CN112951605B - 具有低电感连接特征的电容器和电子模块组件 - Google Patents

具有低电感连接特征的电容器和电子模块组件 Download PDF

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Abstract

一种电容器包括：电绝缘壳体，所述电绝缘壳体包围内部体积；第一导电连接焊盘和第二导电连接焊盘，所述第一导电连接焊盘和所述第二导电连接焊盘均被配置作为到设置在所述壳体内的所述电容器的内部电极的电接触部的外部可接入点；以及有源电容器电介质材料，所述有源电容器电介质材料设置在所述壳体内并且被配置作为所述内部电极之间的电介质介质；所述第一导电连接焊盘具有基本上平行于所述壳体的第一侧壁的第一平面接触表面，所述第二导电连接焊盘具有基本上平行于所述第一侧壁的第二平面接触表面，所述第一平面接触表面和所述第二平面接触表面在正交于所述第一侧壁的方向上彼此偏移。

Description

具有低电感连接特征的电容器和电子模块组件
技术领域
本发明的实施例总体上涉及电子组件，并且特别地涉及电子模块与模块化电容器之间的电连接。
背景技术
诸如功率转换应用和汽车应用的消费和工业功率应用利用功率半导体开关器件以控制与这些应用相关联的大电压和/或电流。例如，功率半导体开关器件通常用于控制50V(伏特)、100V、500V或更大的量级的电压和/或控制1A(安培)、10A、100A、400A或更大的量级的电流。在此上下文中通常采用的示例性半导体开关器件包括绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、结型场效应晶体管(JFET)、二极管等。
通常在诸如DC到DC转换器、AC到AC转换器和AC到DC功率转换器的功率转换器中采用的一种功率开关器件电路拓扑是半桥电路。半桥电路包括两个串联连接的开关器件和并联连接在两个串联连接的开关器件两端的电容器。通过对开关器件进行快速开关来执行电压转换。半桥的输出处的电感负载由所施加的电压充电/放电。在个体开关的开关事件期间，电容器维持半桥两端的稳定操作电压。
发明内容
公开了一种电容器。根据实施例，所述电容器包括：电绝缘壳体，所述电绝缘壳体包围内部体积；第一导电连接焊盘和第二导电连接焊盘，所述第一导电连接焊盘和所述第二导电连接焊盘均被配置作为到设置在所述壳体内的所述电容器的内部电极的电接触部的外部可接入点；以及有源电容器电介质材料，所述有源电容器电介质材料设置在所述壳体内并且被配置作为所述内部电极之间的电介质介质；所述第一导电连接焊盘包括基本上平行于所述壳体的第一侧壁的第一平面接触表面，所述第二导电连接焊盘包括基本上平行于所述第一侧壁的第二平面接触表面，并且，所述第一平面接触表面和所述第二平面接触表面在正交于所述第一侧壁的方向上彼此偏移。
单独地或组合地，所述电容器还包括：无源材料，所述无源材料设置在所述第一导电连接焊盘和所述第二导电连接焊盘的下侧与所述有源电容器电介质材料之间，所述第一导电连接焊盘和所述第二导电连接焊盘的下侧与相应的所述第一平面接触表面和所述第二平面接触表面相对，并且，所述无源材料对所述电容器的电容没有显著贡献。
单独地或组合地，所述无源材料包括热绝缘材料，并且，所述无源材料被配置作为所述第一导电连接焊盘和所述第二导电连接焊盘的下侧与所述有源电容器电介质材料之间的热绝缘屏障。
单独地或组合地，所述无源材料包括弹性材料，并且，所述无源材料机械地耦合在所述第一导电连接焊盘和所述第二导电连接焊盘的下侧与所述有源电容器电介质材料之间。
单独地或组合地，所述电容器包括设置在所述第一导电连接焊盘和所述第二导电连接焊盘的下侧与所述有源电容器电介质材料之间的气隙。
单独地或组合地，所述壳体包括以非平行角度与所述第一侧壁相交的第二侧壁，所述电容器还包括第三导电连接焊盘和第四导电连接焊盘，所述第三导电连接焊盘和所述第四导电连接焊盘均被配置作为到设置在所述壳体内的所述电容器的内部电极的电接触部的外部可接入点，所述第三导电连接焊盘包括基本上平行于所述第二侧壁的第三平面接触表面，所述第四导电连接焊盘包括基本上平行于所述第二侧壁的第四平面接触表面，并且所述第三平面接触表面和所述第四平面接触表面在正交于所述第二侧壁的方向上彼此偏移。
单独地或组合地，所述电容器包括：金属的第一连续区段，所述第一连续区段环绕所述第一侧壁与所述第二侧壁之间的相交部，并且包括所述第一平面接触表面和所述第三平面接触表面；以及金属的第二连续区段，所述第二连续区段环绕所述第一侧壁与所述第二侧壁之间的相交部，并且包括所述第二平面接触表面和所述第四平面接触表面。
单独地或组合地，金属的所述第一连续区段的部分和金属的所述第二连续区段的部分彼此直接重叠。
