DE19642929A1 - Kontaktierung wenigstens eines Bauelementes auf einer mehrlagigen Leiterplatte - Google Patents
Kontaktierung wenigstens eines Bauelementes auf einer mehrlagigen LeiterplatteInfo
- Publication number
- DE19642929A1 DE19642929A1 DE19642929A DE19642929A DE19642929A1 DE 19642929 A1 DE19642929 A1 DE 19642929A1 DE 19642929 A DE19642929 A DE 19642929A DE 19642929 A DE19642929 A DE 19642929A DE 19642929 A1 DE19642929 A1 DE 19642929A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- connection
- circuit board
- capacitor
- printed circuit
- interference suppression
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/0213—Electrical arrangements not otherwise provided for
- H05K1/0216—Reduction of cross-talk, noise or electromagnetic interference
- H05K1/023—Reduction of cross-talk, noise or electromagnetic interference using auxiliary mounted passive components or auxiliary substances
- H05K1/0231—Capacitors or dielectric substances
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/11—Printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
- H05K1/111—Pads for surface mounting, e.g. lay-out
- H05K1/112—Pads for surface mounting, e.g. lay-out directly combined with via connections
- H05K1/113—Via provided in pad; Pad over filled via
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/11—Printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
- H05K1/111—Pads for surface mounting, e.g. lay-out
- H05K1/112—Pads for surface mounting, e.g. lay-out directly combined with via connections
- H05K1/114—Pad being close to via, but not surrounding the via
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/07—Electric details
- H05K2201/0776—Resistance and impedance
- H05K2201/0792—Means against parasitic impedance; Means against eddy currents
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/09—Shape and layout
- H05K2201/09209—Shape and layout details of conductors
- H05K2201/09654—Shape and layout details of conductors covering at least two types of conductors provided for in H05K2201/09218 - H05K2201/095
- H05K2201/0979—Redundant conductors or connections, i.e. more than one current path between two points
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
- H05K2201/10613—Details of electrical connections of non-printed components, e.g. special leads
- H05K2201/10621—Components characterised by their electrical contacts
- H05K2201/10636—Leadless chip, e.g. chip capacitor or resistor
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
- H05K2203/04—Soldering or other types of metallurgic bonding
- H05K2203/0455—PTH for surface mount device [SMD], e.g. wherein solder flows through the PTH during mounting
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/0094—Filling or covering plated through-holes or blind plated vias, e.g. for masking or for mechanical reinforcement
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/46—Manufacturing multilayer circuits
- H05K3/4611—Manufacturing multilayer circuits by laminating two or more circuit boards
- H05K3/4623—Manufacturing multilayer circuits by laminating two or more circuit boards the circuit boards having internal via connections between two or more circuit layers before lamination, e.g. double-sided circuit boards
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine mehrlagige Leiterplatte mit flä
chigen Versorgungslagen und/oder Signallagen mit wenigstens
einem mit Anschlußflächen versehenen elektrischen Bauelement,
dessen Anschlußflächen mit Anschlußpads der Leiterplatte
elektrisch leitend verbunden sind.
Elektrische Schaltungen sind je nach ihrer Komplexität in der
Regel aus vielen verschiedenen aktiven und passiven Bauele
menten aufgebaut. Mit einer Erhöhung der Komplexität der
Schaltungen geht dabei meist auch eine Erhöhung der Störungs
anfälligkeit der Schaltungen durch innere und äußere Störein
flüsse einher, welche die Funktion der Schaltungen mehr oder
weniger stark beeinträchtigen können. Äußere elektromagneti
sche Störeinflüsse auf die Schaltungen lassen sich beispiels
weise durch geeignete Abschirmung der Schaltungen beseitigen.
Doch auch schaltende Bauelemente der Schaltungen, beispiels
weise integrierte Schaltkreise, erzeugen bei jedem Schaltvor
gang Störungen, welche sich über Versorgungsleitungen der in
tegrierten Schaltkreise zu anderen Schaltungsteilen fort
pflanzen und zu Funktionsstörungen in den Schaltungen führen
können.
Zur Unterbindung der Ausbreitung derartiger Störungen, bei
spielsweise von Störspannungen über Versorgungsleitungen,
werden daher Kondensatoren eingesetzt, welche auch als Ent
störkondensatoren bezeichnet und in der Regel zwischen Ver
sorgungsspannungsanschlüsse und Masse geschaltet werden. Die
Entstörkondensatoren erfüllen dabei zum einen die Funktion
eines Energiespeichers für Umschaltvorgänge schaltender Bau
elemente, um Spannungseinbrüche zu verhindern, und zum ande
ren bilden sie einen niederimpedanten Pfad zwischen Versor
gungsspannung und Massesystem zur Ableitung von Störspannun
gen.
