表面安裝晶片電容器的製作方法

2023-12-01 21:47:36 1

專利名稱：表面安裝晶片電容器的製作方法
技術領域：
本發明涉及電容器。更具體地，但並不排他地，本發明涉及改進的表 面安裝晶片電容器及其製造方法。表面安裝晶片電容器的一個例子公開於美國專利申請No.2005 / 0195558，通過引用的方式將其全部併入本文。 發明內容由此，本發明的首要目標、特點或優點是通過提供一種改進的表面安 裝電容器及其製造方法來改進現狀。本發明另一個目標、特點或優點是提供一種使用導電粉末的表面安裝本發明的另一目標、特點或優點是提供一種表面安裝電容器，其使用 保形塗層(conformal coating),例如聚對二甲苯，以提供一種沒有孔隙的均 勻塗層。然而，本發明的另一目標、特點或優點是提供一種在陽極末端的金屬 襯底上使用金屬塗層的表面安裝電容器。本發明的另一目標、特點或優點是提供一種可以用於各種鉭電容器的 保形塗層。本發明的這些或其它目標、特點或優點將在下面的說明書和權利要求 中明確記載。根據本發明的一個方面，表面安裝晶片電容器具有陰極末端和與之相 對的陽極末端。表面安裝電容器包括金屬襯底和包括閥金屬且部分環繞金 屬襯底的導電粉末元件，金屬襯底自導電粉末向表面安裝晶片電容器的陽 極末端延伸。上述閥金屬可以是純態的或氧化物或低價氧化物或它們的組 合物。優選，粉末是電泳沉積在金屬襯底上的。然後燒結並形成介電陽極。PTFE墊圈優選設置在金屬襯底周圍。然後，用Mn02或導電聚合物浸漬 陰極。在陰極體上形成石墨層，且形成至少部分環繞導電粉末元件的銀陰 極體。保形塗層環繞銀陰極體。優選，保形塗層是通過氣相沉積和聚合形 成的聚合物，例如，聚對二甲苯。
可選擇的，陽極末端可以通過例如鍍金來電鍍。鍍層可以是Ni、 Cu、 Ag、 Ru、 Pt、 Sn、 Al或它們的組合。表面安裝晶片電容器還包括電連接到 表面安裝晶片電容器的陽極末端的導電塗層的陽極末端端子和電連接到表 面安裝晶片電容器的陰極末端的銀陰極體的陰極末端端子。可以使用標準 陽極、陰極端子工藝。
根據本發明另一實施例，表面安裝晶片電容器包括金屬襯底；包括閥 金屬且部分環繞金屬襯底的導電粉末元件，金屬襯底自導電粉末向表面安 裝晶片電容器的陽極末端延伸；至少部分地環繞導電粉末元件的陰極；圍 繞銀陰極體氣相沉積形成的保形塗層；形成在襯底的自導電粉末向外延伸 的部分的絕緣材料；形成在表面安裝晶片電容器陽極末端的金屬襯底周圍 的導電塗層；與導電塗層電連接的陽極末端端子；以及與陰極電連接的陰 極末端端子。優選保形塗層是通過氣相沉積且聚合而形成的聚合物，例如 聚對二甲苯。
根據本發明的另一方面，提供一種製造表面安裝電容器的方法。上述 方法包括提供金屬襯底。在金屬襯底周圍形成導電粉末元件，以使導電粉 末元件部分地環繞金屬襯底，該金屬襯底自導電粉末向外朝表面安裝電容 器的陽極末端延伸。燒結並形成介電層。然後，PTFE墊圈設置在金屬襯底 上。然後用Mn02或導電聚合物浸漬陰極。石墨層緊跟銀陰極層，然後優選 應用於導電粉末元件外表面的一部分。接下來，保形塗層塗布於陰極層的 外表面。保形塗層優選由氣相沉積形成，且優選是聚對二甲苯。金屬塗層 塗布於金屬襯底的外延出表面安裝電容器陽極末端的保形塗層的部分。表 面安裝電容器陽極末端的導電材料陽極層和導電材料陰極層塗布到表面安 裝電容器的陰極末端。
