具有滤波器结构的电容器装置的制作方法

专利名称：具有滤波器结构的电容器装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电容器装置，尤其是涉及一种具有滤波器结构的电容器 装置以及时地对开关噪声作出响应。
背景技术：
随着对高频和高速电子系统的兴趣日益增加，电路系统的上升时间可能 变得更快，且电路系统的噪声容限可能恶化。因此，电源的完整性可能为一 个问题。本领域技术人员应该明白保持电路系统中电源的完整性是重要的， 因为没有稳定且低噪声的电源供给，将无法实现信号的完整性。通常，电路 系统的稳定性可以很大程度上取决于电路的抗噪声性。为了提供稳定的电
源，在集i电路(ic)中可以将去耦电容器用于抑制由于高速导通和关断而
引起的开关噪声。去耦电容器能抑制假信号、天线噪声和稳定电源供给。此
外，去耦电容器可在IC的电源或者接地端附近"&置来最小化由去耦电容器 和IC之间的导电路径长度产生的寄生电感。长的路径可以不利地影响或者
损伤去耦电容器的功能。
去耦电容器可通过表面安装技术(SMT)安装在基板上，例如印刷电路 板(PCB )、IC基板、柔软基板或者硅基板，从而被称为"表面安装器件"(SMD ) 式的电容器。作为选择，其它类型的电容器可安装在基板上或者基板内且与 IC连接以提供与所述的"表面安装器件"(SMD)式的电容器相似的效果。 随着IC运算速度的增快，例如开关噪声的相关噪声的频率也随之增高并越 来越成问题，这就需要更多的去耦电容器和/或具有更好性能的去耦电容器。 随着电气电路速度的日益增加以及可用基板空间的减小，寻找能够满足设计 需要的SMD电容器就成为了一个挑战。此外，安装在基板上的SMD电容 器需要一定的基板空间，这样就可能限制其它装置可用的基板空间。随着IC 端子数以及放置端子密度的不断增加，将IC连接到外部的电容器上的布线 设计也将成为另 一个挑战。
可以称为嵌入或者埋置于PCB 、芯片载体或者基板中的平面电容器元件的电容器已经被提议用于取代SMD电容器。如本文所定义的，基板可包括
有机或无机材料，其包括半导体、有机物、陶瓷、玻璃、柔性材料或金属材
料。图1A是传统嵌入式电容器装置10的示意剖面图，图1B是嵌入式电容 器装置10的示意俯视图。参考图1A以及图1B，该嵌入式电容器装置10可 以包括第一电容器11、第二电容器12以及第三电容器13。第一电容器11 可以包括通过第一导电通孔11-1连接至接地面14的第一电极111,和通过 第二导电通孔11-2连接至接地面15的第二电极112。同样地，第二电容器 12可以包括通过另一个第一导电通孔12-l连接至接地面14的第一电极121, 和通过另一个第二导电通孔12-2连接至接地面15的第二电极122。再者， 第三电容器13包括通过再一个第一导电通孔13-1连接至接地面14的第一 电极131,和通过再一个第二导电通孔13-2连接至接地面15的第二电极132。 电容器ll、 12和13也各单独作为去耦电容器，然而其可能不作为整体的单 元以对开关噪声作出快速响应，这将在下面的内容中给予解释。
图1C示出了图1A中所述的嵌入式电容器装置10的阻抗曲线的示意图。 参考图曲线Cu、 (312和C，3可以分别代表了第一、第二和第三电容器 11、 12和13的阻抗特性。第一电容器ll比第二、第三电容器12和13可更 适合于处理高频噪声。另一方面，第三电容器13可比第一、第二电容器ll 和12更适合于处理低频率噪声方面。此外，取决于工作频率，第一、第二 和第三电容器ll、 12和13分别都包括容性区域和感性区域。例如，当工作 频率高于共振频率fk时，第三电容器13所表现出来的感性可多于容性。因 此，随着工作频率的增加，嵌入式电容器装置10的阻抗也将增加，这可能 导致其抑制开关噪声的能力退化。再者，再参考图1B,高频噪声可能产生在 例如第二电容器12的第二电极122上，而不是被比第二电容器12更适合处 理高频噪声的第一电容器11及时处理。相似的，低频噪声可能将产生在第 二电容器12的第二电极112上，而没有被比第二电容器12更适合处理低频 噪声的第三电容器13及时处理。因此，传统的嵌入式电容器装置IO不能有 效的应对开关噪声。

发明内容
与所公开的实施例一致，提供了一种电容器装置，其包括第一电容器以 及连接该第一电容器和导电区域的第一滤波器，其中该第一电容器具有第一共振频率，并且该第 一滤波器被设置为工作在;f隻盖该第 一共^^展频率的第 一频 带内。
与所公开的实施例一致，还提供了一种电容器装置，其包括将第一电容
器连接到导电区域的第一滤波器；和将第二电容器连接到该第一电容器的第 二滤波器。
所公开的实施例的其它特点和优点将部分的由以下的说明书阐述，并且 部分的由该说明书显见，或者通过实施所公开实施例习之。通过所附的权利 要求中具体指出的元素或者组合，将会理解和实现本发明的特色和优点。
可以理解的是，上文的概述以及下文的详细描述都只是示范性的和说明 性的，而不是限制如权利要求所要求的本发明。


