CN1539151A - 具有用导电聚合物分隔的铝电极的叠层电容器 - Google Patents

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Abstract

本发明的电容器具有连接电容器第一电端子的多层铝箔以及连接电容器第二电端子的另外多层铝箔。通过聚合物如导电有机聚合物分隔铝箔层，以使每层聚合物将连接第一电端子的铝箔层与连接第二端子的铝箔层物理分隔开。在一些这种实施例里可蚀刻铝箔以提供更大的表面积和电容，也可氧化以形成介质层。

Description

具有用导电聚合物分隔的铝电极的叠层电容器
发明领域
本发明一般涉及电子电容器，具体涉及使用铝和聚合物的薄片叠层电容器。
背景技术
电子电路常常包括用于各种目的如滤波、旁路、电源退耦、以及执行其它功能的电容器。当用物理上接近集成电路放置的电容器对提供给集成电路的电源滤波时，高速数字集成电路如处理器和计算机芯片集特别典型地处于最佳运行。
这种电源退耦电容器的功能是消除施加到集成电路的电压中的不规则，并因此为集成电路提供更理想的电源电压。
通过将退耦电容器放置在集成电路附近，使寄生阻抗如印刷电路板路径电阻或电感最小化，获得从退耦电容器到集成电路便易和有效的能量传输。出于相同的目的也期望电容器自身中的串联电阻和电感最小化，并得到更有效和理想的退耦或旁路电容器。
电容器的内部串联电阻典型已知为等效串联电阻，或ESR。同样地，内部串联电感已知为等效串联电感，或ESL。这些参数对于给定电容器都可被测量，并且也属于用于选定如集成电路电源退耦应用的电容器的基本标准。
过去最小化ESL和ESR的努力包括的解决办法：譬如在构成的并联或串-并联结合中使用多种电容器类型，以在需要的很低ESR和ESL的水平上产生期望的电容。例如，大约4.7uF的钽电容器与0.1uF陶瓷芯片电容器并联对于前几十年的低速数字逻辑电路来说常常是足够的。但是，新的高速数字逻辑电路如高性能计算机处理器不仅由于功率耗散量需要更大的电容，而且由于处理器非常高速运行需要更低的ESR和ESL。
也需要电容器在物理上具有小尺寸，以使它们不占有过度大量的印刷电路板空间。这就是常常在电路中实施空间有效电容器技术如采用钽和电解电容器的原因，尽管这些电容器通常具有相对高的电感、电阻、介质吸收、以及其它不利特性。缓解电解或钽电容器的不利电容器特性常常需要使用具有更多有利特性的并联电容器作为二级或补充退耦电容器。
需要提供具有大电容的低ESR和ESL的单个电容器设计，并且其结构紧凑。
附图的简要描述
图1是与本发明实施例一致的，具有反向连接层的铝箔和聚合物电容器的侧视图。
图2是与本发明实施例一致的，表面安装电容器封装。
图3是与本发明实施例一致的，多端子表面安装技术(SMT)的电容器封装。
图4是与本发明实施例一致的，每层具有多个导电铝箔条的铝箔和聚合物电容器。
图5是与本发明实施例一致的，每层具有多个导电铝箔条并且铝箔条的相邻交替定向的铝箔和聚合物电容器。
发明的详细描述
在下面本发明示例性实施例的详细描述中，参考构成其一部分的附图，通过描述实践本发明的特定示例性实施例进行显示。充分详述这些实施例以使那些本领域技术人员能够实践该发明，并且可理解在不脱离本发明精神或范围下可使用其它实施例并进行逻辑的、机械的、电的、和其它变化。因此，下面的详细描述不是要限制本发明，而只通过权利要求限定本发明的范围。
本发明使用叠置交替层结构的铝箔和导电聚合物以在物理上的紧凑设计中提供低ESR和ESL参数及高电容。在一些应用中本发明避免了需要并联使用多个电容器以获得需要的性能水平，因此可更容易地设置在处理器和其它器件附近，用于旁路。这减少了电路板空间和成本、提高了退耦性能并在高时钟率下具有更佳的性能。
图1描述了叠层电容器结构，可用于实践本发明。电端子101连接到第一组铝箔层，通过聚合物103将第一组铝箔层中的每个铝箔层与连接到第二电端子102的第二组中的铝箔层分隔。聚合物103可以是有机聚合物，在本发明实施例中，铝箔层的至少一个极被氧化以形成介质阻挡层；可以是用于接触箔层的导电聚合物。由于本发明一些实施例的聚合物和箔结构不具有任何特定极性特征，因此第一和第二电端子的极性或这些实施例的极不由电容器的设计来确定。因此，这些电容器可电连接而不考虑端子极性，这不同于在旁路或退耦应用中通常使用的钽、电解、和一些其它电容器技术。
