專利名稱：窗口通道電容器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及多層電子元件的經(jīng)改進的終端，尤其涉及多層電容器的通道連接。具有任意窗口終止層的內(nèi)部電極層的特殊構形和配置是便于形成低電感的終端的。這種終端最好適配于球狀格柵陣列(BGA)和其它裝置安裝技術。
背景技術：
一些新近的電子元件可作為單片電路裝置進行插接，并且包括單個元件或者位于單個芯片插件中的多個元件。這種單片電路裝置的一個例示性實施例為多層電容器或電容器列陣，它對應于所公開的技術具有例示性性，其例示性性在于多層電容器帶有相互交叉的內(nèi)部電極層和對應的電極接頭。美國專利US5880925(Dupre等)和US6243253B1(Dupre等)公開了包括相互交叉的電容器(IDC)技術特征的多層電容器的實施例。其它的單片電路元件與某種裝置對應，該裝置使多個無源元件作為整體形成為單個芯片結構。這種形成為整體的無源元件可在電阻器，電容器，感應器和/或其它無源元件中有選擇地進行組合，該組合形成多層的構形，并且可作為單片電路的電子裝置進行插接。
可選擇的終端通常需要形成適于各種單片電路的電子元件的電子接頭。多個終端需要有電子接頭，該接頭對應于不同的形成為整體的單片電路裝置的電子元件。多個終端也通常用于與IDC鄰接的其它的多層列陣，以減小不需要的電感電平。一個實施方式為通過在芯片結構的可選擇的區(qū)域中鉆出通孔，并且在該通孔中填充導電材料，以在多層元件中形成多個終端，從而在該裝置的可選擇的電極部分中形成電子連接。
另一個實施方式為在多層電子裝置上已形成的終端，包括在終端接地部分涂覆焊錫阻料，以形成預設區(qū)域，在該區(qū)域上可應用焊珠或其它預制的焊料。
也可設計出單片短路的電子元件的終端功能部件，從而可適于將很小的元件安裝到相對較大的電路板環(huán)境中，如在美國專利US6324048B1(Liu)中參照其所有的效果。這對于電容器裝置尤其適用，在電容器中通常將極小的裝置定位于已印制好的電路板或其它基片上的極特殊的位置上。這樣，內(nèi)部和外部元件的功能部件的唯一配置可在元件外形和終端中進行附加改進。
在電容器和其終端構成的領域中已公開了其各個方面和其它特征，但沒有一個設計基本涵蓋了這里所有討論過的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明認識到和涉及形成電容器、元件端接和相關技術的前述各個方面和其它方面。由此廣泛地說，在此所公開的技術的主要目的是電子元件，尤其是多層電容性裝置的端接特性的改進成形。
所公開的技術的另一個主要目的是提供一種帶有各內(nèi)部電極層的多層電容器，內(nèi)部電極層以交指方式形成，由此獲得特征為通常低的等效串聯(lián)電感(ESL)的電極結構。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)電容器的電感由第一層的電感支配，因此，在根據(jù)本主題所舉出的示例性結構中，電容器的總電感通過如在此所公開的非常有效的結構來予以減小。
本發(fā)明的另一個主要目的是提供各電容器元件，各電容器元件與球狀格柵陣列(Ball Grid Aarray)(BGA)安裝技術兼容，由此在單片芯片裝置的下方提供多個共面觸點。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種帶有頂部覆蓋層的多層裝置，該覆蓋層中形成有窗口，使得觸點可被直接鍍到多層裝置的內(nèi)部電極層表面上。也可以使用過渡層，以使所有終端接頭都可在多層裝置中形成單層。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種經(jīng)改進的多層電容器和對應的終端特征，包括將經(jīng)控制的等效串聯(lián)電阻器(ESR)放置在應用多層電容器的電路環(huán)境中的能力。
下面通過詳細的說明描述本領域所屬普通技術人員能夠實現(xiàn)的本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點。另外本領域所屬普通技術人員還應進一步認識到所參照的特殊實施例可以有修正和變化，并且這里所討論的特征也可在不同實施例中實施，在不脫離本發(fā)明構思和范圍的情況下，可借助本發(fā)明的參照文獻應用已公開的技術。所述變化可包括，但不僅僅限于等同方法和特征的替換，或者所示出的，相關或討論的材料的替換，并且還包括各個部分，特征等的功能性的，操作性的或位置的轉換。
還應該理解所公開技術的不同實施例，和不同的最佳實施例還包括各種組合，或者現(xiàn)有技術公開的特征或元件或它們的替代物的形成(其特征或構形所包含的組合并沒有在附圖中明顯標出，或者沒有在詳細說明中陳述)。
在此公開的技術的一個示例性實施例對應于多層的組件，該多層組件由與多個電極層交錯的多個介電層形成。第一和第二過渡層電極部分設置在多層組件的頂面上，在其頂部設置一覆蓋層。覆蓋層被形成為提供多個開口，通過該開口，暴露出第一和第二過渡層電極的各部分。第一和第二外部終端(peripheral terminations)沿著電容器的多層結構的選定側表面形成，并將選定的電極層和相應的第一和第二過渡層電極部分電連接。
在相關實施例中，附加的通道終端形成在由覆蓋層限定的開口中，并且焊珠也可以連接到通道終端上，以利于與球柵陣列(BGA)安裝技術的器件兼容性。在一些實施例中可以為多層終端的通道終端可以通過各種電鍍技術來形成。
