CN101042960B - 电容器组件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种在便利和节省空间包装方面具有改进性能特征的集成电容器组件。更特别的是，所述电容器组件包括至少两个电解电容器和至少一个陶瓷元件的多阳极叠层，其在封装盒中被并联连接至公共端。所述合成电容器组件的特征具有相对高的电容量，低的ESR，低的压电噪音，和空间减少的性能特征。降低的压电噪音可特别有利于在音频/视频数据处理和通讯中提供清晰的滤波器。

Description

电容器组件
相关申请的交叉参考
本申请声明请求先前的于2006年3月13日申请的序列号为60/781,633的美国临时专利申请的权益，其全文被结合参考。 
背景技术
现代技术运用的多样性建立了对高效的电子元件和用于其中的集成电路的需求。电容器是一种基本元件，其用于滤波器、去耦器、旁通器和现代用途的其它方面，其可以包括无线电通讯，高速处理，网络，电路开关和许多其他应用。集成电路在速度和封装密度上的显著的增加要求去藕电容器技术发展。当高容量去藕电容器受到许多当前应用的高频率条件作用时，其工作特征变得越来越重要。由于电容器对于这样大量的运用来说是基础，因此其准确性和有效性是必要的。电容器设计的许多特殊方面都聚焦在提高电容器的工作特征上。 
大量传统电容器在当今市场上是可以得到的，每一品种都提供合适于相应的品种的包容器的工作特征的独特结合。例如，电解电容器，诸如钽电容器，一般用在要求有较高电容量和装置整体紧凑的应用中。多层陶瓷电容器(MLCCs)在频率滤波器运用方面十分有效。通常这样的或者其他具体类型的电容器将被使用在单一的集成电路环境中。在这样的实例中，不同的电容器可以作为离散的元件并联在印刷电路板(PCB)上。这就要求相当大的电路空间和对每个电容器来说独立的安装垫片。因而，不断的努力争取元件的小型化，定位效率和其他节省空间和在PCB环境中最大化板不动产(board real estate)的方法。 
我们所期望的是改善其他电容器的工作特征，诸如ESR(等效串联电阻)，其为电容器的固有电阻值。因为理论上电容器实际不包括任何电阻，因此通常期望制造低ESR的电容器。在去耦电容器应用中需要最小的ESR是明显。对于所给定的电容量，增大的ESR可以增加波纹电压和电力损耗。这涉及到电容器的RC时间常数并有助于对低的电容ESR的需求。 
可以影响电路应用的另一个电容器特征是压电噪音，其普遍存在于许多MLCC应用中。当陶瓷电容器受到能使电容器内发生机械振动的交流电压作用时，可以产生低程度的压电噪音。陶瓷材料固有的性能通常将所述机械振动转化成低程度的电噪音。尤其是在高频应用中，大量的压电噪音能影响信号质量。这样，通常期望降低电路应用中的压电噪音程度。 
这样，当前存在对展示出广泛电气特性的集成电容器组件的需求。 
发明内容
根据本发明的一个实施例，一种电容器组件被公开。所述组件包括含有至少两个相互临近对置的电解电容器的多-阳极叠片，所述电容器包括阴极端和阳极线形成的阳极端。所述组件进一步包括具有第一极性端和第二极性端的陶瓷元件。所述阳极端和所述第一极性端被电连接到第一引线框部分。同样的，所述阴极端和所述第二极性端被电连接至第二引线框部分。封装盒封装所述多阳极叠片和所述陶瓷元件，并留出所述第一和第二引线框部分暴露的各自部分。 
根据本发明的另一个实施例，形成电容器组件的方法被公开。所述方法包括将至少两个电解电容器以相邻的关系堆叠在一起以形成多阳极叠片，其中所述电解电容器的阳极线以通常平行的位置被设置。所述阳极线和多层陶瓷电容器的第一端被电连接至第一接线端。进一步，所述电解电容器的阴极端和所述多层陶瓷电容器的第二端被电连接至第二接线端。所述多阳极叠片和所述多层陶瓷电容器被封装在盒体中。 
本发明的其它特征和方面一下将更详细的阐明。 
附图说明
对于本领域技术人员，本发明全面可实现的公开，包括其最佳模式，在说明书余下部分中更具体的阐述，其参考附图： 
附图1是用于本发明的电解电容器的一个实施例的透视图； 
附图2是用于本发明实施例的多层陶瓷电容器(MLCC)的横截平面图。 
附图3是诸如附图2中所示的终端MLCC的透视图； 
附图4是本发明的电容器组件的一个实施例的透视图； 