图2表示表面安装电容器封装，可用于实施本发明的一些实施例。将电容器嵌入封装201中，该封装可为固态聚合物、环氧树脂、或能在物理上支持或支撑如图1所示的电容元件的其它材料。电容器通过电引线或端子202及203连接到外部电路。典型地，可将这样的电容器安置在印刷电路板上，通过回流焊料或类似方法焊接到电路板的导电片或导电迹线。尽管在本发明的一些实施例中可极化，但本发明中的引线202和203不需要极化以相对于另一个引线必须将一个特定的引线连接到正电压。
图3描述使用多端子表面安装技术(SMT)封装以容纳和连接电容器的本发明的先进实施。该8-端子SMT封装通常用于容纳多层陶瓷电容器，因此为普通形式并易于集成到印刷电路板设计中。这类封装的其它变化存在和包括于本发明的范围，如在这种器件的多于两个边上具有端子的封装。相同地，更大封装如标准双列直插式封装(DIP)可用于容纳和连接电容器。
在图3描述的本发明的特别实施例中，多端子SMT封装301包括铝箔的导电片302。如在301和305所示，任何给定层的铝箔连接到多端子SMT封装的正端子或负端子。在301，铝箔302只连接到如303所示的负端子，而不连接到正端子304。在305，在电容器中相反极性的铝片只连接到正端子而不连接到负端子。铝箔的交替的正和负层以交替的形式叠置在彼此上面，并通过聚合物层分隔每层，形成与图1中描述的电容器相同的电容器。
计算图3的电容器的设计以减少电容器的等效串联电感(ESL)，使其作为旁路电容器提供比其它较高ESL设计更快的电流流动。更具体地，在电容器中，用于对应的交替铝箔层的正和负连接的多个端子的使用减少了ESL，以在直接在每个铝层上面或下面的层的相反物理方向驱动在电容器中的交替箔层。
在本发明的一些实施例中，可蚀刻铝箔以增加铝箔的表面积。在蚀刻铝箔上涂覆导电聚合物或有机聚合物在交替蚀刻的铝箔电容板之间提供了导电路径，因此比使用其它技术易于获得更高电容。在电容器至少一个极的铝箔层上的氧化铝(Al2O3)或其它介质的形成提供了电容器介质成分，有机聚合物有效地用作电容器导电极的延伸。而且，这样的电容器具有期望的自愈合特性，或在电容器中介质受损或具有缺陷并在电容器的极之间导电的位置自形成介质阻挡。
在一些实施例中本发明的聚合物淀积到很薄的铝箔上，铝箔可被切割成如图3所示的条形或其它形状。这些条形或其它形状可在交替层中叠置，以使交替层交替地附着在电容器的第一或第二端子。本发明的电容器不需要被极化，但在一些实施例中可被极化以使正端子或阳极必然连接到比负端子或阴极更高的电压上。
因为本发明的电容器被构成在具有连接每个极的多个箔层的扁平封装结构中，因此其也可封装在传统地用于其它目的许多其它普通封装形式中。示例包括EIA规范MLCC或钽形式电容器形式的封装，其典型地用于各种其它电容器技术如叠层陶瓷和钽电容器。具有超过两个端子的其它多端子封装可再用于提供对电容器每个极的多个连接，在实现ESL和ER减少中获得潜在好处。
图4是描述与本发明一致的另一可能结构，包括分隔铝条并从不同极连接点驱动单个层中的交替条，进一步减少了如图1所示的结构上的ESL。对于某一层的每个条和极如401，这里它连接到正极402，至少一个相邻条403连接到相同极性但在电容器相反侧上的极，如403连接极404。
在该示例中，刚好在层的上面或下面具有与正极连接的条401和403的层同样包括与负极连接的交替条。更具体地，条405直接在条401下面，并只被有机聚合物以及在至少一个条上的铝氧化物介质分隔。条405与条401的极性相反，并连接到条端的一个极，其中所连接的条端与条401连接到的它的相应相反极的那一端相反。端子和交替箔层不只限定在封装的两边或使用该形式的两个方向。例如，交替并且电性相反的条可排列或组合进四边的形式如一般地在图5中描述的，以进一步减少ESL。
这些结构使用用于与电容器中的相应铝箔的交替层和条进行正和负连接的多个端子，因此减少电容器的ESL。同样，以与直接在每一铝层上或下的层相反的物理方向上驱动电容器中交替的箔层进一步减少ESL，当在高速数字电路或在其它高频应用中用作旁路电容器时，配置这样的结构更能对连接的器件更迅速地提供电流流动的变化。
因为本发明的各种实施例强调通过使用连接每个极的多个单独的铝箔层在高电容的小电容器中减少ESL和ESR的需要，本发明提供超过在前公知电容器的有价值的改进。在一些实施例中，使用导电聚合物、蚀刻铝箔层、以及在至少一个极的铝箔层表面的氧化铝作为介质进一步提高本发明的电容和体积效率，使其满足在高功率、高速电路中的旁路应用的需要。
尽管在此图解和描述特定的实施例，但本领域技术人员应理解，为获得相同的目的，任何结构都可替代所示的特定实施例。该申请覆盖本发明的任何修改和变化。本发明只限定于权利要求及其等同的全部范围。