单独地或组合地，所述第一连续区段包括第一部分、第二部分和第三部分，所述第一部分和所述第二部分彼此形成成角度的相交部，所述第二部分和所述第三部分彼此形成成角度的相交部，所述第二连续区段包括第四部分、第五部分和第六部分，所述第四部分和所述第五部分彼此形成成角度的相交部，所述第五部分和所述第六部分彼此形成成角度的相交部，所述第一部分与所述第四部分重叠，所述第二部分与所述第五部分重叠，并且所述第三部分与所述第六部分重叠。
公开了一种组件。根据实施例，所述组件包括：电子模块，所述电子模块包括：电绝缘基板；多个电子部件，所述多个电子部件安装在所述基板上；以及第一连接片和第二连接片，所述第一连接片和所述第二连接片均连接到所述一个或多个电子部件的一个或多个端子，所述第一连接片和所述第二连接片均包括平面基部和平面凸片部，所述第一连接片和所述第二连接片的所述平面基部彼此直接重叠，并且所述第一连接片和所述第二连接片的所述平面凸片部彼此横向间隔开，并且悬伸超过所述模块的外边缘侧。所述组件还包括：模块化电容器，所述模块化电容器包括：电绝缘壳体，所述电绝缘壳体包围内部体积；连接焊盘，所述连接焊盘被配置作为到设置在所述壳体内的所述电容器的内部电极的电接触部的外部可接入点。所述模块化电容器与所述第一连接片和所述第二连接片配合，使得所述连接焊盘分别电连接到所述第一连接片和所述第二连接片。
单独地或组合地，所述连接焊盘包括第一导电连接焊盘和第二导电连接焊盘，所述第一导电连接焊盘和所述第二导电连接焊盘均被配置作为到所述电容器的所述内部电极的电接触部的外部可接入点，所述第一导电连接焊盘包括基本上平行于所述壳体的第一侧壁的第一平面接触表面，所述第二导电连接焊盘包括基本上平行于所述第一侧壁的第二平面接触表面，并且所述第一平面接触表面和所述第二平面接触表面在正交于所述第一侧壁的方向上彼此偏移。
单独地或组合地，所述壳体包括以非平行角度与所述第一侧壁相交的第二侧壁，所述连接焊盘还包括第三导电连接焊盘和第四导电连接焊盘，所述第三导电连接焊盘和所述第四导电连接焊盘均被配置作为到所述电容器的所述内部电极的电接触部的外部可接入点，所述第三导电连接焊盘包括设置在所述第二侧壁之上并且基本上平行于所述第二侧壁的第三平面接触表面，所述第四导电连接焊盘包括设置在所述第二侧壁之上并且基本上平行于所述第二侧壁的第四平面接触表面，并且所述第三平面接触表面和所述第四平面接触表面在正交于所述第二侧壁的方向上彼此偏移。
单独地或组合地，所述模块化电容器与所述第一连接片和所述第二连接片配合，使得：所述第一连接片的所述平面凸片部与所述第三平面接触表面直接重叠并且电连接；并且所述第二连接片的所述平面凸片部与所述第四平面接触表面直接重叠并且电连接。
单独地或组合地，所述电容器包括：金属的第一连续区段，所述第一连续区段环绕所述第一侧壁与所述第二侧壁之间的相交部，并且包括所述第一平面接触表面及所述第三平面接触表面；以及金属的第二连续区段，所述第二连续区段环绕所述第一侧壁与所述第二侧壁之间的相交部，并且包括所述第二平面接触表面和所述第四平面接触表面，并且，金属的所述第一连续区段的部分和金属的所述第二连续区段的部分彼此直接重叠。
单独地或组合地，所述第一连续区段包括第一部分、第二部分和第三部分，所述第一部分和所述第二部分彼此形成成角度的相交部，所述第二部分和所述第三部分彼此形成成角度的相交部，所述第二连续区段包括第四部分、第五部分和第六部分，所述第四部分和所述第五部分彼此形成成角度的相交部，所述第五部分和所述第六部分彼此形成成角度的相交部，所述第一部分与所述第四部分重叠，所述第二部分与所述第五部分重叠，并且所述第三部分与所述第六部分重叠。
单独地或组合地，所述模块化电容器与所述第一连接片和所述第二连接片配合，使得：所述第一连接片的所述平面凸片部与所述第一平面接触表面直接重叠并且电连接；并且所述第二连接片的所述平面凸片部与所述第二平面接触表面直接重叠并且电连接。
单独地或组合地，所述电容器还包括：包含在所述壳体内的有源电容器电介质材料，所述有源电容器电介质材料被配置作为在所述电极之间提供电容的电介质介质；以及设置在有源电容器电介质材料上方的无源材料，所述无源材料对所述电极之间的电容没有显著贡献，并且，所述无源材料设置在所述第一连接片和所述第二连接片与所述有源电容器电介质材料之间。
单独地或组合地，所述无源材料包括热绝缘材料，并且所述无源材料被配置作为所述第一连接片和所述第二连接片的下侧与所述有源电容器电介质材料之间的热绝缘屏障。
单独地或组合地，所述无源材料包括弹性材料，并且所述无源材料机械地耦合在所述第一导电连接焊盘和所述第二导电连接焊盘的所述下侧与所述有源电容器电介质材料之间。
单独地或组合地，所述无源材料包围气隙，并且所述气隙设置在所述第一导电连接焊盘和所述第二导电连接焊盘的下侧与所述有源电容器电介质材料之间。
附图说明
附图中的元件不一定相对于彼此成比例。类似的附图标记表示对应的类似零部件。各种所示实施例的特征可以组合，除非它们彼此排斥。实施例在附图中描绘并在以下的描述中详细描述。
