SE513875C2 - Elektrisk komponent samt ett flerlagrigt kretskort - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 513 875 a definierad sammansättning ock tjocklek, tex. används ett epoxi/keramiklaminat med 95% keramik.

US 5,065,284 beskriver framställning av kapacitíva öar i ett kretskort för att framställa avkopplingskondensatorer. En flexibel filrn innefattande celler med högt dielektrikurn används.

Varje kondensator består av en eller flera högkapacitiva flexibla dielektrisk skivor försedda med pläterade ytor. Varje dielektrisk skiva består av ett enkelskikt av flerskikts eller enskíkts, från varandra separerade spån eller pärlor med hög dielektrisk konstant anordnade mellan lameller.

Mellanrummen mellan pärlor är fyllda med en flexibel polymer eller ett bindemedel.

Enligt US 5,625,528 framställes en monolitkondensatorkrets innefattande flera kondensatorer framställda genom flera lager. Kondensatorema är isolerade från varandra genom dubbla dielektriska konstanter, trelagerslaminat och isolationslager. De olika lagren har olika termiska expansionskoeficienter för att ge kondensatorkresten en bättre stabilitet och spricktålighet.

KORTFATTAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Huvudsakli ga ändamålet med föreliggande uppfinning år att kontrollerat erhålla tunna lager, företrädesvis dielekrikalager vid fiamställning av flerlagriga kretskort, i synnerhet vid framställning av begravda kondensatorer eller liknande.

Ett andra ändamål med uppfinningen är att i ett flerlagerskretskort forma dielektriska lager mellan utvalda kapacitíva plan företrädesvis endast där dielektrikumet behövs. Ännu ett ändamål med uppfinningen är att skapa ett nytt dielektrikum för kondensatorer på flerlagriga kretskort.

Dessa uppgifter har lösts genom att det tredje lagret i den elektriska komponenten enligt inledningen består av åtminstone två skikt, varav åtminstone ett skikt är mer elastiskt vid en viss temperatur och/eller tryck än det andra skiktet.

Det mellanliggande skiktet är ett dielektrikumskilct vid framställning av kondensatorer.

Företrädesvis består dielektrilcumskiktet av två väsentligen separata skikt varav ett första skikt har lägre smälttemperatur än det andra skiktet. 10 15 20 25 fm 513 875 3 Vid påtöring av åtminstone ett av de ledande lagren på dielektrikumskiktet flyter undan det skikt, som har lägre smâlttemperatur och fyller tomma utrymmen och oj ärnnheter, medan det andra skiktet behåller en definierad tjocklek med önskad tunnhet. 'vid pressning undan blir ett mycket tunt skikt av det första skiktet och kan vidhäfia det andra skiktet till åtminstone ett av de ledande lagren. I ett utförande har även det andra skiktet vidhättningsegenskaper.

I ett föredraget utförande består det mellanliggande lagret av tre separata skikt, varvid ett skikten mellan två andra skikt har högre smälttemperatur än de två andra skikten. F öreträdesvis består skikten med lägre smälttemperatur av sarnma material och skiktet med högre smälttemperatur håller en kontrollerad minimi tjocklek. Skikten med lägre smälttemperatur används huvudsakligen för att fylla ut oj ämnheter samt vidhäfta olika lager.

I ett utförande fiarnställes hela det mellanliggande skiktet s_o_rn en homogen film.

Det mellanliggande skiktet innehåller i ett utförande mycket små eller inga mängder material med hög dielektricitetskonstant. Företrädesvis består skikten i det mellanliggande lagret av PTFE (polytetra flourethylene), PFA (perflouroalkoxy) och/eller FEP (flourinated ethylene-propylene).

Den elektriska komponenten är i ett utförande en begravd kondensator i ett flerlagrigt kretskort.

Den kan även vara ett motstånd.

