DE19847946A1 - Multilayer circuit board, with an integrated capacitor, comprises a first planar aluminum insert electrode bearing an aluminum oxide layer as an insulating interlayer - Google Patents
Multilayer circuit board, with an integrated capacitor, comprises a first planar aluminum insert electrode bearing an aluminum oxide layer as an insulating interlayerInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Mehrlagen-Leiterplatte mit integriertem Kondensator, der eine erste flächenhafte Elektrode aus Metall, eine isolierende Zwischenschicht aus einem Oxid desselben Metalls und eine zweite flächenhafte Elektrode aus einem weiteren Metall aufweist.The invention relates to a multilayer printed circuit board with integrated capacitor, which is a first areal Electrode made of metal, an insulating intermediate layer an oxide of the same metal and a second sheet Has electrode made of another metal.
Eine Mehrlagen-Leiterplatte dieser Art ist aus der US-Patent schrift 5,745,334 bekannt. Bei dieser Mehrlagen-Leiterplatte ist ein integrierter Kondensator in der Weise gebildet, daß bei der Herstellung der Mehrlagen-Leiterplatte eine erste flächenhafte Elektrode als Schicht aus Tantal oder Hafnium auf eine auf einer Isolierschicht der Leiterplatte befind liche Kupferschicht aufgebracht ist; auf die Schicht aus Tantal oder Hafnium ist eine Zwischenschicht aus Tantal- oder Hafniumoxid aufgetragen, die ihrerseits von einer Kupfer schicht bedeckt ist. Diese zweite Kupferschicht bildet eine zweite flächenhafte Elektrode des integrierten Kondensators, während die Zwischenschicht das Dielektrikum darstellt. Außen auf der zweiten Kupferschicht befindet sich eine weitere Iso lierschicht der Mehrlagen-Leiterplatte.A multilayer printed circuit board of this type is from the US patent publication 5,745,334. With this multi-layer circuit board is an integrated capacitor formed in such a way that a first in the production of the multilayer printed circuit board flat electrode as a layer of tantalum or hafnium on one on an insulating layer of the circuit board Liche copper layer is applied; on the layer Tantalum or hafnium is an intermediate layer made of tantalum or Hafnium oxide applied, which in turn from a copper layer is covered. This second copper layer forms one second flat electrode of the integrated capacitor, while the intermediate layer is the dielectric. Outside there is another iso on the second copper layer layer of the multilayer circuit board.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mehrlagen-Lei terplatte vorzuschlagen, in die sich mit vergleichsweise ge ringem Aufwand ein Kondensator integrieren läßt.The invention has for its object a multi-layer lei to propose terplatte in which with comparatively ge can integrate a capacitor with little effort.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Mehrlagen-Leiter platte der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß die erste flächenhafte Elektrode eine Aluminiumeinlage, die eine Alumi niumoxidschicht als isolierende Zwischenschicht trägt. To solve this task is a multi-layer ladder plate of the type specified according to the invention the first planar electrode an aluminum insert that an aluminum nium oxide layer as an insulating intermediate layer.
Es ist zwar aus der US-Patentschrift 5,155,655 eine Mehrla gen-Leiterplatte mit Integriertem Kondensator bekannt, bei dem die beiden flächenhaften Elektroden aus dünnen Aluminium blechen bestehen können, jedoch ist bei diesem integrierten Kondensator als Zwischenschicht bzw. Dielektrikum ein Mate rial aus einem gewebten Stoff mit Harz verwendet.Although it is a Mehrla from US Pat. No. 5,155,655 gene circuit board with integrated capacitor known, at the two flat electrodes made of thin aluminum sheets can exist, but this is integrated Capacitor as an intermediate layer or dielectric is a mate rial made of a woven fabric with resin.
Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Mehrlagen- Leiterplatte besteht darin, daß sie vergleichsweise einfach hergestellt werden kann. Dies ist darin begründet, daß die erste flächenhafte Elektrode eine Aluminiumeinlage ist, auf der durch Oxidation eine Aluminiumoxidschicht gebildet ist. Es bedarf daher bei der erfindungsgemäßen Mehrlagen-Leiter platte keiner zusätzlichen leitenden Schicht als Tragkörper für die erste flächenhafte Elektrode. Es entfällt somit ein entsprechender Fertigungsschritt.A major advantage of the multilayer Printed circuit board is that it is comparatively simple can be manufactured. This is because the first flat electrode is an aluminum insert an aluminum oxide layer is formed by oxidation. It is therefore necessary for the multi-layer ladder according to the invention plate no additional conductive layer as a supporting body for the first flat electrode. It is therefore not necessary corresponding manufacturing step.
Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die erste flächenhafte Elektrode eine Aluminiumplatte ist. Diese Alumi niumplatte trägt nicht nur zur mechanischen Stabilität der Mehrlagen-Leiterplatte bei, sondern bildet aufgrund ihres verhältnismäßig großen Querschnitts einen geringen Wider stand, wodurch die im Vergleich zum Kupfer geringere Leitfä higkeit des Aluminiums im wesentlichen kompensiert wird.It is considered particularly advantageous if the first flat electrode is an aluminum plate. This alumi nium plate not only contributes to the mechanical stability of the Multilayer circuit board, but forms due to their relatively large cross-section has a slight cons stood, whereby the lower in comparison to the copper ability of the aluminum is essentially compensated.
Ferner wird es als sehr vorteilhaft erachtet, wenn sich auf der Aluminiumoxidschicht eine Schicht aus einem hochdielek trischen Material befindet. Bei diesem Material kann es sich um ein Titanat, beispielsweise um Barium-Strontium-Titanat (Ba 0,5 Sr 0,5 Ti 0,3), oder um ein hochdielektrisches Poly mer handeln, wie es in dem Buch Ku/Liepins, "Electrical Properties of Polymers", Hanser Publishers auf den Seiten 36 und 37 beschrieben ist. Das Titanat steht als Pulver zur Ver fügung und kann daher z. B. mittels Sputtern auf die Alumini umoxidschicht aufgebracht werden, wodurch diese in vorteil hafter Weise unter weitgehender Schließung ihrer Poren ver siegelt wird. Die Verwendung der hochdielektrischen Materia lien verbessert die EMV (elektromagnetische Verträglichkeit) -Eigenschaft der Mehrlagen-Leiterplatte und trägt wegen der starken Zunahme der elektrischen Verluste ab ca. 1 MHz bei entsprechend eingesetzten Leiterplatten zur Dämpfung von Strukturresonanzen bei.Furthermore, it is considered to be very beneficial if on the aluminum oxide layer is a layer made of a highly dielectric tric material. This material can be a titanate, for example barium strontium titanate (Ba 0.5 Sr 0.5 Ti 0.3), or a high dielectric poly act as described in Ku / Liepins, "Electrical Properties of Polymers ", Hanser Publishers on pages 36 and 37. The titanate is available as a powder addition and can therefore z. B. by sputtering on the alumini umoxidschicht be applied, making this advantageous in a way that largely closes their pores is sealed. The use of high dielectric materials lien improves EMC (electromagnetic compatibility) -Property of the multilayer circuit board and contributes because of strong increase in electrical losses from about 1 MHz Correspondingly used circuit boards for damping Structural resonances at.
Zur Erläuterung der Erfindung ist in der Figur ein Schnitt durch einen Ausschnitt aus einem Ausführungsbeispiel der er findungsgemäßen Mehrlagen-Leiterplatte dargestellt.To explain the invention is a section in the figure through a section of an embodiment of the multi-layer printed circuit board according to the invention.