附图5是附图4的所述电容器组件的不同透视图； 
附图6是附图4的所述电容器组件的平面视图； 
附图7显示了所述举例中构成的电容器组件的压电噪音模拟测试的图像结果，特别显示了相对于时间的感应电压电平。 
附图8显示了对于所述举例中构成的电容器组件的相对于频率的所述ESR； 
附图9显示了对于所述举例中构成的电容器组件的相对于频率的阻抗； 
附图10是用于多联电容器组件的终端框架的实施例的平面视图； 
附图11是用于本发明的电容器组件的示例性第一和第二引线框部分的平面视图； 
附图12是多阳极电容器叠片和陶瓷电容器被附着其上的附图11的第一和第二引线框部分的平面视图；和 
附图13是表示没有封装盒的附图4-6的所述电容器组件的透视图 
在本说明和附图中重复使用的附图标记意在表示发明中同样的或类似的特征或元件。 
具体实施方式
本领域技术人员应当理解的是当前的讨论仅是对典型实施例的描述，并不意在限制本发明的更宽泛的方面，所述更宽泛的方面在例示结构中被实施。 
一般来说，本发明用于在便利和节省空间方面提供改进的工作特征的集成电容器组件。更特别的是，所述电容器组件包含至少两个电解电容器和至少一个陶瓷元件(例如：多层陶瓷电容器)的多阳极叠片，他们在封装盒内并联到相应的公共端。所获得的电容器组件的特征在于相对高电容量，低ESR，低压电噪音和空间减小。被降低的压电噪音是特别有利于在音频/视频数据处理和通讯中提供清晰的滤波。所述电解的和陶瓷元件的多种实施例，以及它们在所述组件中排布和连接的具体方式，下面将被详细的描述。 
1、电解电容器
各种已知电解电容器中的任何一种都可以适用于本发明的所述电容器组件。例如，参考附图1，包括阳极体4的合适的电解电容器2的一个实施例被示出。所述阳极体4可以用主要由阀金属(例如，能够被氧化的金属)组成的粉末或包含作为组分的所述阀金属的合成物所形成。可以使用的适当的阀金属包括，但不限于，钽，铌，铝，铪，钛，以及这些金属的合金，等等。例如，所述阳极体4可以由通常被认为是半导或高导材料的阀金属的氧化物或氮化物(例 如，氧化铌(例如，NbO)，氧化钽，氮化钽，氮化铌，等等)所形成。这种阀金属氧化物的例子在Fife的专利号为：6322912的美国专利文件中被描述，其全部内容在此被结合参考。阀金属氮化物的例子在T.Tripp于CARTS2000：2000.3.6-20，第20届电容器和电阻器技术讨论会的会议录上发表的“氮化钽：一种用于固体电解电容器的新替代品”(Tantalum Nitride：A New Substrate forSolid Electrolytic Capacitors)一文中被描述。在一典型实施例中，氧化铌粉末可以使用来自H.C.Starck公司的并具有每单位重量CV(电容量/电压)为80kCV/g的氧化铌粉末。 
通常许多传统的制造方法可被用于形成所述阳极体4。在一个实施例中，具有确定微粒尺寸的钽或氧化铌粉末被首选。所述微粒尺寸可以依据合成电容器的所期望的电压而变化。例如，具有相对较大微粒尺寸(例如，大约10微米)的粉末通常被用于生产高压电容器，而，具有相对较小微粒尺寸(例如，大约0.5微米)的粉末通常被用于生产低压电容器，然后，所述微粒可选地与粘合剂和/或滑润剂混合以确保当被挤压形成所述阳极体4时，所述微粒充分地相互粘合在一起。合适的粘合剂可以包括樟脑，硬脂酸和其它肥皂质的脂肪酸，聚乙二醇(Union Carbide(结合碳化物))，甘酞树脂(General Electric(通用电气))，聚乙烯醇，napthaline，植物腊，和微型腊(精制石蜡)。所述粘合剂可被溶解和散布在溶剂中。典型的溶剂可以包括丙酮；甲基异丁酮；氯仿；氟化烃(氟氯烷)(DuPont)；酒精；和氯化烃(四氯化碳)。当使用时，所述粘合剂和/或滑润剂的百分比可以在总重量的大约0.1％-大约8％之间变化。然而，应当理解的是，所述粘合剂和滑润剂在本发明中没有要求。一旦形成，利用任何传统的粉末压缩模具压缩所述粉末。例如所述压缩模具可以是利用模子和一个或多个冲压机的单站压实挤压机。可选择的，可以使用仅利用模子和单个低冲压机的砧型压实挤压模具。单站压实挤压模具具有几种基本类型，诸如具有各种功能的挤压的凸轮，曲肘/转向结和偏心装置/曲柄，诸如单动，双动，弹簧压模，动型板，对抗锤，螺旋，冲击，热压，精压或精整。如所示那样，所述粉末可围绕阳极线6被压紧(例如，钽线)。所述阳极线6最好在压紧和/或烧结所述阳极体以后可选择地被粘附(例如：焊接)至所述阳极体4上。 
