CN112002556B - 堆叠式固态电容器 - Google Patents

Abstract

本发明揭露一种堆叠式固态电容器，包括复数个电容单元、导电结构和封装单元，各电容单元包括彼此电性绝缘的正极部和负极部，复数个电容单元沿着堆叠方向依序堆叠，相邻二个堆叠的电容单元的负极部通过第一导电层彼此电性连接，导电结构包括正极导电结构和负极导电结构，正极导电结构包括相互连接的第一水平板和第一垂直板，负极导电结构包括相互连接的第二水平板和第二垂直板，各电容单元的正极部逐层架设于呈台阶状的第一垂直板，电容单元的负极部抵靠于第二水平板与第二垂直板，封装单元包覆复数个电容单元和部分导电结构。借此，便于电容单元的堆叠放置，利于组装，且可支援两种不同堆叠方向的电容单元配置，以应使用需求。

Description

堆叠式固态电容器

技术领域

本发明涉及一种固态电容器，尤其涉及一种堆叠式固态电容器。

背景技术

电容器已广泛地运用于消费性家电用品、电脑主机板及其周边、电源供应器、通信物品以及汽车等基本元件，是电子产品中不可缺少的元件之一，其主要的作用包括：电荷储存、交流滤波、旁路、耦合、去耦、转相、调谐等。电容器依照不同的材质及用途，有不同的型态。各种不同型态的电容器具有不同的电容器特性，因而其功能及应用范围也不同。其中堆叠式固态电容器具有电容量较高、尺寸体积较小，频率特性优越而且制造成本较低等优点，使用范围也较为广泛，适用于各类型的电器及电子产品。

现有的堆叠式固态电容器在其制造工艺中，若是将复数个电容单元采用两种不同的堆叠方向进行堆叠，则需要配备两种相应的导电架以承载电容单元，如此的话，提升了制造工艺的繁琐程度，增加了制造时间。

此外，在堆叠式固态电容器领域中，如何使复数个电容单元的各正极部可快捷、稳固地安装于导电架上，一直是本领域技术人员欲积极解决的问题之一。

因此，本发明的主要目的在于提供一种堆叠式固态电容器，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种堆叠式固态电容器，可支援两种不同堆叠方向的电容单元配置，以应使用需求，且有利于固态电容器的组装，节约固态电容器的制造时间。

为达所述优点至少其中的一或其他优点，本发明的一实施例提出一种堆叠式固态电容器，堆叠式固态电容器包括复数个电容单元、导电结构以及封装单元。

各电容单元包括正极部和负极部，其中，正极部与负极部彼此电性绝缘，复数个电容单元沿着堆叠方向依序堆叠，相邻二个堆叠的电容单元的负极部通过第一导电层彼此电性连接。

导电结构包括正极导电结构和负极导电结构，正极导电结构包括第一水平板和第一垂直板，负极导电结构包括第二水平板和第二垂直板，第一水平板连接第一垂直板，第二水平板连接第二垂直板，其中，第一垂直板呈台阶状，各电容单元的正极部沿堆叠方向逐层架设于第一垂直板以与正极导电结构电性连接，电容单元的负极部抵靠于第二水平板与第二垂直板以与负极导电结构电性连接。

封装单元，包覆复数个电容单元和部分导电结构。

在一些实施例中，各电容单元还可包括绝缘部，围绕地包覆正极部的部分表面，以使得正极部和负极部彼此电性绝缘。

在一些实施例中，堆叠方向是垂直于第二水平板。

在一些实施例中，堆叠方向是垂直于第二垂直板。

在一些实施例中，各电容单元的正极部通过焊接结构固定于第一垂直板，且电性连接第一垂直板。

在一些实施例中，呈台阶状的第一垂直板的各台阶的高度相同。

在一些实施例中，呈台阶状的第一垂直板的台阶高度等于台阶宽度。

在一些实施例中，各电容单元的正极部彼此错开。

在一些实施例中，呈台阶状的第一垂直板的台阶数量依据电容单元的数量而确定。

在一些实施例中，呈台阶状的第一垂直板的台阶高度依据电容单元的高度而确定。

因此，利用本发明所提供一种堆叠式固态电容器，借由导电结构可承载两种不同堆叠方向堆叠的电容单元，以应使用需求，且第一垂直板的台阶状设置便于电容单元的堆叠放置，利于堆叠式固态电容器的组装，组装后可保持各个电容单元的平整性，进而保障堆叠式固态电容器的整体特性。此外，还可节约堆叠式固态电容器的制造时间。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下列举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。

