DE112006000176T5

DE112006000176T5 - Elektrostatischer Entladungsschutz für eingebettete Komponenten

Info

Publication number: DE112006000176T5
Application number: DE112006000176T
Authority: DE
Inventors: Nathaniel Naperville Maercklein; Tushar Streamwood Vyas; Timothy Berwyn Pachla; Stephen Lake Zurich Whitney
Original assignee: Littelfuse Inc
Current assignee: Littelfuse Inc
Priority date: 2005-01-10
Filing date: 2006-01-10
Publication date: 2008-02-07
Also published as: US20060152334A1; WO2006074462A3; JP2008527726A; WO2006074462A2; CN101116155A

Abstract

Spannungs-variable Material("VVM")-Struktur, welche umfasst:
erste und zweite isolierende Schichten;
eine elektrische Komponente, die zwischen der ersten und zweiten isolierenden Schicht angeordnet ist;
erste und zweite Leiter, die mit der elektrischen Komponente in elektrischer Verbindung stehen, wobei sich die Leiter zwischen der ersten und zweiten isolierenden Schicht erstrecken;
ein Spalt, der zwischen dem ersten und zweiten Leiter ausgebildet ist; und
eine Menge an VVM, das über den Spalt gebildet ist, so dass es mit der ersten und zweiten Elektrode in elektrischer Verbindung steht, wobei das VVM dahingehen wirkt, dass es beim Auftreten eines elektrostatischen Entladungs-Ereignisses Schutz liefert.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schaltkreisschutz. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Spannungs-variables Material ("VVM").
Vorübergehende elektrische Überbeanspruchungen ("Übergangs-EOS") erzeugen hohe elektrische Felder und hohe Spitzenströme, die zu einer temporären oder permanenten Fehlfunktion der Schaltkreise oder der hoch-empfindlichen elektrischen Komponenten in den Schaltkreisen führen können. Übergangs-EOS können vorübergehende/transiente Spannungs- oder Strom-Bedingungen umfassen, die den Betrieb des Schaltkreises unterbrechen oder den Schaltkreis vollständig zerstören können. Übergangs-EOS können beispielsweise von einem elektromagnetischen Impuls, eine elektrostatischen Entladung, Blitzen, dem Aufbau statischer Elektrizität herrühren, oder können durch den Betrieb anderer elektronischer oder elektrischer Komponenten induziert werden. Ein Übergangs-EOS kann seine maximale Amplitude in Zeitspannen von weniger als Nanosekunden bis Mikrosekunden erreichen und kann wiederholte Amplitudenpeaks aufweisen.
Der Amplitudenpeak der transienten elektrostatischen Entladungswelle ("ESD-Ereignis") kann 25.000 V übersteigen, wobei Ströme von mehr als 100 Ampere auftreten. Es gibt mehrere Standards, die die Wellenform der Übergangs-EOS definieren. Diese umfassen IEC 61000-4-2, ANSI Richtlinien von ESD (ANSI C63), DO-160 und FA-20-136. Es gibt darüber hinaus Militärstandards, wie MIL STD 883 Teil 3015.
Spannungs-variable Materialien ("VVM's") sind zum Schutz vor Übergangs-EOS gedacht und ausgestaltet, schnell zu reagieren (d.h. idealerweise bevor die transiente Welle ihren Peak erreicht), um die übertragene Spannung auf einen viel niedrigeren Wert zu reduzieren und die Spannung für die Dauer des Übergangs-EOS bei dem niedrigeren Wert festzuhalten. VVM's sind durch hohe elektrische Widerstandszustände/Widerstandswerte und niedrige oder normale Betriebsspannungen gekennzeichnet. Als Antwort auf einen Übergangs-EOS schalten die Materialien im Wesentlichen sofort auf einen geringen elektrischen Widerstandszustand/Widerstandwert. Sobald sich das ESD-Ereignis abschwächt, kehren diese Materialien auf ihren hohen Widerstandswert zurück. Die VVM's können wiederholt zwischen hohen und niedrigen Widerstandwerten schalten, wodurch ein Schaltkreisschutz gegen mehrere ESD-Ereignisse ermöglicht wird.
VVM's kehren auch nach Beendigung des ESD-Ereignisses im Wesentlichen sofort auf ihren ursprünglichen hohen Widerstandwert zurück. Für die Zwecke dieser Anmeldung wird der hohe Widerstandswert als Zustand hoher Impedanz und der niedrige Widerstandswert als Zustand niedriger Impedanz bezeichnet. EOS-Materialien können Tausenden ESD-Vorfällen widerstehen und nach Bereitstellen von Schutz für jeden der einzelnen ESD-Vorfälle auf den hohen Impedanz-Zustand zurückkehren.
Schaltkreis-Komponenten, bei denen EOS-Materialien zum Einsatz kommen, können einen Teil der/des aufgrund eines Übergangs-EOS entstandenen überschüssigen Spannung oder überschüssigen Stroms in die Erdung ableiten, wodurch der elektrische Schaltkreis und dessen Komponenten geschützt werden. Ein hauptsächlicher Teil der transienten Bedrohung wird auf die Quelle der Bedrohung zurückgelenkt. Die reflektierte Welle wird entweder durch die Quelle attenuiert, weggestrahlt oder zu der Überspannungs-Schutzeinrichtung zurückgeleitet, die wiederum bei jedem zurückkehrenden Puls reagiert, bis die Gefahren-Energie auf sichere Niveaus reduziert ist.
Im Hinblick auf die vorstehend aufgeführten Eigenschaften und Vorteile der VVM's besteht ein Bedarf weitere Anwendungen und Einrichtungen, bei denen derartige VVM's zum Einsatz kommen, zu entwickeln.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind elektrische Komponenten, wie Widerstände und Kondensatoren in einer Leiterplatte ("PCB"), wie einer Mehrschicht-PCB, in einem Spannungs-variablen Material ("VVM") eingebettet. In einer Ausführungsform werden die elektrischen Komponenten als ein Material bereitgestellt, das auf ein isolierendes Substrat des PCB, oder zwischen zwei derartigen Substraten laminiert ist. Das Material ist beispielsweise ein Widerstands-Material oder ein dielektrisches Material. Das dielektrische Material wird auf jeder Fläche mit einer leitfähigen Platte in Kontakt gebracht. Das Widerstands-Material wird an jedem Ende mit einer Leitung oder Spur in Kontakt gebracht. Die elektrischen Materialien können über einen relativ großen Bereich des isolierenden Substrats aufgetragen werden und nach Bedarf mit einem oder mehreren elektrischen, auf der PCB bereitgestellten Schaltkreisen eingesetzt werden.
Das VVM ist weiter an das isolierende Substrat laminiert, wie die abgewandte Seite des Substrats, auf die die Folie mit den elektrischen Komponenten laminiert ist. Die Kombination des/der isolierenden Substrat(s/e), der Komponenten-Folie und des VVM kann als eine Einrichtung oder als eine PCB bereitgestellt werden, die Schaltkreis-Leiter, auf der Oberfläche angebrachte Komponenten, Durchgangsloch-Komponenten und andere Sachen aufnehmen kann. Die so erhaltene VVM-Struktur kann einen Oberflächenbereich jeder gewünschten Größe aufweisen, wie größer als ein Quadrat-Inch. Die elektrische Komponenten-Folie und die VVM-Schicht sind in dem PCB eingebettet, was auf der Oberfläche des PCB wertvollen Raum spart und ggf. die für den PCB erforderliche Gesamtgrösse reduziert. Mit der eingebetteten Komponenten-Folie und dem VVM können darüber hinaus Kosten gespart und die Signalintegrität verbessert werden. Mit dem VVM werden elektrische Komponenten, die in oder auf der PCB angeordnet sind, vor einer Energieüberlastung aufgrund eines ESD-Ereignisses geschützt.
Wie nachstehend erläutert, können die elektrischen Komponenten, das VVM und die isolierenden Substrate auf vielerlei Art und Weise angeordnet werden, um das gewünschte Ergebnis zu erhalten. Im Allgemeinen führt jede Anordnung zu einem parallelen elektrischen Verhältnis zwischen der zu schützenden Einrichtung, beispielsweise dem Widerstands- oder Kondensator-Material, und dem VVM. Auf diese Art und Weise liegt, wenn kein ESD-Ereignis eintritt, das VVM in einem Zustand hoher Impedanz vor, so dass der Strom bei normalem Betrieb des elektrischen Schaltkreises durch die eingebettete(n) elektrische(n) Komponente(n) strömt. Tritt ein ESD-Ereignis auf, dann schaltet das VVM in einen Zustand niedriger Impedanz, was dazu führt, dass sich die ESD-Energie durch das VVM anstatt durch die eingebetteten elektrischen Komponenten verteilt, wodurch eine derartige Komponente vor den schädlichen Auswirkungen der ESD-Energie geschützt wird.
Wie nachstehend gezeigt ist das VVM mit der eingebetteten elektrischen Komponente parallel angeordnet. Das parallele elektrische Verhältnis kann mit dem in der PCB eingebetteten oder auf der PCB angeordneten VVM aufrecht erhalten werden. Bei bestimmten Anwendungen sind in einer oder mehreren Schichten der PCB ein oder mehrere Bohrungen/Wege oder Löcher vorgesehen. Die Bohrungen/Wege ermöglichen, dass die eingebetteten elektrischen Komponenten oder das VVM mit Leitern elektrisch in Verbindung stehen, die auf mehreren Schichten des PCB angeordnet sind.
Das VVM ist in einer Ausführungsform mit den Kontakt-Elektroden in einer X-Y- oder koplanaren Anordnung/Anlage angeordnet. Die Elektroden sind hier angeordnet, um einen VVM-Spalt zu bilden, der sich im Wesentlichen parallel zur Ebene der Elektroden erstreckt. Das VVM ist in dem Spalt angeordnet und steht mit den Elektroden in Kontakt. Der koplanare oder X-Y-Spalt ist bemessen, um ESD-Energie zweckmäßig zu einem gewünschten Leiter abzuleiten, wie einen Erdungs- oder einen Schutz-/Abschirmungs-Leiter.
Das VVM ist in einer anderen Ausführungsform hinsichtlich der Kontakt-Elektroden in einer Z-Richtungs-Anwendung angeordnet. Hier sind die Elektroden beispielsweise aufeinander gestapelt und das VVM befindet sich zwischen den Elektroden. Der VVM-Spalt wird hier durch die Dicke der VVM-Schicht erzeugt. Die Dicke oder Spalt-Grösse ist erneut entsprechend bemessen, um ESD-Energie zu einem geeigneten Leiter abzuleiten, wie einen Erdungs- oder einen Abschirmungs-Leiter. Die ESD-Energie wird in einer Ausführungsform um die zu schützende Komponente geleitet.
In einer anderen hauptsächlichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das VVM als eine Schicht auf eine leitfähige Folie aufgetragen, um ein aktives Substrat oder aktives Laminat zu bilden. Das so erhaltene aktive Laminat kann teilweise gehärtet und auf ein Träger-Substrat aufgebracht werden, wie eine feste PCB. In der vorliegenden Erfindung wird die VVM-Schicht auf eine leitfähige, beispielsweise Kupfer-, Schicht geschichtet oder aufgetragen, um das aktive Substrat oder Laminat zu bilden. Das aktive Substrat wird zusammen mit eingebetteten elektrischen Komponenten auf unterschiedlichste Art und Weise, wie nachstehend ausführlich erläutert, eingesetzt. In einer Ausführungsform werden die elektrischen Komponenten auch als eine Schicht aufgetragen, d.h. auf die exponierte Seite der VVM-Schicht des aktiven Laminats laminiert. Das aktive Substrat ersetzt zweckmäßigerweise eine andernfalls erforderliche isolierende Schicht. Das aktive Substrat erstreckt sich weiter in mehrere Richtungen, so dass das Substrat mehrere elektrische Komponenten schützen kann
Das aktive Substrat liefert jeden der Vorteile, wie die eingebetteten VVM-Ausführungsformen, wie beibehaltener Platinenraum, reduzierte Kosten usw. Das aktive Substrat ist weiter eine eingebettete VVM-Anwendung, bei der die VVM-Schicht als ein normales isolierendes Spannungszustand-Substrat verdoppelt.
Die VVM-Schicht kann mit der(n) elektrischen Komponente(n) in einer parallelen elektrischen Anordnung angeordnet werden. Die VVM-Schicht kann weiter in den vorstehend aufgeführten X-Y- oder Z-Richtungs-Anordnungen Lücken ausbilden. Die PCB, bei der die VVM-Schicht und das aktive Substrat zum Einsatz kommen, kann ein oder mehrere Bohrungen umfassen, die ermöglichen, dass elektrische Energie in der PCB zu unterschiedlichen leitfähigen Schichten abgeleitet wird. Die PCB kann mehrere VVM- oder Schichten mit aktivem Substrat umfassen, die VVM-Schicht mit ein oder mehreren isolierenden Substraten kombinieren und eine Vielzahl unterschiedlicher Typen eingebetteter elektrischer Komponenten schützen.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden in der folgenden ausführlichen Beschreibung der Erfindung und den Figuren beschrieben und sinddaraus ersichtlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
1 ist eine schematische elektrische Darstellung eines Spannungs-variablen Materials ("VVM") oder einer Einrichtung, bei der dieses zum Einsatz kommt.
