands zwischen Anschlüssen und damit einer zusätzlichen Reduzierung der äquivalenten Serieninduktivität (ESL) durch die Möglichkeit eines verschränkten Anschlusses für den Kondensator, wie in den 30-31 illustriert.
Mit weiterem Bezug auf die 28A - 28E können die Elektrodenschichten 2800a, 2800b und 2800c als Schichten „A“, „B“ bzw. „C“ bezeichnet werden. Wie in den 28D und 28E genauer illustriert, kann ein gemäß dem vorliegenden Gegenstand gebauter Kondensator 2800 durch Stapeln von Schichten in wiederholten Sequenzen entsprechend A-B-C-B aufgebaut sein, sodass ein Stapel erzeugt wird, wie er in einer Explosionsansicht in 28D und in einer teilweise zusammengebauten Ansicht vor dem Anbringen der Anschlüsse in 28E illustriert wird.
Nun wird mit Bezug auf 29E eine perspektivische Ansicht eines teilweise zusammengebauten Kondensators 2900, ähnlich dem zuvor in 28E illustrierten Kondensator 2800, vor dem Aufbringen von Anschlussmaterial illustriert. Wie bei Ausführungsformen nach dem Stand der Technik kann das Anbringen der Anschlüsse des Kondensators 2900 unter Verwendung verschiedener der zuvor beschriebenen Techniken erfolgen.
Nun wird mit Bezug auf die 30A bis 301 eine erste Technik zum Anbringen von Anschlüssen an beispielhaften Kondensatoren 2700, 2800 und 2900 illustriert. Wie zu bemerken ist, sind die 30A, 30D und 30G identisch mit den 27D, 28E bzw. 29E und illustrieren jeweils die Kondensatoren 2700, 2800 und 2900 und ihre freiliegenden Elektroden. Die 30B, 30E und 30H stellen jeweils einen ersten Schritt zur Herstellung von Anschlüssen dar, bei dem ein stromloses Beschichtungsverfahren mit Kupfer (Cu) verwendet werden kann, um eine erste Kupferschicht auf den freilegenden Elektrodenkanten aufzubringen. Über die Zeit während des Beschichtungsvorgangs verringert sich der Abstand zwischen den Fingern 3010 und 3012, 3020 und 3022 sowie 3030 und 3032. Es muss darauf geachtet werden, den Beschichtungsvorgang zu begrenzen, um das Kurzschließen zwischen benachbarten Fingern zu verhindern. Nach der stromlosen Cu-Beschichtung kann eine elektrolytische Beschichtung mit Cu/Ni/Sn erfolgen. Das heißt, es wird eine anfängliche Schicht von aufgebrachtem Kupfer (Cu), darauf eine Nickelschicht (Ni) und dann eine Zinnschicht (Sn) verwendet, um die fertige Struktur zu erzeugen. Wie zuvor erwähnt, erlaubt die Herstellung eines Bauteils mit verschränkten Fingern wie den Fingern 3010, 3012; 3020, 3022 sowie 3030, 3032 eine zusätzliche Reduzierung beim äquivalenten Serienwiderstand für die fertige Struktur.
Nun wird mit Bezug auf die 31A bis 31I eine zweite Technik zum Anbringen von Anschlüssen an beispielhaften Kondensatoren 2700, 2800 und 2900 illustriert. Wie bei den 30A bis 30I sind die 31A, 31D und 31G identisch mit den 27D, 28E bzw. 29E und illustrieren jeweils die Kondensatoren 2700, 2800 und 2900 sowie ihre freiliegenden Elektroden. Die 31B, 31E und 31H stellen jeweils einen ersten und zweiten Schritt zur Herstellung von Anschlüssen dar, wobei zuerst ein stromloses Beschichtungsverfahren mit Kupfer (Cu) verwendet werden kann, um eine erste Kupferschicht auf den freilegenden Elektrodenkanten aufzubringen, im Wesentlichen auf dieselbe Weise wie bei den in den 30B, 30E und 30H illustrierten Bauteilen. Über die Zeit während des Beschichtungsvorgangs verringert sich der Abstand zwischen den Fingern 3010, 3012; 3020, 3022 sowie 3030, 3032. Um die Möglichkeit einzuschränken, die Finger 3010, 3012; 3020, 3022 sowie 3030, 3032 kurzzuschließen, wird eine Maskierschicht 3110, 3120, 3130 über die Finger gelegt. Nachdem das Maskiermaterial aufgebracht ist, kann ein elektrolytisches Beschichtungsverfahren mit Cu/Ni/Sn ausgeführt werden. Da die kritische Fläche zwischen den Fingern 3010, 3012; 3020, 3022 sowie 3030, 3032 geschützt wurde, kann die Beschichtung sicher ablaufen, ohne die Befürchtung, einen Kurzschluss zu erzeugen.