根據本發明的另一方面，鉭電容器包括電容體、設置在電容體中的鉭 元件、至少部分環繞鉭元件的陰極和環繞陰極的塗層，該塗層包括聚對二甲苯或聚對二甲苯衍生物。鉭電容器不需要是表面安裝電容器。


圖1表示根據本發明的一個實施方案的表面安裝電容器的側截面圖。
圖2表示本發明的一個實施方案的流程圖。
具體實施例方式
圖l表示根據本發明的一個實施方案的表面安裝電容器30。表面安裝 電容器的尺寸和厚度可以改變，但優選表面安裝電容器30的厚度為10微 米或更大。電容器30包括金屬襯底32。金屬襯底32優選包含閥金屬或閥 金屬混合物。閥金屬的例子包括如下金屬鉭(Ta)、鈮(Nb)、鉿(Hf)、 鋯(Zr)、鈦(Ti)、釩(V)、鴿(W)、鈹(Be)和鋁(Al)。金屬襯底32 可以是任何形狀和幾何結構。金屬襯底32優選5微米或更厚。金屬襯底32 可以是線、箔、薄片。金屬襯底32可以是任何數目的形狀或結構。
示出導電粉末34是圍繞金屬襯底32的。導電粉末34可以是閥金屬、 金屬氧化物、低價金屬氧化物和它們的任意混合物。例如，導電粉末42可 以由Nb、 NbO、 TaO、 Ta2Os、 Nb205或它們的任意組合製成。可替代的， 導電粉末34可以是闠金屬的混合物或含有閥金屬的組合物。導電粉末34 可以具有低電容一電壓(CV)(即，10CV)或更大的CV，包括大於150KCV 的CV。導電粉末34在放置到金屬襯底32上之前，可以是規則團聚、過篩、 和/或粉碎的粉末狀。導電粉末34的厚度優選1微米或更厚。
示出銀陰極體40環繞導電粉末34。銀陰極體40可以由載有銀的漿料 通過印刷或其它類型的傳統構建而形成。
材料例如聚對二甲苯的保形塗層42通過氣相沉積在銀陰極體40上形 成。保形塗層42的厚度優選為4微米或更大。聚對二甲苯用作保形塗層42 時，可以使用任何類型的，包括C、 D、 N、 H、 F和T。保形塗層42由任 意適宜的氣相器反應沉積工藝形成。優選，保形塗層42厚度均勻，沒有孔 隙。聚對二甲苯還提供很好的介電強度。
使用材料例如聚四氟乙烯(PTFE)的絕緣體36。上述材料的一個例子就是杜邦公司的TEFLON。 PTFE墊圈形成的絕緣體36有效地連接到金屬 襯底32的自導電粉末34延伸出來的部分。
材料例如鎳(Ni)、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、鈾(Pt)、釕(Ru)、 鋁(Al)、錫(Sn)或鐵(Fe)的導電塗層38塗布金屬襯底32的延伸出保 形塗層42的部分。導電塗層38可以是任何金屬。導電塗層38置於電容器 30的陽極末端。
陽極末端端子60例如傳統設計之一置於電容器的陽極末端且與導電 塗層38電接觸，導電塗層38與金屬襯底32電接觸。陰極末端端子56與 銀陰極體40電接觸。陰極端子56和陽極端子60是連接到用於將電容器30 安裝到電路中的電路板的連接體。可替代的，晶片電容器30在相同的末端 具有端子。
