专利名称：：埋层式电容器的制作方法
背景技术：
：本发明概括地涉及到电容器，并且更具体地涉及到利用埋层的陶恣电容器。以前涉及到的固态电容器包括这些专利，如Tanabe的美国专利4665465及Naito等人的美国专利5107394。这些电容器的结构包括复合电极层，电极层通过焊接工艺被夹紧在一个机械端盖帽中。由于加工过程中在电容器中形成残余应力，焊接工艺造成电容器一定程度的不可靠性。另外的不可靠性是当电容器在使用过程中受到温度变化及过高过低的影响时，由于电容器的各组元的热膨胀和热收缩率不同，由施加于焊缝上的应力所造成的，这些组元包括电极，绝缘材料，焊接材料和端盖帽。本发明的目的和概述本发明的一个目的是提供一种在很高的频率下非常有效的埋层式电容器。本发明的另一个目的是提供一种非常可靠的埋层式电容器。本发明的另一个目的是提供一种在操作温度范围很宽的情况下能够非常可靠地操作的埋层式电容器。此外，本发明的另一个目的是提供一种能够大批量加工、单位成本低并且保持高质量的埋层式电容器。本发明的上述目的和优点以及其它目的和优点将在下文更清楚地显示出来。根据本发明，提供一种埋层式电容器，其包括一个设置在一对介质层之间的平面电极层。介质层的长度尺寸和宽度尺寸比电极层的长度和宽度尺寸稍大一点，并且电极层通常相对于介质层对准中心。该对介质层的一层上有一对彼此隔开的导电板。被连接到导电板上的介质层有一个选择好的厚度，它能使介质层与电极层结合在一起，在两个导电板之间产生所需的电容量值。在本发明的替换实施例中，一对彼此分隔开的导电板被一对金属化区域取代，并且介质层与电极层结合在一起，在两个金属化区域之间产生所需的电容量值。金属化区域使得埋层式电容器只使用电路板上最小表面面积就可容易地安装在电路板上。在本发明的另一实施例中，金属化区域延伸到介质层的端部，以便简化电容的测试。附图描述本发明其它重要的目的和优点在下面与附图有关的详细描述中将很明显，在附图中图1为根据本发明的埋层式电容器向下看的总体立体图，并且所示的电容器有一部分被切开示出，暴露出内部详细结构；图2为图1中沿线2-2的垂直剖面图；图3为图2中沿线3-3的水平剖面图；图4为图1中沿线4-4的垂直剖面图；图5为图1中沿线5-5的侧面正视图；图6为图1中埋层式电容器的另一实施例的向下看的总体立体图；图7为图6中的电容器沿图6中的线7-7的仰视平面图；图8为图6中的电容器的侧面正视图；图9为图6中的电容器的端面正视图；图10为图1中的埋层式电容器的另一实施例的侧面正视图，该电容器安装有一对轴向导电板；图11为图10的电容器沿图10中线11-11的仰视平面图；图12为图1的埋层式电容器的另一在介质层的端面安装有金属化部分的实施例的侧面正视图，图13为图12的电容器的端面正视图；图14为图12的电容器的立体图；图15为图1的埋层式电容器的另一实施例的底部平面图，与图7类似，并且体现为正方形外形；图16为图15的电容器的端部正视图。本发明的详细说明参见附图，其中相同的参考号码自始至终表示相同或相应的部分，图1中所示为根据本发明制备的埋层式电容器10，其包括电极层12，第一介质层14，第二介质层16和到地导电板18，20。介质层14，16通常为矩形并且如图1和图3所示，电极层12通常也为矩形，其长度尺寸和宽度尺寸比介质层14，16的相对应的长度和宽度尺寸稍小一点。电极层12为平面形状，并且通常位于介质层14，16的中心，结果在围绕电极层12的四周产生一边界，通常以参考标号22表示。因此电极层12被完全包含在或埋在介质层14，16中。电极层可以为银，金，镍，铜或钯或其它高导电性金属。导电板18，20被连接到介质层14的底部表面24上。导电板18，20每一个都是平面形，并且都是用一些金属中任何一种具有合乎要求的韧性和传导性组合的金属制成。导电板的合适材料为铜和银。介质层14，16是用一些绝缘材料例如钛酸镁，钛酸锶或钛酸钡中任何一种制成的。这就象图1中清楚地看到的，第一介质层14被设置在电极层12和导电板18，20之间。导电板18，20具有一个优选厚度，其约为0.01英寸。介质层14与电极层12和导电板18，20结合，使得在导电板18，20之间产生电容。图1-5中的埋层式电容器一般具有以下的尺寸，该尺寸只能认为是作为示例给出的，而不能认为是限制性的。