取向不敏感式超宽带耦合电容器及其制造方法技术

一种取向不敏感式超宽带耦合电容器。取向不敏感式超宽带耦合电容器包含多个外表面、一个低频部分和一个高频部分。高频部分在低频部分上布置并与之电气连接，使这种取向不敏感式超宽带耦合电容器安装在多个外表面中的任何一个外部纵向表面上时都能以相同方式工作，从而可以很容易地实现ＳＭＴ兼容，而不需要采用专门的定向步骤。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请非临时申请要求于2003年9月15日提交的名为“超宽带耦合电容器(ULTRA-WIDEBAND COUPLING CAPACITOR)”的申请号为60/503,183的临时申请的优先权。 专利技术
技术介绍
领域本专利技术涉及一种超宽带耦合电容器，更特别地，本专利技术涉及一种。现有技术描述如图1和2所示，分别为采用现有技术的超宽带耦合电容器的原理图和采用现有技术的超宽带耦合电容器的分解透视简图，采用现有技术的超宽带耦合电容器10是大容量电容器12(通常为10nF或更大)与小容量电容器14(通常为20pF至250pF)的并联组合。可以看到，电容器并联可实现更大的工作带宽。采用现有技术的超宽带耦合电容器10可以由两个或多个要求精确组装的物理件(physical item)组成，也可以由一个内部必须具有复杂的多电容器配置的陶瓷组件组成，并通过孔将内部电极与外部接触焊点相连。这一系列的两类器件的实际占地面积较理想值都大，并且只能安装在设备的一个专用面上，这使得它们在采用表面安装技术(SMT)的条件下难以应用。在电的方面，体积的限制会导致较大的插入损耗和回波损耗，而且在较高微波频率下还会产生过大的表面模变(surface moding)。大容量电容器12是一个多层电容器，而小容量电容器14通常是一个单层电容器或平衡配置的两个单层电容器。多层电容器是一个采用交叉片的多层结构，每一片均由一层薄的介电层分隔，而单层电容器则是一个单层结构，其两片间由一层薄介电层分隔。大容量电容器12具有相对较低的串联谐振(series resonance)，对较低频率的信号最为有效，而小容量电容器14的串联谐振相对较高，对高频信号最有效。采用现有技术的超宽带耦合电容器10的大容量电容器12和小容量电容器14在超宽带工作频谱的不同部分具有不同的工作特性，下文将进行讨论。如图3A所示，为采用现有技术的超宽带耦合电容器在一低频下工作的原理图，当采用现有技术的超宽带耦合电容器10在某一低频下工作时，采用现有技术的超宽带耦合电容器10的电极的趋肤效应(skin effect)可以忽略。该陶瓷结构就像是一大块电介质。如图3B所示，为采用现有技术的超宽带耦合电容器在一中频下工作的原理图，当采用现有技术的超宽带耦合电容器10在某一中频下工作时，采用现有技术的超宽带耦合电容器10的电极会呈现显著的趋肤效应(skin effect)。电介质区开始呈现平行板传输线路结构的弯曲效应。将出现额外的谐振。如图3C所示，为采用现有技术的超宽带耦合电容器在一高频下工作的原理图，当采用现有技术的超宽带耦合电容器10在某一高频下工作时，采用现有技术的超宽带耦合电容器10的电极将呈现完全的趋肤效应。电介质区成为有损耗的弯曲化平行板传输线路。在较高的频率下会出现额外的谐振。采用现有技术的超宽带耦合电容器10有一些相关联的缺点。首先，由于采用现有技术的超宽带耦合电容器10为两片式结构，超宽带耦合电容器10需要额外的生产装配工作，会增加单件成本。其次，采用现有技术的超宽带耦合电容器10对取向是敏感的，这一点限制了它只能安装在某一特定表面上，造成与表面安装技术(SMT)的兼容性问题。