图1包括图1A、图1B和图1C，描绘了根据实施例的模块化电容器。图1A从等距透视图描绘了模块化电容器；图1B描绘了沿着截面线I-I’的模块化电容器；并且图1C描绘了沿着截面线II-II’的模块化电容器。
图2包括图2A、图2B和图2C，描绘了根据实施例的模块化电容器。图2A从等距透视图描绘了模块化电容器；图2B描绘了沿着截面线III-III’的模块化电容器；并且图2C描绘了沿着截面线IV-IV’的模块化电容器。
图3包括图3A和图3B，描绘了根据实施例的模块化电容器。图3A从等距透视图描绘了模块化电容器；图3B描绘了沿着截面线V-V’的模块化电容器。
图4描绘了根据实施例的电子模块。
图5描绘了根据实施例的电子模块的连接片的特写视图。
图6描绘了根据实施例的包括连接到模块化电容器的电子模块的组件。
图7描绘了根据实施例的包括连接到模块化电容器的电子模块的组件。
具体实施方式
本文描述了具有连接特征的电子组件的实施例，所述连接特征有利地在电子模块与模块化电容器之间产生低电感连接。这种低电感连接可以通过使执行开关操作的半导体器件的开关边缘陡峭而不增加开关事件期间的电压和/或电流过冲来带来改进的性能。电子模块包括安装在电路板上的半导体开关器件和横向悬伸超过电路板的边缘侧的连接片。模块化电容器包括外部可接入连接焊盘，外部可接入连接焊盘提供到电容器的内部电极的电接触部的点。电容器的若干特征使得能够在连接片与连接焊盘之间实现低电阻、低电感连接。例如，电容器包括在连接焊盘与有源电容器电介质材料之间提供热绝缘屏障和应力吸收机构两者的特征。结果，可以通过将连接焊盘和连接片焊接在一起而提供电子模块与模块化电容器之间的电连接。这提供了稳定的、低电感的电连接。此外，该组件被配置为使连接到电容器的相对侧的导体的面积重叠最大化。特别地，电子模块的连接片在基部处具有重叠的、十字交叉的构造。此外，电容器的连接焊盘可以被设计为包括一个或多个重叠区域。提供这些重叠中的一个或两个通过使两个导体生成的电磁场彼此补偿而使杂散电感最小化。
参考图1，描绘了根据实施例的电容器100。电容器100包括壳体102。壳体102包围内部体积104，这意味着壳体102至少部分地围绕三维空间。壳体102被配置为保护包含在内部体积104内的有源电容器元件。另外，壳体102可以被配置为电屏蔽包含在内部体积104内的有源电容器元件。为此，壳体102可以包括诸如塑料、陶瓷、环氧树脂等的电绝缘材料、和/或诸如铝、铁等及其合金的金属。
一般而言，壳体102的大小、形状和构造可以变化。在所描绘的实施例中，壳体102具有立方体形状，该立方体形状包括第一侧壁106、第二侧壁108、第三侧壁110和第四侧壁112。第一侧壁106、第二侧壁108、第三侧壁110和第四侧壁112中的每一个以基本上垂直的角度与所述侧壁中的两个其他侧壁相交。更一般地，壳体102可以包括任何数量的侧壁，并且这些侧壁可以以任何非平行的角度彼此相交。此外，例如在圆柱形壳体102的情况下，壳体102可以包括弯曲的侧壁。
电容器100包括设置在壳体102的内部体积104内的有源电容器电介质材料114。有源电容器电介质材料114可以包括各种电介质材料(即，相对介电常数εr至少为1的材料)中的一种或多种。这些材料的示例包括塑料、塑料膜、陶瓷、液体、玻璃、空气、氧化物等。电容器100另外包括设置在壳体102内的内部电极116。内部电极116可以包括各种导电材料中的一种或多种，例如铝、铜、镍等以及其合金。以公知的方式，有源电容器电介质材料114用作内部电极116之间的电介质介质。也就是说，有源电容器电介质材料114被配置为在存在施加的电压的情况下维持内部电极116之间的电场，从而实现能量存储。如图所示，内部电极116和有源电容器电介质材料114具有平行板电容器100构造。更一般地，电容器100可以被配置为使得壳体100内的有源元件具有各种已知电容器构造中的任何一种，例如多层构造、多绕组构造等。此外，电容器100可以被配置为极化电容器(例如，电解电容器)或非极化电容器(例如，膜电容器)。
电容器100包括第一导电连接焊盘118和第二导电连接焊盘120。第一导电连接焊盘118和第二导电连接焊盘120均被配置作为到电容器100的内部电极116的电接触部的外部可接入点。也就是说，第一导电连接焊盘118和第二导电连接焊盘120设置在壳体102的外面，并提供到内部电极116的导电连接。第一导电连接焊盘118和第二导电连接焊盘120可以包括各种导电材料中的一种或多种，例如铝、铜、镍等及其合金。
第一导电连接焊盘118和第二导电连接焊盘120均包括平面接触表面，平面接触表面被配置为通过与对应的平面导体对接来实行电连接。根据实施例，这些平面接触表面基本上平行于壳体102的侧壁中的一个侧壁。更特别地，第一导电连接焊盘118包括基本上平行于壳体102的第一侧壁106的第一平面接触表面122，并且第二导电连接焊盘120包括基本上平行于第一侧壁106的第二平面接触表面124。