Im Zuge einer zunehmenden Integrationsdichte elektrischer
Bauelemente auf Leiterplatten und immer kleiner werdenden
Bauelementen, kommen heutzutage fast ausschließlich Kondensa
toren in SMD-Technik (Surface-Mounted-Device) als Entstörkon
densatoren auf Leiterplatten zum Einsatz, welche gegenüber
bedrahteten Kondensatoren vor allem den Vorteil aufweisen,
daß sie niederinduktiver sind. Das reale Bauelement Kondensa
tor weist nämlich neben der elektrischen Kapazität auch einen
parasitären Serienwiderstand und eine parasitäre induktive
Komponente auf, welche dafür verantwortlich sind, daß ein
realer Kondensator nur bis zu einer bestimmten Frequenz, wel
che in der Regel der Serienresonanzfrequenz des parasitären
Serienresonanzkreises entspricht, ein kapazitives Verhalten
zeigt. Oberhalb dieser Frequenz zeigt das Bauelement dann ein
im wesentlichen induktives Verhalten und leistet somit keinen
Beitrag mehr zur Entstörung der Versorgungsspannung. Die in
terne parasitäre Induktivität eines SMD-Kondensators ist im
übrigen weitgehend unabhängig von seiner Baugröße und Kapazi
tät.
Für die Wirksamkeit von Entstörkondensatoren in elektrischen
Schaltungen sind jedoch nicht nur deren eigene parasitäre In
duktivitäten relevant, sondern auch parasitäre Zuleitungsin
duktivitäten der Leiterbahnen zu den Entstörkondensatoren. Um
die letzteren möglichst gering zu halten und auch eine hohe
Wirksamkeit von Entstörkondensatoren im Hochfrequenzbereich
sicherzustellen, sind Entstörkondensatoren auf mehrlagigen
Leiterplatten in der Regel über Durchkontaktierungen durch
die Leiterplatten unmittelbar mit flächigen Versorgungslagen
verbunden. Die Anschlußgeometrie der Entstörkondensatoren auf
einer Leiterplatte, d. h. die Anschlußbahnen zu den Durchkon
taktierungen, die Durchkontaktierungen selbst, welche die
elektrische Verbindung zu den flächigen Versorgungslagen dar
stellen, sowie die Anschlußpads der Durchkontaktierungen,
welche elektrisch mit an Entstörkondensatoren vorhandenen An
schlußflächen kontaktiert werden, bestimmen dabei die Ent
störwirkung des Entstörkondensators ganz entscheidend mit.
Die Fig. 1 und 2 zeigen am Beispiel eines quaderförmigen
Entstörkondensators 1 in typischer SMD-Bauform exemplarisch
bisher verwendete Anschlußgeometrien für Entstörkondensato
ren. Fig. 1 zeigt in vier verschiedenen Ansichten a bis d eine
stirnförmige Anschlußgeometrie für den Entstörkondensator 1,
wobei aus Darstellungsgründen nur in der Fig. 1(b) der Ab
schnitt einer mehrlagigen Leiterplatte 2 mit zwei flächigen
Versorgungslagen VL₁ und VL₂ und zwei Signallagen SL₁ und SL₂
gezeigt ist. Zwei gleichartige flächige Anschlußpads 7 und 8,
welche jeweils mit gleichartigen Verbindungsleitern 5 und 6
mit zylinderförmigen Durchkontaktierungen 3 und 4 versehen
sind, sind dabei mit an den Stirnflächen des Kondensators 1
vorhandenen Anschlußflächen 9 und 10 in Form einer Lötverbin
dung elektrisch kontaktiert. Aus Gründen der Übersichtlich
keit sind nur in der Fig. 1(b) die Lötstellen LS gezeigt,
die die Anschlußflächen 9 und 10 des Entstörkondensators 1
elektrisch mit den Anschlußpads 7 und 8 verbinden. Die mit
den flächigen Versorgungslagen VL₁ und VL₂ verbundenen Durch
kontaktierungen 3 und 4 sind im übrigen unterschiedlich lang
ausgeführt und enden jeweils in einer entsprechenden Versor
gungslage der Leiterplatte 2 (partielle Durchkontaktierung),
wobei die zwei Versorgungslagen VL₁, VL₂ und die Signallagen
SL₁, SL₂ jeweils voneinander elektrisch isoliert sind. Kreuzen
Durchkontaktierungen Versorgungs- oder Signallagen, mit denen
sie nicht kontaktiert werden sollen, so verbleibt an der
Kreuzungsstelle eine entsprechende Aussparung in der jeweili
gen Versorgungs- oder Signallage, welche den elektrischen
Kontakt verhindert. Fig. 2 zeigt demgegenüber eine H-förmige
Anschlußgeometrie des Entstörkondensators 1, wobei aus Dar
stellungsgründen ebenfalls nur in der Fig. 2(b) der Ab
schnitt einer Leiterplatte 2 mit zwei flächigen Versorgungs
lagen VL₁ und VL₂und zwei Signallagen SL₁ und SL₂ gezeigt ist.
