[发明专利]电容结构

说明书

本发明涉及一种电容结构，其包括：第一和第二元件，至少一个元件包括多个电介质电容层，该电介质电容层的每一层都被配置在不同极性的电极之间，其中第一和第二元件被布置成由应力减小层(18)分隔的叠层，所述应力减小层(18)具有带有开口网孔的支撑结构，在该开口网孔中空气起到了降低开裂穿过该应力减小层的传递的作用。

本发明涉及一种电容结构。尽管本发明主要涉及由电容层构成并且打算用作电容器的电容结构，但是从以下内容应该认识到，本发明并不仅仅涉及电容器，而是延伸到可实施其它电路功能的其它结构或电容器与其它电路功能的组合。其在以下被更详细地描述，但为了方便起见，这里所用的术语“电容结构”指定包括至少一些电容层的层叠(layer)结构。术语“层叠结构”不隐含任何电容层。

图1是具有许多变体的一种已知的叠层(stacked)电容器的截面图。该电容器由多个电容层2a、2b等构成，上述电容层形成在具有相反极性的相应电极对之间。例如层2a处于电极3a、3b之间，且层2b处于电极3b、3c之间等。在所示结构中，交替的电极被固定至相应的端盖(end cap)5a、5b。电容器的总深度被指定为d，而每层的厚度被指定为d_f。其中电容层的组合厚度不构成电容器的整个深度，能够提供体层(bulk layer)(被示出为2e和2f)。电容器的总深度例如可由所需的外部封装尺寸来决定。

电容层由电介质材料(例如陶瓷)制成，而电极其本身可由合适的贵重金属或基体金属制成。帽盖(terminating cap)5a、5b可以是电镀银、电镀铜、Pd/Ag或任何合适的材料。

在最大工作电压下以尽可能小的封装尺寸，获得这种类型的叠层电容器结构的最大可能电容是当下的一种需求。电容可以通过增加电极数(电极3a、3b等的数量)而增加，和/或增加电极之间的间隔(层厚度d_f)来增加工作电压。然而，在部件所达到的最大电容值和最大工作电压之间存在一个平衡。例如目前，能够工作在500V的电压下的这种类型的结构能提供约0.5μF的最大电容。相反地，具有1μF电容值的部件目前不能超过约200V的工作电压。此外，重要的是电容器需是可靠的，即它们不应该在它们的预期寿命中失效。

本发明人设计了一种电容结构以及一种形成允许这些参数被修改的电容结构的技术，使得部件能够在更高的工作电压下提供更高的电容，而没有显著的失效率。

根据本发明的一个方面，提供一种电容结构，包括：第一和第二元件，至少一个元件包括多个电介质电容层，所述多个电介质电容层的每层都被布置在具有不同极性的电极之间，其中该第一和第二元件布置为被应力减小层分隔的叠层，所述应力减小层具有带有开口网孔的支撑结构，在该开口网孔中空气起到了降低开裂穿过该应力减小层的传递的作用。

在下面所描述的实施例中，第一和第二元件都具有多个电介质层的结构，每一层都被布置在不同极性的电极之间。由此而形成了电容部件。但是，也能在该叠层中提供替代第二电容元件的其它电元件，例如，该元件可以是变阻器或电感元件。更进一步的可能性是第一和第二元件都是变阻器或电感元件。

更进一步的可能性包括组合两种不同的电容器材料，例如具有关于工作参数(例如温度)的不同性能的一种或者多种低和高介电常数材料。

本发明的另一方面提供了一种制造电容结构的方法，包括：

形成包括多个电介质电容层的第一元件，其中所述多个电介质电容层的每层都被布置在具有不同极性的电极之间；

形成第二电元件；

在第一和第二元件之间提供应力减小层以形成叠层，该应力减小层具有带有开口网孔的支撑结构，在该开口网孔中空气起到了减低开裂穿过该应力减小层的传递的作用。

该应力减小层可用多种不同的方式形成，并且根据本发明所述的优选实施例，应力减小层通过在第一和第二元件之间形成有机材料(优选是颗粒)和电介质材料的混合层来形成，并且烧结该结构以去除该有机颗粒材料，由此留下了该开口网孔。