DE69030260T2

DE69030260T2 - Kondensatorlaminat für halbleiterkarte

Info

Publication number: DE69030260T2
Application number: DE69030260T
Authority: DE
Inventors: James Howard; Gregory Lucas
Original assignee: Zycon Corp
Current assignee: Hadco Santa Clara Inc
Priority date: 1989-08-23
Filing date: 1990-08-22
Publication date: 1997-10-30
Anticipated expiration: 2010-08-23
Also published as: CA2064784C; AU6348590A; DE69030260D1; JP2738590B2; WO1991002647A1; KR100227528B1; ATE150611T1; ES2103275T3; EP0487640A1; EP0487640B1; JPH05500136A; CA2064784A1; US5155655A; EP0487640A4

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kondensatorlaminat, das eine Schicht innerhalb einer kapazitiven Leiterplatte bildet, um eine kapazitive Funktion für eine große Anzahl von auf der Platte montierten oder ausgebildeten Vorrichtungen oder Bauelementen bereitzustellen, sowie Herstellungsverfahren dafür.

Hintergrund der Erfindung

Leiterplatten (PCBs = Printed Circuit Boards) sind seit langem als laminierte Strukturen ausgebildet worden, auf denen zur Verwendung bei einer breiten Vielfalt elektronischer Anwendungen eine große Anzahl von Vorrichtungen, wie beispielsweise integrierte Schaltungen montiert oder ausgebildet sind. Typischerweise sind diese Leiterplatten mit inneren Netz- und Erde-Ebenen oder leitenden Schichten ausgebildet worden, wobei die verschiedenen Vorrichtungen Leiterbahnen oder elektrische Verbindungen mit sowohl der Netz- und Erde-Ebene einschließen, um ihren Betrieb zu erleichtern, wie beispielsweise aus der EP-A-0 086 961 bekannt.
Bei der Entwicklung derartiger PCBs und der darauf angeordneten Vorrichtungen wurden wesentliche Anstrengungen unternommen, um Spannungsschwankungen auszugleichen, die zwischen den Netz- und Erde-Ebenen in den PCBs auftreten, insbesondere für empfindliche Vorrichtungen, wie integrierte Schaltungen, die auf der Plattenoberfläche montiert oder ausgebildet sind und zum Betrieb mit sowohl der Netz- und Erde-Ebene verbunden sind.
Die oben genannten Spannungsschwankungen werden gewöhnlich durch die ein- und ausschaltenden integrierten Schaltungen verursacht, wobei die Schwankungen zu einem Rauschen führen, das bei vielen Anwendungen unerwünscht und/oder unannehmbar ist.
Eine gebräuchliche Lösung für dieses Problem in der Vergangenheit war die Bereitstellung von oberflächlichen Kondensatoren, die in einigen Fällen unmittelbar mit den integrierten Schaltungen und in anderen Fällen in der Nähe der ausgewählten integrierten Schaltung mit den Netz- und Erde- Ebenen verbunden waren. In jedem Fall waren die oberflächlichen Kondensatoren auf der Oberfläche der PCB ausgebildet oder montiert und mit den jeweiligen Vorrichtungen oder integrierten Schaltungen verbunden, zum Beispiel entweder durch oberflächliche Leiterbahnen oder mittels durchkontaktierter Verbindungen.
Allgemein hat man gefunden, daß oberflächliche Kondensatoren wirkungsvoll sind, um die oben genannten unerwünschten Spannungsschwankungen zu verringern oder, mit anderen Worten, zu glätten. Jedoch sind Oberflächen- oder Bypasskondensatoren nicht bei allen Anwendungen immer wirkungsvoll gewesen. Zum Beispiel neigen die Kondensatoren selbst dazu, eine "Reaktion" der integrierten Schaltungen oder anderer Vorrichtungen zu beeinflussen, weil sie nicht nur einen Kapazitivwert sondern auch einen Induktivwert besitzen. Es ist selbstverständlich wohlbekannt, daß aufgrund von Strömen, die durch Leiter hindurchtreten, wie beispielsweise die Leiterbahnen oder Verbindungen, welche die Kondensatoren mit den Vorrichtungen oder Netz- oder Erde-Ebenen verbinden, eine Induktivität auftritt.
Wie oben angemerkt wurde, sind außerdem die integrierten Schaltungen oder anderen Vorrichtungen eine hauptsächliche Quelle von abgestrahlter Energie, die ein Rauschen aus Spannungsschwankungen in den integrierten Schaltungen erzeugt.
Bei solchen Vorrichtungen, die mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten oder Frequenzen arbeiten, werden gewöhnlich unterschiedliche Eigenschaften beobachtet. Dementsprechend müssen die PCBs und Vorrichtungsanordnungen sowie zugehörige Kondensatoren gewöhnlich so ausgelegt werden, daß eine notwendige Rauschunterdrückung sowohl bei einem Betrieb mit hoher und niedriger Geschwindigkeit sichergestellt ist.
In jedem Fall ist die Gestaltung von Leiterplatten und Vorrichtungsanordnungen zum Überwinden dieser Probleme dem Fachmann auf dem Gebiet der Entwicklung von Leiterplatten wohlbekannt. Zu Zwecken der vorliegenden Erfindung ist es ausreichend, zu erkennen, daß die Verwendung von oberflächlich montierten Kondensatoren, die einzeln mit den integrierten Schaltungen oder Vorrichtungen verbunden sind, die Komplexität und Herstellungskosten der PCBs wesentlich vergrößert und ihre Zuverlässigkeit in unerwünschter Weise beeinträchtigt.
Das Sisler-Konzept überwand das Problem einer Bereitstellung einzelner Oberflächenkondensatoren für eine große Anzahl von Vorrichtungen oder integrierten Schaltungen auf der PCB, indem es die PCB selbst zu einem kapazitiven Element machte, das imstande war, für die verschiedenen integrierten Schaltungen und/oder Vorrichtungen eine kapazitive Funktion bereitzustellen. Spezieller faßte das Sisler-Konzept die Ausbildung von einer oder mehr kapazitiven Schichten innerhalb der PCB ins Auge, wobei die leitenden Schichten auf den kapazitiven Schichten vorzugsweise die Netz- und Erde-Ebenen der PCB bilden.
Auf diese Weise wurde es möglich, die einzelnen Vorrichtungen und/oder integrierten Schaltungen durch ein einziges Paar Leiterbahnen oder Verbinder gemeinsam sowohl mit den Netz- und Erde-Ebenen sowie dem inneren kapazitiven Element der PCB zu verbinden.
Somit lieferte das Sisler-Konzept eine Anzahl von möglichen bedeutenden Vorteilen bei der PCB-Auslegung. Zuerst vermied es vollständig das Erfordernis der meisten, wenn nicht sämtlicher der oberflächlichen Kondensatoren auf der PCB. Mit der auch die Netz- und Erde-Ebenen für die PCB bildenden kapazitiven Schicht verringerte das Sisler-Konzept gleichzeitig die Anzahl der mit den integrierten Schaltungen und/oder Vorrichtungen verbundenen elektrischen Verbinder um ungefähr 50%.
Die Verringerung oder Beseitigung dieser Komponenten aus der PCB führte nicht nur zu einer Minimierung der Herstellungskomplexität und -kosten der PCB, sondern auch zu einer außerordentlichen Verbesserung ihrer Zuverlässigkeit. Außerdem machte die Entfernung der oberflächlichen Kondensatoren von der PCB entweder die Vorrichtungsanordnungen auf der PCB weniger dicht oder gestattete das Hinzufügen anderer oberflächlicher Vorrichtungen oder Schaltungen.
Um sämtliche der oben genannten signifikanten und erwünschten Vorteile zu erreichen, sah das Sisler-Konzept die Notwendigkeit vor, jeder der einzelnen Vorrichtungen und/oder integrierten Schaltungen lokalisierte Flächen oder Teile der inneren Kapazitätsschicht oder -schichten zuzuordnen. Somit sah das Sisler-Konzept die Notwendigkeit kapazitiver Schichten mit dielektrischen Schichten und leitenden Schichten mit außerordentlich geringer Dicke und/oder sehr hohen Dielektrizitätskonstanten vor, die allgemein jenseits der Fähigkeiten des existierenden Standes der Technik liegen.
Wegen der oben erörterten Auslegungsparameter sah das Sisler- Konzept eine Reihe von Ansätzen vor, um die notwendigen Kapazitivwerte zu erreichen. Zum Beispiel forderte das Sisler- Konzept sehr dünne dielektrische Schichten in der Größenordnung von nicht mehr als etwa 0,00125 cm (0,5 mils), und einem dielektrischen Material mit einer Dielektrizitätskonstante von bis zu 200.
Derartige Eigenschaften waren bei dielektrischen Materialien im existierenden Stand der Technik nicht verfügbar. Zusätzlich machte selbst in der Theorie die vorgesehene Notwendigkeit ultradünner kapazitiver Schichten die kapazitiven Schichten auch äußerst zerbrechlich und schwierig zu verarbeiten.
Obwohl das Sisler-Konzept zahlreiche wesentliche Vorteile im Hinblick auf eine Leichtigkeit der Herstellung und geringere Kosten sowie eine größere Zuverlässigkeit bot, blieb zumindest in der Theorie ein Bedürfnis nach einer wirkungsvollen kapazitiven Schicht, um eine funktionierende Ausführungsform der kapazitiven PCB des Sisler-Konzepts zu erzeugen.

