電容器布置的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 提出一種具有陶瓷多層電容器的電容器布置。
【背景技術(shù)】
[0002] 電容器在高功率應用中，例如作為AC/DC-或DC/DC-變換器，需要高功率密度。
[0003] 在出版物W02011/085932A1中描述電容器，該電容器包括加熱元件以及具有絕緣 的層和在層之間布置的內(nèi)電極的電容器區(qū)域，其中加熱元件和電容器區(qū)域熱導通地彼此相 連，以便可以在其中功率密度盡可能高的溫度下運行例如電容器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 確定的實施方式的至少一個任務為提出具有至少一個陶瓷多層電容器的電容器 布置。
[0005] 這個任務通過根據(jù)獨立權(quán)利要求的主題解決。主題的有利實施方式和改進方案在 從屬權(quán)利要求中表征并且此外從下列說明書和附圖中得出。
[0006] 根據(jù)至少一個實施方式電容器布置具有陶瓷多層電容器以及接觸布置，通過接觸 布置電接觸多層電容器。
[0007] 在此描述的電容器布置可以適合于例如高功率應用。電容器布置可以例如作為濾 波元件在AC/DC-或DC/DC-變換器中使用。
[0008] 根據(jù)另外的實施方式陶瓷多層電容器具有基體。優(yōu)選地基體具有方形?；w包括 絕緣的層，該絕緣的層沿著層堆疊方向布置成堆疊。絕緣的層優(yōu)選地構(gòu)造為陶瓷層。此外 基體包括第一和第二電極層，該電極層布置在陶瓷層之間。例如第一和第二電極層可以分 另Ij彼此間隔開地布置在相同層平面中。此外第一和第二電極層可以分別布置在堆疊的不同 層平面中。
[0009] 根據(jù)另外的實施方式基體包括第一外接觸件。外接觸件優(yōu)選地布置在基體的第一 側(cè)面上并且與第一電極層電傳導地相連。優(yōu)選地第一電極層直接電傳導地與第一外接觸件 相連，也就是第一電極層直接與第一外接觸件相鄰并且直接與第一外接觸件相連。第一電 極層抵達優(yōu)選地直到第一側(cè)面。
[0010] 此外基體具有第二外接觸件，第二外接觸件布置在基體的與第一側(cè)面相對的第二 側(cè)面上并且與第二電極層電傳導地相連。優(yōu)選地第二電極層直接電傳導地與第二外接觸件 相連，也就是第一電極層直接與第一外接觸件相鄰并且直接與第一外接觸件相連。第二電 極層抵達優(yōu)選地直到第二側(cè)面。
[0011] 根據(jù)另外的實施方式接觸布置具有兩個金屬接觸板，在兩個金屬接觸板之間布置 至少一個陶瓷多層電容器，其中第一和第二外接觸件分別與金屬接觸板之一電傳導地相 連。在此金屬接觸板不是陶瓷多層電容器的構(gòu)件。相反一個或多個燒結(jié)的并且設(shè)置有外接 觸件的陶瓷多層電容器布置在金屬接觸板之間。
[0012] 根據(jù)另外的實施方式金屬接觸板具有銅。尤其是金屬接觸板可以具有以銀和/或 金鈍化的銅，也就是銅板，該銅板設(shè)置有Ag-和/或Au-涂層。
[0013] 根據(jù)另外的實施方式接觸布置在外接觸件和接觸板之間具有金屬格柵。尤其是可 以在第一外接觸件和與第一外接觸件電接觸的接觸板之間以及在第二外接觸件在與第二 外接觸件電接觸的接觸板之間分別布置金屬格柵。金屬格柵可以尤其是銅格柵。尤其是可 以作為網(wǎng)眼細密的銅格柵構(gòu)造的銅格柵可以優(yōu)選用作噴鍍的電容器部(也就是外接觸件） 和金屬接觸板之間的平衡層。這可以例如有利的，即至少一個陶瓷多層電容器夾緊在金屬 接觸板之間或與其焊接，如下所述。
[0014] 根據(jù)另外的實施方式電容器布置此外具有至少兩個殼體部，在該殼體部之間布置 接觸布置和陶瓷多層電容器。殼體部可以例如由陶瓷或塑料形成并且設(shè)置用于保護和/或 封閉至少一個陶瓷多層電容器。
[0015] 根據(jù)另外的實施方式電容器布置具有夾緊裝置，該夾緊裝置具有殼體部和至少一 個螺釘，其中殼體部借助于螺釘將接觸板壓緊到外接觸件。例如以裝配形式的殼體部可以 具有長方形形狀的形式，其中電容器布置具有兩個殼體部，殼體部分別構(gòu)造從半硬殼形狀。 通過螺釘沿著殼體部的互相相鄰的側(cè)邊緣殼體部可以壓在一起，由此然后還可以將其上布 置的金屬接觸板壓到至少一個陶瓷多層電容器處。
[0016] 對于夾緊裝置備選地或附加地可以將金屬接觸板焊接到至少一個陶瓷多層電容 器的外接觸件處。對此可以使用標準焊料或優(yōu)選還使用具有納米銀的焊料。具有小于IMffl 并且大于50nm的平均顆粒大小的銀粉稱為納米銀。金屬接觸板可以尤其是在小于300° C 的溫度的情況下(如果需要的話在施加單軸壓力）焊接到至少一個陶瓷多層電容器的外接 觸件，這尤其是借助于具有納米銀的焊料實現(xiàn)。由此可以獲得焊接接合，其在另外的處理過 程中維持穩(wěn)定的電和機械接觸。