2 ist ein Graph Spannung gegen die Zeit, der Spannungsabgreif-Auswirkungen des erfindungsgemässen VVM zeigt.
3A bis 3C sind schematische elektrische Erläuterungen eines VVM oder einer Einrichtung, bei der dieses zum Einsatz kommt, das/die mit einem Widerstand, Kondensator bzw. einer Signalleitung in parallelem Verhältnis steht.
4 ist eine perspektivische Schnittansicht einer Leiterplatte, bei der sowohl die Ausführungsform eingebettete Komponente/VVM als auch die Ausführungsform des aktiven Substrats der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommt.
Die 5A, 5B, 6A, 6B, 7A und 7B sind schematische elektrische Erläuterungen eines eingebetteten Widerstands und eines Elektrodenpaar, die einen Spalt ausbilden, und ver-schiedene Ausführungsform zum Einbetten von VVM in parallelem Verhältnis mit dem Widerstand über den Spalt.
Die 8 und 9 sind schematische elektrische Erläuterungen eines Widerstandselements, der in parallelem Verhältnis mit VVM angeordnet ist, wobei beide zwischen drei isolierende Substrate eingebettet sind.
10 ist eine schematische elektrische Darstellung eines Widerstandelements, das mit VVM in einem parallelen Verhältnis angeordnet ist, wobei das Element zwischen vier isolierende Substrate angeordnet ist und das VVM in einer Bohrung angeordnet ist.
Die 11 bis 14 sind schematische elektrische Darstellungen eines dielektrischen Kondensator-Elements, das mit VVM in parallelem Verhältnis angeordnet ist, wobei das Element zwischen zwei isolierenden Substraten angeordnet ist und worin mindestens eine Elektrode außerhalb eines der Substrate angeordnet ist.
15 ist eine vergrößerte Ansicht einer Ausführungsform eines aktiven Laminats (oder mit Harz beschichteten Folie) der vorliegenden Erfindung, die ein isolierendes Substrat beinhaltet, das mit VVM eingebettet ist, das mit einer leitenden Schicht gekoppelt ist.
16 ist eine vergrößerte Ansicht eines Aufbaus, bei dem das aktive Laminat von 15 und eine Schicht aus Widerstandsmaterial auf dem aktiven Laminat eingesetzt wird.
17 ist eine planare Ansicht eines Aufbaus, bei dem das aktive Laminat von 15 zu Einsatz kommt, und das mit einem Widerstandmaterial beschichtet und mit verschiedenen Elektroden ausgestattet ist.
18 ist eine Querschnittsansicht von 17, entlang der Linie XVIII-XVIII.
19 ist eine vergrößerte Ansicht des aktiven Laminats von 15, das mit einem dielektrischen Kondensatormaterial beschichtet und mit verschiedenen Elektroden und einer weiteren isolierenden Schicht oder einem anderen aktiven Laminat ausgestattet ist.
20 ist eine planare Ansicht einer Anwendung des aktiven Laminats von 15 in Kombination mit mehreren Datenleitungen.
21 ist eine Querschnittsansicht von 20 entlang der Linie XXI-XXI.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Übersicht
In einer hauptsächlichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind elektrische Komponenten, wie Widerstände und Kondensatoren mit einem Spannungs-variablen Material ("VVM") in einer Leiterplatte ("PCB"), wie einer Mehrschicht-Leiterplatte, eingebettet. In einer Ausführungsform sind die elektrischen Komponenten als eine Folie ausgebildet, die auf ein isolierendes Substrat der PCB oder zwischen zwei derartigen Substraten laminiert ist. Das VVM ist weiter an ein isolierendes Substrat laminiert, wie eine abgewandte Seite des Substrats, von dem die elektrische Komponenten-Folie laminiert ist. Die Kombination des(der) isolierenden Substrats(Substrate), der Komponenten-Folie und des VVM kann als eine Einrichtung oder als eine PCB bereitgestellt werden, die Schaltkreisleitungen, auf der Oberfläche befestigte Komponenten, Durchgangslöcher-Komponenten und andere Sachen aufnehmen kann.
Die eingebetteten Komponenten und das VVM reduzieren die Gesamt-Abmessungen und die Kosten einer so erhaltenen Einrichtung oder PCB. Die eingebetteten Komponenten und das VVM liefert weiter Platz auf den Außenseiten, beispielsweise der oberen und unteren Seite, des PCB und verbessert die Signalintegrität. Die elektrischen, beispielsweise Widerstands- oder Kondensator-Folien, können sogar während der normalen Handhabung des PCB durch einen elektrostatischen Entladungsvorgang ("ESD") geschädigt werden. Das VVM schützt während derartiger Vorgänge diese Folien und/oder andere auf der Leiterplatte befindliche Komponenten.
In einer anderen hauptsächlichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das VVM in ein Epoxy oder ein Harz imprägniert. Das Epoxy oder das Harz wird dann auf eine leitende Folie, wie eine Kupferfolie, aufgebracht. Der so erhaltene Aufbau wird hier auch als Harz-beschichtete Folie ("RCF") oder Harz-beschichtetes Kupfer ("RCC") bezeichnet, worin das Harz oder Epoxy mit VVM-Teilchen imprägniert ist, was ein aktives RCF oder RCC ergibt. In einer Ausführungsform ist das Epoxy oder das Harz das isolierende Bindemittel des VVM.
Das aktive Substrat oder aktive Laminat ist mit vielen sekundären elektronischen Bestandteil- oder Komponenten-Aufbauverfahren kompatibel, sogar hoch-verdichteten (high-end), hochdichten Verfahren. Das aktive Substrat liefert jeden der Vorteile, wie eingebettetes VVM, wie aufrechterhaltener Leiterplattenpiatz, reduzierte Kosten usw. Das aktive Substrat ist auch bei einer eingebetteten VVM-Anwendung, bei der die VVM-Schicht als isolierendes Substrat verdoppelt, bei normalem Betrieb des(der) elektrischen Schaltkreises(Schaltkreise) durch die VVM-Schicht geschützt.
In den Zeichnungen und insbesondere in 1 ist das VVM 10 der vorliegenden Erfindung elektrisch zwischen zwei Stiften/Verbindungen (nodes) 12 und 14 verbunden. Das VVM 10 ist mit einem Einrichtungssymbol gezeigt, wobei jedoch VVM 10 in verschiedenen, nachstehend aufgeführten Ausführungsformen als eine Schicht auf einem Substrat einer leitfähigen Folie aufgetragen ist. Das VVM 10 weist unter normalen Bedingungen einen hohen Widerstandswert auf, beispielsweise von etwa 1000 Ohm bis etwa 10¹² Ohm, so dass zwischen den Stiften 12 und 14 nur sehr wenig Strom fließt. Bei einem ESD-Ereignis wird das VVM 10 viel leitfähiger, beispielsweise von etwa 0,1 Ohm bis etwa 100 Ohm, was der ESD-Energie ermöglicht, sich zwischen den Stiften 12 und 14 zu bewegen. In einer Ausführungsform ist einer der Stifte geerdet, so dass die ESD-Energie an die Erdung abgeleitet wird. Alternativ können die Stifte 12 und 14 Leitungen aus einer elektrischen Komponente sein, wie eines Widerstand oder eines Kondensator.
2 zeigt, dass bei Beginn eines ESD-Ereignisses etwa zum Zeitpunkt t = 0, die Spannung über den Schaltkreis schnell zu steigen beginnt. Ist kein VVM vorgesehen, dann steigt die Spannung schnell auf einen maximalen Spannungspeak an, der die Spannungswerte/Spannungsauslegung der verschiedenen elektrischen Komponenten in dem Schaltkreis um Grössenordnungen übersteigt. Ist ein VVM bereitgestellt, dann löst das VVM bei der in 2 gezeigten Auslös-Spannung aus bzw. wechselt von einem Zustand hoher Impedanz zu einem Zustand geringer Impedanz. Anschließend ist die aufgrund eines ESD-Ereignisses aufgetretene Spannung bei einer konstanten bestimmten/gleichgehaltenen Spannung festgesetzt, wie in 2 ersichtlich. Die festgesetzte/gleichgehaltene Spannung kann von 5 Volt bis etwa 300 Volt betragen. Schließlich sinkt die aufgrund eines ESD-Vorfalls aufgetretene Spannung von der gleichgehaltenen Spannung auf Null.
Die 3A und 3B zeigen, wie das VVM 10 eine elektrische Komponente, wie einen Widerstand 16 (3A) oder einen Kondensator 18 (3B) schützt. In einer Ausführungsform ist das VVM 10 parallel mit der elektrischen Komponente angeordnet. Tritt gerade kein ESD-Ereignis auf, dann befindet sich das VVM 10 in einem Zustand hoher Impedanz und zwingt den größten Teil des Stroms durch die elektrische Komponenten 16, 18. Tritt ein ESD-Ereignis auf, dann schaltet das VVM 10 vom Zustand hoher Impedanz in einen Zustand niedriger Impedanz und liefert damit einen Weg für die ESD-Energie um die elektrische Komponenten 16, 18 herum, und schützt dadurch die elektrische Komponente.
3C zeigt, wie das VVM 10 eine Signal-Spur oder -Leitung 102 oder eine oder mehrere mit der Leitung 102 verbundene elektrische Einrichtung(en) 103 schützt. Hier ist das VVM 10 zwischen der Spur 102 und der Erdung oder Abschirmung 84 verbunden. Eine weitere Anwendung mit Signalleitungen 102 und einer Einrichtung 103 ist nachstehend in Verbindung mit 20 und 21 erläutert. Wie in 3C gezeigt befindet sich das VVM 10, wenn gerade kein ESD-Ereignis auftritt, in einem Zustand hoher Impedanz und zwingt den größten Teil des Stroms durch die Spur/Leitung 102 und die Einrichtung 103. Tritt ein ESD-Ereignis auf, dann schaltet das VVM 10 von dem Zustand hoher Impedanz in einen Zustand niedriger Impedanz und liefert einen Weg für die ESD-Energie zur Ableitung an die Erdung 84, wodurch die Leitung 102 und die Einrichtung 103 geschützt werden. Die Einrichtung 103 kann jede der hier erläuterten elektrischen Einrichtungen sein, einschließlich eines integrierten Schaltkreises.
In 4 ist nun eine Anwendung der Ausführungsformen eingebettetes VVM/Komponenten und aktives Substrat der vorliegenden Erfindung über eine PCB 120 gezeigt, die eine Mehrschicht-PCB ist, die mit unterschiedlichen Typen elektrischer Komponenten ausgestattet ist, wie Widerständen 116, Kondensatoren 118 und Schaltkreisleitungen 102. Die PCB 120 ist eine vollständig aufgebaute Platine, die in jeder elektronischen Einrichtung angeordnet werden kann, wie einem Computer, Fernseher, Mobiltelephon, Kommunikationseinrichtung, digitaler Aufnahmeeinrichtung usw.. Die PCB 120 kann durch einen Aufbauer teilweise oder vollständig aufgebaut sein, der mit einem ursprünglichen Ausrüstungshersteller ("OEM") einen Vertrag hat, um einen Teil oder die gesamte Platine aufzubauen. Der OEM führt den schlußendlichen Aufbau durch und ordnet Komponenten auf der PCB 120 an, wie integrierte Schaltkreis ("IC")-Chips 104, Batteriereserve-Chips 106, Verbinder 108, Varistoren 112, auf der Oberfläche befestigte Widerstände 116, auf der Oberfläche befestigte Kondensatoren 118 und dergleichen. Die PCB 120 weist darüber hinaus Spuren 102 auf, die auf deren Oberfläche gebildet oder geätzt wurden.
Die PCB 120 ist eine Mehrschicht-Platine mit drei isolierenden Schichten 42, 44 und 46. In einer Ausführungsform sind die Schichten relativ unflexibel, beispielsweise aus FR-4-Material hergestellt. In einer alternativen Ausführungsform können die isolierenden Schichten etwas flexibel sein, beispielsweise aus einem Polyimid, wie Kapton^TM-Band. Die isolierenden Schichten 42, 44 und 46 sind unterteilt, um die Anwendung der nachstehend ausführlicher erläuterten Ausführungsformen zu zeigen.
Eingebettete Ausbauten 40 und 65, die nachstehend ausführlich erläutert werden, sind in 4 gezeigt, um ein Beispiel zu liefern, wie derartige Aufbauten in einer endgültig aufgebauten PCB, hier der PCB 120, eingesetzt werden können. Die PCB 120 ist lediglich ein Beispiel vieler unterschiedlicher Typen von Endprodukten, bei denen die hier beschriebenen Ausführungsformen zum Einsatz kommen können.
