CN103107021B - 去耦合元件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种去耦合元件包括：导线架、多个电容单元、保护层以及封装元件。导线架包括：阴极端子部，及位于阴极端子部的两端而彼此对向的至少两个阳极端子部，两阳极端子部是利用导电线而彼此电性相连。多个电容单元相互并联且设置在导线架上，每一电容单元具有彼此对向的阴极部与阳极部，阴极部电性连接到阴极端子部，阳极部电性连接到阳极端子部。保护层至少包覆电容单元的阳极部与阴极部至少其中之一。封装元件覆盖导线架、电容单元以及保护层，且封装元件露出导线架的底面。

Description

去耦合元件及其制造方法
技术领域
本发明是有关于一种去耦合元件，且特别是有关于一种具有良好的元件特性的去耦合元件。
背景技术
固态电解电容器具有小尺寸、大电容量、频率特性优越等优点，而可使用于中央处理器（CentralProcessingUnit,CPU）的电源电路的去耦合（Decoupling）作用上。
一般而言，可在导线架上堆迭多个电容单元来形成具有高电容量的固态电解电容器。图25为一种固态电解电容器的局部示意图。请参照图25，在固态电解电容器400中，多个电容单元410堆迭在导线架420上。每一电容单元410具有阴极部412与阳极部414。导线架420具有阴极端子422与阳极端子424。堆迭完成后的多个阳极部414藉由阳极焊点430而彼此电性连接到阳极端子424。然而，固态电解电容器400还需进行后续的热处理测试，此时，外来水气W与热能H容易使得阳极焊点430氧化绝缘或剥落，造成多个阳极部414之间的电性连接不良，电容量将等比例巨幅下降。
再者，若外来水气W渗入电容单元410的阴极部412中，将造成假性电容量和固态电解电容器400的单位时间内因发热而消耗的能量（损耗因子,DissipationFactor）升高，以及固态电解电容器400的可靠性下降等问题。
发明内容
本发明的实施例提供一种去耦合元件，具有保护内部元件的保护层，能够防止外界的水气与氧气对于去耦合元件的内部元件产生破坏，进而使去耦合元件具有良好的元件特性。
本发明的实施例提出一种去耦合元件的制造方法，能够制造出上述的去耦合元件。
本发明实施例的去耦合元件包括：导线架、多个电容单元、保护层以及封装元件。导线架包括：阴极端子部，及位于阴极端子部的两端而彼此对向的至少两个阳极端子部，两阳极端子部是利用导电线而彼此电性相连。多个电容单元相互并联且设置在导线架上，每一电容单元具有彼此对向的阴极部与阳极部，阴极部电性连接到阴极端子部，阳极部电性连接到阳极端子部。保护层至少包覆电容单元的阳极部与阴极部至少其中之一。封装元件覆盖导线架、电容单元以及保护层，且封装元件露出导线架的底面。
在本发明的一实施例中，上述的保护层的材料是选自于硅树脂（siliconresin）、硅橡胶（siliconrubber）、环氧树脂（epoxyresin）、聚酰亚胺（polyimide）、聚四氟乙烯（polytetrafluoroethylene,PTFE）、聚氨基甲酸酯（polyurethane）、液晶塑胶（liquidcrystalplastic）及其组合。
在本发明的一实施例中，上述的多个电容单元位于同一平面上彼此并联排列，且设置在导线架上。
在本发明的一实施例中，上述的多个电容单元彼此交错堆迭并联排列，且设置在导线架上。
在本发明的一实施例中，上述的去耦合元件更包括：多个导电间隙物，位于彼此堆迭的电容单元的阳极部之间。
在本发明的一实施例中，上述的阴极端子部具有一空隙，且导电线设置于该空隙中。
在本发明的一实施例中，上述的导电线为连续弯曲结构。
在本发明的一实施例中，上述的去耦合元件更包括一具有电感特性的元件，串联或并联于导电线。
在本发明的一实施例中，上述的阴极端子部更包括：粗糙化结构，位于阴极端子部的表面。
在本发明的一实施例中，上述的封装元件为一封装层，封装层部分包覆电容单元以及导线架，封装层露出阴极端子部与阳极端子部的底面。
在本发明的一实施例中，上述的阴极端子部与阳极端子部更包括：一嵌接结构，设置于阴极端子部的边缘以及阳极端子部的边缘，且嵌接结构卡合于封装层中。
在本发明的一实施例中，上述的封装层完全包覆导电线、或露出部分导电线。
在本发明的一实施例中，上述的封装元件包括：彼此对向的第一盖体以及第二盖体，第一盖体与第二盖体包覆电容单元，且第一盖体露出阴极端子部与阳极端子部的底面。
在本发明的一实施例中，上述的封装元件包括：一第一盖体以及一封装层，第一盖体露出阴极端子部与阳极端子部的底面，且封装层填入到第一盖体中，第一盖体与封装层包覆所述电容单元。
在本发明的一实施例中，上述的阴极端子部与阳极端子部更包括：一嵌接结构，设置于阴极端子部的边缘以及阳极端子部的边缘，且嵌接结构卡合于第一盖体。
在本发明的一实施例中，上述的去耦合元件更包括：至少一陶瓷电容，并联于阴极端子部与阳极端子部之间。
在本发明的一实施例中，上述的去耦合元件更包括：一电磁波阻隔板，覆盖于电容单元的上方。
在本发明的一实施例中，上述的电磁波阻隔板与电容单元为电性连接。
在本发明的一实施例中，上述的每一电容单元包括：阀金属层、介电层、导电高分子层以及阴极导电层。介电层形成于阀金属层上。导电高分子层形成于介电层上。阴极导电层形成于导电高分子层上。
在本发明的一实施例中，上述的每一电容单元为钽质电容的电容单元，阀金属层为钽金属，介电层为钽氧化物，阴极导电层为碳胶-银胶混合物，其中，阳极部至少包括一延伸导电线，电性连接于阳极端子部。
在本发明的一实施例中，上述的阀金属层的材质选自于铝、钽、铌、氧化铌、钛及其组合，且介电层为该阀金属层的金属氧化物。
在本发明的一实施例中，上述的去耦合元件更包括：一绝缘层，设置于导电线上方，绝缘层使阴极端子部与阳极端子部彼此电性绝缘。
在本发明的一实施例中，上述的电容单元于一设定方向上排列，且相邻两电容单元的所述阳极部以预定的间隔数D而彼此交错设置，D大于等于1。