Zusammenfassung der Erfindung

Dementsprechend ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein wirkungsvolles Kondensatorlaminat zur Verwendung in kapazitiven Leiterplatten der oben beschriebenen Art bereitzustellen, um Auslegungsparameter für eine kapazitive Leiterplatte zu erfüllen und einen oder mehr der ebenfalls oben erörterten Problembereiche zu minimieren und/oder zu beseitigen.
Das Konzept der vorliegenden Erfindung wurde als Analogie zu beobachtetem Schnellstraßenverkehr entwickelt. Es wurde festgestellt, daß während der Stoßzeiten eine große Anzahl von Fahrzeugen versuchte, denselben "Transport"-Raum zu besetzen, und dies führte dazu, daß die Verkehrsgeschwindigkeit stark verringert wenn nicht zu Zeiten zum Stehen gebracht wurde. Im Gegensatz dazu wurde beobachtet, daß sich während gewöhnlicher Nicht-Stoßzeiten verschiedene Fahrzeuge zu verschiedenen Zeiten entlang derselben Transportkanäle bewegten. Somit behinderten die Fahrzeuge einander nicht, und sie konnten sich mit verhältnismäßig hohen Geschwindigkeiten bewegen.
Durch Analogie wurde erkannt, daß ein durch einen Betrieb der jeweiligen Vorrichtungen und/oder integrierten Schaltungen auf Leiterplatten initiierter Elektronenfluß oder Stromfluß wegen ihres unkorrelierten Betriebs zu unterschiedlichen Zeiten stattfand. Dementsprechend wurde die Überlegung angestellt, daß ein kapazitives Element für die Leiterplatte so gestaltet werden könnte, daß es eine "geborgte" oder "geteilte" Verwendung von Kapazitätsleistung im Kondensator gestattet. Mit anderen Worten wäre es durch eine geeignete Gestaltung eines innerhalb der Leiterplatte eingebauten Kondensatorelements für die jeweiligen Vorrichtungen oder integrierten Schaltungen möglich, nicht nur einen speziellen oder proportionalen Anteil der Kondensatorfläche für jede jeweilige Vorrichtung zu verwenden, sondern auch angrenzend an Kondensatorflächen, die anderen Vorrichtungen und/oder integrierten Schaltungen zugehörig oder proportional zu diesen sind, "geborgte Kapazität" zu benutzen.
Wegen des unkorrelierten Betriebs, der für die Vorrichtungen und integrierten Schaltungen in derartigen Leiterplatten normal ist, neigen die Vorrichtungen dazu, über verschiedene Zeitintervalle auszulösen oder zu arbeiten, so daß sie wegen des neuartigen Prinzips von geborgter Kapazität, wie oben beschrieben, tatsächlich dieselbe Kondensatorfläche des Kondensatorlaminats benutzen können.
Das Konzept von geborgter Kapazität wird in einem von der vorliegenden Erfindung als eine Schicht in der laminierten Leiterplatte bereitgestellten Kondensatorlaminat möglich gemacht, indem man zwei Prinzipien folgt. Zuerst wird die Dielektrizitätskonstante für das dielektrische Material so gewählt, daß eine wesentlich größere proportionale Fläche des Kondensators notwendig ist, um dem Betrieb von jeder Vorrichtung und/oder integrierten Schaltung Rechnung zu tragen. Gleichzeitig werden die leitenden Schichten auf entgegengesetzten Seiten der dielektrischen Schicht mit einer ausreichenden Leitfähigkeit versehen, vorzugsweise indem man die relative Dicke der leitenden Schichten vergrößert, um einen angemessenen Elektronen- oder Stromfluß sicherzustellen, um es zu gestatten, daß die Vorrichtungen und/oder integrierten Schaltungen die aus dem Konzept der geborgten Kapazität der Erfindung resultierende größere Kapazität ausnutzen.
Die obigen Auslegungsbetrachtungen gestatten es zuerst, das Material der dielektrischen Schicht innerhalb existierender Stand-der-Technik-Parameter auszuwählen, während man auch eine angemessene Dicke hat, um eine strukturelle Starrheit oder Festigkeit des Kondensatorlaminats sicherzustellen. Gleichzeitig gestattet es die durch die vorliegende Erfindung ermöglichte größere Dicke der dielektrischen Schicht und der Leiterschichten, das Kondensatorelement oder die Kondensatorschicht als ein Laminat existierender Schichten aus leitendem Material und dielektrischem Material auszubilden, um die Herstellung des Kondensatorelements, nämlich als Kondensatorlaminat, außerordentlich zu erleichtern.
Man hat auch gefunden, daß es möglich ist, zum Beispiel durch die Bereitstellung einer begrenzten Anzahl von oberflächlichen Kondensatoren, die mit verschiedenen Bereichen des Kondensatorlaminats verbunden sind, für eine zusätzliche Abstimmung der resultierenden kapazitiven Leiterplatte zu sorgen, um Spannungsschwankungen und Rauschen speziell bei niedrigeren Betriebsgeschwindigkeiten und -frequenzen zu unterdrücken.
Um das Konzept der geborgten Kapazität, wie oben beschrieben, auszunutzen, ist es dementsprechend ein Ziel der vorliegenden Erfindung eine kapazitive Leiterplatte (PCB) mit einem innerhalb der mehreren Schichten der laminierten Platte enthaltenen Kondensatorlaminat bereitzustellen, wobei eine große Anzahl von Vorrichtungen, wie beispielsweise integrierte Schaltungen, auf der Platte montiert oder ausgebildet und wirksam mit dem Kondensatorlaminat (oder mehreren Kondensatorlaminaten) verbunden sind, um eine kapazitive Funktion unter Verwendung von geborgter oder geteilter Kapazität bereitzustellen, wie oben beschrieben.
Jedes Kondensatorlaminat enthält zwei Schichten aus leitendem Material und eine dazwischen angeordnete Schicht aus dielektrischem Material, die als strukturell starre Baueinheit zusammenlaminiert sind, was ihren Einschluß innerhalb der Leiterplatte erleichtert. Das dielektrische Material weist ausgewählte Dicken- und Dielektrizitätskonstanten-Werte auf, die es durch das Konzept geborgter Kapazität der vorliegenden Erfindung ermöglichen, daß jede der Vorrichtungen oder integrierten Schaltungen im unkorrelierten Betrieb arbeitet. Die Schichten aus leitendem Material weisen entsprechend einen Mindestleitfähigkeitswert auf, um einen angemessenen Stromfluß zu ermöglichen, der notwendig ist, um jede einzelne Vorrichtung mit ausreichend geborgter Kapazität für ihren ordnungsgemäßen Betrieb zu versorgen.
In Übereinstimmung mit dem Sisler-Konzept ist vorgesehen, daß das Kondensatorlaminat vorzugsweise die Netz- und Erde-Ebenen innerhalb der Leiterplatte enthält, um die oben erörterten Auslegungsbetrachtungen auszunutzen. Zusätzlich können für eine weiter vergrößerte Kapazität mehrere Kondensatorlaminate in einer Abstandsbeziehung innerhalb der PCB angeordnet sein.
Spezieller ist es ein Ziel der Erfindung, ein solches Kondensatorlaminat mit einer dielektrischen Schicht mit einer Dicke von mindestens 0,00125 cm (0,5 mils) bereitzustellen, wobei die Schichten aus leitendem Material ebenfalls jeweils eine Dicke von mindestens etwa 0,00125 cm (0,5 mils) besitzen, um eine strukturelle Starrheit des Kondensatorlaminats sicherzustellen und für ausreichend geborgte Kapazität für einen unkorrelierten Betrieb der Vorrichtungen zu sorgen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden sowohl die dielektrische Schicht und die leitenden Schichten nicht nur auf der Grundlage einer Mindestdicke für eine strukturelle Starrheit, sondern auch auf der Grundlage von elektrischen Eigenschaften ausgewählt, um die notwendige Kapazität sicherzustellen, wie hier erörtert. Spezieller gestattet die Mindestdicke der dielektrischen Schicht die Verwendung von dielektrischen Materialien aus dem Stand der Technik mit einer Dielektrizitätskonstante von mindestens etwa 4. Wie unten ausführlicher erörtert wird, sind dielektrische Materialien mit einer Dielektrizitätskonstanten im Bereich von 4 bis 5 mühelos erhältlich, und es ist möglich, dielektrische Materialien mit Konstanten bis hin zu 10 auszubilden, zum Beispiel, indem man die dielektrischen Schichten aus Materialien, wie beispielsweise mit keramischen Werkstoffen gefüllten Epoxidharzen, ausbildet.
Wie oben angemerkt, ist es gleichzeitig auch wichtig, für eine Mindestleitfähigkeit innerhalb der leitenden Schichten zu sorgen, um einen angemessenen Elektronenfluß oder Stromfluß sicherzustellen, wie er für das Konzept der geborgten oder geteilten Kapazität der vorliegenden Erfindung notwendig ist. In dieser Hinsicht wird angemerkt, daß die Leitfähigkeit nicht nur von dem Material abhängt, aus dem die leitenden Schichten ausgebildet sind, sondern auch von den Dimensionen oder spezieller von der Menge oder Masse an leitendem Material in der Schicht. Wenn die leitenden Schichten aus einem geeigneten leitenden Material, wie beispielsweise Kupfer, gebildet werden, werden dementsprechend die Dimensionen der Schichten in Unzen pro Quadratfuß ausgedrückt ausgewählt, um das notwendige Material zum Erreichen einer gewünschten Leitfähigkeit sicherzustellen. Auf dieser Grundlage weist eine Kupferschicht mit einer Dicke von mindestens etwa 0,00125 cm (0,5 mils), spezieller einer Dicke von etwa 0,00152-0,00175 cm (0,6-0,7 mils), normalerweise etwa 150 Gramm pro Quadratmeter (0,5 Unzen Kupfer pro Quadratfuß) an leitender Schicht auf.
Es ist daher vorzugsweise vorgesehen, daß das Kondensatorlaminat eine dielektrische Dicke von mindestens etwa 0,00125 cm (0,5 mils) aufweist, wie oben angemerkt, bevorzugter von etwa 0,00375 cm (1,5 mils), mit einer Dielektrizitätskonstante von etwa 4,0-5,0, am besten von 4,7. Eine gemäß den obigen Beschränkungen ausgebildete dielektrische Schicht kann mühelos aus Materialien aus dem Stand der Technik ausgebildet werden, während sie eine anständige strukturelle Starrheit innerhalb der Schicht sicherstellt.
Entsprechend werden die leitenden Schichten aus leitendem Material gebildet, vorzugsweise aus Kupfer, mit einer Mindestdicke von 0,00125 cm oder 150 Gramm pro Quadratmeter (0,5 mils oder etwa 0,5 Unzen pro Quadratfuß), wie oben angemerkt, wobei die leitenden Schichten bei einer Gesamtdicke im Kondensatorlaminat von etwa 0,0089 cm (3,5 mils) jeweils bevorzugter eine Dicke von 0,0025 cm oder 300 Gramm pro Quadratmeter (1 mil oder etwa 1,0 Unzen pro Quadratfuß) aufweisen.
Spezieller liefert eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ein solches erwünschtes Kondensatorlaminat durch Auswählen einer dielektrischen Schicht mit einer Ausgangsdicke vor der Laminierung von nicht mehr als etwa 4 mils, bevorzugter nicht mehr als etwa 2 mils und am besten im Bereich von ungefähr 1-1,5 mils, Auswählen von zwei leitenden Folien mit jeweils einer oberflächenbehandelten Seite mit einer Oberflächenrauhigkeit oder Oberflächenvariation, welche gerade ausreicht, um in einem resultierenden Kondensatorlaminat eine Adhäsion oder Haftung der einen Seiten der leitenden Folien an der dielektrischen Schicht zu fördern, wobei sich die einen oberflächenbehandelten Seiten der leitenden Folien in innigem Kontakt mit gegenüberliegenden Seiten der dielektrischen Schicht befinden, wobei die dielektrische Schicht für eine verbesserte kapazitive Integrität oder Unversehrtheit zwischen sämtlichen einander gegenüberliegenden Oberflächenbereichen der leitenden Folien eine Mindestdicke aufweist.
Die Oberflächenbehandlung der leitenden Folien im Kondensatorlaminat besitzt bei einer Reihe von Anwendungen einen besonderen Wert. Speziell in Verbindung mit den bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung liefert die Erfindung eine gewünschte kapazitive Integrität, wo das Kondensatorlaminat für eine Verwendung in kapazitiven Leiterplatten vorgesehen ist, wo das Konzept der geborgten oder geteilten Kapazität angewandt wird, um in der Lage zu sein, einen Betrieb einer großen Anzahl von auf der PCB montierten und mit unterschiedlichen Teilen des Kondensatorlaminats verbundenen Vorrichtungen zu gestatten oder zu erleichtern. Bei solchen Ausführungsformen ist es notwendig, die Dicke der dielektrischen Schicht zu begrenzen, um die notwendige Kapazität bereitzustellen, wie unten ausführlicher beschrieben wird. Für solche Anwendungen ist vorgesehen, daß das Kondensatorlaminat eine dielektrische Schicht mit üblicherweise erhältlichen dielektrischen Fähigkeiten und einer Dicke von nicht mehr als etwa 0,005 cm (2 mils) aufweist, am besten im Bereich von 0,0025-0,00375 cm (1-1,5 mils).
Bisher hat man es wegen der wesentlichen Oberflächenrauhigkeit oder Oberflächenvariationen oder "Verzahnung", die gewöhnlich auf den leitenden Folien vorgesehen ist, um ihre ordnungsgemäße Adhäsion oder Haftung sowohl innerhalb des Kondensatorlaminats und/oder innerhalb einer PCB sicherzustellen, insbesondere einer kapazitiven PCB, wie oben beschrieben, nicht als durchführbar angesehen, derartig dünne dielektrische Schichten in Kondensatorlaminaten zu verwenden.
Dort, wo das Kondensatorlaminat auf der Grundlage der Theorie der geborgten oder geteilten Kapazität für eine Verwendung entweder als eine einzelne Schicht oder mehrere Schichten innerhalb einer kapazitiven PCB vorgesehen ist, wie oben angemerkt, ist es auch notwendig, ein Mindestmaß an Leitfähigkeit innerhalb der leitenden Folien vorzusehen, wie hier an anderer Stelle erörtert wird.
Vorzugsweise sind beide Oberflächen jeder dielektrischen Folie entsprechend oberflächenbehandelt, um eine anständige Haftung oder Verbindung sowohl innerhalb des Kondensatorlaminats und zum Beispiel innerhalb einer laminierten kapazitiven PCB sicherzustellen. Derartigen Anwendungen kann mühelos entsprochen werden, indem man eine gemeinhin erhältliche leitende, Folie verwendet, die durch eine wohlbekannte Galvanik-Abscheidungstechnik gebildet worden ist, so daß die resultierende leitende Folie, gewöhnlich Kupfer, eine "Trommel"-Seite aufweist, die auch als "glatte" Seite oder "glänzende" Seite bezeichnet werden kann. Die andere Seite der leitenden Folie wird gewöhnlich als die "matte" Seite bezeichnet, ist aber auch als "Verzahnungs"-Seite bekannt und ist allgemein durch eine größere Oberflächenrauhigkeit oder Oberflächenvariation als auf der Trommel-Seite der Folie gekennzeichnet. Durch Umkehr der Ausrichtung der leitenden Folien gegenüber derjenigen, die im Stand der Technik verwendet wurde, so daß die Trommel- oder glatte Seite mit einer verhältnismäßig geringen Oberflächenrauhigkeit oder Oberflächenvariation in innigen Kontakt mit der dielektrischen Schicht laminiert wird, wurden gewisse Klassen von derartiger leitender Folie zur Verwendung innerhalb der vorliegenden Erfindung als brauchbar befunden.
Jedoch erfordert eine solche Ausgestaltung eine Indexierung der leitenden Folien, um ihre richtige Ausrichtung in Bezug zur dielektrischen Schicht sicherzustellen. Im Gegensatz dazu sieht die vorliegende Erfindung auch eine leitende Folie vor, bei der beide Oberflächen der leitenden Folie ähnliche Grade an Oberflächenrauhigkeit oder Oberflächenvariation aufweisen, so daß der Indexierschritt während der Laminierung des Kondensatorlaminats nicht notwendig wäre.
Entsprechend ist es ein zugehöriges Ziel der Erfindung, Herstellungsverfahren für das Kondensatorlaminat selbst und für die kapazitive Leiterplatte in den oben erörterten Formen bereitzustellen.
Zusätzliche Ziele und Vorteile der Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen ersichtlich gemacht.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

