本發(fā)明涉及一種電容基板模塊,且特別是涉及一種具有低共生電感的固態(tài)電解電容基板模塊及包括該固態(tài)電解電容基板模塊的電路板。
背景技術(shù):可攜式電子產(chǎn)品發(fā)展講求輕、薄、短、小、高速、低耗電率及多功能性。近年來(lái),隨著IC制作工藝技術(shù)不斷地提升以及信號(hào)傳輸速度增加,印刷電路板(PrintedCircuitBoard)或IC載板(substrate)必須要傳輸更高頻的信號(hào),同步切換所產(chǎn)生的電源雜訊相互干擾也日益嚴(yán)重。目前被廣泛用于降低電源雜訊的方法是在電源接腳(power/groundpin)附近放置SMD電容,稱之為去耦合電容(decouplingcapacitor)或是旁路電容(bypasscapacitor)。主要功能是將電能儲(chǔ)存在電容器中,在電能不足時(shí)可以適時(shí)補(bǔ)給電能,以達(dá)到吸收突波(glitch)、降低電源雜訊及穩(wěn)定電源的效果。然而,未來(lái)電路系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)多功能(Multi-function),其雜訊產(chǎn)生的頻帶也愈來(lái)愈寬,在IC載板有限的面積下,擺放的SMD型式電容數(shù)目勢(shì)必受限,因此以前述方法抑制電源雜訊也將遇到瓶頸。而近年來(lái)開(kāi)發(fā)內(nèi)藏式電容基板,例如某些金屬-絕緣體-金屬(MIM)結(jié)構(gòu)的電容,其單位面積所能提供的電容值仍然不能滿足CPU載板上的電容值需求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:本發(fā)明的目的在于提供一種固態(tài)電解電容基板模塊,以解決上述問(wèn)題。為達(dá)上述目的,本發(fā)明提供一種固態(tài)電解電容基板模塊,其包括基板、第二電極、絕緣層、導(dǎo)通薄片及導(dǎo)通孔。所述基板包括第一電極與多孔隙結(jié)構(gòu),第一電極包括第一表面,相對(duì)于第一表面為多孔隙結(jié)構(gòu)。多孔隙結(jié)構(gòu)包括表面及多個(gè)分布區(qū)域,分布區(qū)域具有多個(gè)深度,氧化層設(shè)置于多孔隙結(jié)構(gòu)的表面上。第二電極設(shè)置于氧化層之上,第二電極包括具有導(dǎo)電性的高分子材料。絕緣層設(shè)置于第二電極相對(duì)于面向基板的相對(duì)另一面上,絕緣層包括第三表面以及第四表面,第四表面連接第二電極。所述導(dǎo)通薄片設(shè)置于第一電極的第一表面上及絕緣層的第三表面上。所述導(dǎo)通孔依照不同的極性相對(duì)應(yīng)地與導(dǎo)通薄片電連接。在多個(gè)實(shí)施例其中之一,提供一種固態(tài)電解電容基板模塊,包括多個(gè)固態(tài)電解電容結(jié)構(gòu)、絕緣層、導(dǎo)通薄片及導(dǎo)通孔,以陣列方式依序相鄰排列,其中每一固態(tài)電解電容結(jié)構(gòu)包括基板及第二電極。所述基板包括第一電極與多孔隙結(jié)構(gòu),第一電極包括第一表面,相對(duì)于第一表面為多孔隙結(jié)構(gòu)。氧化層設(shè)置于多孔隙結(jié)構(gòu)的表面上。第二電極設(shè)置于氧化層之上,第二電極包括導(dǎo)電性高分子材料。其中,每?jī)晒虘B(tài)電解電容結(jié)構(gòu)的多孔隙結(jié)構(gòu)包括至少一第一分布區(qū)域以及至少一第二分布區(qū)域,第一分布區(qū)域以與第二分布區(qū)域具有不同的深度。絕緣層設(shè)置于固態(tài)電解電容結(jié)構(gòu)的上方,絕緣層包括第三表面以及第四表面,第四表面連接固態(tài)電解電容結(jié)構(gòu)的第二電極。所述導(dǎo)通薄片,分別設(shè)置于固態(tài)電解電容結(jié)構(gòu)的第一電極的第一表面上以及絕緣層的第三表面上。