在本发明的一实施例中，上述的阴极端子部与阳极端子部包括：多个端子结构，这些端子结构彼此相邻排列，且相邻的这些电容单元的阳极部与阴极部是交替排列。
本发明的实施例还提供一种去耦合元件的制造方法。首先，提供导线架，包括：阴极端子部，及位于阴极端子部的两端而彼此对向的至少两个阳极端子部，两阳极端子部是利用导电线而彼此电性相连。接着，提供多个电容单元，这些电容单元相互并联且设置在导线架上，每一电容单元具有彼此对向的阴极部与阳极部，阴极部电性连接到阴极端子部，阳极部电性连接到阳极端子部。继之，提供保护层，至少包覆电容单元的阳极部与阴极部至少其中之一。之后，提供封装元件，覆盖导线架、电容单元以及保护层，且封装元件露出导线架的底面。
基于上述，本发明的去耦合元件具有保护层，此保护层涂布在电容单元的阳极部与阴极部至少其中之一，如此一来，可防止高温高湿条件下阳极焊点的氧化问题，且可防止水气渗透进入电容单元的导电高分子层及介电层之间所造成的假性电容量现象。
为让本发明之上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图示作详细说明如下。
附图说明
图1A～图1C为本发明实施例的一种去耦合元件的导线架与电容单元的示意图。
图2A与图2B分别为本发明实施例的一种去耦合元件及其等效电路的示意图，其中，在同一平面上排列的电容单元设置于导线架上。
图3为本发明实施例的另一种去耦合元件的示意图。
图4为本发明实施例的又一种去耦合元件的剖面示意图，图4的剖面是由图2A的B-B’线方向来观看而得。
图5为本发明另一实施例的去耦合元件的示意图，其中省略了电容单元。
图6为本发明又一实施例的去耦合元件的示意图，其中省略了电容单元。
图7为本发明再一实施例的去耦合元件的剖面示意图。
图8为由图7的底面来观看该去耦合元件的示意图。
图9A～图9C分别为沿着图8中的C-C’线、D-D’线与E-E’线的剖面示意图，图9A～图9C中省略电容单元的绘示。
图10为本发明实施例的再一种去耦合元件的示意图。
图11为本发明实施例的又一种去耦合元件的示意图。
图12A～图12B为本发明又两个实施例的去耦合元件的剖面示意图。
图13A为本发明再一实施例的去耦合元件的电容单元的示意图。
图13B为电容单元在同一平面上设置于导线架上的示意图。
图13C为沿着图13A的F-F’线的剖面示意图。
图14为图3的去耦合元件的多个电容单元在同一平面的排列方式的示意图。
图15A与图15B为本发明实施例的另两种多个电容单元在同一平面的排列方式的示意图。
图16A～图16C为本发明实施例的又一种具有多端子结构的去耦合元件的示意图，其中，图16A为去耦合元件的导线架的示意图，图16B为多个电容单元于同一平面上排列于导线架的示意图，图16C为从底面观看该去耦合元件的示意图。
图17A～图17C为本发明实施例的再一种具有多端子结构的去耦合元件的示意图，其中，图17A为去耦合元件的导线架的示意图，图17B为多个电容单元于同一平面上排列于导线架的示意图，图17C为从底面观看该去耦合元件的示意图。
图18为本发明一实施例的去耦合元件与市售的去耦合元件之滤波效能曲线比较图。
图19为本发明又一实施例的去耦合元件的剖面示意图。
图20为本发明的实施例的一种去耦合元件的制造方法的步骤流程示意图。
图21为本实施例具有保护层的去耦合元件和未具有保护层的去耦合元件的漏电流的曲线图。
图22为本实施例具有保护层的去耦合元件、未具有保护层的去耦合元件的良品、以及未具有保护层的去耦合元件的不良品的电容的曲线图。
图23为本实施例具有保护层的去耦合元件和未具有保护层的去耦合元件的损耗因子（DF）的曲线图。
图24为本实施例具有保护层的去耦合元件和未具有保护层的去耦合元件的等效串联电阻的曲线图。
图25为习知的固态电解电容器的局部示意图。
附图标记说明
100、101～107b：去耦合元件
108a～108b、109a～109b、200：去耦合元件
110：导线架
112：阴极端子部
112a、112b：子阴极端子部
114a、114b：阳极端子部
116、116a：导电线
118：粗糙化结构
120：电容单元
120a：阀金属层
120b：介电层
120c：导电高分子层
120d：阴极导电层
122：阴极部
124：阳极部
126：绝缘部
130：绝缘层
140：导电胶
150：具有电感特性的元件
160：封装元件
160a：第一盖体
160a1：第一盖体的延伸部
160b：第二盖体
170：嵌接结构
180：陶瓷电容
190：电磁波阻隔板
210～220、A～C：曲线
300：去耦合元件的制造方法
S310～S340：步骤
400：固态电解电容器
410：电容单元
412：阴极部
414：阳极部
420：导线架
422：阴极端子
424：阳极端子
430：阳极焊点
BS：底面
CU1：第一电容单元组
CU2：第二电容单元组
CU3：第三电容单元组
CU4：第四电容单元组
C：电容
D：间隔数
DL：长度方向
DW：宽度方向
H：热能
L：电感
P：电流传输距离
PL：保护层
R：封装层
S：空隙
SP：导电间隙物
T1～T10：端子结构
W：水气
具体实施方式
本发明实施例的去耦合元件包括：导线架、多个电容单元、保护层以及封装元件。导线架包括：阴极端子部，及位于阴极端子部的两端而彼此对向的至少两个阳极端子部，两阳极端子部是利用导电线而彼此电性相连。多个电容单元相互并联且设置在导线架上，每一电容单元具有彼此对向的阴极部与阳极部，阴极部电性连接到阴极端子部，阳极部电性连接到阳极端子部。保护层至少包覆电容单元的阳极部与阴极部至少其中之一。封装元件覆盖导线架、电容单元以及保护层，且封装元件露出导线架的底面。
特别是，利用保护层来保护彼此并联的电容单元的阳极部与阴极部至少其中之一，而能够避免外界的水气、热能对于电容单元造成的影响。