电容器10的总体长度大约为0.05英寸数量级，它的宽度为0.05英寸数量级，高度约为0.02英寸数量级。介质层14的厚度约为0.03英寸数量级，介质层16的厚度约为0.017英寸数量级。介质层14的厚度一般可在0.0005英寸到0.01英寸之间变化，以便改变装置10的电容量和额定电压。电极层12的尺寸一般如下长度0.045英寸，宽度0.045英寸，0.0001英寸。本发明的另一个实施例100如图6和图7所示。在本实施例100中，导电板18，20被底部表面106上的一对金属化区域102，104取代。金属化区域102，104起一个终端的作用，并使电容器100容易直接安装在印刷电路板上。去除导电板18，20，使得在电路板上电容器100所使用的面积最小。电容器100包括第一介质层14和第二介质层16以及电极层12，它们中每一个都与已描述过的图1-5中所描绘的实施例中所对应的部分相似。电容器100一般包括一个用钯制成的电极层12和用银制成的金属化区域102，104或端子。下面的埋层式电容器100的实际尺寸和电容量应当认为是作为例子中给出的而不能认为是限制性的。长度尺寸(沿边106测量)可在0.040英寸到0.50英寸之间变化；宽度(沿边108测量)可在0.020英寸到0.50英寸之间变化；厚度(沿边110测量)可在0.010到0.10英寸之间变化。电容器100被加工成下面最典型的尺寸表1、电容器的典型尺寸</tables>图7中由参考标号112表示的在电极层12的侧面和端面的边界或界线可在0.005英寸到0.010英寸之间变化。图6，7和8中由参考标号114表示的端子102，104之间的距离可在0.005英寸到0.020英寸之间变化。在电极层12和端子102，104之间的介质层14的厚度可在小于0.001英寸到0.010英寸之间变化。图15中所示的另一种结构200的长度和宽度尺寸可做成相等，因此导致埋层式电容器200的正方形结构。具有表1中尺寸A的埋层式电容器100的典型的电容量值随不同的介质层厚度，边界大小，间隙距离和介电常数(K)的数值变化情况如表2所示。所示电容值由端子102，104之间测得，以微微法拉(pF)为单位。表2、埋层式电容器的电容量值</tables>埋层式电容器100的一个重要特征是能够以有效地调解或微调电容量值。埋层式电容器100的电容量值可通过调解端子102，104之间的距离114来调解。这种调解可作为最后一步加工工序的一部分来进行，并且不必要接触和微调电极层12。这种调解可由微调或用传统的激光磨削切削设备沿边116，118切掉端子的一小部分来完成。图10和11所示为安装了轴向导电板302，304的埋层式电容器的替换实施例300。轴向导电板302、304提供了可供选择的安装形式。图12-14所示为埋层式电容器的另外的替换实施例400，其中图6所示的金属化区域102，104或端子已被改进成直接延伸到介质层14，16的端面402，404上。埋层式电容器400上的端子406、408便于测试仪器使用，其中探测器安装在表面410，412上，以便测量电容器400的工作性能。介质层16的相对厚度对埋层式电容器10，100，200，300，400的总体强度有贡献。即使介质层14厚度在0.01英寸到0.10英寸之间，这种非常好的结构使得使用常规生产型自动操作备来操作这些电容器成为可能。埋层式电容器10，100，200，300，400的另一个主要特征是其工作频率极高。根据以前的工艺制造的典型的电容器有效范围大约到11千兆赫(11GHZ)。而根据本发明制造的电容器进行实验表明其工作有效范围可达大约20GHZ。上述详细说明中所描述的本发明的所述具体实施例只是为了说明。各种修正和改进都可以在本发明的精神和范围之内进行，而不偏离其主题。根据条约19(1)条修改时的声明在PCT申请中，权利要求的现在的状况，在下面简要说明。已经经过重写，修正以及附加的新提交的权利要求，都与修改后的美国继续申请相一致。PCT权利要求1和6是重写的；权利要求2-5和7-16包括很小的修改；权利要求8没有变动，权利要求17-20为新提交的。象原始提交的PCT申请一样，权利要求1从第11页开始，并且权利要求延续到第16页。