所述導(dǎo)通孔,依照不同的極性相對(duì)應(yīng)地與導(dǎo)通薄片電連接。為讓本發(fā)明的上述特征能更明顯易懂,下文特舉實(shí)施例,并配合所附附圖作詳細(xì)說(shuō)明如下。附圖說(shuō)明圖1A及圖1B為本發(fā)明內(nèi)容的固態(tài)電解電容基板模塊側(cè)視剖面圖及俯視圖;圖2A及圖2B為本發(fā)明內(nèi)容的包括固態(tài)電解電容陣列的固態(tài)電解電容基板模塊剖面圖及俯視圖;圖3A、圖3B及圖3C為本發(fā)明內(nèi)容的固態(tài)電解電容基板模塊側(cè)視剖面圖、俯視圖及等效電路圖;圖4A、圖4B及圖4C為本發(fā)明內(nèi)容的包括固態(tài)電解電容陣列的固態(tài)電解電容基板模塊側(cè)視剖面圖、俯視圖及等效電路圖;圖5為應(yīng)用本發(fā)明內(nèi)容多個(gè)實(shí)施例的固態(tài)電解電容基板模塊的印刷電路板結(jié)構(gòu)的側(cè)視剖面圖。主要元件符號(hào)說(shuō)明100、300:固態(tài)電解電容基板模塊110、310:基板112、312、412:第一電極112a、412a:第一表面112b、412b、512b:氧化層116、316、416:第一分布區(qū)域116H、416H:第一深度118、318、418:第二分布區(qū)域118H、418H:第二深度121、321:多孔隙結(jié)構(gòu)130、330:第二電極132、332、332a:導(dǎo)電性高分子材料134、334、334a:含碳層136、336、336a:導(dǎo)電銀膠150:絕緣層152:第三表面154:第四表面160、660:導(dǎo)通薄片162:第一導(dǎo)通薄片164:第二導(dǎo)通薄片166:正電極導(dǎo)通薄片168:負(fù)電極導(dǎo)通薄片170:導(dǎo)通孔172、672:盲孔173:絕緣貫通孔174、674:貫通孔174a:絕緣材料C1:第一電容C2:第二電容A1:第一區(qū)域A2:第二區(qū)域200、400:具有陣列式排列的固態(tài)電解電容結(jié)構(gòu)的固態(tài)電解電容基板模塊330a:第四電極340、440:溝槽L1、L2:寄生電感R1、R2:寄生電阻410:第一基板421:第一多孔隙結(jié)構(gòu)510:第二基板512:第三電極512a:第三表面521:第二多孔隙結(jié)構(gòu)600:電路板結(jié)構(gòu)60:固態(tài)電解電容基板模塊62:表面70:集成電路具體實(shí)施方式圖1A為本發(fā)明內(nèi)容的一種實(shí)施例的固態(tài)電解電容基板模塊結(jié)構(gòu)剖面示意圖。固態(tài)電解電容基板模塊100可內(nèi)藏于印刷電路板或是IC載板內(nèi)部,其包括一基板110、氧化層112b、第二電極130、絕緣層150、多個(gè)導(dǎo)通薄片160以及多個(gè)導(dǎo)通孔170。固態(tài)電解電容結(jié)構(gòu)包括上述的基板110、氧化層112b以及第二電極130。在本發(fā)明的實(shí)施例中,提供一基板110,其中此基板110包括多孔隙結(jié)構(gòu)121與第一電極112,其中,基板110經(jīng)由蝕刻制作工藝在不同區(qū)域(116,118)形成不同深度(118H,116H)的多孔隙結(jié)構(gòu)121,此多孔隙結(jié)構(gòu)121相較于傳統(tǒng)MIM平板電容為一具有較高表面面積的粗糙界面(HighSurfaceAreaInterface)。而基板110通過(guò)蝕刻制作工藝區(qū)域的控制,此多孔隙結(jié)構(gòu)121可以具有不同的深度。底下以圖示的實(shí)施例說(shuō)明。請(qǐng)參照?qǐng)D1A,此基板110為一鋁基板,在經(jīng)過(guò)蝕刻制作工藝后,此鋁基板形成包括第一電極112與多孔隙結(jié)構(gòu)121。