Im allgemeinen beinhaltet ein Widerstandsaufbau 40 Substrate 42, 44 und 46. Das mittlere Substrat 44 beinhaltet oder definiert Bohrungen 32 und 34. Die Bohrungen 32 und 34 ermöglichen, dass die Leitungen oder Spuren 22 und 24, die sich zwischen den Substraten 44 und 46 befinden, mit Leitern 26 und 28, die sich zwischen den Substraten 42 und 44 befinden, elektrisch in Verbindung stehen. Die Leitungen oder Spuren 22 und 24 stehen miteinander über das Widerstandsmaterial 16 elektrisch in Verbindung. Die Leiter 26 und 28 befinden sich zwischen den Substraten 42 und 44. Die Leiter 26 und 28 und die Substrate 42 und 44 definieren einen Spalt 30, der mit VVM 10 gefüllt ist, so dass das VVM mit den Leitern 26 und 28 in Kontakt steht. Einer der Leiter 26 und 28 kann eine Erdung oder eine Abschirmung sein oder dazu führen.
Das eingebettete Widerstandsmaterial 16 kann einige, viele und gegebenenfalls alle der auf der Oberfläche befestigten Widerstände 116, die auf der oberen Oberfläche des Substrats 42 der PCB 120 gezeigt sind, ersetzen. Darüber hinaus können verschiedene Spuren 102 auf der oberen Oberfläche der PCB 120, die andernfalls zu den auf der Oberfläche befestigten Widerständen 116 führen würden, wie die Spuren 22 und 24, ebenfalls zwischen die Substrate 42, 44 und 46 angeordnet werden. Da das Widerstandsmaterial 16 eingebettet und nicht einfach zu ersetzen ist, ist es wichtig, das Material vor den schädlichen Auswirkungen eines ESD-Ereignisses zu schützen. Das VVM 10 liefert einen derartigen Schutz. Das VVM 10 ist gleichermaßen eingebettet und verbraucht keinen wertvollen externen Raum auf der PCB.
In einer Ausführungsform werden unterschiedliche Bereiche des Widerstandmaterials 16 mit unterschiedlichen Widerstandswerten zwischen die Substrate 42, 44 und 46 angeordnet. Die unterschiedlichen Widerstandswerte ermöglichen, dass unterschiedliche Widerstände nach Wunsch eingesetzt werden können. Das Widerstandsmaterial kann darüber hinaus nach Bedarf in jeder/jedem gewünschten/gewünschter Form, Spurmuster und/oder Menge aufgetragen werden.
So werden im Allgemeinen bei dem eingebetteten Kondensatoraufbau 65 isolierende Substrate 42 und 44 eingesetzt. Ein oberes Substrat 42 umfasst oder definiert Bohrungen 32 und 34. Die Bohrung 32 ermöglicht, dass Leiter oder eine Kondensatorplatte 22, die über dem Kondensatormaterial 18 angeordnet sind, elektrisch mit dem Leiter 26 in Verbindung stehen. Der Leiter 26 ist auf der oberen Oberfläche der PCB 120 angeordnet. Der Leiter 26 kann eine Erdung oder ein Abschirmleiter sein. Die Bohrung 34 ist mit VVM 10 gefüllt, die mit dem Leiter 26 und der Kondensatorplatte 24 in Kontakt steht.
Das eingebettete Kondensatormaterial 18 und assoziierte Platten 22 und 24 können einige, viele und gegebenenfalls alle der auf der Oberfläche angebrachten und auf der oberen Oberfläche des Substrats 42 der PCB 120 gezeigten Kondensatoren 118 ersetzen. Darüber hinaus könnten weiter verschiedene Spuren 102, die auf der oberen Oberfläche der PCB 120 angeordnet sind und andernfalls zu den auf der Oberfläche angebrachten Kondensatoren 118 führen würden, zwischen den Substraten 42, 44 und 46 eingebettet werden. Da das Kondensatormaterial 18 eingebettet und nicht einfach zu ersetzen ist, ist es erforderlich, das Material vor den schädlichen Auswirkungen eines ESD-Ereignisses zu schützen. Das VVM 10 liefert einen derartigen Schutz. Das VVM 10 ist gleichermaßen eingebettet und verbraucht keinen wertvollen äußeren Platz auf der PCB.
Gemäß einer Ausführungsform sind verschiedene Bereiche des Kondensatormaterials 18 mit unterschiedlichen Dielektrizitätskonstanten oder Eigenschaften zwischen die Substrate 42, 44 und 46 angeordnet. Die unterschiedlichen dielektrischen Eigenschaften ermöglichen, dass bei unterschiedlichen Schaltkreisen nach Bedarf unterschiedliche Widerstände zum Einsatz kommen können. In vergleichbarer Art und Weise kann Kondensatormaterial 18 nach Bedarf in jeder gewünschten Form, jedem gewünschten Spurmuster und/oder jeder gewünschten Menge aufgetragen werden.
Die PCB 120 beinhaltet weiter ein aktives Laminat 75, das nachstehend ausführlicher erläutert wird. Das aktive Laminat beinhaltet im Allgemeinen eine VVM 10 Schicht und eine leitfähige Folie 72. Das aktive Laminat 75 wird in einer Ausführungsform unabhängig hergestellt und auf die PCB 120 nach Bedarf aufgetragen. Das aktive Laminat 75 kann auch mit einer Widerstandsschicht 16, einer Kondensatorschicht 18 oder einem anderen Schicht-Typ mit geeigneter elektrischer Funktion oder Eigenschaft hergestellt werden. In der gezeigten Ausführungsform wird das aktive Laminat mit einer Schicht aus widerstandsfähigem Material 16 hergestellt. Das Widerstandsmaterial 16 wird auf die VVM-Schicht 100 des aktiven Laminats 75 auf der von der leitfähigen Folie 72 abgewandten Seite der VVM-Schicht aufgetragen. Das Widerstandsmaterial 16 wird über Laminierung 42, Komprimierung, Adhäsion oder andere geeignete Verfahren an das isolierende Substrat angebracht. Die leitfähige Folie 72 wird an das Substrat 46 mittels Laminierung, Komprimierung, Adhäsion, jeder Kombination davon oder anderen geeigneten Verfahren angebracht.
Wie vorstehend kann das eingebettete Widerstandsmaterial 16 des aktiven Laminats 75 einige, viele und gegebenenfalls alle der auf der Oberfläche angebrachten Widerstände 116 und assoziierten Spuren 102, die auf der oberen Oberfläche des Substrats 42 der PCB 120 gezeigt sind, ersetzen. Die VVM-Schicht 100 schützt das eingebettete Widerstandsmaterial 16 vor dem ESD-Ereignis. Das VVM 100 ist gleichermaßen eingebettet und verbraucht keinen wertvollen äußeren Platz auf der PCB.
In der gezeigten Ausführungsform ist das Widerstandsmaterial 16 mit der externen Komponente 104 über in dem Substrat 42 ausgebildete plattierte Bohrungen 114 elektrisch verbunden. Die leitfähige Folie 72 kann zur Bildung von Spuren nach Bedarf geätzt werden. Diese Spuren können entweder mit anderen eingebetteten elektrischen Materialien in Kontakt stehen und/oder mit Komponenten in Verbindung stehen, die auf der inneren und/oder äußeren Oberfläche des isolierenden Substrat 46 angebracht sind. Die Spuren 102 können weiter auf der Innenseite der äußeren Substrate 42 und/oder 46 und auf den Oberflächen des mittleren Substrats 44 ausgebildet werden. Derartige innere Spuren 102 können nach Bedarf mit der VVM-Schicht 100 (wie gezeigt) in Kontakt stehen, dem Widerstandsmaterial 16, dem Kondensatormaterial 18 und/oder anderen internen elektrischen Komponenten.
Eingebettete elektrische Komponenten und VVM
In den 5A und 5B ist eine Ausführungsform des eingebetteten VVM 10 der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Verbindung 12 ist mit einer Leitung oder Spur 22 elektrisch verbunden. Die Verbindung 14 ist mit einer Leitung oder Spur 24 elektrisch verbunden. Die Verbindungen 22 und 24 sind weiter elektrisch mit Widerstandsmaterial oder Widerstandsmaterial 16 verbunden. Die Leiter 26 und 28 erstrecken sich von den Verbindungen 12 und 14 parallel mit dem Widerstandsmaterial 16. Wie in 5A gezeigt, ist zwischen den Leitern 26 und 28 ein Spalt 30 ausgebildet. Wie in 5B gezeigt, ist das VVM 10 im Spalt 30 angeordnet und verbindet die Leiter 26 und 28.
Die Anwendung der 5A und 5B kann als eine koplanare oder X-Y-Anwendung gekennzeichnet werden, bei der die Verbindungen 12 und 14, die Leitungen 22 und 24, die Leiter 26 und 28, der Spalt 30 und das VVM 10 auf einem einzigen Substrat, beispielsweise einer PCB, aufgetragen sind, oder sich dort befinden. Der Spalt 30 ist in der gleichen Ebene ausgebildet, in der das VVM aufgetragen wurde und in der die Verbindungen, Spuren und Leiter ausgebildet sind. In einer Ausführungsform ist das Substrat ein internes Substrat, so dass die Verbindungen 12 und 14, die Leitungen 22 und 24, die Leiter 26 und 28, der Spalt 30 und das VVM 10 in der PCB 120 eingebettet sind.
Der Widerstand 16 (für jede der hier beschriebenen Ausführungsformen) kann in einer Einrichtung bereitgestellt werden. Der Widerstand 16 (für jede der hier beschriebenen Ausführungsformen) kann darüber hinaus als ein Material bereitgestellt werden, das mittels eines Verfahrens, wie Siebdruckverfahren, Schablonendruckverfahren, Verfahren mit Druckausübung und dergleichen auf ein Substrat aufgebracht wird. Ein Widerstandsmaterial-Laminat 16 kann von Rohm und Haas unter dem Handelsnamen Insite^TM erhalten und in einem Lagen-Widerstandbereich von etwa 500 Ohm/cm² bis etwa 1000 Ohm/cm² bereitgestellt werden.
Das VVM 10 (für jede der hier beschriebenen Ausführungsformen) wie hier erläutert kann in einer Einrichtung bereitgestellt werden. Alternativ kann das VVM 10 (für jede der in den 1 bis 14 beschriebenen Ausführungsformen) in einer druckbaren oder ausbringbaren Form bereitgestellt werden. Verschiedene geeignete VVM's sind in der US Patentanmeldung Nr. 10/958,442 , die am 5. Oktober 2004 mit dem Titel "Direkte Anwendung variabler Materialien, Einrichtungen, bei denen diese zum Einsatz kommen und Verfahren zur Herstellung derartiger Einrichtungen" eingereicht wurde, beschrieben, wobei jede dieser VVM's durch Inbezugnahme hier explizit mit aufgenommen wird.
In der 6A und 6B ist eine andere Anwendung des eingebetteten VVM 10 der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Verbindung 12 ist mit einer Leitung oder einer Spur 22 elektrisch verbunden. Die Verbindung 14 ist mit einer Leitung oder Spur 24 elektrisch verbunden. Die Verbindungen 12 und 14 sind weiter mit einem Widerstandselement oder einem Widerstandsmaterial 16 elektrisch verbunden. Wie in 6A ersichtlich, ist zwischen den Verbindungen 12 und 14 ein Spalt 30 ausgebildet. Wie aus 6B ersichtlich ist das VVM 10 in dem Spalt 30 angeordnet.
Die Anwendungen der 6A und 6B können als eine koplanare Anwendung gekennzeichnet werden, in der die Verbindungen 12 und 14, die Leitungen 22 und 24 und der Spalt 30 auf ein einziges Substrat aufgebracht werden oder sich darauf befinden. Der Spalt 30 ist in der gleichen Ebene angebracht wie das VVM 10, in der sich auch die Verbindungen, Spuren und Leitungen befinden. In einer Ausführungsform ist das Substrat ein internes Substrat, so dass die Verbindungen 12 und 14, die Leitungen 22 und 24, der Spalt 30 und das VVM 10 in der PCB 120 eingebettet sind. In alternativen Ausführungsformen sind die Verbindungen 12 und 14, die Leitungen 22 und 24, der Spalt 30 und das VVM 10 auf der Ober- oder Unterseite der PCB angebracht.
In den 7A und 7B ist eine weitere Anwendung des eingebetteten VVM 10 der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Verbindung 12 ist mit einer Leitung oder Spur 22 elektrisch verbunden. Die Verbindung 14 ist mit einer Leitung oder Spur 24 elektrisch verbunden. Die Verbindungen 12 und 14 sind weiter mit einem Widerstandselement oder Widerstandsmaterial 16 elektrisch verbunden. Die Leiter 26 und 28 erstrecken sich von den Verbindungen 12 und 14 und können damit einstückig ausgebildet sein. Wie in 7A ersichtlich ist zwischen den Leitern 26 und 28 ein Spalt 30 ausgebildet. Wie in 7B ersichtlich ist das VVM 10 in dem Spalt 30 angeordnet und verbindet die Leiter 26 und 28.
