CN206441635U - 一种用二氧化硅薄膜作为介电层的陶瓷电容器 - Google Patents

Abstract

一种用二氧化硅薄膜作为介电层的陶瓷电容器，包括防护层和设于防护层内部的左侧、右侧、下方和上方的左集电板、右集电板、下防护板和上防护板，所述下防护板和上防护板之间设有若干层介电层，所述下防护板与介电层之间、介电层与介电层之间、以及介电层和上防护板之间的空间内交错设置有第一电极板和第二电极板，所述第一电极板和第二电极板的表面积均小于介电层的表面积，所述左集电板与第一电极板电连接，所述右集电板与第二电极板电连接，所述左集电板和右集电板上分别电连接有第一引出片和第二引出片，所述第一引出片、第二引出片分别穿出防护层与电源的正负极相连接。采用上述结构后，其有益效果是：电容量大，且能满足工作电压的要求。

Description

一种用二氧化硅薄膜作为介电层的陶瓷电容器

技术领域

本实用新型属于电容器领域，具体的说，是关于一种用二氧化硅薄膜作为介电层的陶瓷电容器。

背景技术

I类陶瓷介质电容器，我国标准划为CC系列陶瓷介质电容器，这类电容器的特点如陈永真编著的《电容器及其应用》(科学出版社，2005年10月，58～60页)一书中所描述的，这类介质极其稳定，温度系数极低，而且不会出现老化现象，损耗因素不受电压、频率、温度和时间的影响，电容量几乎不随温度变化，也几乎不随频率变化，这类介质的介电常数不高，但介电强度较高。这类介质的电容器非常适用高频率功率工况，如工业上高频感应加热的高频功率振荡、高频无线发射等场合，也适用于对电容量及其他参数的稳定性有严格要求的定时、振荡电路的工作环境。这类电容器的缺点是，它们所使用的陶瓷介质的介电常数均较小，一般都不超过100。因此I类陶瓷介质电容器的电容量通常较小，但技术的发展迫切要求这类电容器在保持一定的工作电压下，能较大地提高电容量。然而，通常情况下，电容器的介电层厚度减薄后，其耐电压能力将下降，即电容器的工作电压将降低，影响电容器正常工作。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电容量大、且可在要求的工作电压范围内正常工作的用二氧化硅薄膜作为介电层的陶瓷电容器，以克服现有的I类陶瓷介质电容器的电容量较小的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种用二氧化硅薄膜作为介电层的陶瓷电容器，包括壳体和设于壳体内的电容器元件，所述壳体为一防护层，所述电容器元件包括设于左侧、右侧、下方和上方的左集电板、右集电板、下防护板和上防护板，所述下防护板和上防护板之间设有若干层介电层，所述下防护板、介电层、上防护板构成一蛇形结构，所述下防护板与介电层之间、介电层与介电层之间、以及介电层和上防护板之间的空间内交错设置有第一电极板和第二电极板，所述第一电极板和第二电极板的表面积均小于介电层的表面积，以防止第一电极板与第二电极板之间窜电。

所有第一电极板的左端面与所有介电层的左端面齐平，并且与所述左集电板连接，使得所述左集电板与所述第一电极板电连接，所述左集电板上还电连接有第一引出片，所述第一引出片穿出防护层与电源相连接。

所有第二电极板的右端面与所有介电层的右端面齐平，并且与所述右集电板连接，使得所述右集电板与所述第二电极板电连接，所述右集电板上电连接有第二引出片，所述第二引出片穿出防护层与电源相连接。电容器充电时，第一引出片和第二引出片分别与电源的正负极相连接。

