一种独石型传输线电容器，包括： 由第一电介质材料组成的体； 设置在所述体内的至少两个多层电容器，每一个多层电容器的特征在于各自的电容器高度； 其中所述至少两个多层电容器大致相互平行地定位，从而提供在所述至少两个多层电容器之间的大致恒定间隔距离； 其中所述至少两个多层电容器的每一个由交替插入在多个绝缘基板间的多个电极构成； 其中所述绝缘基板由第二电介质材料组成； 其中所述至少两个多层电容器的每一个还包括分别连接到选择的所述多个电极上的第一和第二端子，从而经由每一各自多层电容器提供电容器－信号－通路；以及 其中选择每一所述电容器高度、所述间隔距离和所述第一电介质材料，以产生针对该独石型传输线电容器的预定电容器－信号－通路对电容器－信号－通路阻抗（ｃａｐａｃｉｔｏｒ－ｓｉｇｎａｌ－ｐａｔｈ ｔｏ ｃａｐａｃｉｔｏｒ－ｓｉｇｎａｌ－ｐａｔｈ ｉｍｐｅｄａｎｃｅ）。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本主题总体上涉及一种耦合电容器，其用于在印刷电路板(PCB)环境中与元件结合和信号连接。依据本主题，形成传输线电容器时，在单一独石器件中至少提供两个电容器结构。
技术介绍
传输线通常定义为用于将源连接到负载的两个或多个平行导体。这样的术语经常使人想到电力产生和分配系统，它利用大规模传输线在电力网络的多个源和负载间传输电能。然而，传输线不仅仅用在大规模环境中，实际上，甚至最小的电气应用也经常使用传输线结构用于能量分配。这种应用的具体例子(通常是本主题的关注点)对应于在印刷电路板(PCB)环境中实现的传输线，即连接各种元件或连接点的平行信号轨迹。PCB“传输线”被证明对很多传统电路应用相当有用，尤其对那些利用较高频率信号的电路。然而，高频信号以这种方式传播容易引起各种不期望的信号改变的现象，包括能改变信号数据和引起数据错误的噪声尖峰以及能引起信号反射的在信号通路中的阻抗变化。电容器经常被用于帮助调节传输信号和确保不期望的信号改变现象的最小化。在很多应用中，电容器是合乎需要的，其具有阻挡传输信号的DC分量的偏置能力，并且具有使AC电压分量(经常是信号的“数据”部分)通过的耦合能力。这样的电容器将在下文中作为耦合电容器被提及，并且应该与通常阻挡AC信号传播的去耦电容器区分开。当这种传输信号的特征在于具有较高频率时，传输信号的耦合和去耦常常变得越来越重要。在美国专利No.6,272,003B1(Schaper)和No.6,023,408(Schaper)中公开了应用于高频信号的电容器技术的例子。在传输线环境中的耦合电容器可能需要独特的设计考虑。传输线的典型特征是具有一定的阻抗，沿着形成各个分别信号传输通路的信号轨迹，该阻抗优选尽可能地保持恒定。维持相对恒定的传输线阻抗有助于确保信号的完整性。特定电容器性能特征的决定和保留通常致力于该器件所用材料的选择。在公知的技术中，多层电容器通常包括用来形成至少两个主要物理结构的材料，即导电极板和邻近的电介质部分。特殊地，由于可以获得具有不同介电常数(K)的宽范围的电介质，因此电容器器件所用的电介质材料的选择能极大地影响元件设计和功能。采用具有较高介电常数的材料的电子器件作为被选组成部件的例子包括美国专利No.6,275,370 B2(Gnade等人)、No.5,883,781(Yamamichi等人)、No.4,853,827(Hemandez)、No.4,464,701(Roberts等人)、No.3,883,784(Peek等人)和日本专利No.JP6290984(Kuroiwa等人)。许多电子器件，尤其是电容结构，在单个结构中采用具有不同介电常数的材料的组合。这种电介质材料的组合可能常常生产出功能或给定性能特征的范围较宽的器件。美国专利No.5,779,379(Galvagni等人)、No.5,517,385(Galvagni等人)、No.6,108,191(Bruchhaus等人)、No.6,072,690(Farooq等人)和日本专利No.JP 1189997A(Takaaki等人)公开了合并不同电介质材料的示范性电子器件。