FIGUR 1 ist eine Draufsicht auf eine gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaute kapazitive Leiterplatte.
FIGUR 2 ist eine vergrößerte bruchstückhafte Ansicht eines Teils der Leiterplatte, die eine Vorrichtung, wie beispielsweise eine integrierte Schaltung, zeigt, welche auf der Oberfläche der Leiterplatte montiert und mittels Durchkontaktierungs-Verbindungen mit anderen Vorrichtungen oder Komponenten und einer Stromquelle in der Platte verbunden ist.
FIGUR 3 ist eine Ansicht ähnlich FIGUR 2, zeigt jedoch eine oberflächlich montierte Vorrichtung, die auf der Oberfläche der Leiterplatte angeordnet und mittels oberflächlicher Leiterbahnen oder Anschlußflecken mit anderen Vorrichtungen oder Komponenten und einer Stromquelle in der Leiterplatte verbunden ist.
FIGUR 4 ist eine schematische Schnittansicht der Leiterplatte, die für eine repräsentative Vorrichtung Verbindungen oder Leiterbahnen zu Netz- und Erde-Ebenen darstellt, welche durch ein Kondensatorlaminat innerhalb der Leiterplatte gemäß der vorliegenden Erfindung gebildet werden.
FIGUR 5 ist eine ähnliche schematische Schnittansicht wie FIGUR 4, zeigt jedoch mehrere Kondensatorlaminate innerhalb der Leiterplatte.
FIGUR 6 ist eine mikrophotographische Darstellung eines Querschnittsteils einer kapazitiven Leiterplatte, die ein erfindungsgemäßes Kondensatorlaminat enthält.
FIGUR 7 ist eine Darstellung des Standes der Technik in Form einer mikrophotographischen Darstellung im Querschnitt eines Kondensatorlaminats, bei dem die matten oder Verzahnungs- Seiten von zwei leitenden Folien angrenzend an entgegengesetzte Seiten einer dielektrischen Schicht angeordnet sind, so daß eine Mindestdicke oder ein Mindestabstand zwischen sämtlichen einander gegenüberliegenden Oberflächenbereichen der leitenden Folien von 0,0089 cm (3,5 mils) vorhanden ist.
FIGUR 8 ist eine ähnliche mikrophotographische Darstellung im Querschnitt eines gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebauten Kondensatorlaminats, um eine verbesserte kapazitive Integrität aufrechtzuerhalten, wie hier an anderer Stelle erörtert wird.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Ein gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebautes Kondensatorlaminat wird unten ausführlicher beschrieben.
Wie oben angemerkt, ist es besonders wichtig, zu verstehen, daß das Kondensatorlaminat der vorliegenden Erfindung so gestaltet ist, daß es eine einfache Herstellung, vorzugsweise durch Laminierung von existierenden getrennten Schichten aus einer mittleren Schicht aus dielektrischem Material und leitenden Schichten auf ihren entgegengesetzten Seiten erleichtert, wobei sowohl das dielektrische Material und das leitende Material gemäß dem existierenden Stand der Technik ausgewählt worden sind. Eine derartige Kombination ist durch das Konzept der geborgten oder geteilten Kapazität ermöglicht worden, wie es oben zusammengefaßt wurde.
Es ist auch wichtig, das Konzpt der geborgten oder geteilten Kapazität, wie es in der vorliegenden Erfindung dargelegt ist, im Unterschied zu einem traditionelleren Konzept einer Verteilkapazität zu sehen, wie es gewöhnlich bei der Analyse von Stromleitungen verwendet wird. Es wird angenommen, daß diese Theorie einer Verteilkapazität dem Fachmann auf dem Fachgebiet der Entwicklung von Leiterplatten wohlbekannt ist, vgl. zum Beispiel EP-A-00869, und sie umfaßt die Berechnung von Verteilkapazität auf der Grundlage der Formel:
C = eA/t
wobei C gleich die Kapazität in Mikrofarad, e gleich die Dielektrizitätskonstante oder relative Permittivität des dielektrischen Materials, A gleich die verfügbare oder zugeordnete Fläche der kapazitiven Vorrichtung und t gleich die Dicke der dielektrischen Schicht ist.
Unter Verwendung dieser Formel ergibt sich bei einer Leiterplatte, die bei ihrer Auslegung zwei getrennte kapazitive Schichten verwendet, für die erforderliche Dicke einer dielektrischen Schicht eine Nenndicke von etwa 0,000053 cm (0,000021 Inches) der dielektrischen Schicht in einer kapazitiven Schicht, wenn man normale Leiterplattenmaterialien verwendet und einen berechneten Wert für einen geläufigen Bypass-Kondensator (0,0015 Mikrofarad pro Quadratzentimeter) (0,1 Mikrofarad pro Quadratinch) hervorbringt. Diese dielektrische Dicke ist gegenwärtig aus Materialien oder mit Herstellungsverfahren aus dem Stand der Technik für PCBs ersichtlich nicht herstellbar. Spezieller wird angenommen, daß die obigen Auslegungsberechnungen repräsentativ für kapazitive Materialien sind, die man ursprünglich zum Ausführen des Sisler-Konzept als notwendig angesehen hat und die eine dielektrische Schicht mit einer Dicke erforderlich gemacht haben würden, die 100 mal kleiner ist, als es gegenwärtig möglich ist, oder mit eine Dielektrizitätskonstanten, die etwa 100 mal größer ist, als sie gegenwärtig im Stand der Technik verfügbar ist.
Man hat gefunden, daß die vorliegende Erfindung zusätzlich zur Erleichterung der Herstellung der kapazitiven Leiterplatte mit verhältnismäßig niedrigen Kosten und mit einer außerordentlich verbesserten Zuverlässigkeit eine verbesserte Reaktion oder ein verbessertes Ansprechen einer großen Anzahl von Vorrichtungen gestattet, die durch das Kondensatorlaminat der Erfindung mit Kapazität versorgt werden. Man hat auch gefunden, daß das Kondensatorlaminat der Erfindung eine genaue Spannungsregelung und eine Rauschminderung über breite Frequenzbereiche für die Vorrichtungen gestattet. Man hat gefunden, daß es zusätzlich zur Bereitstellung einer derartigen Regelung bei relativ hohen Frequenzen auch möglich ist, durch eine Abstimmung, bei der eine begrenzte Anzahl von oberflächlichen Kondensatoren mit dem Kondensatorlaminat verbunden ist, wie unten ausführlicher beschrieben, eine ähnliche Spannungsregelung und Rauschminderung bei niedrigeren Frequenzen, zum Beispiel 40 Megahertz, zu erreichen.
Zuerst Bezug nehmend auf FIGUR 1, ist dort eine gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaute kapazitive PCB allgemein mit 10 bezeichnet. Mit Ausnahme der Bereitstellung eines inneren Kondensatorlaminats, wie unten ausführlicher beschrieben, ist die Leiterplatte 10 von allgemein herkömmlichem Aufbau. Dementsprechend sind äußere Merkmale der kapazitiven Leiterplatte 10 nur kurz angegeben, wobei die Architektur- und Auslegungsbetrachtungen für die Leiterplatte ansonsten allgemein von einer dem Fachmann wohlbekannten Art sind.
Zu Zwecken der vorliegenden Erfindung ist es ausreichend, zu verstehen, daß die kapazitive PCB 10 von einer Art ist, die eine große Anzahl von Vorrichtungen oder Bauelementen 12 einschließt, die auf ihrer Oberfläche angeordnet sind. Gemäß einer wohlbekannten Leiterplattentechnologie können die Vorrichtungen oder Komponenten auf einer oder beiden Seiten der Platte angeordnet sein und können beide aktive Bauelemente, wie beispielsweise integrierte Schaltungen, Transistoren usw. einschließen. Derartige aktive Vorrichtungen können sogar Komponenten wie Vakuumröhren oder dergleichen einschließen. Die Vorrichtungen 12 können auch passive Bauelemente, wie beispielsweise Kondensatoren, Widerstände, Induktoren usw. einschließen.
Bezug nehmend auf FIGUR 2, ist dort eine aktive Vorrichtung, wie beispielsweise eine integrierte Schaltung, mit 14 bezeichnet, während eine passive Vorrichtung, speziell ein Kondensator, allgemein mit 16 bezeichnet ist. Diese Vorrichtungen, insbesondere die aktive Vorrichtung oder integrierte Schaltung 14 sind repräsentativ für eine große Anzahl von Vorrichtungen, die allgemein auf der Leiterplatte angeordnet sind, wie in FIGUR 1 angezeigt. Bei einer Konfiguration der in FIGUR 2 dargestellten Art sind die Vorrichtungen durch allgemein mit 18 bezeichnete Durchkontaktierungs-Verbinder oder Pins mit Netz- oder stromführenden Ebenen und Erde-Ebenen innerhalb der Leiterplatte sowie mit anderen Vorrichtungen verbunden. In FIGUR 2 sind zwei derartige Verbinder oder Pins 18 für den Kondensator 16 dargestellt, während die integrierte Schaltung 14 von einer 16-Pin-Ausführung ist, die wie dargestellt 16 Durchkontaktierungs-Verbinder oder Pins 18 einschließt. Zusätzliche Leiterbahnen können vorgesehen sein, wie allgemein mit 20 bezeichnet, um die Verbindung der verschiedenen Vorrichtungen auf der Leiterplatte untereinander zu erleichtern.
Eine andere Konfiguration für eine Leiterplatte wird durch die bruchstückhafte Darstellung der FIGUR 3 gezeigt, welche in ähnlicher Weise eine aktive Vorrichtung darstellt, wie beispielsweise eine integrierte Schaltung, die allgemein mit 14' bezeichnet und in unterbrochenen Linien dargestellt ist, da sie von der in FIGUR 3 dargestellten Unterseite aus gesehen auf der entgegengesetzten oder Oberseite der Leiterplatte montiert ist. Eine passive Vorrichtung oder ein Kondensator 16' ist ebenfalls in FIGUR 3 dargestellt, der vorzugsweise auf der Unterseite 22 der Leiterplatte montiert ist. Bei der Konfiguration mit Oberflächenmontage aus FIGUR 3 sind sowohl die aktive Vorrichtung 14' und der Kondensator 16' auf oberflächlichen Leiterbahnen oder Anschlußflecken 24 montiert. In Übereinstimmung mit wohlbekannten Techniken in der Leiterplatten-Technologie erleichtern die Anschlußflecken 24 eine oberflächliche Montage der Vorrichtungen, während sie sowohl durch oberflächliche Leiterbahnen und Durchkontaktierungs-Verbinder oder Pins, wo erforderlich, für eine gegenseitige Verbindung der Vorrichtungen miteinander und mit einer Stromquelle sorgen, wie beispielsweise den oben genannten inneren Netz- und Erde-Ebenen.