另外，本发明实施例的去耦合元件可以采用多个电容单元在同一平面排列且彼此并联的方式，或者是彼此交错堆迭并联排列的方式，制程简单且可降低等效串联电阻(ESR)。
再者，电容单元采用具有阴极部与阳极部的片状单元电极，非采用贯通型单元电极，制程较为简单。导线架的至少两个阳极端子部是彼此连通而形成传输线结构。此传输线结构在高频状态下会形成电感而可与电容单元的电容形成滤波器。
并且，导线架可具有多端子结构，且使相邻端子之间的电流传输距离缩短，以降低等效串联电感（ESL）。以下将举出数个实施例来进一步说明本发明的技术内容。
[电容单元在同一平面并联排列的去耦合元件]
图1A～图1C为本发明实施例的一种去耦合元件的导线架与电容单元的示意图。图2A与图2B分别为本发明实施例的一种去耦合元件及其等效电路的示意图，此实施例中，多个电容单元120可位于同一平面上彼此并联排列，且设置在导线架110上。
请同时参照图1A～图1C、图2A～图2B，去耦合元件100包括：导线架110以及多个电容单元120。导线架110包括：阴极端子部112，及位于阴极端子部112的两端而彼此对向的至少两个阳极端子部114a、114b。两个阳极端子部114a、114b是利用导电线116而彼此电性相连。电容单元120设置在导线架110上。每一电容单元120具有彼此对向的一阴极部122与一阳极部124。
这些电容单元120于同一平面上以N个一组（图2中的N等于2）的方式排列成第一电容单元组CU1。第一电容单元组CU1的这些电容单元120相互并联，且N大于等于2。电容单元120的数量可为偶数。电容单元120的阴极部122电性连接到阴极端子部112。电容单元120的阳极部124电性连接到阳极端子部114a、114b。
请继续参照图1A，阴极端子部112可具有空隙S，导电线116设置于空隙S中。空隙S可将阴极端子部112划分成两个子阴极端子部112a、112b（subcathodeterminalportion），而使导电线116位于两个子阴极端子部112a、112b之间的空隙S中。如此，导线架110的阴极端子部112、阳极端子部114a、114b与导电线116可位于同一平面中，而可确保多个电容单元120的阴极部112与阳极部114a、114b能够位于导线架110的同一个平面上。结果是，能够提升后续多个电容单元120彼此电性连接的良率。
另外，阴极端子部112可更包括：粗糙化结构118，位于阴极端子部112的表面。该粗糙化结构118可提升电容单元120与阴极端子部112之间的接着效果。该粗糙化结构118可利用对于阴极端子部112进行模压制程而形成。再者，去耦合元件100可更包括：绝缘层130，设置于导电线116上方，绝缘层130使阴极端子部112与阳极端子部114a、114b彼此电性绝缘。通常，绝缘层130可使用绝缘胶带贴附在导线架110的适当位置上。
请参照图1B与图1C，电容单元120可为片状电容单元，在相对向的两端各自具有一个阴极部122与一个阳极部124。从电容单元120的A-A’剖面线可见到电容单元120的内部结构，亦即，电容单元120可包括：阀金属层120a、介电层120b、导电高分子层120c以及阴极导电层120d。介电层120b形成于阀金属层120a上。导电高分子层120c形成于介电层120b上。阴极导电层120d形成于导电高分子层120c上。
阀金属层120a的材质可选自于铝、钽、铌、氧化铌、钛及其组合。介电层120b可为利用介电材料涂布于阀金属层120a上而形成。介电层120b也为利用化学阳极处理而阀金属层120a的表面进行氧化而形成的金属氧化物。
另外，在电容单元120中，可在阴极部122与阳极部124之间设置绝缘部126，以隔绝阴极部122与阳极部124。
请参照图2A，在去耦合元件100中，多个电容单元120于同一平面上以N个（图2中N等于2）一组的方式排列成第一电容单元组CU1，且电容单元120彼此之间为并联。可注意到，第一电容单元组CU1中的两个电容单元120是排列于同一平面上、而没有彼此堆迭。在本发明中，所谓「同一平面」的意义是：第一电容单元组CU1中的每一个电容单元120以排列于同一层。
由图2A可见到，位于图2A的图面之上方及下方的两个电容单元120，各自的阴极部122是彼此相邻的、而各自的阳极部124是彼此远离的。阴极部122可几乎覆盖阴极端子部112的所有面积以达到良好的电性连接效果。承上述，去耦合元件100采用多个电容单元120在同一平面排列且彼此并联的方式，制程相当简单、且可有效地降低等效串联电阻(ESR)。
值得注意的是，如图2A所示，去耦合元件100具有保护层PL，包覆电容单元120的阳极部124与阴极部122至少其中之一。图2A仅绘示保护层PL包覆电容单元的阳极部124。实际上，保护层PL亦可同时包覆阳极部124与阴极部122；或者保护层PL也可仅包覆阳极部124。
保护层PL的材料可选自于硅树脂、硅橡胶、环氧树脂、聚酰亚胺、聚四氟乙烯、聚氨基甲酸酯、液晶塑胶及其组合。保护层PL可防止高温高湿条件下阳极焊点的氧化问题，可确保阳极部124彼此之间的电性连接良好。并且，保护层PL还可防止水气渗透进入电容单元120的导电高分子层120c及介电层120b之间，避免产生假性电容现象。
另外，如图2B的等效电路图所示，导电线116所构成的传输线结构在高频运作的状态下会产生电感L，而此电感L与两个电容单元120的电容C之间会形成CLC电路，亦即所谓的π型滤波器。如此一来，可以有效地去除高频运作时的电子杂讯。
图3为本发明实施例的另一种去耦合元件的示意图。请参照图3，去耦合元件101与图2A所示的去耦合元件100类似，相同的元件以相同的符号标示。图3的去耦合元件也具有保护层PL。在图3的实施例中，保护层PL绘示的是同时包覆电容单元120的阴极部122与阳极部124的情形。