Die Anwendung der 7A und 7B kann als eine koplanare oder X-Y-Anwendung gekennzeichnet werden, bei der die Verbindungen 12 und 14, die Leitungen 22 und 24, die Leiter 26 und 28 der Spalt 30 und das VVM 10 auf ein einziges Substrat, beispielsweise eine PCB aufgetragen werden oder sich darauf befinden. Der Spalt 30 wird im Allgemeinen in der gleichen Ebene ausgebildet, in der auch das VVM aufgebracht wird, und in der die Verbindungen, Spuren und Leiter ausgebildet sind. In einer Ausführungsform ist das Substrat ein internes Substrat, so dass die Verbindungen 12 und 14, die Leitungen 22 und 24, die Leiter 26 und 28, der Spalt 30 und das VVM 10 in der PCB eingebettet sind.
Alternativ kann sich die Verbindung 12 auf einem ersten Substrat befinden, während sich die Verbindung 14 auf einem zweiten Substrat befindet und eine Z-Richtungs-Anwendung bildet. Jedes der Substrate kann ein internes Substrat einer Mehrschicht PCB sein. Hier wird das VVM neben dem Widerstandsmaterial 16 aufgetragen, beispielsweise zwischen die die Substrate tragenden Verbindungen 12 und 14.
In 8 ist eine Ausführungsform einer Mehrschicht-PCB gezeigt, bei der die eingebetteten Komponenten und das erfindungsgemässe VVM durch den Aufbau 40 gezeigt ist. Der Aufbau 40 beinhaltet isolierende Substrate 42, 44 und 46. Isolierende Substrate 42, 44 und 46 (und jedes der hier beschriebenen Substrate) kann ein oder mehrere Typen eines starren oder halb-starren Substrats umfassen, wie FR-4, Glasgewebe oder nicht-verwobenes Glas, PTFE und Mikrofaserglas, Keramik, wärmehärtender Kunststoff, ein Polyimid, Kapton^® usw..
Das mittlere Substrat 44 beinhaltet oder definiert Bohrungen 32 und 34. Die Bohrungen 32 und 34 ermöglichen, dass Leitungen und Spuren 22 und 24, die zwischen den Substraten 44 und 46 angeordnet sind, mit den Leitern 26 und 28 elektrisch in Verbindung stehen. Die Leitungen und Spuren 22 und 24 stehen über das Widerstandsmaterial 16 elektrisch in Verbindung. Die Leiter 26 und 28 sind zwischen den Substraten 42 und 44 angeordnet. Die Leiter 26 und 28 und die Substrate 42 und 44 definieren einen Spalt 30, der in eine koplanaren oder X-Y-Anwendung mit VVM 10 gefüllt ist. Die Spuren 22 und 24 sind in einer Ausführungsform in einen Schaltkreis integriert, der vollständig in dem Aufbau 40 eingebettet ist oder mit einem Schaltkreis elektrisch verbunden ist, der auf der Außenseite eines der äußeren Substrate 42 und 46 angeordnet ist.
Die Leiter 26 und 28 können Teil eines eingebetteten Schaltkreis-Schutznetzwerkes sein, das mehrere VVM 10-Bereiche oder ein oder mehrere größere Bereiche von VVM 10 umfassen kann. Einer der Leiter 26 und 28 kann zu einer Erdung oder Abschirmung führen. Es sollte klar sein, dass der Aufbau 40 einen parallelen elektrischen Schaltkreis beinhaltet, vergleichbar zu den in 5B, 6B und 7B gezeigten. Der Aufbau 40 kann eine separate Einrichtung oder ein Teil davon sein, oder groß genug sein, um mehrere auf der Oberfläche angebrachte oder in Durchgangslöchern vorgesehene elektrische Komponenten aufzunehmen und zu tragen. Die Konfiguration des Aufbaus kann alternativ zu oder zusätzlich mit einem eingebetteten Widerstandsmaterial 18 oder einem anderen Typ eines elektrischen Materials oder einer elektrischen Einrichtung eingesetzt werden.
In 9 ist eine Ausführungsform einer Mehrschicht-PCB gezeigt, bei der die eingebetteten Komponenten und das erfindungsgemässe VVM durch den Aufbau 45 gezeigt ist. Der Aufbau 45 umfasst isolierende Substrate 42, 44 und 46. Das mittlere Substrat 44 umfasst oder definiert Bohrungen 32 und 34. Die Bohrung 32 ermöglicht, dass die Leitung oder die Spur 22, die zwischen den Substraten 44 und 46 angeordnet ist, mit der Leitung 26 elektrisch in Verbindung steht. Der Leiter 26 befindet sich zwischen den Substraten 42 und 44 und ist in einer Ausführungsform ein Erdungs- oder Abschirmungs-Leiter. Der Leiter 26 kann Teil eines eingebetteten Schaltkreis-Schutznetzwerkes sein, das mehrere Bereiche des VVM 10 oder ein oder mehrere größere Bereiche von VVM 10 umfassen kann.
Die Bohrung 34 definiert einen Spalt 30, der mit VVM 10 gefüllt ist. Eine derartige Konfiguration ermöglicht, dass der Leiter 28 (vorstehend gezeigt) eliminiert wird. Die Spuren 22 und 24 sind in einer Ausführungsform in einen Schaltkreis integriert, der in dem Aufbau 45 vollständig eingebettet sein kann, oder mit einem Schaltkreis elektrisch verbunden sein kann, der auf der Außenseite eines der äußeren Substrate 42 und 46 angeordnet ist.
Es sollte klar sein, dass der Aufbau 45 einen parallelen elektrischen Schaltkreis ähnlich zu den vorstehend aufgeführten, beinhaltet. Eine Anordnung des VVM 10 in die Bohrung 34 ergibt eine Z-Richtungs-Anwendung, bei der die Weite des VVM-Spalts im Wesentlichen gleich der Dicke des Substrats 44 ist. In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen ist die VVM-Spaltweite/Spaltbreite so bemessen, dass ein entlang der Spur 22 oder 24 auftretendes ESD-Ereignis von der elektrischen Komponente, wie einem Widerstand 16, entsprechend weggeleitet wird.
Der Aufbau 45 kann Teil oder die gesamte Einrichtung sein bzw. darstellen oder kann groß genug sein, um mehrere auf der Oberfläche befestigten oder sich in Durchgangslöchern befindliche elektrische Komponenten aufzunehmen und zu tragen. Die Konfiguration des Aufbaus 45 kann alternativ zu oder zusätzlich mit einem eingebetteten Kondensatormaterial 18 oder einem anderen Typ eines elektrischen Materials oder einer elektrisch Einrichtung eingesetzt werden.
In 10 ist eine Ausführungsform einer Mehrschicht-PCB gezeigt, bei der die eingebetteten Komponenten und das erfindungsgemässe VVM durch den Aufbau 50 gezeigt ist. Der Aufbau 50 beinhaltet äußere isolierende Substrate 42 und 46 und ein Paar innerer Substrate 44a und 44b. Die Spuren 22 und 24 stehen mit dem Widerstand 16 elektrisch in Verbindung. Die Leiter 26 und 28 stehen mit dem VVM 10 elektrisch in Verbindung. Die mittleren Substrate 44a und 44b umfassen oder definieren Bohrungen 32 und 34. Die Bohrungen 32 und 34 ermöglichen, dass die Spuren 22 und 24, die zwischen den Substraten 44b und 46 angeordnet sind, mit den Leitern 26 und 28 elektrisch in Verbindung stehen. Die Leiter 26 und 28 sind zwischen den Substraten 42 und 44a angeordnet.
Die Substrate 42, 44a und 44b beinhalten oder definieren kollektiv eine dritte Bohrung 36. Die Bohrung 35 ist mit VVM 10 gefüllt. Das VVM 10 kann von der Außenseite des äußeren Substrats 42 in einen Aufbau 50 eingebracht werden. Die Bohrungen 32 und 34 können, nachdem die Substrate 44 und 44b auf die Substrate 46, die Spuren 22 und 24 und das Widerstandsmaterial aufgebracht wurden, mit Metall überzogen werden. Die Bohrungen 32 und 34 werden in einer Ausführungsform während des gleichen Verfahrens mit Metall überzogen/metallisiert, bei dem die Leiter 26 und 28 auf dem Substrat 44a definiert werden.
Die Spuren 22 und 24 sind in einer Ausführungsform in einen Schaltkreis integriert, der vollständig in dem Aufbau 50 eingebettet sein kann, oder sind mit einem Schaltkreis elektrisch verbunden, der auf der Außenseite eines der Substrate 42 und 46 angeordnet ist. Die Leiter 26 und 28 können wiederum Teil eines eingebetteten Schaltkreis-Schutznetzwerkes sein, der mehrere Bereiche des VVM 10 oder ein oder mehrere größere Bereiche des VVM 10 umfassen kann. Einer der Leiter 26 und 28 kann zu einer Erdung oder Abschirmung führen.
Es sollte klar sein, dass der Aufbau 50 einen parallelen elektrischen Schaltkreis beinhaltet, vergleichbar zu den vorstehend aufgeführten. Eine Anordnung des VVM 10 in eine dritte Bohrung 36 ergibt eine X-Y-Anwendung, bei der die Weite des VVM-Spalts im Wesentlichen dem Durchmesser der Querschnittsentfernung der Bohrung 36 entspricht. Wie vor stehend, die VVM-Spaltdicke ist derart aufgebaut, dass ein ESD-Ereignis, das entlang einer Spur 22 oder 24 auftritt, entsprechend von der eingebetteten elektrischen Komponente, wie einem Widerstand 16, weggeleitet wird.
Der Aufbau 50 kann eine separate Einrichtung oder ein Teil davon sein, oder kann groß genug sein, um mehrere auf der Oberfläche angebrachte oder in Durchgangslöchern vorgesehene elektrische Komponenten aufzunehmen und zu tragen. Die Konfiguration des Aufbaus 50 kann alternativ zu oder zusätzlich mit einem eingebetteten Widerstandsmaterial 18 oder einem anderen Typ eines elektrischen Materials oder einer elektrischen Einrichtung eingesetzt werden.
In den 11 bis 14 sind verschiedene Ausführungsformen zum Einbetten eines Kondensators oder Kondensatormaterials 18 gezeigt. Wie vorstehend, bei jeder der Ausführungsformen in den 11 bis 14 kann alternativ oder zusätzlich ein eingebettetes Widerstandsmaterial oder ein anderer Typ einer elektrischen Komponente oder eines elektrischen Materials zum Einsatz kommen. Der Kondensator oder das Dielektrikum 18 (für jede der hier beschriebenen Ausführungsformen) kann in einer Einrichtung bereitgestellt werden. Der Kondensator oder das Dielektrikum 18 (für jede der hier beschriebenen Ausführungsformen) kann in einer Einrichtung bereitgestellt werden. Der Kondensator oder das Dielektrikum 18 (für jede der hier beschriebenen Ausführungsformen) kann auch als ein Material bereitgestellt werden, das auf eine Kondensatorplatte und/oder ein Substrat mittels eines Verfahrens aufgebracht werden kann, wie Siebdruckverfahren, Schablonendruckverfahren, Verfahren mit Druckausübung und dergleichen. Ein dielektrisches Kondensatormaterial-Laminat 18 kann von Rohm und Haas unter dem Handelsnamen Insite^TM erhalten werden und wird in einem Lagen-Ratingbereich von bis zu 200 nF/cm² bereitgestellt.
In 11 ist eine Ausführungsform einer Mehrschicht-PCB als Aufbau 55 gezeigt, bei der die eingebetteten Komponenten und das VVM der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommen. Der Aufbau 55 beinhaltet zwei isolierende Substrate 42 und 44. Das obere Substrat beinhaltet oder definiert Bohrungen 32 und 34. Die Bohrung 32 ermöglicht, dass die Leitung oder Kondensatorplatte 22, die oberhalb des Kondensatormaterials 18 angeordnet sind, mit dem Leiter 26 elektrisch in Verbindung stehen können. Der Leiter 26 ist außerhalb des oberen Substrats 42 angeordnet. Die Bohrung 34 ermöglicht, dass die Leitung oder Kondensatorplatte 24, die oberhalb des Kondensatormaterials 18 angeordnet sind, mit dem Leiter 28 elektrisch in Verbindung stehen können. Der Leiter 28 ist außerhalb des oberen Substrats 42 angeordnet. In der gezeigten Ausführungsform ist der Schaltkreis-Schutzschaltkreis mindestens teilweise auf der Aussenseite des Aufbaus 55 angeordnet, während der elektrische Hauptschaltkreis einschließlich der Kondensatorplatten 22 und 24 und der Kondensator 18 mindestens teilweise in dem Aufbau 55 eingebettet sind. Der Aufbau 55 betont, dass jeder Bereich oder das Gesamte des Schaltkreis-Schutzschaltkreise und/oder der elektrische Hauptschaltkreis auf einer äußeren Oberfläche der PCB angeordnet sein kann.
Die Leiter 26 und 28 definieren einen Spalt 30, der mit VVM 10 gefüllt ist. Einer der Leiter 26 und 28 kann ein Erdungs- oder Abschirmungsleiter sein. Der Erdungs- oder Abschirmungs-Leiter kann Teil eines eingebetteten Schaltkreis-Schutznetzwerkes sein, das mehrere VVM 10-Bereiche oder ein oder mehrere größere Bereiche des VVM 10 umfassen kann.
