CN102737834B - 具有内埋式电极的导电结构、固态电容及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
一种具有内埋式电极的导电结构、固态电容及其制作方法，其包括：基板单元、第一导电单元、第二导电单元、第一绝缘单元、第三导电单元、第二绝缘单元及末端电极单元。基板单元具有基板本体及内埋于基板本体内的导电体，基板本体具有侧边开口及多个顶面开口，导电体具有一被侧边开口所裸露的侧边导电区及多个分别被多个顶面开口所裸露的顶面导电区。第一导电单元具有多个分别覆盖多个顶面导电区的第一导电层。第二导电单元具有一覆盖上述多个第一导电层的第二导电层，第二导电层的孔隙率大于每一个第一导电层的孔隙率。基板单元、第一导电单元与第二导电单元组合成一具有内埋式电极的导电结构。本发明可有效提高生产效率，便于进行大量生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种导电结构、固态电容及其制作方法，尤其涉及一种具有内埋式电极的导电结构、具有内埋式电极的固态电容及其制作方法。
背景技术
现有的SMD具有内埋式电极的固态电容中，内部材料都需要通过导线架才能与外部的印刷电路板电路连结。传统的SMD具有内埋式电极的固态电容会因其构造而产生各种阻抗，其中较重要的就为等效串联电阻(Equivalent Series Resistance，ESR)，电容器的ESR将直接影响系统上涟波电压的表现。ESR值与涟波电压的关系可由以下公式表示：V＝R(ESR)×I，公式中的V表示涟波电压，R表示电容的ESR，I表示系统所通过的电流值。由此公式可知，当电流值增大，将造成涟波电压呈倍数提高，为降低线路上的涟波电压，采用更低ESR值的电容器是势在必行的方向。这也是如今3C产品上的主机板所用的电容，越来越强调低ESR的缘故。
然而，公知SMD具有内埋式电极的固态电容都需外加导线架做为外电极，但此做法也增加了导线架与具有内埋式电极的固态电容接点所产生的介面阻抗，并引入了导线架本身的传输阻抗，此二者均会造成电容器的ESR值的升高。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明实施例在于提供一种具有内埋式电极的导电结构、具有内埋式电极的固态电容及其制作方法。
本发明实施例提供一种具有内埋式电极的导电结构，其包括：一基板单元、一第一导电单元及一第二导电单元。基板单元具有至少一基板本体及一内埋于基板本体内的导电体，其中基板本体具有至少一侧边开口及多个顶面开口，且导电体具有至少一被侧边开口所裸露的侧边导电区及多个分别被上述多个顶面开口所裸露的顶面导电区。第一导电单元具有多个彼此分离地成形于基板本体上且分别覆盖上述多个顶面导电区的第一导电层。第二导电单元具有多个彼此分离地成形于基板本体上且分别覆盖上述多个第一导电层的第二导电层，其中每一个第二导电层的孔隙率大于每一个第一导电层的孔隙率。
本发明实施例提供一种具有内埋式电极的固态电容，其包括：一基板单元、一第一导电单元、一第二导电单元、一第一绝缘单元、一第三导电单元、一第二绝缘单元、及一末端电极单元。基板单元具有至少一基板本体及一内埋于基板本体内的导电体，其中基板本体具有至少一侧边开口及多个顶面开口，且导电体具有至少一被侧边开口所裸露的侧边导电区及多个分别被上述多个顶面开口所裸露的顶面导电区。第一导电单元具有多个彼此分离地成形于基板本体上且分别覆盖上述多个顶面导电区的第一导电层。第二导电单元具有至少一成形于基板本体上且覆盖上述多个第一导电层的第二导电层，其中第二导电层的孔隙率大于每一个第一导电层的孔隙率。第一绝缘单元具有至少一覆盖第二导电层的外表面的第一绝缘层。第三导电单元具有至少一覆盖第一绝缘层的第三导电层。第二绝缘单元具有至少一覆盖第三导电层的其中一部分外表面的第二绝缘层，其中基板单元，第一导电单元、第二导电单元、第一绝缘单元、第三导电单元及第二绝缘单元组合成一核心单元。末端电极单元具有至少两个分别包覆核心单元的两相反末端部的末端电极导体，其中一个末端电极导体接触侧边导电区，另外一个末端电极导体接触第三导电层的另外一部分外表面。