如图3所示的多个电容单元120于同一平面上以N个一组（图3中的N等于4）的方式排列成第一电容单元组CU1，且此第一电容单元组CU1的这些电容单元120相互并联。如此，可以于导线架110上以同一平面排列的方式，任意排列适当数量的电容单元120，而得到所需要的电容容量数值的去耦合元件。由于在同一平面上排列多个电容单元120的方式相当简单，所以可提升制程的效率。
图4为本发明实施例的又一种去耦合元件的剖面示意图，图4的剖面是由图2A的B-B’线方向来观看而得。请参照图4，该电容单元组为多层时，所述电容单元组是以堆迭方式排列。更详细而言，在此去耦合元件102中，电容单元120还可于同一平面上以N个一组的方式排列成一第二电容单元组CU2，此第二电容单元组CU2的这些电容单元120相互并联，且第二电容单元组CU2堆迭于第一电容单元组CU1上。
也就是说，可以在导线架110的平面的法线方向上堆迭多组上述的电容单元组，且电容单元组的堆迭数量是可选择的。如图4所示，电容单元组CU2～CU4可彼此堆迭于第一电容单元组CU1的上方，亦即，总共堆迭四组电容单元组CU1～CU4，以得到大电容量的去耦合元件102。
请再参照图4，电容单元120彼此之间可利用导电胶140来进行电性连接。并且，可注意到，导电胶140可配合阴极端子部112a上的粗糙化结构118，而使电容单元120与阴极端子部112a形成良好的接着。可注意到，保护层PL覆盖于彼此堆迭且电性连接的阳极部124之间，能够防止来自外界的水气、热能进入到阳极部124之间的阳极焊点，可确保多个电容单元120之间具有良好的电性连接特性。
另外，还可根据设计需要来调控导电线116所构成的电感值的大小。图5为本发明另一实施例的去耦合元件的示意图，其中省略了电容单元。请参照图5，此去耦合元件103中，导电线116a可为连续弯曲结构。此连续弯曲结构的导电线116a可以是利用冲压或蚀刻等方式来形成。连续弯曲结构可以是利用正弦波（sin波）、方波、锯齿状等可增加导电线116的总长度之形状，藉此，可调整导电线116a的总长度与面积，进而调控在高频运作下的去耦合元件103的电感值。
图6为本发明又一实施例的去耦合元件的示意图，其中省略了电容单元。请参照图6，此去耦合元件104可更包括一具有电感特性的元件150，串联或并联于导电线116。此具有电感特性的元件150例如是晶片电感。藉此，可调控在高频运作下的去耦合元件104的电感值。
图7为本发明再一实施例的去耦合元件的剖面示意图。请参照图7，去耦合元件105可包括：封装元件160，覆盖导线架110、电容单元120以及保护层PL，且封装元件160露出导线架110的底面。
图7中，保护层PL包覆彼此堆迭的多个电容单元120的整体，且封装元件160进一步包覆保护层PL，亦即，保护层PL位于封装元件160与电容单元120之间。封装元件160也可使用在上述的去耦合元件100～104中，以将具有保护层PL的去耦合元件100～104包覆起来。
在图7的实施例中，封装元件160可以是封装层（亦即利用封装树脂形成的膜层）。封装元件160（封装层）部分包覆这些电容单元120以及导线架110，封装元件160（封装层）露出阴极端子部112a与阳极端子部114a、114b的底面BS。藉由封装元件160（封装层）可将电容单元120与导线架110整合为一个元件。在图7的实施例中，利用封装元件160（封装层）与保护层PL的搭配，使得去耦合元件105除了具有保护层PL所提供的保护作用之外，还具有封装元件160所提供的隔绝外界的空气、水气等的保护作用。
另外，由于封装元件160（封装层）可全面地覆盖电容单元120，所以，保护层PL可以仅设置在去耦合元件105需要加强保护之处即可，可节省材料的成本。
图8为由图7的底面来观看该去耦合元件的示意图。图9A～图9C分别为沿着图8中的C-C’线、D-D’线与E-E’线的剖面示意图，图9A～图9C中省略电容单元的绘示。
请同时参照图7、图8、图9A～图9C，在去耦合元件105中，子阴极端子部112a、112b与阳极端子部114a、114b可更包括：嵌接结构170，设置于子阴极端子部112a、112b的边缘以及阳极端子部114a、114b的边缘，且嵌接结构170卡合于封装元件160（封装层）中。
嵌接结构170可使导线架110更稳固地固定于封装元件160（封装层）中，增加封装层对于导线架110与电容单元120的包覆效果与稳定性。嵌合结构170例如是对于阴极端子部112a、112b的边缘以及阳极端子部114a、114b的边缘进行加压而形成。
另外，可注意到，如图9C所示，封装元件160（封装层）可完全包覆导电线116。然而，在另外的实施例中，封装元件160也可露出部分导电线116（未绘示）。在封装元件160露出部分的导电线116的实施例中，可以轻易地利用如图6所示的技术，于露出的导电线116上设置具有电感特性的元件150来进行电感调控。
图10为本发明实施例的再一种去耦合元件的示意图。请参照图10，去耦合元件106也包括保护层PL，图10的去耦合元件例如是仅包覆电容单元120的阴极部122。特别是，去耦合元件106可更包括：至少一陶瓷电容180（图10中绘示4个），并联于阴极端子部112a、112b与阳极端子部114a、114b之间。利用额外地并联陶瓷电容180，则可根据设计需要而调控去耦合元件106的电容量。
图11为本发明实施例的又一种去耦合元件的示意图。请参照图11，图11的去耦合元件107类似于图4的去耦合元件102。值得注意的是，去耦合元件107更包括：一电磁波阻隔板190，覆盖于电容单元120的上方。利用电磁波阻隔板190可隔绝外界电磁波对于去耦合元件107的电磁波干扰。电磁波阻隔板190可以是金属板。
请再参照图11，电磁波阻隔板190可以是遮蔽型（反射型）、吸收型、或是结合遮蔽型与吸收型的多层型复合结构，例如：可利用金属材料、导电高分子材料、磁性金属氧化物、奈米级复合材料等来制作，以隔绝外界电磁波对于去耦合元件107的干扰。电磁波阻隔板190也可以阻隔去耦合元件107内部电源讯号传输所产生的电磁波，以避免该电磁波干扰位于去耦合元件107外部的主动元件（未绘示）。如图11所示，电磁波阻隔板190亦可经由导电胶140与电容单元120的阴极部122电性连接而接地。然而，在另外的实施例中，电磁波阻隔板190也可不与电容单元120的阴极部122电性连接。
