Brevet FR2555801A1 — publié le 19850531

Condensateur de découplage pour circuits intégr s et sous-assemblage électronique -omrenant un tel condensateur La presente invention concerne, d'une manière gqnerale, les condensateurs de découplage ou condensa- teurs de fuite, à utiliser en combinaison avec des cir- cuits intégrés. Plus particulièrement, la présente in- vention concerne un condensateur de découplage du type qui est monté sur une plaque de circuit et est disposé en-dessous d'un ensemble à circuit intégré. Les condensateurs de découplage ou les conden- sateurs de fuite pour alimentation électrique sont déjà connus comme étant un moyen d'éviter le bruit dans un circuit intégré monté sur une plaque de circuit. Dans la technique antérieure, un condensateur de découplage de ce genre était généralement monté sur un circuit im- primé ou une plaque de câblage, en utilisant des trous de montage qui étaient différents des trous de montage utilisés pour un circuit intégré. Le placement d'un con- densateur de découplage en un endroit différent de ce- lui o se trouve le circuit intégré donne lieu à de nom- breuX inconvénients. Par exemple, le tracé du câblage du circuit sur la plaque de circuit devient assez compliqué. De plus, et ceci est d'un extrême importance, la densité de montage des éléments électroniques (c'est-à-dire des circuits intégrés) sur la plaque de circuit est forte- ment diminuée. On comprendra que la densité de montage des éléments électroniques sur une plaque de circuit im- primé est un sujet de préoccupation toujours croissante pour les ingénieurs chargés de la conception des plaques de circuit. Une tentative pour éliminer les difficultés décrites ci-dessus et en rapport avec les condensateurs de découplage classiques montés sur des plaques de cir- cuit imprimé a consisté à prévoir un condensateur de dé- 2 2555801 couplage conçu pour être monté sur une plaque de cir- cuit et qui présente un ensemble de circuit intégré su- perposé à celui-ci. Un condensateur de découplage de ce type aura ses bornes d'alimentation en courant et de raccordement à la terre insérées dans des trous de mon- tage communs à ceux des broches de raccordement à la terre et d'alimentation de courant du circuit intégré. Il en résulte qu'un condensateur de découplage de ce ty- pe est monté à proximité immédiate du circuit intégré, ce qui assure une densité de montage de la plaque de circuit qui est fortement améliorée par rapport à la technique antérieure. D'autre part, la préparation du tracé du câblage du circuit présente moins de complica- tions. Enfin, on supprime,de cette manière, le bruit dans le circuit intégré et on réduit les influences nuisibles sur les circuits électriques voisins. Tous les spécialistes de cette technique comprendront ici qu'il s'agit de condensateurs de découplage du type qui se monte en-dessous d'un circuit intégré,et présentant de nombreux avantages et caractéristiques intéressantes par rapport aux procédés de montage propres à la tech- nique antérieure. Les condensateurs de découplage du type dé- crit ci-dessus présentent généralement une structure comprenant deux plaques d'électrodes, entre lesquelles se trouve un matériau diélectrique. Une borne de terre et une borne d'alimentation en courant font saillie de chacune de ces plaques, tandis que l'ensemble est re- couvert par un matériau isolant d'encapsulement. Bien qu'il convienne pour les usages envisagés, ce type par- ticulier de condensateur n'est pas particulièrement bien adapté pour les ensembles à circuit intégré qui sont alimentés par différents types ou par plusieurs sources de courant. Au contraire, les condensateurs de découplage améliorés conformes à la technique antérieu- I re conviennent généralement uniquement pour les circuits intégrés qui sont alimentes par un type seulement d'ali- mentation en courant. Conformément à la présente invention, il est prévu un condensateur de découplage à utiliser avec un élément à circuit intégré présentant plusieurs broches de contact faisant saillie de celui-ci sous forme d'une paire de rangées parallèles écartées l'une de l'autre, avec au moins une première broche dans une rangée et au moins une seconde broche dans l'autre rangée, qui sont des broches d'alimentation en courant, ce condensateur