Der H-förmige Anschluß umfaßt vier gleichartige zylinderför
mige Durchkontaktierungen 11 bis 14 mit jeweils einem Verbin
dungsleiter 15 bis 18 zu zwei ebenfalls gleichartigen flächi
gen Anschlußpads 19 und 20. Die Durchkontaktierungen 11 und
12 sind mit ihren Verbindungsleitern 15 und 16 seitlich an
dem flächigen Anschlußpad 19 und die Durchkontaktierungen 13
und 14 mit ihren Verbindungsleitern 17 und 18 seitlich an dem
flächigen Anschlußpad 20 elektrisch leitend befestigt. Die
Anschlußpads 19 und 20 sind ihrerseits wieder durch eine Löt
verbindung mit den Anschlußflächen 9 und 10 des Entstörkon
densators 1 flächig elektrisch verbunden. Wie in Fig. 1(b)
sind auch nur in Fig. 2(b) die Lötstellen LS gezeigt, die
die Anschlußflächen 9 und 10 des Entstörkondensators 1 elek
trisch mit den Anschlußpads 19 und 20 verbinden. Die Durch
kontaktierungen 11 und 12 bzw. 13 und 14 bilden dabei jeweils
einen Stromhin- bzw. Stromrückleiter zu den flächigen Versor
gungslagen VL₁ und VL₂. Die Durchkontaktierungen 11 und 12
bzw. 13 und 14 sind im vorliegenden Fall gleich lang ausge
führt und durchstoßen die Leiterplatte 2 gänzlich (komplette
Durchkontaktierung), wobei eine gewünschte Kontaktierung ei
ner Durchkontaktierung mit einer entsprechenden Versorgungs
lage der Leiterplatte 2 in der jeweiligen Versorgungslage der
Leiterplatte 2 erfolgt, andernfalls verbleibt an einer Kreu
zungsstelle zwischen einer Versorgungs- oder Signallage und
einer Durchkontaktierung eine Aussparung in der jeweiligen
Versorgungs- oder Signallage, um einen unerwünschten elektri
schen Kontakt zwischen der Durchkontaktierung und der Versor
gungs- oder Signallage zu verhindern.
Der Vorteil der in Fig. 2 gezeigten H-förmigen Anschlußgeome
trie des Entstörkondensators 1 gegenüber der in Fig. 1 gezeig
ten stirnförmigen Anschlußgeometrie des Entstörkondensators 1
liegt dabei in der wesentlich geringeren parasitären Gesamt
induktivität. Im Falle der in den Fig. 1 und 2 gezeigten An
schlußgeometrien berechnet sich die parasitäre Gesamtindukti
vität der stirnförmigen Anschlußgeometrie zu ca. 4,26 nH und
die parasitäre Gesamtinduktivität der H-förmigen Anschlußgeo
metrie zu nur ca. 1,74 nH. Durch die Verwendung einer H-för
migen Anschlußgeometrie läßt sich also eine deutliche Verbes
serung des Hochfrequenzverhaltens der Entstöranordnung erzie
len, da durch die geringere parasitäre Gesamtinduktivität von
Anschluß und Entstörkondensator die Frequenz, bei der die ge
samte Entstöranordnung kein rein kapazitives Verhalten mehr
zeigt, zu höheren Frequenzen verschoben ist.
Wie den Fig. 1 und 2 entnommen werden kann, haben die konven
tionellen stirnförmigen und H-förmigen Anschlußgeometrien von
Entstörkondensatoren im Hinblick auf die beträchtliche Anzahl
von Entstörkondensatoren, die heutzutage zur Funktionssicher
heit einer komplexen Schaltung erforderlich sind, wie auch
andere konventionelle Anschlußgeometrien von elektrischen
Bauelementen im allgemeinen einen erheblichen Platzbedarf,
wodurch anders verwertbarer Leiterplattenplatz, beispiels
weise durch andere Bauelemente, beansprucht wird. Darunter
leidet die Integrationsdichte auf Leiterplatten. Dies führt
nicht nur zu einer Verteuerung bei der Fertigung von Leiter
platten durch Verwendung zusätzlicher oder größerer Leiter
platten, sondern auch zu einer erhöhten Störanfälligkeit auf
grund der zusätzlich zwischen verschiedenen Leiterplatten
vorhandenen Schnittstellen. Zudem stellen die vier Durchkon
taktierungen im Falle der H-förmigen Anschlußgeometrie im
Hinblick aufeine möglichst geringe parasitäre Gesamtinduk
tivität eines Anschlusses eines Entstörkondensators einen
ebenfalls nicht unerheblichen Kostenfaktor bei der Fertigung
aufgrund des erhöhten Fertigungsaufwandes dar (doppelte An
zahl von Bohrungen).
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen An
schluß für ein Bauelement auf einer Leiterplatte derart aus
zuführen, daß er kostengünstig ist und der Platzbedarf für
den Anschluß auf der Leiterplatte vermindert ist.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch eine mehr
lagige Leiterplatte mit flächigen Versorgungslagen und/oder
Signallagen mit wenigstens einem mit Anschlußflächen versehe
nen elektrischen Bauelement, dessen Anschlußflächen mit An
schlußpads der Leiterplatte elektrisch leitend verbunden
sind, wobei die Anschlußpads mit elektrische Leiter bildenden
Durchkontaktierungen zu den flächigen Versorgungslagen bzw.
