CN102103932B - 一种使用表面黏着技术的电容器封装结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种使用表面黏着技术的电容器封装结构，其包括：一基板单元、一电容模组和一封装单元。基板单元具有一绝缘本体、两个成形于绝缘本体上表面的第一和第二上导电层、两个成形于绝缘本体下表面的第一和第二下导电层、两个穿透绝缘本体的穿孔和两个分别成形于上述两个穿孔内的中间导电层，其中一中间导电层电性连接于第一上导电层和第一下导电层之间，另外一中间导电层电性连接于第二上导电层和第二下导电层之间。电容模组具有一电容单元，其正、负极分别电性接触于第一和第二上导电层。封装单元设置于基板本体上以覆盖电容模组。通过使用本发明封装的电容器，克服了现有技术体积大、容量小的缺点，实现了体积小、容量大的优点。

Description

一种使用表面黏着技术的电容器封装结构

技术领域

本发明涉及一种电容器封装结构，具体地，涉及一种使用表面黏着技术的电容器封装结构。

背景技术

电容器已广泛地使用于消费性家电用品、电脑主机板及其周边、电源供应器、通讯产品、和汽车等的基本元件，其主要的作用包括：滤波、旁路、整流、耦合、去耦、转相等。是电子产品中不可缺少的元件之一。电容器依照不同的材质和用途，有不同的型态。包括铝质电解电容、钽质电解电容、积层陶瓷电容、薄膜电容等。

现有技术中，用于铝电解电容器的铝箔通常分为正箔与负箔，必须经过腐蚀、化成的步骤才可以用于电解电容。腐蚀是指将高纯度的铝浸泡在电蚀液中利用电蚀、酸洗、除氯、水洗等一连串的制作过程，以增加铝箔的表面积，才得以大大地提高比电容。比容的提高是电解电容实现小型化的重要技术。经过腐蚀后的铝箔(正箔)必须再经过化成的处理，在铝箔上形成氧化铝，作为电解电容的电介质。电介质的厚度与铝箔的耐压通常成一正比的线性关系，这也是电解电容工作电压的主要依据。至于负箔，通常在表面形成一1-3V的耐电压层，也有不做化成处理的负箔，不过若是将不做耐压处理的腐蚀箔置于空气中，也会自然形成氧化铝。经过腐蚀、化成的铝箔，根据设计的规格尺寸裁切成一定的宽度，再将导针钉接于铝箔上，再以电解纸隔开经过钉接、卷绕制作过程形成一个圆柱体的结构，被称为芯子或素子。此时，芯子并不具备有电解电容的电气特性，必须经由将电解液完全浸润于芯子，借由电解纸的吸水能力将电解液吸附其中并渗透入铝箔的腐蚀结构中。将此完全浸润的芯子装入底部有防爆设计的柱状容器中，在柱状容器的开口端装置橡胶的封口物，由机械封口及封腰，形成一密闭的柱状结构，再经由套管、充电老化等制作过程而成。

实际上，在电解电容器的负极是由电解液中离子的移动而形成一电子回路，因此电解液的电导度(conductivity)就直接影响电解电容器的电气特性。因此如何提高电解液的电导度，以使电解电容器在高温中仍能保持电解液与铝箔、电解纸的化学稳定性，特别是电解液与铝箔的稳定性，是电解液发展的趋势。一般文献中提到的铝电解电容器使用的电解液，特别是使用于工作电压100V以下，主要是由水、有机溶剂、有机酸、无机酸及一些特殊添加剂依不同比例调配而成。

固态电解电容器在电解电容器领域中频率特性特别优异而备受瞩目。在固态电解电容器中，主要是使用由铝、钽等的阀金属所构成的化学转化膜(chemical conversion coating)作为阳极。以铝作为电极箔用的固态电解电容器的代表性构造诸如有一种构造，即：以隔离纸为中介而将形成有介电体氧化膜的阳极铝用化学转化箔及相对阴极铝化学转化箔绕卷而成的电容器元件浸泡有单体及氧化剂，收纳在铝质盒体或合成树脂质盒体等予以密闭的构造。上述固态电解电容器小型且可得到很大的电容，因此可广为使用。再者，电解质使用诸如聚吡咯、聚塞吩、聚苯胺等，但为了降低ESR(等效串联电阻)的目的，因此主要使用电阻系数低的聚乙撑基二氧塞吩。上述固态电解电容器形状小且具有大电容，除了ESR低外，还具有易于晶片化且适用表面安装等特性，因此便成为电子机器的小型化、高功能化、低成本化时不可或缺者。