权利要求书1、一种埋层式电容器，包括第一介质层，所述第一介质层具有一长度尺寸和一宽度尺寸，并且所述第一介质层具有第一表面和第二表面；电极层，所述电极层具有一长度尺寸和一宽度尺寸，所述电极层的所述长度和宽度尺寸分别比所述第一介质层的所述长度和宽度尺寸小，并且所述电极层安装在所述第一介质层的所述第一表面上，并被隔开成不与任何电导体接触；第二介质层，所述第二介质层具有一长度尺寸和一宽度尺寸，并且所述第二介质层的所述长度和宽度尺寸分别与所述第一介质层的所述长度和宽度尺寸在空间上共同扩张；两个彼此隔开的接触构件，所述接触构件与所述第一介质层的所述第二表面相接触，一个所述接触构件与另一个所述接触构件设置成不同的极性。2、根据权利要求1的埋层式电容器，其中所述电极层呈矩形。3、根据权利要求1的埋层式电容器，其中所述第一和所述第二介质层各自呈矩形。4、根据权利要求1的埋层式电容器，其中所述接触构件各自包括一平面矩形构件。5、根据权利要求1的埋层式电容器，其中每个所述接触构件伸出到所述第一介质层的所述宽度尺寸以外。6、一种制造电容器的方法，其包含的步骤为设置一个薄的第一介质层，其具有一长度尺寸和一宽度尺寸，并具有第一表面和第二表面；设置一个电极层，其长度尺寸和宽度尺寸分别比所述第一介质层的尺寸小，将电极层安装在第一介质层的第一表面的中心，隔开所述电极层使其不与任何电导体接触；为了坚固，在电极层上与第一介质层相对设置第二介质层，第二介质层的长度和宽度尺寸与所述第一介质层的长度和宽度尺寸在空间上共同扩张，以致所述介质层结合在一起，在电极层的外部形成一边界；设置两个彼此隔开的电接触构件与第一介质层的第二表面接触，一个所述接触构件与另一个所述接触构件设置成不同的极性。7、根据权利要求6的埋层式电容器，其中所述一对导电区域各自呈矩形。8、根据权利要求6的埋层式电容器，其中所述导电区域各自包括一金属化区域。9、根据权利要求6的埋层式电容器，其中所述电极层呈矩形。10、根据权利要求6的埋层式电容器，其中所述第一和第二介质层各自呈矩形。11、根据权利要求1的埋层式电容器，其中所述电极层呈正方形。12、根据权利要求1的埋层式电容器，其中所述第一和所述第二介质层各自呈正方形。13、根据权利要求1的埋层式电容器，其中每个所述接触构件伸出到述第一介质层的所述长度尺寸下以外。14、根据权利要求6的埋层式电容器，其中所述电极层呈正方形。15、根据权利要求6的埋层式电容器，其中所述第一和所述第二介质层各自呈正方形。16、根据权利要求16的埋层式电容器，其中所述第一介质层还包括一对端部，所述第二介质层还包括一对端部；并且其中所述每个导电区域各自延伸到所述第一和所述第二介质层的一个端部上。17、一种制备电容器的方法，其包括的步骤为设置一个薄的第一介质层，其具有一长度尺寸和一宽度尺寸，并具有第一表面和第二表面；设置一个电极层，其长度尺寸和宽度尺寸分别比所述第一介质层的尺寸小，将电极层安装在第一介质层的顶表面上，隔开电极层使其不与任何电导体接触；为了坚固，在电极层上与第一介质导层相对装配一第二介质层，第二介质层的长度和宽度尺寸分别与所述第一介质层的在空间上共同扩张，以致所述介质层结合在一起，在电极层的外部形成一边界；设置两个彼此隔开的电接触构件，与第一介质层的第二表面接触，一个所述接触构件与另一个所述接触构件设置成不同的极性。18、一种制备电容器的方法，其包含的步骤为设置一个薄的第一介质层，其具有一长度尺寸和一宽度尺寸，并具有第一表面和第二表面；设置一个电极层，其长度尺寸和宽度尺寸分别比所述第一介质层的尺寸小，将电极层安装在第一介质层的顶表面上，隔开电极层使其不与任何电导体接触；为了坚固，在电极层上与第一介质层相对装配一第二介质层，第二介质层的长度和宽度尺寸分别与所述第一介质层的在空间上共同扩张，以致所述介质层结合在一起在电极层的外部形成一边界；在第一介质层的第二表面上设置两个微调过的彼此隔开的电接触构件，一个所述接触构件与另一个所述接触构件设置成不同的极性，以便给电容器提供预定的操作特性。19、一种制备一种电容器的方法，其包含的步骤为设置一个薄的第一介质层，其具有一长度尺寸和一宽度尺寸，并具有第一表面和第二表面；设置一个电极层，其长度尺寸和宽度尺寸分别比所述第一介质层的尺寸小，将电极层安装在第一介质层的顶表面上，隔开电极层使其不与任何电导体接触；为了坚固，在电极层上与第一介质层相对装配一第二介质层，第二介质层的长度和宽度尺寸分别比所述第一介质层的在空间上共同扩张，以致所述介质层结合在一起，在电极层的外部形成一边界；在第一介质层的第二表面上设置两个彼此隔开的电接触构件，一个所述构件与另一个所述接触构件被设置成不同极性，接触构件的大小是设置好的并且彼此隔开，以便能为电容器提供预定好的操作特性。