Die 35a -35e illustrieren eine weitere beispielhafte Ausführungsform eines elektronischen Bauteils 3500 gemäß dem vorliegenden Gegenstand, die eine „T“-Elektrode und Blindnasen enthält, um den Anschlussvorgang zu unterstützen, und auch den Vorteil von Anschlüssen mit engem Abstand zueinander zu erreichen, um die Induktivität weiter zu reduzieren. In einer Weise ähnlich der in den 29A-29C illustrierten enthält die vorliegende Ausführungsform, wie aus 35a zu ersehen ist, interne Schichten, die eine allgemein „T“-förmige Elektrode 3510 und einen allgemein „U“-förmigen leitfähigen Teil 3520 enthält. Das Spiegelbild dieses Paars wird als 3515 für die „T“-förmige Elektrode und als 3525 für die „U“-förmige Version dargestellt. Es können mehrere solcher Paare von Elektrodenschichten vorgesehen sein, wie in 35b illustriert. Aus einem Vergleich der 29a-29c ist zu ersehen, dass die in 29c illustrierte Elektrodenschicht in dieser Ausführungsform weggelassen wurde. Um die endgültigen Anschlussflächen zu erstellen, wird die dritte Elektrodenform als 3528 für die Oberseite des fertigen Bauteils 3500 und als 3528' für die Unterseite gezeigt. In der Praxis kann die untere Elektrode direkt auf den Substratträger gedruckt werden, sodass die metallhaltige Elektroden-Druckfarbe an der normalerweise leeren Keramikfläche haftet.
Nachdem die Elektroden in der in 35b gezeigten Reihenfolge gestapelt wurden, wird das Bauteil 3500 in 35c in einer Kanten- oder Seitenansicht gezeigt. Dabei ist zu beachten, dass es, obwohl sechs Elektrodensätze gezeigt werden, gewöhnlich viel mehr gibt. Der Keramikstapel wird dann gesintert, um einen monolithischen Block zu erzeugen, wie perspektivisch in 35d mit den in 35c gezeigten gemeinsamen Merkmalen dargestellt.
Nach Aufbringen der Anschlussmaterialien, wie etwa durch stromlose Beschichtung, zeigt das Bauteil 3500 in 35e die Endbereiche 3522, welche die jeweiligen Enden und Seiten der Elektroden 3515 und 3525 elektrisch und mechanisch zusammenfassen, während in ähnlicher Weise der Endanschluss 3524 die Elektroden 3510 und die Blindnasen 3520 zusammenfasst. Dieses Anschlussmaterial ist so ausgeführt, dass es die Spalte 3530 und 3532 ergibt, während die Elektroden der abdeckenden Flächen 3528 und 3528' einen gemeinsamen fünfseitigen Anschluss erzeugen.
Wenn die Dicke der Keramik unter etwa 10 µm liegt, sind die Ankernasen nicht notwendig; daher wird in 36a-36e unter Verwendung einer ähnlichen Nummerierung ein vereinfachter Aufbau gezeigt. 36a zeigt die bei dem Bauteil verwendeten Elektrodenmuster, wobei 3610 und 3625 die hauptsächlichen aktiven „T“-förmigen Elektroden mit 3628 als Oberflächenelektrode zur Herstellung von Anschlussflächen sind. Die als „W” gezeigte, den Spalten 3630 und 3632 entsprechende Spaltbreite ist das ausschlaggebende Maß für die Induktivitätswerte. Die Stapelreihenfolge wird in 36b gezeigt, wo wieder repräsentativ eine reduzierte Anzahl von Elektroden gegenüber der in der Praxis üblichen gezeigt wird. Die Seitenansicht in 36c ist jetzt einfacher, da es keine Anker- oder Blindnasen gibt. Die Enden und Kanten der Elektroden 3610 sind auf der linken Seite freiliegend zu erkennen, und die Kanten der Elektroden 3625 auf der rechten Seite. Nach dem Sintern ist in 36d die Perspektive des Teils zu sehen, und nach dem Herstellen der Anschlüsse ist in 36e dieselbe Perspektive mit einem fünfseitigen Standardanschluss zu sehen (Elemente siehe auch 3620, 3624, 3626 und 3636).