Unter Bezugnahme auf die beiden FIGUREN 2 und 3 sieht die vorliegende Erfindung insbesondere die Verwendung einer inneren kapazitiven Schicht in Form des Kondensatorlaminats der vorliegenden Erfindung vor, um eine große Anzahl von oberflächlichen Kondensatoren zu ersetzen. Obwohl bei der Leiterplatte 10 die meisten der oberflächlichen Kondensatoren durch das Kondensatorlaminat der Erfindung ersetzt worden sind, kann noch eine begrenzte Anzahl von oberflächlichen Kondensatoren erwünscht sein, wie in den FIGUREN 2 und 3 dargestellt, zumindest zu dem Zweck, eine Niederfrequenzabstimmung zu erreichen, wie unten ausführlicher erörtert wird.
FIGUR 4 ist eine Schnittansicht der kapazitiven PCB 10 aus FIGUR 1 und veranschaulicht ein Kondensatorlaminat 26, das gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist und eine innere kapazitive Schicht innerhalb der Leiterplatte 10 bildet. Das Kondensatorlaminat 26 enthält im Abstand angeordnete Schichten 28 und 30, die aus leitendem Material, vorzugsweise Kupfer, ausgebildet und auf entgegengesetzten Seiten einer dielektrischen Schicht 32 angeordnet sind. Die leitenden Schichten 28 und 30 bilden vorzugsweise die Netz- und Erde- Ebenen für die Leiterplatte. Eine derartige Konfiguration, speziell was die Netz- und Erde-Ebenen betrifft, ist auf dem Fachgebiet wohlbekannt, und es wird angenommen, daß in dieser Hinsicht keine weitere Diskussion erforderlich ist.
Eine oberflächlich montierte Vorrichtung 14', entsprechend der integrierten Schaltung aus FIGUR 2, ist in FIGUR 4 auf der Oberfläche der Platte montiert und ist durch jeweilige Netz- und Erde-Leiter 34 und 36 mit den leitenden Schichten 28 und 30 verbunden. Der Netz-Leiter 34 ist mit der leitenden Schicht 28 verbunden, während in der anderen leitenden Schicht 30 ein Loch (nicht dargestellt) ausgebildet ist. Entsprechend tritt der Erde-Leiter 36 durch ein Loch in der leitenden Schicht 28 hindurch, während er mit der leitenden Schicht 30 elektrisch verbunden ist. Auf diese Weise ist die oberflächliche Vorrichtung 14' ordnungsgemäß sowohl mit der Netz- und Erde- Ebene verbunden. Signal-Leiterbahnen, wie beispielsweise diejenige, die mit 38 bezeichnet ist, sind ebenfalls vorgesehen, um nach Bedarf die Vorrichtungen untereinander zu verbinden oder andere Verbindungen innerhalb der PCB herzustellen.
Bezug nehmend auf FIGUR 5, ist dort eine andere Ausführungsform einer kapazitiven Leiterplatte 10' dargestellt, die zwei Kondensatorlaminate 40 und 42 enthält. Zusätzlich ist eine wieder mit 14' bezeichnete oberflächlich montierte Vorrichtung durch mit 34' bzw. 36' bezeichnete Netz- und Erde-Leiter mit den leitenden Schichten 28' und 30' verbunden.
Auf diese Weise liefern die zwei in FIGUR 5 vorgesehenen kapazitiven Schichten (oder Kondensatorlaminate) unter der Annahme, daß die Gesamtflächen der Kondensatorlaminate gleich sind, die doppelte Kapazität der einzelnen kapazitiven Schicht in FIGUR 4. Wegen der parallelen Verbindungen mit den leitenden Schichten, welche die Netz- und Erde-Ebenen in FIGUR 5 bilden, werden die Netz- und Erde-Ebenen in der Tat mit der doppelten Menge an leitendem Material versehen. Demgemäß kann die Ausgestaltung aus FIGUR 5 nicht nur dort verwendet werden, wo größere Kapazitätsmengen erwünscht sind, sondern auch bei Anwendungen mit höheren Spannungen und dergleichen, wo vorgesehen ist, daß die Netz- und Erde-Ebenen entweder einen stärkeren Strom führen oder höhere Spannungsdifferenzen dazwischen aushalten müssen.
Wie oben angemerkt, ist FIGUR 6 eine mikrophotografische Darstellung im Querschnitt der kapazitiven Leiterplatte 10 aus FIGUR 1 und soll besondere Merkmale des Kondensatorlaminats 26 darstellen, wie unten ausführlicher erörtert wird.
Auf der Grundlage der Merkmale des Kondensatorlaminats, wie beispielsweise desjenigen, das in FIGUR 4 mit der Bezugsziffer 26 bezeichnet ist, und einer kapazitiven Leiterplatte, wie beispielsweise derjenigen, die im FIGUR 1 mit 10 bezeichnet ist, werden die einzelnen Bestandteile des Kondensatorlaminats unten ausführlich erörtert, da sie für die Erfindung besonders wichtig sind.
Zuerst ist das Kondensatorlaminat 26 ausgelegt, um die nötige Kapazität für sämtliche oder eine wesentliche Anzahl von Vorrichtungen bereitzustellen, die auf der Oberfläche der Leiterplatte 10 montiert sind. Diese Vorrichtungen können entweder durch getrennte Durchkontaktierungsstifte oder durch oberflächliche Leiterbahnen der in den FIGUREN 2 bzw. 3 dargestellten Art mit den Netz- und Erde-Ebenen verbunden sein.
Um das Konzept der geborgten Kapazität zu verwirklichen, weist die Schicht 32 aus dielektrischem Material ausgewählte Dicken- und Dielektrizitätskonstanten-Werte auf, wodurch jede einzelne auf der Oberfläche der Leiterplatte montierte Vorrichtung durch einen zugeteilten Bereich des Kondensatorlaminats und auch durch geborgte Kapazität aus umgebenden Bereichen des Kondensatorlaminats mit einer kapazitiven Funktion versehen wird. Wie oben angemerkt, hängt dementsprechend die kapazitive Funktion des Kondensatorlaminats von der unkorreliert verteilten Auslösung oder Operation der Vorrichtungen ab, da das Kondensatorlaminat 26 eine Gesamtkapazität bereitstellt, die nur gleich einem Teil des Kapazitätswertes ist, der für die vollständige Anordnung von Vorrichtungen auf der Leiterplatte notwendig ist.
Gleichzeitig werden die leitenden Schichten 28 und 30 mit ausreichend leitendem Material versehen, entweder als Masse pro Flächeneinheit ausgedrückt oder als Dicke ausgedrückt, um einen angemessenen Elektronenfluß oder Stromfluß zu ermöglichen, der notwendig ist, um jede einzelne Vorrichtung mit ausreichend geborgter Kapazität für ihren ordnungsgemäßen Betrieb zu versorgen.
Wie ebenfalls oben erörtert wurde, ist jede der leitenden Schichten 28 und 30 mit einer ausreichenden Kupfermasse pro Flächeneinheit ausgebildet, um eine strukturelle Starrheit oder Festigkeit zu erreichen, wie oben angemerkt, und auch um in Übereinstimmung mit dem Konzept der geborgten Kapazität einen ausreichenden Elektronenfluß oder Stromfluß zu ermöglichen. Spezieller ist vorgesehen, daß jede der leitenden Schichten 28 und 30 mit mindestens 0,5 Unzen Kupfer pro Quadratfuß ausgebildet ist, wobei diese Masse allgemein einer Dicke von etwa 0,00125 cm (0,5 mils) entspricht, spezieller 0,00152-0,00175 cm (0,6-0,7 mils). Die Dicke der leitenden Schichten kann größer gemacht werden, zum Beispiel, um bei einer bestimmten Anwendung einem größeren Spannungs- oder Stromführungsvermögen für die Netz- und Erde-Ebenen zu entsprechen. Vorzugsweise enthält jede der leitenden Schichten etwa 300-600 Gramm Kupfer pro Quadratmeter (1-2 Unzen Kupfer pro Quadratfuß), wobei diese Massen Dicken der einzelnen Schichten im Bereich von etwa 0,003-0,006 cm (1,2-2,4 mils) entsprechen. Bevorzugter werden die leitenden Schichten 28 und 30 mit etwa einer Unze Kupfer pro Quadratfuß oder mit einer Dicke im Bereich von etwa 0,003-0,0036 cm (1,2-1,4 mils) ausgebildet, um eine optimale Leistungsfähigkeit des Kondensatorlaminats 26 zu erreichen. Die Kupfermenge in jeder der leitenden Schichten ist auch als Minimum zum Erreichen einer guten strukturellen Starrheit innerhalb der leitenden Schichten 28 und 30 allein, vor ihrem Laminieren zum kapazitiven Laminat 26 ausgewählt.
Die Zusammensetzung und Dicke der dielektrischen Schicht 32, entweder beim Einzelkondensatorlaminat 26 aus FIGUR 4 oder bei Mehrfachkondensatorlaminaten, wie in FIGUR 5 dargestellt, werden ausgewählt, um eine notwendige Leitfähigkeit zu erzielen, wieder in Übereinstimmung mit dem Konzept der geborgten Kapazität, und auch, um eine strukturelle Starrheit für die dielektrische Schicht 32 zu erzielen, beides für sich selbst vor dem Einschluß innerhalb des Kondensatorlaminats 26 sowie für das zusammengesetzte Kondensatorlaminat.
Die vorliegende Erfindung sieht vorzugsweise die Verwendung von dielektrischem Material mit einer Dielektrizitätskonstante von mindestens etwa 4 vor. Ein Bereich von dielektrischen Materialien, die im gegenwärtigen Stand der Technik in breitem Umfang vorhanden sind, weist Dielektrizitätskonstanten im Bereich von etwa 4-5 auf. Außerdem ist es möglich, dielektrische Zusammensetzungen mit Dielektrizitätskonstanten zum Beispiel im Bereich bis hinauf zu 10 zu formulieren, zum Beispiel aus Epoxidharzen, die mit keramischen Werkstoffen gefüllt sind. So sieht die vorliegende Erfindung vorzugsweise die Verwendung eines Materials mit einer Dielektrizitätskonstante von mindestens etwa 4, bevorzugter innerhalb eines Bereichs von etwa 4-5, und am besten von etwa 4,7 vor, zumindest für die bei der bevorzugten Ausführungsform vorgesehene spezielle Zusammensetzung.