comprenant: un corps diélectrique plat présentant une paire de surfaces opposées v une première électrode sur l'une des dites surfaces opposées du dit corps diélectrique, définissant une électrode de terre, plusieurs secondes électrodes sur l'autre des dites surfaces opposées du dit corps diélectrique défi- nissant plusieurs électrodes d'alimentation en courant, chacune des dites électrodes d'alimentation en courant étant électriquement isolée des autres, un premier conducteur en contact électrique avec ladite électrode de terre et un second conducteur en contact électrique avec chacune des dites électrodes d'alimentation en courant, lesdits conducteurs faisant saillie vers l'extérieur et vers le bas depuis des points situés près des faces opposées du dit corps, lesdits conducteurs étant profilés et disposés de manière à pouvoir se loger dans les douilles d'alimentation en courant d'une plaque de circuit, et une pellicule isolante encapsulant ledit corps diélectrique et lesdites électrodes, lesdits con- ducteurs faisant saillie à travers ladite pellicule isolante. 4 2SS5801 1 Le condensateur de découplage à utiliser en combinaison avec des circuits intégrés est particuliè- rement bien adapté aux utilisations avec les circuits intégrés qui sont alimentés par plusieurs alimentations en courant. Contrairement à l'électrode simple d'alimen- tation en courant propre à la technique antérieure, 1' électrode d'alimentation en courant conforme à la pré- sente invention est divisée en plusieurs sections, de manière à ce qu'un seul condensateur de découplage puisse être utilisé avec plusieurs alimentations en courant requises pour un circuit intégré particulier. Dans une première réalisation de la présente invention, l'élément diélectrique peut être réalisé en une pièce ou, en variante, suivant un second mode de réalisation, l'élément diélectrique peut être constitué de plusieurs pièces séparées, correspondant au nombre d'alimentations en courant. Dans cette seconde réalisation, o plusieurs éléments diélectriques peuvent être utilisés, les va- leurs individuelles de la constante diélectrique de cha- cun des éléments diélectriques!peuvent être différentes. Dans ce cas, le condensateur de découplage peut être taillé sur mesure, en fonction des besoins ou des pro- priétés particulières d'un circuit intégré déterminé. Les avantages exposés ci-dessus, et d'autres encore propres à la présente invention, apparaîtront et seront compris de tous les spécialistes de cette tech- nique à la suite de la description détaillée ci-après et des dessins qui l'accompagnent. Si l'on examine maintenant les dessins o les éléments semblables sont numérotés de la même façon dans les différentes figures, on constate que: La figure 1 est une vue en perspective d'un condensateur de découplage conforme à la technique an- térieure, monté entre une plaque de circuit imprimé et un ensemble de circuit intégré. 2555801 1 La figure 2 est une vue en coupe en élévation du condensateur de découplage de la figure 1, conforme à la technique antérieure. La figure 3 est une vue en coupe en élévation d'une première réalisation d'un condensateur de décou- plage conforme à la présente invention. La figure 4 est une vue en coupe en élévation d'une seconde réalisation d'un condensateur de découpla- ge conforme à la présente invention. Si l'on se réfère, tout d'abord, aux figures 1 et 2, on voit qu'un condensateur de découplage ou con- densateur de fuite conforme à la technique antérieure est indiqué généralement par 7. Le condensateur de dé- couplage 7 est conçu pour être monté sur une plaque de circuit imprimé 4, avec un circuit intégré 1 superposé à celle-ci. La broche d'alimentation en courant 8 et la broche de la mise à la terre 9 du condensateur 7 et les broches correspondantes de mise à la terre et d'alimen- tation en courant 2 et 3 du circuit intégré 1 sont mon- tées chacune dans des trous de montage communs, 5 et 6 respectivement, comme indiqué à la figure 1. Comme le condensateur de découplage 7 est monté en-dessous du circuit intégré 1, la densité de montage de la plaque de circuit 4 est fortement améliorée par rapport aux dispositions conformes à la technique antérieure, o le condensateur était monté à proximité du circuit in- tégré, sur la plaque de circuit. En