本发明实施例提供一种具有内埋式电极的固态电容的制作方法，其包括下列步骤：提供一基板单元，其具有至少一基板本体及一内埋于基板本体内的导电体，其中基板本体具有至少一侧边开口及多个顶面开口，且导电体具有至少一被侧边开口所裸露的侧边导电区及多个分别被上述多个顶面开口所裸露的顶面导电区；成形多个第一导电层于基板本体上，以分别覆盖上述多个顶面导电区；成形至少一第二导电层于基板本体上，以覆盖上述多个第一导电层，其中第二导电层的孔隙率大于每一个第一导电层的孔隙率；成形至少一第一绝缘层，以覆盖第二导电层的外表面；成形至少一第三导电层，以覆盖第一绝缘层；成形至少一第二绝缘层，以覆盖第三导电层的其中一部分外表面，其中基板单元，第一导电单元、第二导电单元、第一绝缘单元、第三导电单元及第二绝缘单元组合成一核心单元；成形至少两个末端电极导体，以分别包覆核心单元的两相反末端部，其中一个末端电极导体接触侧边导电区，另外一个末端电极导体接触第三导电层的另外一部分外表面。
综上所述，本发明实施例所提供的导电结构、固态电容及其制作方法，其可通过“内埋于基板本体内的导电体(内埋式电极)”的设计，以使得本发明至少能够产生下列的优点(但不以此为限)：(1)可有效降ESR(降低高电阻电极路径)。(2)可有效防止正电极与负电极在制作过程中产生电性接触，因此本发明可有效提高生产效率，便于进行大量生产。(3)可选择性地制作单颗式或排列式电容。
为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1为本发明第一实施例的制作流程图；
图1A至图1H分别为本发明第一实施例的制作流程剖面示意图；
图2A至图2C分别为本发明第二实施例的部分制作流程剖面示意图；
图3A至图3C分别为本发明第三实施例的部分制作流程剖面示意图；
以及
图4为本发明第四实施例的部分俯视示意图。
上述附图中的附图标记说明如下：
核心单元 C
基板单元 1 基板本体 10
第一基板 10A
第二基板 10B
侧边开口 100
顶面开口 101
容置空间 R
穿孔 H
导电体 11
第一导体 11A
第二导体 11B
侧边导电区 110
顶面导电区 111
第一导电单元 2 第一导电层 20
第二导电单元 3 第二导电层 30
第一绝缘单元 4 第一绝缘层 40
第三导电单元 5 第三导电层 50
第二绝缘单元 6 第二绝缘层 60
末端电极单元 7 末端电极导体 70
具体实施方式
〔第一实施例〕
请参阅图1、及图1A至图1H所示，本发明第一实施例提供一种具有内埋式电极的固态电容的制作方法，其包括下列步骤：
步骤S100为：配合图1与图1A所示，提供至少一基板本体10，其中基板本体10内具有一容置空间R，且基板本体10具有至少一侧边开口100及多个顶面开口101。举例来说，基板本体10可为一Al2O3陶瓷基板或任何的绝缘基板。
步骤S102为：配合图1、与图1A至图1B所示，将一导电体11填入容置空间R内，以使得导电体11被内埋于基板本体10内，其中导电体11具有至少一被侧边开口100所裸露的侧边导电区110及多个分别被上述多个顶面开口101所裸露的顶面导电区111。举例来说，导电体11可为钽或一导电度优于钽的正电极导体(例如钨、铑、铝…等)，其即为固态电容的正电极(+)。此外，依据不同的设计需求，上述多个顶面导电区111可被布局排成一特定形状或任意形状。
步骤S104为：配合图1与图1C所示，成形多个第一导电层20于基板本体10上，以分别覆盖上述多个顶面导电区111。举例来说，每一个第一导电层20可为一经过烧结而成的钽导体、铌导体、铝导体或其它导体等等。换言之，以钽导体为例，每一个第一导电层20可通过将钽质金属粉末进行烧结来形成。
步骤S106为：配合图1与图1D所示，成形至少一第二导电层30于基板本体10上，以覆盖上述多个第一导电层20，其中第二导电层30的孔隙率(porosity)大于每一个第一导电层20的孔隙率。举例来说，第二导电层30为一经过烧结而成的钽导体、铌导体或其它导体等等。换言之，以钽导体为例，第二导电层30可通过将钽质金属粉末进行烧结来形成。此外，每一个第一导电层20的孔隙率可小于5％，例如可介于0.1至5％之间。换言之，每一个第一导电层20的致密性(density)远大于第二导电层30的致密性，而使得较致密的多个第一导电层20可提供较佳的防渗透性。