附图说明

所包括的附图用来提供对本申请实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本申请的实施方式，并与文字描述一起来阐释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，并非用于限定本发明的实施方式仅限于此，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图衍生而获得其他的附图。所述附图包括：

图1是本发明堆叠式固态电容器第一实施例的外观示意图；

图2是本发明堆叠式固态电容器第一实施例的剖面示意图；

图3是本发明导电结构的结构示意图；

图4是本发明堆叠式固态电容器焊有焊接结构的结构示意图；以及

图5是本发明堆叠式固态电容器第二实施例的结构示意图。

附图标注：10、50-堆叠式固态电容器；12-电容单元；122-正极部；124-负极部；126-绝缘部；14-导电结构；142-正极导电结构；144-负极导电结构；1422-第一水平板；1424-第一垂直板；1426-正极引线部；1442-第二水平板；1444-第二垂直板；1446-负极引线部；16-封装单元；18-第一导电层；20-第二导电层；22-焊接结构；X、Z-堆叠方向；H1、H2、H3-台阶高度；W1、W2、W3-台阶宽度。

具体实施方式

这里所公开的具体结构和功能细节仅仅是代表性的，并且是用于描述本发明的示例性实施例的目的。但是本发明可以通过许多替换形式来具体实现，并且不应当被解释成仅仅受限于这里所阐述的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、或以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。另外，术语“包括”及其任何变形，皆为“至少包含”的意思。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸的连接，或一体成型的连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个组件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

这里所使用的术语仅仅是为了描述具体实施例而不意图限制示例性实施例。除非上下文明确地另有所指，否则这里所使用的单数形式“一个”、“一项”还意图包括复数。还应当理解的是，这里所使用的术语“包括”和/或“包含”规定所陈述的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在，而不排除存在或添加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其组合。

请参阅图1和图2，图1是本发明堆叠式固态电容器10第一实施例的外观示意图，图2是本发明堆叠式固态电容器10第一实施例的剖面示意图。需要注意的是，图1中省略包覆于电容单元12外侧的封装单元16，图2中省略位于第二水平板1442上方的第二垂直板1444。为达所述优点至少其中之一或其他优点，本发明的第一实施例提供一种堆叠式固态电容器10。图例所示，堆叠式固态电容器10包括三个电容单元12、导电结构14和封装单元16。

三个电容单元12沿着堆叠方向Z依序堆叠，本实施例中，堆叠方向Z是垂直于第二水平板1442。换言之，三个电容单元12是平行于第二水平板1442依序堆叠。也就是说，这些电容单元12的堆叠方向Z会是垂直于堆叠式固态电容器10的安装面。

每个电容单元12包括正极部122、负极部124和绝缘部126。绝缘部126围绕地包覆正极部122的部分表面，以使得正极部122和负极部124彼此电性绝缘。相邻二个堆叠的电容单元12的负极部124是通过第一导电层18彼此电性连接。

导电结构14包括正极导电结构142和负极导电结构144，正极导电结构142包括第一水平板1422和第一垂直板1424，负极导电结构144包括第二水平板1442和第二垂直板1444。第一水平板1422连接第一垂直板1424，第二水平板1442连接第二垂直板1444。其中，该第一垂直板1424呈台阶状，各电容单元12的正极部122沿着堆叠方向Z逐层架设于第一垂直板1424以与正极导电结构142电性连接。电容单元12的负极部124抵靠于第二水平板1442与第二垂直板1444以与负极导电结构144电性连接。在本实施例中，第二水平板1442通过第二导电层20电性连接电容单元12的负极部124，第二导电层20是位于第二水平板1442朝向负极部124的表面，以使得第二水平板1442电性连接电容单元12的负极部124。