根据实施例，第一平面接触表面122和第二平面接触表面124在正交于第一侧壁106的第一方向(D1)上彼此偏移。因此，第一导电连接焊盘118和第二导电连接焊盘120被配置为使得电接触发生在垂直偏移的平面上。在所描绘的实施例中，该偏移使得第二平面接触表面124比第一平面接触表面122更远离第一侧壁106。在这种构造中，第一平面接触表面122和第二平面接触表面124两者都设置在第一侧壁106上方。替代地，第一平面接触表面122和第二平面接触表面124中的至少一个可以设置在第一侧壁106的平面处或下方的平面上。
根据实施例，电容器100包括无源材料125。无源材料125设置在第一导电连接焊盘118和第二导电连接焊盘120的与相应的第一平面接触表面122和第二平面接触表面124相对的下侧与有源电容器电介质材料114之间。因此，有源电容器电介质材料114至少通过无源材料125的区域与第一导电连接焊盘118和第二导电连接焊盘120分离。如图所示，无源材料125取代壳体100的一区段。替代地，电容器100可以被配置为使得第一侧壁106在第一导电连接焊盘118和第二导电连接焊盘120正下方延伸。在这种情况下，无源材料125可以提供在第一侧壁106的上方或下方。
无源材料125被配置为使得其对电容器100的电容没有显著贡献。这意味着无源材料125的布置和/或材料特性被选择为使得无源材料125对电容器100的总电容具有可忽略(例如，小于2％)的影响。关于物理布置，如图所示，无源材料125可以设置在内部电极116之间的区域的外面。因此，无源材料125不影响在施加的电压下在电容器100的内部电极116之间产生的电场。关于材料特性，无源材料125可以包括相对介电常数εr小于有源电容器材料114的相对介电常数εr的电绝缘体。根据实施例，无源材料125的相对介电常数εr不大于有源电容器材料114的相对介电常数εr的一半。
根据实施例，无源材料125被配置作为第一导电连接焊盘118和第二导电连接焊盘120的下侧与有源电容器电介质材料114之间的热绝缘屏障。在该实施例中，第一导电连接焊盘118和第二导电连接焊盘120的下侧通过无源材料125与有源电容器电介质材料114物理地分离。此外，无源材料125包括热绝缘材料。如本文所用，热绝缘材料是指在25℃下具有低于20W·m-1·K-1的热导率的任何材料。示例性热绝缘材料包括塑料(特别是在25℃下具有低于0.5W·m-1·K-1的热导率的PBT塑料)、碳基同素异形体(例如，石墨)和闭孔泡沫材料(例如，)。
根据实施例，无源材料125被配置作为应力吸收机构，应力吸收机构机械地耦合在第一导电连接焊盘118和第二导电连接焊盘120的下侧与有源电容器电介质材料114之间。在该实施例中，无源材料125包括弹性材料。如本文所用，弹性材料是指具有小于或约等于20GPa的弹性模量(即，弹性的模量)的任何材料。示例性弹性材料包括橡胶、塑料(例如，聚乙烯)、碳基同素异形体(例如，石墨)、闭孔泡沫材料(例如，)。
可选地，可以提供一个或多个气隙126。气隙126可以被无源材料125包围(如图所示)。替代地，气隙126可以对应于第一导电连接焊盘118和第二导电连接焊盘120之下的未填充有无源材料125的区域。气隙126可以包含环境空气或另一种气体填充物114。通过包括一个或多个气隙126，电容器100在第一导电连接焊盘118和第二导电连接焊盘120的下侧与有源电容器电介质材料114之间提供了增强的热绝缘能力和增强的应力吸收能力。由于本文所述的原因，这增强了可焊接性。
根据实施例，无源材料125的材料成分可以被选择为具有以下中的至少一个：比有源电容器电介质材料114低的介电常数、比壳体102的弹性模量低的弹性模量、以及比壳体102的热导率低的热导率。
通过根据上述实施例中的一个或多个来配置无源材料125，电容器100有利地非常适合于可焊接性。焊接技术一般地被理解为通过足够的热和/或机械压力将两个分立的金属部件熔合在一起的技术。这些技术可以用于实行模块化电容器的连接焊盘与电子模块的连接片之间的电连接。然而，成本有效并且足够精确以实行可靠电连接的焊接技术需要在焊接期间向熔合的部件施加高度集中的热(例如，1MW/cm2的量级)和/或相当大的机械压力。这种技术的一个示例是所谓的激光焊接技术，激光焊接技术需要将两个配合表面牢固地放置在一起，在它们之间具有零或接近零的间隙，同时激光在熔合位置生成高度集中的热。可以通过将两个配合表面压在一起来实现两个配合表面的具有接近零间隙的放置。通过将无源材料125配置作为热绝缘屏障，电容器100被设计为保护有源电介质材料免受在焊接工艺期间生成的热的损害。通过将无源材料125配置作为应力吸收机构，电容器100被设计为保护有源电容器电介质材料114免受在焊接工艺期间施加的机械压力的损害。