本發明還提供一種製造表面安裝電容器30的方法，該電容器具有陽極 末端和與之相對的陰極末端。提供金屬襯底32。導電粉末元件34形成在金 屬襯底32周圍，使得導電粉末元件34部分環繞金屬襯底32，且金屬襯底 32自在表面安裝電容器30的陽極末端上的導電粉末34向外延伸。然後， 介電層形成在導電粉末上。然後，陰極浸漬例如Mn02或導電聚合物形成在 粉末空隙和陰極層46中，例如銀陰極體層塗布到導電粉末元件34的外表 面部分。然後，絕緣體36例如特富龍墊圈放置在金屬襯底32上。然後保 形塗層42塗布在陰極層的外表面。保形塗層42優選通過氣相沉積塗布， 優選為聚對二甲苯。金屬塗層38塗布在金屬襯底32的延伸出表面安裝電 容器30陽極末端的保形塗層42的部分。然後，導電材料形成的陽極層60 塗布在表面安裝電容器30的陽極末端上，且導電材料形成的陰極層56塗 布在表面安裝電容器30的陰極末端。可以理解上述各步驟可以根據具體工 藝過程或環境而採用不同的適合的順序。
圖2表示一個方法的實施方案。在步驟102中，優選提供鉅箔或鉅線。 在步驟104中，通過電泳沉積來沉積鉭粉末。在步驟106中燒結。在步驟 108中形成介電Ta2(V'陽極"。在步驟110中，使用PTFE墊圈110。在步驟 112中進行陰極浸漬。使用Mn02或導電聚合物。在步驟114中，在陰極體 上提供石墨層。在步驟116中提供銀陰極體。在步驟118中使用聚對二甲苯。步驟120是可選步驟，示出在陽極體上鍍金。在步驟122中，使用標 準陽極、陰極末端工藝。
步驟124、 126、 128和130表示一些可以應用的改變。例如，在步驟 124中，使用Nb、 W、 V、 Ti、 Al、 Mo、 Ni、 Hf、 Zr或它們的組合。在步 驟126中，代替Ta粉末，使用Nb、 NbO、 Nb2Os、 Nb203、 TaO、 Ta205、 Al、 Ni、 Ti、 W、 V、 Mo、金屬氧化物和它們的組合。採用粉碎的、團聚 的和非團聚的粉末。在步驟128中，使用的聚對二甲苯可以是D、 L、 N、 F、 H或PEEK (聚乙基醚酮)和任何得自氣相的聚合物包封。在步驟130中， Ni、 Cu、 Ag、 Ru、 Pt、 Sn、 Al或它們的組合可以用於電鍍。
雖然本發明可以使用上述方法完成，但可以理解的是在本發明的精神 和範圍內可以使用其它的各種方法。
權利要求
1.一種具有陰極末端和與之相對的陽極末端的表面安裝晶片電容器，該表面安裝晶片電容器包括金屬襯底；包括閥金屬且部分圍繞所述金屬襯底的導電粉末元件，所述金屬襯底自所述導電粉末向表面安裝晶片電容器的所述陽極末端延伸；介電層、浸漬陰極和至少部分圍繞所述導電粉末元件的銀陰極體；圍繞所述銀陰極體的塗層；形成在所述襯底的自導電粉末向外延伸的部分周圍的絕緣材料；形成在所述表面安裝晶片電容器陽極末端的金屬襯底周圍的導電塗層；電連接到所述表面安裝晶片電容器陽極末端的導電塗層的陽極末端端子；以及電連接到所述表面安裝晶片電容器陰極末端的銀陰極體的陰極末端端子。
2. 如權利要求1所述的表面安裝晶片電容器，其中所述塗層是通過氣 相沉積並聚合而形成的聚合物。
3. 如權利要求2所述的表面安裝晶片電容器，其中所述塗層包括聚對 二甲苯。
4. 如權利要求2所述的表面安裝晶片電容器，其中所述塗層包括聚對 二甲苯衍生物。
5. 如權利要求3所述的表面安裝晶片電容器，其中所述導電粉末的閥 金屬是鉭。
6. 如權利要求1所述的表面安裝晶片電容器，其中所述粉末通過電泳 沉積在所述金屬襯底上。
7. 如權利要求1所述的表面安裝晶片電容器，其中所述金屬襯底是鉭箔。
8. 如權利要求1所述的表面安裝晶片電容器，其中所述表面安裝晶片 電容器的厚度至少10微米。
9. 如權利要求1所述的表面安裝晶片電容器，其中所述導電粉末提供 的電容一電壓至少為iocv。
10. 如權利要求1所述的表面安裝晶片電容器，其中所述導電粉末包 括作為金屬氧化物的閥金屬。