在此,由電化學(xué)制作工藝產(chǎn)生的多孔隙結(jié)構(gòu)是不規(guī)則狀,故在圖1A的剖面圖中,多孔隙結(jié)構(gòu)的剖面例如是一不規(guī)則的鋸齒線。鋁基板經(jīng)由電化學(xué)制作工藝在多孔隙結(jié)構(gòu)121的表面上形成氧化層112b,例如是氧化鋁(Al2O3),且氧化層112b覆蓋在多孔隙結(jié)構(gòu)121的表面上,此氧化層112b是絕緣物質(zhì),即可當(dāng)作是電容結(jié)構(gòu)中的介電層(Dielectriclayer)。因此在圖1A的部分結(jié)構(gòu)剖面放大圖中,氧化層112b即為覆蓋在鋸齒線的上緣。而多孔隙結(jié)構(gòu)121的分布區(qū)域包括第一分布區(qū)域116以及第二分布區(qū)域118。在第一分布區(qū)域116中的多孔隙結(jié)構(gòu)深度為第一深度116H,在第二分布區(qū)域118中的多孔隙結(jié)構(gòu)深度為第二深度118H,其中,第一深度116H小于第二深度118H。第二電極130設(shè)置于氧化層112b之上,在一實(shí)施例中,覆蓋在氧化層112b上的導(dǎo)電材料可以是導(dǎo)電性高分子材料132。所述第二電極130可單獨(dú)為導(dǎo)電性高分子材料132,在另一實(shí)施例中,還可包括一含碳層134以及一導(dǎo)電銀膠136,以提供較佳的導(dǎo)電率。在其他未繪示實(shí)施例中,導(dǎo)電銀膠還可以導(dǎo)電錫膏取代。上述含碳層134設(shè)置于導(dǎo)電性高分子材料132之上,導(dǎo)電銀膠136還設(shè)置于含碳層134之上。絕緣層150設(shè)置于固態(tài)電解電容基板模塊100的第二電極130上方,包括一第三表面152以及一第四表面154,其中第四表面154與第二電極130相連接。在第一電極112的第一表面112a,以及絕緣層150的第三表面152設(shè)置有多個(gè)導(dǎo)通薄片160。在本實(shí)施例中,導(dǎo)通薄片160包括一第一導(dǎo)通薄片162以及多個(gè)第二導(dǎo)通薄片164,第一導(dǎo)通薄片162與第一電極112的第一表面112a電連接,第二導(dǎo)通薄片164設(shè)置在絕緣層150的第三表面152上。導(dǎo)通孔170包括多個(gè)盲孔172以及多個(gè)貫通孔174,盲孔172貫穿絕緣層150,在本實(shí)施例中,盲孔172具有一導(dǎo)通層,且盲孔172通過(guò)該導(dǎo)通層與第二導(dǎo)通薄片164的負(fù)電極導(dǎo)通薄片168以及第二電極130電連接。貫通孔174是通過(guò)先在固態(tài)電解電容基板模塊100上設(shè)置多個(gè)絕緣貫通孔173,絕緣貫通孔173穿過(guò)絕緣層150、第二電極130及基板110,且在絕緣貫通孔173內(nèi)再設(shè)置一層絕緣材料174a,使得絕緣貫通孔173可通過(guò)絕緣材料174a分別與第一電極112及第二電極130電性絕緣。接著,并在絕緣材料174a內(nèi)層再設(shè)置一導(dǎo)通層成為一貫通孔174。其中,絕緣貫通孔173的孔壁直徑較貫通孔174大。貫通孔174貫穿絕緣材料174a,分別與第一導(dǎo)通薄片162以及第二導(dǎo)通薄片164的正電極導(dǎo)通薄片166電連接。在本實(shí)施例中,第一電極112為一正電極,且電連接至第一導(dǎo)通薄片162后,再經(jīng)由貫通孔174電連接至第二導(dǎo)通薄片164的正電極導(dǎo)通薄片166上。第二電極130為一負(fù)電極,通過(guò)盲孔172電連接至第二導(dǎo)通薄片164的負(fù)電極導(dǎo)通薄片168上。