den Signallagen versehen sind, und wobei die Durchkontaktie
rungen innerhalb der Anschlußpads plaziert sind. Eine derar
tige Ausführungsform eines Anschlusses für ein Bauelement auf
einer Leiterplatte besitzt den Vorteil, daß der Flächenbedarf
für den Anschluß durch die innerhalb der Anschlußpads pla
zierten Durchkontaktierungen minimiert ist und praktisch nur
dem Flächenbedarf der Anschlußpads entspricht. Darüber hinaus
kann die erfindungsgemäße Anschlußgeometrie eines Bauelements
mit der derzeit angewandten Fertigungstechnologie verarbeitet
werden. Investitionskosten in neue Fertigungstechnologien
sind daher nicht erforderlich.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfin
dung ist das Bauelement ein mit den flächigen Versorgungsla
gen der Leiterplatte elektrisch leitend verbundener Kondensa
tor zur Entstörung einer Versorgungsspannung. Ein derartiger
Anschluß eines Kondensators auf einer Leiterplatte besitzt
zusätzlich zu dem Vorteil des minimalen Flächenbedarfs des
Anschlusses den Vorteil, daß die parasitären Induktivitäten,
insbesondere die Anschlußinduktivitäten, durch die innerhalb
der Anschlußpads plazierten, Stromhin- und Stromrückleiter
bildenden Durchkontaktierungen und durch die stromkompensie
rende Wirkung der relativ nahe beieinander liegenden Strom
hin- und Stromrückleiter reduziert sind. Es steht also einer
seits mehr Platz auf der Leiterplatte für andere Bauelemente
und damit für eine höhere Integrationsdichte auf der Leiter
platte zur Verfügung und andererseits wird der Einsatzbereich
bzw. die Wirksamkeit der Anordnung zur Entstörung der Versor
gungsspannung in Richtung zu höheren Frequenzen hin vergrö
ßert. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn Schalt
kreise mit schneller Logik und somit einer hohen Schaltfre
quenz eingesetzt werden, so daß in diesem Fall Spannungsein
brüche der Versorgungsspannung infolge von Schaltvorgängen
deutlich reduziert werden. Im übrigen besteht auch durch den
erweiterten Einsatzbereich der den Kondensator enthaltenden
Entstöranordnung in Richtung zu höheren Schaltfrequenzen hin
bzw. die erweiterte Abblockwirkung der den Kondensator ent
haltenden Entstöranordnung hochfrequente Störspannungen be
treffend die Möglichkeit, Kondensatoren einzusparen und damit
die Bauelementkosten für Entstörmaßnahmen zu senken. Dies
kann in der Massenproduktion von Baugruppen selbst bei einem
verhältnismäßig geringem Bauelementpreis durchaus von Bedeu
tung sein.
Eine weitere besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfin
dung sieht vor, daß der Kondensator ein SMD-Kondensator ist,
welcher gegenüber einem vergleichbaren bedrahteten Kondensa
tor eine geringere parasitäre Induktivität und eine geringere
Baugröße aufweist.
Gemäß einer Variante der Erfindung ist pro Anschlußpad eine
Durchkontaktierung vorgesehen. Diese erfindungsgemäße An
schlußgeometrie erfordert einen minimalen Platzbedarf des An
schlusses und einen geringen Fertigungsaufwand. Im Falle ei
nes derartigen Anschlusses eines Bauelementes, z. B. eines
Kondensators an Versorgungslagen einer Leiterplatte, werden
zusätzlich die parasitären Induktivitäten selbst gegenüber
der H-förmigen Anschlußgeometrie des Standes der Technik re
duziert.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß pro
Anschlußpad zwei Durchkontaktierungen vorhanden sind. Die
vier Durchkontaktierungen erhöhen zwar den Fertigungsaufwand
für die Durchkontaktierung eines Bauelementes, reduzieren je
doch im Falle des Anschlusses eines Bauelementes z. B. eines
Kondensators zwischen Versorgungsspannungs- und Masseanschluß
nochmals die parasitären Induktivitäten, so daß der Wirkungs
bereich einer den Kondensator enthaltenden Entstöranordnung
nochmals vergrößert ist. In der Praxis gilt es daher, je nach
Anwendungsfall den erforderlichen Fertigungsaufwand für die
Durchkontaktierung und den gewünschten Einsatzbereich des
Kondensators zu analysieren und danach die entsprechende An
schlußgeometrie auszuwählen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den beigefügten
Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 vier Ansichten eines konventionellen stirnförmigen
Anschlusses eines SMD-Kondensators,
Fig. 2 vier Ansichten eines konventionellen H-förmigen An
schlusses eines SMD-Kondensators,
Fig. 3 vier Ansichten eines erfindungsgemäßen Anschlusses
eines SMD-Kondensators mit zwei Durchkontaktierungen,
und
Fig. 4 vier Ansichten eines erfindungsgemäßen Anschlusses
eines SMD-Kondensators mit vier Durchkontaktierungen.
Fig. 3 zeigt einen erfindungsgemäßen Anschluß eines elektri
schen Bauelementes auf einer mehrlagigen Leiterplatte 2 mit
zwei flächigen Versorgungslagen VL₁ und VL₂ und zwei Signalla
gen SL₁ und SL₂ am Beispiel eines quaderförmigen keramischen
SMD-Entstörkondensators 1 mit zwei Durchkontaktierungen in
vier verschiedenen Ansichten des Anschlusses a bis d, wobei
die mehrlagige Leiterplatte 2 aus Darstellungsgründen nur in
der Fig. 3(b) gezeigt ist. Ein derartiger Entstörkondensator
1 dient dabei, wie bereits erwähnt, in elektrischen Schaltun
gen zum einen als Energiespeicher für Umschaltvorgänge schal
tender Bauelemente, um Spannungseinbrüche zu verhindern, und
zum anderen als niederimpedanter Pfad zwischen Versorgungs
spannung und Masseanschluß zur Ableitung von sich über Ver
sorgungsleitungen ausbreitenden Störspannungen. Je nach Kom
plexität einer Schaltung ist dabei eine mehr oder weniger
große Anzahl von Entstörkondensatoren auf einer Leiterplatte
erforderlich.