当结合附图阅读时，前述的概述和本发明的以下详细描述，可以更好地 被理解。出于说明所公开的实施例的目的，在图中显示了目前为优选的示例。 应当理解的是，本发明并不限于所示的精确的布置和装置。
在附图中
图1A是传统嵌入式电容器装置的示意剖面图； 图1B是图1A所示的嵌入式电容器装置的示意俯视图； 图1C是图1A所示的嵌入式电容器装置的阻抗曲线的示意图； 图2A是示出一种增加电容器带宽的方法的构思示意图； 图2B是示出用几个并联的小电容器替代一个大电容器后的效果的构思 示意图2C是示出去耦电容器装置的理想带宽的示意图3A是去耦电容器装置的示意俯视图3B是另一个去耦电容器装置的示意俯视图3C是再另一个去耦电容器装置的示意俯视图3D是再另一个去耦电容器装置的示意俯^L图3E是示出图3D所示的去耦电容器装置的阻抗曲线的示意图3F是示出图3D所示的滤波器的传输曲线的示意图3G是示出图3D所述的滤波器的传输曲线的示意图4A是与另 一个所公开实施例一致的去耦电容器装置的示意俯视图；图4B是示出图4A所述的去耦电容器装置的阻抗曲线的示意图4C是示出图4A所述的滤波器的传输曲线的示意图4D是与又一个所公开的实施例一致的去耦电容器装置的示意俯视
图4E是与又一个所公开的实施例一致的去耦电容器装置的示意俯视
图5A是与又一个所公开的实施例一致的嵌入式电容器装置的示意剖面
图5B是与又一个所公开的实施例一致的嵌入式电容器装置的示意剖面
图5C是与又一个所公开的实施例一致的嵌入式电容器装置的示意剖面
图6A是与又一个所公开的实施例一致的电容器装置的平面俯视示意
图6B是与又一个所公开的实施例一致的电容器装置的平面俯视示意
图7A是与又一个所公开的实施例一致的电容器装置的立体示意图7B是图7A所示的电容器装置的电路示意图8A和8B是示例的电阻-电容器滤波器的示意图8C是基板中的示例电阻器装置的示意图9A到9D是示例滤波器的示意图;-
图IOA和IOB是示例的表面安装器件的示意图IOC是具有至少一个表面安装器件的电路板的示意图IIA到IIC是示例电感的示意图12A示出了由立体图所示的电容器装置的示例；
图12B示出了由立体图所示的电容器装置的另一示例；
图12C示出了由立体图所示的电容器装置的另一示例；以及
图12D示出了由立体图所示的电容器装置的另一示例；
具体实施例方式
现将详细参考与附图中所示的所公开的实施例。所有图中用的相同参标记尽可能用于表示相同或相似的部件。值得注意的是附图是一种高度简化 形式而不是精确的尺寸。就本文所所公开的而言，仅为了方便和简洁的目的， 方向术语，如顶部和底部，是相对于附图使用。这类结合附图的以下描述的 方向术语不应以没有在所附权利要求中明确阐述的任何方式解释为限制本 发明的范围。
图2A是示出一种增加电容器带宽的方法的构思示意图，该电容器可以 包括嵌入式电容器、埋置式电容器或分离式电容器。参考图2A,阻抗曲线C 可以表现出电容器的阻抗特性，其可以在给定阻抗下具有带宽BW。通过减 小电容器的电感在相同的给定阻抗下带宽BW可以扩展到BW，。阻抗曲线C， 对应于扩展了的带宽BW，。在一个示例中，通过将电容器分成几个相对小的 电容器并将这小电容器并耳关起来可以减小电容器的阻抗。
图2B是示出用几个并联的具有小电容的电容器替换一个具有大电容的 电容器的效果的构思示意图。参考图2B，电容器装置可以包括分别具有相 应阻抗曲线CA、 CB、 Cc和CD的多个电容器21、 22、 23和24。通过将电容 器21、 22、 23或24的每个分成几个小电容器并将所述小电容器并联起来， 电容器21到24的每个的电感都被减小，从而减小了阻抗。例如，电容器21 可以被分成几个相互电并联的小电容器211、 212和213,从而提供具有共振 频率fA的所得阻抗曲线C，A。相似的，对于电容器22、 23和24，也分别能 得到分别具有共振频率fB、fc和fo的所得阻抗曲线C，b、C，c和C，d。曲线C，a、
C，b、 C，c和C，d所示的阻抗小于曲线CA、 CB、 Cc、 Cd所示的阻抗。因此， 该嵌入式电容器装置能获得更大的带宽。图2B的构思示意图示出了理想条 件下获得的电容器21-24的阻抗曲线。虽然在正常工作条件下获得的电容器 21-24的阻抗曲线看上去会有细微的不同，但是效果会保持相同。
图2C示出了去耦电容器的理想带宽的示意图。参考图2C，如果在去耦 电容器装置中使用更多的诸如电容器21到24和小电容器211到213,由曲
线C，A、 C，b、 C，c和C，d定义的包络线会变的更平坦，正如示范性所得阻抗 曲残Ct所示，CT示出了在理想条件下获得的阻抗曲线。因此，可以获得横 跨从低频fc到高频fA宽范围的相对大的带宽。具有如此带宽的去耦电容器 可以提供相对低的阻抗和相对高的抗噪声性，且从而适合应用于高频的工作
环境。在与所公开的实施例一致的示例中，fA、fB、fc和fD分别大致为于1 GHZ、
