CN101329948B - 具有过电流或过热保护功能的微小型积层电容器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了具有过电流或过热保护功能的微小型积层电容器，其可以过热、过电流保护，稳定性好，使用寿命长。其包括至少一层介电层及至少一层金属层结构，所述金属层结构包括阳极层、阴极层、阳极、阴极、电解质层，所述阴极层与所述介电层、所述阳极层与所述介电层之间为电解质层，所述阴极连接所述阴极层、所述阳极连接所述阳极层至外部导线，其特征在于：所述电解质层表面的其它层材质为聚合物正温度系数材料与介电材质的混合物。

Description

具有过电流或过热保护功能的微小型积层电容器
(一)技术领域
本发明涉及微小型积层电容器技术领域，具体为具有过电流或过热保护功能的微小型积层电容器。
(二)背景技术
由于半导体技术的演进，使得半导体构装的产品在市场需求提高下，不断发展出更精密、更先进的电子组件。以目前的半导体技术而言，比如覆晶构装的技术、积层基板的设计及被动组件的设计等，均在半导体产业中，占有不可或缺的地位。以覆晶/球格数组封装结构为例，芯片系配置于封装基板的表面上，并且芯片与封装基板电性连接，而封装基板系为多层图案化电路层，以及多层绝缘层堆集而成，其中图案化电路层可经由微影蚀刻的方式加以定义而成，而绝缘层配置于相邻二图案化电路层之间。此外，为了得到更佳的电气特性，封装基板之表面上还配置有电容、电感以及电阻等被动组件，其可藉由封装基板之内部线路与芯片以及其它电子组件电性连接。
在被动组件之设计上，由于芯片在高速运算下，会产生高热，且芯片所产生之热能会传至封装基板上，再传至被动组件上。为了使被动组件即使在高温的环境下，也不会影响其电气特性，因此必须设计具有耐高温以及高稳定性的被动组件，而微小型积层电容器即是其中一例。
一般的微小型积层电容器，主要由多层介电层与多层金属层堆栈而成，其中，介电层系由高介电常数之材质，如：钡钛酸盐所组成，而金属层系由如：银、银钯合金之导电材质所组成，且多层金属层形成多个阳、阴极交替之内电极(Internal electrode)，而内电极与介电层系构成一电容结构，其两侧还配置有一对终端电极，分别电性连接阳、阴极之内电极，形成阳极及阴极，且该等阳极及阴极表面可形成一表面金属层，如：镍，以防止氧化。
常见的微小型积层电容器虽可因由多层介电层与多层金属层堆栈构成，而体积可微小型化，增加运用范围，但是，其温度特性差，而且漏电流和介质损 失大，当阳极与阴极之间所流过的电流，或者是两极之间的电压超出规格时，其安全特性将被破坏，造成介电层及金属层之损坏，并波及与其连接之电子电路，导致主机板等电子装置的损坏。
(三)发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种具有过电流或过热保护功能的微小型积层电容器，其可以过热、过电流保护，稳定性好，使用寿命长。
其技术方案是这样的：其包括至少一层介电层及至少一层金属层结构，所述金属层结构包括阳极层、阴极层、阳极、阴极、电解质层，所述阴极层、阳极层的上表面分别与所述介电层之间为电解质层，所述阴极连接所述阴极层，所述阳极连接所述阳极层，即所述微小型积层电容器其横截面至少依次排列为介电层、电解质层、阳极层、介电层、电解质层、阴极层、介电层，其特征在于：所述电解质层表面的介电层材质为聚合物正温度系数材料与介电材质的混合物。
其进一步特征在于：所述介电层的材质为高介电的材料；所述高介电的材料为钡钛酸盐；所述金属层的材质为银、银钯合金、铜、镍、铝及其合金或者为导电的复合金属；所述阳极、阴极的表面分别覆盖有金属层；所述金属层为镍。
本发明的上述结构中，聚合物的正温度系数材料作为电解质层，可以耐高温及高电流，确保电容器的稳定性和使用寿命，从而避免了现有结构中，其电解质层温度特性差，且漏电流，介质损失大，稳定性差的缺点。
(四)附图说明
图1为本发明主视的结构示意图。
(五)具体实施方式
见图1，本发明包括至少一层介电层1及至少一层金属层结构，金属层结构包括阳极金属层6、阴极金属层7、阳极4、阴极5、电解质层3，电解质层3表面的材质为聚合物正温度系数材料。介电层1的材质为高介电的材料；高介电的材料为钡钛酸盐；金属层结构的材质为银、银钯合金、铜、镍、铝及其合金或者为导电的复合金属；阳极4、阴极5的表面分别覆盖有金属层；金属层为镍。
下面描述本发明的加工过程：首先，将多种介电粉末及聚合物正温度系数材料(PPTC)之粉末均匀混合，经制粒抽板以形成一介电层1之生胚；接着，利用网版印刷之方式将金属粉末与有机黏剂转印在生胚上，以形成一金属层2，再将上述之介电层1生胚经过堆栈、压合的步骤，而形成至少一层之介电层1及金属层2的结构，并于阳极金属层6引出阳极4，阴极金属层7引出阴极5， 使阳极金属层6与阴极金属层7之间，所形成之空間填充电解质层3以形成電容器，电解质层3可為空氣.電解質液.陶瓷等具介電特性材料；令电容器能够具有过电流或过热保护之功能。
本发明的另一种制造方法，系将多种介电粉末均匀混合，再混入具有聚合物正温度系数材料(PPTC)之粉末中，经过制粒及抽板后以形成一介电层1之生胚；接着，将金属箔结合于上述之介电层1生胚上，以形成一金属层2，再将上述之介电层1生胚经过堆栈、压合的步骤，而形成至少一层之介电层1及金属层2的结构，并于阳极金属层6引出阳极4，阴极金属层7引出阴极5，使阳极金属层6与阴极金属层7之间，所形成之空間填充电解质层3以形成電容器，电解质层3可為空氣.電解質液.陶瓷等具介電特性材料；，令电容器能够具有在通过的电流过大或温度过热时，均可造成断路而保护电容器与电子电路之功能者。

Claims (6)

1.具有过电流或过热保护功能的微小型积层电容器，其包括至少一层介电层及至少一层金属层结构，所述金属层结构包括阳极层、阴极层、阳极、阴极、电解质层，所述阴极层、阳极层的上表面分别与所述介电层之间为电解质层，所述阴极连接所述阴极层，所述阳极连接所述阳极层，即所述微小型积层电容器其横截面至少依次排列为介电层、电解质层、阳极层、介电层、电解质层、阴极层、介电层，其特征在于：所述电解质层表面的介电层材质为聚合物正温度系数材料与介电材质的混合物。
2.根据权利要求1所述具有过电流或过热保护功能的微小型积层电容器，其特征在于：所述介电材质为高介电的材料。
3.根据权利要求2所述具有过电流或过热保护功能的微小型积层电容器，其特征在于：所述高介电的材料为钡钛酸盐。
4.根据权利要求3所述具有过电流或过热保护功能的微小型积层电容器，其特征在于：所述金属层结构中除去电解质层之外的材质为银、铜、镍、铝和上述金属的合金以及银钯合金或者为导电的复合金属。
5.根据权利要求4所述具有过电流或过热保护功能的微小型积层电容器，其特征在于：所述阳极、阴极的表面分别覆盖有金属层。
6.根据权利要求5所述具有过电流或过热保护功能的微小型积层电容器，其特征在于：所述金属层为镍。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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