压缩之后，通过将所述团粒在真空下以一定的温度(例如，从大约150℃到大约500℃)加热几分钟，可清除任何粘合剂/润滑剂。可选择的是，也可以 通过让所述团粒与水溶剂接触来清除所述粘合剂/润滑剂，例如Bishop等人的专利号6197252的美国专利中所描述的，其全部内容在此被结合参考。此后，所述团粒被烧结形成多孔状物，集成块。例如，在一个实施例中，所述团粒可在真空下以大约1200℃-大约2000℃的温度被烧结，并且在一些实施例中，温度从大约1500℃-大约1800℃。烧结时，所述团粒由于所述微粒间的结合的增长而收缩。除以上所描述的技术外，根据本发明使用用于形成所述阳极的任何其它技术，例如在Galvagni的美国专利，其专利号为4085435；Sturmer等人的美国专利，其专利号为4945452；Galvagni的美国专利，其专利号为5198968；Salisbury的美国专利，其专利号为5357399；Galvagni等人的美国专利，其专利号为5394295；Kulkami的美国专利，其专利号为5495386；和Fife的美国专利，其专利号为6322912的中所描述的，其全部内容在此被结合参考。 
所述阳极体4可被阳极化处理以使得介电薄膜8形成在多孔阳极的上面和里面。阳极化处理是一个电解化学过程，通过该过程所述阳极金属被氧化以形成具有相对高介电常数的材料。例如，钽阳极可被阳极化以形成五氧化钽(Ta2O5)，其具有大约27的介电常数“k”。所述阳极体4可在高温(例如：大约85℃)下被浸入被供以受控的电压和电流量的弱酸溶剂(例如磷酸)中，以形成具有一定厚度的五氧化钽覆层。该电源最初保持恒定电流直到到达所要求的形成电压。此后，所述电源保持在恒定电压以确保在所述钽团粒的表面上形成所期望的电介质厚度。所述阳极化处理电压典型的范围从大约10-大约200伏，并且在一些实施例中，从大约20-大约100伏。介电氧化薄膜8除了形成在所述阳极体4的表面上外，介电氧化薄膜8的一部分也一般形成在所述微孔的表面。应当理解的是，可用其它类型的材料和不同的技术形成所述介电薄膜8。 
所述介电薄膜8一旦被形成，可选择地采用保护覆层(未示出)，诸如由相对绝缘的树脂材料(天然的或人造的)所制成的覆层。这样的材料可具有约大于0.05ohm-cm的电阻系数，在一些实施例中，约大于5，在一些实施例中，大于约1000ohm-cm，在一些实施例中，约大于1×105ohm-cm，和在一些实施例中，约大于1×1010ohm-cm。在本发明中可以利用的一些树脂材料包括，但不限于，聚亚安酯，聚苯乙烯，不饱和或饱和脂肪酸的酯(例如，甘油酯)，等等。例如，脂肪酸的合适酯包括，但不限于，月桂酸，肉豆蔻酸，棕榈酸，硬 脂酸，桐酸，油酸，亚油酸，亚麻酸，aleuritic酸shellolic酸等的酯。当用于相对复杂的化合物中以形成“干性油”时，这些脂肪酸的酯特别有用，其能让所述合成薄膜迅速聚合成稳定的层。分别具有一个、两个和三个甘油主链的甘油一酸酯，甘油二酸酯和/或甘油三酸酯，被酯化的脂肪酰基残余物。例如，一些可以被使用的合适的干性油包括，但不限于，橄榄油，亚麻油，蓖麻油，桐油，大豆油，和虫胶。这些和其它的保护覆层材料在Fife等人的美国专利，其专利号为6674635中被更详细地描述，该文件全部内容在此被结合参考。 
根据传统技术，所述被阳极化处理的部分随后受到形成阴极的步骤的作用。例如，在参考附图1，所形成的固态电解阴极10覆在所述介电薄膜8上面。所形成的阴极10通过硝酸锰(Mn(NO3)2)的热分解以形成氧化锰(MnO2)阴极。例如，这种技术在Sturmer等人的美国专利号为4945452的专利中被描述，该文件全部内容在此被结合参考。可供选择的是，导电性聚合覆层可以被用于形成所述电解电容器2的所述阴极10。所述导电性聚合覆层可以包含一种或多种导电聚合物，诸如：聚合吡咯，聚合噻吩，诸如聚合(3，4-二氯乙烯噻吩)(PEDT)；聚苯胺；聚乙炔；聚-P-亚苯；及其派生物。而且，如果需要，所述导电性聚合覆层也可以由多导电性聚合层形成。