Eine solche bevorzugte Dielektrizitätskonstante kann durch Kombinationen einer gewebten Komponente und einer Harzkomponente erreicht werden, die miteinander kombiniert werden, um die notwendige Kombination aus Dielektrizitätskonstante und struktureller Starrheit zu bilden. Die gewebte Komponente kann Polymere, wie beispielsweise Polytetrafluorethylen (unter den Markennamen TEFLON und GORETEX erhältlich) und Epoxidharze enthalten. Jedoch werden die gewebten Komponenten vorzugsweise aus Glas ausgebildet, das von einer Quarzvarietät sein kann, jedoch vorzugsweise Siliciumdioxid ist, wobei das Glas in Fäden ausgebildet wird, die dann miteinander verwebt werden, um Schichten zu bilden, die mit einem ausgewählten Harz gefüllt oder imprägniert werden. Die Harze werden gewöhnlich im Hinblick auf ihre feuerhemmenden Eigenschaften ausgewählt und können Materialien, wie beispielsweise Cyanatester, Polyimide, Kaptonmaterialien und andere bekannte Dielektrika einschließen. Jedoch ist das Harz bevorzugt ein Epoxidharz, wiederum um den existierenden Stand der Technik in Bezug auf die Verwendung derartiger Harze bei der PCB-Herstellung auszunutzen.
Eine aus einer einzigen gewebten Lage aus Glas und etwa 70.0 Gew.-% Harz gebildete dielektrische Schicht weist die bevorzugte Dielektrizitätskonstante von 4,7 auf, wie oben angemerkt, während sie bei einer Dicke von etwa 0,0038 cm (1,5 mils) auch eine gute strukturelle Starrheit aufweist.
Die Dicke des dielektrischen Materials bei der vorliegenden Erfindung wird nicht nur ausgewählt, um die gewünschte Kapazität zu erreichen, sondern auch, um eine elektrische Integrität sicherzustellen, insbesondere die Verhinderung von zwischen den leitenden Schichten 28 und 30 im Kondensatorlaminat 26 auftretenden Kurzschlüssen. Die übliche Praxis sieht die Behandlung der an die dielektrische Schicht angrenzenden Oberflächen der leitenden Schichten vor, um die Haftung innerhalb des Kondensatorlaminats 26 zu verbessern. Eine derartige Haftung ist nicht nur für die strukturelle Integrität notwendig, sondern auch, um eine ordnungsgemäße elektrische Leistungsfähigkeit sicherzustellen. Typischerweise werden die angrenzenden Oberflächen 44 und 46 der leitenden Schichten 28 bzw. 30 behandelt, typischerweise durch Abscheidung von Zink oder Zink und Kupfer (einer Messinglegierung), gewöhnlich durch Galvanisieren, um aufgerauhte Oberflächen auszubilden, wie am besten in der mikrophotographischen Darstellung aus FIGUR 6 dargestellt.
Diese aufgerauhten Oberflächen liefern eine "Verzahnung", um die mechanische Verbindung mit dem dielektrischen Material in der Schicht 32 zu verbessern.
Im Betrieb werden sowohl das Kondensatorlaminat und eine daraus hergestellte kapazitive PCB mit verschiedenen Eigenschaften ausgelegt, insbesondere elektrischen Eigenschaften, einschließlich der Kapazität gemäß der vorliegenden Erfindung, um die Bedürfnisse einer Reihe von Anwendungen zu erfüllen. Speziell wird das Kondensatorlaminat mit einer Gesamtkapazität ausgebildet, die zugegebenermaßen kleiner ist als die für einen gleichzeitigen Betrieb von sämtlichen der Vorrichtungen auf einer PCB notwendige Gesamtkapazität, zumindest unter optimalen Bedingungen. Dies wird durch das Konzept der geborgten Kapazität ermöglicht, das es den Vorrichtungen gestattet, sich wegen des Konzepts der geborgten Kapazität und wegen der unkorrelierten Auslösung den notwendigen Kapazitivwert aus dem Kondensatorlaminat zu besorgen.
Man hat gefunden, daß die Fähigkeit des gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebauten Kondensatorlaminats, seine vorgesehene Aufgabe innerhalb einer kapazitiven PCB auszuführen, insofern Vorteile des Konzepts der geborgten Kapazität weiter veranschaulicht, als die Dicke der dielektrischen Schicht 32 um bis zu ± 10% verändert werden kann, ohne die kapazitive Reaktion der auf der Platte montierten Vorrichtungen zu beeinflussen. Es wird angenommen, daß eine derartige Eigenschaft deutlich demonstriert, daß die Vorrichtungen nicht allein basierend auf der Kapazität in einer proportionalen oder zugeteilten Menge der Kapazitätsfläche funktionieren. Statt dessen wird angenommen, daß diese Fähigkeit, mit einer wesentlichen Veränderung der dielektrischen Dicke zu arbeiten, eine Fähigkeit der Vorrichtungen zeigt, sich die für einen Betrieb bei einer bestimmten Anwendung notwendige Kapazitätsmenge zu borgen. In jedem Fall wird angenommen, daß diese Erscheinung, obwohl man sie möglicherweise noch nicht vollständig verstanden hat, Auslegungsschwankungen innerhalb der Erfindung weiter verbessert.
Bei der Herstellung werden die dielektrische Schicht und die leitenden Schichten für das Kondensatorlaminat in Übereinstimmung mit der vorangehenden Diskussion ausgewählt. Die verschiedenen Schichten des Kondensatorlaminats werden dann zusammengefügt und bei 21 Kilogramm pro Quadratzentimeter (300 pounds per sguare inch) Druck und bei einer Temperatur von etwa 350ºF etwa eine Stunde lang laminiert. Angrenzend an entgegengesetzte Oberflächen des Kondensatorlaminats werden vorzugsweise Stahlabstandhalter verwendet, um glatte Oberflächen darauf sicherzustellen, um ihren Einschluß in einer Leiterplatte zu erleichtern.
Ein anderer Aspekt der Erfindung betreffend eine Oberflächenbehandlung oder Oberflächeneigenschaften bei einem Kondensatorlaminat zum Erreichen einer verhältnismäßig hohen Kapazität mit einer verbesserten kapazitiven Integrität wird unmittelbar nachfolgend unter Bezugnahme auf die Darstellung des Standes der Technik der FIGUR 7 und eine entsprechende mikrophotographische Darstellung im Querschnitt eines gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebauten Kondensatorlaminats erörtert.
Zuerst Bezug nehmend auf FIGUR 7, ist dort ein Kondensatorlaminat nach dem Stand der Technik allgemein mit 126' bezeichnet, enthaltend eine einzige dielektrische Schicht 132' mit auf entgegengesetzte Seiten der dielektrischen Schicht 132' laminierten leitenden Folien 128' und 130'.
In Übereinstimmung mit der üblichen Praxis hatte jede der leitenden Folien 128' und 130' ihre matte oder Verzahnungs- Seite 144' und 146' in innigem Kontakt mit der dielektrischen Schicht. Die Trommel- oder glatten Seiten 148' bzw. 150' bei den leitenden Folien wiesen nach außen oder weg von der dielektrischen Schicht. Eine derartige Anordnung wurde verwendet, um die Haftung zwischen den beiden leitenden Folien und der dielektrischen Schicht zu maximieren.
Der oben genannte militärische Standard ist allgemein als Standard für derartige Kondensatoren aus dem Stand der Technik betrachtet worden. Unter anderen Anforderungen hat die militärische Spezifikation gefordert, daß der Kondensator ein Potential von 750 Volt pro 0,00254 cm (pro mil) dielektrischer Dicke aushält, das zwischen den leitenden Folien angelegt wird. Außerdem hat die militärische Spezifikation gefordert, daß die dielektrische Schicht, nachdem sie zwischen die leitenden Folien laminiert worden ist, zwischen beliebigen einander gegenüberliegenden Oberflächenbereichen der leitenden Folien eine Mindestdicke von mindestens 0,0089 cm (3,5 mils) aufweist.
Leitende Folien, wie diejenigen, die mit 128' und 130' bezeichnet sind, werden kommerziell von einer Reihe von Quellen geliefert, einschließlich Gould Electronics und Texas Instruments. Aus Kupfer ausgebildete leitende Folien sind von Gould unter dem Markennamen "JTC" FOIL erhältlich, wie in dem von Gould, Inc., Eastlake, Ohio im März 1989 veröffentlichten Gould Bulletin 88401 beschrieben. Andere von Gould erhältliche Folien schließen diejenigen ein, die unter den Markennamen LOW PROFILE "JTC" FOIL und "TC/TC" DOUBLE TREATED COPPER FOIL erhältlich sind, wie im Bulletin 88406 bzw. 88405 beschrieben, die beide im März 1989 von Gould, Inc. veröffentlicht wurden. Diese Bulletins werden hier aufgenommen, um eine vollständige Information im Hinblick aufleitende Folien zu liefern, wie beispielsweise diejenigen, die oben genannt worden sind.
Die Oberflächenrauhigkeit oder Oberflächenvariation von leitenden Folien, wie beispielsweise denjenigen, die oben genannt worden sind, wird üblicherweise durch Folienoberflächenprofilmeßwerte, gewöhnlich in Ra und Rtm ausgedrückt, angezeigt. Diese Werte zeigen die Oberflächenrauhigkeit oder Oberflächenvariation für die Folie nach einer anfänglichen Oberflächenbehandlung durch Ätzen und auch im Anschluß an eine weitere Oberflächenbehandlung in Form einer Oxidschicht oder eines aus einer Legierung von Kupfer und Zink gebildeten Überzugs an. Die Profilmeßwerte Ra und Rtm werden in Mikron angegeben und liegen, für die matte Seite der Folie, typischerweise im Bereich von etwa 8,0-12,0 Mikron bei der oben genannten doppelt behandelten Folie. Die sogenannte "JTC" Folie mit flachem Profil besitzt typischerweise einen maximalen Profilmeßwert im Bereich von etwa 6,0-9,0 Mikron auf ihrer matten Seite. Allgemein wird zu Zwecken der vorliegenden Erfindung angenommen, daß der maximale Oberflächenprofilwert, das heißt bis hinauf zu etwa 12,0 Mikron, das maximale Eindringen von "Zähnen" auf der matten Seite der Folie in die dielektrische Schicht während des Laminierens anzeigt. Eine derartige Konfiguration wird in FIGUR 7 angezeigt.
