[发明专利]改进的电极，内层、电容器和印刷电路板及制造方法-部分Ⅱ

说明书

本申请要求于2005年6月20日提交的美国临时申请第60/692,119号的权益。

背景技术

技术领域

本技术领域是在印刷电路板(PWB)中嵌埋的电容器。更具体地，本技术领域包括在印刷电路板中嵌埋由厚膜电介质和电极构成的电容器。

发明背景

将高电容密度的电容器嵌埋在印刷电路板中能够减小电路的尺寸并提高电路的性能。电容器通常嵌埋在堆叠的板中并通过互连电路连接，所述板的堆叠体形成多层印刷电路板。堆叠的板一般称作“内层板”。

已知通过箔上烧制技术形成嵌埋在印刷电路板中的无源电路元件。“独立箔上烧制”的电容器可通过以下方式形成：在金属箔基片上沉积至少一种厚膜介电层并干燥，然后在该厚膜电容器介电层上沉积厚膜电极材料并干燥，最后在铜厚膜烧制条件下对该电容器结构进行烧制。美国专利申请公报US 2004/0099999 A1和US2004/023361 A1公开了这种方法。

烧制后，将制成的制品层叠在预浸渍介电层上，对金属箔进行蚀刻，形成电容器的电极和所有相关电路，形成含厚膜电容器的内层板。然后，将该内层板层叠并与其他内层板互连，形成多层印刷电路板。

厚膜介电材料在烧制后应具有高介电常数(K)。适合丝网印刷的高K厚膜介电糊料可通过以下方式形成：将高介电常数的粉料(“功能相”)与玻璃粉混合，并将该混合物分散到厚膜丝网印刷载剂中。玻璃可以是玻璃质的或结晶的，取决于其组成。

在厚膜介电材料的烧制期间，介电材料的玻璃组分在达到峰值烧制温度之前软化并流动。在保持峰值温度期间介电材料熔合并包封功能相，形成箔上烧制的电容器结构。玻璃随后结晶，沉淀所有需要的相。

铜是形成电极的优选材料。适合丝网印刷的厚膜铜电极糊料可以通过以下方式形成：将铜粉与少量玻璃粉混合，并将该混合物分散到厚膜丝网印刷载剂中。但是，厚膜铜和厚膜电容器电介质之间较大的温度膨胀系数(TCE)差以及烧制期间的收缩差异常在电极的周边外围的电介质中产生张应力。张应力可导致在电极周边的电介质产生碎裂，如图1A和图1B所示。在极端情况，裂纹沿所有方向向下扩展到铜箔。这种碎裂是不希望的，因为会影响电容器的长期可靠性。能消除导致这种碎裂的状况的备选电容器结构设计将是有利的。

共同转让的发明(案卷号EL-0593 US PRV(Majumdar等)美国临时申请第60/692,119号(于2005年6月20日提交)被本申请要求为优先权，并且是本发明人发明的，该申请提供了形成电极和内层、嵌埋箔上烧制的厚膜电容器和形成印刷电路板(PWB)的新颖方法，这些方法除了形成电极、内层、电容器和印刷电路板外还避免了电介质中的碎裂。但是，采用上述发明，在PWB最外层(第一层和/或最后一层)上设置嵌埋电容器和使用镀敷通孔(PTH)通道都是不可能的。本发明成功地解决了这些缺陷。

发明概述

本文公开一种形成嵌埋的电容器的方法，该方法包括以下步骤：

提供金属箔；

在该金属箔上形成陶瓷电介质；

在大部分所述电介质和至少一部分所述金属箔上形成电极；

在碱金属(base metal)烧制条件下对该电容器结构进行烧制；和

对金属箔进行蚀刻，形成第二电极。

还公开一种形成电容器的方法，该方法包括：

提供金属箔；

在金属箔上形成绝缘隔离层；

在金属箔上形成陶瓷电介质，其中，该电介质被绝缘隔离层包围并与该层接触；

在大部分绝缘隔离层和一部分金属箔上，在大部分或者全部电介质上形成第一电极；

在碱金属烧制条件下对该电容器结构进行烧制；和

对金属箔进行蚀刻，形成第二电极。

该描述中，“在碱金属烧制条件下对电容器结构进行烧制；以及对金属箔进行蚀刻，形成第二电极”中的词语“在碱金属烧制条件下对电容器结构进行烧制”表示在惰性气氛例如氩气或氮气中，于大于或等于750℃的温度进行烧制。烧制可以在热壁或箱式炉中进行。

在详细说明中揭示了本发明的进一步的结构。

还公开了通过上述方法形成的电容器以及包含这些电容器的其他器件。这些器件包括但不限于内插件，印刷电路板，多芯片模块，区域阵列封装(area arraypackage)，封装上的系统和封装内的系统。

附图简述

参见以下附图进行详细描述，其中：

图1A-1B是在现有技术设计的常规箔上烧制的电容器中观察到的裂纹的示意图。