[发明专利]高高宽比的层叠MLCC设计

说明书

技术领域

本发明涉及改进的电容器，其适合用于高集成密度的电子元件(特别是电容器)。更具体地，本发明涉及改进的外部引线设计，其允许在电子元件中(具体地在层叠的多层陶瓷电容器(MLCC)中)形成高高宽比。

背景技术

在设计现代的复杂电路的过程中，存在许多超出电气规范的考虑。组装处理期间的元件稳定性是一个非常重要的标准，其在设计中必须被考虑。由于一直在朝向进一步小型化努力，因此，这方面的考虑变得更为重要。由于需要大量的额外元件，因此增大平行于电路板表面的横向集成会变得越来越困难。因此，有效利用垂直于电路板表面的纵向空间大受关注。进一步开发纵向空间需要元件具有高高宽比或高度与最小宽度之比，这会产生额外的问题。

在组装以及回流焊或附接处理期间，具有高高宽比的元件由于其易于移位或倾倒而引起问题。传统上，具有不大于约1:1的高宽比的元件是机械上稳定的，其不易于倾倒。但是，随着高宽比的增大，元件变得越来越不稳定，越来越易于倾倒。

解决倾倒问题的一个方法是使用过孔技术，其中，元件具有延伸穿过衬底或电路板中的孔的引线。该引线提供了元件与电路板之间的电接触，并且在组装和附接处理期间，为元件提供了机械稳定性。过孔技术已用于并且目前仍然用于电子产业中，典型地用于较大型的电子应用中，较大型的电子应用利用较大的元件，其为低密度互连(例如，每平方英寸少于约50个互连)的应用。

对于较高密度互连的应用，例如每平方英寸大于约50个互连的应用，优选使用表面安装技术，因为该技术允许每平方英寸大于600个互连。高密度的性能通过使元件小型化、消除元件中的引线以及消除电路板中相应的过孔而实现。通过元件上的端子来代替元件引线，然后将元件直接焊接至电路板表面上的焊盘。表面安装技术利用沉积在每个焊盘上的焊锡。元件被定位并置于焊盘上，从而通过焊锡与电路迹线电接触。一旦所有的元件都置于电路板上，则通过回流焊炉回流焊锡来进行组装，以形成相同类型的电和机械连接，如波焊技术所实现的一样。表面安装技术允许高密度的元件，但是高密度要求使用具有低高宽比的元件，以避免回流焊期间的倾倒。

元件的小型化激化了元件尺寸与其性能的矛盾。本领域技术人员正面临着这样的难题：使用过孔技术，则丧失横向集成密度；使用表面安装技术，则其对元件的几何形状有限制。

该问题与MLCC尤其相关，因为该器件的电容直接与元件尺寸相关。在MLCC的特定情况下，随着其尺寸的减小，其电容减小，从而设计者面临这样的问题，在努力满足电气设计需求时，要求在更小的封装内实现更多的功能和性能。一个解决方案是使用小覆盖区尺寸的MLCC，并将MLCC一个接一个地层叠。则电容值乘以层叠的电容器的数量，从而使得设计者能够满足覆盖区尺寸的需求及电容需求。但是，一个接一个地层叠小的元件增大了高宽比，从而产生了在组装期间易于倾倒的机械不稳定部件。现有技术中正在使用的过孔或机械支撑增大了覆盖面积，其与如上所述的小型化相矛盾。

一直存在对这样的系统和元件的需要，其允许使用电路板上的纵向空间而不损失横向空间，同时避免了诸如元件倾倒之类的组装问题，目前对这样的系统和元件的需求更为显著。本发明提供了这些矛盾需求的解决方案。

发明内容

本发明的目的是提供改进的电子元件以及使用该改进的电子元件的电子器件。

本发明的具体目的是提供电子元件和使用该电子元件的电子器件，其中纵向空间可以被有效地利用。

本发明的具体特征是能够在标准的制造环境中使用改进的电子元件来组装电子器件。

在无源电子层叠元件中提供将实现的这些和其他优点。该元件具有层叠的各电子电容器以及附接至该层叠的第一侧的第一引线。第二引线附接至该层叠的第二侧。引脚附接至第一引线，并向内朝向第二引线延伸。稳定脚附接至引脚和第一引线中的一个。

另一个实施例提供了一种用于形成电子器件的方法。该方法包括：提供包括至少一个焊盘和至少一个孔的电路板；提供层叠的元件，其包括电容器层叠、附接至层叠的第一侧的第一引线、附接至层叠的第二侧的第二引线、附接至所述第一引线并且向内朝向第二引线延伸的引脚、以及附接至第一引脚和第一引线中的一个的第一稳定脚；将层叠置于电路板上，使得引脚与焊盘接触，第一稳定脚至少部分延伸至孔中；以及加热焊接剂，以在第一引脚与电路迹线之间形成电连接。