電極層和/或第一和第二過渡層電極部分可以由包括氧化釕在內(nèi)的多種材料形成，由此向多層電容器中引入預定量的等效串聯(lián)電阻(ESR)。
在此公開的本發(fā)明的示例性實施例涉及窗口通道電容器，其可對應于堆疊的多層結構，包括至少一個底層，若干個第一和第二層，過渡層和覆蓋層。該窗口通道電容器的一個可供利用的改型包括底部窗口層、底部過渡層、若干個第一和第二層、繼之以頂部窗口層和頂部覆蓋層的疊層結構。
具體而言，每個第一和第二層的特征最好為其上設置有相應第一或第二電極板的介電材料板。每個過渡層也可包括介電材料板，在該板的頂部具有過渡層電極部分和/或支撐翼片。相鄰的第一和第二電極板形成在多層構形中相對的有效電容器板。每個第一和第二電極板的各部分延伸到并暴露在窗口通道電容器周邊的選定側部。過渡層的電極和/或支撐翼片部分在與第一和第二電極板類似的相應位置上對齊，從而外部終端可將第一極性的所選擇的電極部分連接在一起，并且將相反極性的所選擇的部分連接在一起。
在一些實施例中，外部終端與過渡層的電極部分之間的連接將兩個相反的終端匯集在單個平面中。隨后通過設置在覆蓋層中的窗口形成窗口通道，以實現(xiàn)窗口通道電容器有效元件的低電感電連接。其它實施例利用在覆蓋層和過渡層中的窗口在兩個相鄰的表面上形成窗口通道連接。例示性窗口通道可包括單層或多層，諸如銅、鎳和錫的相繼鍍層，或金屬材料、電阻-聚合材料、然后是金屬材料的相繼層。焊珠也可應用于此種窗口通道以獲得兼容于BGA安裝技術的窗口通道電容器。
本發(fā)明的再一示例性實施例對應于多層電容器，其包括多個介電層、相應多個第一和第二電極層、至少一個相應的第一和第二通道終端、以及至少一個第一和第二相應外部終端。相應的多個第一和第二電極層與多個介電層中選定的介電層相交錯，從而形成以最頂部表面和最底部表面為特征的多層組件。所述至少一個第一通道終端通過多層組件的最頂層設置，并且電連接到第一電極層之一上，同時，至少一個第二通道終端通過多層組件的最頂層設置，并電連接到第二電極層之一上。所述至少一個第一外部終端沿著組件的選定側表面設置，并電連接所述多個第一電極層；類似地，所述至少一個第二外部終端沿著組件的選定側面設置，并電連接所述多個第二電極層。
本發(fā)明的其它實施例，沒有必要在概述部分明確說明的，可包括和對應于特征方面，或與上述目的部分相關的部分，和/或在說明書中討論的其它特征或部分的各種組合。
本領域所屬普通技術人員應在理解說明書的其它部分的基礎上，正確評價所述特征和實施例。


對于本領域所屬普通技術人員來說，對本發(fā)明完全和所允許的描述都參照附圖在說明書中有所闡述，其中圖1A-1E分別為在本發(fā)明的窗口通道電容器的第一實施例中應用的各例示性相繼層的頂視圖；
圖2A是側視頂部分解透視圖，示出了具有在圖1A-1E中分別示出的那些層的窗口通道電容器第一實施例的第一改型；圖2B是側視頂部分解透視圖，示出了具有在圖1A-1E中分別示出的那些層的窗口通道電容器第一實施例的第二改型；圖3是側視頂部分解透視圖，示出了本發(fā)明窗口通道電容器的第一實施例；圖4A和4B是例如沿圖3中的線A-A截取的分別為本發(fā)明窗口通道電容器第一實施例的第一和第二改型的側視橫截面圖，附加有特定例示性安裝特征(在此情況下為焊珠)；圖5是根據(jù)本發(fā)明的窗口通道電容器的窗口通道的放大側視橫截面圖；圖6A-6E分別示出了在根據(jù)本發(fā)明的窗口通道電容器的第二實施例中應用的各例示性相繼層的頂視圖；圖7A是根據(jù)本發(fā)明的窗口通道電容器的第二實施例的側視頂部透視圖；圖7B是根據(jù)本發(fā)明的具有特定例示性安裝特征(例如焊珠)的窗口通道電容器第二實施例的側視透視圖；圖8A-8E分別是在根據(jù)本發(fā)明的窗口通道電容器第三實施例中的應用的各例示性相繼層的頂視圖；圖9A是根據(jù)本發(fā)明的窗口通道電容器第三實施例的側視圖；圖9B是根據(jù)本發(fā)明的帶有特定例示性安裝特征(例如焊珠)的窗口通道電容器第三實施例的側視頂部分解透視圖。
具體實施例方式
如發(fā)明概要部分中所提及的，本發(fā)明直接針對多層電容器和其它電子元件的改進元件成形和端接特性。主體“窗口通道電容器”利用至少一個帶有窗口狀開口的覆蓋層，所述窗口暴露出內(nèi)部電極層或任意過渡層的各部分，從而可以在這些暴露的區(qū)域中直接鍍覆電觸點。希望形成多個共面的終端，使得可以按照BGA安裝技術施加焊珠。
窗口通道電容器技術的若干例示性實施例在本發(fā)明中進行了描述以展示本發(fā)明的重要方面。圖1A-5分別示出了本發(fā)明第一例示性窗口通道電容器實施例的各個方面，包括該實施例的第一和第二變化實施例。圖6A-7分別描述了本發(fā)明的窗口通道電容器的第二實施例和其相關的方面。本發(fā)明的第三實施例分別對應于圖8A-9B。
應注意，本發(fā)明的每個實施例不構成對公開的技術的限制。作為一個實施例一部分的所圖示或描述的特征可與其它實施例結合使用以得出另一個實施例。另外，某些特征也可與沒有描述的，但具有相同，類似或等同功能的類似裝置或特征相互轉換。
另外，所示的一些電容器僅只在多層元件的所選擇的頂部或底部表面具有端子。一些應用場合希望甚或要求元件相對于頂部和底部表面是對稱的，從而可以采用自動設備進行組裝，或者允許電子引線連接。在這種情況下，所描述的形成所選擇的頂部表面的結構也可用于所選擇的底部表面，如圖2B和4B的實施例中40b所述。