步骤S108为：配合图1与图1E所示，成形至少一第一绝缘层40，以覆盖第二导电层30的外表面。举例来说，若第二导电层30使用经过烧结而成的钽导体的话，第一绝缘层40则可为一五氧化二钽金属氧化物(Ta2O5)层。
步骤S110为：配合图1与图1F所示，成形至少一第三导电层50，以覆盖第一绝缘层40。举例来说，第三导电层50可为一负电极导体(例如导电高分子，且导电高分子的外层会再加上导电碳胶及银胶)，其即为固态电容的负电极(-)。
步骤S112为：配合图1与图1G所示，成形至少一第二绝缘层60，以覆盖第三导电层50的其中一部分外表面，其中基板本体10、导电体11、多个第一导电层20、第二导电层30、第一绝缘层40、第三导电层50与第二绝缘层60组合成一核心单元C。举例来说，第二绝缘层60可为一绝缘高分子层。
步骤S114为：配合图1与图1H所示，成形至少两个末端电极导体70，以分别包覆核心单元C的两相反末端部，其中一个末端电极导体70接触侧边导电区110，另外一个末端电极导体70接触第三导电层50的另外一部分外表面。
请再参阅图1H所示，经由上述步骤S100至S114后，本发明第一实施例可提供一种具有内埋式电极的固态电容，其包括：一基板单元1、一第一导电单元2、一第二导电单元3、一第一绝缘单元4、一第三导电单元5、一第二绝缘单元6、及一末端电极单元7。
再者，基板单元1具有至少一基板本体10及一内埋于基板本体10内的导电体11，其中基板本体10具有至少一侧边开口100及多个顶面开口101，且导电体11具有至少一被侧边开口100所裸露的侧边导电区110及多个分别被上述多个顶面开口101所裸露的顶面导电区111。第一导电单元2具有多个彼此分离地成形于基板本体10上且分别覆盖上述多个顶面导电区111的第一导电层20。第二导电单元3具有至少一成形于基板本体10上且覆盖上述多个第一导电层20的第二导电层30，其中第二导电层30的孔隙率大于每一个第一导电层20的孔隙率。第一绝缘单元4具有至少一覆盖第二导电层30的外表面的第一绝缘层40。第三导电单元5具有至少一覆盖第一绝缘层40的第三导电层50。第二绝缘单元6具有至少一覆盖第三导电层50的其中一部分外表面的第二绝缘层60，其中基板单元1，第一导电单元2、第二导电单元3、第一绝缘单元4、第三导电单元5及第二绝缘单元6组合成一核心单元C。末端电极单元7具有至少两个分别包覆核心单元C的两相反末端部的末端电极导体70，其中一个末端电极导体70接触侧边导电区110，另外一个末端电极导体70接触第三导电层50的另外一部分外表面。
〔第二实施例〕
请参阅图2A至图2C所示，本发明第二实施例提供一种具有内埋式电极的固态电容的制作方法，其与第一实施例最大的不同在于：在第二实施例中，第一实施例的步骤S100至S102可被更换为：首先，配合图2A所示，提供一第一基板10A；接着，配合图2A所示，形成一第一导体11A于第一基板10A的一部分上表面上；然后，配合图2B与图2C所示，将一具有多个第二导体11B的第二基板10B设置于第一基板10A上，以使得上述多个第二导体11B电性接触第一导体11A，其中第一基板10A与第二基板10B可结合成基板本体10，且第一导体11A与上述多个第二导体11B可结合成导电体11。
〔第三实施例〕
请参阅图3A至图3C所示，本发明第三实施例提供一种具有内埋式电极的固态电容的制作方法，其与第一实施例最大的不同在于：在第三实施例中，第一实施例的步骤S100至S102可被更换为：首先，配合图3A所示，提供一第一基板10A；接着，配合图3A所示，形成一第一导体11A于第一基板10A的一部分上表面上；然后，配合图3B所示，将一具有多个穿孔H的第二基板10B设置于第一基板10A上；接下来，配合图3C所示，将多个第二导体11B分别填入上述多个穿孔H内，以使得上述多个第二导体11B电性接触第一导体11A，其中第一基板10A与第二基板10B结合成基板本体10，且第一导体11A与上述多个第二导体11B结合成导电体11。
〔第四实施例〕