根据本实用新型，所述介电层为二氧化硅薄膜，厚度为3nm～2μm，可通过射频磁控溅射方法沉积到第一电极板和第二电极板上。

根据本实用新型，所述第一电极板和第二电极板为铝板、镁合金板或石墨板，厚度为3nm～8μm，可用磁控溅射方法沉积到下防护板或介电层上。

根据本实用新型，所述左集电板、右集电板为铝板、镁合金板或石墨板，厚度为15nm～30μm，可用磁控溅射或离子镀的方法沉积到电极板与介电层齐平的端面上。

根据本实用新型，所述第一引出片和第二引出片为铝片、铜片或镍片，厚度为0.3mm～1.5mm。

进一步的，所述第一引出片和第二引出片分别与左集电板和右集电板通过导电胶电连接。

根据本实用新型，所述上防护板和下防护板为二氧化硅薄膜，厚度为20nm～1μm，可用射频磁控溅射方法沉积制得。

根据本实用新型，所述防护层为氮化硅薄膜或环氧树脂漆涂层，厚度为30nm～1.5mm。

进一步的，所述防护层设于左集电板、右集电板、上防护板和下防护板的外表面。

本实用新型是用二氧化硅薄膜作为介质的I类陶瓷介质电容器，其有益效果是：

(1)其两电极板之间的距离小，可以较大地增大电容量；而且，二氧化硅薄膜作为介电层能满足工作电压的要求，因此制备获得的I类陶瓷介质电容器能够满足技术发展的要求；

(2)依然保持I类陶瓷介质电容器的高频功率等特性；

(3)由于电容量增大，具备少量的储电能力，可用作高频脉冲电源；

(4)第一电极板和第二电极板的表面积均小于介电层的表面积，可以防止第一电极板与第二电极板之间窜电，安全性能好；

(5)左集电板、右集电板、上防护板和下防护板的外表面均包覆有防护层，其安全性能好。

附图说明

图1为本实用新型的用二氧化硅薄膜作为介电层的陶瓷电容器的纵剖面示意图。

图2为本实用新型的橫剖面(示出第一电极板)示意图。

图3为本实用新型的橫剖面(示出第二电极板)示意图。

图号：1.第一引出片；2.壳体；3.左集电板；4.上防护板；5.下防护板；6.第一电极板；7.介电层；8第二电极板；9.右集电板；10.第二引出片。

具体实施方式

以下结合具体附图，对本实用新型的用二氧化硅薄膜作为介电层的陶瓷电容器进一步详细说明。

本实用新型的第一个实施例，如图1和图2和图3所示，一种用二氧化硅薄膜作为介电层的陶瓷电容器，包括壳体2和设于壳体2内的电容器元件，所述壳体2为一防护层，所述电容器元件包括设于左侧和右侧的左集电板3、右集电板9，以及设于下方和上方的下防护板5、上防护板4，所述下防护板5和上防护板4之间设有若干层介电层7，所述下防护板5、介电层7、上防护板4构成一蛇形结构，所述下防护板5与介电层7之间、介电层7与介电层7之间、以及介电层7和上防护板4之间的空间内交错设置有第一电极板6和第二电极板8，所述第一电极板6和第二电极板8的表面积均小于介电层7的表面积，以防止第一电极板6与第二电极板8之间窜电，所有第一电极板8的左端面与所有介电层7的左端面齐平，并且与所述左集电板3连接，使得所述左集电板3与所述第一电极板6电连接，所述左集电板3上还电连接有第一引出片1，所述第一引出片1穿出防护层与电源相连接；所有第二电极板8的右端面与所有介电层7的右端面齐平，并且与所述右集电板9连接，使得所述右集电板9与所述第二电极板8电连接，所述右集电板9上电连接有第二引出片10，所述第二引出片10穿出防护层与电源相连接。电容器充电时，第一引出片1和第二引出片10分别与电源的正负极相连接。