类似地，美国专利No.3,210,607(Flanagan)提供了一种设置有不同铁磁性材料的装置的例子。形成采用不同电介质材料的电容结构的另一参考公开方案是美国专利No.5,583,738(Kohno等人)。该参考方案提供了一种具有独特电容单元的电容器阵列，该电容单元通过介电常数低于电容单元自身所用材料的介电常数的层而相互隔开。这种公开的电容结构可能适用于印刷电路板的环境。提出电容器设计和/或关于选择电介质材料的另外背景参考资料包括美国专利No.6,300,267 B1(Chen等人)、No.6,208,501B1(Ingalls等人)、No.6,111,744(Doan)、No.6,094,335(Early)、No.5,561,586(Tornohiro等人)和No.3,699,620(Asher等人)。尽管在芯片型电容器和其电介质部分的领域内公开了各种方案和替代部件，但是没有出现一种总体解决了这里讨论的所有问题的设计方案。因此，将所有上述美国专利的公开内容整体合并到本专利技术中作为参考用于所有的目的。
技术实现思路
本专利技术主题认识到上述的各种问题以及关于耦合电容器和印刷电路板(PCB)应用的特定方面的其它问题并加以解决。因此，一般地说，本公开技术的主要目的是提供一种用于印刷电路板(PCB)环境中的改进耦合器件。更具体地，提供一种传输线电容器，它包括在单个独石结构中的至少两个性质不同的电容器件。本主题的一个主要目的是提供一种用于在PCB或其它基板上的信号传输通路中串联连接的电容器结构，此时，该结构提供电容功能同时也保持传输通路之间的期望阻抗值。本主题的另一主要目的是提供一种传输线电容器，它提供用于阻挡所需DC电压的偏置功能以及用于使AC电压信号通过以维持数据完整性的AC耦合功能。公开技术的又一目的是提供用于保持信号通路阻抗和提供期望功能的各种可能传输线电容器实施例。所述不同的实施例可以包括例如设置在特定设计结构中的具有不同介电常数的材料。更具体地讲，在设计出的具有特定尺寸例如有源高度和电容器极板间的间距的电容器结构中，可以设置较高K(K＞50)和/或低K(K＜20)的电介质材料。本主题的另外目的和优点在下文的详细描述中列举出来，或者对于本领域内的普通技术人员而言是显然的。同时，本领域内的普通技术人员应当进一步理解到，在各种实施例的实践中，可以对其具体图示、参考和讨论的部件作出修改和变化，因为参考了各种实施例，在使用本公开技术时不会偏离本主题的精神和范围。这种变化可以包括等同替换那些显示、参考或讨论的装置和部件或材料以及各个部分、部件的功能、操作或位置颠倒等等，但是所作的变化不局限于此。更进一步地可以理解，公开技术的不同实施例以及提出的不同优选实施例可以包括本公开的部件或元素或它们的等同物(包括没有显示在附图中或在具体实施方案中未提及的其部件或结构的组合)的各种组合或结构。本主题的第一示范性实施例涉及一种传输线电容器，其包括以肩并肩的结构设置在独石型器件中的至少两个多层电容器，其中每个电容器通过电介质材料的附加部分与相邻的电容器分隔开。形成各个多层电容器和分隔部分所用的电介质材料优选是较低K(例如，K～8)的电介质材料。在该传输线电容器实施例中，可以具体设计出每个电容器的高度和间距以获得每个电容器的给定容值，同时保持该器件内的信号通路间的给定线对线阻抗。公开技术的另一示范性实施例涉及一种传输线电容器，其具有形成于电介质材料的体内、并且设置在所述电介质材料的分隔部分之间的至少两个多层电容器。根据本实施例的电介质材料可以具有较高的介电常数。优选地，在每一相邻多层电容器对之间的分隔部分内切出空气隙，使得电容器被电介质材料的分隔部分局部隔开，而且被空气隙局部隔开。根据该示范性实施例，传输线电容器可以获得较高的容值。本公开技术的又一示范性实施例相应于一种传输线电容器，其具有形成于第一电介质材料的体内的、和被由第二不同电介质材料组成的分隔部分至少局部隔开的至少两个多层电容器。