例如，在一个实施例中，所述导电性聚合覆层可以包含由PEDT所形成的一层和由聚合吡咯所形成的其它层。可以采用各种方法将所述导电性聚合覆层涂敷在所述阳极部分。例如，诸如溅镀，丝网印刷，浸渍，电泳涂覆，电子束沉积，雾喷，和真空沉积的传统技术可以被用于形成导电性聚合覆层。例如，在一个实施例中，用于形成所述导电性聚合物(例如：PEDT)的所述单体最初能与聚合催化剂混合以形成分散。例如，一种合适的聚合催化剂是BAYTRON C，其对于催化剂BAYTRONM来说，是一种由Bayer公司销售的商业上可适用的铁III甲苯一磺酸盐和n-丁醇，所述BAYTRON M是3，4-乙烯二氧化噻吩，PEDT单基物，其也是由Bayer公司销售的。在大多数实施例中，一旦被涂敷，所述导电性聚合物被修复。修复可以发生在导电聚合物层的涂敷之后或发生在所述整个导电聚合物覆层的涂敷之后。虽然以上已经描述了各种方法，但是应当理解的是，用于涂敷所述阴极层的任何其它方法也可以被用于本发明。 
所述固态电解层一旦被形成，所述部分可分别用碳覆层(例如：石墨)和银覆层覆盖。所述银覆层可作为电容器的焊接导体并且所述碳覆层限制所述银 覆层与固态电解质的接触。然而引线电极可以是已知现有技术所提供的。与所述阴极10结合的这样的层12形成所述电解电容器2的所述阴极端，而所述阳极线6形成所述阳极端。 
如果要求的话，所述电解电容器的尺寸可以被选择以提高所述电容器组件的电气性能。例如，具有相对小的阳极厚度(如，“薄端面”)的电解电容器一般具有较大的表面体积比，这样的电容器具有较短的传送路径并因此使ESR和感应系数最小化。因而，所述阳极的厚度范围从大约0.1-大约10毫米，在一些实施例中，从大约0.2-大约5毫米，和在一些实施例中，从大约0.5-大约1.5毫米。同样地，所述电解电容器的合成厚度(附图1中尺寸18)的范围可以从大约0.2-大约20毫米，在一些实施例中，从大约0.4-大约10毫米，在一些实施例中，从大约1-大约3毫米。可以选择的利用适合的成形冲压机和模子压缩所述阳极，以使得其具有盘旋或沟槽形的表面，类似于上述薄下型面阳极该盘旋或沟槽形的表面具有较大的表面体积比，该较大表面体积比便于所述电容的低的ESR和扩充的频率响应。 
所述电解电容器的性质可选择地被控制以优化所获得的电容器组件的特性。例如所述电解电容器可以具有低的等效串联电阻(ESR)，其在某种程度上是指当在电子电路中充电和放电时，所述电容器用作电阻，并通常作为与电容器串联的电阻被表示。例如，用频率为300kHz的2-volt偏压和1-volt信号测量，所述电解电容器可以具有小于大约1欧姆的ESR，在一些实施例中小于大约300毫欧姆，在一些实施例中小于大约200毫欧姆，和在一些实施例中小于大约100毫欧姆。同样，等效串联电感(“ESL”)值可以小于大约10纳亨(nH)，和在一些实施例中小于大约1.5nH。所述电解电容器的电容量范围也可以从大约1至大约5000微法，在一些实施例中，从大约250至大约2500微法，在一些实施例中，从大约400至大约1000微法。 
II陶瓷元件
所述陶瓷元件可以是任何已知的使用一个或多个陶瓷层的电器元件，诸如电容器(单层或多层)，变阻器，等等。这样的陶瓷元件典型地包含具有被至少一个陶瓷层隔开的两个或多个电极层的陶瓷体。例如参考附图2至3，多层陶瓷电容器(MLCC)的一个实施例被示出，其包含被插入有大量陶瓷层28的大量的第一电极层24和第二电极层26。第一电极层24和第二电极层26的 邻近对形成相对的平行电容器板。在外围终端32a和32b形成于所述MLCC上之前，电介质覆盖层30也被提供。至少一个第一外围终端32a与每一个第一电极层24电连接，至少一个第二外围终端32b与每一个第二电极层26电连接。在端接之后的成品MLCC的透视图在图3被示出。 