Uppfinningen avser även ett flerlagrigt kretskort, vilket innefattar ett första och ett andra larninat och ett antal lager utgörande en begravd elektrisk komponent. Den begravda komponenten innefattar ett första och ett andra ledningslager och ett mellanliggande lager bestående av åtminstone två skikt. Åtminstone ett skikt är vid en viss temperatur och/eller tryck mer elastiskt än det andra skiktet.

KORTFATTAD BESKRIVNING AV RITNINGAR Uppñnningen kommer nedan att beskrivas med hänvisning till uttöringsexemplen visade på närslutna ritningar, i vilka: 10 15 20 25 30 513 875 Fig. 1 visarschematiskt ett tvärsnitt genom en del av ett första kretskort med en begravd kondensator, enligt uppfinningen.

Fig. 2 visar schematiskt ett tvärsnitt genom en del av ett andra kretskort med en begravd kondensator, enligt uppfinningen.

Fig. 3 visar schematiskt ett tvärsnitt genom en del av en tredje begravd kondensator, enligt uppfinningen.

BESKRIVNING AV UTFÖRINGSEPGENELEN Fi g. 1 visar ett utfiiringsexempel av ett flerlagrigt kretskort 10 försett med ett begravt kondensatorlager. Kretskortet består av ett första substrat 11 och ett andra substrat 12. Mellan substratlagren 11 och 12 är anordnade ett första ledande lager 13, dielektrikumskikt 14 sarnt en ledande yta 15. De ledande lagren är avsedda att användas som kondensatorytor, varvid det första lagret 11 användas som jordplan medan det andra 15 används som signalpol.

Dielektrikurnskiktet 14 består av två väsentligen separata skikt 16 och 17. Ett första skikt 16 har lägre smålttemperatur än det andra skiktet 17, vilket medför att det första skiktet år mer elastiskt eller flytande vid en viss temperatur medan det andra behåller sin form.

Enligt figuren har den ledande ytan 15 vid tillverkningsprocessen pressats ner mot dielektrikumskiktet 14 efter uppvärmning, så att det första skiktet 16 med lägre smälttemperatilr har flutits undan medan det andra skiktet 17 endast har deforrnerats något så att det väsentligen antagit den ledande ytans 15 yttre fonn. Det andra dielelctrikumskiktet behåller därmed sin väldefinierade tjocklek och kondensatorn mellan ytan 15 och jordplanet 11 erhåller den önskade karaktäristikan. Ett mycket tunt skikt av skiktet 16 blir dock kvar under den deformerade delen av skiktet 17 och utnyttjas för att vidhäfia skiktet 17 till jordplanet 11. Här antas att även skiktet 17 i har delvis vidhäfiningsegenskap så att ledaren 15 och substratet 12 kan vidhäftas till detsamma.

Ett andra utföringsexempel av ett kretskort 20 visas i fig. 2. Här har samma ingående delar betecknats med samma hänvisningsbeteckriingar som i exemplet enligt fig. 1. I detta fall har j ordplanet 21 utformats med upphöjningar 24, som motsvarar (eller är olik) storleken av ytan 15.

Skiktet 22 som motsvarar skiktet 16 i fig. 1 har något större tjocklek medan skiktet 23, motsvarande skiktet 17, har något mindre tjocklek. Även här har materialet i skiktet 22 pressats undan så att utrymmet mellan skiktet 23 och jordplanet samt andra oj ämnheter som kan 10 15 20 25 :so förekomma mellan skikten och lagren fyllts.

Hela det dielektriska skiktet 14 kan först fiamställas som en homogen film, som antigen innehåller mycket litet eller inget material alls med hög dielektricitetskonstant Dk för att inte ändra foliens plastiska egenskaper. Detta kan vara fallet då lägre kapacitiva värden (Lex. upp till cza 500 pF) eller mycket tunna skikt, tex. ner till um tjocklekar önskas.