Im Gegensatz zu dem in FIGUR 7 dargestellten Kondensatorlaminat aus dem Stand der Technik sieht die vorliegende Erfindung insbesondere Kondensatorlaminate vor, die zur Verwendung in kapazitiven Leiterplatten angepaßt sind, wobei die dielektrische Schicht des Kondensatorlaminats eine relativ begrenzte Dicke aufweist, um eine verteilte Kapazität größer als etwa 0,1 Mikrofarad zu erreichen. Um diesen Wert zu erreichen, sieht die vorliegende Erfindung vorzugsweise ein Kondensatorlaminat vor, das in seiner endgültig laminierten Form eine Mindestdicke für die dielektrische Schicht von etwa 0,0019-0,00254 cm (0,75-1,0 mils) aufweist.
Bei der Entwicklung der bevorzugten Ausführungsform eines Kondensatorlaminats, wie hier an anderer Stelle beschrieben, wurde das Kondensatorlaminat außerdem einer Überprüfung allgemein in Übereinstimmung mit der oben genannten militärischen Spezifikation unterzogen. Mit anderen Worten, unter Annahme einer dielektrischen Dicke von etwa 0,00254- 0,0038 cm (1-1,5 mils), wurden die Kondensatorlaminate einem Potential von mindestens 500 Volt und bis zu 750 Volt oder 1000 Volt unterworfen, wobei eine solche Prüfung durchgeführt wurde, um das resultierende Vorhandensein von Kurzschlüssen oder dielektrischem Versagen zu bestimmen.
Um bei einem solchen Kondensatorlaminat eine allgemeine Zuverlässigkeit zu erzielen, hat man gefunden, daß es notwendig ist, die Oberflächenrauhigkeit oder Oberflächenvariation auf der Seite der leitenden Folie, die auf die dielektrische Schicht laminiert ist, auf nur ungefähr die Größe zu begrenzen, die erforderlich ist, um die Adhäsion zwischen der leitenden Folie und dem Dielektrikum sicherzustellen. Man hat weiter herausgefunden, daß auf der matten Seite der leitenden Folien eine Oberflächenvariation von der Größe, wie oben beschrieben, nicht notwendig war, um eine derartige Adhäsion sicherzustellen. Obwohl die genauen Grenzen der Oberflächenvariation, die ausreichen, um gerade eben eine Adhäsion zu erreichen, nicht bekannt sind, ist es aus Untersuchungen bekannt, daß eine derartige Adhäsion mit einer maximalen Oberflächenrauhigkeit oder Oberflächenvariation erreicht werden kann, die einem R-Wert von nicht mehr als etwa 6 Mikron, bevorzugter etwa 4 Mikron entspricht. Diese Werte entsprechen den Oberflächeneigenschaften bei den oben genannten Folien. Insbesondere hat man gefunden, daß eine gute Adhäsion sowohl zwischen den leitenden Folien und der dielektrischen Schicht sowie zwischen den leitenden Folien und anderen Schichten in einer kapazitiven Leiterplatte, wie hier beschrieben und in FIGUR 7 sowie in den FIGUREN 1 und 4-6 dargestellt, durch Verwendung der im Gould Bulletin 88405 beschriebenen sogenannten "TC/TC" doppelt behandelten Kupferfolie erreicht werden konnte.
Bei Verwendung dieser doppelt behandelten Folie gemäß der vorliegenden Erfindung hat man gefunden, daß es von entscheidender Bedeutung ist, die Trommel- oder glatte Seite der leitenden Folie gegen die dielektrische Schicht anliegend anzuordnen, während die rauhe Seite oder matte Seite der leitenden Folie nach außen weist. Dies steht selbstverständlich in direktem Gegensatz zu dem, was im Stand der Technik praktiziert worden ist, wie oben angemerkt.
Wenn man die oben erörterte doppelt behandelte Folie verwendet, ist es weiter notwendig, die leitende Folie zu indexieren, um sicherzustellen daß die in FIGUR 8 mit 148 und 150 bezeichnete Trommel-Seite oder glatte Seite in Berührung mit der dielektrischen Schicht 132 angeordnet wird. Idealerweise sieht die vorliegende Erfindung eine leitende Folie vor, die auf beiden Seiten eine ähnliche Oberflächenrauhigkeit oder Oberflächenvariation gemäß den oben für die Trommel-Seite oder glatte Seite aufgeführten bevorzugten Bedingungen aufweist. Die Bereitstellung von ähnlichen Oberflächeneigenschaften auf beiden Seiten der leitenden Folie würde die Notwendigkeit des unmittelbar zuvor genannten Indexierschritts beseitigen.
Es soll auch angemerkt werden, daß ein gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebautes Kondensatorlaminat bei anderen Anwendungen als bei der speziellen kapazitiven Leiterplatte verwendet werden könnte, welche ein Merkmal der vorliegenden Erfindung ist. Wie oben angemerkt, wäre es zum Beispiel möglich, die oben genannte militärische Spezifikation mit einer maximalen Dielektrikum-Ausgangsdicke von nicht mehr als etwa 0,01 cm (4 mils) zu erfüllen. Dies würde eine Herstellung eines resultierenden Kondensatorlaminats mit einer Mindestdicke von etwa 0,009 cm (3,5 mils) mit einer größeren Gleichförmigkeit im Dielektrikum und ohne die wesentliche Menge an Dielektrikum gestatten, die bei einer Ausgangsdicke von zum Beispiel etwa 0,013-0,015 cm (5-6 mils) vorhanden war.
Jedoch ist das Kondensatorlaminat mit der bevorzugten Oberflächenbehandlung oder den bevorzugten Oberflächeneigenschaften, wie oben angemerkt, vorzugsweise zur Verwendung bei einer kapazitiven Leiterplatte vorgesehen, wobei es dem Kondensatorlaminat ermöglicht wird, unter der Theorie geborgter oder geteilter Kapazität zu funktionieren, um Kapazitätsanforderungen einer großen Anzahl von auf der PCB montierten Vorrichtungen zu erfüllen.
Zusammengefaßt verwendet das Kondensatorlaminat somit vorzugsweise eine dielektrische Schicht mit einer Ausgangsdicke von nicht mehr als etwa 0,01 cm (4 mils), bevorzugter von nicht mehr als etwa 0,005 cm (2 mils) und am besten im Bereich von etwa 0,0025-0,0037 cm (1-1,5 mils). Leitende Folien, die bei Kondensatorlaminaten für eine kapazitive PCB verwendet werden, weisen vorzugsweise ein Leitfähigkeitsäquivalent zu einer Dicke von mindestens etwa 0,0025 cm (1 mil) Kupfer auf. Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die leitenden Folien mit etwa 1 Unze Kupfer pro Quadratfuß ausgebildet werden, wobei die resultierende Dicke der leitenden Folie etwa 0,003-0,0036 cm (1,2-1,4 mils) beträgt.
Zusätzlich werden die leitenden Folien oberflächenbehandelt, vorzugsweise auf beiden Seiten und mindestens auf einer an die dielektrische Schicht angrenzend angeordneten Seite, mit einer maximalen Oberflächenrauhigkeit oder Oberflächenvariation, die einem R-Wert von etwa 6.0 Mikron, vorzugsweise etwa 4,0 Mikron entspricht.
Unter der Annahme, daß das durch den R-Wert angezeigte Oberflächenprofil einem maximalen Eindringen von Zähnen auf der leitenden Folie in die dielektrische Schicht entspricht, wird weiter angemerkt, daß ein kombiniertes Eindringen bei zwei leitenden Folien mit einer maximalen Oberflächenvariation von etwa 6 Mikron einem kombinierten Eindringen von etwa 12 Mikron oder ungefähr 0,00125 cm (0,5 mil) entsprechen würde. Somit würde dies bei der dielektrischen Ausgangsdicke von zum Beispiel 0,0037 cm (1,5 mils) zu einer Mindestdicke von etwa 0,00254 cm (1 mil) führen. Es wird angenommen, daß mit einer solchen Mindestdicke von etwa 0,00254 cm (1,0 mil), möglicherweise bis hinab zu 0,0019 cm (0,75 mils) und wahrscheinlich nicht weniger als etwa 0,00125 cm (0,5 mils) eine gute kapazitive Integrität aufrechterhalten werden kann. Somit sieht die Erfindung eine dielektrische Schicht mit einer Mindestdicke von etwa 0,0019-0,003 cm (0,75-1,25 mils) vor.
Man hat weiter gefunden, daß eine Oberflächenbehandlung von mindestens derjenigen Seite der leitenden Folie, die an die dielektrische Schicht angrenzend angeordnet ist, kapazitive Eigenschaften des Kondensatorlaminats weiter verbessert. Eine derartige Oberflächenbehandlung schließt zum Beispiel vorzugsweise ein anfängliches Ätzen und einen anschließenden Auftrag einer Oxidschicht oder vorzugsweise einer Legierung von Kupfer und Zink ein. Jedoch können andere leitende Legierungen oder Metalle verwendet werden. In jedem Fall ist es nur nach der Beendigung der Oberflächenbehandlung notwendig, daß die leitenden Folien die Anforderungen im Hinblick auf Oberflächenrauhigkeit oder Oberflächenvariation erfüllen, wie durch R-Werte, wie oben genannt, gekennzeichnet.
Dementsprechend ist oben eine Reihe von Ausführungsformen für ein Kondensatorlaminat und eine kapazitive Leiterplatte beschrieben worden, die gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut und hergestellt sind. Abwandlungen und Veränderungen zusätzlich zu den oben beschriebenen sind für den Fachmann ersichtlich. Dementsprechend wird der Umfang der vorliegenden Erfindung nur durch die nachfolgenden beigefügten Patentansprüche definiert, die auch als weitere Beispiele der Erfindung aufgeführt sind.