如现有技术所知，所述陶瓷层28的特征在于所用陶瓷性质，例如X5R，X7S，X7R，Y5V，等。用于形成所述陶瓷层28的合适物质的举例包括，但不限于，PbZrTiO3(也被称为PZT)，PNZT，PLZT，PbMg1/3Nb2/3O3-PbTiO3(也被称为PMN-PT)，SrBaTiO3，BaTiO3，SrTiO3，Bi2SrTa2O9，多晶体陶瓷钙钛矿，多晶体张弛振荡器铁电氧化陶瓷，二氧化硅，Si3N4，氧氮化硅，Al2O3，Ta2O5，多晶钨青铜，多晶钛酸铋，ZnO，和其他合适的电介质材料。所述电极层24和26可以由铜，镍，铝，钯，金，银，铂，铅，锡，以及这些材料的合金，或其他任何合适的导电性物质所形成。终端32a和32b也可以包括一个或多个导电性物质层。在一个实施例中，多层终端被使用，其包括铜的第一层，镍的第二焊接壁垒层，和与一个或更多Ni，Ni/Cr，Ag，Pd，Sn，Pb/Sn，这些材料的合金或其他合适的电镀焊剂相符合的第三层。 
应当理解的是以上所描述的也被用于其他类型的陶瓷元件，诸如变阻器。当加在所述电子电路上的电压被维持在低于预定极限电压时，提供高的电阻(容量的等级)，当电压超过所极限时，变阻器提供低的电阻。例如，所述变阻器可以包括基于金属氧化物(例如，氧化锌)的陶瓷体，例如AVX公司牌号为 
Figure RE-G200710100666420070426D000081
的多层ZnO电压干扰抑制器。 
所述陶瓷元件的性质可以被选择地控制以优化所获得的电容器组件的特性，例如，用频率为300kHz的2-volt偏压和1-volt信号测量，所述陶瓷电容器可以具有低的等效串联电阻(ESR)，例如，小于大约100毫欧，在一些实施例中小于大约50毫欧，和在一些实施例中小于大约10毫欧。同样，在一些实施例中ESL值可以小于大约1毫微亨(nH)，和在一些实施例中小于大约0.1nH。所述电解电容器的电容量范围也可以从大约0.1至大约1000微法，在一些实施例中，从大约10至大约500微法，在一些实施例中，从大约50至大约200微法。 
III电容器组件
如上所述，按照本发明，所述电解和陶瓷元件被并联连接到公共终端。任 何数量的电解和/或陶瓷元件可被用于本发明中，例如从1至8个电解电容器和1至8个陶瓷元件。在一个具体的实施例中，两个电解电容器与一个陶瓷元件结合使用。无论如何，所述电容器组件包括至少一个电解电容器的所述阳极端(例如，线)被电连接其上的阳极引线框部分，和所述电解电容器的所述阴极端被电连接其上的阴极引线框部分。同样，至少一个陶瓷元件的极性端被电连接至所述阳极引线框部分并且另一个极性端被电连接至所述阴极引线框部分。所述电容器组件还包括封装所述单个元件的壳体，然而将所述第一和第二引线框部分的各自部分暴露以形成用于电路应用的表面安装端。 
参考附图4-6和10-13本发明的电容器组件64的一个具体实施例被示出，并将在此被更加详细的描述。所述电容器组件64包括与两个电解电容器2a和2b电连接的一个陶瓷电容器22。在这个实施例中，所述电解电容器2a和2b有大致矩形棱柱状并被堆叠以使得具有最大面积的表面相互邻近设置以提高所述组件64的容积效率。如附图1所示，由其宽度(尺寸16)和长度(尺寸14)定义的所述电解电容器2a的表面90可以邻近于所述电解电容器2b的相对应表面(附图1中未示出)而设置。所述电容器2a和2b可在垂直结构上被堆叠，其中表面90被提供在基本上垂直于-x和/或-y方向(附图4)的平面上，并且在水平结构中，所述表面90处于基本上垂直于-Z方向的平面中。例如，在所述实施例中，所述电容器2a和2b在垂直于-x方向的平面中垂直堆叠。应当理解的是每个电容器2a和2b不需要在相同的方向上延伸。例如，所述电容器2a的表面90可以处于基本上垂直于所述-x方向的平面中，然而所述电容器2b的相应表面处于基本上垂直于所述-y方向的平面中。然而，所期望的是电容器2a和2b都在基本相同的方向上延伸。 
任何种类的技术都可以被用于将所述电解电容器连接至多阳极叠片结构，诸如激光焊接，锡焊，导电粘合，等等。例如，在一个实施例中，所述阳极线最初从不锈钢传送条上切割。然后，一个电解电容器被安置在固定的位置(例如，进入定位梳)并使用导电性粘合剂。一种合适的粘合剂可以是载银(SLE)环氧粘合剂(例如，Amicom CE 3513)。然后其他电容器被粘附至涂附粘合剂的电容器上，以使得所述阳极线基本平行并面向相同侧。在此方式中，相应的阳极线以非常邻近的关系被设置，这样可以提高所述引线被焊接至引线框的效率。当期望形成多于两个电解电容器的多阳极叠片时，这个过程可以被重复。电解电容器的所述堆叠块随后在烤箱中被烘干以固化所述SLE粘合剂。 
