[發明專利]電容結構

有效

• 申請號: 201380030678.8
• 申請日: 2013-06-10
• 公開（公告）號: CN104471660B
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發明（設計）人: A·愛爾摩;M·埃利斯
• 申請（專利權）人: 諾爾斯(英國)有限公司
• 主分類號: H01G4/30
• 分類號: H01G4/30;H01G4/38
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 申發振

本發明涉及一種電容結構，其包括：第一和第二元件，至少一個元件包括多個電介質電容層，該電介質電容層的每一層都被配置在不同極性的電極之間，其中第一和第二元件被布置成由應力減小層(18)分隔的疊層，所述應力減小層(18)具有帶有開口網孔的支撐結構，在該開口網孔中空氣起到了降低開裂穿過該應力減小層的傳遞的作用。

本發明涉及一種電容結構。盡管本發明主要涉及由電容層構成并且打算用作電容器的電容結構，但是從以下內容應該認識到，本發明并不僅僅涉及電容器，而是延伸到可實施其它電路功能的其它結構或電容器與其它電路功能的組合。其在以下被更詳細地描述，但為了方便起見，這里所用的術語“電容結構”指定包括至少一些電容層的層疊(layer)結構。術語“層疊結構”不隱含任何電容層。

圖1是具有許多變體的一種已知的疊層(stacked)電容器的截面圖。該電容器由多個電容層2a、2b等構成，上述電容層形成在具有相反極性的相應電極對之間。例如層2a處于電極3a、3b之間，且層2b處于電極3b、3c之間等。在所示結構中，交替的電極被固定至相應的端蓋(end cap)5a、5b。電容器的總深度被指定為d，而每層的厚度被指定為d_f。其中電容層的組合厚度不構成電容器的整個深度，能夠提供體層(bulk layer)(被示出為2e和2f)。電容器的總深度例如可由所需的外部封裝尺寸來決定。

電容層由電介質材料(例如陶瓷)制成，而電極其本身可由合適的貴重金屬或基體金屬制成。帽蓋(terminating cap)5a、5b可以是電鍍銀、電鍍銅、Pd/Ag或任何合適的材料。

在最大工作電壓下以盡可能小的封裝尺寸，獲得這種類型的疊層電容器結構的最大可能電容是當下的一種需求。電容可以通過增加電極數(電極3a、3b等的數量)而增加，和/或增加電極之間的間隔(層厚度d_f)來增加工作電壓。然而，在部件所達到的最大電容值和最大工作電壓之間存在一個平衡。例如目前，能夠工作在500V的電壓下的這種類型的結構能提供約0.5μF的最大電容。相反地，具有1μF電容值的部件目前不能超過約200V的工作電壓。此外，重要的是電容器需是可靠的，即它們不應該在它們的預期壽命中失效。

本發明人設計了一種電容結構以及一種形成允許這些參數被修改的電容結構的技術，使得部件能夠在更高的工作電壓下提供更高的電容，而沒有顯著的失效率。

根據本發明的一個方面，提供一種電容結構，包括：第一和第二元件，至少一個元件包括多個電介質電容層，所述多個電介質電容層的每層都被布置在具有不同極性的電極之間，其中該第一和第二元件布置為被應力減小層分隔的疊層，所述應力減小層具有帶有開口網孔的支撐結構，在該開口網孔中空氣起到了降低開裂穿過該應力減小層的傳遞的作用。

在下面所描述的實施例中，第一和第二元件都具有多個電介質層的結構，每一層都被布置在不同極性的電極之間。由此而形成了電容部件。但是，也能在該疊層中提供替代第二電容元件的其它電元件，例如，該元件可以是變阻器或電感元件。更進一步的可能性是第一和第二元件都是變阻器或電感元件。

更進一步的可能性包括組合兩種不同的電容器材料，例如具有關于工作參數(例如溫度)的不同性能的一種或者多種低和高介電常數材料。

本發明的另一方面提供了一種制造電容結構的方法，包括：

形成包括多個電介質電容層的第一元件，其中所述多個電介質電容層的每層都被布置在具有不同極性的電極之間；

形成第二電元件；

在第一和第二元件之間提供應力減小層以形成疊層，該應力減小層具有帶有開口網孔的支撐結構，在該開口網孔中空氣起到了減低開裂穿過該應力減小層的傳遞的作用。

該應力減小層可用多種不同的方式形成，并且根據本發明所述的優選實施例，應力減小層通過在第一和第二元件之間形成有機材料(優選是顆粒)和電介質材料的混合層來形成，并且燒結該結構以去除該有機顆粒材料，由此留下了該開口網孔。