参考图2，描绘了根据另一实施例的电容器100。在该实施例中，电容器100还包括第三导电连接焊盘128和第四导电连接焊盘130，第三导电连接焊盘128和第四导电连接焊盘130均被配置作为到电容器100的内部电极116的电接触部的外部可接入点。因此，如前所述，与第一导电连接焊盘118和第二导电连接焊盘120相比，第三导电连接焊盘128和第四导电连接焊盘130表示到内部电极116的电接触部的替代的/附加的点。
第三导电连接焊盘128和第四导电连接焊盘130均包括基本上平行于第二侧壁108的平面接触表面。更特别地，第三导电连接焊盘128包括基本上平行于第二侧壁108的第三平面接触表面132，并且第四导电连接焊盘130包括基本上平行于第二侧壁108的第四平面接触表面134。
第三导电连接焊盘128和第四导电连接焊盘130在与第二侧壁108正交的第二方向D2上彼此偏移。因此，第三导电连接焊盘128和第四导电连接焊盘130相对于第二侧壁108的偏移可以类似于第一导电连接焊盘118和第二导电连接焊盘120相对于第一侧壁106的偏移。
根据实施例，电容器100包括金属的至少一个连续区段，所述至少一个连续区段环绕第一侧壁106与第二侧壁108之间的相交部，并在每个侧壁上提供导电连接焊盘。如本文所用，“环绕”意味着金属的连续区段直接设置在两个相交表面之上，并且包括改变取向以产生沿不同平面延伸的两个平面表面的角度或弯曲。“环绕”的区段不一定需要金属的连续区段与表面之间的直接接触。
在图2所描绘的实施例中，电容器100包括金属的第一连续区段136，金属的第一连续区段136环绕第一侧壁106与第二侧壁108之间的相交部。在这种构造中，第一导电连接焊盘118和第三导电连接焊盘128由单一件金属提供。金属的第一连续区段136包括第一接触表面122和第三接触表面132。对应地，电容器100包括金属的第二连续区段138，金属的第二连续区段138环绕第一侧壁106与第二侧壁108之间的相交部。金属的第二连续区段138包括第二接触表面124和第四接触表面134。
参考图3，描绘了根据另一实施例的电容器100。在该实施例中，金属的第一连续区段136的部分和金属的第二连续区段138的部分彼此直接重叠。如图3所示，第二连续区段138的一部分直接设置在第一连续区段136的一部分的上方。
根据实施例，第一连续区段136和第二连续区段138的直接重叠的区域以两个或更多个不同的平面取向出现。例如，在图3的实施例中，第一连续区段136包括第一部分140、第二部分142和第三部分144，第二连续区段138包括第四部分146、第五部分148和第六部分150，并且在这些区段之间发生重叠。更特别地，第一部分140与第四部分146重叠，第二部分142与第五部分148重叠，并且第三部分144与第六部分150重叠。如图所示，第一部分140和第四部分146可以通过无源材料125彼此分离，第二部分142和第五部分148以及第三部分144和第六部分150也可以通过无源材料125彼此分离。第一部分140和第二部分142彼此形成成角度的相交部，例如如图所描绘的大约90度，并且第二部分142和第三部分144彼此形成成角度的相交部，例如如图所描绘的大约90度。类似地，第四部分146和第五部分148彼此形成成角度的相交部，例如如图所描绘的大约90度，并且第五部分148和第六部分150彼此形成成角度的相交部，例如如图所描绘的大约90度。
如参考图3所述的重叠的接触焊盘设计的一个优点是增强的弹簧效应。通过将连接焊盘配置为包括多个成角度的弯曲和/或逆行形状，连接焊盘在存在机械压力的情况下充当弹簧。因此，由于上述原因，这种设计对于连接焊盘的可焊接性是有益的，因为其减轻了施加到有源电容器电介质材料114的机械压力。
如参考图3所述的重叠的接触焊盘设计的另一个优点是连接到电容器100的相对电极的两个导电元件之间的重叠面积增加。当电容器100通过电流充电和放电时，在直接重叠的区域中发生磁场补偿。结果是与并排设计相比，寄生杂散电感减小。
更一般地，通过将第一连续区段136和第二连续区段138配置为均具有环绕形状和/或通过将第一连续区段136和第二连续区段138配置为在一个、两个或更多个不同平面上彼此重叠，可以获得上述机械和电益处。环绕形状是指改变方向超过90度的任何形状，例如C形、S形、U形等。
参考图4，描绘了根据实施例的电子模块200。一般而言，电子模块是指具有基板的任何装置，该基板被配置为容纳多个电子部件(例如，半导体芯片、无源器件等)，并且促进这些元件之间的电连接。基板可以由诸如DCB、AMD、IMS等的电绝缘体形成。
