[发明专利]电容器元件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明有关于电容器元件，且更特定言之，本发明有关于可嵌入于印刷电路板或其它微电子元件中的电容器元件(CAPACITOR DEVICES)。

背景技术

电容器元件可用来提供电路中所需的电容，而电容在电路中主要的功能在于储存电能、阻断直流电流，或准许交流电流的通过。电容器元件可包含一介电材料层，该介电材料层夹于一对隔开的导电金属层(例如铜箔)之间。

电容器元件为印刷电路板(PCB)及其它微电子元件上的常见器件。近年来，在例如印刷电路板及配置于该印刷电路板上的元件的设计中，设计者可能需付出大量努力以抑制在该印刷电路板中的电源层与接地层之间引起的电压波动。一种常见类型的电压波动可包括“切换噪声”，该“切换噪声”可能由集成电路中晶体管的切换操作而引起。对此问题的常见解决方案为置放一或多个去耦合电容器元件或旁路电容器元件，该电容器元件可电性耦接于该集成电路附近的电源端子与接地端子之间。

此外，电容器元件可被以分离式元件方式电性耦接于电路板上，或可被设计成嵌入于该电路板中。在此等选择中，形成嵌入于该电路板中的该电容器元件可以增加该电路板上可用于其它用途的表面积。

选择电容器元件时的主要考虑因素可包括该电容器元件的电容及频宽。该电容器元件的频宽可视其自共振频率而定，因为当该电容器元件在低于该自共振频率的频率下工作时该电容器元件可具有正常的工作状态。以下等式(1)说明了电容器元件的电容与自共振频率之间的关系：

fr=12πLC---(1)]]>

其中，f_r表示自共振频率，L表示寄生电感(即，等效串联电感“ESL”)，及C表示寄生电容(即，等效串联电容“ESC”)。根据等式(1)，具有较小电容的电容器元件可具有较高的自共振频率，因而具有宽带宽。反之，具有较大电容的电容器元件可具有较低自共振频率，因而具有窄频宽。然而，对于去耦合电容器元件而言，可能非常需要具有高自共振频率及高电容。

一般而言，可通过以下等式来计算电容：

C=ϵAd---(2)]]>

其中，C表示电容器元件的电容(以法拉为单位)，ε表示介电材料的介电常数，A表示两块导电板间夹有介电材料的面积，及d表示板间距离。根据上式(2)，电容与两块导电板间夹有介电材料的面积及介电材料的介电常数成正比，而与两块导电板间的距离成反比。因而，为了增加电容器元件的电容，可增加导电板的面积，或选择极薄的具有高介电常数的介电材料层。然而，上述方法均可能有困难之处。首先，增加导电板的面积将使得整体设计离小型化设计目标愈来愈远。另外，介电材料的选择常常受到许多生产及组态等因素上的限制。而当介电层厚度减小时也会出现额外的问题与困难，例如电路板上介电层的厚度可能会难以控制，因为该介电层的厚度可能由于介电质沈积所在的图案化特征(例如，电容器元件电极)的形状及尺寸而显著改变。采用薄介电层设计通常可能伴随有引起两金属间透过薄介电层而发生短路的危险，或在该介电层中形成可能影响电容效应及特性的细微气泡或其它结构上的缺陷的危险。

发明内容

依据本发明的范例可提供一种具有一电容的电容器元件及一种制造一电容器元件的方法。