下面將詳細描述所公開技術的最佳實施例。參照附圖，圖1A-1E示出了用于第一實施例的窗口通道電容器40(如圖2A和2B的分解視圖中所示出的)中的各例示性相繼層的頂視圖。圖1A所示的第一層10包括介電材料板12a，該板由第一電極板14部分覆蓋。電極板14可形成為電極板的一部分伸向并沿著絕緣板12b的至少一條整個邊緣16延伸。當多個層一個位于另一個之上地相繼疊放時，各電極板的部分從而得以在多層裝置的所選擇的側邊部分處暴露。
圖1B示出了可用于形成窗口通道電容器第一實施例的第二層18，類似于圖1A的第一層10。第二層18最好包括介電材料板12b，該板由第二電極板20部分覆蓋。電極板20可形成為電極板的一部分伸向并沿著絕緣板12b的至少一條整個邊緣22延伸。電極板20的在邊緣22處暴露的部分以及任何相鄰的暴露部分最好與電極板10的由邊緣16形成的部分相對。如將參照圖2A和2B進一步描述的那樣，第一層10和第二層18在成層的疊中彼此相鄰設置，從而電極板14和20分別形成平行板電容器的對置有效板(opposing active plate)。
所述窗口通道電容器技術的第一實施例最好也使用過渡層(transitionlayer)。在圖1C和1D中分別示出了兩個例示性過渡層24a和24b。任何一個過渡層實施例也可應用于本發(fā)明的窗口通道電容器的實施例中。由此，此處針對過渡層24的討論涉及這兩種例示性過渡層24a和24b。另外，當附圖和/或所討論實施例包括過渡層24時，可應用任一例示性過渡層24a或24b或其它改型。同樣的情形適用于對應于部分26a和/或26b附圖標記26以及對應于部分28a和/或28b的附圖標記28。
圖1C和1D分別表示過渡層24a和24b的頂視圖，過渡層24a和24b包括介電材料板12c，介電材料板12c頂部上設置有第一過渡層電極部分26和第二過渡層電極部分28。第一過渡層電極部分26最好與圖1A中的電極板14伸向相同的選擇邊緣16，并且過渡層電極部分28最好與圖1B的電極板20伸向相同的選擇邊緣22。各過渡層電極部可以基本上呈矩形，如圖1C所示的部分26a和28a，或者可以基本上呈U形結構，如圖1D所示的部分26b和28b。
應當理解，帶有電極部分26、28的過渡層24和電極板14和20的成形以及它們的暴露部分的位置可以沿著一個或多個邊緣。只要選擇的多個電極部分保持暴露在一第一對齊的周邊位置，并且另外選擇的多個電極部分保持暴露在至少另一個不同的周邊位置，對所公開的電極板和電極部分的修正都在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。
圖1D示出了用于本發(fā)明窗口通道電容器的第一實施例中的一例示性覆蓋層30。覆蓋層30包括介電材料板12d，該板成形為確定出多個第一窗口32a和32b(下面總稱為32)，和多個第二窗口34a和34b(下面總稱為34)。在本技術的一些實施例中，覆蓋層30的特征體現(xiàn)在約為1mil的例示性厚度。這種窗口32和34用于形成本發(fā)明的窗口通道終端，如參照下面的討論而進一步理解的那樣。
絕緣板12a-12d可分別包括適用于電容或其它類型的電子元件的任何類型的半導電或陶瓷材料，包括鈦酸鋇，氧化鋅，低玻璃纖維氧化鋁(aluminawith low-fire glass)，或其它適當?shù)奶沾苫虿Ａд辰Y材料(glass-bondedmaterial)。在本技術的一些實施例中，絕緣板12a-12d可以具有大約5-大約25微米范圍內(nèi)的厚度。電極板14和20及過渡層電極部分26和28可包括任何適用于電極板的導電材料，如鉑，金，鎳，鈮，鈀，釕，銥，氧化釕，氧化銥，和其它適當?shù)膶щ姴牧?，或者是從上述物質中所選擇的組合物或合金。通過在本技術中的電極板和/或電極部分中采用諸如氧化釕等具有電阻特性(resistive properties)的材料，那么可將受控制的等效串聯(lián)電阻(ESR)引入本發(fā)明的窗口通道電容器中。
圖1A-1E所分別表示的各層可組合在一起以形成本技術的窗口通道電容器的第一實施例(圖2A和2B分別示出了其改型實施例)。這種窗口通道電容器為這里相對于按照特定順序和/或關系從底到頂順序疊置的各層討論過的多層結構。應當理解，所述的底和頂僅為方便起見而使用的。當將這種電容器安裝到電路板上時，各底層可以實際上是各頂層。
參照圖2A中的例示性窗口通道電容器40a，底層可包括至少一個(圖2A中示出的是兩個)介電材料板42。板42可以類似于絕緣板12a-12c，并且可包括類似選擇的材料。該底層設置用來對第一實施例40a的多層結構增加支撐并且保護第一實施例40a的多層結構的其它層和有源元件。當設置好底層42之后，再鋪設至少一個第一層10和至少一個第二層18。該第一和第二層最好以交替方式以及呈相應對地設置，使得一給定第一層10和一相鄰的第二層18的電極板形成相對的電容板。應當理解，圖2A所示的三個第一層10和三個第二層18僅只是用于例示性目的，根據(jù)本發(fā)明，可設置任何數(shù)量的第一和第二層10和18。當鋪設好第一和第二層10和18之后，一過渡層24和一覆蓋層30分別加放到實施例40a的疊置結構中。
圖2B示出了另一個例示性窗口通道電容器實施例40b，該實施例除裝置的最底層之外類似于圖2A的。如上所述，一些應用場合需要元件相對于頂部和底部表面是對稱的。為此，圖2B的各底層最好包括一過渡層24和覆蓋層30(類似于頂部兩層)。應指出，為了達到對稱的效果，底部過渡層24以與頂部過渡層24相反的取向疊置。由此，各底層實際上與各頂層相同，但卻是倒置的，使得在端接之后，使用者將任何一側向下安裝都沒有關系。