在所描绘的实施例中，电子模块200包括预制基板202，预制基板202被设计为与各种其他特征(例如，信号连接器、框架连接器等)组合，以提供完整的电子组件。电子模块200包括第一连接片208和第二连接片210。第一连接片208和第二连接片210是导电材料(例如，诸如铜或铝的金属)的平面凸片。第一连接片208和第二连接片210可以通过直接放置在基板202的顶部上的导电布线结构(未示出)而被电接入。半导体功率开关器件(例如，IGBT)可以安装在指定芯片区域204中的这些布线结构上。结果，半导体功率开关器件的端子可以经由第一连接片208和第二连接片210被电接入。电子模块200可以与电路板(例如，商业上可获得的PCB)组合，该电路板包括专用电路和无源部件(例如，电容器、电感器等)。电路板可以提供在电子模块的顶部上。在实施例中，电子模块在顶表面处提供接触引脚，电路板可以安装到该接触引脚上并且因此导电地连接。
参考图5，描绘了根据实施例的用于具有十字交叉和重叠构造的电子模块200的第一连接片208和第二连接片210的特写视图。在该实施例中，第一连接片208和第二连接片210均包括平面基部216和平面凸片部214。第一连接片208和第二连接片210的基部216设置在电路板202之上并且附接到电路板202。第一连接片208和第二连接片210的基部216彼此直接重叠。具体地，第一连接片208的平面基部216直接设置在第二连接片210的平面基部216上方。第一连接片208和第二连接片210的凸片部214横向地悬伸超过电子模块200的外边缘侧212，并且因此提供外部可接入的接触表面。
第一连接片208和第二连接片210的十字交叉和重叠构造有利地减轻了电子模块200与外部电容器之间的电连接中的寄生效应。具体地，在可以表示连接片的显著面积百分比(例如，50％或更多)的重叠的基部区域中，电磁场彼此补偿，这减轻了寄生杂散电感。
参考图6，描绘了根据实施例的包括电子模块200和电容器100的组件300。在该实施例中，第一连接片208和第二连接片210可以具有如前所述的十字交叉和重叠构造。在组件300中，模块化电容器100与第一连接片208和第二连接片210配合，使得连接焊盘电连接到第一连接片208和第二连接片210。通过两个元件之间的直接接触来提供模块化电容器100与连接片之间的电连接。根据实施例，可以通过将电容器100的连接焊盘与第一连接片208和第二连接片210焊接在一起而产生该电连接。
在图6的实施例中，模块化电容器100与模块200的第一连接片208和第二连接片210配合，使得第一连接片208的平面凸片部214与第一连接焊盘118的第一平面接触表面122直接重叠并且电连接，并且使得第二连接片210的平面凸片部214与第二连接焊盘120的第二平面接触表面124直接重叠并且电连接。因此，在该实施例中，电容器100被定向为使得第一导电连接焊盘118和第二导电连接焊盘120提供与第一连接片208和第二连接片210的电连接。
在图6的实施例中，除了上述电连接之外，组件300还包括在模块200的连接片与电容器100的连接焊盘之间的附加的配合。这些附加的配合可以对应于在电容器100中提供的另外的电容器结构与在模块200上提供的附加电路之间的单独的连接。替代地，这些配合可以是连接到电容器100的相同的两个内部电极的添加的连接。
参考图7，描绘了根据另一实施例的包括电子模块200和电容器100的组件300。在组件300中，模块化电容器100与第一连接片208和第二连接片210配合，使得连接焊盘电连接到第一连接片208和第二连接片210。与图6的实施例不同，电容器100被旋转，使得在电容器100的不同侧处发生电连接。在该实施例中，模块化电容器100被配置为包括如参考图2所描述的第三导电连接焊盘128和第四导电连接焊盘130。模块化电容器100与第一连接片208和第二连接片210配合，使得第一连接片208的平面凸片部214与第三连接焊盘128的第三平面接触表面132直接重叠并且电连接，并且使得第二连接片210的平面凸片部214与第四连接焊盘130的第四平面接触表面134直接重叠并且电连接。因此，在该实施例中，电容器100被定向为使得第三导电连接焊盘128和第四导电连接焊盘130提供与第一连接片208和第二连接片210的电连接。
如图6和图7所示，在电容器100的两个不同侧壁上提供电接触部的外部可接入点有利地提供了组件300的空间占用区的多功能性。通过允许电容器100在两个不同的位置旋转，组件300的占用区可以适于满足不同的空间限制。
在第一导电连接焊盘118与第二导电连接焊盘120之间和/或在第三导电连接焊盘128与第四导电连接焊盘130之间提供高度偏移的一个优点是增强了与具有连接片的十字交叉和重叠构造的电子模块200的兼容性。高度偏移允许第一连接片208和第二连接片210中的每一个形成为使得每个连接片的平面基部216和平面凸片部214沿着单一平面延伸，并且使得两个连接片的基部216彼此垂直重叠。因此，可以获得关于寄生电感的上述优点，同时具有形成成本低廉且具有低电阻的连接片。
本文使用的术语“基本上”涵盖与指定要求的绝对一致性，以及由于制造工艺变化、组件300和可能导致与设计目标偏离的其他因素而与要求的绝对一致性的微小偏离。假设偏离在工艺公差内以便实现实际一致性，并且本文所述的部件能够根据应用要求起作用，则术语“基本上”涵盖这些偏离中的任何偏离。