近年来，伴随著电子机器的数位化，电解电容器也需要大容量化、小型化和在高频率区域中使阻抗低下化，而固体电解电容器具优异频率特性的特点使其在电解电容器中备受注目。再者，固体电解电容器中，有卷绕型固体电解电容器、层叠型固体电解电容器等。通常所知层叠型固体电解电容器设有具有阀作用的铝箔，且设有由化学聚合法、电解聚合法等形成并由聚吡咯构成的电解质层。但是，由聚吡咯构成的电解质层具有无法均匀地形成在铝箔表面上且容易损坏的缺点。所以，前述层叠型固体电解电容器具有漏电流增加、短路等问题。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出了一种使用表面黏着技术的电容器封装结构，以实现大面积、大容量、低背化(Low Profile)、低成本的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种使用表面黏着技术的电容器封装结构，包括：一基板单元，所述基板单元具有一绝缘本体、至少两个彼此分离且成形于所述绝缘本体上表面的第一上导电层和第二上导电层、至少两个彼此分离且成形于所述绝缘本体下表面的第一下导电层和第二下导电层、至少两个穿透所述绝缘本体的穿孔和至少两个分别成形于所述至少两个穿孔内的中间导电层，并且其中一中间导电层电性连接于所述第一上导电层及所述第一下导电层之间，另外一中间导电层电性连接于所述第二上导电层和所属第二下导电层之间；一电容模组，其具有多个设置于所述基板本体上的电容单元，每一个电容单元的正极及负极分别电性接触于所述第一上导电层及所述第二上导电层；以及一封装单元，其设置于所述基板本体上并且覆盖所述电容模组。

进一步的，所述至少两个穿孔为封闭型开孔或开放型开孔，并且所述至少两个中间导电层分别填充于所述至少两个穿孔内或分别只涂饰于所述至少两个穿孔的内表面上。

进一步的，使用表面黏着技术的电容器封装结构还包括：一设置于所述基板单元与所述电容模组之间的防水层，以避免水气透过基板单元而传递至所述电容模组。

进一步的，所述基板单元的上表面具有一环形凹槽，所述至少一第一上导电层、所述至少一第二上导电层和所述至少两个穿孔的位置皆被所述环形凹槽所围绕，并且所述封装单元的底端设置于所述环形凹槽内。

进一步的，使用表面黏着技术的电容器封装结构还包括：一环形防水层，其中所述环形防水层设置于所述环形凹槽内并且位于所述环形凹槽与所述封装单元之间或所述环形防水层设置于所述基板本体上并且位于所述环形凹槽与所述封装单元之间的外部接合处上。

进一步的，所述封装单元具有一壳体及一位于所述壳体内的固定胶体，所述电容模组被所述固定胶体所包覆，并且所述壳体为金属或塑胶，所述固定胶体为硅树脂(silicone)或环氧树脂(epoxy)。

进一步的，所述相同电容单元彼此并列在所述至少一第一上导电层和所述至少一第二上导电层之间。

进一步的，所述相同电容单元彼此层叠在所述至少一第一上导电层和所述至少一第二上导电层之间。

进一步的，所述相同电容单元彼此可选择性地(selectably)并列或层叠在所述至少一第一上导电层和所述至少一第二上导电层之间。

为了能更进一步了解本发明为达成预定目的所采取的技术、手段及功效，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，相信本发明的目的、特征与特点，当可由此得一深入且具体的了解，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制者。

本发明的有益效果：

1.使用表面黏着技术的电容器封装结构可制备大面积、大容量、低背化(Low Profile)、低成本的电容器。

2、可大幅减少电容器漏电流(Leakage Current，LC)和短路问题。

3、可降低电容器焊接困难度，并大幅降低相同容量电容器的等效串联电阻(Equivalent Series Resistance，ESR)。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1A是本发明实施例一的立体分解示意图；