请参阅图4所示，本发明第四实施例提供一种具有内埋式电极的固态电容，其与第一实施例最大的不同在于：第四实施例提供一种具有内埋式电极的导电结构，其包括：一基板单元1、一第一导电单元2及一第二导电单元(图未示)。基板单元1具有至少一基板本体10及一内埋于基板本体10内的导电体11，其中基板本体10具有至少一侧边开口(图未示，但与第一实施例相同)及多个顶面开口101，且导电体11具有至少一被侧边开口(图未示)所裸露的侧边导电区(图未示，但与第一实施例相同)及多个分别被上述多个顶面开口101所裸露的顶面导电区111。第一导电单元2具有多个彼此分离地成形于基板本体10上且分别覆盖上述多个顶面导电区111的第一导电层20(也即形成多个正电极)。第二导电单元(图未示)具有多个彼此分离地成形于基板本体10上且分别覆盖上述多个第一导电层20的第二导电层(图未示，其与第一实施例的第二导电层30的差别在于，第二实施例的每一个第一导电层20具有一个独立的第二导电层)，其中每一个第二导电层(图未示)的孔隙率大于每一个第一导电层20的孔隙率。
因此，在第四实施例中，上述多个顶面导电区111不仅可被布局排成一特定形状，而且对应于每一个第一导电层20的每一个第二导电层30可如同第一实施例的第二导电层30一样制作个别的第一绝缘单元4、第三导电单元5、第二绝缘单元6、及末端电极导体70。换言之，本发明不仅可以制作单颗式电容(如同第一、二、三实施例所示)，也可制作排列式电容(如同第四实施例所示，可提供多个正电极来使用)。
〔实施例的可能功效〕
综上所述，本发明实施例所提供的导电结构、固态电容及其制作方法，其可通过“内埋于基板本体内的导电体(内埋式电极)”的设计，以使得本发明至少能够产生下列的优点(但不以此为限)：(1)可有效降ESR(降低高电阻电极路径)。(2)可有效防止正电极与负电极在制作过程中产生电性接触，因此本发明可有效提高生产效率，便于进行大量生产。(3)可选择性地制作单颗式或排列式电容。
以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，非因此局限本发明的专利范围，故举凡运用本发明说明书及附图内容所为的等效技术变化，均包含于本发明的范围内。
Claims (16)
1.一种具有内埋式电极的固态电容，其特征在于，包括：
一基板单元，其具有至少一基板本体及一内埋于上述至少一基板本体内的导电体，其中上述至少一基板本体具有至少一侧边开口及多个顶面开口，且该导电体具有至少一被上述至少一侧边开口所裸露的侧边导电区及多个分别被上述多个顶面开口所裸露的顶面导电区；
一第一导电单元，其具有多个彼此分离地成形于上述至少一基板本体上且分别覆盖上述多个顶面导电区的第一导电层；
一第二导电单元，其具有至少一成形于上述至少一基板本体上且覆盖上述多个第一导电层的第二导电层，其中上述至少一第二导电层的孔隙率大于每一个第一导电层的孔隙率；
一第一绝缘单元，其具有至少一覆盖上述至少一第二导电层的外表面的第一绝缘层；
一第三导电单元，其具有至少一覆盖上述至少一第一绝缘层的第三导电层；
一第二绝缘单元，其具有至少一覆盖上述至少一第三导电层的其中一部分外表面的第二绝缘层，其中该基板单元，该第一导电单元、该第二导电单元、该第一绝缘单元、该第三导电单元及该第二绝缘单元组合成一核心单元；以及
一末端电极单元，其具有至少两个分别包覆该核心单元的两相反末端部的末端电极导体，其中一个末端电极导体接触上述至少一侧边导电区，另外一个末端电极导体接触上述至少一第三导电层的另外一部分外表面。
2.如权利要求1所述的具有内埋式电极的固态电容，其特征在于，上述至少一基板本体为一陶瓷基板，且该导电体为钽或一导电度优于钽的正电极导体，上述至少一第一绝缘层为一五氧化二钽金属氧化物层，且上述至少一第二绝缘层为一绝缘高分子层，上述至少一第二导电层为一经过烧结而成的钽导体。
3.如权利要求1所述的具有内埋式电极的固态电容，其特征在于，每一个第一导电层与上述至少一第二导电层都为一经过烧结而成的钽导体，且上述至少一第三导电层为一负电极导体。
4.如权利要求1所述的具有内埋式电极的固态电容，其特征在于，该第三导电层为导电高分子，且导电高分子的外层更进一步加上导电碳胶及银胶。
5.如权利要求1所述的具有内埋式电极的固态电容，其特征在于，上述多个顶面导电区被布局排成一特定形状，且每一个第一导电层的孔隙率介于0.1至5％之间。
6.一种具有内埋式电极的固态电容的制作方法，其特征在于，包括下列步骤：