Fig. 3 visar ett snitt genom ett tredje kretskort 30 uppbyggt enligt uppfinningen. Kretskortet 30 består av ett undre och ett övre isolerande substrat 31 och 32. Det övre substratet 31 är företrädesvis försett med ett antal genomföringshål via vilka på kretskortet anordnade anslutningar 33 anslutes medelst ledningar 34 till kondensatorytan 35. Dielektrikumskiktet 37 består av tre separat skikta 38, 39 och 40, där det rnittersta skiktet 39 har högre srnältternperatur än de två andra skikten 38 och 40. Skikten 38 och 40 kan bestå av samma eller olika material så länge de har lägre smälttemperatur än skikt 39. I Ledningsytan 35 är pressad i dielektrikumskiktet 37, vars olika skikt har förändrats på olika sätt.

Skikten 38 och 40, som har lägre smälttemperaturer har pressats undan och i området under ledaren har skikten 38, 40 mycket mindre tjocklek än vid sidoma av ledaren. Skíkt 39 med högre smälttemperatur har däremot huvudsakligen endast pressats mot j ordplanet utan att nämnvärt ändra tjocklek och håller en kontrollerad minimi tjocklek. Den kontrollerade tj ockleken är beroende av presstemperaturen och -trycket, d.v.s. temperatur och tryck, Lex. vid applicering av kondensatorytan 35.

Skikten 38 och 40 används huvudsakligen för att fylla tomrummen som kan bildas mellan lagren på grund av oj ämnheter och att vidhäfia de olika delarna, dvs. kondensatorytoma 36,35 och substraten 32 eller 31 till skikt 39. Emellertid kan andra vidhäftningsmedel förekomma.

Genom att framställa dielektrikumet av åtminstone tre skikt företrädesvis med de ytter skikten av terrnoplastmaterial med lägre smälttemperattlr kan dessa garanteras att "flyta" samtidigt som skiktet med högre smälttemperatur håller en kontrollerad tjocklek. Genom att skikten flyter fyller de ut eventuella ojämnheter som kan förekomma mellan skikten.

De olika lagren av terrnoplast i dielektrumet kan företrädesvis bestå av PTFE (polytetra flourethylene), PFA (perflouroalkoxy) och/eller FEP (flourinated ethylene-propylene), av vilka 10 15 PTFE har högsta smälttemperaturen (cza 327 °C). Självklart kan även andra lärnpliga material förekomma.

Tjockleken hos de olika skikten 38 - 40 kan variera från applikation till applikation, i ett föredraget exempel varierar varje skikts tjocklek mellan 5-75 um.

De mellanliggande skiktens elasticitet är självklart inte bara beroende av srnälttemperaturen utan kan påverkas av olika tryck, eller kombinationer av tryck och temperatur.

Tekniken enligt uppfimiingen kan även användas för framställning av andra begravda komponenter, t.ex. motstånd, där de mellanliggande skikten kan ersättas med ledande eller halvledande plast med olika srnälttemperattirer och ledningsfónnåga.

Medan vi har illustrerat och beskrivit föredragna utfóringsexempel av uppfinningen, inses det att flera variationer och modifieringar inom ramen for de närslutna patentkraven kan förekomma.

Claims (20)

10 15 20 25 30 513 875 r PATENTKRAV

1. Elektrisk komponent, företrädesvis en komponent begravd i ett kretskort innefattande åtminstone iorsta och andra ledande lager (13,21, 36; 15, 35) och ett mellanliggande tredje lager (14, 37), kânnetecknad därav, att det mellanliggande tredje lagret (14, 37) består av åtminstone två skikt (16, 17, 22, 23, 38, 39, 40): åtminstone ett forsta skikt (17, 23, 39) och ett andra skikt ( 16, 22, 38, 40), vilket forsta skikt vid en viss temperatur och/eller tryck är mer elastiskt än det andra skiktet (16, 22, 38, 40).

2. Elektrisk komponent enligt patentkrav 1, kännetecknad därav, att det mellanliggande skiktet ( 14, 37) är dielektriskt.