Die 37a-37g illustrieren noch eine weitere Ausführungsform des vorliegenden Gegenstands. In früheren Diskussionen wurde erwähnt, dass die Induktivität umso niedriger ist, je kleiner der Spalt ist. Als Extremfall könnte man einen Spalt mit fast der Breite Null erwarten, während natürlich ein echter Null-Spalt zu vermeiden wäre, der zu einem Kurzschluss führte. Gemäß der vorliegenden Offenlegung wird jedoch eine Technik dargestellt, um einen gewissermaßen negativen Spaltabstand herzustellen. Wie aus 37a zu ersehen ist, wurde ein Elektrodenmuster ähnlich dem in 35a illustrierten hergestellt, außer dass der durch „W“ in 35a dargestellte Spalt jetzt durch einen mit „O“ bezeichneten Überlappungsbereich ersetzt wurde. Wenn man die Elektroden 3710, 3725 und 3728 in der in 37b gezeigten Reihenfolge stapelt, ist das Ergebnis ein Stapel, der in 37c von der Seite aus zu sehen ist. Es ist zu beachten, dass es drei Bereiche mit enger Überlappung gibt. Eine Eigenschaft des Feinkupferanschluss- (FCT-) oder stromlosen Beschichtungsverfahrens ist es, dass das Kupfer um etwa 4 µm kriecht und daher Bereiche verbindet, die um 8 µm oder weniger getrennt sind. Wenn im vorliegenden Fall das Dielektrikum 8 µm beträgt, dann werden die überlappenden Bereiche beschichtet, aber die Teile der Seite, die 16 µm getrennt sind, nicht. Das ist mit Bezug auf 37c klarer zu erkennen. Die Bereiche A, C und E werden durch die Beschichtung verbunden, während die Bereiche B und D nur „dekoriert“ werden, d. h. eine Kupferbeschichtung an ihnen entlang besitzen, die jedoch nicht breit genug ist, um eine Verbindung herzustellen.
Die 37d-37e zeigen diesen Effekt in der Perspektive. Da es in diesem Fall nicht erwünscht ist, dass der Bereich „C“ beschichtet wird, der als Bereich 3733 in 37d gezeigt wird, müssen wir diesen Abschnitt maskieren, wie in 37e bei 3744 und 3744' gezeigt. Wenn das Teil anschließend unter Verwendung des stromlosen Kupferverfahrens mit Anschlüssen versehen wird, ist das Ergebnis ähnlich dem in 37f gezeigten, nachdem die vorübergehende Maskierung entfernt wurde. Jetzt hat die erste Anschlussschicht 3720 an einem Ende alle Elektroden 3710 verbunden und bildet einen fünfseitigen Anschluss, wobei jedoch die Kanten des Anschlusses an der Seite 3730 eine Kammstruktur haben (Analoges gilt für die zweite Anschlussschicht 3722 zur Verbindung aller Elektroden 3725). Dies ist besser in 37g zu sehen, wo 37c zum Verständnis schematisch eingeblendet wurde. Das Bauteil 3700 ist nach der Kupferbeschichtung und nach dem Entfernen der vorübergehenden Maskierung von derselben Seite zu sehen. Die Bereiche A und E sind vollständig abgedeckt, da das Kupfer über die Trennungen von 8 µm gekrochen ist. Der Bereich C hat keine Beschichtung, da er durch das Maskierungsmaterial geschützt war, während die Bereiche B und D die „Dekoration“ zeigen, fingerartige Auswüchse. Der Bereich C ist jedoch ein interessanter Bereich. Nun wurde anstelle eines Spalts zwischen einander gegenüberliegenden Elektroden ein Überlappungsbereich hergestellt, der die Länge des Stromkreispfads und damit die Induktivität auf einen niedrigeren Wert reduziert.