图12A～图12B为本发明又两个实施例的去耦合元件的剖面示意图。请先参照图12A，也可利用两个盖体来包覆多个电容单元120，相同的元件标示以相同的符号。如图12A所示，去耦合元件107a中，封装元件160包括：彼此对向的第一盖体160a以及第二盖体160b，第一盖体160a与第二盖体160b包覆多个电容单元120，且第一盖体160a露出阴极端子部112a、与阳极端子部114a、114b的底面。利用两个盖体160a、160b将多个电容单元120包覆起来的封装元件160，具有：容易制作与组装快速的优点。
请再参照图12B，也可利用一个盖体搭配封装层来包覆多个电容单元120。如图12B所示，去耦合元件107a1中，封装元件160包括：第一盖体160a以及封装层R，藉由第一盖体160a与封装层R共同包覆多个电容单元120。封装层R可以是能够阻水气（water-resist）的树脂层或其它类似的材料。藉由将封装层R填入到第一盖体160a中来取代第二盖体160b，除了具有容易制作的优点之外，还可大幅度地提升去耦合元件107a1的抗水气特性。同样地，第一盖体160a可露出阴极端子部112a、与阳极端子部114a、114b的底面。
另外，阴极端子部112a与阳极端子部114a、114b可更包括：嵌接结构170，设置于阴极端子部112a的边缘以及阳极端子部114a、114b的边缘，且嵌接结构170卡合于第一盖体160a。结果是，可利用嵌接结构170与第一盖体160a的结合，使整个去耦合元件107a的结构更为稳固。再者，第一盖体160a会多出在导线架110四周的延伸部160a1。在堆迭完多个电容单元120后，将第二盖体160b组装到第一盖体160a上。
在图12的实施例中，利用保护层PL与封装元件160（第一盖体160a与第二盖体160b）的搭配，可利用第一盖体160a与第二盖体160b的简易组装，而提升封装的组装速度。图12中，保护层PL可同时包覆电容单元120的阴极部122与阳极部124。另外，第一盖体160a与第二盖体160b构成的盒体中，亦可再填充不同种类的封装材料。
图13A为本发明再一实施例的去耦合元件的电容单元的示意图。图13B为电容单元在同一平面上设置于导线架上的示意图。图13C为沿着图13A的F-F’线的剖面示意图。请共同参照图13A～图13C，此去耦合元件107b与图1A～图1C、图2A的去耦合元件100类似，相同的元件标示以相同的符号。
去耦合元件107b可具有保护层PL。图13B、图13C以保护层PL包覆电容单元的阴极部122为例进行说明。每一电容单元120为钽质电容的电容单元，阀金属层120a为钽金属，介电层120b为钽氧化物，阴极导电层120d为碳胶-银胶混合物。阳极部124至少包括一延伸导电线，电性连接于该阳极端子部114a。
更详细而言，每一电容单元120的阳极部124可形成为至少一条延伸导电线（图13B绘示两条）。然而，每一电容单元120的阳极部124可形成为两条以上的延伸导电线，有利于缩短导电路径。
再者，请参照图13C，使用钽质电容作为电容单元时，彼此堆迭的阳极部124之间会有高度差产生。因此，去耦合元件107b还可包括多个导电间隙物SP，位于彼此堆迭的电容单元组CU1、CU2的电容单元120的阳极部124之间，以补偿高度差。
上述的去耦合元件100～107b采用的是多端子的结构，能够缩短相邻端子之间的电流传输距离，进而降低等效串联电感（ESL）。再者，去耦合元件100～107b利用可防止外界水气与氧气的保护层PL，涂布在电容单元120的阳极部124、阴极部122或两者，如此，可防止高温高湿条件下阳极焊点的氧化问题，且可防止水气渗透进入电容单元120的导电高分子层120c及介电层120b之间。
以下，将举出几个实施例来更进一步说明能够有效降低等效串联电感（ESL）的去耦合元件的结构。同样地，在图14～图17C的去耦合元件也具有保护层PL的设计，可包覆电容单元的阳极部124以及阴极部122至少其中之一。但为避免图面难以辨识，在图14～图17C中省略了保护层PL的绘示。
图14为图3的去耦合元件的多个电容单元在同一平面的排列方式的示意图。图15A与图15B为本发明实施例的另两种多个电容单元在同一平面的排列方式的示意图。请先参照图14，电容单元120的阴极部122是在长度方向DL上彼此相邻设置，且电容单元120的阳极部124是在宽度方向DW上彼此相邻设置。由图12可看出，在多个端子之间形成一电流传输距离P，亦即，在阳极部124与阴极部122之间具有该电流传输距离P。
请再参照图15A与图15B，多个电容单元120于一设定方向（即宽度方向DW）上排列，且相邻两个电容单元120的阳极部124以预定的间隔数D而彼此交错设置，D大于等于1。
比较图14、图15A与图15B，在图15A与图15B中，反而长度较长的一侧被视为宽度方向DW，长度较短的一侧被视为长度方向DL，亦即，图15A与图15B是「逆转型」的去耦合元件。
更详细而言，在图15A的去耦合元件108a中，从左方算起第一个电容单元120的阳极部124是朝向下方，从左方算起第二个、第三个的电容单元120的阳极部124是朝向上方，从左方算起第四个的电容单元120的阳极部124是朝向下方；也就是说，每隔两个（间隔数D等于2）阳极部124，阳极部124就会改变朝向（往上方或往下方）而彼此交错设置。特别是，图15A的电流传输路径P相对于图12的电流传输路径P是较短的，且较短的电流传输路径P可产生降低等效串联电感（ESL）的效果。