Der Entstörkondensator 1 verfügt stirnseitig über je eine An
schlußfläche 9 und 10, welche in den Fig. 3(b) und (d) gut
zu erkennen ist. Über diese Anschlußflächen 9 und 10 wird der
Entstörkondensator 1 auf der Leiterplatte 2 elektrisch kon
taktiert, d. h. zwischen einen Versorgungsspannungsanschluß
und einen Masseanschluß geschaltet. Der elektrische Anschluß
des Entstörkondensators 1 an eine Versorgungsspannung und an
Masse auf der mehrlagigen Leiterplatte 2 erfolgt dabei über
mit zylinderförmigen Durchkontaktierungen 23 und 24 versehene
rechteckförmige Anschlußpads 21 und 22, wobei die Anschluß
pads 21 und 22 flächig mit den Anschlußflächen 9 und 10 des
Entstörkondensators 1 verbunden sind. Bei der Verbindungsart
zwischen den Anschlußflächen 9 und 10 und den Anschlußpads 21
und 22 handelt es sich zumeist um eine Lötverbindung, welche
durch Schwall- oder Reflowlöten hergestellt wird, wobei aus
Gründen der Übersichtlichkeit nur in Fig. 3(b) die Lötstel
len LS gezeigt sind. Die Durchkontaktierungen 23 und 24 sind
im übrigen unterschiedlich lang und enden jeweils in einer
entsprechenden Versorgungslage VL₁, VL₂ der Leiterplatte 2,
welche die für den Schaltkreis bzw. die schaltenden Bauele
mente des Schaltkreises erforderliche Versorgungsspannung und
den Masseanschluß zur Verfügung stellen. Diese Form der
Durchkontaktierung wird, wie bereits im Zusammenhang mit Fig.
1 erwähnt, als partielle Durchkontaktierung bezeichnet.
Um die parasitären Induktivitäten des Entstörkondensators 1
sowie den Platzbedarf des Anschlusses des Entstörkondensators
1 auf der Leiterplatte 2 möglichst gering zu halten, ist der
Anschluß erfindungsgemäß derart ausgeführt, daß, wie in Fig. 3
dargestellt, die Durchkontaktierungen 23 und 24, welche im
Betrieb einer den Entstörkondensator 1 enthaltenden Schaltung
die Stromhin- und Stromrückleiter des Entstörkondensators 1
zu den flächigen Versorgungslagen VL₁, VL₂ bilden, innerhalb
der Anschlußpads 21 und 22 des Entstörkondensators 1 plaziert
sind, wobei sich im vorliegenden Fall die Durchkontaktierun
gen 23 und 24 unterhalb der Anschlußflächen 9 und 10 des Ent
störkondensators 1 befinden. Auf diese Weise liegen unter Mi
nimierung des Leitungsweges zwischen den Anschlußflächen 9
und 10 des Entstörkondensators 1 und den über Anschlußpads 21
und 22 verfügenden Durchkontaktierungen 23 und 24 des An
schlusses die Stromhin- und Stromrückleiter im Vergleich zum
Stand der Technik relativ nahe beieinander, wodurch sich eine
stromkompensierende Wirkung ergibt, welche die parasitären
Induktivitäten zusätzlich reduziert. Die Durchkontaktierungen
23 und 24 müssen dabei aber nicht notwendigerweise unterhalb
der Anschlußflächen 9 und 10 liegen. Die Lage der Durchkon
taktierungen 23 und 24 kann vielmehr innerhalb der Anschluß
pads 21 und 22 variieren. Dabei ist es jedoch von Vorteil,
wenn Stromhin- und Stromrückleiter möglichst nahe beieinander
liegen, um den die parasitären Induktivitäten reduzierenden
stromkompensierenden Effekt auszunutzen. Für den erfindungs
gemäßen Anschluß des Entstörkondensators 1 mit zwei Durchkon
taktierungen 23 und 24 erhält man dadurch nach Berechnungen
gegenüber der in Fig. 1 dargestellten konventionellen stirn
förmigen Anschlußgeometrie eine Reduzierung der parasitären
Induktivität auf ca. 1,60 nH, welche noch unterhalb der in
Fig. 2 dargestellten konventionellen H-förmigen Anschlußgeome
trie von ca. 1,74 nH liegt. Der Platzbedarf eines derartigen
Anschlusses ist dabei minimal und entspricht im wesentlichen
dem Platzbedarf der Anschlußpads 21 und 22 (vgl. Fig. 3(a)).