Dabei ist zu beachten, dass die hierin vorgestellten Kondensatorausführungen und entsprechenden Elektrodenausführungen nur als Beispiele der offengelegten Technik, einschließlich ihrer Zwischenaspekte, vorgestellt werden. Abwandlungen der dargelegten Ausführungsformen können praktiziert werden, wie durch jemanden mit gewöhnlichem Fachwissen zu erkennen ist. Weiter ist zu beachten, dass hierin die verschiedenen Darstellungen oder Beschreibungen bestimmter Flächen als obere, untere oder Seitenflächen nur zur bequemeren Bezugnahme verwendet werden und dies die verschiedenen mögliche Weisen nicht unnötig einschränken sollte, wie die hierin dargelegten Bauteile orientiert werden können. Weiterhin soll die hierin verwendete Bezeichnung ausgewählter Flächen als Montageflächen nicht bedeuten, dass diese Fläche diejenige ist, die in einer im Wesentlichen angrenzenden Weise zu einer Montagestelle, wie etwa einem Substrat, positioniert und daran angebracht wird. In einigen Fällen kann jedoch auch die Chipfläche direkt gegenüber der so genannten oder beschriebenen Montagefläche als Montagefläche durch direkte Anbringung an einem Substrat oder einem anderen Chip ausgenutzt werden. Dies kann zum Beispiel der Fall sein, wenn die gegebene Montagefläche und die Fläche direkt gegenüber dieser bezeichneten Montagefläche beide mit Anschlussflächen versehen sind, die manchmal mit symmetrischen, gespiegelten, umgekehrt gespiegelten oder anders geformten Geometrien gestaltet sind.

Claims

Elektronisches Vielschichtbauelement (3700), enthaltend: eine Vielzahl von ersten Elektrodenschichten (3710), wobei jede erste Elektrodenschicht (3710) eine erste dielektrische Schicht mit einer ersten und einer zweiten durch vier Kanten begrenzten Oberfläche sowie eine erste leitfähige Schicht umfasst, die einen Abschnitt dieser ersten Oberfläche dieser ersten dielektrischen Schicht bedeckt und sich zumindest zu einem Abschnitt einer Kante dieser ersten dielektrischen Schicht erstreckt; eine Vielzahl von zweiten Elektrodenschichten (3725), die alternierend mit dieser Vielzahl von ersten Elektrodenschichten (3710) gestapelt sind, wobei jede zweite Elektrodenschicht (3725) eine zweite dielektrische Schicht mit einer ersten und einer zweiten durch vier Kanten begrenzten Oberfläche sowie eine zweite leitfähige Schicht enthält, die einen Abschnitt dieser ersten Oberfläche dieser zweiten dielektrischen Schicht bedeckt und sich zumindest zu einem Abschnitt einer Kante dieser zweiten dielektrischen Schicht erstreckt, wobei die zweite leitfähige Schicht als Spiegelbild der ersten leitfähigen Schicht geformt ist; eine erste leitfähige Anschlussschicht (3720), die einen Abschnitt dieser einen Kante dieser ersten dielektrischen Schicht bedeckt und diese erste leitfähige Schicht jede aus dieser Vielzahl von ersten Elektrodenschichten (3710) elektrisch verbindet; und eine zweite leitfähige Anschlussschicht (3722), die einen Abschnitt dieser einen Kante dieser zweiten dielektrischen Schicht bedeckt und diese zweite leitfähige Schicht jeder dieser Vielzahl von zweiten Elektrodenschichten (3725) elektrisch verbindet; wobei diese erste leitfähige Anschlussschicht (3720) und diese zweite leitfähige Anschlussschicht (3722) so ausgeführt sind, dass sie einen Spalt dazwischen entlang eines Abschnitts dieser einen Kante sowohl dieser ersten als auch zweiten dielektrischen Schichten bilden, wobei dieser Spalt eine Spaltbreite (W) aufweist; wodurch eine minimale Stromschleifenfläche von dieser ersten leitfähigen Anschlussschicht (3720) aus durch eine sich überlappende Vielzahl von ersten Elektrodenschichten (3710) und Vielzahl von zweiten Elektrodenschichten (3725) zu dieser zweiten leitfähigen Anschlussschicht (3722) gebildet wird; dadurch gekennzeichnet, dass ein Abschnitt jeder ersten leitfähigen Schicht dieser Vielzahl von ersten Elektrodenschichten (3710), der sich zu der mindestens einen Kante der ersten dielektrischen Schicht erstreckt, in einer nicht kontaktierenden Weise entlang eines Überlappungsbereichs (O) einen Abschnitt jeder zweiten leitfähigen Schicht der Vielzahl von zweiten Elektrodenschichten (3725) überlappt, der sich zu der mindestens einen Kante der zweiten dielektrischen Schicht erstreckt; wobei der Überlappungsbereich (O) im Wesentlichen gleich groß ist wie die Spaltbreite (W).