同样地，在图15B的去耦合元件108b中，从左方算起，电容单元120的阳极部124是每隔一个（间隔数D等于1）就改变朝向，亦即，从左边算起，电容单元120的阳极部122分别朝向下方、上方、下方与上方。如此一来，图15B的去耦合元件108b除了可缩短电流传输路径P之外，相对于图15A的去耦合元件108a之部分电容单元（图15A中间的两个电容单元120）之间没有电流传输的情形，图15B的去耦合元件108b可使相邻的电容单元120之间全部都进行电流传输作用。
由上述可知，图15A与图15B的「逆转型」去耦合元件108a、108b可以进一步缩短电流传输路径P，进而再降低等效串联电感。
图16A～图16C为本发明实施例的又一种具有多端子结构的去耦合元件的示意图，其中，图16A为去耦合元件的导线架的示意图，图16B为多个电容单元于同一平面上排列于导线架的示意图，图16C为从底面观看该去耦合元件的示意图。
可参照图16A～图16C来理解此去耦合元件109a的结构。如图16A所示，导线架110包括：阴极端子部112，及位于阴极端子部112的两端而彼此对向的至少两个阳极端子部114a、114b，两个阳极端子部114a、114b是利用导电线116而彼此电性相连。可注意到，阴极端子部112与两个阳极端子部114a、114b可构成八端子结构T1～T8，且两者之间利用绝缘层130使阴极端子部112与阳极端子部114a、114b彼此电性绝缘。
如图16B所示，多个电容单元120位于同一平面上以4个一组的方式排列成电容单元组，而构成具有八个端子结构T1～T8的去耦合元件109a。更详细而言，在图16A～图16C的实施例中，阴极端子部112与阳极端子部114a、114b包括：多个端子结构T1～T8，这些端子结构T1～T8彼此相邻排列，且相邻的电容单元120的阳极部114a、114b与阴极部112是交替排列。
如图16C所示，由于端子结构T1～T8的数量增加，两个相邻的端子结构之间的电流传输路径P可缩短，可降低等效串联电感（ESL）。
图17A～图17C为本发明实施例的再一种具有多端子结构的去耦合元件的示意图，其中，图17A为去耦合元件的导线架的示意图，图17B为多个电容单元于同一平面上排列于导线架的示意图，图17C为从底面观看该去耦合元件的示意图。
图17A～图17C的去耦合元件109b与图16A～图16C的去耦合元件109a类似，相同的元件标示以相同的符号。值得注意的是，图17A～图17C利用导线架110与多个电容单元120的排列方式，形成了十个端子结构T1～T10。由于端子结构T1～T10进一步增加数量，两个相邻的端子结构之间的电流传输路径P可进一步缩短，可更有效地降低等效串联电感（ESL）。
图18为本发明一实施例的去耦合元件与市售的去耦合元件之滤波效能曲线比较图。
本发明实施例的去耦合元件是利用4个一组的电容单元120在同一平面进行排列（如图3所示的排列方式）且堆迭了4层，此去耦合元件的等效串联电阻在100KHz时为1mΩ，以曲线210来表示。习知的贯通型去耦合元件以曲线220来表示。图18的纵轴为穿透讯号/入射讯号的比值；横轴为去耦合元件的运作频率。
请参照图18，可见到贯通型去耦合元件（曲线220）在高频率（100MHz以上）时，滤波效能明显变差（曲线220往上递增）；然而，本发明实施例的去耦合元件（曲线210）在高频率（100MHz）时仍有极佳的滤波效能（曲线210往下降）；亦即，在高频率（100MHz以上）时，本发明的实施例的去耦合元件的(穿透讯号/入射讯号)的比值相较于贯通型去耦合元件的比值是较低的。
[多个电容单元交错堆迭并联排列的去耦合元件]
图19为本发明又一实施例的去耦合元件的剖面示意图。请参照图19，在此去耦合元件200中，多个电容单元120彼此交错堆迭并联排列，且设置在导线架110上。
请参照图19，所谓的交互堆迭型去耦合元件200是：导线架110具有两个阳极端子部114a、114b，及位于两个阳极端子部114a、114b之间的阴极端子部112a。电容单元120则使用片状型电容单元，每一片状电容单元120具有彼此对向的一个阴极部122与一个阳极部124。电容单元120堆迭于导线架110上，且电容单元120的堆迭方式是：以电容单元120的阴极部122为对称中心使片状电容单元120交替堆迭，且阳极部124以一左一右的方式而设置。并且，使阴极部122与阴极端子部112a电性连接，阳极部124与阳极端子部114a、114b电性连接。
同样地，去耦合元件200可具有保护层PL以及封装元件160，可防止高温高湿条件下阳极焊点的氧化问题，且可防止水气渗透进入电容单元120的导电高分子层及介电层之间所造成的假性电容现象。
图7的实施例的封装元件160采用如图7所示的封装层；然而，也可采用图12绘示的第一盖体160a与第二盖体160b。
[去耦合元件的制造方法]
图20为本发明的实施例的一种去耦合元件的制造方法的步骤流程示意图。请参照图20，去耦合元件的制造方法300包括步骤S310～S340。
可参考上述图1～图19所示的任一种去耦合元件来相互参照，以理解本发明实施例的去耦合元件的制造方法。
首先，在步骤S310中，提供导线架，包括：阴极端子部，及位于阴极端子部的两端而彼此对向的至少两个阳极端子部，两阳极端子部是利用导电线而彼此电性相连。
接着，在步骤S320中，提供多个电容单元，这些电容单元相互并联且设置在导线架上，每一电容单元具有彼此对向的阴极部与阳极部，阴极部电性连接到阴极端子部，阳极部电性连接到阳极端子部。
继之，在步骤S330中，提供保护层，至少包覆电容单元的阳极部与阴极部至少其中之一。
之后，在步骤S340中，提供封装元件，覆盖导线架、电容单元以及保护层，且封装元件露出导线架的底面。
上述去耦合元件的制造方法300中，关于任一元件的详细说明均已于图1～图19中详细叙述，在此不予以重述。
表格一说明去耦合元件的阳极部，经过高温高湿处理过程后的良率变化，可看出：涂布有保护层的去耦合元件、与不涂布有保护层的去耦合元件，在经过不同高温高湿度的环境下之后所得到的制作良率的数值比较，其中，+代表只在电容单元的阳极部上包覆保护层，+-代表在电容单元的阳极部与阴极部上都包覆保护层。