如本文所使用的术语“电连接”、“直接电连接”等描述电连接元件之间的永久低阻抗连接，例如相关元件之间的直接接触或经由金属和/或高掺杂半导体的低阻抗连接。
为了便于描述，使用诸如“在…下”、“在…下方”、“下部”、“在…之上”、“上部”等的空间相对术语来解释一个元件相对于第二元件的定位。这些术语旨在涵盖除了与图中所描绘的那些取向不同的取向之外的器件的不同取向。此外，诸如“第一”、“第二”等术语也用于描述各种元件、区域、区段等，并且也不旨在是限制性的。在整个说明书中，类似的术语指类似的元件。
如本文所用，术语“具有”、“包含”、“包括”等是开放式术语，其指示所陈述的元件或特征的存在，但不排除附加的元件或特征。冠词“一”和“所述”旨在包括复数以及单数，除非上下文另有明确指示。
考虑到上述变化和应用的范围，应当理解，本发明不受前面的描述限制，也不受附图限制。相反，本发明仅由所附权利要求及其合法等同物来限制。

Claims (19)

1.一种电容器，包括：
电绝缘壳体，所述电绝缘壳体包围内部体积；
第一导电连接焊盘和第二导电连接焊盘，所述第一导电连接焊盘和所述第二导电连接焊盘均被配置作为到设置在所述壳体内的所述电容器的内部电极的电接触部的外部可接入点；
有源电容器电介质材料，所述有源电容器电介质材料设置在所述壳体内并且被配置作为所述内部电极之间的电介质介质；以及
无源材料，所述无源材料设置在所述第一导电连接焊盘和所述第二导电连接焊盘的下侧与所述有源电容器电介质材料之间，所述第一导电连接焊盘和所述第二导电连接焊盘的所述下侧与相应的所述第一平面接触表面和所述第二平面接触表面相对，
其中，所述无源材料对所述电容器的电容没有显著贡献，
其中，所述第一导电连接焊盘包括基本上平行于所述壳体的第一侧壁的第一平面接触表面，
其中，所述第二导电连接焊盘包括基本上平行于所述第一侧壁的第二平面接触表面，并且
其中，所述第一平面接触表面和所述第二平面接触表面在正交于所述第一侧壁的方向上彼此偏移。
2.根据权利要求1所述的电容器，其中，所述无源材料包括热绝缘材料，并且其中，所述无源材料被配置作为所述第一导电连接焊盘和所述第二导电连接焊盘的所述下侧与所述有源电容器电介质材料之间的热绝缘屏障。
3.根据权利要求1所述的电容器，其中，所述无源材料包括弹性材料，并且其中，所述无源材料机械地耦合在所述第一导电连接焊盘和所述第二导电连接焊盘的所述下侧与所述有源电容器电介质材料之间。
4.根据权利要求1所述的电容器，其中，所述电容器包括在所述第一导电连接焊盘和所述第二导电连接焊盘的所述下侧与所述有源电容器电介质材料之间的气隙。
5.根据权利要求1所述的电容器，其中，所述电容器包括：
金属的第一连续区段，所述第一连续区段环绕所述第一侧壁与所述第二侧壁之间的相交部，并且包括所述第一平面接触表面和第三平面接触表面；以及
金属的第二连续区段，所述第二连续区段环绕所述第一侧壁与所述第二侧壁之间的所述相交部，并且包括所述第二平面接触表面和第四平面接触表面。
6.根据权利要求5所述的电容器，其中，金属的所述第一连续区段的部分和金属的所述第二连续区段的部分彼此直接重叠。
7.根据权利要求6所述的电容器，其中，所述第一连续区段包括第一部分、第二部分和第三部分，所述第一部分和所述第二部分彼此形成成角度的相交部，所述第二部分和所述第三部分彼此形成成角度的相交部，其中，所述第二连续区段包括第四部分、第五部分和第六部分，所述第四部分和所述第五部分彼此形成成角度的相交部，所述第五部分和所述第六部分彼此形成成角度的相交部，其中，所述第一部分与所述第四部分重叠，所述第二部分与所述第五部分重叠，并且所述第三部分与所述第六部分重叠。
8.一种组件，包括：
电子模块，所述电子模块包括：
电绝缘基板；
多个电子部件，所述多个电子部件安装在所述电绝缘基板上；以及
第一连接片和第二连接片，所述第一连接片和第二连接片均连接到所述一个或多个电子部件的一个或多个端子，
其中，所述第一连接片和所述第二连接片均包括平面基部和平面凸片部，
其中，所述第一连接片的所述平面基部和所述第二连接片的所述平面基部彼此直接重叠，并且
其中，所述第一连接片的所述平面凸片部和所述第二连接片的所述平面凸片部彼此横向间隔开，并且悬伸超过所述电子模块的外边缘侧，以及
模块化电容器，所述模块化电容器包括：
电绝缘壳体，所述电绝缘壳体包围内部体积；
连接焊盘，所述连接焊盘被配置作为到设置在所述壳体内的所述模块化电容器的内部电极的电接触部的外部可接入点，并且
其中，所述模块化电容器与所述第一连接片和所述第二连接片配合，使得所述连接焊盘中的两个连接焊盘电连接到所述第一连接片和所述第二连接片，其中，所述两个连接焊盘彼此偏移。