800 MHz、 500 MHz和200 MHz。然而，fA、 fB、 fc和fD的数值可以变化以满足不同的应用。虽然上述的示例使用四个电容器，更多或者更少的电容器 也可以#皮使用来实现相同的效果。
图3A示出了示范性的去耦电容器装置30,其可以包括，经由第一滤波 器301连接到入口区域38的第一电容器31。滤波器301可以以下所描述的 一致的方式操作。入口区域38可以例如为导电区域或者公共连接区域，在 那里开关噪声可能进入或产生。实际上，该导电区域或者公共连接区域作为 电容器。图3B示出了具有增加的第二电容器32的图3A所示的电容器装置 30。图3C示出了具有增加的第二滤波器302的图3B所示的电容器装置30, 第二滤波器302将第二电容器32连接到入口区域38。
图3D是与另 一公开的实施例一致的去耦电容器装置30的示意俯^L图。 参考图3D,该去耦电容器装置30包括第一电容器31、第二电容器32、第 三电容33和第四电容器34。电容器31-34分别具有电容量C3,-C34。去耦电 容器装置30可包括在第一电容器31和入口区域38之间的第一滤波器301、 在第二电容器32和入口区域38之间的第二滤波器302、在第三电容器33 和入口区域38之间的第三滤波器303和在第四电容器34和入口区域38之 间的第四滤波器304。在一个示例中，单个滤波器301-304可以工作在不同 的频带上，且例如作为低频滤波器、高频滤波器或带通滤波器。采用滤波器 301-304，在某一频率的开关噪声将可以迅速的传递到能够处理开关噪声功 能的电容器31-34之一。
图3E是示出了如图3D所示的去耦电容器30的阻抗曲线的示意图。参 考图3C，可以设定由阻抗曲线C^所代表的第一电容器31因为在如图3D 所示的电容器31-34中最大的电容性面积而具有最大的电容。而且，可以设 想由阻抗曲线(:32所代表的第二电容器32具有第二大的电容量，阻抗曲线
C33所代表的第三电容器33具有第二小的电容量，阻抗曲线C34所代表的第
四电容器34具有最小的电容量。电容器的共振频率fk是一个时间常数的函 数，可以由下面的等式表达。
<formula>formula see original document page 11</formula>
因为C31的电容值〉C32的电容值>(:33的电容值〉C34的电容值，等式1指 出f31《32《33《34,此处的f3l、 f32、 f33和f"34分别是电容器31、 32、 33和34
的共振频率。在一个示例中的电容器31-34中的每一个可以包括具有一个或多个电容器区域的嵌入式电容器。多区段电容器结构的示例可以在美国专利
申请No.11/531, 337中找到，其于2006年9月13日提交并转让给同一受让 人的,名称为"Embedded Capacitor Device Having a Common Coupling Area"。 在另 一示例中，电容器31-34中的每一个可以包括具有多层结构的嵌入式电 容器。多层电容器结构的一个示例可以在中国台湾专利申请No. 096144117 中找到，其于2007年11月21日提交并转让给同一受让人的，名称为"多层 电容器结构、其制造方法和具有其的半导体衬底"，其全部通过引用的方式 引入于此。
在一个示例中，滤波器301-304中的一个或多个可以包括工作在通带中 的带通滤波器。带通滤波器可以指的是一种可以在某一范围内通频而在该范 围外阻频的器件。图3F是示出图3D中所示的滤波器301-304相关的传输曲 线的示意图，与所公开实施例一致。与传输曲线F训相关的第一滤波器301
可以具有约等于f3,的中心频率以及大约为f3(K)和f30,的截止频率。于是，第
一滤波器301可以具有关于中心频率f31的大约从f鄉到f3(31的带宽。同样的， 与传输曲线F302相关的第二滤波器302可以具有约等于52的中心频率以及
大约为f训和f302的截止频率。于是，第二滤波器302可以具有关于中心频 率f32的大约从f训到f鄉的带宽。同样的，与传输曲线F3Q3相关的第三滤波 器303可以具有约等于f33的中心频率以及大约为f302和f3Q3的截止频率。于 是，第三滤波器303可以具有关于中心频率f33的大约从f302到f3Q3的带宽。
而且，与传输曲线F，相关的第四滤波器304可以具有约等于f34的中心频 率以及大约为f鄉和f304的截止频率。于是，第四滤波器304可以具有关于
中心频率f34的大约从f鄉到f柳的带宽。
工作时，如果开关噪声的频率落入了大约从f，到f训的频带范围内，
产生在入口区域38的开关噪声则可以被第一滤波器301所传导。相似的，
如果开关噪声的频率分别落入了大约从f3(H到f302、 f302到f303、 f303到f，的
频带范围内，发生在入口区域38的开关噪声则分别可以被第二滤波器302、 第三滤波器303和第四滤波器304所传导。虽然频带被描述为大约在相对低 频率和相对高频率之间，与所公开的实施例一致，但是频带可以扩展到低于