在圖1A中,多孔隙結(jié)構(gòu)121上的第一分布區(qū)域116,具有一第一電容C1,多孔隙結(jié)構(gòu)121上的第二分布區(qū)域118具有一第二電容C2,因?yàn)榈谝环植紖^(qū)域116的鋁基板蝕刻深度較第二分布區(qū)域118的鋁基板蝕刻深度小,換句話說(shuō),第一深度116H較第二深度118H小。在蝕刻深度較深的區(qū)域,孔隙結(jié)構(gòu)較多相對(duì)的其表面積也較大,因此有效電容面積也越大,故第二電容C2大于第一電容C1。此外,因盲孔172位在多孔隙結(jié)構(gòu)中的蝕刻深度較淺的第一分布區(qū)域116,所以第二電極130通過(guò)盲孔172電連接至負(fù)電極導(dǎo)通薄片168的距離較短,因此本發(fā)明內(nèi)容的固態(tài)電解電容基板模塊100還具有低寄生電感值的特點(diǎn)。圖1B為圖1A的固態(tài)電解電容基板模塊的實(shí)施例俯視示意圖。請(qǐng)參考圖1B,在本發(fā)明內(nèi)容的范例實(shí)施例中,第一區(qū)域A1為圖1A中的第一分布區(qū)域116,第二區(qū)域A2為圖1A中的第二分布區(qū)域118。第一分布區(qū)域116周圍被第二分布區(qū)域118圍繞,在固態(tài)電解電容基板模塊100中,中央?yún)^(qū)域A1的第一電容C1小于周圍區(qū)域A2的第二電容C2。因此中央?yún)^(qū)域A1可抑制較高頻的雜訊,而周圍區(qū)域A2通過(guò)貫通孔174將第一電極引出,可抑制較低頻的雜訊區(qū)。因此,此固態(tài)電解電容基板模塊100可以為具有寬頻效應(yīng)的固態(tài)電解電容基板模塊。此外,中央?yún)^(qū)域A1的第一電容C1可以大于或小于周圍區(qū)域A2的第二電容C2。圖2A為本發(fā)明內(nèi)容其中一個(gè)實(shí)施例的陣列式固態(tài)電解電容基板模塊剖面示意圖,圖2B為圖2A的俯視示意圖。請(qǐng)同時(shí)參考圖2A與圖2B,本實(shí)施例中,固態(tài)電解電容基板模塊200具有多個(gè)陣列式排列的固態(tài)電解電容結(jié)構(gòu),其包括至少一分布區(qū)域,且此分布區(qū)域相對(duì)于第二電極130具有一深度。而本實(shí)施例的固態(tài)電解電容基板模塊200,每?jī)上噜彽墓虘B(tài)電解電容結(jié)構(gòu)包括至少一第一分布區(qū)域116以及至少一第二分布區(qū)域118。在此實(shí)施例中,采用如圖1A的固態(tài)電解電容結(jié)構(gòu)加以說(shuō)明,但并非以此為限制。為方便說(shuō)明,圖2A與圖1A的固態(tài)電解電容基板模塊相同元件部分以相同標(biāo)號(hào)表示,不再冗述。在本實(shí)施例中,因?yàn)槊績(jī)上噜彽墓虘B(tài)電解電容結(jié)構(gòu)包括不同的多孔隙結(jié)構(gòu)分布區(qū)域,所以第一分布區(qū)域116及第二分布區(qū)域118即相鄰且周期性地交互地排列。因?yàn)榈谝环植紖^(qū)域116的第一電容C1小于第二分布區(qū)域118的第二電容C2,故圖2B中電容較大的第二區(qū)域A2與電容較小的第一區(qū)域A1相互交錯(cuò)排列于固態(tài)電解電容陣列中。然而,第一區(qū)域A1與第二區(qū)域A2可具有不同電容值,其面積及多孔隙結(jié)構(gòu)深度可依照電路需求作不同的排列設(shè)計(jì),例如此實(shí)施例以矩陣的方式排列,但并非以此為限制。圖3A為本發(fā)明內(nèi)容的其中一種實(shí)施例的固態(tài)電解電容基板模塊剖面示意圖,圖3B為圖3A的俯視示意圖,而圖3C為圖3A的等效電路示意圖。為方便說(shuō)明,圖3A與圖1A的固態(tài)電解電容基板模塊相同元件部分以相同標(biāo)號(hào)表示,不再冗述。請(qǐng)參考圖3A及圖3B,在本實(shí)施例中,固態(tài)電解電容基板模塊300包括基板310、第二電極330、絕緣層150、多個(gè)導(dǎo)通薄片160以及多個(gè)導(dǎo)通孔170。