Claims (21)

1、一种电容器，包括
连接电容器第一电端子的第一多个铝箔层；
连接电容器第二电端子的第二多个铝箔层；以及
分隔每个铝箔层的导电聚合物层，以使每个聚合物层将连接第一端子的铝箔层与连接第二端子的铝箔层体从物理上分隔开。
2、根据权利要求1的电容器，其中铝箔和聚合物层固定在扁平结构中。
3、根据权利要求1的电容器，其中电容器为双极性的。
4、根据权利要求1的电容器，其中铝箔和聚合物层固定在多端子封装形式中。
5、根据权利要求4的电容器，其中电容器的第一电端子包括多端子封装的至少两个交替引脚，并且其中电容器的第二电端子包括多端子封装的至少两个交替引脚。
6、根据权利要求1的电容器，其中铝箔和聚合物层固定在表面安装电容器结构中。
7、根据权利要求1的电容器，其中聚合物为导电有机聚合物。
8、一种电容器，包括：
通过在第一电端子和至少一层第一极性铝箔层之间的多个电连接与电容器的第一电端子连接的至少一层第一极性铝箔层。
通过在第二电端子和至少一层第二极性铝箔层之间的多个电连接与电容器的第二电端子连接的至少一层第二极性铝箔层；
分隔每一铝箔层的导电聚合物层，以使每个聚合物层将连接第一端子的铝箔层与连接第二端子的铝箔层分隔开。
9、根据权利要求8的电容器，其中铝箔和聚合物层固定在扁平结构中。
10、根据权利要求8的电容器，其中铝箔和聚合物层固定在柱状结构中。
11、根据权利要求8的电容器，其中铝箔和聚合物层固定在多端子封装结构中。
12、根据权利要求8的电容器，其中铝箔层和聚合物层固定在表面安装电容器结构中。
13、根据权利要求8的电容器，其中在第一电端子和至少一层第一极性的铝箔层之间的多个电连接与在第二电端子和至少一层第二极性的铝箔层之间的多个电连接在物理结构中交替放置。
14、根据权利要求8的电容器，其中聚合物是导电有机聚合物。
15、一种电容器，包括：
至少一层第一结构和极性的铝箔条，其中交替的铝箔条在交替端与第一电极的电容器端子连接；
至少一层第二结构和极性的铝箔条，其中交替的铝箔条在交替端与第二电极的电容器端子连接；并且
导电聚合物层分隔每个铝箔条层，以使每层聚合物将连接第一电端子的铝箔条层与连接第二电端子的铝箔条层体分隔开。
16、根据权利要求15的电容器，其中铝箔条和聚合物层固定在扁平结构中。
17、根据权利要求15的电容器，其中铝箔条和聚合物层被卷成柱状结构。
18、根据权利要求15的电容器，其中铝箔条和聚合物层固定在多端子封装结构中。
19、根据权利要求18的电容器，其中电容器的第一电端子包括多端子封装的至少两个交替引脚，并且其中电容器的第二电端子包括多端子封装的至少两个交替引脚。
20、根据权利要求15的电容器，其中铝箔和聚合物层固定在表面安装电容器结构中。
21、根据权利要求15的电容器，其中聚合物为导电有机聚合物。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113725008A (zh) * 2021-09-01 2021-11-30 中国振华(集团)新云电子元器件有限责任公司(国营第四三二六厂) 一种无极性电容器及其制造方法