outre, la prépara- tion du tracé du câblage du circuit est moins diffici- le lorsque le condensateur de découplage 7 est monté en- dessous de l'ensemble à circuit intégré 1. Comme le sa- vent tous les spécialistes de cette technique, le con- densateur de découplage 7 diminue le bruit dans un cir- cuit intégré 1, tout en réduisant les effets nocifs sur les circuits électriques voisins. La figure 2 représente la disposition intéri- 6 255S801 1 eure du condensateur de découplage suivant la figure 1. Le condensateur de découplage 7 comprend deux plaques d'électrodes 8A et 9A, entre lesquelles se trouve un matériau diélectrique 10. Une broche de raccordement à la terre 8 et une broche d'alimentation en courant 9 font saillie des plaques d'électrodes 8A et 9A,respectivement. L'ensem- ble de cette structure est encapsulé ensuite dans un matériau isolant 11, qui recouvre l'ensemble de la sur- face extérieure, à l'exception des broches 8 et 9 en saillie. Il convient de noter que les broches de raccor- dement à la terre et d'alimentation en courant 8 et 9 font saillie vers l'extérieur et qu'elles sont recour- bées vers le bas sous un angle d'environ 90 . Comme expliqué ci-dessus, alors que le conden- sateur de découplage bien connu 7 des figures 1 et 2 convient pour les usages envisagés et résout de nombreux problèmes (et, notamment, en augmentant la densité de montage d'une plaque de circuit imprimé) inhérents aux condensateurs de découplage propres à la technique an- térieure, la disposition intérieure du condensateur 7 ne convient toutefois pas particulièrement bien pour les types de circuits intégrésqui sont alimentés par dif- férents types ou par plusieurs alimentations en courant. Si l'on se réfère maintenant à la figure 3,un condensateur de découplage ou condensateur de fuite conforme à la présente invention y est représenté et comprend une première électrode d'alimentation en cou- rant 13 et une seconde électrode d'alimentation en cou- rant 14, séparées par une lacune 15 entre celles-ci.Les deux électrodes 13 et 14 sont disposées au-dessus d'une électrode de mise à la terre commune 16, tandis qu'un corps diélectrique plat 12, de préférence de forme rec- tangulaire et réalisé en un matériau céramique ou au- tre présentant une constante diélectrique élevée, est 7 2555801 1 compris entre la première et la seconde électrode d'a- limentation en courant 13, 14 et l'électrode de mise i la terre 16. Chacune des électrodes 13, 14 et 16 est pourvue d'au moins une borne 13A, 14A et 16A respecti- vement, faisant saillie de celles-ci.Comme le montrent les figures, les bornes 13A, 14A et 16A sont recourbées vers le bas sous un angle d'environ 90 , de manière à pouvoir être insérées dans les trous de montage communs sur une plaque de circuit imprimé, en même temps que les broches de raccordement d'un circuit intégré tel que représenté à la figure 1. Tout comme dans la dispo- sition propre à la technique antérieure et représentée à la figure 2, l'ensemble de la structure, à l'excep- tion des broches de borne 13A, 14A et 16A en saillie, est encapsulé dans un matériau isolant 11. Il convient de noter toutefois que, contrairement au condensateur de découplage conforme à la technique antérieure et re- présenté à la figure 2, le condensateur conforme à la présente invention comprend un matériau isolant 11 qui remplit la lacune 15 entre les électrodes d'alimenta- tion en courant 13 et 14, afin de créer une isolation électrique entre celles-ci. Comme l'exposé ci-dessus l'a clairement démon- tré, le condensateur de découplage ou condensateur de fuite propre à la présente invention est conçu pour permettre son montage en-dessous d'un circuit intégré sur une plaque de circuit imprimé telle que représen- tée à la figure 1. Contrairement au condensateur de dé- couplage propre à la technique antérieure 7 toutefois, les deux électrodes 13 et 14 permettent d'utiliser le condensateur de découplage de la figure 3 en combinai- son avec un circuit intégré qui nécessite au moins deux alimentations en courant différentes. Le condensateur de découplage propre à la présente invention permet d' éliminer l'insuffisance propre à la technique antérieu- 8 2S5 801 1 re tout en assurant une disposition d'ensemble relative- ment compacte. Si l'on se