不管所选的排布如何，所述电解电容器2a和2b和所述陶瓷电容器22被连接至公共电气终端以形成所述电容器组件64。例如，所述电容器组件64包括由第一阳极部分45，第二阳极部分46和第三阳极部分60所形成的阳极引线框部分48。所述第三阳极部分60和所述第二阳极部分46处于与所述电容器组件64的底面80(附图4)大致垂直的平面中。所述第二阳极部分46也拥有两个分离的接收并被电连接至所述电解电容器2a和2b的所述阳极线6的U型区域50。当连接至导线6时，所述的U型区域50可加强所述导线6的表面接触和机械稳定性。当以上述方式配置时，所述第二阳极部分46可容易地以有效甚至高效的方式被连接至所述电解电容器2a和2b。 
所述第一阳极部分45电连接至所述陶瓷电容器22的终端32a。例如，在所示的实施例中，所述第一阳极部分45包括共同接收所述陶瓷电容器22的安装表面44(附图13)和侧壁38(13)。所述安装表面44基本上平行于所述电容器组件64的底面80并接收所述终端32a的底面。所述侧壁38基本上垂直于所述电容器组件64的底面80并接触所述终端32a的侧面。以此方式，所述第一阳极部分45具有能为获得的电容器组件提供各种好处的袋状结构。例如，这种结构可以帮助稳定所述陶瓷电容器22并因此降低压电噪音。例如，当以15G的加速度力，2.5V的电源，和10kHz的频率进行测量时，所述电容器组件可展示出绝对值小于大约1mV的压电噪音，在一些实施例中小于小于0.5mV，和在一些实施例中，能达到小于0.1mV。 
所述电容组件64还包括由安装表面40和侧壁42所形成的阴极引线框部分82。尽管通常大于所述安装表面44，但所述安装表面40也处于通常平行于所述电容器组件64的底表面80的平面之中。两个所述电解电容器2a和2b的阴极端(例如，底表面)，和所述陶瓷电容器22的终端32b(例如，底表面)被电连接至所述安装表面40。所述侧壁42处于通常垂直于所述电容器组件64的底表面80的平面之中。虽然没有必须要求，所述侧壁42被电连接至所述电解电容器2a和/或2b中至少一个的所述阴极端(例如，侧面)。 
形成附图4至6和10至13所示的所述电容器组件64的技术的一个实施例将被更详细的描述。在这点上，所述电解和陶瓷电容器最初以所需结构(例如，水平，垂直，等等)被粘附至引线框。参考附图10，终端框34可被使用 以形成多电容器组件。在一个实施例中，终端框34由铜或铜合金制成，尽管也可以使用其他导体材料。如果需要，所述终端框34的表面也可如现有技术中已知的一样被电镀，以确保所述最后部分可安装在所述电路板上。例如，所述框34可用镍，银，金，等电镀。在一个具体实施例中，所述终端框34用镍和银闪光焊覆层和焊层进行电镀。可以选择的是所述框34用镍和金闪光焊覆层和硬的金层进行电镀。一个典型的包括电镀层的终端框34系统可从Batten和Allen(英国)公司获得。不管以何种方式形成，但所述终端框34的专用部分被配置用于接收所述两个堆叠的电解电容器2a和2b，和所述陶瓷电容器22。如附图10中所描述的，当多电容器组件被批量生产时，在所述电容器粘附到所述框架上之后，所述终端框34可以被割成单个的组件。为了简单起见，参照单个电容器组件，描述这种电容器被粘附至终端框的典型方式。 
附图11-12是表示用在单个电容器组件的终端框34的一部分的平面图。如所示，所述终端框34包括阳极引线框部分48，其包含所述安装表面44和延长的侧壁部分60。所述终端框34还包括所述阴极引线框部分82，其包括所述安装表面40和延长的侧壁部分42。所述延长部分42和60最终沿封装盒58(附图4-6)的外围沿点划线52以大约90度角被弯曲以形成所述电容器组件64的第一和第二U型终端。 