20、一种供基层的埋层电极，该基层具有两个彼此隔开的接触构件，一个所述接触构件都设置成与另一个不同的极性，所述埋层电极与接触构件协作用作埋层式电容器，埋层电极包括第一介质层，所述第一介质层具有一长度尺寸和一宽度尺寸，并且所述第一介质层具有第一表面和第二表面；电极层，所述电极层具有一长度尺寸和一宽度尺寸，所述电极层的所述长度和宽度尺寸分别与所述第一介质层的所述长度和宽度尺寸小，所述电极层安装在所述第一介质层的所述第表面上，并隔开成不与任何电导体接触；第二介质层，所述第二介质层具有一长度尺寸和一宽度尺寸，所述第二介质层的所述长度和宽度尺寸与所述第一介质层的所述长度和宽度尺寸在空间上共同扩张；所述第一介质层的所述第二表面与基层接合，并且电极层横跨在接触构件上以便形成埋层式电容器。权利要求1.一种埋层式电容器，包括第一介质层，所述第一介质层具有一长度尺寸和一宽度尺寸，并且所述第一介质层具有一个顶表面和一个底表面，电极层，所述电极层具有一长度尺寸和一宽度尺寸，并且所述电极层的所述长度和宽度尺寸比所述第一介质层的所述长度和宽度尺寸稍小，并且所述电极层安装在所述第一介质层的所述顶表面上，第二介质层，所述第二介质层具有一长度尺寸和一宽度尺寸，并且所述第二介质层的所述长度和宽度尺寸基本上与所述第一介质层的所述长度和宽度尺寸相同，一对彼此分开的导电板构件，所述导电板构件安装在所述第一介质层的所述底表面上。2.根据权利要求1的埋层式电容器，其中所述电极层基本上呈矩形。3.根据权利要求1的埋层式电容器，其中所述第一和第二介质层各自基本上呈矩形。4.根据权利要求1的埋层式电容器，其中所述导电板各自包括一平面矩形构件。5.根据权利要求1的埋层式电容器，其中所述每个导电板伸出到所述第一介质层的所述宽度尺寸以外。6.一种埋层式电容器，包括第一介质层，所述第一介质层具有一长度尺寸和一宽度尺寸，并且所述第一介质层具有一个顶表面和一底表面，电极层，所述电极层具有一长度尺寸和一宽度尺寸，并且所述电极层的所述长度和宽度尺寸比所述第一介质层的所述长度和宽度尺寸稍小，并且所述电极层安装在所述第一介质层的所述顶表面上，第二介质层，所述第二介质层具有一长度尺寸和一宽度尺寸，并且所述第二介质层的所述长度尺寸和宽度尺寸基本上与所述第一介质层的所述长度和宽度尺寸相同，一对分隔开的导电区域在所述第一介质层的所述底表面上形成。7.根据权利要求6的埋层式电容器，其中所述一对导电区域各自基本上呈矩形。8.根据权利要求6的埋层式电容器，其中所述一对导电区域各自包括一金属化区域。9.根据权利要求6的埋层式电容器，其中所述电极层基本上呈矩形。10.根据权利要求6的埋层式电容器，其中所述第一和第二介质层基本上各自呈矩形。11.根据权利要求1的埋层式电容器，其中所述电极层基本上呈正方形。12.根据权利要求1的埋层式电容器，其中所述第一和所述第二介质层基本上各自呈正方形。13.根据权利要求1的埋层式电容器，其中所述每个导电板伸出到所述第一介质层的所述长度尺寸以外。14.根据权利要求6的埋层式电容器，其中所述电极层基本上呈正方形。15.根据权利要求6的埋层式电容器，其中所述第一和第二介质层基本上各自呈正方形。16.根据权利要求6的埋层式电容器，其中所述第一介质层还包括一对端部，并且所述第二介质层还包括一对端部；并且其中所述导电区域各自延伸到所述第一和所述第二介质层的一个端部上。全文摘要一种电容器(10),包括一个安装在一对介质层(14,16)之间的平面电极层(12)。电极层(12)通常相对于介质层(14,16)对中,并且介质层之一有一对彼此分隔开的导电板(18,20)。电极层(12)埋置于安装了导电板的介质层(14,16)之中,并且导电板(18,20)使在导电板(18,20)之间能产生选择好的电容值。文档编号H01G4/06GK1179230SQ96192789公开日1998年4月15日申请日期1996年3月22日优先权日1995年4月3日发明者理查德·蒙索尔诺申请人:美国技术陶瓷公司