一旦將所選擇的窗口通道電容器的各層堆疊并燒制在一起，則可以進行各內(nèi)部電極板和各過渡層電極部分的端接。第一電容器實施例40a和40b(在圖3和5中統(tǒng)稱為實施例40)可在圖3所示的各端部進行端接，以將第一極性的所有電極連接在一起，并且類似地將相反極性的所有電極連接在一起。外部終端44最好連接于(各)第一過渡層電極部分26和各電極板14的暴露部分。此第一外部終端44橫跨電容器40的整個側邊16延伸，并且包罩裝置相鄰側的選定部分。外部終端46最好連接于(各)第二過渡層部分28和各電極板20的暴露部分。此第二外部終端46橫跨電容器40的整體側邊22延伸，并且包罩裝置的相鄰側的選定部分。
外部終端44和46可通過施加“厚膜”導電終端材料，比如說銀膏或銅膏形成。外部終端44和46也可以通過將導電材料沉積到選定的暴露電極部分并最終形成“鍍覆終端(plated termination)”來形成。此鍍覆終端可以通過電鍍或者電化學沉積形成，其中帶有暴露電極部分的電容4經(jīng)受以電偏置(electrical bias)為特征的諸如電解鎳或者電解錫等電鍍液的處理。然后電容器本身偏置到與電鍍液的極性相反的極性，并且電鍍液中的導電元素被吸附到電容器的選定的暴露電極部分上。這種沒有極偏置的鍍覆技術稱為無電極電鍍，并且可以結合無電極電鍍液比如說鎳或銅離子溶液使用。
根據(jù)電化學沉積和無電極電鍍技術，電容器40最好在合適的電鍍液中浸沒特定的時間量。根據(jù)本發(fā)明的某些斜實施例，充足的鍍覆材料沿著窗口通道電容器沉積在選定的外露電極部分上只需要不超過15分鐘，使得聚集足以將電鍍材料散布開來以在選定的相鄰外露電極部分之間形成連續(xù)的連接。
可以用于形成鍍覆終端的的另一項技術包括電鍍材料的磁吸引。例如，利用鎳的磁特性，懸浮在電解液中的鎳顆粒可以被吸附到電容器的同樣導電的選定外露電極部分上。在鍍覆終端的形成過程中，也可以利用其他的具有相似磁特性的材料。
關于在窗口通道電容器的選定的外露電極部分上施加鍍覆終端材料的另一項技術涉及到電泳或者靜電學的原理。根據(jù)此例示性技術，電解液含有靜電帶電粒子。帶有外露電極部分的窗口通道電容器于是可以偏置以相反的電荷并且經(jīng)受電解液的處理，使得帶電粒子沉積于元件的選定區(qū)域上。該技術特別適用于施加玻璃或者其他半導電或不導電材料。一旦此種材料沉積后，通過對元件中間施加足夠的熱可以隨后將沉積材料轉換成導電材料。
依照披露的技術形成鍍覆終端的一種特定方法涉及上述鍍層施加技術的組合。窗口通道電容可以先浸沒在無電極電度液中，比如銅離子溶液，以在選定的外露電極部分上沉淀一初始銅層。鍍覆技術然后可以轉換成電化學鍍覆系統(tǒng)，其使得銅能夠在此元件的選定部分上快速聚集。
按照將材料鍍到本發(fā)明的窗口通道電容的選定外露電極部分上的不同的可用技術，可以使用不同類型的材料來形成鍍覆終端。例如，可以使用金屬導體如鎳、銅、錫等等，以及適合的電阻導體(resistive conductor)或者半導電材料(例如依照可變電阻器技術提供的)，以及/或者這些不同材料的選定組合。
依照本發(fā)明的鍍覆終端由外露電極部分的位置來控制。由于鍍覆終端的形成由在窗口通道電容的選定周邊位置處的暴露鍍覆金屬的結構確定，這種現(xiàn)象稱為“自確定”。通過在電鍍液中加入減小電阻的添加劑(resistance-reducing additives)，進一步保證鍍覆材料的完全鍍層匯聚和粘結。另一種用于提高形成鍍覆終端的金屬沉積的附著的方法是隨后根據(jù)諸如烘烤、激光照射、紫外線照射、微波照射、電弧焊等技術來對元件進行加熱。
外部終端44和46聯(lián)接與過渡層24的電極部分的連接將兩個對置的終端匯集到單一一個平面上。從而，通過聯(lián)接于一個或多個(各)過渡層的相應電極部分，可以實現(xiàn)和電容40所有有效部分的電連接。參見附圖2A和2B，多個第一窗口32提供了通向(各)第一過渡層電極部分26的外露通道，多個第二窗口34提供了通向(各)第二過渡層電極部分28的外露通道。盡管只示出了每個多個窗口32和34中的兩個窗口，但應該理解，可以設置更多或更少的窗口來露出過渡層24的電極部分。窗口也可以重新布置以適應部件安裝其上的基底上的一特定組觸點。
覆蓋層30上形成的窗口32和34也可以看作是其上形成有窗口通道48的陶瓷焊壩(ceramic solder dam)。圖5是第一例示性電容器40的一部分的詳細視圖，顯示了在覆蓋層30上形成的窗口32a。應該理解，針對窗口32a的討論同樣適用于本發(fā)明的其他窗口和窗口通道。覆蓋層30的例示性厚度50大約為35微米，而窗口32a的例示性寬度52大約為5密耳(127微米)。
還是參照附圖5，在窗口32a(以及其他窗口)上可以形成窗口通道，以形成過渡層24的電極部分26的外露部分的終端。窗口通道48可以包括單一終端層或者多層終端層，每一層特征體現(xiàn)在各種材料組成和/或者規(guī)定的厚度。窗口通道48的一個特定實例包括第一銅鍍層54，第二鎳鍍層56和第三錫鍍層58。窗口通道48的另一個例子包括第一金屬鍍層，第二電阻聚合材料(resistor-polymeric material)鍍層，和一另外的例如由錫或銅制成的第三金屬層。窗口通道48的再一個例子包括第一金屬鍍層和第二電阻合金(resistive alloy)鍍層。