这些频带的低频率的频率，和高于这些频带的高频率的频率。
图3G是示出与另一个公开实施例一致的图3D所示的滤波器301-304 的传输曲线示意图。参考图3G,该传输曲线与参考图3F所描述和示出的传输曲线相似，除例如F训，和F，，之外。具体而言，传输曲线F训，所代表的 第一滤波器301可以包括截止频率大约为f则的低通滤波器。低通滤波器可 以指的是一种可以通过低频信号而阻止频率超过该滤波器截止频率的信号 通过的器件。此外，传输曲线F3。4，所代表的第四滤波器304可以包括具有一 种截止频率大约为f则的高通滤波器。高通滤波器可以指的是一种可以通过 高频信号而阻止频率低于该高通滤波器的截止频率的信号通过的器件。
图4A是与另一个公开实施例一致的去耦电容器装置40的示意俯视图。 参考图4A,该去耦电容器装置40可以包括第一电容器41、第二电容器42、 第三电容器43和第四电容器44。此外，该去耦电容器装置40还可以包括在 第一电容器41和第二电容器42之间的第一滤波器401、在第二电容器42 和入口区域48之间的第二滤波器402、在第三电容器43和入口区域48之间 的第三滤波器403、在第三电容器43和第四电容器44之间的第二滤波器404。 入口区域48例如可以是导电区域或公共连接区域，并且该入口区域48实际 上可起电容器的作用。在一个示例中，滤波器401-404可以工作在不同的频 带中。采用滤波器401-404，开关噪声可以迅速传导到能够处理开关噪声的 电容器41-44中的其中之一。虽然图4A示出了在电容器的每一侧都使用一 个滤波器的实施例，但是与所公开的实施例一致，可以使用更多或更少的滤 波器、和不同的配置。
图4B是图4A所示的去耦电容器40的阻抗曲线的示意图。参考图4B, 设定C41的电容值>(:42的电容值>(:43的电容值>(344的电容值，那么则 f41<f42<f43<f44,其中C41、 C42、 C43和Cw分别为电容器41、 42、 43和44的 电容值，f41、 f42、 f43和f44分别为电容器41、 42、 43和44的共振频率。
图4C是示出分别与图4A中所示的滤波器401-404相关的传输曲线 F4orF404的示意图。在一个示例中，滤波器401和402可以各自包括低通滤 波器。与传输曲线F柳相关的第一滤波器401可以具有第一截止频率f401, 该第一截止频率f柳可在共振频率fu和&2之间，或可高于或低于共振频率
fiu和f42中的任一个。此外，与传输曲线F4Q2相关的第二滤波器402可以具 有第二截止频率f402,该第二截止频率f4Q2可在共振频率f42和f43之间，或可
高于或低于共振频率f42和f43中的任一个。因此，频率低于第二截止频率f402
的开关噪声可以从入口区域48通过第二滤波器402传导到第二电容器42。
此外，如果该开关噪声的频率低于第一截止频率f4Q1，该开关噪声则可以进
13一步从第二电容器42通过第一滤波器401传导到第一电容器41。
此外，在本示例中，滤波器403和404可各自包括高通滤波器。与传输 曲线F柳相关的第三滤波器403具有可以等于f舰的第三截止频率，其中该
第三截止频率f舰可在共振频率f化和f"之间。此外，与传输曲线F柳相关 的第四滤波器404可以具有截止频率f4D4,该第四截止频率f4。4可在共振频率 f"和f44之间。因此，频率高于第三截止频率f4。2的开关噪声则可以从入口区
域48通过第三滤波器403传导到第三电容器43。再者，如果开关噪声的频 率高于第四截止频率f啦，该开关噪声则可以从第三电容器43通过第四滤波 器404进一步传导到第四电容器44。
图4D是与另一个公开实施例一致的去耦电容器装置40-1的示意俯视 图。参考图4D,该去耦电容器装置40-l与图4A所描述和示出的去耦电容 器40相似，除了例如第五电容器45替代了入口区域48。工作时，第五电容 器45可直接用作一个去耦电容器。
图4E是与所公开实施例一致的滤波器与电容器的另一个示范性组合的 示意俯视图。在图4E中，去耦电容器装置40-2包括入口区域48、电容器 41_44和滤波器401-404。此外，电容器41和42形成了 一对耦合电容器49。 如图4E所示，耦合电容器49通过滤波器401串联。附加的电容器和滤波器 可设置来形成任何期望数目的串联连接的电容器和适当的滤波器，与描述为 耦合电容器49的该对电容器一致。
图5A是与另一公开实施例一致的嵌入式电容器装置50的示意剖面图。 参考图5A,该嵌入式电容器50可以包括第一电容器51、第二电容器52和 在第一电容器51和第二电容器52之间的第一滤波器56-1。该第一电容器 51可以包括与第一导电通孔51-1连接的第一电极511、和与第二导电通孔 51-2连接的第二电极512。此外，第二电容器52还可以包括通过第一导电 通过52-1连接到接地面54的第一电极521,和通过第二导电通孔52-2连接 到电源面55的第二电极522。第一滤波器56-1将第一电容器51连接到第二 电容器52以^使第一电4及通孔51-1通过第一导电通孔52-1连"l矣到接地面54, 且第二导电通孔51-2通过第二导电通孔52-2连接到电源面55。该第一滤波 器56-1可以包括低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器其中之一。
