用于多层印刷电路板的电容器制造技术

描述了多层印刷电路板(100)中的电容器。该电容器可以包括焊盘下过孔型的过孔(114)、(116)和填充在焊盘下过孔型的过孔中的电介质混合物。过孔可以设置在多层印刷电路板的集成电路接触焊盘(112)的下方。电介质混合物可以包括与粘合材料混合的纳米颗粒尺寸的电介质粉末。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于多层印刷电路板的电容器
本文所描述的一些实施方式总体上涉及用于高频应用的电容器。
技术介绍
除非本文另有说明，否则本文所描述的材料不是关于本申请的权利要求的现有技术，并且不被认为是包含在本节中的现有技术。电容器的寄生电阻(例如，等效串联电阻(ESR))和寄生电感(例如，等效串联电感(ESL))对集成电路(IC)的高频性能有害。平行板电容器的电容可以取决于电容器在印刷电路板(PCB)中所占的面积。然而，PCB中的空间多半是稀缺资源，这是因为许多电路部件可以被集成到PCB中。平行板电容器通常可以出现在PCB的与过孔和/或迹线连接的另一侧上，过孔和/或迹线可能引起额外电感(例如，ESL)和电阻(例如，ESR)并且可能降低电容器的谐振频率。球栅阵列(BGA)IC可以具有针对去耦电容器和其他无源IC部件的密集封装限制。即使在外部行焊盘中，可能难以对BGAIC中的具有小于或等于0.5毫米的节距的电源迹线提供偏置。在高频应用(例如，25GHz或超过25GHz)中，在BGA焊盘处可能需要例如利用电容器进行有效去耦。然而，由于寄生电阻、寄生电感以及对电容器充电和/或放电的时间，可能难以进行微波和太赫兹频率下的去耦。本文所要求保护的主题不限于解决任何缺点的实施方式或者仅在诸如上述环境的环境中操作的实施方式。相反，提供该背景仅用于说明可以实践本文所描述的一些实施方式的一个示例性