此種鍍覆的多層窗口通道可以根據(jù)“鍍覆終端”技術形成，該技術在前面結合第一和第二外部終端44和46已經(jīng)說明。應該理解，任何種類的材料都可以用來形成窗口通道48，這仍然在本發(fā)明的精神范圍內(nèi)。還應該進一步理解，如上一段落中所討論的，這里所用的具體例示性多層窗口通道結構和材料的各個方面也可以用在外部終端44和46的一些實施例中。
圖4A和4B顯示了沿著圖3中A-A線截取的第一例示性窗口通道電容器40的相應改型的截面圖，其附帶有如圖5中所示的例示性窗口通道，并且還另外附帶有根據(jù)本技術的焊珠。附圖4a顯示了針對圖2a中的實施例40a所展示的層狀結構的附加方面，圖4b顯示了針對圖2b中的實施例40b所展示的層狀結構的附加方面。焊珠60，例如一個C4焊接凸起，可以放置在由覆蓋層30上形成的錫鍍層58形成的相應接觸區(qū)(或者其他上部窗口通道表面)上。各焊珠60可以隨后予以重熔以形成球柵陣列(BGA)接觸結構。
圖6A至6E分別顯示了用在第二例示性窗口通道電容140中的各例示性相繼層的頂視圖，如圖7A和7B中所示。由于關于該第二例示性實施例140所述的元件和第一例示性實施例40的元件相似，類似的附圖標記但是都加上“100”，就用來表示相似的元件。例如，第一實施例40中附圖標記為20的元件將在這一不同實施例中用附圖標記120來表示。本申請中針對第一實施例40所涉及的各個方面適用于第二實施例140。
為此，圖6A顯示了例示性的底層142，其包括一介電材料板。圖6B顯示了例示性的第一層110，包括部分被第一電極板114覆蓋的介電材料板112a。第一電極板114的部分最好伸向介電材料(dielectric material)板112a的選定邊緣。電極板114可以包括一個帶有電極翼片115的主體部分，翼片從主體部分伸向介電板112a的選定邊緣。圖6C顯示了一個例示性的第二層118，其包括一個被第二電極板120部分地覆蓋的介電材料板112b。第二電極板120的各部分最好在與第一電極板114所伸向的部位不對準的位置處伸向介電板112b的選定邊緣。電極板120可以包括一個帶有電極翼片119的主體部分，翼片從主體部分伸向介電板112b的選定邊緣。
還是參照本發(fā)明窗口通道電容的第二例示性的實施例，圖6D顯示了一個例示性過渡層124，其包括一個被過渡層電極部分部分地覆蓋的介電材料板112C。第一過渡層電極部分126和多個第一支撐翼片部分(anchor tabportion)127最好在與第一電極板114和其翼片115相同的位置處對準。通過在與第一過渡層電極部分126和第一多個支撐翼片127沿著過渡層124邊緣暴露的位置相同的位置將第一電極板114和翼片115沿著第一層110的邊緣暴露，外部終端可以用來將過個這樣的層連接起來。同樣地，第二過渡層電極部分128和多個第二支撐翼片129最好在與第二電極板120和其翼片119相同的位置處對準。通過在與第二過渡層電極部分128和第二多個支撐翼片129沿著過渡層124的邊緣暴露的位置相同的位置將第二電極板120和翼片119沿著第二層118的邊緣露，外部終端可以用來將多個這樣的層連接起來。在本發(fā)明的一些實施例中，支撐翼片127和129分別大約10密耳長和大約15密耳寬。
圖6E提供了一個例示性的覆蓋層130，用在本發(fā)明第二例示性的窗口通道電容的實施例140中。覆蓋層130包括一個介電材料板112d，其上形成有第一多個窗口132a至132d(以后統(tǒng)稱為132)，以及第二多個窗口134a至134d(以后統(tǒng)稱為134)。第一多個窗口132提供了通向第一過渡層電極部分126和多個第一支撐翼片127的外露通道。第二多個窗口134提供了通向第二過渡層電極部分128和多個第二支撐翼片129的外露通道。雖然兩個集合體132和134分別只示出了四個窗口，但應該理解為可以提供更多或更少的窗口來暴露過渡層124的電極部分。
圖6A至圖6E中所示的各層以確定的疊層結構疊放成層，如同圖2A和2B中所示的分解層疊的情形。至少一個底層142、多個交替的第一層110和第二層118、一個過渡層124和一個覆蓋層130可以疊在一起，以形成圖7A和7B中的第二例示性的實施例140。每相鄰層對110和118的電極板114和120形成相對的有效電容器板。取代底層142，可以利用另一過渡層124和覆蓋層130形成一個更對稱的部件。在形成并燒結好這種疊層式結構后，可以進行內(nèi)部電極板、過渡層電極部分和支撐翼片的端接。
如圖7A和7B所示，電容的第二個實施例140可以在多層裝置的選定側進行端接，以將第一極性的所有電極連接在一起，同樣地，將所有的相對極性電極也連接在一起。外部終端144最好將各電極114的選定的外露部分連接到第一過渡層電極部分126。外部終端145a和145b、以及電容140相對側上的另外兩個外部終端(圖7B中未示出)最好將各電極板114的另外外露部分(即電極翼片115)連接到過渡層支撐翼片127。外部終端146最好將電極板120的選定的外露部分連接到第二過渡層電極部分128。外部終端147a和147b、以及電容140相對側上的另外兩個外部終端(圖7B中未示出)最好將各電極板120的另外外露部分(即電極翼片119)連接到過渡層支撐翼片129。外部終端144和146可以用于電測試，由此簡化了測試過程。此外，它們也可以提供與窗口中暴露的電極表面的簡單接觸，因此，它們可以被電鍍。