如现有技术中所已知的，所述相应引线框部分被连接至所述电解和陶瓷电容器的方式通常可以改变。例如，合适的技术包括激光焊接，锡焊，导电粘合，等等。例如，在一个实施例中，在将焊膏使用到所述安装表面40和44上之后，所述陶瓷电容器22可被安装至引线框部分。一个典型的焊膏选自标号为“COBAR 325”的Cobar Europe BV公司产品。例如，所述陶瓷电容器22可被用于所述安装表面40和44的粘贴区然后压紧。对于具体焊接粘合剂膏来说，所述引线框在烤箱中在推荐的适当反流轮廓下被反流。所述引线框也可以用清洁溶液进行清洗随后干燥以除去焊剂。在一个实施例中，所述陶瓷电容器22和终端框34在清洁溶液(例如，Vigon A200)中被清洗以除去焊剂。然后，用水除去所述清洁溶液，随后用具有低于6mS的传导率的半水(demi-water)进行清洗。为了连接所述电解电容器2a和2b，所述阳极线6可被最初安装在相应U型区域50中。所述电容器2a和2b的阴极端被粘附至使用了传导粘合剂(例如，SLE粘合剂)的所述安装表面40，该粘合剂被用于安装表面40。此 后，所述阳极线6被激光焊接所示第二部分46。在激光焊接步骤之后，为了固化粘合剂，所述引线框可被置于适当温度的加热室中(例如，当对于Amicon CE3513粘合剂时，大约在205℃加热45秒)，同时可选择地将所述电解电容器2a和2b压在所述引线框上。 
一旦所述电容器被连接，所述引线框被用树脂盒封闭，诸如“V盒”(AVX公司)，然后其可以被用硅石或其他已知的封装材料进行填充。所述合成的封装盒58为所述电容器组件提供附加的结构和热保护。封装之后阳极和阴极引线框部分48和82的各自的延伸部分60和42被修整并沿着所述盒的外面被弯折。以此方式，所述部分60和42形成最终电容器组件64的U型终端。 
这样，作为本发明的结果，可以形成表现出优良电气特性的电容器组件。例如，在300kHz的频率下用2伏偏压和1伏信号进行测量，所述电容组件的等效串联电阻可以小于大约50毫欧，在一些实施例中，小于大约20毫欧，和在一些实施例中，小于大约10毫欧。也能相信的是所述电容器组件的损耗因素(DF)也被维持在相对低的水平，通常所述损耗因素(DF)是指发生在电容器组件中的损耗并通常表示为理想性能的百分比。例如，本发明电容器组件的损耗因素典型的小于约15％，在一些实施例中，小于约10％。同样，在120Hz下测量时，所述组件的电容量范围可以从大约100至大约5000μF，在一些实施例中，从大约200至大约1000μF，和在一些实施例中，从大约400至大约800μF。 
通过参考以下举例，可以更好的理解本发明。 
测试程序
压电噪音 
压电噪音通常按照ISO 17025测试标准被确定。例如，电容器组件被焊接至通过固定件夹在振动台上的印刷电路板上。所述振动台被用于使所述电容器组件经受高程度的机械压力/应变，以确定有多少从机械力到电噪音信号的转导作用发生在陶瓷中。所述振动台通过按照重力常数G测量实施力的加速传感器被连接至信号源。例如，所述振动台可以被配置以使得电容器组件能承受15G。所述电容器组件被电连接至直流额定电压的电源(例如，2.5伏)。来自所述台的振动引起所述电容器组件中的交替的压电-电压信号，该信号在与所述电容器组件串联的电阻上被测量。在以下例子中所述信号频率被设置以使得达到10 kHz的最大压电-电压信号。 
等效串联电阻(ESR)和阻抗： 
通过使用具有2伏偏压和1伏信号的Agilent 4284A精确LCR仪表和Agilent16089B Kelvin leads，等效串联电阻和阻抗被测量。操作频率范围从0.1至1000kHz。 
电容量和损耗因素： 
通过使用具有2伏偏压和1伏信号的Agilent 4284A精确LCR仪表和Agilent16089B Kelvin leads，电容量和损耗因素被测量。操作频率为120Hz。 
例子
如上所述被构建的电容器组件在附图4-6和10-13中被示出。每个电容组件使用零件号码为“NOJY227M002”(AVX公司)的氧化铌电容器。每个氧化铌电容器具有大约4.95毫米的长度，大约2.6毫米的宽度，和1.15毫米的厚度。每个电容组件也可使用零件号码为“CM32X5R107M04AB”(1210size)(Kyocera)的额定值为100微法(μF)和4伏的使用X5R电介质所制成的陶瓷电容器。所述元件被采用长度为大约7.3mm，宽度为大约6.1mm，和高度大约3.45mm的“V盒”所封装。 