Da nur zwei Durchkontaktierungen 23 und 24 für den Anschluß
des Entstörkondensators 1 notwendig sind, ist der Fertigungs
aufwand des Anschlusses entsprechend gering und damit kosten
günstig.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 4
dargestellt, welches sich von dem in Fig. 3 dargestellten Aus
führungsbeispiel dadurch unterscheidet, daß nunmehr vier zy
linderförmige Durchkontaktierungen 25 bis 28 anstelle von
zwei zylinderförmigen Durchkontaktierungen 23 und 24 vorhan
den sind. Wie in Fig. 3(b) ist auch nur in der Fig. 4(b) die
mehrlagige Leiterplatte 2 mit zwei Versorgungslagen VL₁ und
VL₂ und zwei Signallagen SL₁ und SL₂ dargestellt. Die Durch
kontaktierungen 25 und 26 sind an einem rechteckigen An
schlußpad 29 und die Durchkontaktierungen 27 und 28 an einem
rechteckigen Anschlußpad 30 befestigt. Die Anschlußpads 29
und 30 sind mit den Anschlußflächen 9 und 10 des Entstörkon
densators 1 wiederum mit einer flächigen Lötverbindung zusam
mengefügt, wobei die Lötstellen LS aus gründen der Übersicht
lichkeit nur in Fig. 4(b) gezeigt sind. Wie im zuvor be
schriebenen Fall sind die Durchkontaktierungen 25 bis 28 der
art innerhalb der Anschlußpads 29 und 30 angebracht, daß der
Leitungsweg zwischen den Durchkontaktierungen 25 bis 28 und
den Anschlußflächen 9 und 10 minimiert ist, d. h. die Durch
kontaktierungen 25 und 26 sowie die Durchkontaktierungen 27
und 28, welche je ein Stromhin- bzw. Stromrückleiterpaar zu
den flächigen Versorgungslagen VL₁, VL₂ bilden, befinden sich
im vorliegenden Fall unterhalb der Anschlußflächen 9 und 10
und liegen im Vergleich zum Stand der Technik relativ nahe
beieinander, so daß eine stromkompensierende die parasitären
Induktivitäten reduzierende Wirkung auftritt. Der Abstand der
Durchkontaktierungen 25 und 26 bzw. 27 und 28 voneinander ist
dabei innerhalb der Anschlußpads 29 und 30 frei wählbar, d. h.
die beiden Durchkontaktierungen können abweichend von der
in Fig. 4 gezeigten Ausführung innerhalb der Anschlußpads auch
näher beieinander oder weiter auseinander liegen. Die Form
der in Fig. 4 dargestellten Durchkontaktierung durch die Lei
terplatte 2 entspricht im übrigen der in Fig. 2 dargestellten
sogenannten kompletten Durchkontaktierung.
Mit dieser Ausführungsform des Anschlusses für den Entstör
kondensator 1 läßt sich nochmals eine reduzierte parasitäre
Gesamtinduktivität erreichen, welche nach Berechnungen ca.
1,39 nH beträgt. Zwar muß in diesem Fall bei der Fertigung
eines derartigen Anschlusses des Entstörkondensators 1 in
Kauf genommen werden, daß jeweils vier Durchkontaktierungen
gefertigt werden müssen, dafür ist jedoch der Einsatzbereich
der den Entstörkondensator 1 enthaltenden Entstöranordnung
zur Unterbindung von Störspannungen nochmals erweitert. Wie
ein Vergleich der Fig. 3(a) und 4(a) zeigt, ist der Platz
bedarf im Falle der Ausführung des Anschlusses des Entstör
kondensators 1 mit vier Durchkontaktierungen gegenüber der
Ausführungsform des Anschlusses des Entstörkondensators 1 mit
zwei Durchkontaktierungen nicht erhöht, da sich die vier
Durchkontaktierungen wie auch die zwei Durchkontaktierungen
jeweils innerhalb der Anschlußpads des Entstörkondensators 1
befinden.
Im übrigen kann im Falle der Ausführungsform des Anschlusses
des Entstörkondensators 1 mit vier Durchkontaktierungen auch
jede der vier Durchkontaktierungen über je ein Anschlußpad
verfügen. In diesem Fall wird jedes Anschlußpad einer Durch
kontaktierung einzeln mit der Anschlußfläche des Entstörkon
densators 1 zur elektrischen Kontaktierung flächig verbunden.
Dabei ist jedoch wiederum darauf zu achten, daß die Durchkon
taktierungen innerhalb der Anschlußpads des Entstörkondensa
tors 1 plaziert sind.
Des weiteren sind auch Anschlüsse des Entstörkondensators 1
denkbar, bei denen mehr als vier Durchkontaktierungen Verwen
dung finden, welche auch eine von der zylinderförmigen Aus
führung der Durchkontaktierungen abweichende Geometrie auf
weisen können.
Die Anschlußpads und die Anschlußflächen des Entstörkondensa
tors 1 müssen im übrigen nicht notwendigerweise rechteckför
mig sein, sondern können auch anders beispielsweise rund aus
gebildet sein.