图5B是与另一公开实施例一致的嵌入式电容器装置57的示意剖面图。 参考图5B，该嵌入式电容器装置57可以与图5A中所描述和示出的嵌入式电容器装置50相似，除了例如可以增加第三电容器53和第二滤波器56-2。 该第三电容器53可以包括第一电极531和第二电极532。该第一电极531 可以通过第一导电通孔53-l、第二滤波器56-2和第一导电通孔52-1与接地 面54连接。也就是说，第三电容器53通过第二滤波器56-2和接地面54、 电源面55连接。该第二电极532可以通过第二导电通孔53-2、第二滤波器 56-2和第二导电通孔52-2与电源面55连接。第二滤波器56-2将第三电容器 53连接到第二电容器52，使得第一导电通孔53-1通过第一导电通孔52-1连 接到接地面54，第二导电通孔53-2通过第二导电通孔52-2连接到电源面55。 该第二滤波器56-2可以包括低通、高通和带通滤波器其中之一。
图5C是与另一公开实施例一致的嵌入式的电容器装置58的示意剖面 图。参考图5C,该嵌入式电容器装置58可以包括叠层结构的多个电容器装 置58-1至58-N, N为自然数。电容器装置58-1至58-N中的每多可包括一 个或多个子电容器。以电容器装置58-N作为例子，该电容器58-N可包括子 电容器Ni、 N2、 N3和N4。在本实施例中，电容器装置58-1至58-N之一的 电容器装置58-1还可以包括一个或多个滤波器56-1、 56-2和56-3,其又可 以电连接叠层电容器装置58-l至58-N的一个或多个子电容器。此外， 一对 导电通孔可以通过例如导电通孔52-1和52-2，将电容器装置58-1至58-N 中的每个的子电容器连接到接地面54和电源面55。如图5C所示， 一对导 电通孔59-1和59-2可以通过第一滤波器56-1和导电通孔52-1、 52-2将电容 器58-1至58-N中每个的最左边的子电容器连接到接地面54和电源面55, 其中该最左边的子电容器被示为电容器59。多层电容器结构可以便于减小嵌 入式电容器装置58的阻抗。另外，滤波器56-1到56-3可以便于及时传导开 关噪声。
图6A是与另 一公开实施例一致的嵌入式电容器装置60的示意平面俯视 图。参考图6A，该嵌入式电容器装置60可以包括电容器区域60-1至60-5 和滤波器601-604。这些电容器区域60-1至60-5可以从该嵌入式电容器装置 60的电容性区域划分并且通过滤波器601至604将它们电连接。具体而言， 滤波器601至604中的每个都可以包括高通、低通和带通滤波器其中之一， 并可以与图4D中所描述和示出的滤波器401-404相似的方式工作。在一个 示例中，电容器区域60-1至60-5之一可^皮例如参考图4A中描述和示出的 入口区域48的导电区域所替代。图6B是与所公开的另 一实施例 一致的嵌入式电容器装置61的示意平面 俯视图，参考图6B,该嵌入式电容器装置61可以包括电容器区域61-1至 61-3和滤波器611。该电容器区域61-1至61-3可以从嵌入式电容器61的电 容性区域划分，并通过滤波器611电连接。每个滤波器611都可以包括高通、 低通和带通滤波器其中之一，并可以与图4D中所描述和示出的滤波器 401-404相似的方式工作。在一个示例中，电容器区域61-1至61-3之一被例 如参考图4A所描述和示出的入口区域48的导电区域所替代。
图7A是使用LC滤波器的嵌入式电容器装置70的示意立体视图。图7B 是图7A所示的嵌入式电容器装置70的电路示意图。参考图7A和图7B, 该嵌入式电容器装置70可以包括电容器C"、C72和C73以及滤波器71和72。
滤波器71可以在电容器C"和C72之间电连接，并且可以作为低通滤波器。 电容器C"可以定义在电极E"和E72之间，电容器C72可以定义在电才及E74
和E"之间。另外，滤波器71可以包括第一电容Q和第一电感L,。第一电 容器C,可定义在电极E71和E"之间，该第一电感L,可取形成于电极E71和
E74之间的连续条的形式。
再者，滤波器72可在入口区域78和电容器C73之间电连接，并且可以 作为高通滤波器。该电容器C"可以定义在电极79-1和79-2之间。另外， 滤波器72可以包括第二电容器C2和第二电感L2。该第二电容器(32可定义 在第一电4及76-1和第二电极76-2之间。该第一电极76-1与入口区域78相 邻近。该第二电感L2可以取在第二电容器C2的第二电极76-2和端子P2之 间的连续条的形式。以与所公开实施例一致的方式，该端子P2可以与接地面 连接(未示出)。此外，该第二电容器C2的电极76-2和电容器C73的电极79-1 可通过导电通孔77相互电连接。