Claims

1. Kapazitive Leiterplatte (10; 10'; 110) mit einer Mehrzahl von darauf angebrachten oder ausgebildeten Vorrichtungen (12, 14, 16; 12', 14', 16') und umfassend mindestens ein Kondensatorlaminat (26; 26'; 126'), das aus zwei Schichten aus leitendem Material (28, 30; 28', 30'; 128', 130') und einer Zwischenschicht aus dielektrischem Material (32; 32'; 132') besteht, wobei jede dieser Schichten Abmessungen aufweist, die allgemein denjenigen der Leiterplatte (10; 10'; 110) entsprechen, wobei die Schicht aus dielektrischem Material (32; 32'; 132') ausgewählte Werte von Dicke und Dielektrizitätskonstante aufweist, wodurch jede dieser einzelnen, auf der Leiterplatte (10; 10'; 110) angebrachten oder ausgebildeten Vorrichtungen (12, 14, 16; 12', 14', 16') mit einem Kapazitätswert versorgt wird, durch einen zur einzelnen Vorrichtung (12, 14, 16; 12', 14', 16') proportionalen Teil des Kondensatorlaminats (26; 26'; 126') und durch geborgte Kapazität aus anderen, zu anderen Vorrichtungen (12, 14, 16; 12', 14', 16') proportionalen Teilen des Kondensatorlaminats (26; 26'; 126'), wobei die kapazitive Funktion des Kondensatorlaminats (26; 26'; 126') von einer unkorrelierten Auslösung oder Operation der Vorrichtungen (12, 14, 16; 12', 14', 16') abhängig ist, und die Schichten aus leitendem Material (28, 30; 28', 30'; 128', 130') eine Leitfähigkeit aufweisen, um einen Stromfluß zu ermöglichen, der notwendig ist, um jede einzelne der Vorrichtungen (12, 14, 16; 12', 14', 16') mit ausreichend geborgter Kapazität für ihren ordnungsgemäßen Betrieb zu versorgen, wobei das Kondensatorlaminat den größten Teil der benötigten Kapazität für die Mehrzahl von Vorrichtungen bereitstellt.

2. Kapazitive Leiterplatte nach Anspruch 1, bei welcher die Schicht aus dielektrischem Material (32; 32'; 132') eine Dicke von mindestens etwa 0,00125 cm (0,5 mils) aufweist, und die Schichten aus leitendem Material (28, 30; 28', 30'; 128', 130') jeweils eine Massenverteilung von mindestens etwa 150 Gramm pro Quadratmeter (0,5 Unzen pro Quadratfuß) aufweisen.