Es sollte klar sein, dass der Aufbau 55 einen parallelen elektrischen Schaltkreis vergleichbar zu den vorstehend aufgeführten beinhaltet. Die Anordnung des VVM 10 in dem Spalt 30 ergibt eine X-Y-Richtungs-Anwendung, bei der die Weite des VVM-Spalts die Entfernung zwischen den Enden der Leiter 26 und 28 ist. Wie zuvor ist die VVM-Spaltbreite derart konfiguriert, dass ein ESD-Ereignis entlang der Kondensatorplatte 22 oder 24 von der elektrischen Komponente, wie dem Kondensator 18, zweckmäßig weggeleitet wird.
In den 11 bis 14 sind oder dienen die Spuren 22 und 24 als Kondensatorplatte, die mit dem dielektrischen Kondensatormaterial 18 in parallelem Kontakt laufen. Andererseits, wie oben gezeigt, stehen die Spuren 22 und 24 in einer Ausführungsform mit den Enden des Widerstandsmaterial 16 in Kontakt. Alternativ können die Spuren 22 und 24 mit dem Widerstandsmaterial 16 in einem parallelen oder koplanaren Verhältnis in Kontakt stehen.
In 11 sind in einer Ausführungsform die Kondensatorplatten 22 und 24 und das dielektrische Material 18 über Siebdruckverfahren oder Schablonendruckverfahren aufgebracht oder auf das untere Substrat 44 laminiert. Anschließend wird das obere Substrat 42 auf den Kondensator-Unteraufbau aufgetragen. Die Bohrungen 32 und 34 können in dem gleichen Verfahren mit Metall überzogen werden, bei dem die Leiter 26 und 28 an der Aussenseite des oberen Substrats 42 aufgetragen werden. Das VVM 10 wird dann in einen Spalt 30 als eine Einrichtung eingebracht oder mittels jeder der in der US Patentanmeldung Nr. 10/958,442 beschriebenen Verfahren, die am 5. Oktober 2004 mit dem Titel "Direkte Anwendung variabler Materialien, Einrichtungen, bei denen diese zum Einsatz kommen und Verfahren zur Herstellung derartiger Einrichtungen" eingereicht wurde, wobei jedes dieser Verfahren durch Inbezugnahme für jede der hier offenbarten Ausführungsformen explizit mit aufgenommen wird.
Der Aufbau 55 kann eine separate Einrichtung oder ein Teil davon oder groß genug sein, um mehrere auf der Oberfläche angebrachte oder in einem Durchgangsloch bereitgestellte elektrische Komponenten aufzunehmen und zu tragen. Wie vorstehend aufgeführt kann die Konfiguration des Aufbaus 55 alternativ zu oder zusätzlich mit einem eingebetteten Widerstandsmaterials 16 oder einem andern Typ eines elektrischen Materials oder einer elektrischen Einrichtung eingesetzt werden.
In 12 ist eine andere Ausführungsform einer Mehrschicht-PCB gezeigt, bei der die eingebetteten Komponenten und das VVM der vorliegenden Erfindung durch den Aufbau 60 gezeigt ist. Der Aufbau 60 beinhaltet zwei isolierende Substrate 42 und 44. Das obere Substrat 42 beinhaltet oder definiert eine Bohrung 32. Die Bohrung 32 ermöglicht, dass die Leitung oder die Kondensatorplatte 22, die oberhalb des Kondensatormaterials 18 angeordnet ist, mit dem Leiter 26 elektrisch in Verbindung steht. Der Leiter 26 ist auf der Aussenseite des oberen Substrats 42 angeordnet. Der Leiter kann ein Erdungs- oder Abschirmungs-Leiter sein. Der Erdungs- oder Abschirmungs-Leiter kann Teil eines eingebetteten Schaltkreis-Schutznetzwerkes sein, das mehrere Bereiche des VVM 10 oder ein oder mehrere grössere Bereiche des VVM 10 umfasst.
Das VVM 10 wird auf die Kondensatorplatte 2 aufgetragen, so dass dieses mit der Kante der Kondensatorplatte 22 und dem dielektrischen Material 18 in Kontakt steht. Die VVM-Spaltentfernung ist hier im Wesentlichen die Z-Richtungsdicke des dielektrischen Materials 18. Wie zuvor ist der VVM-Spaltdicke konfiguriert, so dass ein ESD-Ereignis, das entlang der Kondensatorplatte 22 oder 24 auftritt, von der dielektrischen Komponente, wie dem Kondensator 18, zweckmäßig weggeleitet wird. Die Konfiguration des Aufbaus 60 eliminiert im Vergleich zum Aufbau 55 den Leiter 28 und eine zweite Bohrung 34. Das VVM im Aufbau 60 ist eingebettet, während das VVM 10 des Aufbaus 55 auf der Oberfläche aufgetragen ist. Es sollte klar sein, dass der Aufbau 60 einen parallelen elektrischen Schaltkreis vergleichbar zu dem vorstehend aufgeführten beinhaltet.
In 12 werden in einer Ausführungsform Kondensatorplatten 22 und 24, das dielektrische Material 18 und das VVM 10 über Siebdruckverfahren, Schablonendruckverfahren oder auf andere Art und Weise auf das untere Substrat 44 aufgebracht. Anschließend wird das obere Substrat 42 auf den Kondensator-Unteraufbau aufgebracht. Die Bohrung 32 kann in dem gleichen Verfahren, bei dem der Leiter 26 auf der Aussenseite des oberen Substrats 42 aufgetragen wird, mit Metall überzogen werden.
Der Aufbau 60 kann eine separate Einrichtung oder ein Teil davon oder groß genug sein, um mehrere auf der Oberfläche angebrachte oder in einem Durchgangsloch bereitgestellte elektrische Komponenten aufzunehmen und zu tragen. Wie vorstehend aufgeführt kann die Konfiguration des Aufbaus 60 alternativ zu oder zusätzlich mit einem eingebetteten Widerstandsmaterial 16 oder einem anderen Typ eines elektrischen Materials oder einer elektrischen Einrichtung eingesetzt werden.
In 13 ist eine andere Ausführungsform einer Mehrschicht-PCB gezeigt, bei der die eingebetteten Komponenten und das VVM der vorliegenden Erfindung durch den Aufbau 65 eingesetzt werden. Der Aufbau 65 umfasst zwei isolierende Substrate 42 und 44. Das obere Substrat 42 beinhaltet oder definiert Bohrungen 32 und 34. Die Bohrung 32 ermöglicht, dass die Leitung oder Kondensatorplatte 22, die oberhalb des Kondensatormaterials 18 angeordnet sind, mit dem Leiter 26 elektrisch in Verbindung stehen. Der Leiter ist auf der Aussenseite des oberen Substrats 42 angeordnet. Der Leiter 26 kann ein Erdungs- oder Abschirmungs- Leiter sein. Der Erdungs- oder Abschirmungs-Leiter kann Teil eines eingebetteten Schaltkreis-Schutznetwerkes sein, der mehrere Bereiche des VVM 10 beinhaltet oder ein oder mehrere größere Bereiche von VVM 10.
Die Bohrung 34 ist mit VVM gefüllt, das mit dem Leiter 26 und der Kondensatorplatte 24 in Kontakt steht. Die VVM-Spaltbreite verläuft hier im Wesentlichen in der Z-Richtungsdicke des Substrats 42. Wie zuvor ist die VVM-Spaltbreite derart konfiguriert, dass ein ESD-Ereignis, das entlang der Kondensatorplatten 22 und 24 verläuft, von der elektrischen Komponente, wie einem Kondensator 18, geeignet weggeleitet wird. Die Konfiguration des Aufbaus 65 eliminiert den Leiter 28 im Vergleich zum Aufbau 55. Das VVM 10 ist in dem Aufbau 65 eingebettet, wie das des Aufbaus 60. Es sollte klar sein, dass der Aufbau 65 einen parallelen elektrisch Schaltkreis vergleichbar zu den vorstehend aufgeführten beinhaltet.
In 13 sind in einer Ausführungsform die Kondensatorplatten 22 und 24, und das dielektrische Material 18 über Siebdruckverfahren, Schablonendruckverfahren oder auf andere Art und Weise auf das untere Substrat 44 aufgebracht. Anschließend wird das obere Substrat 42 auf den Kondensator-Unteraufbau aufgebracht. Das VVM wird in die Bohrung 34 mittels Siebdruckverfahren, Schablonendruckverfahren, Verfahren unter Anwendung von Druck oder anderen geeigneten Verfahren aufgebracht. Die Bohrung 32 kann in dem gleichen Verfahren, bei dem der Leiter 26 auf der Aussenseite des oberen Substrats 42 aufgebracht wird, mit Metall überzogen werden.
Der Aufbau 65 kann eine separate Einrichtung oder ein Teil davon oder groß genug sein, um mehrere auf der Oberfläche befestigte oder in Durchgangslöcher bereitgestellte elektrische Komponenten aufzunehmen und zu tragen. Wie vorstehend aufgeführt kann die Konfiguration des Aufbaus 65 alternativ zu oder zusätzlich mit einem eingebetteten Widerstandsmaterial 16 oder einem anderen Typ eines elektrischen Materials oder einer elektrischen Einrichtung eingesetzt werden.
In 14 ist eine weitere Ausführungsform einer Mehrschicht-PCB gezeigt, bei der die eingebetteten Komponenten und das VVM der vorliegenden Erfindung durch den Aufbau 70 gezeigt ist. Der Aufbau 70 beinhaltet zwei isolierende Substrate 42 und 44. Das obere Substrat 42 beinhaltet oder definiert eine Bohrung 32. Die Bohrung 32 ermöglicht, dass die Leitung oder die Kondensatorplatte 22, die oberhalb des Kondensatormaterials 18 angeordnet sind, mit dem Leiter 26 elektrisch in Verbindung stehen. Der Leiter 26 ist auf der Außenseite des oberen Substrats 42 angeordnet. Der Leiter kann ein Erdungs- oder Abschirmleiter sein. Dieser Erdungs- und Abschirmungs-Leiter kann Teil eines eingebetteten Schaltkreis-Schutz-Netzwerkes sein, das mehrere VVM 10-Bereiche oder ein oder mehrere größere Bereiche des VVM 10 umfasst.
Das VVM 10 wird in die Bohrung 34 eingebracht, so dass es mit der Kondensatorplatte 24 und der Kante des dielektrischen Materials in Kontakt steht. Im Gegensatz zum Aufbau 60 erstreckt sich die obere Kondensatorplatte 22 über die Spitze des VVM 10 in dem Aufbau 70, was einen verbesserten elektrischen Kontakt liefert. Die VVM-Spaltbreite ist erneut im Wesentlichen in der Z-Richtungs-Dichte des dielektrischen Materials 18. Wie zuvor ist die VVM-Spaltbreite derart konfiguriert, dass ein entlang der Kondensatorplatte 22 oder 24 auftretendes ESD-Ereignis von der elektrischen Komponente, wie dem Kondensator 18, geeignet weggeleitet wird. Die Konfiguration des Aufbaus 70 eliminiert den Leiter im Vergleich zum Aufbau 55. Das VVM 10 in dem Aufbau 70 ist wie das VVM 10 in dem Aufbau 60 und 65 eingebettet. Es sollte klar sein, dass der Aufbau 70 einen parallelen elektrischen Schaltkreis vergleichbar zu den vorstehend aufgeführten beinhaltet.
In 14 sind in einer Ausführungsform die Kondensatorplatten 22 und 24, das dielektrische Material 18 und das VVM 10 mittels Siebdruckverfahren, Schablonendruckverfahren oder auf andere Art und Weise auf das untere Substrat 44 aufgebracht. Hier kann die obere Kondensatorplatte 22 auf das VVM 10 und das dielektrische Material 18 aufgebracht werden (in 12 kann jedoch das VVM 10 aufgetragen werden, nachdem die obere und untere Platte 22 und 24 auf das Substrat 44 aufgetragen wurden). Anschließend wird das obere Substrat 42 auf den Kondensator-Unteraufbau aufgetragen. Die Bohrung 32 kann in dem gleichen Verfahren, bei dem der Leiter 26 an der Außenseite des oberen Substrats 42 angebracht wird, mit Metall überzogen werden.
Der Aufbau 70 kann eine separate Einrichtung oder ein Teil davon oder groß genug sein, um mehrere auf der Oberfläche befestigte oder in Durchgangslöchern vorgesehene elektrische Komponenten aufzunehmen und zu tragen. Wie vorstehend aufgeführt kann die Konfiguration des Aufbaus 70 alternativ zu oder zusätzlich mit einem eingebetteten Widerstandsmaterial 18 oder einem anderen Typ eines elektrischen Material oder einer elektrischen Einrichtung eingesetzt werden.