图8A和图8B是与所公开实施例一致的电阻-电容(RC)滤波器81和 82的示意图。参考图8A,该RC滤波器81可以包括相互并联的第一电阻器 R8,和第一电容器Q,，并可以作为高通滤波器。参考图8B,相似的，该RC 滤波器82可以包括相互并联的第二电容器Cs2和第二电阻器R82,并可以作 为低通滤波器。在一个示例中，滤波器81可替代参考图7A和图7B所描述 和示出的LC滤波器72。在另一示例中，RC滤波器82可替代参考图7A和 图7B中描述和示出的LC滤波器71。
图8C是电阻器装置Rs3的示意图。参考图8C，该电容器装置1183可以包括第一接触83-1、第二接触83-2以及在第一4妾触83-1和第二接触83-2之 间以提供电阻的电阻材料83-3。与所公开的实施例一致，电阻器装置83可 应用在图8A和图8B中所示的RC滤波器81或82中，并且可嵌入于基板中 或埋置于基板中，或者安装在基板的表面上。
图9A到9D是与所公开实施例一致的带通滤波器91到94的示意图。 参考图9A，带通滤波器91可以包括由电阻器Rw和两个电容器C91A、 C9B 形成的电容类型的带通滤波器。参考图9B,带通滤波器92可以包括由电阻
器R92和两个电感器L92A、乙928形成的电感类型的带通滤波器。参考图9C， 带通滤波器93可以包括由电容器C93A-C93C和电感器L93A丄93c形成的T-型带 通滤波器。再者，参考图9D，带通滤波器94可以包括也由电容器C94A-C94C 和电感器L94A丄94C形成的IT-型带通滤波器。在一个示例中，带通滤波器91-94
中的每个均可取代图7A和图7B中所描述和示出的一个或多个LC滤波器 71和72。
图10A和10B是表面安装器件100和150的示意图。参考图10A,该 表面安装器件(SMD) 100可以包括在体104内的第一接触101、第二接触 102和第三接触103,并且与所公开的实施例一致，该表面安装器件(SMD) 100可以是例如LC滤波器71和72或者RC滤波器81或者82的滤波器。 此外，该体104可以包括电阻器、电容器和电感器其中之一，以便体104可 以用于分别提供电阻、电容和电感。
参考图10B,该SMD 150可以与参考图IOA所描述和示出的SMD 100 相似，除了例如第一接触151可以连接于体105的一端，并且第二接触152 可以连接于体105的另一端。类似的，该SMD 150可以用于作为滤波器、 电阻器、电容器或电感器的至少之一。
图10C是与所公开的实施例一致的具有至少一表面安装器件的电路板 160的示意图。参考图10C,与图10A中的SMD IOO或者图10B中的SMD 150相似的第一SMD161可以嵌入或者埋置于基板160中。此外，与图10A 中的SMD 100或者图IOB中的SMD 150相似的第二SMD 162可以安装于 基板160的表面上。为了将SMD 161或SMD 162电连接到期望的面或者 SMD元件，可能需要导电迹线165和导电通孔166。
图IIA到IIC是与所公开实施例一致的电感170、180和190的示意图。 这些电感170、 180和190可以提供如图7A中所示的平面电感L，和L2以及
17图10B中所示的SMD-类型的电感150的电感。参考图11A,电感170可沿 曲折路径延伸。参考图11B,电感180可沿螺旋线延伸。参考图11C,电感 190可形成在基板的不同层上下延伸的螺线管。
图12A示出了由立体视图所示的与所公开的实施例一致的嵌入式电容 器装置200的示意示例。参考图12A,该嵌入式电容器装置200可以包括第 一导电面201和与该第一导电平面201分开的第二导电面202。该嵌入式电 容器200的第一电容器C2Q1、第二电容器C旭和LC滤波器205可以通过例 如在导电面201和202上的构图和蚀刻工艺来形成。
图12B示出了由立体视图所示的与所公开的实施例一致的嵌入式电容 器装置210的另一示意示例。参考图12B,该嵌入式电容器装置210具有多 层-叠层的结构。特别是，该嵌入式电容器装置210可以包括第一电容器装 置211、在第一电容器装置211上方的第二电容器装置212，并且形成于第 一电容器装置211和第二电容器装置212之间的绝缘层213。该第一电容器 装置211可以包括第一电容器(3211和第二电容器<:212。相似的，该第二电容 器装置212也可以包括第一电容器C犯和第二电容器C214。该第一电容器 C川和(:213可以相互并联，这可以提供增大的电容。另外，第二电容器C犯 和(:214相互并联，这可以提供增大的电容。此外，第二电容器212可以包括 与图12A中所示的LC滤波器205相似的LC滤波器215。该LC滤波器215 可以便于将开关噪声传导到多叠层的电容器结构中的电容器C2n、 C2'2、 C2I3 和<3214之一。