所述介电层7为二氧化硅薄膜，厚度为3nm，用射频磁控溅射方法沉积到第一电极板6及第二电极板8上，第一电极板6和第二电极板8的形状不同，介电层7形状也有所不同。

所述第一电极板6和第二电极板8为铝板，厚度为3nm，用磁控溅射方法沉积到下防护板5或介电层7上。

所述左集电板3、右集电板9为铝板，厚度为15nm，用磁控溅射的方法沉积到电极板与介电层7齐平的端面上。

所述第一引出片1、第二引出片10为铝片，厚度为0.3mm，用导电胶将第一引出片1和第二引出片10分别电连接在左集电板3和右集电板9上。

所述上防护板4和下防护板5均是二氧化硅薄膜，厚度为20nm，用射频磁控溅射方法沉积到电极板上或底部基板(沉积完成后，将底部基板除去)上。

所述防护层为氮化硅薄膜，厚度为30nm，采用等离子增强化学气相沉淀的方法包覆在左集电板、右集电板、上防护板和下防护板的外表面上，形成外壳。

本实用新型的用二氧化硅薄膜作为介电层的陶瓷电容器可用于交直流电路，工作电压可达3伏，工作环境温度为-55℃～+135℃。

本实用新型的第二个实施例，如图1、图2、和图3所示，一种用二氧化硅薄膜作为介电层的陶瓷电容器，包括壳体2和设于壳体2内的电容器元件，所述壳体2为一防护层，所述电容器元件包括设于左侧和右侧的左集电板3、右集电板9，以及设于下方和上方的下防护板5、上防护板4，所述下防护板5和上防护板4之间设有若干层介电层7，所述下防护板5、介电层7、上防护板4构成一蛇形结构，所述下防护板5与介电层7之间、介电层7与介电层7之间、以及介电层7和上防护板4之间的空间内交错设置有第一电极板6和第二电极板8，所述第一电极板6和第二电极板8的表面积均小于介电层7的表面积，以防止第一电极板6与第二电极板8之间窜电，所有第一电极板8的左端面与所有介电层7的左端面齐平，并且与所述左集电板3连接，使得所述左集电板3与所述第一电极板6电连接，所述左集电板3上还电连接有第一引出片1，所述第一引出片1穿出防护层与电源相连接；所有第二电极板8的右端面与所有介电层7的右端面齐平，并且与所述右集电板9连接，使得所述右集电板9与所述第二电极板8电连接，所述右集电板9上电连接有第二引出片10，所述第二引出片10穿出防护层与电源相连接。电容器充电时，第一引出片1和第二引出片10分别与电源的正负极相连接。

所述介电层7为二氧化硅薄膜，厚度为800nm，用射频磁控溅射方法沉积到第一电极板6及第二电极板8上，第一电极板6和第二电极板8的形状不同，介电层7的形状也有所不同。

所述第一电极板6和第二电极板8是镁合金板，厚度为5μm，用磁控溅射的方法沉积到介电层7上。

所述左集电板3和右集电板9是镁合金板，厚度为12μm，用磁控溅射的方法沉积到第一电极板6、第二电极板8与介电层7齐平的端面上。

所述第一引出片1和第二引出片10为铜片，厚度为1mm，用导电胶将第一引出片1和第二引出片10分别电连接在左集电板3和右集电板9上。

所述上防护板4、下防护板5均是二氧化硅薄膜，厚度为600nm，用射频磁控溅射方法沉积到电极板上或底部基板(沉积完成后，将底部基板除去)上。

所述防护层是氮化硅薄膜，厚度为800nm，采用等离子增强化学气相沉淀的方法包覆在左集电板、右集电板、上防护板和下防护板的外表面上，形成外壳。

本实用新型的用二氧化硅薄膜作为介电层的陶瓷电容器可用于交直流电路，工作电压可达600伏，工作环境温度为-55℃～+135℃。

本实用新型的第三个实施例，如图1、图2、和图3所示，一种用二氧化硅薄膜作为介电层的陶瓷电容器，包括壳体2和设于壳体2内的电容器元件，所述壳体2为一防护层，所述电容器元件包括设于左侧和右侧的左集电板3、右集电板9，以及设于下方和上方的下防护板5、上防护板4，所述下防护板5和上防护板4之间设有若干层介电层7，所述下防护板5、介电层7、上防护板4构成一蛇形结构，所述下防护板5与介电层7之间、介电层7与介电层7之间、以及介电层7和上防护板4之间的空间内交错设置有第一电极板6和第二电极板8，所述第一电极板6和第二电极板8的表面积均小于介电层7的表面积，以防止第一电极板6与第二电极板8之间窜电，所有第一电极板8的左端面与所有介电层7的左端面齐平，并且与所述左集电板3连接，使得所述左集电板3与所述第一电极板6电连接，所述左集电板3上还电连接有第一引出片1，所述第一引出片1穿出防护层与电源相连接；所有第二电极板8的右端面与所有介电层7的右端面齐平，并且与所述右集电板9连接，使得所述右集电板9与所述第二电极板8电连接，所述右集电板9上电连接有第二引出片10，所述第二引出片10穿出防护层与电源相连接。电容器充电时，第一引出片1和第二引出片10分别与电源的正负极相连接。