Elektronisches Vielschichtbauelement (3700) nach Anspruch 1, wobei sich diese erste leitfähige Schicht zu zumindest einem Abschnitt von zwei Kanten dieser ersten dielektrischen Schicht erstreckt und sich diese zweite leitfähige Schicht zu zumindest einem Abschnitt von zwei Kanten dieser zweiten dielektrischen Schicht erstreckt.
Elektronisches Vielschichtbauelement (3700) nach Anspruch 1, wobei diese ersten und zweiten leitfähigen Schichten aus einer Gruppe gewählt werden, die aus Platin, Nickel, Kupfer und einer Palladium-Silberlegierung besteht.
Elektronisches Vielschichtbauelement (3700) nach Anspruch 1, wobei diese ersten und zweiten dielektrischen Schichten aus einer Gruppe gewählt werden, die aus Bariumtitanat, Zinkoxid, Aluminiumoxid mit Schmelzglas, Keramik, glasgebundenem Material und einem organischen Epoxid besteht.
Elektronisches Vielschichtbauelement (3700) nach Anspruch 1, wobei diese vier Kanten jeder dieser ersten und zweiten dielektrischen Schichten zwei einander gegenüberstehende relativ längere Kanten und zwei einander gegenüberstehende relativ kürzere Kanten enthalten, und wobei diese leitfähigen Anschlussschichten (3720, 3722) entlang mindestens einer dieser relativ längeren Kanten geformt sind, wodurch das elektronische Vielschichtbauelement (3700) zur Montage auf einem Substrat entlang dieser mindestens einen dieser relativ längeren Kanten ausgeführt sein kann.
Elektronisches Vielschichtbauelement (3700) nach Anspruch 5, wobei sich Abschnitte dieser ersten und zweiten leitfähigen Schichten zu zumindest einem Abschnitt dieser relativ kürzeren Kanten erstrecken und das Bauelement (3700) weiter eine Anschlussschicht (3720) enthält, die entlang der mindestens einen dieser relativ kürzeren Kanten geformt ist.
Elektronisches Vielschichtbauelement (3700) nach Anspruch 1, weiter enthaltend: eine obere Schicht (3728) und eine untere Schicht (3728'), die jeweils eine erste dielektrische Schicht mit einer ersten und einer zweiten durch vier Kanten begrenzten Oberfläche sowie eine leitfähige Schicht enthalten, die erste und zweite leitfähige Abschnitte besitzt, die einen Abschnitt dieser ersten Oberfläche dieser ersten dielektrischen Schicht bedecken, wobei sich jeder Abschnitt dieser leitfähigen Schicht zu mindestens drei Kantenabschnitten dieser ersten dielektrischen Schicht erstreckt; wodurch die Abschnitte dieser ersten und zweiten leitfähigen Schichten einen leitfähigen Zugang sowohl zu dieser ersten als auch zu dieser zweiten Elektrodenschicht (3710, 3725) sowohl von dieser einen Kante aus als auch von einer gegenüberliegenden Kante aus gewähren.