9.根据权利要求8所述的组件，其中，所述连接焊盘包括第一导电连接焊盘和第二导电连接焊盘，所述第一导电连接焊盘和所述第二导电连接焊盘均被配置作为到所述模块化电容器的所述内部电极的电接触部的外部可接入点，其中，所述第一导电连接焊盘包括基本上平行于所述壳体的第一侧壁的第一平面接触表面，其中，所述第二导电连接焊盘包括基本上平行于所述第一侧壁的第二平面接触表面，并且其中，所述第一平面接触表面和所述第二平面接触表面在正交于所述第一侧壁的方向上彼此偏移。
10.根据权利要求9所述的组件，其中，所述壳体包括以非平行角度与所述第一侧壁相交的第二侧壁，其中，所述连接焊盘还包括第三导电连接焊盘和第四导电连接焊盘，所述第三导电连接焊盘和所述第四导电连接焊盘均被配置作为到所述模块化电容器的所述内部电极的电接触部的外部可接入点，其中，所述第三导电连接焊盘包括设置在所述第二侧壁之上并且基本上平行于所述第二侧壁的第三平面接触表面，其中，所述第四导电连接焊盘包括设置在所述第二侧壁之上并且基本上平行于所述第二侧壁的第四平面接触表面，并且其中，所述第三平面接触表面和所述第四平面接触表面在正交于所述第二侧壁的方向上彼此偏移。
11.根据权利要求10所述的组件，其中，所述模块化电容器与所述第一连接片和所述第二连接片配合，使得：
所述第一连接片的所述平面凸片部与所述第三平面接触表面直接重叠并且电连接；并且
所述第二连接片的所述平面凸片部与所述第四平面接触表面直接重叠并且电连接。
12.根据权利要求9所述的组件，其中，所述模块化电容器包括：
金属的第一连续区段，所述第一连续区段环绕所述第一侧壁与所述第二侧壁之间的相交部，并且包括所述第一平面接触表面和第三平面接触表面；以及
金属的第二连续区段，所述第二连续区段环绕所述第一侧壁与所述第二侧壁之间的所述相交部，并且包括所述第二平面接触表面和第四平面接触表面，并且
其中，金属的所述第一连续区段的部分和金属的所述第二连续区段的部分彼此直接重叠。
13.根据权利要求12所述的组件，其中，所述第一连续区段包括第一部分、第二部分和第三部分，所述第一部分和所述第二部分彼此形成成角度的相交部，所述第二部分和所述第三部分彼此形成成角度的相交部，其中，所述第二连续区段包括第四部分、第五部分和第六部分，所述第四部分和所述第五部分彼此形成成角度的相交部，所述第五部分和所述第六部分彼此形成成角度的相交部，其中，所述第一部分与所述第四部分重叠，所述第二部分与所述第五部分重叠，并且所述第三部分与所述第六部分重叠。
14.根据权利要求9所述的组件，其中，所述模块化电容器与所述第一连接片和所述第二连接片配合，使得：
所述第一连接片的所述平面凸片部与所述第一平面接触表面直接重叠并且电连接；并且
所述第二连接片的所述平面凸片部与所述第二平面接触表面直接重叠并且电连接。
15.根据权利要求14所述的组件，其中，所述模块化电容器还包括：
有源电容器电介质材料，所述有源电容器电介质材料包含在所述壳体内，所述有源电容器电介质材料被配置作为在所述电极之间提供电容的电介质介质；以及
无源材料，所述无源材料设置在有源电容器电介质材料上方，其中，所述无源材料对所述电极之间的电容没有显著贡献，并且
其中，所述无源材料设置在所述第一连接片和所述第二连接片与所述有源电容器电介质材料之间。
16.根据权利要求15所述的组件，其中，所述无源材料包括热绝缘材料，并且其中，所述无源材料被配置作为所述第一连接片和所述第二连接片的所述下侧与所述有源电容器电介质材料之间的热绝缘屏障。
17.根据权利要求15所述的组件，其中，所述无源材料包括弹性材料，并且其中，所述无源材料机械地耦合在所述第一导电连接焊盘和所述第二导电连接焊盘的所述下侧与所述有源电容器电介质材料之间。
18.根据权利要求15所述的组件，其中，所述模块化电容器包括设置在所述第一导电连接焊盘和所述第二导电连接焊盘的所述下侧与所述有源电容器电介质材料之间的气隙。
19.一种电容器，包括：
电绝缘壳体，所述电绝缘壳体包围内部体积；
第一导电连接焊盘、第二导电连接焊盘、第三导电连接焊盘和第四导电连接焊盘，所述第一导电连接焊盘、所述第二导电连接焊盘、所述第三导电连接焊盘和所述第四导电连接焊盘均被配置作为到设置在所述壳体内的所述电容器的内部电极的电接触部的外部可接入点；以及
有源电容器电介质材料，所述有源电容器电介质材料设置在所述壳体内并且被配置作为所述内部电极之间的电介质介质，
其中，所述第一导电连接焊盘包括基本上平行于所述壳体的第一侧壁的第一平面接触表面，
其中，所述第二导电连接焊盘包括基本上平行于所述第一侧壁的第二平面接触表面，
其中，所述第一平面接触表面和所述第二平面接触表面在正交于所述第一侧壁的方向上彼此偏移，
其中，所述壳体包括以非平行角度与所述第一侧壁相交的第二侧壁，
其中，所述第三导电连接焊盘包括基本上平行于所述第二侧壁的第三平面接触表面，
其中，所述第四导电连接焊盘包括基本上平行于所述第二侧壁的第四平面接触表面，并且
其中，所述第一平面接触表面和所述第二平面接触表面在正交于所述第二侧壁的方向上彼此偏移。
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