技术实现思路
提供本
技术实现思路
旨在以简化的形式介绍一系列概念，在下面的具体实施方式中进一步描述这些概念。本
技术实现思路
不旨在确定所要求保护的主题的主要特征或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。本文描述的一些示例性实施方式总体上涉及印刷电路板中的电容器。在一个示例性实施方式中，描述了一种在印刷电路板中的电容器。该电容器可以包括焊盘下过孔型的过孔以及填充在过孔中的电介质混合物。过孔可以设置在多层印刷电路板的集成电路接触焊盘的下方。电介质混合物可以包括与粘合材料混合的纳米颗粒尺寸的电介质粉末。在另一示例性实施方式中，电容器可以包括设置在多层印刷电路板的IC接触焊盘下方的焊盘下过孔型的同轴过孔。同轴过孔可以包括外过孔壁、内过孔壁、以及填充在外过孔壁与内过孔壁之间的电介质混合物。内过孔壁可以与外过孔壁同轴对准。电介质混合物可以包括与粘合材料混合的纳米颗粒尺寸的电介质粉末。本专利技术的附加的特征和优点将在下面的描述中阐述，并且根据描述部分特征和优点将是明显的，或者可以通过本专利技术的实践获知。本专利技术的特征和优点可以借助所附权利要求中特别指出的手段和组合来实现和获得。本专利技术的这些和其他特征根据以下描述和所附权利要求将变得更加明显，或者可以通过下文阐述的本专利技术的实践来获得。附图说明为了进一步阐明本专利技术的上述和其他优点和特征，将通过参照附图中所示的本专利技术的具体实施方式对本专利技术进行更具体的描述。应当理解，这些附图仅描绘了本专利技术的典型实施方式，因此不被认为是限制本专利技术的范围。将通过利用附图以另外的特征和细节来描述和解释本专利技术，在附图中：图1A是示出示例性印刷电路板的堆叠的截面图的框图；图1B是示出图1A的示例性印刷电路板的顶视图的框图；图2是示出另一示例性印刷电路板的堆叠的截面图的框图；图3A是示出示例性同轴过孔的顶视图的框图；图3B是示出图3A的示例性同轴过孔的截面图的框图；以及图4包括示出示例性焊盘下过孔电容器的性能的图示。具体实施方式本文描述的实施方式总体上涉及用于印刷电路板的电容器。本文描述的一些实施方式可以包括焊盘下过孔(via-in-pad)电容器，该焊盘下过孔电容器可以被包括在用于高频应用的刚性或挠性PCB中。例如，电容器可以快速充电和/或放电，并且可以在25GHz或更高频率的应用中实现。在另一示例中，电容器可以在56GHz或更高频率的应用中实现。焊盘下过孔电容器可以设置在IC接触节点正下方，这样与平行板电容器和/或印刷电容器相比可以消除接触电阻，降低ESR和ESL并且消除面积因子。与平行板电容器和/或印刷电容器相比，焊盘下过孔电容器可以具有高的自谐振频率。在一些实施方式中，焊盘下过孔电容器可以包括设置在IC接触焊盘正下方的过孔以及填充在过孔中的电介质混合物。可替选地，焊盘下过孔电容器可以包括同轴过孔，同轴过孔包括外壁、内壁以及填充在外壁与内壁之间的电介质混合物。IC接触焊盘可以包括电源接触焊盘、BGA焊盘或另一合适类型的IC接触焊盘。电介质混合物可以包括与粘合材料混合的纳米颗粒尺寸的电介质粉末。电介质粉末可以包括高介电常数(高K)低损耗正切值电介质材料。电介质粉末的示例可以包括但不限于钛酸锶钡(BaSrTiO3)、掺杂镁的钛酸锶钡、掺杂锑的钛酸锶钡、二氧化钛(TiO2)、五氧化二钽(Ta2O5)、多晶氧化铝粉末和TiO2、镁橄榄石(Mg2SiO4)、硅锌矿(Zn2SiO4)、BaO-TiO2-ZnO、铌酸锌MNb2O6、(Mg,Ca)TiO3、ZnO-TiO2、Mg(Sn(x)Ti(1-x))ZO3，以及任意其他合适的电介质粉末材料。在一些实施方式中，粘合材料可以包括聚合物，并且电介质混合物可以包括与聚合物混合的电介质粉末。可替选地，粘合材料可以包括玻璃环氧树脂粘合剂，并且电介质混合物可以包括与玻璃环氧树脂粘合剂混合的电介质粉末以及玻璃料。可替选地，粘合材料可以包括环氧树脂，并且电介质混合物可以包括与环氧树脂混合的电介质粉末。焊盘下过孔电容器的电容可以与电容器中的过孔长度有关。例如，第一电容器可以具有从PCB的第一层延伸到第三层的第一过孔。第二电容器可以具有从PCB的第一层延伸到第八层的第二过孔。由于第一电容器的第一过孔长度小于第二电容器的第二过孔长度，所以第一电容器的电容值可以小于第二电容器的电容值。在一些实施方式中，可以通过改变电容器的过孔长度来调节焊盘下过孔电容器的电容。可以通过使用集总元件设计和嵌入式过孔结构的设计来获得五十欧姆负载或其他(例如，100欧姆，25欧姆)负载。此外，焊盘下过孔电容器的电容可以与PCB的温度和工作频率有关。对于特定的电容器，可以构建查找表。查找表可以根据不同的温度和不同的工作频率列出电容器的电容值。电容器的接触焊盘可以具有与IC接触焊盘的尺寸相同的尺寸，并且可以不具有柱(stub)。电容器中的过孔可以具有可以将过孔与未连接至过孔的PCB层隔离的反焊盘(anti-pad)。现在将参照附图来描述本专利技术的一些示例性实施方式的各个方面。附图是这些示例性实施方式的图解和图示，并且不是本专利技术的限制，也不一定按比例绘制。图1A是示出根据本文所描述的至少一些实施方式布置的示例性PCB100的堆叠的截面图的框图。PCB100可以包括多个铜箔层。例如，如图1A所示，PCB100可以包括八个层101至108。层101至108中的每一层可以包括铜箔层。在一些实施方式中，PCB100中的总层数可以是4、6、8、10或另一合适的数目。PCB100可以包括刚性板或刚挠板。层压件可以置于PCB100的相邻层之间。例如，预浸渍(PREPREG)复合纤维或其他合适的层压件可以分别被置于层101与层102之间、层103与层104之间、层105与层106之间、以及层107与层108之间。由Megtron6或FR-4或其他合适的材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在多层印刷电路板中的电容器，包括：设置在所述多层印刷电路板的集成电路(IC)接触焊盘的正下方的焊盘下过孔型的过孔，其中，所述过孔包括过孔接触焊盘，所述过孔接触焊盘具有与所述IC接触焊盘的第二尺寸匹配的第一尺寸；以及填充在所述过孔中的电介质混合物，其中，所述电介质混合物包括与粘合材料混合的纳米颗粒尺寸的电介质粉末，并且所述纳米颗粒尺寸的电介质粉末包括尺寸在约1纳米与100纳米之间的个体电介质颗粒。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.23 US 62/053,878;2015.09.18 US 14/858,7591.一种在多层印刷电路板中的电容器，包括：设置在所述多层印刷电路板的集成电路(IC)接触焊盘的正下方的焊盘下过孔型的过孔，其中，所述过孔包括过孔接触焊盘，所述过孔接触焊盘具有与所述IC接触焊盘的第二尺寸匹配的第一尺寸；以及填充在所述过孔中的电介质混合物，其中，所述电介质混合物包括与粘合材料混合的纳米颗粒尺寸的电介质粉末，并且所述纳米颗粒尺寸的电介质粉末包括尺寸在约1纳米与100纳米之间的个体电介质颗粒。2.一种在多层印刷电路板中的电容器，包括：设置在所述多层印刷电路板的集成电路(IC)接触焊盘下方的焊盘下过孔型的过孔；以及填充在所述焊盘下过孔型的过孔中的电介质混合物，其中，所述电介质混合物包括与粘合材料混合的纳米颗粒尺寸的电介质粉末。3.根据权利要求2所述的电容器，其中，所述粘合材料包括聚合物。4.根据权利要求2所述的电容器，其中，所述粘合材料包括环氧树脂，所述环氧树脂具有粘结剂、固化剂、分散剂和催化剂。5.根据权利要求4所述的电容器，其中，所述分散剂防止在所述环氧树脂中形成所述电介质粉末的簇。6.根据权利要求2所述的电容器，其中，所述粘合材料包括玻璃环氧树脂粘合剂，并且所述电介质混合物还包括玻璃料。7.根据权利要求2所述的电容器，其中，在所述电介质混合物中的所述电介质粉末的百分比按体积计大于80％。8.根据权利要求2所述的电容器，其中，所述电介质混合物的热膨胀系数小于0.01毫米每摄氏度。9.根据权利要求2所述的电容器，其中，所述过孔包括接触...

【专利技术属性】
技术研发人员：亨利·M·达格希吉安，
申请(专利权)人：菲尼萨公司，
类型：发明
国别省市：美国,US