還是參照附圖7A和7B，外部終端144，146，145a，145b，147a和147b與過渡層124的各電極部分的連接將兩個相對的終端匯集到單一一個平面上。從而，與電容器140所有有效部分(active portion)的電聯(lián)接可以通過與過渡層124的各個電極部分的連接實現(xiàn)。此種電連接也可通過窗口132和134上形成的窗口通道148實現(xiàn)。如前面所述，根據(jù)本技術形成的窗口通道可以利用材料的任意組合以及任意規(guī)定的厚度來形成。窗口通道148可以基本上對應于一個其上可以設置和回焊焊珠160的可焊圓墊。從而，焊珠160可以在用BGA安裝特性端接電容器140的同時實現(xiàn)對于窗口通道電容140的所有有效部分的電連接。
圖7A顯示了本發(fā)明第二例示性窗口通道電容器的實施例140的例示性的尺寸。在一些實施例中，電容140可以是如下的特征，厚度170大約40密耳，寬度172大約80密耳，長度174大約120密耳。相鄰的窗口通道148之間的例示性寬度節(jié)距176可以大約是60密耳，相鄰的窗口通道148之間的例示性長度節(jié)距178可以是大約30密耳。
圖8A至8E分別顯示了用于圖9A和9B所示的第三例示性的窗口通道電容240中各例示性相繼層的頂視圖。由于關于第三例示性實施例240的元件和關于第一例示性實施例40和第二例示性實施例140的元件相似，相近的附圖標記但是都加上“200”就用來表示相似的元件。例如，第一實施例40中附圖標記為20的元件，在第三實施例中用附圖標記220來表示。針對第一實施例40和/或第二實施例140所述及的本發(fā)明的特征同樣適用于第三實施例240。
為此，圖8A顯示了例示性的底層242，其包括介電材料板。圖8B顯示了例示性的第一層210，包括部分地被第一電極板214覆蓋的介電材料板212a。第一電極板214的各部分最好延伸到介電材料板212a的選定邊緣。電極板214可以包括一個帶有電極翼片215的主體部分，翼片從主體部分延伸到介電板212a的選定邊緣。圖8C顯示了一個例示性的第二層218，其包括一個被第二電極板220部分地覆蓋的介電材料板212b。第二電極板220的各部分最好在與第一電極板214各部分所伸向的部位不對準的位置處延伸到介電板212b的選定邊緣。電極板220可以包括一個帶有電極翼片219的主體部分，翼片從主體部分延伸到介電板212b的選定邊緣。
還是參照本發(fā)明窗口通道電容的第三例示性實施例240，圖8D顯示了一個例示性過渡層224，其包括一個被過渡層電極部分部分地覆蓋的介電材料板212C。第一過渡層電極部分226可以在形狀上基本上類似于第一電極板214。通過在與第一過渡層電極部分226沿著過渡層224的邊緣暴露的位置相同的位置將每一第一電極板214和翼片215沿著第一層210的邊緣暴露，外部終端可以用來將多個這樣的層連接起來。
進一步參照圖8D中的例示性的過渡層224，介電板212C上形成有可暴露下面的第二層218的電極板220的各部分的過渡層窗口225。
圖8E提供了一個例示性的覆蓋層230，用在本發(fā)明第二例示性的窗口通道電容的實施例240中。覆蓋層230包括一個介電材料板212d，分別形成有第一多個窗口232a至232d(以后統(tǒng)稱為232)，以及第二多個窗口234a至234d(以后統(tǒng)稱為234)。第一多個窗口232提供了通向第一過渡層電極部分226的外露通道。第二多個窗口234與過渡層224的窗口225相結合提供了通向頂部第二層218的頂部第二電極板220的外露通道。雖然相應集合體225、232和234分別只示出了四個窗口，但應該理解為可以提供更多或更少的窗口來暴露過渡層224和第二層218的各電極部分。而且，這些窗口可以進行調整以適應部件安裝其上的基底的特定形式。
圖8A至圖8E中所示的各層有待以特定的疊放結構成層疊放，圖9A和9B中示出一實例。至少一個底層242，多個交替的第一層210和第二層218，一個過渡層224和一個覆蓋層230可以疊在一起，形成圖9A和9B中的第三例示性的實施例240。每相鄰層對210和218的電極板214和220形成相對的有效電容器板。此種第一和第二層最好各自以相等的數(shù)量設置，使得第二層218設置在頂部，從而過渡層224和覆蓋層230的隨后設置暴露出對其進行電聯(lián)接的適當電極部分。
雖然沒有圖示，但是可以理解，替代底層242，可以利用另一過渡層224和覆蓋層230來形成一個比圖9B中更對稱的部件(如在例示性實施例40b中那樣)。
在形成并燒結分別在圖8A至8E中所示各層的疊層結構后，可以進行內(nèi)部電極板和過渡層電極部分的端接(termination)。第三電容器實施例240可以在多層裝置的選定側用外部終端(未示出)進行端接，所述終端將第一極性的所有電極連接在一起，并且類似地將相反極性的所有電極連接到一起。窗口通道于是可以為電容240提供附加的終端特性。雖然按照第三例示性實施例240選定的此種窗口通道可以伸過兩層中的窗口，但是所形成的電容240特征為相對低的感應終端和低的總體ESL。
還是參照附圖9A和9B，因此，通過連接于頂部第二層218和過渡層224的各個電極部分，可以實現(xiàn)電容器240的所有所有有效部分的電連接。此種電連接可通過窗口通道248a和248b實現(xiàn)。窗口通道248a最好穿過窗口232伸向過渡層電極部分226，而窗口通道248b最好穿過窗口234和下面的窗口235伸向頂部第二電極板220。如前面所述，根據(jù)本發(fā)明形成的窗口通道可以利用材料的任意組合以及以任意規(guī)定厚度形成。如圖9B中所示，焊珠260可以被回焊(reflowed)到通道248a和248b的選定端，從而在用BGA安裝技術端接電容240的同時形成窗口通道電容240的所有有效部分的電連接。