réfère maintenant à la figure 4,on voit que celle-ci représente un second mode de réalisa- tion d'un condensateur de découplage conforme à la pré- sente invention. A la figure 4, le matériau diélectrique 12 de la figure 3 est remplacé par une paire de corps diélectriques plats, ou éléments 17 et 18, correspon- dant à la paire d'électrodes d'alimentation en courant 13 et 14. Le matériau d'encapsulement 11 est disposé en- tre les deux éléments diélectriques 17 et 18 dans la lacune 15A, de manière à assurer une isolation électri- que entre ceux-ci. Dans une réalisation préférée, les valeurs de la constante diélectrique de chacun des élé- ments diélectriques 17 et 18 sont différentes l'une de l'autre. Il en résulte que le condensateur de découpla- ge de la figure 4 peut réaliser une réduction de bruit pour un circuit intégré présentant plusieurs ou diffé- rents types d'alimentation en courant. En variante, chaque élément diélectrique 17 et 18 peut posséder la même constante diélectrique. On comprendra que le con- densateur de découplage de la figure 4 puisse être pré- férable au condensateur de découplage de la figure 3, vu que les caractéristiques mécaniques et électriques du condensateur de la figure 4 peuvent être adaptées plus facilement en fonction des besoins d'un circuit intégré déterminé. Conformément à la présente invention, un con- densateur de découplage ou condensateur de fuite conçu pour être monté en-dessous d'un circuit intégré com- prend donc une électrode d'alimentation en courant qui est divisée en plusieurs sections d'électrodes électri- quement séparées, un matériau diélectrique qui est dis- posé entre les sections d'électrodes individuelles et une électrode de mise à la terre commune. En variante, 1 l'éilment diélectrique peut être également divisé en plusieurs sections distinctes ou séparées, correspon- dant au nombre de sections d'électrodes d'alimentation en courant. La présente invention présente donc un con- densateur de découplage simple, présentant plusieurs condensateurs de découplage indépendants dans celui-ci, tout en conservant une disposition d'ensemble compacte. Les condensateurs de découplage conformes à la présen- te invention peuvent être taillés sur mesure pour s'a- dapter aux besoins d'alimentation en courant d'un cir- cuit intégré, qui est alimenté par différents types d' alimentation en courant. La présente invention est donc facilement adaptable et peut être conçue en vue de tout circuit intégré déterminé présentant des exi- gences particulières d'alimentation en courant. On comprendra que, quoique les figures 3 et 4 représentent des condensateurs de découplage avec une paire d'électrodes d'alimentation en courant 13 et 14, la présente invention ne se limite pas à cette disposi- tion particulière. En fait, le condensateur de découpla- ge conforme à la présente invention s'applique également aux cas o il existe plus de deux électrodes d'alimen- tation en courant, tout comme aux cas o il existe plus de deux éléments diélectriques correspondants. 255580 R E V E N D I C A T IONS 1. - Condensateur à utiliser avec un élément de circuit intégré présentant plusieurs broches de con- tact partant de celui-ci sous forme d'une paire de ran- gées parallèles écartées l'une de l'autre, avec au moins une première broche dans une rangée et au moins une seconde broche dans l'autre rangée, qui sont des broches d'alimentation en courant, le condensateur com- prenant: un corps diélectrique plat (12) présentant une paire de surfaces opposées, une première électrode sur l'une des dites surfaces opposées du dit corps diélectrique définissant une électrode de raccordement à la terre (16), plusieurs secondes électrodes sur l'autre des dites surfaces opposées du dit corps diélectrique, dé- finissant plusieurs électrodes d'alimentation en cou- rant (13, 14), chacune des dites électrodes d'alimenta- tion en courant étant électriquement isolée de l'autre, un premier conducteur (16A) en contact élec- trique avec ladite électrode de raccordement à la ter- re et un second conducteur (13A, 14A) en contact élec- trique avec chacune des dites électrodes d'alimentation en courant, lesdits conducteurs faisant saillie vers 1' extérieur et vers le bas depuis les points situés à proximité des faces opposées du dit corps (12), lesdits conducteurs étant profilés et disposés de manière à pouvoir se loger dans les douilles d'alimentation en courant d'une plaque de circuit, et une pellicule isolante (11) encapsulant ledit corps diélectrique (12) et les électrodes, lesdits con- ducteurs traversant ladite pellicule isolante (11). 2. - Condensateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit corps diélectrique comprend 11 2555801 1 plusieurs sections individuelles (16, 18) correspondant au nombre des dites électrodes d'alimentation en courant (13, 14), chacune des dites sections de corps diélectri- que individuelles (17, 18) étant électriquement isolée de l'autre. 3. Condensateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que chacune des sections de corps di- électrique individuelles (17, 18) présente à peu près la même constante diélectrique. 4. - Condensateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que chacune des dites sections de corps diélectrique individuelles (17, 18) présente des constantes diélectriques différentes. 5. - Condensateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit corps diélectrique (12)est en céramique. 6. - Condensateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit corps en céramique (12)- présente une forme rectangulaire. 7. - Un sous-assemblage électronique compre- nant un ensemble de circuit intégré (1), ledit en- semble de circuit présentant plusieurs broches faisant saillie de celuici vers l'extérieur et dans la même direction, lesdites broches et une première surface du dit ensemble définissant un espace, une plaque de circuit (4) présentant des trous espacés (5, 6) destinés à recevoir lesdites broches de l'ensemble du circuit, plusieurs des dits trous posi- tionnés d'une manière spéciale constituant des douil- les d'alimentation en courant, un condensateur de découplage (7), ledit con- densateur de découplage étant disposé dans ledit espace et étant donc interposé entre ladite première surface du dit ensemble de circuit et ladite plaque, ledit con- 12 2555801 1 densateur comprenant: un corps diélectrique plat (12) présentant une paire de surfaces opposées, une première électrode sur l'une des dites surfaces opposées du dit corps diélectrique définissant une électrode de raccordement à la terre (16), plusieurs secondes électrodes sur l'autre des dites surfaces opposées du dit corps diélectrique défi- nissant plusieurs électrodes d'alimentation en courant (13, 14), chacune des dites électrodes d'alimentation en courant étant électriquement isolée de l'autre, un premier conducteur (16A) en contact élec- trique avec ladite électrode de raccordement à la terre et un second conducteur (13A, 14A) en contact électri- que avec chacune des dites électrodes d'alimentation en courant, lesdits conducteurs faisant saillie vers l'ex- térieur et vers le bas depuis des points situés à pro- ximité des faces opposées du dit corps (12), lesdits conducteurs étant profilés et disposés de manière à pou- voir se loger dans les douilles d'alimentation en cou- rant de ladite plaque de circuit, et une pellicule isolante (11) encapsulant ledit corps diélectrique (12) et les électrodes, lesdits con- ducteurs traversant ladite pellicule isolante. 8. - Un sous-assemblage électronique selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit corps di- électrique comprend plusieurs sections individuelles (17, 18) correspondant au nombre des dites électrodes d'alimentation en courant (13, 14), chacune des dites sections de corps diélectrique individuelles (17, 18) étant électriquement isolée de l'autre. 9. - Un sous-assemblage électronique selon la revendication 8, caractérisé en ce que chacune des di- tes sections de corps diélectrique individuelles(17,18) présente à peu près la même constante diélectrique. 13 2555801 1 10. - Un sous-assemblage électronique selon la revendication 8, caractérisé en ce que chacune des dites sections de corps diélectrique individuelles (17, 18) présente une constante diélectrique différente 11. - Un sous-assemblage électronique selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit corps diélectrique est en céramique. 12. - Un sous-assemblage électronique selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit corps céramique est de forme rectangulaire.