提供一基板单元，其具有至少一基板本体及一内埋于上述至少一基板本体内的导电体，其中上述至少一基板本体具有至少一侧边开口及多个顶面开口，且该导电体具有至少一被上述至少一侧边开口所裸露的侧边导电区及多个分别被上述多个顶面开口所裸露的顶面导电区；
成形多个第一导电层于上述至少一基板本体上，以分别覆盖上述多个顶面导电区；
成形至少一第二导电层于上述至少一基板本体上，以覆盖上述多个第一导电层，其中上述至少一第二导电层的孔隙率大于每一个第一导电层的孔隙率；
成形至少一第一绝缘层，以覆盖上述至少一第二导电层的外表面；
成形至少一第三导电层，以覆盖上述至少一第一绝缘层；
成形至少一第二绝缘层，以覆盖上述至少一第三导电层的其中一部分外表面，其中该基板单元，该第一导电单元、该第二导电单元、该第一绝缘单元、该第三导电单元及该第二绝缘单元组合成一核心单元；以及
成形至少两个末端电极导体，以分别包覆该核心单元的两相反末端部，其中一个末端电极导体接触上述至少一侧边导电区，另外一个末端电极导体接触上述至少一第三导电层的另外一部分外表面。
7.如权利要求6所述的具有内埋式电极的固态电容的制作方法，其特征在于，上述提供该基板单元的步骤中，更进一步包括：
提供上述至少一基板本体，其中上述至少一基板本体内具有一容置空间；以及
将该导电体填入该容置空间内。
8.如权利要求6所述的具有内埋式电极的固态电容的制作方法，其特征在于，上述提供该基板单元的步骤中，更进一步包括：
提供一第一基板；
形成一第一导体于该第一基板的一部分上表面上；以及
将一具有多个第二导体的第二基板设置于该第一基板上，以使得上述多个第二导体电性接触该第一导体，其中该第一基板与该第二基板结合成上述至少一基板本体，且该第一导体与上述多个第二导体结合成该导电体。
9.如权利要求6所述的具有内埋式电极的固态电容的制作方法，其特征在于，上述提供该基板单元的步骤中，更进一步包括：
提供一第一基板；
形成一第一导体于该第一基板的一部分上表面上；
将一具有多个穿孔的第二基板设置于该第一基板上；以及
将多个第二导体分别填入上述多个穿孔内，以使得上述多个第二导体电性接触该第一导体，其中该第一基板与该第二基板结合成上述至少一基板本体，且该第一导体与上述多个第二导体结合成该导电体。
10.如权利要求6所述的具有内埋式电极的固态电容的制作方法，其特征在于，上述至少一基板本体为一陶瓷基板，该导电体为钽或一导电度优于钽的正电极导体，上述至少一第一绝缘层为一五氧化二钽金属氧化物层，且上述至少一第二绝缘层为一绝缘高分子层，上述至少一第二导电层为一经过烧结而成的钽导体。
11.如权利要求6所述的具有内埋式电极的固态电容的制作方法，其特征在于，每一个第一导电层与上述至少一第二导电层都为一经过烧结而成的钽导体，且上述至少一第三导电层为一负电极导体。
12.如权利要求6所述的具有内埋式电极的固态电容的制作方法，其特征在于，该第三导电层为导电高分子，且导电高分子的外层更进一步加上导电碳胶及银胶。
13.如权利要求6所述的具有内埋式电极的固态电容的制作方法，其特征在于，上述多个顶面导电区被布局排成一特定形状，且每一个第一导电层的孔隙率介于0.1至5％之间。
14.一种具有内埋式电极的导电结构，其特征在于，包括：
一基板单元，其具有至少一基板本体及一内埋于上述至少一基板本体内的导电体，其中上述至少一基板本体具有至少一侧边开口及多个顶面开口，且该导电体具有至少一被上述至少一侧边开口所裸露的侧边导电区及多个分别被上述多个顶面开口所裸露的顶面导电区；以及
一第一导电单元，其具有多个彼此分离地成形于上述至少一基板本体上且分别覆盖上述多个顶面导电区的第一导电层；
一第二导电单元，其具有多个彼此分离地成形于上述至少一基板本体上且分别覆盖上述多个第一导电层的第二导电层，其中每一个第二导电层的孔隙率大于每一个第一导电层的孔隙率。
15.如权利要求14所述的具有内埋式电极的导电结构，其特征在于，上述至少一基板本体为一陶瓷基板，该导电体为钽或一导电度优于钽的正电极导体，且每一个第一导电层与每一个第二导电层都为一经过烧结而成的钽导体。
16.如权利要求14所述的具有内埋式电极的导电结构，其特征在于，上述多个顶面导电区被布局排成一特定形状，且每一个第一导电层的孔隙率介于0.1至5％之间。
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