3. Kapazitive Leiterplatte nach Anspruch 1, bei welcher mehrere Lagen um dieses Kondensatorlaminat (26; 26'; 126') herumlaminiert sind, und Einrichtungen (18, 24) zum Aufnehmen dieser Mehrzahl von Vorrichtungen (12, 14, 16; 12', 14', 16') in Wirkverbindung mit diesem Kondensatorlaminat (26; 26'; 126') auf der kapazitiven Leiterplatte (10; 10'; 110) ausgebildet sind, und bei welcher Einrichtungen (34, 36; 34', 36') zum Verbinden dieser leitenden Schichten (28, 32; 28', 32'; 128', 132') mit diesen Vorrichtungen (12, 14, 16; 12', 14', 16') vorgesehen sind.

4. Kapazitive Leiterplatte nach Anspruch 1, bei welcher das Kondensatorlaminat (26; 26'; 126') eine wesentlich kleinere Kapazität als die für sämtliche der Vorrichtungen (12, 14, 16; 12', 14', 16') auf der Leiterplatte (10; 10'; 110) benötigte kombinierte Kapazität aufweist.

5. Kapazitive Leiterplatte nach Anspruch 2, bei welcher die beiden Schichten (28, 32; 28', 32'; 128', 132') aus leitendem Material jeweils innerhalb der kapazitiven Leiterplatte (10; 10'; 110) Netz- und Erde-Ebenen bilden.

6. Kapazitive Leiterplatte nach Anspruch 4, weiter umfassend mindestens ein weiteres, in die kapazitive Leiterplatte (10') laminiertes Kondensatorlaminat (26'), und weiter Einrichtungen (34', 36') zum Verbinden von weiteren leitenden Schichten (28', 32') mit den jeweiligen Vorrichtungen (12', 14', 16').

7. Kapazitive Leiterplatte nach Anspruch 6, bei welcher die Vorrichtungen (12, 14, 16; 12', 14', 16') von einem Typ sind, welcher über einen Bereich von Arbeitsgeschwindigkeiten oder -frequenzen eine Rauschunterdrückung erforderlich macht, wobei die Wirkung der geborgten Kapazität des Kondensatorlaminats (26, 26') mehreren, jeweils mit den Vorrichtungen (12', 14', 16') verbundenen Kondensatoren ähnelt und dadurch den Kapazitätsbereich innerhalb der kapazitiven Leiterplatte (10') vergrößert.

8. Kapazitive Leiterplatte nach einem beliebigen der vorangehenden Ansprüche, bei welcher die Schicht (32, 32'; 132') eine Dicke von etwa 0,00125 bis etwa 0,01 cm (etwa 0,5 mils bis etwa 4 mils), vorzugsweise eine Dicke von etwa 0,0025 bis 0,005 cm (1-2 mils), und eine Dielektrizitätskonstante von etwa 4 bis etwa 10 aufweist.

9. Kapazitive Leiterplatte nach einem beliebigen der vorangehenden Ansprüche, bei welcher die Schicht aus dem dielektrischen Material (132') eine Ausgangsdicke von nicht mehr als etwa 0,01 cm (4 mils) aufweist und bei welcher die beiden Schichten aus leitendem Material zwei leitende Folien (128', 130') sind, die jeweils eine oberflächenbehandelte Seite mit einer Oberflächenrauhigkeit oder Oberflächenvariation aufweisen, welche gerade ausreicht, um in einem resultierenden Kondensatorlaminat (126') eine Adhäsion der einen Seiten an der dielektrischen Schicht (132') zu fördern, bei welcher dieses Kondensatorlaminat (126') mit den einen oberflächenbehandelten Seiten der leitenden Folien (128', 130') in inniger Berührung mit gegenüberliegenden Seiten der dielektrischen Schicht (132') ausgebildet ist, wodurch die dielektrische Schicht (132') für eine verbesserte kapazitive Integrität des Kondensatorlaminats (126') zwischen sämtlichen einander gegenüberliegenden Oberflächenbereichen der leitenden Folien (128', 130') eine Mindestdicke aufweist.

10. Kapazitive Leiterplatte nach Anspruch 9, bei welcher die Leitfähigkeit für jede leitende Folie (128', 130') mindestens einer Kupferdicke von etwa 0,0025 cm (1 mil) entspricht, und die dielektrische Schicht (132') eine Ausgangsdicke von nicht mehr als etwa 0,005 cm (2 mils) aufweist.

11. Kapazitive Leiterplatte nach Anspruch 10, bei welcher die Oberflächenrauhigkeit oder die Oberflächenvariation auf den einen oberflächenbehandelten Seiten jeder leitenden Folie (128', 130') ausgewählt ist, um bei dem besagten Kondensatorlaminat (126') zwischen sämtlichen einander gegenüberliegenden Oberflächenbereichen der leitenden Folien (128', 130') eine Mindestdicke von wenigstens etwa 0,00125 cm (0,5 mils) aufrechtzuerhalten.

12. Kapazitive Leiterplatte nach Anspruch 11, bei welcher die Oberflächenrauhigkeit oder Oberflächenvariation auf der einen oberflächenbehandelten Seite jeder leitenden Folie (128', 130') ausgewählt ist, um eine Dicke von etwa 0,001905-0,003175 cm (0,75-1,25 mils) aufrechtzuerhalten.

13. Kapazitive Leiterplatte nach Anspruch 1, bei welcher das Kondensatorlaminat weniger als etwa 10 % der für die Mehrzahl von Vorrichtungen benötigten kombinierten Kapazität aufweist.

14. Verfahren zur Bildung einer kapazitiven Leiterplatte mit einer Mehrzahl von darauf angebrachten oder ausgebildeten Vorrichtungen, umfassend die Schritte eines Miteinanderverbindens zweier Schichten aus leitendem Material (28, 30; 28', 30'; 128', 130') und einer Zwischenschicht aus dielektrischem Material (32; 32'; 132'), um ein Kondensatorlaminat (26; 26'; 126') als eine strukturell starre Baueinheit zu bilden, Auswählen von Werten von Dicke und Dielektrizitätskonstante für die Schicht aus dielektrischem Material (32; 32'; 132), wodurch jede einzelne, auf der kapazitiven Leiterplatte (10) angebrachte Vorrichtung (12, 14, 16; 12', 14', 16') mit einer Kapazität versorgt wird, durch einen zur einzelnen Vorrichtung (12, 14, 16; 12', 14', 16') proportionalen Teil des Kondensatorlaminats (26; 26'; 126) und durch geborgte Kapazität aus anderen, zu anderen Vorrichtungen proportionalen Teilen des Kondensatorlaminats (26; 26'; 125'), wobei die kapazitive Funktion des Kondensatorlaminats (26; 26'; 126') von der unkorrelierten Auslösung oder Operation der Vorrichtungen (12, 14, 16; 12', 14', 16') abhängig ist, wobei das Kondensatorlaminat den größten Teil des Kapazitätsbedarfs der Vorrichtungen bereitstellt, sowie Auswählen einer Leitfähigkeit für die Schichten aus leitenden Materialien (28, 30; 28', 30'; 128', 130'), um einen Stromfluß zu ermöglichen, der notwendig ist, um jede einzelne dieser Vorrichtungen (12, 14, 16; 12', 14', 16') mit ausreichend geborgter Kapazität für ihren ordnungsgemäßen Betrieb zu versorgen.

15. Verfahren nach Anspruch 14, weiter umfassend die Schritte eines Laminierens von mehreren Lagen um das Kondensatorlaminat (26; 26'; 126') herum, und einer Bildung von Einrichtungen (18, 24) zum Aufnehmen einer Mehrzahl von Vorrichtungen (12, 14, 16; 12', 14', 16') auf dieser Leiterplatte (10; 10'; 110') in Wirkverbindung mit dem Kondensatorlaminat (26; 26'; 126'), um eine Kapazität für diese Vorrichtungen (12, 14, 16; 12', 14', 16') bereitzustellen.

16. Verfahren nach einem beliebigen der vorangehenden Ansprüche, umfassend die Schritte eines Auswählens einer dielektrischen Schicht (132') mit einer Ausgangsdicke von nicht mehr als etwa 0,1 cm (4 mils), eines Auswählens von zwei leitenden Folien (128', 130'), von denen jede eine oberflächenbehandelte Seite mit einer Oberflächenrauhigkeit oder Oberflächenvariation aufweist, welche gerade ausreicht, um eine Adhäsion der einen Seiten an der dielektrischen Schicht (132') zu fördern, wodurch die dielektrische Schicht (132') für eine verbesserte kapazitive Integrität des Kondensatorlaminats (126') zwischen sämtlichen einander gegenüberliegenden Oberflächenbereichen der leitenden Folien (128', 130') eine Mindestdicke aufweist.

17. Verfahren nach Anspruch 16, bei welchem eine Leitfähigkeit für jede leitende Folie (128', 130') mindestens einer Kupferdicke von etwa 0,0025 cm (1 mil) entspricht, und die dielektrische Schicht eine Ausgangsdicke von nicht mehr als etwa 0,005 cm (2 mils) aufweist.

18. Verfahren nach Anspruch 17, bei welchem die Oberflächenrauhigkeit oder Oberflächenvariation auf den einen oberflächenbehandelten Seiten jeder leitenden Folie (128', 130') ausgewählt ist, um bei diesem Kondensatorlaminat (126') zwischen sämtlichen einander gegenüberliegenden Oberflächenbereichen der leitenden Folien (128', 130') eine Mindestdicke von wenigstens etwa 0,00125 cm (0,5 mils) aufrechtzuerhalten, und die Oberflächenrauhigkeit oder Oberflächenvariation auf den einen oberflächenbehandelten Seiten jeder leitenden Folie (128', 130') ausgewählt ist, um zwischen sämtlichen einander gegenüberliegenden Oberflächenbereichen der leitenden Folien (128', 130') des gebildeten Kondensatorlaminats (126') eine Dicke von etwa 0,001905-0,003175 cm (0,75 - 1,25 mils) aufrechtzuerhalten.

19. Verfahren nach Anspruch 14, bei welchem das Kondensatorlaminat weniger als 10 % der für die Mehrzahl von Vorrichtungen benötigten kombinierten Kapazität aufweist.