此外,固態(tài)電解電容基板模塊300還可包括一溝槽340,以將在基板310上的第二電極330、多孔隙結(jié)構(gòu)321及第一電極310間隔出第一分布區(qū)域316以及第二分布區(qū)域318,其中第二電極330中的第一分布區(qū)域316與第二分布區(qū)域318通過(guò)溝槽340相互電性絕緣。第二電極330的導(dǎo)電性高分子材料332、含碳層334、導(dǎo)電銀膠336以及多孔隙結(jié)構(gòu)321也被溝槽340相互電性絕緣隔開(kāi)成不同區(qū)域。本實(shí)施例中,基板310的第一電極312仍與第一導(dǎo)通薄片162電連接,并通過(guò)貫通孔174連接至第二導(dǎo)通薄片164的正電極導(dǎo)通薄片166上,不同區(qū)域的第二電極330通過(guò)盲孔172引出至第二導(dǎo)通薄片164的負(fù)電極導(dǎo)通薄片168上,提供多組電容值。因此,在圖3B中,固態(tài)電解電容基板模塊300的第一區(qū)域A1所示為圖3A的第一分布區(qū)域316的上視區(qū)域,第二區(qū)域A2所示為圖3A的第二分布區(qū)域318的上視區(qū)域,在第一區(qū)域A1與第二區(qū)域A2之間,即具有一溝槽340間將此二區(qū)域絕緣地間隔開(kāi)。此外,在圖3C所示的等效電路示意圖中,第一分布區(qū)域316具有一第一電容C1,并有一寄生電感L1及寄生電阻R1,而第二分布區(qū)域318具有一第二電容C2,并有一寄生電感L2及寄生電阻R2。當(dāng)不同區(qū)域的負(fù)電極導(dǎo)通薄片168相互電連接時(shí),即可將不同區(qū)域的固態(tài)電解電容結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的電容相互并聯(lián),因此而更能降低固態(tài)電解電容的寄生電感值。圖4A為本發(fā)明內(nèi)容多個(gè)實(shí)施例其中之一的陣列式固態(tài)電解電容基板模塊剖面示意圖,圖4B為圖4A的俯視示意圖,而圖4C為圖4A的等效電路示意圖。請(qǐng)同時(shí)參考圖4A以及圖4B,在本實(shí)施例中,固態(tài)電解電容基板模塊400包括多個(gè)第一固態(tài)電解電容結(jié)構(gòu)與多個(gè)第二固態(tài)電解電容結(jié)構(gòu)。第一固態(tài)電解電容結(jié)構(gòu)包括一第一基板410及第二電極330。第一基板410包括第一電極412與第一多孔隙結(jié)構(gòu)421,第一電極412包括一第一表面412a,相對(duì)于第一表面412a為第一多孔隙結(jié)構(gòu)421,第一多孔隙結(jié)構(gòu)421包括至少一第一分布區(qū)域416,且第一分布區(qū)域416中的多孔隙結(jié)構(gòu)深度為第一深度416H。經(jīng)由電化學(xué)制作工藝,在具有高表面面積的第一多孔隙結(jié)構(gòu)421的表面形成一氧化層412b。第二電極330設(shè)置于一氧化層412b之上,第二電極330包括導(dǎo)電性高分子材料332、含碳層334及導(dǎo)電銀膠336。第二固態(tài)電解電容結(jié)構(gòu)包括第二基板510及第四電極330a,第二基板510包括第三電極512與第二多孔隙結(jié)構(gòu)521,第三電極512包括一第三表面512a,相對(duì)于第三表面512a為第二多孔隙結(jié)構(gòu)521,第二多孔隙結(jié)構(gòu)521包括至少一第二分布區(qū)域418,且第二分布區(qū)域418中的多孔隙結(jié)構(gòu)深度為第二深度418H。經(jīng)由電化學(xué)制作工藝,在具有高表面面積的第二多孔隙結(jié)構(gòu)521的表面形成一氧化層512b。