虽然本示例中的嵌入式电容器装置210包括二层-叠层和滤波器的结构， 但是本领域技术人员会懂得，与公开的实施例一致的其它示例中，嵌入式电 容器装置210可以包括具有三层或者多层的叠层的电容器结构。此外，在其 它的示例中，该第二电容器装置212可以包括两个或多个滤波器。
图12C由立体^L图所示的另一嵌入式电容器装置220的另一示意示例。 参考图12C,该嵌入式电容器220与参考图12B所描述和示出的嵌入式电容 器210相类似，除了例如第一电容器装置221和第二电容器装置222可以分 别替代第一电容器装置211和第二电容器装置212之外。如图12C所示，第 一电容器221和第二电容器222中的每个可以包括多层的结构，其利用对于 第一、第二电容器装置221和222的接触的组合，提供了可调的电容和电感。 例如，第一电容器(3221可以包括两层的电容器结构。在其他示例中，第一电容器装置221或第二电容器装置222的至少之一可以包括单层结构。
图12D示出了由立体视图所示的与所公开的实施例一致的嵌入式电容 器装置230的另一示意示例。参考图12D,该嵌入式电容器装置230可以包 括沿垂直方向V的电极S,-S6的叠层。虽然图12D所示的嵌入式电容器装置 230包括6个电极S「S6，但是也可以包括更多或者更少的电极。例如，嵌入 式电容器装置230可具有少到两层的叠层电极。根据所公开的实施例，电极
S,、 S3和Ss可以连接到电源面(未示出)而电极S2、 S4和S6可以连接到接
地面(未示出)，以使得电容器可以定义在电极对S,和S2、 S3和S4、 Ss和 S6中的每一对之间。此外电极S,-S6中的每个都可以包括沿水平方向H分离 的电容器部分。例如，电极S,可被分成三个电容器部分do、C收和C03。 在一个示例中，第一滤波器231可以连接在电极S,的面上的电容器部分d(H 和入口区域234之间，第二滤波器232可以连4妄在电容器部分C,o2和入口区 域234之间，第三滤波器233可以连接在第三电容器部分C1()3和入口区域234 之间。滤波器231到233中的每个都可以包括例如SMD滤波器的分离式滤 波器、嵌入式滤波器或者埋置式滤波器。此外，滤波器231到233中的单个 元件可以包括分离式器件、嵌入式器件或者埋置式器件中的一种，并可以由 各种所述的电阻器、电容器和电感器形成。
根据所公开的实施例的电容器装置可应用到一种结构中，该结构可以为 比如硅基板、芯片载体、陶覺基板、玻璃基板、柔性基板或者印刷电路板的 基板的形式。本申请还可以用于如系统于封装中(SIP)结构、系统于封装 上(SOP)结构、模块于封装上(SOM)结构、三维封装结构、封装上封装 (POP)结构，载体堆叠结构和插座结构。
此外，在与公开的实施例一致的代表性示例的描述中，本说明书可能提 出了如步骤的特定顺序的所公开的实施例的一种方法和/或工艺。然而，在本
该方法或工艺都不应当限制在已描述的步骤的特定顺序。如本领域的普通技 术人员可以理解的，其它步骤的顺序也是可能的。因此，本文所阐迷的步骤 的特定顺序不应解释为对权利要求的限定。另外，任何关于与所公开的实施 例一致的方法和/或步骤的权利要求都不应限制于所书写的顺序的步骤的执 行，且本领域的普通技术人员可以容易地理解，该顺序可以变化且仍落在所 公开的实施例的一青神和范围之内。本领域的技术人员可以理解的是，可以对于上述的示例进行改变，而 不脱离其广义的发明构思。因此可以理解的是，所^坡露的实施例并不限定于 所公开的特定的示例，而旨在覆盖如所附的权利要求所界定的所公开的实施 例的精神和范围内的变化。
本申请要求来自2008年2月29日提交的美国临时申请No. 61/032777 的优先权的权益，其内容通过引用的方式全部引入于此。
权利要求
1、一种电容器装置，包括第一电容器；和连接所述第一电容器和导电区域的第一滤波器，其中所述第一电容器具有第一共振频率并且所述第一滤波器被配置为工作在覆盖所述第一共振频率的第一频带内。
2、 根据权利要求1的电容器装置，还包括第二电容器，所述第二电容 器连接于所述的导电区域。
3、 根据权利要求1的电容器装置，其中如果噪声落入所述第一频带内， 所述第一滤波器将所述噪声从所迷导电区域传导到所述第一电容器。
4、 根据权利要求1的电容器装置，还包括 第二电容器，和连接所述导电区域和所述第二电容器的第二滤波器，其中所述第二电容 器具有第二共振频率并且所述的第二滤波器被配置为工作在覆盖所述第二共振频率的第二频带内。
5、 根据权利要求4的电容器装置，其中如果噪声落入所述第一频带内，所述第一滤波器将所述噪声从所述导电 区域传导到所述第一电容器，并且如果噪声落入所述第二频带内，所述第二滤波器将所述噪声从所述导电 区域传导到所述第二电容器。
6、 如权利要求1所述的电容器装置，还包括 第二电容器；第三电容器；和连接所述导电区域和所述第二电容器的第二滤波器，其中所述的第二电 容器具有第二共振频率并且所述第二滤波器被配置为工作在覆盖所述第二 共振频率的第二频带内；且所述第三电容器连接于所述导电区域，且具有第三共振频率。