Elektronisches Vielschichtbauelement (3500; 3700), enthaltend: eine Vielzahl von ersten Elektrodenschichten (3510; 3710), wobei jede erste Elektrodenschicht (3510; 3710) eine erste dielektrische Schicht mit einer ersten und einer zweiten durch vier Kanten begrenzten Oberfläche sowie eine erste leitfähige Schicht umfasst, die einen Abschnitt dieser ersten Oberfläche dieser ersten dielektrischen Schicht bedeckt und die mindestens zwei Abschnitte enthält, die sich zumindest zu einem Abschnitt einer Kante dieser ersten dielektrischen Schicht erstrecken; eine Vielzahl von zweiten Elektrodenschichten (3525; 3725), die alternierend mit dieser Vielzahl von ersten Elektrodenschichten (3510; 3710) gestapelt sind, wobei jede zweite Elektrodenschicht (3525; 3725) eine zweite dielektrische Schicht mit einer ersten und einer zweiten durch vier Kanten begrenzten Oberfläche sowie eine zweite leitfähige Schicht enthält, die einen Abschnitt dieser ersten Oberfläche dieser zweiten dielektrischen Schicht bedeckt und die mindestens zwei Abschnitte enthält, die sich zumindest zu einem Abschnitt einer Kante dieser zweiten dielektrischen Schicht erstrecken, wobei die zweite leitfähige Schicht als Spiegelbild der ersten leitfähigen Schicht geformt ist; eine obere Schicht (3528; 3728) und eine untere Schicht (3528'; 3728'), die eine erste dielektrische Schicht mit einer ersten und einer zweiten durch vier Kanten begrenzten Oberfläche sowie eine leitfähige Schicht enthalten, die erste und zweite leitfähige Abschnitte besitzt, die einen Abschnitt dieser ersten Oberfläche dieser ersten dielektrischen Schicht bedecken, wobei sich jeder Abschnitt dieser leitfähigen Schicht zu mindestens drei Kantenabschnitten dieser ersten dielektrischen Schicht erstreckt; eine erste leitfähige Anschlussschicht (3524; 3720), die einen Abschnitt dieser einen Kante dieser ersten dielektrischen Schicht bedeckt und diese erste leitfähige Schicht jede aus dieser Vielzahl von ersten Elektrodenschichten (3510; 3710) elektrisch verbindet; und eine zweite leitfähige Anschlussschicht, die einen Abschnitt dieser einen Kante dieser zweiten dielektrischen Schicht bedeckt und diese zweite leitfähige Schicht jede aus dieser Vielzahl von zweiten Elektrodenschichten (3525; 3725) elektrisch verbindet; wobei die ersten und zweiten Abschnitte dieser leitfähigen Schichten dieser oberen und unteren Schichten (3528; 3728; 3528'; 3728`) einen leitfähigen Zugang sowohl zu den ersten als auch zu den zweiten Elektrodenschichten sowohl von dieser einen Kante dieser ersten dielektrischen Schicht aus als auch von einer dieser Kante gegenüberliegenden Kante aus gewähren; wobei diese erste leitfähige Anschlussschicht (3524; 3720) und diese zweite leitfähige Anschlussschicht so ausgeführt sind, dass sie einen Spalt (3530, 3532) dazwischen entlang eines Abschnitts dieser einen Kante sowohl dieser ersten als auch dieser zweiten dielektrischen Schichten bilden; wodurch eine minimale Stromschleifenfläche von dieser ersten leitfähigen Anschlussschicht (3524; 3720) aus durch diese Vielzahl von ersten Elektrodenschichten (3510; 3710) und Vielzahl von zweiten Elektrodenschichten (3525; 3725) zu dieser zweiten leitfähigen Anschlussschicht gebildet wird; und wobei die obere Schicht (3528; 3728) eine obere Oberfläche des Stapels aus der Vielzahl der ersten Elektrodenschichten (3510; 3710) und der Vielzahl der zweiten Elektrodenschichten (3525; 3725) definiert und die untere Schicht (3528'; 3728`) eine untere Oberfläche des Stapels aus der Vielzahl der ersten Elektrodenschichten (3510; 3710) und der Vielzahl der zweiten Elektrodenschichten (3525; 3725) definiert, wobei die Abschnitte dieser ersten und zweiten leitfähigen Schichten beim Stapeln dieser ersten und zweiten Elektrodenschichten (3510; 3710; 3525; 3725) eine verschachtelte Anordnung bilden.
Elektronisches Vielschichtbauelement (3500; 3700) nach Anspruch 8, wobei diese erste leitfähige Schicht mindestens zwei Abschnitte enthält, die sich zu Abschnitten jeder der gegenüberliegenden Kanten dieser ersten dielektrischen Schicht erstrecken, und diese zweite leitfähige Schicht mindestens zwei Abschnitte enthält, die sich zu Abschnitten jeder der gegenüberliegenden Kanten dieser zweiten dielektrischen Schicht erstrecken.
Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Vielschichtbauelements (3700) mit niedriger äquivalenter Serieninduktivität, ESL, das Verfahren umfassend: Erstellen einer Vielzahl von ersten Elektrodenschichten (3710), wobei jede erste Elektrodenschicht (3710) eine erste dielektrische Schicht mit einer ersten und einer zweiten durch vier Kanten begrenzten Oberfläche sowie eine erste leitfähige Schicht umfasst, die einen Abschnitt einer dieser ersten und zweiten Oberfläche dieser ersten dielektrischen Schicht bedeckt und sich zumindest zu einem Abschnitt einer Kante dieser ersten dielektrischen Schicht erstreckt; Erstellen einer Vielzahl von zweiten Elektrodenschichten (3725), wobei jede zweite Elektrodenschicht (3725) eine zweite dielektrische Schicht mit einer ersten und einer zweiten durch vier Kanten begrenzten Oberfläche sowie eine zweite leitfähige Schicht umfasst, die einen Abschnitt einer dieser ersten und zweiten Oberfläche dieser zweiten dielektrischen Schicht bedeckt und sich zumindest zu einem Abschnitt einer Kante dieser zweiten dielektrischen Schicht erstreckt, wobei die zweite leitfähige Schicht als Spiegelbild der ersten leitfähigen Schicht geformt ist und einen Abstand zu der ersten leitfähigen Schicht hat, wobei ein Abschnitt der zweiten leitfähigen Schicht entlang mindestens des besagten Abschnitts einer Kante der zweiten dielektrischen Schicht einen Abschnitt der ersten leitfähigen Schicht entlang mindestens des besagten Abschnitts einer Kante der ersten dielektrischen Schicht entlang eines Überlappungsbereichs (O) überlappt; Stapeln der ersten und zweiten Vielzahl von Elektrodenschichten (3710, 3725) in jeweils alternierenden Schichten entlang einer Stapelrichtung; Erstellen einer ersten leitfähigen Anschlussschicht (3720), die jeweils erste leitfähige Schichten dieser Vielzahl von ersten Elektrodenschichten (3710) elektrisch verbindet; Erstellen einer zweiten leitfähigen Anschlussschicht (3722), die jeweils zweite leitfähige Schichten dieser Vielzahl von zweiten Elektrodenschichten (3725) elektrisch verbindet; Ausführen der ersten und zweiten leitfähigen Anschlussschicht (3720, 3722) so, dass sie einen Spalt dazwischen entlang eines Abschnitts dieser einen Kante sowohl der ersten als auch zweiten dielektrischen Schicht bilden, wobei dieser Spalt mit dem besagten Überlappungsbereich (O) in der besagten Stapelrichtung ausgerichtet ist.
Verfahren nach Anspruch 10, das weiter umfasst: Erstrecken der ersten leitfähigen Schicht zu mindestens zwei Abschnitten einer Kante der ersten dielektrischen Schicht; und Erstrecken der zweiten leitfähigen Schicht zu mindestens zwei Abschnitten einer Kante der zweiten dielektrischen Schicht.
Verfahren nach Anspruch 10, das weiter umfasst: Erstrecken der ersten leitfähigen Schicht zu mindestens einem Abschnitt jeder von einander gegenüberliegenden Kanten der ersten dielektrischen Schicht; und Erstrecken der zweiten leitfähigen Schicht zu mindestens einem Abschnitt jeder von einander gegenüberliegenden Kanten der zweiten dielektrischen Schicht.
Verfahren nach Anspruch 10, das weiter umfasst: Erstellen einer dritten leitfähigen Schicht, die einen Abschnitt dieser ersten Oberfläche dieser ersten dielektrischen Schicht bedeckt und sich zu zumindest einem Abschnitt dieser einen Kante dieser ersten dielektrischen Schicht erstreckt; und Erstellen einer vierten leitfähigen Schicht, die einen Abschnitt dieser ersten Oberfläche dieser zweiten dielektrischen Schicht bedeckt und sich zu zumindest einem Abschnitt dieser einen Kante dieser zweiten dielektrischen Schicht erstreckt.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Schritt der Ausführung der ersten und zweiten leitfähigen Anschlussschicht das Bilden mehrerer durch Spalte getrennter verschränkter Finger über einer Fläche umfasst, die aus dem Stapel von Elektrodenschichten (3710, 3725) gebildet wird, die diese eine Kante jeder der gestapelten ersten und zweiten Vielzahl von dielektrischen Schichten umfassen.