Aktives Laminat
In den 15 bis 21 sind verschiedene Ausführungsformen für das aktive Laminat oder das aktive Substrat, RCF oder RCC (von hier ab generell der Einfachheit halber als aktives Laminat bezeichnet) gezeigt. Die Lehren der 1 bis 4 sind gleichermaßen auf die Ausführungsformen des aktiven Laminats in den 15 bis 21 anwendbar. Darüber hinaus sind die Ausführungsformen in den 15 bis 21 vergleichbar zu den in den 5A bis 14 beschriebenen, da beide die Anordnung von VVM und der elektrischen Komponenten in oder innerhalb einer PCB beinhalten.
In 15 ist der hauptsächliche Unterschied zwischen dem aktiven Laminat 75 und den das vorstehend aufgeführte VVM 10 einsetzenden Ausführungsformen gezeigt. Das aktive Laminat 75 beinhaltet eine VVM-Schicht 100, die auf eine leitfähige Schicht 72, wie eine Kupferschicht, aufgetragen oder geschichtet ist. In einer alternativen Ausführungsform ist die leitfähige Schicht auf die VVM-Schicht 100 geätzt oder gedruckt. In einer Ausführungsform ist die leitfähige Folie von etwa 5 μm bis etwa 70 μm dick und die VVM-Schicht 100 ist von etwa 70 μm bis etwa 100 μm dick. Eine andere Dicke kann jeweils verwendet werden.
Die VVM-Schicht 100 wird mit verschiedenen Typen von leitfähigen, halb-leitfähigen, isolierenden und anderen VVM-Teilchen beladen. Das isolierende Bindemittel der VVM-Schicht 100 wird in einer Ausführungsform auf die leitfähige Folie 72 in einem halb-gehärteten oder Preg-Preg-Zustand aufgetragen. Die halb-gehärtete VVM-Schicht 100 kann dann in ein starres oder halb-starres Substrat, wie ein starres FR-4 Substrat, oder ein flexibles Polyimid, beispielsweise Kapton^TM-Band, vollständig ausgehärtet werden. Das schlussendliche Härten wird in einer Ausführungsform mittels eines Druckbrenners erreicht, der Druck und Wärme ausübt, um die VVM-Schicht 100 des aktiven Laminats 75 an den festen oder halb-festen, beispielsweise FR-4-Leiter, zu befestigen. Oder ein schlussendliches Härteverfahren wird durchgeführt, mit dem die VVM-Schicht 100 des aktiven Laminats 75 an eine Schicht, beispielsweise Widerstandsmaterial 16 oder Kondensatormaterial 18, gehärtet wird. In dem schlussendlichen Aufbau kann, wie zeichnerisch in 4 gezeigt, das aktive Laminat 75 (mit oder ohne die Schicht des Widerstandsmaterials 16 oder Kondensatormaterials 18) mit einem oder mehreren starren oder halb-starren Substraten eingesetzt werden, um auf der Oberfläche befestigte Komponenten und Schaltkreisspuren zu tragen.
Ein VVM-Substrat ist in der US-Patentanmeldung Nr. 09/976,964 (die '964 Anmeldung) offenbart, die am 11. Oktober 2001 mit dem Titel "Spannungsvariables Substratmaterial" eingereicht wurde und deren gesamter Inhalt hier durch Inbezugnahme mit aufgenommen wird. Das VVM-Substrat in der Anmeldung ist selbst-tragend, starr oder halb-starr und kann elektrische Komponenten (einschließlich druckbaren elektrischen Materials) und weitere leitfähige und isolierende Schichten, Spuren, Plättchen/Anschlüsse usw. tragen. Das VVM-Substrat der '964-Anmeldung beinhaltet ein isolierendes Bindemittel, das mit Fasern oder Vernetzungselementen imprägniert ist. Derartige Vernetzungselemente steigern die Steifigkeit des Bindemittels und des so erhaltenen Substrats. Die VVM-Schicht 100 braucht in der vorliegenden Erfindung keine Vernetzungselemente beinhalten, was ermöglicht, dass das Bindemittel die beispielsweise leitfähigen, halb-leitfähigen oder isolierenden Teilchen trägt und immer noch einfach auf die leitfähige Folie 72 gesprüht oder aufgetragen werden kann. Das VVM-Bindemittel ist weiter derart strukturiert, dass es in einem halb-gehärteten Zustand verbleibt, bis das aktive Laminat 75 auf eine Träger-PCB aufgebracht wird.
Es wird daran gedacht, dass das aktive Laminat 75 in Form einer Rolle oder in Form von Lagen bereitgestellt wird. Das aktive Laminat 75 wird in einer Ausführungsform einer Trägeraufbau-Vorrichtung zugeführt, die die Form des aktiven Laminats auf die der Träger-PCB zuschneidet, die fest oder halb-fest sein kann. Die Aufbauvorrichtung kann dann auf der Oberfläche befestigte Komponenten auf den so erhaltenen Aufbau anordnen oder den Aufbau einem Endverbraucher zum endgültigen Aufbau liefern.
In 16 wird in einer Ausführungsform eine elektrische Komponente auf eine VVM-Schicht 100 aufgetragen. Hier wird eine Schicht aus Widerstandsmaterial 16 mittels Laminierung, Komprimierung, Adhäsion, jeder Kombination davon oder anderen geeigneten Verfahren auf eine VVM-Schicht 100 aufgebracht. In 16 ist ein Aufbau 80 gezeigt, bei dem das aktive Laminat 75 und eine Schicht aus Widerstandsmaterial 16 zum Einsatz kommt. Das Widerstandsmaterial 16, das das gleiche Material 16 wie vorstehend in einer Ausführungsform aufgeführt ist, wird auf die der leitfähigen Folie 72 abgewandten Seite der VVM-Schicht 100 aufgetragen. Leitfähige Bereiche 74 und 76 werden dann auf das Widerstandsmaterial 16 aufgebracht. Die leitfähigen Bereiche 74 und 76 können leitfähige Spuren, leitfähige Plättchen/Anschlüsse/Pads, leitfähige Folien usw. sein. In einer Ausführungsform wird eine leitfähige Folie über einen grossen Bereich auf dem Widerstandsmaterial 16 aufgetragen. Das leitfähige Material wird dann in Bereichen geätzt, wo es nicht gebraucht wird.
Eine Bohrung 78 wird durch das VVM 10 und das Widerstandsmaterial 16 gebildet. Ein leitfähiger Bereich 74 erstreckt sich durch die Bohrung 78 und steht mit der leitfähigen Folie 72 in Kontakt. Der leitfähige Bereich 76 ist über ein Widerstandsmaterial mit dem leitfähigen Bereich 74 oder der leitfähigen Folie 72 bei normalen Bedingungen verbunden, da die VVM-Schicht 100 normalerweise in einem Zustand hoher Impedanz vorliegt. Bei einem ESD-Ereignis, das entlang den leitfähigen Bereichs 76 auftritt, schaltet die VVM-Schicht 100 jedoch in einen Zustand niedriger Impedanz und ermöglicht, dass die ESD-Energie über die VVM-Schicht zur leitfähigen Folie 72 abgeleitet wird. Die leitfähige Folie 72 ist in einer Ausführungsform ein Erdungs- oder Abschirmungs-Leiter.
Die Dicke der VVM-Schicht 100 bildet den VVM-Spalt. Die VVM-Spaltbreite ist ein Spalt in der Z-Richtung, der sich senkrecht zum leitfähigen Bereich 76 und der leitfähigen Folie 72 erstreckt. Wie zuvor ist die VVM-Spaltbreite derart konfiguriert, dass ein ESD-Ereignis entlang des leitfähigen Bereichs 76 geeignet von einer elektrischen Komponente, wie einem Widerstandsmaterial 16, weggeleitet wird. Die VVM-Schicht 100 und der Widerstand 16 sind intern oder eingebettet, was Raum außen auf dem Leiter im Aufbau 80 für andere elektrische Komponenten einspart. Es sollte klar sein, dass der Aufbau 80 einen parallelen elektrisch Schaltkreis vergleichbar zu den vorstehend aufgeführten beinhaltet.
Die VVM-Schicht 100 und das Widerstandsmaterial 16 erstrecken sich derart, dass das Substrat und das Widerstandsmaterial nach Bedarf wiederholt bei unterschiedlichen Bereichen des Aufbaus 80 eingesetzt werden kann. Eine leitfähige Folie 72 liefert eine Erdungs- oder Abschirmungs-Ebene, die auf der Oberfläche befestigte und in Durchgangslöchern vorgesehene Komponenten zusätzlich zu dem Widerstandsmaterial 16 erdet.
Der Aufbau 70 kann eine separate Einrichtung oder ein Teil davon oder groß genug sein, um mehrere auf der Oberfläche befestigte oder in Durchgangslöchern vorgesehene elektrische Komponenten aufzunehmen und zu tragen. Die Konfiguration des Aufbaus 80 kann alternativ zu oder zusätzlich mit einem eingebetteten Widerstandsmaterial 18 oder einem anderen Typ eines elektrischen Material oder einer elektrischen Einrichtung eingesetzt werden.
In den 17 und 18 ist eine weitere Ausführungsform einer PCB gezeigt, bei der das aktive Laminat 75 und eingebettete elektrische Komponenten der vorliegenden Erfindung durch den Aufbau 90 gezeigt ist. Das Widerstandsmaterial 16, das das gleiche Material 16 ist, wie vorstehend in einer Ausführungsform beschrieben, wird auf die der leitfähigen Folie 72 abgewandten Seite der VVM-Schicht 100 aufgetragen. Leitfähige Bereiche 74 und 76 werden dann auf das Widerstandsmaterial 16 mittels jeder der hier beschriebenen Verfahren aufgebracht. Eine isolierende Schicht 82 wird dann unter der VVM-Schicht 100 und der leitfähigen Folie 72 eingebracht. Eine Erdungs-Ebene 84 wird dann unter der isolierenden Schicht 82 eingebracht. Eine Bohrung 78 wird durch die leitfähige Folie 72, die isolierende Schicht 82 und die Erdungsebene 84 gebildet. Die Bohrung 78 wird plattiert, so dass die leitfähige Folie 72 mit der Erdungsebene 84 elektrisch in Kontakt steht.
Der leitfähige Bereich 74 und der leitfähige Bereich 76 stehen normalerweise nicht miteinander oder mit der leitfähigen Folie 72 in elektrischer Verbindung, da die VVM-Schicht 100 sich normalerweise in einem Zustand hoher Impedanz befindet. Bei einem ESD-Ereignis, das entlang dem leitfähigen Bereich 74 oder 76 auftritt, schaltet die VVM-Schicht 100 jedoch in einen Zustand niedriger Impedanz und ermöglicht, dass die ESD-Energie über die VVM-Schicht 100 zur leitfähigen Folie 72, der plattierten Bohrung und zur Erdungs- oder Abschirmungs-Ebene 84 abgeleitet wird.
Die Dicke der VVM-Schicht 100 bildet wiederum den VVM-Spalt. Die VVM-Spaltbreite ist ein Z-Richtungsspalt, der sich senkrecht zu den koplanaren leitfähigen Bereiche 74 und 76 und zur leitfähigen Folie 72 erstreckt. Wie zuvor ist die VVM-Spaltbreite derart konfiguriert, dass ein ESD-Ereignis, das entlang des leitfähigen Bereichs 74 oder des Bereichs 76 auftritt, von einer elektrische Komponente, wie einem Widerstandsmaterial 16, geeignet weggeleitet wird. Die VVM-Schicht 100 und der Widerstand sind intern oder eingebettet, was einen äußeren Raum auf dem Leiter im Aufbau 90 für andere elektrische Komponenten einspart, oder die für den Aufbau 90 erforderliche Größe verringert. Es sollte klar sein, dass der Aufbau 90 einen parallelen elektrischen Schaltkreis vergleichbar zu den vorstehend aufgeführten beinhaltet.
Die VVM-Schicht 100 und das Widerstandsmaterial 16 erstrecken sich, so dass das Substrat und das Widerstandsmaterial nach Bedarf wiederholt bei unterschiedlichen Bereichen des Aufbaus 90 eingesetzt werden kann. Der Aufbau 90 kann eine separate Einrichtung oder ein Teil davon oder groß genug sein, um mehrere auf der Oberfläche befestigte oder in Durchgangslöchern vorgesehene elektrische Komponenten aufzunehmen und zu tragen. Die leitfähige Schicht 84 liefert eine Erdungs oder eine Abschirmungs-Ebene, mit der auf der Oberfläche angebrachte und in Durchgangslöchern vorgesehene Komponenten zusätzlich zu dem Widerstandsmaterial 16 geerdet werden können. Die Konfiguration des Aufbaus 90 kann alternativ zu oder zusätzlich mit einem eingebetteten Widerstandsmaterial 18 oder einem anderen Typ eines elektrischen Material oder einer elektrischen Einrichtung eingesetzt werden.