表格一
保护层材料 制作良率(％)
比较例 无 47％
实例1 硅橡胶(Silicon rubber)(+) 33％
实例2 硅橡胶(+-) 66％
实例3 硅树脂(Silicon resin)(+) 100％
实例4 硅树脂(+-) 91％
实例5 环氧树脂(+-) 90％
从表格一可看出，若有保护层保护阳极部，即使经过高温高湿处理，仍能维持一定的制作良率（如实例3～5）。另外，比较实例1～2与实例3～5可知，所使用的材料的抗水气特性也会影响到制作良率。
表格二说明去耦合元件的阴极部，经过高温高湿处理过程后，因水气进入到阴极部所造成的假性电容量的变化。可看出：涂布有保护层的去耦合元件、与不涂布有保护层的去耦合元件，在经过不同高温高湿度的环境下之后所得到的电容容量的数值比较，其中，+代表只在电容单元的阳极部上包覆保护层，+-在电容单元的阳极部与阴极部上都包覆保护层。
表格二
从表格二可看出，若有保护层保护阳极部和阴极部，即使经过高温高湿处理，可抑制假性容量产生。（如实例1～5），若没有保护层保护阳极部和阴极部，水气所造成的假性容量会较高（如比较例）。
简言之，将去耦合元件封装后，再以90℃、相对湿度95%环境下，通入6.3伏特的电压进行2～6小时的测试；然后，经真空加热105℃处理后再量测去耦合元件的特性，并比较电容容量的变化率。
从表格一与表格二的结果显示，若是将150℃干燥2小时、置放于真空8小时所量测的电容值设定为100，则填充有保护层的去耦合元件的样品（实例1～实例3）在恒温恒湿环境中，容量变化幅度可小于8%；未填充保护层的去耦合元件（比较例）的容量变化幅度则大于16%（存在假性电容而导致的结果）。
另外，实例1～实例3的样品的制程良率也有效提升，最高可达90%以上；但比较例之未填充保护层的去耦合元件的制程良率则为较低的47%（因水气、高温所造成的内部元件损坏提高）。
由此可知，本发明实施例使用保护层的去耦合元件可达到相当优越的技术效果，与没有保护层的去耦合元件相比，本发明实施例的去耦合元件可大幅度地提升电容稳定性与元件制作良率。
图21为本实施例具有保护层的去耦合元件和未具有保护层的去耦合元件的漏电流的曲线图。请参照图21，纵轴为漏电流（LC）的数值（μA），横轴分别为：老化测试（aged）；90℃95%RH恒温恒湿测试；105℃高温500小时寿命测试；105℃高温1000小时寿命测试等状况，测试条件由左到右持续并累加，通入电压6.3伏特的去耦合元件的漏电流。
请参见图21，曲线A为本发明实施例的具有保护层的去耦合元件的漏电流，曲线B为不具有保护层的去耦合元件的漏电流，比较曲线A与曲线B可知，本实施例具有保护层的去耦合元件的漏电流是较低的，并且，随着测试的时间越久（1,000小时），本发明实施例的具有保护层的去耦合元件的漏电流相当低。
图22为本实施例具有保护层的去耦合元件、未具有保护层的去耦合元件的良品、以及未具有保护层的去耦合元件的不良品的电容量变化百分比的曲线图。请参照图22，纵轴为电容量变化百分比（△Cap）的数值（%），横轴分别为：老化测试；90℃95%RH恒温恒湿测试；105℃高温500小时寿命测试；105℃高温1000小时寿命测试等状况，测试条件由左到右持续并累加，通入电压6.3伏特的去耦合元件的电容量变化百分比。
请参见图22，曲线A为本发明实施例的具有保护层的去耦合元件的电容量变化百分比曲线，曲线B为不具有保护层的去耦合元件（良品）的电容量变化百分比曲线，曲线C为不具有保护层的去耦合元件（不良品）的电容量变化百分比曲线。比较曲线A、曲线B与曲线C可知，本实施例具有保护层的去耦合元件的电容量变化百分比曲线变动是最低的，而曲线C的电容量变化百分比曲线变动最大。另外，即使是曲线B的不具有保护层的去耦合元件（良品）的电容量变化百分比曲线也存在些微的变动。由此可知，本发明实施例的去耦合元件具有稳定的电容量变化。
图23为本实施例具有保护层的去耦合元件和未具有保护层的去耦合元件的损耗因子（DF）的曲线图。请参照图23，纵轴为损耗因子（DF）的百分比（%），横轴分别为：老化测试；90℃95%RH恒温恒湿测试；105℃高温500小时寿命测试；105℃高温1000小时寿命测试等状况，测试条件由左到右持续并累加，通入电压6.3伏特的去耦合元件的损耗因子。损耗因子（DF）是去耦合元件在电场作用下，单位时间内因发热而消耗的能量。
请参见图23，曲线A为本发明实施例的具有保护层的去耦合元件的损耗因子，曲线B为不具有保护层的去耦合元件的损耗因子，比较曲线A与曲线B可知，本实施例具有保护层的去耦合元件的损耗因子是较低的，不具有保护层的去耦合元件的损耗因子则较高，特别是在105℃高温500小时的状态下的损耗因子相当高。
图24为本实施例具有保护层的去耦合元件和未具有保护层的去耦合元件的等效串联电阻的曲线图。请参照图24，纵轴为去耦合元件在100kHz的状态下运作的等效串联电阻（ESR）的数值（mΩ），横轴分别为：老化测试；90℃95%RH恒温恒湿测试；105℃高温500小时寿命测试；105℃高温1000小时寿命测试等状况，测试条件由左到右持续并累加，通入电压6.3伏特的去耦合元件的等效串联电阻。
请参见图24，曲线A为本发明实施例的具有保护层的去耦合元件的等效串联电阻，曲线B为不具有保护层的去耦合元件的等效串联电阻，比较曲线A与曲线B可知，本实施例具有保护层的去耦合元件的等效串联电阻是较低的，不具有保护层的去耦合元件的等效串联电阻则较高。
综上所述，本发明的去耦合元件至少具有以下优点：
保护层覆盖于电容单元的阳极部与阴极部至少其中之一，且保护层位于电容单元与封装元件之间，因此能够有效地防止来自外界的水气、热能进入到阳极部之间的阳极焊点，且还可防止水气进入到电容单元的导电高分子层与介电层之间，可确保去耦合元件具有良好的元件特性。