Die Figur zeigt eine Mehrlagen-Leiterplatte 1, die unter an derem mit einer Aluminiumplatte 2 versehen ist. Die Alumini umplatte 2 trägt sowohl auf ihrer Oberseite 3 als auch auf ihrer Unterseite 4 eine Aluminiumoxidschicht 5 bzw. 6.The figure shows a multilayer printed circuit board 1 , which is provided with an aluminum plate 2 at the bottom. The aluminum umplatte 2 carries both on its top 3 and on its bottom 4 an aluminum oxide layer 5 and 6th
Auf den von der Aluminiumplatte 2 abgewandten Seiten der Alu miniumoxidschicht 5 bzw. 6 befinden sich Kupferschichten 7 bzw. 8. Die Aluminiumplatte 2 bildet eine erste flächenhafte Elektrode und die Kupferschicht 7 bzw. 8 eine zweite flächen hafte Elektrode jeweils eines in der Mehrlagen-Leiterplatte 1 integrierten Kondensators, der als Dielektrium bzw. Zwischen schicht die Aluminiumoxidschicht 5 bzw. 6 aufweist. Auf die Kupferschichten bzw. zweiten flächenhaften Elektroden 7 und 8 sind Schichten 9 und 10 aus Isolierstoff aufgetragen, an die sich in der Figur nach oben bzw. nach unten weitere leitende Schichten mit weiteren isolierenden Schichten anschließen können, wie es bei Mehrlagen-Leiterplatten üblicherweise der Fall ist.Copper layers 7 and 8 are located on the sides of the aluminum oxide layer 5 and 6 facing away from the aluminum plate 2 . The aluminum plate 2 forms a first planar electrode and the copper layer 7 or 8 a second planar electrode each of a capacitor integrated in the multilayer circuit board 1 , which has the aluminum oxide layer 5 or 6 as a dielectric or intermediate layer. Layers 9 and 10 of insulating material are applied to the copper layers or second two-dimensional electrodes 7 and 8 , to which further conductive layers with further insulating layers can be connected upwards or downwards in the figure, as is usually the case with multilayer printed circuit boards Case is.
Um die erste flächenhafte Elektrode in Form der Aluminium platte 2 zu kontaktieren, ist sowohl in der Isolierschicht 9, als auch in der die zweite flächenhafte Elektrode bildenden Kupferschicht 7 und der Aluminiumoxidschicht 5 jeweils ein Durchgangsloch vorgesehen, das mit einem leitfähigen Mate rial, vorzugsweise einem Lot, zur Bildung eines elektrischen Anschlußelementes 11 ausgefüllt ist. Dabei ist darauf geach tet, daß das Anschlußelement 11 isoliert von der zweiten flä chenhaften Elektrode 7 verläuft. Ein weiteres Anschlußelement 12 ist durch ein Durchgangsloch in der Isolierschicht 9 bis zu der zweiten flächenhaften Elektrode bzw. Kupferschicht 7 geführt, wodurch dort eine galvanische Kontaktstelle gebildet ist.In order to contact the first sheet-like electrode in the form of the aluminum plate 2 , a through hole is provided both in the insulating layer 9 and in the copper layer 7 forming the second sheet-like electrode and the aluminum oxide layer 5 , which has a conductive material, preferably one Solder is filled to form an electrical connection element 11 . Care is taken to ensure that the connecting element 11 runs insulated from the second flat electrode 7 . Another connection element 12 is guided through a through hole in the insulating layer 9 to the second flat electrode or copper layer 7 , whereby a galvanic contact point is formed there.
Soll in der Mehrlagen-Leiterplatte 1 ein weiterer Kondensator in integrierter Form gebildet werden, dann ist ein dem weite ren Anschlußelement 12 entsprechendes Anschlußelement 13 von der Unterseite her durch eine weitere Isolierschicht 10 bis zur Kupferschicht 8 geführt.If a further capacitor is to be formed in integrated form in the multilayer printed circuit board 1 , then a connecting element 13 corresponding to the wide ren connecting element 12 is guided from the underside through a further insulating layer 10 to the copper layer 8 .
Claims (3)
- - eine erste flächenhafte Elektrode aus Metall,
- - eine isolierende Zwischenschicht aus einem Oxid desselben Metalls und
- - eine zweite flächenhafte Elektrode aus einem weiteren Me tall aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß
- - die erste flächenhafte Elektrode eine Aluminiumeinlage (2) ist, die mindestens eine Aluminiumoxidschicht (4, 5) als isolierende Zwischenschicht trägt.
- a first flat electrode made of metal,
- - an insulating intermediate layer made of an oxide of the same metal and
- - Has a second flat electrode from a further Me tall, characterized in that
- - The first flat electrode is an aluminum insert ( 2 ) which carries at least one aluminum oxide layer ( 4 , 5 ) as an insulating intermediate layer.
- - die erste flächenhafte Elektrode eine Aluminiumplatte (2) ist.
- - The first flat electrode is an aluminum plate ( 2 ).
- - sich auf der Aluminiumoxidschicht eine Schicht aus einem hochdielektrischen Material befindet.
- - There is a layer of a high dielectric material on the aluminum oxide layer.
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