封装单元16包覆三个电容单元12和部分导电结构14。换言之，封装单元16包覆三个电容单元12、部分正极导电结构142和部分负极导电结构144，第一水平板1422和第二水平板1442的一端裸露于封装单元16外。封装单元16用以保护堆叠式固态电容器10不受外部环境的影响，例如湿气、尘埃、减少外界碰撞等的影响。进一步说明，封装单元16可由绝缘材料制成，例如环氧基树脂、硅胶、聚酰亚胺、聚四氟乙烯、聚氨基甲酸脂、液晶塑胶中的一种或多种。

此外，各个电容单元12的正极部122具有不同的结构形状，以利于该些个电容单元12的正极部122彼此错开地架设于第一垂直板1424上，进而固设于该正极导电结构142上。如图1所示，该三个电容单元12的正极部122彼此错开地架设于第一垂直板1424上，且该些正极部122具有不同的形状。图1中位于中间处的电容单元12的正极部122呈“T”字型，位于上层和下层的电容单元12的正极部122呈“L”型且以不同的方向错开地架设于第一垂直板1424上，确保该些个电容单元12分别独立地架设于呈台阶状的第一垂直板1424的不同阶梯位置，使各个电容单元12稳固地安置于正极导电结构142上。

在一实施例中，第一水平板1422和第一垂直板1424是一体成型，第二水平板1442和第二垂直板1444是一体成型。第二垂直板1444的宽度对应于电容单元12的负极部124的宽度，以利于后续封装工艺，且便于承载电容单元12。

请配合图1参阅图3，图3是本发明导电结构14的结构示意图。如图3所示，正极导电结构142和负极导电结构144为相对的分体式设置，且其形状结构不相同。该第二水平板1442连接负极引线部1446大致呈“コ”字形状，第二水平板1442上方连接一个竖直向上的第二垂直板1444。电容单元12的负极部124外形呈平面状。如此，使得该些个电容单元12的负极部124经由第一导电层18相互连接而层层间隔地堆叠于第二水平板1442上，且抵靠于第二垂直板1444。第二垂直板1444有助于电容单元堆叠过程的定位。

第一水平板1422连接正极引线部1426呈“匚”字形状，第一水平板1422上方还连接一个竖直向上的第一垂直板1424。进一步地，该第一垂直板1424之一侧呈台阶状，该台阶状用以容置该些个电容单元12的正极部122(如图1所示)。

请结合图1参阅图4，图4是本发明堆叠式固态电容器10焊有焊接结构22的结构示意图。如图4所示，各个电容单元12的正极部122通过焊接结构22固定于第一垂直板1424，且电性连接第一垂直板1424。该焊接结构22呈球状，既可增强正极部122与正极导电结构142之间的导电性能，又可确保电容单元12稳定、平整地架设于第一垂直板1424上。焊接结构22是以焊接的方式形成。不过亦不限于此。在一实施例中，电容单元12的正极部122亦可以是透过导电胶电性连接至第一垂直板1424。

进一步说明，本案的电容单元12的数量不限于三个，可依据实际的电容量需求进行变更。第一导电层18、第二导电层20与导电胶可以是银胶，不过其材质不限于此。

在一实施例中，该第一垂直板1424一侧之台阶状的台阶数量依据电容单元12的数量而确定。在图1所示示例中，该堆叠式固态电容器10具有三个电容单元12，第一垂直板1424之台阶状的台阶数量与电容单元12的数量相对应，本示例中台阶数量为三个，以放置三个电容单元12，如此即可使得各个电容单元12方便快捷地、错开地层层架设于引线结构上。

在一实施例中，该第一垂直板1424一侧之台阶状的台阶高度依据电容单元12的高度而确定，以确保各个电容单元12可便利地组装于该导电结构14上。

请参阅图5，图5是本发明堆叠式固态电容器50第二实施例的结构示意图。需要注意的是，图5中省略包覆于电容单元12外侧的封装单元16。为达所述优点至少其中之一或其他优点，本发明的第二实施例进一步提供一种堆叠式固态电容器50。如图5所示，该堆叠式固态电容器50相较于第一实施例的堆叠式固态电容器10而言，使用的是相同的导电结构14，不同之处在于堆叠方向X是垂直于第二垂直板1444，也就是说，三个电容单元12是呈现平行于第二垂直板1444的位置依序堆叠于第二水平板1442上。本实施例中，电容单元12的正极部122亦是设置于第一垂直板1424的台阶上，只不过是沿垂直于第二垂直板1444的堆叠方向X逐层架设于第一垂直板1424上。第二导电层20位于第二垂直板1444朝向电容单元12的负极部124的表面，以使得第二垂直板1444电性连接电容单元12的负极部124。进一步来说，使用本案的导电结构14可承载两种不同堆叠方向Z、X堆叠的电容单元12，以应使用需求。