雖然已經(jīng)用特別的實施例詳細地描述了本發(fā)明，但是可以知道，本領域的技術人員在理解了前面的技術的基礎上，會對本技術作出適當?shù)母淖?。因此，本發(fā)明的范圍由實施例來限定，并且本發(fā)明并不排除適當?shù)母倪M、變化，以及其他的對本領域普通技術人員來說是顯而易見的補充。
權利要求
1.一種多層電子器件，包括多個介電層；多個電極層，其與所述多個介電層中選定的相交錯，以形成多層結構，所述多層結構由第一和第二相對表面以及多個側表面限定；至少一個相應的第一和第二過渡層電極部分，其設置在所述多層結構的第一表面上；覆蓋層，其設置在所述至少一個相應的第一和第二過渡層電極部分上，所述覆蓋層形成為限定了多個開口，通過該開口暴露出所述至少一個相應的第一和第二過渡層電極部分中的一部分；至少一個第一外部終端，其沿著多層結構的選定側表面形成，并且將所述電極層中選定的和所述至少一個第一過渡層電極部分電連接；以及至少一個第二外部終端，其沿著多層結構的選定側表面形成，并將所述電極層中選定的和所述至少一個第二過渡層電極部分電連接。
2.如權利要求1所述的多層電子器件，其中，所述多個電極層和所述至少一個相應的第一和第二過渡層電極部分分別包括多個電極翼片，該翼片延伸到所述多層結構的選定側表面，并沿該選定的側表面暴露出來，其中，所述至少一個第一外部終端將來自至少一個第一過渡層電極部分和電極層中選定的電極層的選定的電極翼片電連接，并且，所述至少一個第二外部終端將來自至少一個第二過渡層電極部分和電極層中選定的電極層的選定的電極翼片電連接。
3.如權利要求1所述的多層電子器件，其中，所述至少一個相應的第一和第二過渡層電極部分大致為U形或矩形。
4.如權利要求1所述的多層電子器件，其中，所述多個介電層中的若干個設置在所述多層結構的第二表面上。
5.如權利要求1所述的多層電子器件，還包括形成在由所述覆蓋層限定的開口中的多個通道終端。
6.如權利要求5所述的多層電子器件，還包括連接到所述多個通道終端中選定的通道終端上的焊珠。
7.如權利要求5所述的多層電子器件，其中，所述多個通道終端包括金屬材料的第一層、電阻-聚合材料的第二層、以及金屬材料的第三層。
8.如權利要求5所述的多層電子器件，其中，所述多個通道終端包括多層不同的金屬材料，其中所述多層中選定的層由無電極電鍍(electrolessplating)形成。
9.如權利要求5所述的多層電子器件，其中，所述多個通道終端中選定的終端、所述至少一個第一外部終端和所述至少一個第二外部終端直接鍍到暴露出的電極部分上。
10.如權利要求1所述的多層電子器件，其中，所述電極層中選定的電極層以及至少一個相應的第一和第二過渡層電極部分包括氧化釕，使得多層電子器件以預定量的等效串聯(lián)電阻為特征。
11.如權利要求1所述的多層電子器件，其中，所述至少一個第一和第二外部終端沿著多層電子器件中相應的選定側表面的基本整個尺寸延伸，并環(huán)繞到與所述相應的選定側表面相鄰的至少一個表面上。
12.如權利要求1所述的多層電子器件，還包括至少一個附加的相應第一和第二過渡層電極部分，其設置在所述多層結構的第二表面上；附加的覆蓋層，其設置在所述至少一個附加的相應第一和第二過渡層電極部分上，所述附加的覆蓋層形成為限定多個開口，通過該開口來暴露出所述至少一個附加的相應第一和第二過渡層電極部分中的一部分；其中，所述至少一個外部終端電連接所述電極層中選定的電極層、設置在所述多層結構的第一表面上的所述至少一個第一過渡層電極部分、以及設置在所述多層結構的第二表面上的所述至少一個附加第一過渡層電極部分；和所述至少一個第二外部終端電連接所述電極部分層中選定的電極部分層、設置在所述多層結構的第一表面上的所述至少一個第二過渡層電極部分、以及設置在所述多層結構的第二表面上的所述至少一個附加第二過渡層電極部分。
13.如權利要求12所述的多層電子器件，還包括形成在由所述覆蓋層限定的開口中以及形成在由所述附加的覆蓋層限定的開口中的多個通道終端。
14.如權利要求13所述的多層電子器件，還包括連接到多個通道終端中選定的通道終端上的焊珠。
15.一種多層電容器，包括多個介電層；相應的多個第一和第二電極層，它們與所述多個介電層中選定的介電層相交錯，從而形成多層組件，所述多層組件由最頂層和最底層以及多個相鄰的側表面限定；至少一個第一通道終端，其通過所述多層組件的最頂層設置，并電連接到所述第一電極層之一上；至少一個第二通道終端，其通過所述多層組件的最頂層設置，并電連接到所述第二電極層之一上；至少一個第一外部終端，其沿著所述多層組件的選定側表面設置，并電連接所述多個第一電極層；以及至少一個第二外部終端，其沿著所述多層組件的選定側表面設置，并電連接所述多個第二電極層。
16.如權利要求15所述的多層電容器，其中，所述多個第一電極層中每一個分別包括多個電極翼片，該電極翼片延伸到所述多層組件的選定側表面并沿該選定側表面暴露出來，所述至少一個第一外部終端電連接來自多個第一電極層的選定的電極翼片，所述至少一個第二外部終端電連接來自多個第二電極層的選定的電極翼片。
17.如權利要求15所述的多層電容器，其中，所述多層組件的最底層包括所述多個介電層中的若干個。
18.如權利要求15所述的多層電容器，還包括多個焊珠，該焊珠連接到所述至少一個第一通道終端上并連接到所述至少一個第二通道終端上。
19.如權利要求15所述的多層電容器，其中，所述至少一個第一通道終端、所述至少一個第二通道終端、所述至少一個第一外部終端以及所述至少一個第二外部終端中選定的終端包括金屬材料的第一層、電阻-聚合材料的第二層、以及金屬材料的第三層。