Darüber hinaus können auch andere elektrische Bauelemente als
Kondensatoren, welche auch über mehrere Signal- und Versor
gungsanschlüsse verfügen können, beispielsweise ICs
(Integrated Circuits), in der vorstehend beschriebenen Weise
auf mehrlagigen Leiterplatten angeschlossen werden. Dabei
wird jede Anschlußfläche des Bauelementes über ein entspre
chendes Anschlußpad und eine entsprechende Durchkontaktierung
elektrisch mit einer entsprechenden Versorgungslage oder ei
ner Signalleitung einer Signallage der mehrlagigen Leiter
platte verbunden. Auch in diesem Fall ergibt sich durch die
Plazierung der Durchkontaktierungen innerhalb der Anschluß
pads auf vorteilhafte Weise ein minimierter Platzbedarf für
den Anschluß der Bauelemente auf der Leiterplatte und bei An
schluß eines Bauelement es an Versorgungslagen eine Reduzie
rung der parasitärer Zuleitungsinduktivitäten durch die Mini
mierung des Leitungsweges und den stromkompensierenden Effekt
der nahe beieinander liegenden Stromhin- und Stromrückleiter.
Claims (5)
1. Mehrlagige Leiterplatte mit flächigen Versorgungslagen
(VL₁, VL₂) und/oder Signallagen (SL₁, SL₂) mit wenigstens einem
mit Anschlußflächen (9, 10) versehenen elektrischen Bauele
ment, dessen Anschlußflächen (9, 10) mit Anschlußpads (21,
22, 29, 30) der Leiterplatte (2) elektrisch leitend verbunden
sind, wobei die Anschlußpads (21, 22, 29, 30) mit elektrische
Leiter bildenden Durchkontaktierungen (23 bis 28) zu den flä
chigen Versorgungslagen (VL₁, VL₂) bzw. den Signallagen (SL₁,
SL₂) versehen sind, und wobei die Durchkontaktierungen (23
bis 28) innerhalb der Anschlußpads (21, 22, 29, 30) plaziert
sind.
2. Leiterplatte nach Anspruch 1, bei der das Bauelement ein
Kondensator (1) ist, welcher mit den flächigen Versorgungsla
gen (VL₁, VL₂) der Leiterplatte (2) elektrisch leitend verbun
den ist.
3. Leiterplatte nach Anspruch 2, bei der der Kondensator (1)
ein SMD-Kondensator (Surface-Mounted-Device) ist.
4. Leiterplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der pro
Anschlußpad (21, 22) eine Durchkontaktierung (23, 24) vorge
sehen ist.
5. Leiterplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der pro
Anschlußpad (29, 30) zwei oder mehr Durchkontaktierungen (25
bis 28) vorgesehen sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19642929A DE19642929A1 (de) | 1996-10-17 | 1996-10-17 | Kontaktierung wenigstens eines Bauelementes auf einer mehrlagigen Leiterplatte |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19642929A DE19642929A1 (de) | 1996-10-17 | 1996-10-17 | Kontaktierung wenigstens eines Bauelementes auf einer mehrlagigen Leiterplatte |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19642929A1 true DE19642929A1 (de) | 1997-07-17 |
Family
ID=7809054
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19642929A Ceased DE19642929A1 (de) | 1996-10-17 | 1996-10-17 | Kontaktierung wenigstens eines Bauelementes auf einer mehrlagigen Leiterplatte |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19642929A1 (de) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1030365A1 (de) * | 1997-10-17 | 2000-08-23 | Ibiden Co., Ltd. | Sustrat einer packung |
EP1111969A1 (de) * | 1999-12-21 | 2001-06-27 | International Business Machines Corporation | Verfahren und Struktur zur Reduzierung des Leistungsrauschens |
EP1209957A2 (de) * | 2000-11-27 | 2002-05-29 | Fujitsu Ten Limited | Substratstruktur |
WO2002063934A1 (en) * | 2000-12-18 | 2002-08-15 | Intel Corporation | Interconnect |
EP1313356A1 (de) * | 2001-11-15 | 2003-05-21 | Xerox Corporation | Verbindungen mit niedriger Impedanz/hoher Dichte von oberflächenmontierten Bauteilen auf einer Leiterplatte |
CN106488652A (zh) * | 2015-08-25 | 2017-03-08 | 宏启胜精密电子(秦皇岛)有限公司 | 柔性电路板及其制作方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3843984A1 (de) * | 1988-12-27 | 1990-07-05 | Asea Brown Boveri | Verfahren zum loeten eines drahtlosen bauelementes sowie leiterplatte mit angeloetetem, drahtlosem bauelement |
DE4336727A1 (de) * | 1992-11-03 | 1994-05-05 | Smiths Industries Plc | Anordnung aus elektrischen Bauteilen |
-
1996
- 1996-10-17 DE DE19642929A patent/DE19642929A1/de not_active Ceased
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3843984A1 (de) * | 1988-12-27 | 1990-07-05 | Asea Brown Boveri | Verfahren zum loeten eines drahtlosen bauelementes sowie leiterplatte mit angeloetetem, drahtlosem bauelement |