所述介电层7为二氧化硅薄膜，厚度为2μm，用射频磁控溅射方法沉积到第一电极板6及第二电极板8上，第一电极板6和第二电极板8的形状不同，介电层7的形状也有所不同。

所述第一电极板6和第二电极板8是镁合金板，厚度为8μm，用磁控溅射的方法沉积到介电层7上。

所述左集电板3和右集电板9是石墨板，厚度为30μm，分别用磁控溅射的方法沉积到第一电极板6与介电层7齐平的端面上以及沉积到第二电极板8与介电层7齐平的端面上。

所述第一引出片1和第二引出片10为镍片，厚度为1.5mm，用导电胶将第一引出片1和第二引出片10分别电连接在左集电板3和右集电板9上。

所述上防护板4、下防护板5均是二氧化硅薄膜，厚度为1μm，用射频磁控溅射方法沉积到电极板上或底部基板(沉积完成后，将底部基板除去)上。

所述防护层为环氧树脂漆涂层，厚度为1.5mm，采用喷涂方法包覆在左集电板、右集电板、上防护板和下防护板的外表面上，形成外壳。

本实用新型的用二氧化硅薄膜作为介电层的陶瓷电容器可用于交直流电路，工作电压可达1500伏，工作环境温度为-55℃～+135℃。

本实用新型的用二氧化硅薄膜作为介电层的陶瓷电容器可用于要求较大电容量的高频功率震荡、高频无线发射等应用的高频功率电容器和对电容量及稳定性有严格要求的定时、震荡电路工作环境，该电容器还具备一定的储电功能，可用作高频脉冲电源。

Claims (9)

1.一种用二氧化硅薄膜作为介电层的陶瓷电容器，其特征在于，包括壳体和设于壳体内的电容器元件，所述壳体为一防护层，所述电容器元件包括设于左侧、右侧、下方和上方的左集电板、右集电板、下防护板和上防护板，所述下防护板和上防护板之间设有若干层介电层，所述下防护板、介电层、上防护板构成一蛇形结构，所述下防护板与介电层之间、介电层与介电层之间、以及介电层和上防护板之间的空间内交错设置有第一电极板和第二电极板，所述第一电极板和第二电极板的表面积均小于介电层的表面积；

所有第一电极板的左端面与所有介电层的左端面齐平，并且与所述左集电板连接，所述左集电板上还电连接有第一引出片，所述第一引出片穿出防护层与电源相连接；

所有第二电极板的右端面与所有介电层的右端面齐平，并且与所述右集电板连接，所述右集电板上电连接有第二引出片，所述第二引出片穿出防护层与电源相连接；

所述介电层为二氧化硅薄膜。

2.如权利要求1所述的用二氧化硅薄膜作为介电层的陶瓷电容器，其特征在于，所述介电层的厚度为3nm～2μm。

3.如权利要求1所述的用二氧化硅薄膜作为介电层的陶瓷电容器，其特征在于，所述第一电极板和第二电极板为铝板、镁合金板或石墨板，厚度为3nm～8μm。

4.如权利要求1所述的用二氧化硅薄膜作为介电层的陶瓷电容器，其特征在于，所述左集电板、右集电板为铝板、镁合金板或石墨板，厚度为15nm～30μm。

5.如权利要求1所述的用二氧化硅薄膜作为介电层的陶瓷电容器，其特征在于，所述第一引出片和第二引出片为铝片、铜片或镍片，厚度为0.3mm～1.5mm。

6.如权利要求5所述的用二氧化硅薄膜作为介电层的陶瓷电容器，其特征在于，所述第一引出片和第二引出片分别与左集电板和右集电板通过导电胶电连接。

7.如权利要求1所述的用二氧化硅薄膜作为介电层的陶瓷电容器，其特征在于，所述上防护板和下防护板为二氧化硅薄膜，厚度为20nm～1μm。

8.如权利要求1所述的用二氧化硅薄膜作为介电层的陶瓷电容器，其特征在于，所述防护层为氮化硅薄膜或环氧树脂漆涂层，厚度为30nm～1.5μm。

9.如权利要求1-8任一项所述的用二氧化硅薄膜作为介电层的陶瓷电容器，其特征在于，所述防护层设于左集电板、右集电板、上防护板和下防护板的外表面。