图1B是本发明实施例一的立体组合示意图；

图1C是本发明实施例一的剖面示意图；

图1D是本发明实施例一的立体示意图；

图2是本发明实施例二的部分立体分解示意图；

图3是本发明实施例三的部分立体分解示意图；

图4是本发明实施例四的部分立体分解示意图；

图5A为本发明实施例五的部分俯视示意图；

图5B为本发明实施例五的剖面示意图；

图6为本发明实施例六的剖面示意图；

图7为本发明实施例七的剖面示意图；

图8为本发明实施例八的剖面示意图；

图9为本发明实施例九的部分立体分解示意图。

结合附图，本发明实施例中附图标记如下：

[实施例一]

基板单元        1a    绝缘本体    10a

第一上导电层    11a

第二上导电层    12a

第一下导电层    13a

第二下导电层    14a

穿孔            15a

中间导电层      16a

电容模组        2a    电容单元    20a

正极            201a

负极            202a

封装单元        3a         壳体       30a

固定胶体        31a

防水层          4a

V型槽           5a

[实施例二]

基板单元        1b         基板本体   10b

第一上导电层    11b

第二上导电层    12b

电容模组        2b         电容单元   20b

正极            201b

负极            202b

封装单元        3b

[实施例三]

基板单元        1c         基板本体   10c

第一上导电层    11c

第二上导电层    12c

电容模组        2c         电容单元   20c

正极            201c

负极            202c

封装单元        3c

[实施例四]

基板单元        1d         穿孔       15d

电容模组        2d

封装单元        3d

[实施例五]

基板单元        1e    基板本体       10e

第一上导电层    11e

第二上导电层    12e

穿孔            15e

环形凹槽        17e

电容模组        2e

封装单元        3e

环形防水层      5e

[实施例六]

基板单元        1f    基板本体       10f

环形凹槽        17f

电容模组        2f

封装单元        3f

环形防水层      5f

[实施例七]

基板单元        1g    第一上导电层   11g

第二上导电层    12g

第一下导电层    13g

第二下导电层    14g

电容模组        2g    电容单元       20g

正极            201g

负极            202g

封装单元        3g

[实施例八]

基板单元        1h    第一下导电层   13h

第二下导电层    14h

穿孔            15h

中间导电层      16h

电容模组        2h        电容单元      20h

正极            201h

负极            202h

封装单元        3h

[实施例九]

基板单元        1i        基板本体      10i

第一上导电层    11i

第二上导电层    12i

电容模组        2i        电容单元      20i

正极            201i

负极            202i

封装单元        3i

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1A至图1C所示，本发明实施例一提供了一种使用表面黏着技术(SMT)的电容器封装结构，其包括：一基板单元1a、一电容模组2a和一封装单元3a。

其中，基板单元1a具有一绝缘本体10a、至少两个彼此分离且成形于该绝缘本体10a上表面的第一上导电层11a和第二上导电层12a、至少两个彼此分离且成形于该绝缘本体10a下表面的第一下导电层13a和第二下导电层14a、至少两个穿透该绝缘本体10a的穿孔15a(例如半穿孔)和至少两个分别成形于上述至少两个穿孔15a内的中间导电层16a，并且其中一中间导电层16a电性连接于该第一上导电层11a和该第一下导电层13a之间，另外一中间导电层16a电性连接于该第二上导电层12a和该第二下导电层14a之间。再者，上述至少两个穿孔15a系为开放型开孔，并且上述至少两个中间导电层16a系分别只涂布于上述至少两个穿孔15a的内表面上。另外，依据不同的设计需求，上述至少两个中间导电层16a亦可分别填充于上述至少两个穿孔15a内。

此外，电容模组2a具有一设置于该基板本体10a上的电容单元20a，该电容单元20a是一层叠型电容，并且该电容单元20a的正极201a和负极202a分别电性接触在第一上导电层11a和第二上导电层12a。另外，实施例一更进一步包括：一设置于该基板单元1a与该电容模组2a之间的防水层4a(如图1C所示)，以避免外界的水气透过基板单元1a而传递到该电容模组2a，而影响到该电容模组2a的品质。

