[發明專利]表面安裝電容器及其制造方法

無效

• 申請號: 200580049784.6
• 申請日: 2005-08-31
• 公開（公告）號: CN101176173A
• 公開（公告）日: 2008-05-07
• 發明（設計）人: P·魏斯曼;A·艾德爾曼;Y·斯坦格里特;L·瓦謝爾曼
• 申請（專利權）人: 維莎斯普拉格公司
• 主分類號: H01G9/012
• 分類號: H01G9/012;H01G9/15
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 蔡洪貴

參考引用

2002年4月30日授權的美國專利6,380,577與2001年5月29日授權的美國專利6,238,444的內容在此完全引入以供參考。

I.發明背景

A.技術領域

本發明涉及表面安裝電容器，特別涉及具有大體上封裝在本體或殼體中的電容元件的表面安裝電容器。

B.技術問題

對表面安裝電容器的需求穩步增加。它們對許多且多種廣泛的應用和功能是有用的。例如，它們對保持電氣和電子元件或器件中信號完整性及電荷高速傳遞是有用的。它們對開關功能也是特別有用的。它們對大型解耦性能以實現電源平穩暫態要求是有用的。

目前可得到很多類型和配置。大多在外殼或殼體內具有某種類型的電容元件。外部導電連接或端子與內部電容元件電氣連接。電容器組件可被放置在電路板上并通過端子與電路連接。

不同電容元件配置產生不同電容性能。電容元件的性質可決定其尺寸。例如，一些需要處理高電壓的元件，為此必須要用較大的電容元件。這樣導致殼體尺寸較大。

但是，多數情況下電氣元件尺寸在電路設計時是重要的。這導致所謂“容積效率”發生作用。容積效率在本領域中已知是指每單位容積的電容。與本發明相關的容積效率的兩個方面如下。

第一，電容元件本身的容積效率，有些材料比相同尺寸或體積的其他材料具有更高的電容性能。鉭是一種好的實例。本領域熟知固態鉭電容元件比同體積的鋁表現出更佳的電容性能。

第二，整個電容器(即電容元件、殼體和端子)的容積效率。該殼體限定一定容積。如果殼體內的電容元件的體積相對殼體總容積較小，與如果電容元件相對殼體尺寸較大的情況相比，整個電容器的容積效率通常更低。

如果無需考慮電路板上電容器空間的問題，容積效率可能無需考慮。但是，應了解，由于電容器空間變得更為有限，容積效率也越加重要。隨著多種不同電子和電氣器件越來越小型化，對越來越小的表面安裝電容器的需求增加。

在許多電路中電容器可表現為最高的部件。因此，必須減小電容器的殼體尺寸(因而減小體積)，同時保持(或甚至增強)電容性能，這是本領域重要的當前需要。電路設計者需能夠確定一定電容器殼體尺寸以使其能夠與電路板上電氣或電子器件所需的其他元件相適合。

但是，很難在滿足對電容性能日益增長的需求的同時，具有非常小的封裝或殼體尺寸?？s小尺寸同時保持或改善電容性能是一項挑戰性的任務。此外，與殼體尺寸無關，始終需要進一步改善電容元件和電容器組件的性能和容積效率。

改善容積效率的一種方法是使用高性能材料，例如鉭(Ta)、鈮(Nb)或鈮氧化物(NbO)作為陽極材料。本領域熟知這種普通型的固態核心或片體表面安裝電容器。實例參見美國專利6,380,577和6,238,444，在此引入以供參考。在這些專利中，固態內核(有時被稱為陽極體，塊體或片體)主要是鉭。該鉭陽極體通常是燒結的。接線通常采用兩種方式之一形成于陽極體中：(a)“嵌入”，意指接線(也可為鉭)在加工過程中覆有鉭粉，或(b)“焊接”，意指片體在模壓并燒結后，接線焊接至鉭塊體上。另一端延伸至塊體外。該電容器的介電材料是通過陽極材料的陽極氧化制成，以形成陽極體表面上的氧化層(如Ta→Ta₂O₅)。如果陽極體是Nb，則氧化為Nb→Nb₂O₅；如果是NbO，則氧化為NbO→Nb₂O₅。電容器陰極通常通過用固態電解質層(例如MnO₂)及導電聚合物涂覆介電層，然后覆蓋石墨和銀以獲得更好的導電性并改善機械強度而形成。陽極和陰極端子可分別連接至鉭接線的自由端和鉭片體的外電解質表面涂層，此后所有這些元件可被封裝在殼體中(例如通過圍繞元件成型塑料)，僅留陽極和陰極端子的外表面暴露在殼體外以進行例如表面安裝。