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6980414B1 (en) * 2004-06-16 2005-12-27 Marvell International, Ltd. Capacitor structure in a semiconductor device
US6590762B2 (en) * 2001-08-06 2003-07-08 Intel Corporation Layered polymer on aluminum stacked capacitor
TWI279080B (en) * 2001-09-20 2007-04-11 Nec Corp Shielded strip line device and method of manufacture thereof
TW200503022A (en) * 2003-03-17 2005-01-16 Tdk Corp Capacitor element, solid electrolytic capacitor, process for producing the same, and combination of capacitor elements
US6906907B2 (en) * 2003-04-15 2005-06-14 Kemet Electronics Corporation Monolithic multi-layer capacitor with improved lead-out structure
JP4354227B2 (ja) 2003-07-23 2009-10-28 Ｔｄｋ株式会社 固体電解コンデンサ
US7218504B2 (en) * 2004-03-02 2007-05-15 Intel Corporation Capacitor device and method
US7342775B2 (en) * 2004-04-23 2008-03-11 Kemet Electronics Corporation Fluted anode with minimal density gradients and capacitor comprising same
US20050237698A1 (en) * 2004-04-23 2005-10-27 Postage Bradley R Reduced ESR through use of multiple wire anode
US7116548B2 (en) * 2004-04-23 2006-10-03 Kemet Electronics Corporation Fluted anode with minimal density gradients and capacitor comprising same
US8094430B2 (en) * 2006-12-22 2012-01-10 Horowitz Harvey J Capacitors, couplers, devices including same and methods of manufacturing same
JP5293971B2 (ja) * 2009-09-30 2013-09-18 株式会社村田製作所 積層セラミック電子部品、および積層セラミック電子部品の製造方法
US11264449B2 (en) 2020-03-24 2022-03-01 Intel Corporation Capacitor architectures in semiconductor devices

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0635462Y2 (ja) 1988-08-11 1994-09-14 株式会社村田製作所 積層型コンデンサ
US4852227A (en) 1988-11-25 1989-08-01 Sprague Electric Company Method for making a multilayer ceramic capacitor with buried electrodes and terminations at a castellated edge
US5626729A (en) * 1996-02-01 1997-05-06 Motorola, Inc. Modified polymer electrodes for energy storage devices and method of making same
JP2991175B2 (ja) * 1997-11-10 1999-12-20 株式会社村田製作所 積層コンデンサ
US6185091B1 (en) 1998-02-09 2001-02-06 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Four-terminal capacitor
JP3476127B2 (ja) * 1999-05-10 2003-12-10 株式会社村田製作所 積層コンデンサ
US6590762B2 (en) * 2001-08-06 2003-07-08 Intel Corporation Layered polymer on aluminum stacked capacitor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113725008A (zh) * 2021-09-01 2021-11-30 中国振华(集团)新云电子元器件有限责任公司(国营第四三二六厂) 一种无极性电容器及其制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP1415313A1 (en) 2004-05-06
ATE431614T1 (de) 2009-05-15
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US20030026058A1 (en) 2003-02-06
US6590762B2 (en) 2003-07-08
MY129379A (en) 2007-03-30
DE60232339D1 (de) 2009-06-25
US6751087B2 (en) 2004-06-15
US20030137800A1 (en) 2003-07-24
WO2003015111A1 (en) 2003-02-20
CN100565734C (zh) 2009-12-02

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