再者，封装单元3a设置于基板本体10a上并且覆盖电容模组2a。此外，封装单元3a具有一壳体30a和一位于该壳体30a内的固定胶体31a，电容模组2a被固定胶体31a所包覆。依据不同的设计需求，壳体30a可为金属或塑胶，并且固定胶体31a可为硅树脂(silicone)或环氧树脂(epoxy)。

另外，如图1D所示，本发明可同时制作多个电容器封装结构。多个相同电容器封装结构是由多个V型槽5a区分，当延着多个相同V型槽5A而切割基板时，则可形成多个单一的电容器封装结构，并且每一个电容器封装结构包括：一基板单元1a、多个电容模组2a及一封装单元3a。

如图2所示，本发明实施例二提供了一种使用表面黏着技术(SMT)的电容器封装结构，包括：一基板单元1b、一电容模组2b和一封装单元3b。其中，实施例二与实施例一最大的差别在于：在实施例二中，该电容模组2b具有多个设置于该基板本体10b上的电容单元20b，每一个电容单元20b的正极201b及负极202b分别电性接触于第一上导电层11b和第二上导电层12b，并且相同电容单元20b彼此并列在上述至少一第一上导电层11b及上述至少一第二上导电层12b之间。

如图3所示，本发明实施例三提供了一种使用表面黏着技术(SMT)的电容器封装结构，包括：一基板单元1c、一电容模组2c和一封装单元3c。其中，实施例三与实施例一最大的差别在于：在实施例三中，电容模组2c具有多个设置于该基板本体10c上的电容单元20c，每一个电容单元20c的正极201c和负极202c分别电性接触于第一上导电层11c和第二上导电层12c，并且相同电容单元20c彼此层叠在上述至少一第一上导电层11c和上述至少一第二上导电层12c之间。

由上述实施例二及实施例三可知，该相同电容单元彼此可选择性地(selectably)并列或层叠在上述至少一第一上导电层和上述至少一第二上导电层之间。换而言之，该相同电容单元可彼此并列(如图2所示)或迭堆(如图3所示)在上述至少一第一上导电层和上述至少一第二上导电层之间，或者相同电容单元也可同时彼此并列和迭堆在上述至少一第一上导电层及上述至少一第二上导电层之间(例如先层叠后再并列)。

如图4所示，本发明实施例四提供了一种使用表面黏着技术(SMT)的电容器封装结构，包括：一基板单元1d、一电容模组2d和一封装单元3d。其中，实施例四与实施例一最大的差别在于：实施例四的至少两个穿孔15d为封闭型开孔。

如图5A和图5B所示，本发明实施例五提供了一种使用表面黏着技术(SMT)的电容器封装结构，包括：一基板单元1e、一电容模组2e和一封装单元3e。其中，实施例五与上述其它实施例最大的差别在于：在实施例五中，该基板单元1e的上表面具有一环形凹槽17e，上述至少一第一上导电层11e、上述至少一第二上导电层12e和上述至少两个穿孔15e的位置皆被该环形凹槽17e所围绕，并且该封装单元3e的底端设置于该环形凹槽17e内。另外，实施例五更进一包括：一环形防水层5e，其中该环形防水层5e设置于该环形凹槽17e内并且位于该环形凹槽17e与该封装单元3e之间。因此，通过使用该环形凹槽17e，可该封装单元3e可稳固地卡固于该基板本体10e上，此外通过使用该环形防水层5e，可免外界的水气从该封装单元3e与该基板单元1e之间的接合处跑进该封装单元3e内而影响到该电容单元2e的品质。

如图6所示，本发明实施例六提供了一种使用表面黏着技术(SMT)的电容器封装结构，包括：一基板单元1f、一电容模组2f和一封装单元3f。其中，实施例六与实施例五最大的差别在于：在实施例六中，该环形防水层5f设置于该基板本体10f上并且位于该环形凹槽17f与该封装单元3f之间(或该基板本体10f与该封装单元3f之间)的外部接合处上，以使得实施例六同样能够避免外界的水气从该封装单元3f与该基板单元1f之间的接合处跑进该封装单元3f内而影响到该电容单元2f的品质。