20.如權利要求15所述的多層電容器，其中，所述至少一個第一通道終端、所述至少一個第二通道終端、所述至少一個第一外部終端以及所述至少一個第二外部終端中選定的終端包括多層不同的金屬材料，所述多層中選定的層由電鍍技術形成。
21.如權利要求15所述的多層電容器，其中，所述第一和第二電極層中選定的電極層包括氧化釕，使得多層電容器以預定量的等效串聯(lián)電阻為特征。
22.如權利要求1所述的多層電容器，其中，所述至少一個第一和第二外部終端沿著所述多層電容器的相應的選定側表面的基本整個尺寸延伸，并且環(huán)繞到與所述相應的選定側表面相鄰的至少一個表面上。
23.一種多層電容器，包括多個第一層，每個第一層具有一片介電材料，該介電材料橫向由邊緣界定，并局部由第一電極板覆蓋；多個第二層，每個第二層具有一片介電材料，該介電材料橫向由邊緣界定，并局部由第二電極板覆蓋；所述第一和第二層交替疊置成多層組件，使得相鄰的第一和第二電極板形成對置的電容器板，所述多層組件以第一和第二相對表面以及多個側表面為特征；過渡層，其包括一片介電材料以及至少一個相應的第一和第二過渡層電極部分，第一和第二過渡層電極部分設置在該片介電材料上，所述過渡層設置在所述多層組件的第一表面上；以及覆蓋層，其設置在所述過渡層上，所述覆蓋層形成為限定多個開口，通過該開口來暴露出所述至少一個相應的第一和第二過渡層電極部分中的一部分；其中，所述第一電極板和所述至少一個第一過渡層電極部分沿著多層組件的選定側表面以至少一基本線性對齊的方式暴露出來，使得所述第一電極板和所述至少一個第一過渡層電極部分由至少一個第一外部終端連接；和所述第二電極板和所述至少一個第二過渡層電極部分沿著多層組件的選定側表面以至少一基本線性對齊的方式暴露出來，使得所述第二電極板和所述至少一個第二過渡層電極部分由至少一個第二外部終端連接。
24.如權利要求23所述的多層電容器，其中，所述至少一個相應的第一和第二過渡層電極部分中的每一個大致為U形或矩形。
25.如權利要求23所述的多層電容器，還包括設置在所述多層組件的第二表面上的至少一個介電片。
26.如權利要求23所述的多層電容器，還包括形成在由所述覆蓋層限定的開口內(nèi)的多個通道終端。
27.如權利要求26所述的多層電容器，還包括連接到多個通道終端中選定的通道終端上的焊珠。
28.如權利要求26所述的多層電容器，其中，所述多個通道終端包括金屬材料的第一層、電阻-聚合材料的第二層、以及金屬材料的第三層。
29.如權利要求26所述的多層電容器，其中，所述多個通道終端包括多層不同的金屬材料，所述多層中選定的層由電鍍形成。
30.如權利要求23所述的多層電容器，其中，所述第一和第二電極板中選定的電極板以及所述至少一個相應的第一和第二過渡層電極部分包括氧化釕，使得多層電容器以預定量的等效串聯(lián)電阻為特征。
31.如權利要求23所述的多層電容器，其中，所述至少一個第一和第二外部終端沿著所述多層電容器中相應的選定側表面的基本整個尺寸延伸，并環(huán)繞到與所述相應的選定側表面相鄰的至少一個表面。
32.如權利要求23所述的多層電容器，還包括附加的過渡層，其包括一片介電材料、以及至少一個相應的附加第一和第二過渡層電極部分，其中第一和第二過渡層電極部分設置在該片介電材料上，所述附加的過渡層設置在所述多層組件的第二表面上；以及附加的覆蓋層，該覆蓋層設置在所述附加的過渡層上，所述附加的覆蓋層形成為限定了多個開口，通過該開口來暴露出所述至少一個相應的附加第一和第二過渡層電極部分中的一部分；其中，所述至少一個第一外部終端電連接每個所述第一電極板、所述至少一個第一過渡層電極部分和所述至少一個附加第一過渡層電極部分；以及所述至少一個第二外部終端電連接每個所述第二電極板、所述至少一個第二過渡層電極部分、以及所述至少一個附加第二過渡層電極部分。
33.如權利要求23所述的多層電容器，還包括多個通道終端，其形成在由所述覆蓋層限定的開口中并形成在由所述附加的覆蓋層限定的開口中。
34.如權利要求33所述的多層電容器，還包括多個焊珠，其連接到多個通道終端中選定的通道終端上。
全文摘要
一個窗口通道電容，包括一個由至少一個底層，多個第一和第二層，一個過渡層和一個覆蓋層堆疊起來的多層結構。另一種可選擇的窗口通道電容，包括一個由位于一頂部窗口層和頂部覆蓋層下面的一個底部窗口層，一個底部過渡層，多個第一和第二層堆疊起來的多層結構。每個第一和第二層最好是其上形成有第一和第二電極板的介電材料板。相鄰的第一和第二電極板在此多層結構中形成對應的有源電容板。每個第一和第二電極板區(qū)延伸到并且在窗口通道電容的周圍選定邊上暴露。每個過渡層的電極部分在和第一第二電極板相似的位置對準，以至于外部終端可以將所有選定的第一多個電極部分連接在一起，并且把所有的多個相對電極連接在一起。在一些實施例中，外部終端與過渡層電極部分的聯(lián)接使得兩個相對的終端處于同一個平面上。在覆蓋層的窗口中形成窗口通道，從而可以和窗口通道電容的有源元件產(chǎn)生低感應電連接。在該窗口通道上可以適用焊珠，形成一個適合用BGA裝配技術的電容。
文檔編號H05K3/34GK1497624SQ20031010155
公開日2004年5月19日 申請日期2003年10月8日 優(yōu)先權日2003年10月8日
發(fā)明者安德魯·里特, 約翰·高爾瓦格尼, 賈森·麥克尼爾, 安德魯 里特, 高爾瓦格尼, 麥克尼爾 申請人:阿維科斯公司