[0017] 夾緊接觸以及還有焊接接觸可以設(shè)置有金屬格柵并且在外接觸件和接觸板之間 沒有金屬格柵。
[0018] 根據(jù)另外的實施方式電容器布置在接觸板之間具有多個陶瓷多層電容器。在電 容器布置的確定應用中要求的電容越大，聯(lián)合單個部件越多。換句話說根據(jù)電容器布置的 要求的電容在接觸布置的兩個金屬接觸板之間布置期望的數(shù)量的陶瓷多層電容器。由此 單個陶瓷多層電容器可以具有例如標準化的大小。在現(xiàn)有技術(shù)中與此相反已知的是，為了 提高陶瓷多層電容器的電容提高其大小，以便可以在基體中布置更多數(shù)量的電極層和陶瓷 層。單個這種部件實現(xiàn)地越多，不但在加工中而且在使用時期中部件失效的風險更容易提 高。通過這里描述的構(gòu)造的電容器布置可以完全避免這種風險以及附加地來自客戶處理的 風險。
[0019] 根據(jù)另外的實施方式陶瓷多層電容器的基體沿著絕緣的層的層堆疊方向具有寬 度B。在此多層電容器的基體沿著層堆疊方向的空間延展稱為B。此外基體垂直于第一側(cè) 面具有高度H。因此高度H可以理解為基體垂直于基體的第一側(cè)面的空間延展。優(yōu)選地高 度H垂直于基體的第二側(cè)面延伸。此外基體垂直于高度H并且垂直于層堆疊方向具有長度 L。長度L此外因此表示在垂直于寬度B和高度H的方向基體的空間延展。
[0020] 根據(jù)另外的實施方式對于尺度B，H和L下列公式適合： -B/H彡0· 2,優(yōu)選B/H彡0· 3,特別優(yōu)選B/H彡L 0或甚至B/H~0· 35。
[0021] -L/B彡1，優(yōu)選L/B彡5,特別優(yōu)選L/B彡3. 5。
[0022] -L/H彡0· 8,優(yōu)選L/H彡1，特別優(yōu)選L/H彡I. 2。
[0023] 通過這里提出的寬度B對基體的高度H之間的比例在這里所述的陶瓷多層電容 器的情況下可以明顯提高電極層的導入截面對有效截面(也就是對確定電容的面）的比例。 由此可以實現(xiàn)，這里所述的陶瓷多層電容器具有特別小ESR-值（"equivalent series resistance"，等效串聯(lián)電阻）。例如可以大約具有4 μ F和10 μ F之間的電容的這里所述的 陶瓷多層電容器在運行時在IOOkHz和IMHz之間的頻率的情況下具有在3m Ω和5m Ω之間 的 ESR。
[0024] 根據(jù)另外的實施方式基體具有第三電極層，該第三電極層又與第一還與第二外接 觸件電傳導地相連。優(yōu)選地第三電極層不與外接觸件電傳導地相連。第三電極層可以在此 并且在下面還稱為自由電極（"浮動電極（floating electrodes)"）。
[0025] 根據(jù)另外的實施方式第三電極層與第一電極層重疊。換句話說第三電極層分別具 有至少一個子區(qū)域，可使得該子區(qū)域在在堆疊的層堆疊方向上的想象中的投影中與第一電 極層的至少一個子區(qū)域進行疊加。此外第三電極層可以與第二電極層重疊。例如第一和第 二電極層可以在基體的相同層平面中彼此間隔地布置并且分別與在另外的層平面中布置 的至少一個第三電極重疊。
[0026] 第一，第二和自由第三電極層的使用，也就是串聯(lián)內(nèi)電極的使用，以有利的方式實 現(xiàn)擊穿場強的提高，這對于多層電容器的魯棒性和可靠性有益地起作用。此外由此實現(xiàn)絕 緣的層強度，也就是陶瓷層的層厚度，的下降，從此結(jié)果是給出每體積陶瓷電極層的截面的 提高并且因此ESR-值的改善和對于應用電流的部件的電流承載能力的改善。
[0027] 根據(jù)另外的實施方式陶瓷層具有和200Mffl之間的層厚度。根據(jù)另外的優(yōu)選實 施方式陶瓷層具有IOMffl和IOOMffl之間的層厚度。特別優(yōu)選陶瓷層具有大約25μπι的層厚度。
[0028] 根據(jù)另外的實施方式電極層具有0.1 Mm和IOMm之間的層厚度。根據(jù)優(yōu)選實施方 式電極層具有IMm和4Pm之間的層厚度。特別優(yōu)選電極層具有大約3. 5Mm的層厚度。
[0029] 根據(jù)另外的實施方式基體具有至少十個陶瓷層。根據(jù)另外的實施方式基體具有至 少十個第一電極層。根據(jù)另外的實施方式基體具有至少十個第二電極層。
[0030] 根據(jù)另外的實施方式對于在基體設(shè)置的第一電極層的數(shù)量和基體的寬度B下列 公式適用：第一電極層的數(shù)量對寬度B的比例多10/_。換句話說基體每_寬度具有至少 十個第一電極層。此外基體優(yōu)選地每mm寬度具有至少十個第二電極層。
[0031] 根據(jù)另外的實施方式電極層具有賤金屬。優(yōu)選地電極層具有銅。根據(jù)優(yōu)選實施方 式電極