此外，如图3所示，在一实施例中，该第一垂直板1424一侧之台阶状的台阶高度相同。意即，图3中的台阶高度H1、H2、H3相同，便于承载相同结构之电容单元12。又，一实施例中，第一垂直板1424一侧之台阶状的每个台阶的台阶高度等于台阶宽度。意即，图3中的H1等于W1，H2等于W2、H3等于W3，且H1、H2、H3的具体数值对应于欲要架设于其台阶上方之正极部122之宽度，如此设置，确保导电结构14可承载两种不同堆叠方向Z、X堆叠的电容单元12。

进一步说明，该第一垂直板1424之台阶数量依据堆叠式固态电容器10所需使用之电容单元12的数量、各电容单元12之正极部122的宽度等多方因素进行确定。另外说明的是，上述任一实施例中的导电结构14是由金属材质制成。

综上所述，利用本发明所提供一种堆叠式固态电容器10、50，借由导电结构14可承载两种不同堆叠方向Z、X堆叠的电容单元12，以应使用需求，且第一垂直板1424的台阶状设置便于电容单元12的堆叠放置，利于堆叠式固态电容器10、50的组装，组装后可保持各个电容单元12的平整性，进而保障堆叠式固态电容器10、50的整体特性。此外，还可节约堆叠式固态电容器10、50的制造时间。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种堆叠式固态电容器，其特征在于，所述堆叠式固态电容器包括：

复数个电容单元，各所述电容单元包括正极部和负极部，其中，所述正极部与所述负极部彼此电性绝缘，所述复数个电容单元沿着堆叠方向依序堆叠，相邻二个堆叠的所述电容单元的所述负极部通过第一导电层彼此电性连接；

导电结构，包括正极导电结构和负极导电结构，所述正极导电结构包括第一水平板和第一垂直板，所述负极导电结构包括第二水平板和第二垂直板，所述第一水平板连接所述第一垂直板，所述第二水平板连接所述第二垂直板，其中，所述第一垂直板呈台阶状，各所述电容单元的所述正极部沿所述堆叠方向逐层架设于所述第一垂直板以与所述正极导电结构电性连接，所述电容单元的负极部抵靠于所述第二水平板与所述第二垂直板以与所述负极导电结构电性连接；以及

封装单元，包覆所述复数个电容单元和部分所述导电结构；

其中，所述堆叠方向是垂直于所述第二水平板或垂直于所述第二垂直板，所述复数个电容单元的数量是三个，三个电容单元的正极部彼此错开地架设于所述第一垂直板上，位于中间处的电容单元的正极部呈“T”字型，位于所述中间处的电容单元两侧的两个电容单元的正极部呈“L”型，且以不同的方向错开地架设于所述第一垂直板上，呈台阶状的所述第一垂直板的每个台阶的台阶高度等于台阶宽度，且所述台阶高度对应于架设于其台阶上的正极部之宽度。

2.如权利要求1所述的堆叠式固态电容器，其特征在于，各所述电容单元更包括绝缘部，围绕地包覆所述正极部的部分表面，以使得所述正极部和所述负极部彼此电性绝缘。

3.如权利要求1所述的堆叠式固态电容器，其特征在于，各所述电容单元的所述正极部通过焊接结构固定于所述第一垂直板，且电性连接所述第一垂直板。

4.如权利要求1或3所述的堆叠式固态电容器，其特征在于，呈台阶状的所述第一垂直板的各台阶的高度相同。

5.如权利要求1所述的堆叠式固态电容器，其特征在于，呈台阶状的所述第一垂直板的台阶数量依据所述电容单元的数量而确定。

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