在一些实施例中，第一电介质材料可能具有较高的介电常数，并且第二电介质材本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种独石型传输线电容器，包括由第一电介质材料组成的体；设置在所述体内的至少两个多层电容器，每一个多层电容器的特征在于各自的电容器高度；其中所述至少两个多层电容器大致相互平行地定位，从而提供在所述至少两个多层电容器之间的大致恒定间隔距离；其中所述至少两个多层电容器的每一个由交替插入在多个绝缘基板间的多个电极构成；其中所述绝缘基板由第二电介质材料组成；其中所述至少两个多层电容器的每一个还包括分别连接到选择的所述多个电极上的第一和第二端子，从而经由每一各自多层电容器提供电容器-信号-通路；以及其中选择每一所述电容器高度、所述间隔距离和所述第一电介质材料，以产生针对该独石型传输线电容器的预定电容器-信号-通路对电容器-信号-通路阻抗(capacitor-signal-path to capacitor-signal-path impedance)。2.如权利要求1所述的独石型传输线电容器，其中所述电容器-信号-通路对电容器-信号-通路阻抗基本上等于在所述传输线电容器外部的、并且分别连接到所述至少两个多层电容器的所述第一端子的两个信号通路之间的线对线阻抗(line-to-line impedance)。3.如权利要求1所述的独石型传输线电容器，其中所述电容器-信号-通路对电容器-信号-通路阻抗是大约100欧姆。4.如权利要求1所述的独石型传输线电容器，其中所述至少两个多层电容器具有大致相等的高度、大致相等的长度和大致相等的宽度。5.如权利要求1所述的独石型传输线电容器，其中至少一个电容器归属于由(1)多层电容器的长度、(2)多层电容器的高度、(3)多层电容器的宽度、(4)包括所述多个电极的电极的数量和(5)所述第二电介质材料的类型构成的属性组，选择所述属性，以得到所述相邻多层电容器的每一个的预定电容值，同时基本保持所述预定的电容器-信号-通路对电容器-信号-通路阻抗。6.如权利要求1所述的独石型传输线电容器，其中选择的所述第一和第二电介质材料包括从由NPO(COG)、低K的X7R、高K的X7R、Z5U和Y5V构成的组中选取的材料。7.如权利要求1所述的独石型传输线电容器，其中所述第一电介质材料具有大于大约50的介电常数。8.如权利要求1所述的独石型传输线电容器，其中所述第一电介质材料包括高K电介质材料和所述第二电介质材料包括低K电介质材料。9.如权利要求1所述的独石型传输线电容器，其中所述第一电介质材料和所述第二电介质材料包括低K电介质材料。10.如权利要求1所述的独石型传输线电容器，其中所述第二电介质材料具有小于大约20的介电常数。11.如权利要求1所述的独石型传输线电容器，其中所述第二电介质材料是共烧陶瓷材料。12.如权利要求1所述的独石型传输线电容器，其中所述第一电介质材料和所述第二电介质材料由相同的材料组成。13.一种独石型传输线电容器，包括由第一电介质材料组成的体；设置在所述体内的至少两个多层电容器，每一个所述多层电容器的特征在于多层电容器高度；其中所述至少两个多层电容器大致相互平行地定位，从而提供在所述至少两个多层电容器之间的大致恒定间隔距离；其中所述至少两个多层电容器的每一个由交替插入在多个绝缘基板间的多个电极组成；其中所述体包括形成于所述间隔距离内的沟槽，所述沟槽的特征在于沟槽宽度和填充有第二电介质材料；其中所述至少两个多层电容器的每一个还包括分别连接到选择的所述多个电极上的第一和第二端子，从而经由每一各自的多层电容器提供电容器-信号-通路；以及其中选择所述被选多层电容器的高度、所述沟槽宽度、所述第一电介质材料和所述第二电介质材料，以产生用于所述独石型传输线电容器的预定电容器...
【专利技术属性】
技术研发人员：乔治·科罗尼，安德鲁·里特，
申请(专利权)人：阿维科斯公司，
类型：发明
国别省市：
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