DE4336727A1 (de) * | 1992-11-03 | 1994-05-05 | Smiths Industries Plc | Anordnung aus elektrischen Bauteilen |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
Patent Abstracts of Japan, E-1199, 1992, Bd. 16/Nr. 192, JP 4-26199 (A) * |
Patent Abstracts of Japan, E-1526, 1994, Bd. 18/Nr. 161, JP 5-335711 (A) * |
Patent Abstracts of Japan, E-1558, 1994, Bd. 18/Nr. 299, JP 6-61609 (A) * |
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1030365A4 (de) * | 1997-10-17 | 2007-05-09 | Ibiden Co Ltd | Sustrat einer packung |
EP1030365A1 (de) * | 1997-10-17 | 2000-08-23 | Ibiden Co., Ltd. | Sustrat einer packung |
USRE41242E1 (en) | 1997-10-17 | 2010-04-20 | Ibiden Co., Ltd. | Package substrate |
USRE41051E1 (en) | 1997-10-17 | 2009-12-22 | Ibiden Co., Ltd. | Package substrate |
EP1111969A1 (de) * | 1999-12-21 | 2001-06-27 | International Business Machines Corporation | Verfahren und Struktur zur Reduzierung des Leistungsrauschens |
EP1209957A2 (de) * | 2000-11-27 | 2002-05-29 | Fujitsu Ten Limited | Substratstruktur |
EP1209957A3 (de) * | 2000-11-27 | 2003-07-23 | Fujitsu Ten Limited | Substratstruktur |
US6750537B2 (en) | 2000-11-27 | 2004-06-15 | Fujitsu Ten Limited | Substrate structure |
WO2002063934A1 (en) * | 2000-12-18 | 2002-08-15 | Intel Corporation | Interconnect |
US7375432B2 (en) | 2000-12-18 | 2008-05-20 | Intel Corporation | Via attached to a bond pad utilizing a tapered interconnect |
US7088002B2 (en) | 2000-12-18 | 2006-08-08 | Intel Corporation | Interconnect |
US7638419B2 (en) | 2000-12-18 | 2009-12-29 | Intel Corporation | Method of fabricating a via attached to a bond pad utilizing a tapered interconnect |
EP1313356A1 (de) * | 2001-11-15 | 2003-05-21 | Xerox Corporation | Verbindungen mit niedriger Impedanz/hoher Dichte von oberflächenmontierten Bauteilen auf einer Leiterplatte |
CN106488652A (zh) * | 2015-08-25 | 2017-03-08 | 宏启胜精密电子(秦皇岛)有限公司 | 柔性电路板及其制作方法 |
CN106488652B (zh) * | 2015-08-25 | 2019-10-18 | 鹏鼎控股(深圳)股份有限公司 | 柔性电路板及其制作方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE10019839B4 (de) | Mehrschichtkondensator, Vewendung des Mehrschichtkondensators, Schaltungsanordnung und Verdrahtunssubstrat damit | |
DE69403981T2 (de) | Montagestruktur von Kondensatoren für Leiterplatten | |
DE10066293B4 (de) | Induktiver Sensor | |
DE2235655A1 (de) | Filteranordnung | |
DE60029011T2 (de) | Leiterplattenanordnung mit verbesserter überbrückungsentkopplung für bga-packungen | |
DE10315768A1 (de) | Mehrlagige Leiterplatte | |
DE19642929A1 (de) | Kontaktierung wenigstens eines Bauelementes auf einer mehrlagigen Leiterplatte | |
DE69107082T2 (de) | Eine Verbinderanordnung zur lösbaren Verbindung zwischen zwei Leiterstreifen. | |
EP1537767B1 (de) | Abschirmung für emi-gefährdete elektronische bauelemente und/oder schaltungen von elektronischen geräten | |
DE102016216650B4 (de) | Halbleitervorrichtung | |
DE3937183A1 (de) | Verfahren zu stoerstrahlungsdaempfung an leiterplatten | |
DE102006023431B4 (de) | Hochpassfilter | |
DE19748689C2 (de) | Niederinduktive Verbindung | |
DE3539040C2 (de) | ||
WO2010071905A1 (de) | Verfahren zum design von signalleitungen in einer mehr-lagen-leiterplatte und solcherart hergestellte mehr-lagen-leiterplatte | |
DE102018201158B4 (de) | Verfahren zum bestücken einer leiterplatte | |
DE19924198A1 (de) | Tochterplatine zum Einsetzen in eine Mutterplatine | |
DE112021005601B4 (de) | Platine | |
DE19652039A1 (de) | Transformator | |
EP1595432B1 (de) | Vorrichtung und verfahren zur dämpfung von hohlraumresonanzen in einer mehrschichtigen trägereinrichtung | |
EP1624597B1 (de) | Sicherung in Serie mit einem Kondensator zur Vermeidung der Folgen eines Kurzschlusses in dem Kondensator | |
DE10031843A1 (de) | Elektrisches oder opto-elektrisches Bauelement mit einer Verpackung aus Kunststoff und Verfahren zur Variation der Impedanz einer Anschlussleitung eines solchen Bauelements | |
DE102006003474B3 (de) | Vorrichtung zum Übertragen elektromagnetischer Signale und deren Verwendung | |
DE69919756T2 (de) | Oszillator | |
DE19962628A1 (de) | Halbleiterbautelement |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OAV | Applicant agreed to the publication of the unexamined application as to paragraph 31 lit. 2 z1 | ||
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8131 | Rejection |