另外，多个电容单元可采用在同一平面排列且彼此并联的方式，或者采用彼此交错堆迭并联排列的方式，来进行电容单元于导线架上的堆迭；其中，在同一平面排列且彼此并联的方式相当简单，且可有效地降低等效串联电阻。
再者，去耦合元件可对于导线架与电容单元的排列方式进行设计以形成多端子结构，如此一来，可缩短多个端子之间的电流传输路径，进而降低等效串联电感。
并且，可利用于去耦合元件的两个阳极部之间形成的传输线结构。此传输线结构在高频运作时可产生电感，且电感与电容会形成等效滤波电路，而进一步使去耦合元件具有滤波效应。
虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明之精神和范围内，当可作些许之更动与润饰，故本发明之保护范围以权利要求书为准。

Claims (23)

1.一种去耦合元件，包括：
一导线架，包括：一阴极端子部，及位于该阴极端子部的两端而彼此对向的至少两个阳极端子部，两个所述阳极端子部是利用一导电线而彼此电性相连，该导线架具有一第一水平面；以及
多个电容单元，所述电容单元彼此相互并联且设置在该导线架上，每一所述电容单元具有彼此对向的一阴极部与一阳极部，该阴极部电性连接到该阴极端子部，该阳极部电性连接到该阳极端子部，所述多数个电容单元是以多个为一组的方式，沿着一第二水平面而排列成一电容单元组，该第二水平面平行于该第一水平面；
一保护层，完全包覆所述电容单元的该阳极部与该阴极部至少其中之一；以及
一封装元件，覆盖该导线架、所述电容单元以及该保护层，且该封装元件露出该导线架的底面。
2.如权利要求1所述的去耦合元件，其特征在于，该保护层的材料是选自于硅树脂、硅橡胶、环氧树脂、聚酰亚胺、聚四氟乙烯、聚氨基甲酸酯、液晶塑胶及其组合。
3.如权利要求1所述的去耦合元件，其特征在于，进一步包括：多个导电间隙物，位于彼此堆迭的所述电容单元的所述阳极部之间。
4.如权利要求1所述的去耦合元件，其特征在于，该阴极端子部具有一空隙，且该导电线设置于该空隙中。
5.如权利要求1所述的去耦合元件，其特征在于，该导电线为连续弯曲结构。
6.如权利要求1所述的去耦合元件，其特征在于，进一步包括一具有电感特性的元件，串联或并联于该导电线。
7.如权利要求1所述的去耦合元件，其特征在于，该阴极端子部进一步包括：一粗糙化结构，位于该阴极端子部的表面。
8.如权利要求1所述的去耦合元件，其特征在于，该封装元件为一封装层，该封装层部分包覆所述电容单元以及该导线架，该封装层露出该阴极端子部与所述阳极端子部的底面。
9.如权利要求8所述的去耦合元件，其特征在于，该阴极端子部与所述阳极端子部更包括：一嵌接结构，设置于该阴极端子部的边缘以及所述阳极端子部的边缘，且该嵌接结构卡合于该封装层中。
10.如权利要求8所述的去耦合元件，其特征在于，该封装层完全包覆该导电线或露出部分该导电线。
11.如权利要求1所述的去耦合元件，其特征在于，该封装元件包括：彼此对向的一第一盖体以及一第二盖体，该第一盖体与该第二盖体包覆所述电容单元，且该第一盖体露出该阴极端子部与所述阳极端子部的底面。
12.如权利要求11所述的去耦合元件，其特征在于，该阴极端子部与所述阳极端子部进一步包括：一嵌接结构，设置于该阴极端子部的边缘以及所述阳极端子部的边缘，且该嵌接结构卡合于该第一盖体。
13.如权利要求1所述的去耦合元件，其特征在于，该封装元件包括：一第一盖体以及一封装层，该第一盖体露出该阴极端子部与所述阳极端子部的底面，且该封装层填入到该第一盖体中，该第一盖体与该封装层包覆所述电容单元。
14.如权利要求1所述的去耦合元件，其特征在于，进一步包括：至少一陶瓷电容，并联于该阴极端子部与所述阳极端子部之间。
15.如权利要求1所述的去耦合元件，其特征在于，进一步包括：一电磁波阻隔板，覆盖于所述电容单元的上方。
16.如权利要求15所述的去耦合元件，其特征在于，该电磁波阻隔板与所述电容单元为电性连接。
17.如权利要求1所述的去耦合元件，其特征在于，每一所述电容单元包括：
一阀金属层；
一介电层，形成于该阀金属层上；
一导电高分子层，形成于该介电层上；以及
一阴极导电层，形成于该导电高分子层上。
18.如权利要求17所述的去耦合元件，其特征在于，每一所述电容单元为钽质电容的电容单元，
该阀金属层为钽金属，该介电层为钽氧化物，该阴极导电层为碳胶-银胶混合物，
其中，该阳极部至少包括一延伸导电线，电性连接于该阳极端子部。
19.如权利要求17所述的去耦合元件，其特征在于，该阀金属层的材质选自于铝、钽、铌、氧化铌、钛及其组合，且该介电层为该阀金属层的金属氧化物。
20.如权利要求1所述的去耦合元件，其特征在于，进一步包括：一绝缘层，设置于该导电线上方，该绝缘层使该阴极端子部与所述阳极端子部彼此电性绝缘。
21.如权利要求1所述的去耦合元件，其特征在于，所述电容单元于一设定方向上排列，且相邻两所述电容单元的所述阳极部以预定的间隔数D而彼此交错设置，D大于等于1。
22.如权利要求1所述的去耦合元件，其特征在于，该阴极端子部与所述阳极端子部包括：多个端子结构，所述端子结构彼此相邻排列，且相邻的所述电容单元的该阳极部与该阴极部是交替排列。
23.一种去耦合元件的制造方法，包括：
提供一导线架，包括：一阴极端子部，及位于该阴极端子部的两端而彼此对向的至少两个阳极端子部，两所述阳极端子部是利用一导电线而彼此电性相连，该导线架具有一第一水平面；以及
提供多个电容单元，所述电容单元彼此相互并联且设置在该导线架上，每一所述电容单元具有彼此对向的一阴极部与一阳极部，该阴极部电性连接到该阴极端子部，该阳极部电性连接到该阳极端子部，所述多数个电容单元是以多个为一组的方式，沿着一第二水平面而排列成一电容单元组，该第二水平面平行于该第一水平面；
提供一保护层，完全包覆所述电容单元的该阳极部与该阴极部至少其中之一；以及
提供一封装元件，覆盖该导线架、所述电容单元以及该保护层，且该封装元件露出该导线架的底面。
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