In einer Ausführungsform sind die leitfähigen Folie 72, die isolierende Schicht 82 und die Erdungsschicht 84 in einem Unter-Aufbau ausgebildet. Die Bohrung 78 wird dann durch den Unter-Aufbau ausgebildet. Die Bohrung 78 sowie jede der hier beschriebenen Bohrungen können mittels eines mechanischen, Laserbohrungs- oder Ätz-Verfahrens gebildet werden. Der Unter-Aufbau mit der Bohrung 78 wird dann mit der VVM-Schicht 100 kombiniert, die Widerstandsmaterial 16 und/oder leitfähige Bereiche 74 und 76 beinhalten kann oder nicht. Jedes Widerstandsmaterial 16 und jeder leitfähige Bereich 74 und 76 können nach Kombinieren des Unter-Aufbaus und des Substrats 75 aufgebracht werden. Die Bohrung 78 wird in einer Ausführungsform in dem gleichen Verfahren mit Metall überzogen, mit dem die Erdungsebene 84 auf die isolierende Ebene 82 aufgebracht wird.
17 zeigt einen einzigen Widerstand 16 und leitfähigen Bereich 74, 76 Aufbau. Der Aufbau 90 liefert alternativ mehrere dieser Aufbauten oder andere einschließlich eines unterschiedlichen Typs einer elektrischen Komponente.
In 19 ist nun eine Ausführungsform einer PCB gezeigt, bei der das aktive Laminat 75 und ein eingebetteter Kondensator der vorliegenden Erfindung durch den Aufbau 105 gezeigt ist. Hier wird das Kondensatormaterial 18, das das gleiche Material 18 ist, wie vorstehend in einer Ausführungsform beschriebenen, auf die der leitfähigen Folie 72 abgewandten Seite der VVM-Schicht 100 aufgetragen. Die Schicht aus Kondensatormaterial 18 wird auf die VVM-Schicht 100 mittels Laminieren, Komprimieren, jeder Kombination davon, Adhäsion oder einem anderen geeigneten Verfahren aufgebracht.
Die Kondensatorplatten 92 und 94 sind auf beiden Seiten des Widerstandsmaterials 18 mittels jeder der hier beschriebenen Verfahren angeordnet. Die Kondensatorplatte 92 ist zwischen der VVM-Schicht 100 und dem Kondensatormaterial 18 angeordnet. Eine isolierende Schicht 82 ist dann unter dem Kondensatormaterial 18 und der Kondensatorplatte 94 angeordnet. Eine untere leitfähige Schicht 96 ist auf dem Kondensatormaterial 18 abgewandten Seite der isolierenden Schicht 82 angeordnet. Die leitfähigen Folie 72 oder die untere leitfähige Schicht 96 kann eine Erdungs- oder Abschirmungs-Ebene sein.
Eine Bohrung 78 ist durch die VVM-Schicht 100 gebildet und plattiert, so dass die leitfähigen Folie 72 mit der Kondensatorplatte 92 in elektrischem Kontakt steht, die mit dem Kondensatormaterial 18 in Kontakt steht. Eine Bohrung 98 ist durch eine separate obere leitfähige Schicht 74, die VVM-Schicht 100, das Kondensatormaterial 18, das Substrat 82 und die untere leitfähige Schicht 96 gebildet. Ein Spalt 30 befindet sich zwischen der leitfähigen Folie 72 und der leitfähigen Schicht 74.
Die leitfähigen Schichten 72 und 74 stehen normalerweise elektrisch nicht miteinander in Kontakt, da die VVM-Schicht 100 sich normalerweise in einem Zustand hoher Impedanz befindet. Bei Auftreten eines ESD-Ereignisses, das entlang eines leitfähigen Bereichs 72 (oder der Kondensatorplatte 92) auftritt, schaltet die VVM-Schicht 100 jedoch in einen Zustand niedriger Impedanz, so dass die ESD-Energie über die VVM-Schicht 100 und den Spalt 30 zur leitfähigen Schicht 74 abgeleitet werden kann. Die plattierte Bohrung 98 ermöglicht, dass die abgeleitete Energie zur unteren leitfähigen Schicht 96 abgeleitet wird, die eine Erdungs- oder Abschirmungs-Ebene sein kann.
Wie zuvor ist die Weite/Breite des VVM-Spalts 30 so konfiguriert, dass ein ESD-Ereignis, das entlang des leitfähigen Bereichs 72 auftritt, von einer elektrischen Komponente, wie einem dielektrischen Material 18, zweckmässig weggeleitet wird. Der Spalt 30 liefert eine X-Y-Anwendung der VVM-Schicht, bei der die Weite des Spalts in paralleler Richtung zur Ebene der leitfähigen Bereiche 72 und 74 verläuft. Alternativ bildet die Dicke der VVM-Schicht 100 den VVM-Spalt. In einem derartigen Fall ist die VVM-Spaltbreite ein Z-Richtungs-Spalt, der sich senkrecht zu den koplanaren leitfähigen Bereichen 72 und 74 erstreckt.
Die VVM-Schicht 100 und das dielektrische Material sind intern oder eingebettet, was äußeren Platz auf dem Leiter des Aufbaus 105 für andere elektrische Komponenten spart oder die für den Aufbau 105 erforderliche Grösse reduziert. Es sollte klar sein, dass der Aufbau 105 einen parallelen elektrischen Schaltkreis vergleichbar zu den vorstehend aufgeführten beinhaltet.
Die VVM-Schicht 100 und das Kondensatormaterial 18 erstrecken sich, so dass das Substrat und das Kondensatormaterial nach Bedarf wiederholt bei verschiedenen Bereichen des Aufbaus 105 eingesetzt werden kann. Der Aufbau 105 kann eine separate Einrichtung oder ein Teil davon oder groß genug sein, um mehrere auf der Oberfläche befestigte oder in Durchgangslöchern vorgesehene elektrische Komponenten aufzunehmen und zu tragen. Die Konfiguration des Aufbaus 105 kann alternativ zu oder zusätzlich mit einem eingebetteten Widerstandsmaterial 16 oder einem anderen Typ eines elektrischen Material oder einer elektrischen Einrichtung eingesetzt werden.
In einer Ausführungsform ist die VVM-Schicht 100 mit einer Bohrung 78 versehen. Leitfähige Bereiche 72 und 74 werden auf einer Seite der VVM-Schicht 100 aufgetragen, während die Kondensatorplatte 92 auf die andere Seite der VVM-Schicht 100 aufgetragen wird. Das isolierende Substrat 82 ist mit einer Bohrung 88 ausgebildet. Ein leitfähiger Bereich ist auf einer Seite des isolierenden Substrats 82 aufgebracht, während die Kondensatorplatte 94 auf die andere Seite des isolierenden Substrats 82 aufgebracht ist. Dielektrisches Material 18 ist aufgebracht auf eine von (i) der VVM-Schicht 100 und der Kondensatorplatte 92, oder (ii) dem isolierenden Substrat 82 und der Kondensatorplatte 94. Der VVM-Schicht 100-Unteraufbau wird mit dem isolierenden Substrat 82-Unteraufbau kombiniert. Die Bohrung 98 wird dann durch den kombinierten Aufbau gebildet und separat in einer Ausführungsform plattiert. In einer anderen Ausführungsform wird die Bohrung 98 in dem gleichen Verfahren plattiert, bei dem auch mindestens einer der leitfähigen Bereiche 72, 74 und 96 aufgetragen wird.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform wird das isolierende Substrat 82 mit einer zweiten VVM-Schicht 100 ersetzt (die VVM-Schicht und leitfähigen Folie 96 bilden ein zweites aktives Laminat 75). In einem derartigen Fall kann ein zweiter Spalt zwischen der Folie 96 und eine plattierte Bohrung 98 vorgesehen werden. Bei einem ESD-Ereignis wird die Peak-Energie von dem Dieelektrikum 18 durch die zweite VVM-Schicht 100 zur plattierten Bohrung 98 weggeleitet.
In noch einer anderen Ausführungsform verläuft die Bohrung 98 zu einer internen Erdungs-Ebene. Hier könnte die Bohrung 98 von der oberen leitfähigen Schichten 92 und/oder der unteren leitfähigen Schicht 96 isoliert sein.
In den 20 und 21 ist eine weitere Ausführungsform einer PCB durch den Aufbau 110 gezeigt, bei der das aktive Laminat 75 zusammen mit mehreren Datenleitungen 102 (generell als Datenleitungen 102a bis 102h usw. bezeichnet) zum Einsatz kommt. Leitfähige Datenleitungen oder Spuren 102 werden auf die VVM-Schicht 100 auf der der leitfähigen Folie 72 des aktiven Laminats 75 abgewandten Seite aufgebracht. Eine elektrische Komponente 103 (als Erscheinung gezeigt) kann elektrisch mit ein oder mehreren Spuren 102 verbunden werden.
Eine isolierende Schicht 82 wird unterhalb der VVM-Schicht 100 und der leitfähigen Folie 72 eingebracht. Eine Erdungsebene 84 wird dann unterhalb der isolierenden Schicht 82 eingebracht. Eine Bohrung 78 wird durch die VVM-Schicht 100, die leitfähigen Folie 72, die isolierende Schicht 82 und die Erdungs-Ebene 84 gebildet. Die Bohrung 78 ist plattiert, so dass die leitfähigen Folie 72 elektrisch mit der Erdungs-Ebene 84 in Kontakt steht. In einer Ausführungsform ist die Bohrung 78 unterhalb der VVM-Schicht 100 angeordnet und verbindet elektrisch mit der leitfähigen Folie 72 und der Erdungs-Ebene 84.
Datenleitungen oder Spuren 102 und die Komponente 103 stehen normalerweise nicht mit der leitfähigen Folie 72 oder der plattierten Bohrung 78 elektrisch in Verbindung, da die VVM-Schicht 100 sich normalerweise in einem Zustand hoher Impedanz befindet. Bei einem ESD-Ereignis, der entlang einer oder mehrerer Datenleitungen 102 auftritt, schaltet die VVM-Schicht 100 jedoch in einen Zustand niedriger Impedanz, so dass die ESD-Energie über die VVM-Schicht 100 zur leitfähigen Folie 72, der plattierten Bohrung 78 und der Erdungs- oder Abschirmungs-Ebene 84 abgeleitet werden kann, wodurch die Spuren 102 und die Komponente 103 geschützt werden.
Die Dicke der VVM-Schicht 100 bildet wiederum den VVM-Spalt. Die VVM-Spaltbreite ist ein Z-Richtungs-Spalt, der sich senkrecht zu den koplanaren leitfähigen Spuren oder Datenleitungen 102 erstrecken. Wie zuvor ist die VVM-Spaltbreite derart konfiguriert, dass ein ESD-Ereignis, das entlang einer der Datenleitungen 102 auftritt, von jeder der Datenleitungen entsprechend weggeleitet wird. In diesem Fall sollte die Dicke des Spalts oder der VVM-Schicht 100 kleiner sein als die Entfernung X zwischen zwei Datenleitungen. Eine derartige Konfiguration stellt sicher, dass eine vorübergehende Bedrohung entlang einer der Datenleitungen den Weg des geringsten Widerstandes durch die VVM-Schicht von der überlasteten Datenleitung zu der leitfähigen Folie 72 anstatt zur benachbarten Datenleitung wandert.
Die VVM-Schicht 100 ist intern oder eingebettet, was äußeren Raum auf dem Leiter des Aufbaus 90 für andere elektrische Komponenten einspart oder die für den Aufbau 110 erforderliche Grösse reduziert. Es sollte klar sein, dass der Aufbau 90 einen parallelen elektrischen Schaltkreis vergleichbar zu den vorstehend aufgeführten beinhaltet.
Die VVM-Schicht 100 erstreckt sich derart, dass das Substrat, wie gezeigt, nach Bedarf für mehrere unterschiedliche Datenleitungen 102 wiederholt eingesetzt werden kann. Der Aufbau 110 kann eine separate Einrichtung oder ein Teil davon oder groß genug sein, um mehrere auf der Oberfläche befestigte oder in Durchgangslöchern vorgesehene elektrische Komponenten aufzunehmen und zu tragen. Die leitfähige Schicht 84 liefert eine Erdungs- oder Abschirmungs-Ebene, die die auf der Oberfläche angebrachten Datenleitungen zusätzlich zu den vorstehend aufgeführten eingebetteten Komponenten 16 und 18 erdet.
In einer Ausführungsform sind die VVM-Schicht 100, die leitfähigen Folie 72, die isolierende Schicht 82 und die Erdungs-Ebene 84 als ein Aufbau gebildet. Die Bohrung 78 wird dann durch den Aufbau gebildet. Die Bohrung 78 wird in einer Ausführungsform in dem gleichen Verfahren mit Metall überzogen, mit dem die Erdungs-Ebene 84 an die isolierende Schicht 82 angebracht wird.
Es sollte klar sein, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen dem Fachmann offensichtlich sind. Derartige Änderungen und Modifikationen können vorgenommen werden, ohne vom Geist und Bereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen und ohne die beabsichtigten Vorteile zu mindern. Derartige Änderungen und Modifikationen sollen daher von den anliegenden Ansprüchen abgedeckt sein.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein elektrischer Schaltkreis, der eine eingebettete elektrische Komponente (18) umfasst, und ein eingebettetes Spannungs-variables Material oder WM (10) wird bereitgestellt. Das eingebettete WM (10) wird als Spannungs-variables Substrat bereitgestellt, das in Kombination mit einer eingebetteten elektrischen Komponente (18) verwendet wird, wie einem eingebetteten Widerstandsmaterial oder einem eingebetteten Kondensatormaterial.