7、 如权利要求2所述的电容器装置，还包括 连接所述第二电容器和所述导电区域的第二滤波器；和 第三电容器，所述第三电容器经由第三滤波器连接到第二电容器，其中第二电容器具有第二共振频率并且所述第二滤波器被配置为工作在覆 盖所述第二共振频率的第二频带内，并且第三电容器具有第三共振频率并且所述第三滤波器被配置为工作在覆 盖所述第三共振频率的第三频带内。
8、 如权利要求2所述的电容器装置，还包括第二滤波器，其中所述的第二电容器经由所述第二滤波器连接到所述导 电区i或，并且所述第一滤波器作为低通滤波器，所述第二滤波器作为高通滤波器。
9、 如权利要求2所述的电容器装置，还包括第二滤波器，其中所述第 二电容器经由所述第二滤波器连接到所述导电区域，并且所述第一滤波器和 所述第二滤波器中至少之一为带通滤波器。
10、 如权利要求1所述的电容器装置，还包括连接到所述导电区域的第 二电容器，其中所述第一电容器和所述第二电容器中的至少一个包括表面安 装器件式电容器、嵌入式电容器、埋置式电容器和平面电容器中的一种。
11、 如权利要求2所述的电容器装置，还包括连接到所述导电区域的第 二滤波器，其中所述第 一滤波器和所述第二滤波器中的至少一个包括表面安 装器件式滤波器、埋置式滤波器、平面滤波器和嵌入式滤波器中的一种。
12、 如权利要求2所述的电容器装置，还包括将第二电容器连接到所述导电区域的第二滤波器，所述第二电容器具有 第二共振频率，并且所述第二滤波器被配置为工作在覆盖所述第二共振频率 的第二频带内；通过具有第三共振频率的第三滤波器连接到所述导电区域的第三电容 器，所述第三滤波器被配置为工作在覆盖所述第三共振频率的第三频带内。
13、 根据权利要求1的电容器装置，其中所述电容器装置连接到基板。
14、 根据权利要求13的电容器装置，其中所述基板为硅基板、芯片载 体、陶瓷基板、柔性基板或者印刷电路板。
15、 根据权利要求13的电容器装置，其中所述电容器装置埋置于或嵌 入于所述基板中。
16、 根据权利要求4的电容器装置，其中如果噪声落入所述第一频带内，所述第一滤波器则将所述噪声从所述导 电区域传导到所述第 一 电容器，如果噪声落入所述第二频带内，所述第二滤波器则将所述噪声从所述导 电区域传导到所述第二电容器。
17、 根据权利要求1的电容器装置，其中所述导电区域作为第二电容器。
18、 一种电容器装置，包括 连接第一电容器到导电区域的第一滤波器；和 连接第二电容器到所述第一电容器的第二滤波器。
19、 根据权利要求18的电容器装置，其中 所述第 一 电容器具有第 一共振频率，所述第一滤波器被配置为工作在覆盖所述第一共振频率的第一频带内， 所述第二电容器具有第二共振频率，并经由所述第二滤波器与所述第一 电容器串连，并且所述第二滤波器被配置为工作在覆盖所述第二共振频率的第二频带内。
20、 根据权利要求18的电容器装置，还包括连接到所述导电区域的第 三电容器，其中所述第 一 电容器具有第 一共振频率，所述第一滤波器被配置为工作在覆盖所述第一共振频率的第一频带内， 所述第二电容器具有第二共振频率，并经由所述第二滤波器与所述第一 电容器串连，并且所述第二滤波器被配置为工作在覆盖所述第二共振频率的第二频带内。
21、 根据权利要求20的电容器装置，还包括设置于第三电容器和导电 区域之间的第三滤波器，所述第三滤波器被配置为工作在覆盖所述第三共振 频率的第三频带内。
22、 根据权利要求19的电容器装置，其中如果噪声落入所述第一频带内，所述第一滤波器则将所述噪声从所述导 电区域传导到所述第一电容器，如果噪声落入所述第二频带内，所述第二滤波器则将所述噪声从所述导 电区域传导到所述第二电容器。
23、 根据权利要求18的电容器装置，其中所述电容器装置连接到基板。
24、 根据权利要求23的电容器装置，其中所迷基板是硅基板、芯片载 体、陶瓷基板、玻璃基板、柔性基板或者印刷电路板。
25、 根据权利要求23的电容器装置，其中所述电容器装置嵌入于或埋置于所述基板中。
26、 才艮据权利要求18的电容器装置，其中所述第一电容器和所述第二电容器中的至少之一包括表面安装器件式电容器、嵌入式电容器、埋置式电 容器和平面电容器中的一种。
27、 根据权利要求18的电容器装置，其中所述第一滤波器和所述第二 滤波器中的至少之一包括表面安装器件式滤波器、埋置式滤波器、平面滤波 器和嵌入式滤波器中的一种。
28、 根据权利要求18的电容器装置，其中所述导电区域作为第三电容哭
全文摘要
本发明公开了一种电容器装置。该电容器装置包括至少一个电容器。该电容器装置还包括第一电容器和连接该第一电容器与导电区域的第一滤波器，其中该第一电容器具有第一共振频率，并且该第一滤波器被配置为工作在覆盖该第一共振频率的第一频带内。
文档编号H03H7/01GK101562433SQ20091013072
公开日2009年10月21日 申请日期2009年2月27日 优先权日2008年2月29日
发明者张慧如, 彭锦星, 李明林, 洪胜哲, 赖信助 申请人:财团法人工业技术研究院