如图7所示，本发明实施例七提供了一种使用表面黏着技术(SMT)的电容器封装结构，包括：一基板单元1g、一电容模组2g和一封装单元3g。其中，实施例七与上述其它实施例最大的差别在于：实施例七的电容模组2g为一卷绕型的电容单元20g。因此，该电容单元20g的正极201g和负极202g分别电性接触于第一上导电层11g及第二上导电层12g，进而使得电容单元20g的正极201g和负极202g分电性连接于该第一下导电层13g和该第二下导电层14g。

如图8所示，本发明实施例八提供了一种使用表面黏着技术(SMT)的电容器封装结构，包括：一基板单元1h、一电容模组2h和一封装单元3h。其中，实施例八与实施例七最大的差别在于：在实施例八中，该电容单元20h的正极201h和负极202h分别穿过两个穿孔15h而分别电性接触于两个中间导电层16h，进而使得该电容单元20h的正极201h和负极202h分别电性连接于该第一下导电层13h和该第二下导电层14h。

如图9所示，本发明实施例九提供了一种使用表面黏着技术(SMT)的电容器封装结构，其包括：一基板单元1i、一电容模组2i和一封装单元3i。其中，实施例九与实施例八最大的差别在于：在实施例九中，该电容模组2i具有多个设置于该基板本体10i上的电容单元20i，每一个电容单元20i的正极201i和负极202i分别电性接触于该第一上导电层11i和该第二上导电层12i，并且该相同电容单元20i彼此并列在上述至少一第一上导电层11i和上述至少一第二上导电层12i之间。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种使用表面黏着技术的电容器封装结构，包括：一基板单元，其特征在于：所述基板单元具有一个绝缘本体、至少两个彼此分离且成形于所述绝缘本体上表面的第一上导电层和第二上导电层、至少两个彼此分离且成形于所述绝缘本体下表面的第一下导电层和第二下导电层、至少两个穿透所述绝缘本的穿孔和至少两个分别成形于所述至少两个穿孔内的中间导电层，并且其中一中间导电层电性连接于所述第一上导电层及所述第一下导电层之间，另外一中间导电层电性连接于所述第二上导电层和所属第二下导电层之间；

一电容模组，其具有多个设置于所述基板本体上的电容单元，每一个电容单元的正极及负极分别电性接触于所述第一上导电层及所述第二上导电层；

以及一封装单元，其设置于所述基板本体上并且覆盖所述电容模组；

所述至少两个穿孔为封闭型开孔或开放型开孔，并且所述至少两个中间导电层分别填充于所述至少两个穿孔内或分别只涂饰于所述至少两个穿孔的内表面上。

2.根据权利要求1所述的使用表面黏着技术的电容器封装结构，其特征在于：更进一步包括：一设置于所述基板单元与所述电容模组之间的防水层，以避免水气透过基板单元而传递至所述电容模组。

3.根据权利要求1所述的使用表面黏着技术的电容器封装结构，其特征在于：所述基板单元的上表面具有一环形凹槽，所述至少一第一上导电层、所述至少一第二上导电层和所述至少两个穿孔的位置皆被所述环形凹槽所围绕，并且所述封装单元的底端设置于所述环形凹槽内。

4.根据权利要求3所述的使用表面黏着技术的电容器封装结构，其特征在于：更进一步包括：一环形防水层，其中所述环形防水层设置于所述环形凹槽内并且位于所述环形凹槽与所述封装单元之间或所述环形防水层设置于所述基板本体上并且位于所述环形凹槽与所述封装单元之间的外部接合处上。

5.根据权利要求1所述的使用表面黏着技术的电容器封装结构，其特征在于：所述封装单元具有一壳体及一位于所述壳体为金属或塑胶，所述固定胶体为硅树脂（silicone）或环氧树脂（epoxy）。

6.根据权利要求1所述的使用表面黏着技术的电容器封装结构，其特征在于：所述相同电容单元彼此并列在所述至少一第一上导电层和所述至少一第二上导电层之间。

7.根据权利要求1所述的使用表面黏着技术的电容器封装结构，其特征在于：所述相同电容单元彼此层叠在所述至少一第一上导电层和所述至少第一第二上导电层之间。

8.根据权利要求1所述的使用表面黏着技术的电容器封装结构，其特征在于：所述相同电容单元彼此并列或层叠在所述第一上导电层和所述至少第一第二上导电层之间。

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