Claims

Spannungs-variable Material("VVM")-Struktur, welche umfasst: erste und zweite isolierende Schichten; eine elektrische Komponente, die zwischen der ersten und zweiten isolierenden Schicht angeordnet ist; erste und zweite Leiter, die mit der elektrischen Komponente in elektrischer Verbindung stehen, wobei sich die Leiter zwischen der ersten und zweiten isolierenden Schicht erstrecken; ein Spalt, der zwischen dem ersten und zweiten Leiter ausgebildet ist; und eine Menge an VVM, das über den Spalt gebildet ist, so dass es mit der ersten und zweiten Elektrode in elektrischer Verbindung steht, wobei das VVM dahingehen wirkt, dass es beim Auftreten eines elektrostatischen Entladungs-Ereignisses Schutz liefert.
VVM-Struktur nach Anspruch 1, worin die elektrische Komponente mindestens von einem Typ ist ausgewählt unter: einem Widerstand, einem Kondensator, einem Induktor, einem Transformator, einer Halbleitereinrichtung, einem Isolator, einem Leiter, einem integrierten Schaltkreis, und als eine Folie ausgebildet ist.
VVM-Struktur nach Anspruch 1, worin das isolierende Material von einem Typ ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: FR-4, Epoxy, Keramik, Glas, einem Polymer und jeder Kombination davon.
VVM-Struktur nach Anspruch 1, worin die elektrisch Komponente trennt: (i) den ersten und zweiten Leiter unter Bildung des Spalts, wobei das VVM über den Spalt ausgebildet ist; oder (ii) den ersten und zweiten Leiter unter Bildung des Spalts, wobei das VVM über und in einer Bohrung ausgebildet ist, die in einer der ersten und zweiten isolierenden Schicht ausgebildet ist.
VVM-Struktur nach Anspruch 1, worin eine Bohrung in einem isolierenden Material gebildet ist, die den Spalt bildet, wobei das VVM über und in den Spalt angeordnet ist.
VVM-Struktur nach Anspruch 5, worin das isolierende Material eines der ersten und zweiten isolierenden Materialien ist.
VVM-Struktur nach Anspruch 1, worin das VVM über und in dem Spalt angeordnet ist und mindestens einen Teil des Spalts füllt.
VVM-Struktur nach Anspruch 1, worin mindestens eine der ersten und zweiten isolierenden Schichten eine Oberfläche aufweist, die größer als 1 Quadrat-Inch ist.
VVM-Struktur nach Anspruch 1, welche eine dritte isolierende Schicht umfasst, die zwischen der ersten und zweiten isolierenden Schicht angeordnet ist, wobei sich mindestens ein Bereich des ersten Leiters zwischen der ersten und dritten isolierenden Schicht befindet, und mindestens ein Bereich des zweiten Leiters zwischen der zweiten und dritten isolierenden Schicht.
VVM-Struktur nach Anspruch 9, worin (i) die dritte isolierende Schicht eine Bohrung definiert, worin das VVM über und in der Bohrung angeordnet ist; oder worin (ii) der erste Leiter sich zwischen der zweiten und dritten isolierenden Schicht erstreckt, worin die elektrische Komponente mit dem ersten und zweiten Leiter an einer Stelle zwischen der zweiten und dritten isolierenden Schicht in elektrischer Verbindung steht.
VVM-Struktur nach Anspruch 1, worin der Spalt eine Bohrung ist, die durch die erste isolierende Schicht definiert wird, wobei sich die Bohrung durch die externe Oberfläche der ersten isolierenden Schicht erstreckt und wobei das VVM über der Bohrung angeordnet ist und mindestens einen Bereich der Bohrung füllt.
VVM-Struktur nach Anspruch 11, worin einer des ersten und zweiten Leiters sich entlang der äußeren Oberfläche erstreckt, um mit dem VVM in elektrischer Verbindung zu stehen.
VVM-Struktur nach Anspruch 1, worin sich mindestens die erste Elektrode durch eine der ersten und zweiten isolierenden Schichten erstreckt und sich entlang einer äußeren Oberfläche der ersten und zweiten isolierenden Schicht erstreckt.
VVM-Struktur nach Anspruch 13, worin (i) die erste Elektrode mit dem VVM entlang der äußeren Oberfläche in elektrischer Verbindung steht; oder worin (ii) das VVM zwischen dem ersten und zweiten Leiter angeordnet ist.
Spannungs-variable Material-("VVM")-Struktur, welche umfasst: erste und zweite isolierende Schichten; eine elektrische Komponente, die zwischen der ersten und zweiten isolierenden Schicht angeordnet ist; erste und zweite Leiter, die mit der elektrischen Komponente in elektrischer Verbindung stehen, wobei sich die Leiter zwischen der ersten und zweiten isolierenden Schicht erstrecken; eine Menge an VVM, die mit dem ersten und zweiten Leiter in Kontakt steht und parallel mit der elektrischen Komponente elektrisch in Verbindung steht, wobei das VVM dahingehen wirkt, dass es beim Auftreten eines elektrostatischen Entladungs-Ereignisses Schutz liefert.
VVM-Struktur nach Anspruch 15, worin das VVM zwischen dem ersten und zweiten Leiter angeordnet ist.
VVM-Struktur nach Anspruch 15, welche einen Spalt beinhaltet, der durch den ersten und zweiten Leiter gebildet ist, wobei das VVM über und in dem Spalt angeordnet ist.
Spannungs-variable Material-("VVM")-Struktur, welche umfasst: erste und zweite isolierende Schichten; eine elektrische Komponente, die zwischen der ersten und zweiten isolierenden Schicht angeordnet ist; erste und zweite Leiter, die mit der elektrischen Komponente in elektrischer Verbindung stehen, wobei sich der erste Leiter durch die erste isolierende Schicht erstreckt, um mit der elektrischen Komponente in Verbindung zu stehen; und wobei eine Menge des VVM mit dem ersten und zweiten Leiter in Kontakt steht und parallel mit der elektrischen Komponente elektrisch in Verbindung steht, wobei das VVM dahingehend wirkt, dass es beim Auftreten eines elektrostatischen Entladungs-Ereignisses Schutz liefert.
VVM-Struktur nach Anspruch 18, worin sich der zweite Leiter durch eine der ersten und zweiten isolierenden Schicht erstreckt.
VVM-Struktur nach Anspruch 18, worin mindestens einer des ersten und zweiten Leiters sich erstreckt: (i) durch eine der isolierenden Schichten, oder (ii) entlang einer äußeren Oberfläche einer der isolierenden Schichten.
VVM-Struktur nach Anspruch 18, welche eine dritte isolierende Schicht beinhaltet, wobei sich der erste Leiter zwischen der ersten und zweiten isolierenden Schicht erstreckt.
VVM-Struktur nach Anspruch 21, welche eine vierte isolierende Schicht beinhaltet, wobei sich der zweite Leiter zwischen der zweiten und vierten isolierenden Schicht erstreckt.
VVM-Struktur nach Anspruch 21, worin mindestens einer der Leiter sich erstreckt: (i) zwischen der ersten und zweiten isolierenden Schicht; (ii) zwischen der ersten und dritten und der ersten und zweiten isolierenden Schicht; oder (iii) entlang einer äußeren Oberfläche von einer der ersten und zweiten Isolatoren.
Spannungs-variable Material-("VVM")-Struktur, welche umfasst: eine Schicht mit einer Dicke, die VVM beinhaltet, wobei das VVM Schutz vor einem elektrostatischen Entladungs-Ereignis liefert; ein Material, das mit mindestens einem Bereich einer Oberfläche der Schicht in Kontakt steht, wobei das Material eine elektrische Funktion ausübt; einen ersten Leiter, der mit dem Material in elektrischer Verbindung steht; einen zweiten Leiter, der mit dem Material in elektrischer Verbindung steht; und welche einen Spalt umfasst, der zwischen dem ersten und zweiten Leiter angeordnet ist, wobei die Dicke der Schicht kleiner ist als der Spalt zwischen dem ersten und zweiten Leiter.
VVM-Struktur nach Anspruch 24, worin die elektrische Funktion eine Widerstandsfunktion, eine Kondensatorfunktion, eine induktive Funktion, eine Halbleiter-Funktion, eine isolierende Funktion, eine integrierte Schaltkreis-Funktion oder eine Kondensator-Funktion ist.
VVM-Struktur nach Anspruch 24, worin die Oberfläche eine erste Oberfläche ist, die eine zweite Oberfläche der VVM-Schicht umfasst, wobei eine leitfähige Schicht mit mindestens einem Teil der zweiten Oberfläche der VVM-Schicht in Kontakt steht, und wobei der erste Leiter mit der leitfähigen Schicht in elektrischer Verbindung steht.
VVM-Struktur nach Anspruch 26, worin der erste Leiter mit der leitfähigen Schicht über eine in der VVM-Schicht gebildete Bohrung elektrisch in Verbindung steht.
VVM-Struktur nach Anspruch 26, welche eine isolierende Schicht umfasst, die in Kontakt mit mindestens einem Teil der leitfähigen Schicht steht.
VVM-Struktur nach Anspruch 28, worin die isolierende Schicht auch mit dem Laminat in Kontakt steht.
VVM-Struktur nach Anspruch 28, welche eine Erdungsplatte umfasst, die mit der isolierenden Schicht in Kotakt steht, wobei die Erdungs-Ebene mit der VVM-Schicht in elektrischer Verbindung steht.
VVM-Struktur nach Anspruch 30, worin die Erdungs-Ebene mit der VVM-Schicht über eine Bohrung in der isolierenden Schicht in Kontakt steht.
VVM-Struktur nach Anspruch 24, worin die VVM-Schicht einen Oberflächenbereich von über 1 Quadrat-Inch aufweist.
VVM-Schicht nach Anspruch 24, worin die VVM-Schicht eine erste VVM-Schicht ist, und die eine zweite VVM-Schicht umfasst, wobei die erste VVM-Schicht mit einer ersten Seite des Materials in Kontakt steht, und wobei die zweite VVM-Schicht mit mindestens einem Bereich einer zweiten Seite des Materials in Kontakt steht.
VVM-Struktur nach Anspruch 33, wobei mindestens einer des ersten und zweiten Leiters mit dem Material über eine Bohrung in elektrischer Verbindung steht, die in einer der ersten und zweiten VVM-Schicht gebildet ist.
Spannungs-variable Material-("VVM")-Struktur, welche umfasst: ein Material, das eine elektrische Funktion ausübt; eine VVM-Schicht, wobei die VVM-Schicht Schutz vor einem elektrostatischen Entladungs-Ereignis liefert und wobei mindestens ein Teil der VVM-Schicht mit einer ersten Seite des Materials in Kontakt steht; und eine leitfähige Schicht, wobei mindestens ein Bereich der leitfähigen Schicht mit einer zweiten Seite des Materials in elektrischem Kontakt steht.
VVM-Struktur nach Anspruch 35, welche eine mindestens halb-starre Schicht umfasst, worin mindestens ein Teil der mindestens halb-starren Schicht mit der VVM-Schicht oder der leitfähigen Schicht in Kontakt steht.
VVM-Struktur nach Anspruch 36, welche einen ersten Leiter umfasst, der mit der VVM-Schicht in Kontakt steht und einen zweiten Leiter, der mit der mindestens halb-starren Schicht in Kontakt steht, wobei einer der ersten und zweiten Leiter ein Erdungs- oder Abschirmungs-Leiter ist.
VVM-Struktur nach Anspruch 35, worin die elektrische Funktion eine Widerstandsfunktion, eine Kondensatorfunktion, eine induktive Funktion, eine Halbleiter-Funktion, eine isolierende Funktion, eine integrierte Schaltkreis-Funktion oder eine Kondensator-Funktion ist.
VVM-Struktur nach Anspruch 35, welche weiter eine durch die VVM-Schicht gebildete Bohrung umfasst, wobei die Bohrung eine elektrische Verbindung zwischen auf abgewandten Seiten der VVM-Schicht befindlichen Leitern ermöglicht.
Spannungs-variable Material-("VVM")-Struktur, welche umfasst: eine leitfähige Schicht; und eine VVM-Schicht, wobei die VVM-Schicht auf die leitfähige Schicht in einem halb-gehärteten Zustand aufgebracht wird, so dass die VVM-Schicht nach Bedarf an ein Trägersubstrat befestigt werden kann.
Produkt, das mittels der VVM-Struktur nach Anspruch 40 hergestellt wurde, wobei das Produkt mindestens eines enthält von: (i) mehreren elektrischen Spuren, die aus der leitfähigen Schicht gebildet wurden, und (ii) einer elektrischen Komponente, die mit der leitfähigen Schicht elektrisch verbunden ist, wobei das VVM in der VVM-Schicht Schutz liefert für mindestens einen von: (i) den Spuren und (ii) der elektrischen Komponente bei einem elektrostatischen Entladungs-Ereignis.