11. 如權利要求1所述的表面安裝晶片電容器，其中所述導電粉末包 括作為低價金屬氧化物的闊金屬。
12. 如權利要求1所述的表面安裝晶片電容器，其中所述閥金屬是鈮， 且所述導電粉末包括Nb、 NbO和Nb205。
13. —種表面安裝晶片電容器，包括金屬襯底；包括閥金屬且部分圍繞所述金屬襯底的導電粉末元件，所述金屬襯底自所述導電粉末向所述表面安裝晶片電容器的陽極末端延伸；至少部分圍繞所述導電粉末元件的 陰極；圍繞所述陰極的塗層；形成在所述襯底的自導電粉末向外延伸的部 分周圍的絕緣材料；形成在所述表面安裝晶片電容器陽極末端的金屬襯底 周圍的導電塗層；電連接到所述導電塗層的陽極末端端子；電連接到所述 陰極的陰極末端端子。
14. 如權利要求13所述的表面安裝晶片電容器，其中所述塗層是通 過氣相沉積並聚合而形成的聚合物。
15. 如權利要求14所述的表面安裝晶片電容器，其中所述塗層包括 聚對二甲苯。
16. 如權利要求14所述的表面安裝晶片電容器，其中所述塗層包括 聚對二甲苯衍生物。
17. 如權利要求14所述的表面安裝晶片電容器，其中所述導電粉末 的閥金屬是鉭。
18. 如權利要求14所述的表面安裝晶片電容器，其中所述粉末通過 電泳沉積在所述金屬襯底上。
19. 一種製造表面安裝晶片電容器的方法，所述表面安裝晶片電容器 具有陰極末端和與該陰極末端相對的陽極末端，所述方法包括提供金屬 襯底；在所述金屬襯底周圍形成導電粉末元件，使得所述導電粉末元件部 分地圍繞所述金屬襯底，該金屬襯底自所述導電粉末向外朝所述表面安裝 電容器的陽極末端延伸；浸漬陽極體；在所述導電粉末元件的外表面的一 部分上塗布銀陰極體層；在所述銀陰極體層的外表面塗布塗層；向在所述 表面安裝電容器陽極末端的所述金屬襯底的外延出所述塗層的部分塗布金 屬塗層；在所述表面安裝電容器的陽極末端塗布導電材料陽極層；且在所述表面安裝電容器的陰極末端塗布導電材料陰極層。
20. 如權利要求19的方法，其中塗布塗層的步驟是通過氣相沉積來 塗布的。
21. 如權利要求20的方法，其中保形塗層包括聚對二甲苯。
22. 如權利要求19的方法，其中所述塗層包括聚對二甲苯衍生物。
23. —種鉭電容器，包括電容體；置於所述電容體中的鉭元件；形 成在所述鉭元件上的介電層；至少部分圍繞所述鉭元件的陰極；以及圍繞 所述陰極的塗層，所述塗層包括聚對二甲苯或聚對二甲苯衍生物。
24. 如權利要求23所述的鉭電容器，其中所述塗層是通過氣相沉積 和聚合形成的。
全文摘要
一種表面安裝晶片電容器，包括金屬襯底；包括閥金屬且部分圍繞金屬襯底的導電粉末元件，金屬襯底自導電粉末向表面安裝晶片電容器陽極末端延伸；至少部分圍繞導電粉末元件的銀陰極體；通過氣相沉積形成的圍繞銀陰極體的塗層；形成在襯底的自導電粉末向外延伸的部分周圍的絕緣材料；形成在表面安裝晶片電容器陽極末端的金屬襯底周圍的導電塗層；電連接到表面安裝晶片電容器的陽極末端的導電塗層的陽極末端端子；以及電連接到表面安裝晶片電容器陰極末端的銀陰極體的陰極末端端子。塗層優選包括聚對二甲苯或聚對二甲苯衍生物。
文檔編號H01G4/00GK101322203SQ200680045175
公開日2008年12月10日 申請日期2006年8月10日 優先權日2005年12月2日
發明者H·戈德伯格, L·庫什納廖夫, N·科亨, R·卡特拉羅 申請人:維莎斯普拉格公司