3. Elektrisk komponent enligt patentkrav 2, kännetecknad därav, att det dielektrikiska skiktet består av två väsentligen separata skikt (16, 17; 22, 23) varav ett forsta skikt (16), vilket har lägre smälttemperatur än ett andra skikt (17).

4. Elektrisk komponent enligt patentkrav 3, kännetecknad därav, att vid påforing av åtminstone ett av de ledande lagren på det dielektriska skiktet (14, 22) flyter det skikt (16) som har lägre smälttemperatur undan medan det andra skiktet (17) behåller en definierad tjocklek.

5. Elektrisk komponent enligt ett av patentkraven l-4, kännetecknad därav, att ett mycket tunt skikt av det forsta skiktet vidhäftar det andra skiktet till åtminstone ett av de ledande lagren.

6. Elektrisk komponent enligt patentkrav 3, kännetecknad därav, att det andra skiktet (17) har vidhäftningsegenskaper. 10 15 20 25 30 515 875 8

7. Elektrisk komponent enligt ett av patentkrav-en 1-6, kännetecknad därav, att ett av de ledande lagren (21) är utformade med upphöjningar (22).

8. Elektrisk komponent enligt patentkrav 1, kännetecknad därav, att det mellanliggande lagret (37) består av tre separata skikt (38, 39, 40).

9. Elektrisk komponent enligt patentkrav 8, kännetecknad därav, att ett av skikten (3 9) mellan två andra skikt (38, 40) har högre smälttemperattir än de två andra skikten (38, 40).

10. Elektrisk komponent enligt patentkrav 8, kännetecknad därav, att skikten (38, 40) med lägre smälttemperatur består av samma material.

ll. Elektrisk komponent enligt patentkrav 9, kännetecknad därav, att skiktet (3 9) med högre smälttemperatiir håller en kontrollerad minimi tjocklek.

12. Elektrisk komponent enligt patentkrav 8, kännetecknad därav, att skikten (39, 40) med lägre smältternperatur används huvudsakligen för utfyllnad av tomrum och oj ärnnheter samt vidhäftning av olika lager.

13. Elektrisk komponent enligt patentkrav 1, kännetecknad därav, att hela det mellanliggande skiktet framställes som en homogen film.

14. Elektrisk komponent enligt patentkrav 1, kärznetecknad därav, att det mellanliggande skiktet innehåller mycket små eller inga mängder material med hög 10 15 20 25 30 513 875 ff dielektricitetskonstant.

15. Elektrisk komponent enligt patentkrav 1, kännerecknad därav, att skikten i det mellanliggande lagret består av PTFE (polytetra flourethylene), PFA (perflouroalkoxy) och/eller FEP (flourinated ethylene-propylene).

16. Elektrisk komponent enligt patentkrav 1, kännerecknad därav, att den är en begravd kondensator i ett flerlagrigt kretskort.

17. Elektrisk komponent enligt patentkrav 1, kännerecknad därav, att det mellanliggande skiktet har resistiva egenskaper.

18. Ett flerlagrigt kretskort (10, 20, 30) innefattande ett forsta och ett andra laminat (1 1, 31; 12, 32) och ett antal lager utgörande en begravd elektrisk komponent, kännetecknar därav, att den begravda komponenten innefattar ett första och ett andra ledningslager (13, 21, 36; 15, 35) och ett mellanliggande lager (14, 37) bestående av åtminstone två skikt (16, 17, 22, 23, 38, 39, 40), av vilka åtminstone ett skikt (17, 23, 39) vid en viss temperatur och/eller tryck är mer elastiskt än det andra skiktet (16, 22, 38, 40).

19. Ett flerlagrigt kretskort enligt patentkrav 18, kännetecknar därav, det mellanliggande lagret är ett dielektrikum.

20. Ett flerlagrigt kretskort enligt patentkrav 18, kännetecknar därav, det mellanliggande lagret har resistiva egenskaper.