第四電極330a設(shè)置于氧化層512b之上,第四電極330a包括導(dǎo)電性高分子材料332a、含碳層334a及導(dǎo)電銀膠336a。如圖4A及圖4B所示,在第一基板410以及第二基板510的多孔隙結(jié)構(gòu)421,521分布中,第一分布區(qū)域416以及第二分布區(qū)域418相鄰交互地排列,且第一深度416H小于第二深度418H。此外,通過(guò)溝槽440使得第一分布區(qū)域416以及第二分布區(qū)域418相互電性絕緣。因此,由圖4B所示的俯視示意圖可知,具有陣列式排列的固態(tài)電解電容結(jié)構(gòu)的固態(tài)電解電容基板模塊400由多個(gè)不同蝕刻深度的第一分布區(qū)域416及第二分布區(qū)域418在水平方向以陣列方式排列而成。且因?yàn)榈谝环植紖^(qū)域416的第一電容C1小于第二分布區(qū)域418的第二電容C2,故圖4B中電容較大的第二區(qū)域A2與電容較小的第一區(qū)域A1相互交錯(cuò)排列于固態(tài)電解電容結(jié)構(gòu)陣列中。然而,第一區(qū)域A1與第二區(qū)域A2可具有不同電容值,其面積及多孔隙結(jié)構(gòu)深度可依照電路需求作不同的排列設(shè)計(jì),例如此實(shí)施例以矩陣的方式排列,但并非以此為限制。因此在圖4C的等效電路圖中,通過(guò)第一分布區(qū)域416以及第二分布區(qū)域418矩陣地排列,并將不同區(qū)域的負(fù)電極導(dǎo)通薄片168電連接,則不同區(qū)域的固態(tài)電解電容結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的電容也可以如矩陣形式地并聯(lián),因此而更能降低固態(tài)電解電容的寄生電感值。圖5為應(yīng)用本發(fā)明多個(gè)實(shí)施例的固態(tài)電解電容基板模塊的印刷電路板剖面示意圖。請(qǐng)參考圖5,在本實(shí)施例中,電路板結(jié)構(gòu)600中的固態(tài)電解電容基板模塊60,可為圖1A至圖4C任一固態(tài)電解電容基板模塊。通過(guò)在導(dǎo)通薄片660走線并聯(lián)電容,貫通孔674及盲孔672可將電容引出至電路板結(jié)構(gòu)600的表面62,提供集成電路70所需的電容值。因此本發(fā)明內(nèi)容的固態(tài)電解電容結(jié)構(gòu)以及基板模塊可內(nèi)藏應(yīng)用在軟式或硬式的印刷電路板或IC載板中,并可提供一電容值提供給集成電路使用。綜上所述,本發(fā)明內(nèi)容的固態(tài)電解電容基板模塊,其基板的多孔隙結(jié)構(gòu)在不同的區(qū)域具有不同的深度,使得固態(tài)電解電容基板模塊可同時(shí)具有多種不同的電容值。且多孔隙結(jié)構(gòu)深度較深的區(qū)域具有更大的導(dǎo)體表面積,因此還可具有較大的電容值。此外,在本發(fā)明內(nèi)容的多個(gè)實(shí)施例其中之一,將固態(tài)電解電容結(jié)構(gòu)周期性排列,形成包括固態(tài)電解電容陣列的固態(tài)電解電容基板模塊,再通過(guò)走線將不同分布區(qū)域的負(fù)極電連接,更可降低基板模塊的寄生電感值。雖然結(jié)合以上實(shí)施例揭露了本發(fā)明,然而其并非用以限定本發(fā)明內(nèi)容,任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中熟悉此技術(shù)者,在不脫離本發(fā)明內(nèi)容的精神和范圍內(nèi),可作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾,故本發(fā)明內(nèi)容的保護(hù)范圍應(yīng)以附上的權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。