所述例子被用于测试以上所述的电气性能，所述一个例子的结果在附图7-9中被示出。例如，附图7示出了所述电容器组件中的一个的随时间变化的压电噪音(感应电压电平)。如所示该噪音保持相对较低，也就是，绝对值小于大约0.1mV。在大约120Hz的测试频率下所述电容量在大约545至560μF之间被测量。在大约300kHz的测试频率下所述ESR在大约2.2至3.0mΩ之间被测量。此外，所述损耗因素(DF)在大约3.4％至6.0％之间的水平被测量。表示毫欧姆级的所述ESR相对于频率的图表在附图8中被提供，然而，对于相同的组件，全部装置的阻抗相对于频率的图表在附图9中被提供。 
在不脱离本发明精神和范围的情况下，本发明的这样和那样的修改和变化可以被本领域技术人员所实施。另外，应当理解的是各种实施例的方面可以全部的或部分的被替换。而且，本领域技术人员将意识到之前的描述仅为举例方式，并不意在限制所附权利要求中描述的本发明。 

Claims (25)

1.一种电容器组件，包括：
多阳极叠片，包括至少两个相互邻近设置的电解电容器，所述电容器包括阴极端和阳极线所形成的阳极端；
陶瓷元件，其包括第一极性端和第二极性端；
第一引线框部分，所述阳极端和所述第一极性端被电连接其上，其中第一引线框部分包含第一阳极部分，第一阳极部分定义了用于接收所述陶瓷元件的袋状结构，其中，所述袋状结构由基本上平行于所述电容器组件底面的第一安装表面和基本上垂直于所述电容器组件底面的第一侧壁所形成；
第二引线框部分，所述阴极端和所述第二极性端被电连接其上；和
盒体，其封装所述电解电容器和所述陶瓷元件，并留出所述第一和第二引线框部分的暴露的相应部分。
2.权利要求1的所述电容器组件，其中所述电解电容器被电连接。
3.权利要求1的所述电容器组件，其中所述电解电容器与导电粘合剂电连接。
4.权利要求1的所述电容器组件，其中所述电解电容器在水平结构中被堆叠。
5.权利要求1的所述电容器组件，其中所述电解电容器在垂直结构中被堆叠。
6.权利要求1的所述电容器组件，其中所述第一引线框部分包括所述第一极性端被电连接其上的安装表面。
7.权利要求1的所述电容器组件，其中所述第一引线框部分还包括第二阳极部分，其基本上垂直于所述电容器组件的底面并且所述电解电容器的阳极线被电连接其上。
8.权利要求7的所述电容器组件，其中所述第二阳极部分定义了容纳所述阳极线的U型区域。
9.权利要求1的所述电容器组件，其中所述第二引线框部分包括第二安装表面，所述多阳极叠片和所述陶瓷元件的所述第二极性端被电连接其上。
10.权利要求1的所述电容器组件，其中所述电解电容器包含由阀金属混合物所形成的阳极体。
11.权利要求10的所述电容器组件，其中所述阀金属混合物包括钽。
12.权利要求10的所述电容器组件，其中所述阀金属混合物包括氧化铌。
13.权利要求10的所述电容器组件，其中所述电解电容器进一步包含覆在所述阳极体上面的介电薄膜和覆在所述介电薄膜上面的固体电解质。
14.权利要求13的所述电容器组件，其中所述固体电解质是二氧化锰。
15.权利要求13的所述电容器组件，其中所述固体电解质是导电性聚合物。
16.权利要求1的所述电容器组件，其中所述陶瓷元件包含与大量陶瓷层交叉的独立的第一和第二电极的大量导电层，以在堆叠的布置中形成独立的相对的电容板的相应对，其中所述第一电极导电层被电连接至所述陶瓷元件的所述第一极性端，并且所述第二电极导电层被电连接至所述陶瓷元件的所述第二极性端。
17.权利要求16的所述电容器组件，其中所述陶瓷层包括BaTiO3。
18.权利要求16的所述电容器组件，其中所述陶瓷元件是多层陶瓷电容器。
19.权利要求16的所述电容器组件，其中所述陶瓷元件是变阻器。
20.权利要求1的所述电容器组件，其中当加载额定电压水平并在15G被测试时，所述电容器组件具有绝对值小于1毫伏的压电噪音。
21.权利要求1的所述电容器组件，其中当加载额定电压水平并在15G被测试时，所述电容器组件具有绝对值小于0.1毫伏的压电噪音。
22.权利要求1的所述电容器组件，其中在300kHz的操作频率下，所述组件的ESR小于50毫欧姆。
23.权利要求1的所述电容器组件，其中在300kHz的操作频率下，所述组件的ESR小于10毫欧姆。
24.权利要求9的所述电容器组件，其中所述第二引线框部分还包括基本上垂直于所述电容器组件底面的第二侧壁。
25.权利要求24的所述电容器组件，其中电解电容器的阴极端连接于第二侧壁。
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