再次，采用现有技术的超宽带耦合电容器10的装配高度比标准0402封装0.020″的尺寸要超出0.012″。由此就需要有这样一种超宽带耦合电容器它为单片式，从而不需要额外的生产装配工作量，进而可降低单件成本；它对取向不敏感，从而可以消除其仅可安装在特定一面上的限制，进而可解决与表面安装技术(SMT)的兼容性问题；它的尺寸不超过标准0402的0.020″。在现有技术中已经有许多高频电容器方面的创新。这些创新可以适用于它们所针对的特定目的，但它们中的每一种在结构和/或运行和/或目的方面都与本专利技术有不同之处，因为它们没有提供这样一种超宽带耦合电容器它为单片式，从而不需要额外的生产装配工作量，进而可降低单件成本；它对取向不敏感，从而可以消除其仅可安装在特定一面上的限制，进而可解决与表面安装技术SMT的兼容性问题；它的尺寸不超过标准0402的0.020″。例如，授予Monsorno的第5,576,926号美国专利与本申请有一个共同的受让人，它提出了一种可以在射频(RF)频谱中的较高区域实现出色工作性能的电容器。该电容器包含安装在一对介电层之间的平面电极层(planar electrode layer)。该电极层通常相对介电层向内集中，而留出介电材料的外部边缘。其中一个介电层有两个分开放置的接触元件，两者极性相反。电极层被隔离而不与任何导体发生电的接触，并埋在介电层内。电极层与安装接触元件的介电层以及接触元件组合在一起，可以在接触元件之间形成所选择的电容值。通过平衡式接触元件(trimmed contact members)，并控制其尺寸和间隔，可以方便地预先选择所需的电容器工作特性。接触元件可以置于安装埋入式电极的基片上。再举一例，授予Liebowitz的第6,690,572号美国专利介绍了一种SLC，它有一个薄而脆的陶瓷介电层，厚度小于0.0035英寸，最低可达0.0005英寸或更小。不管是单片还是组合，电极都有足够的厚度和强度，以使结构具备生产、运输和使用所要求的物理强度。电极为(1)陶瓷金属合成物，(2)渗入金属或其他导电材料的多孔陶瓷，(3)充有金属或其他导电材料的树脂，或(4)上述材料的组合。这种非常薄、本身非常脆的介电层可以提供非常大的单位面积电容，同时温度稳定性也较好，损耗也较低。此外还采用了0.00001英寸厚的二氧化钛介电层。很明显，对现有技术进行改进已经提出了许多有关高频电容器的创新。此外，尽管这些创新适用于它们所针对的特定目的，但是它们不适用于前文所述的本专利技术的目的，即一种超宽带耦合电容器它为单片式，从而不需要额外的生产装配工作量，进而可降低单件成本；它对取向不敏感，从而可以消除其仅可安装在特定一面上的限制，进而可解决与表面安装技术SMT的兼容性问题；它的尺寸不超过标准0402的0.020″。
技术实现思路
相应地，本专利技术的一个目的是提供一种可避免现有技术缺点的取向不敏感式超宽带耦合电容器。本专利技术的另一个目的是提供一种相比现有技术在电气特性上有改善的取向不敏感式超宽带耦合电容器。此外本专利技术还有另一个目的，即提供一种相比现有技术具有更好的物理/机械特性的取向不敏感式超宽带耦合电容器。此外本专利技术还有另一个目的，即提供一种单片式的取向不敏感式超宽带耦合电容器，由此具备固有的更高可靠性，且无需额外的生产装配工作量，从而降低单件成本。此外本专利技术还有另一个目的，即提供一种体积小于采用现有技术的双片式超宽带耦合电容器的取向不敏感式超宽带耦合电容器，从而减小器件所占空间，降低发生表面模变的倾向。此外本专利技术还有另一个目的，即提供一种取向不敏感式超宽带耦合电容器，它对取向不敏感的特点消除了只能安装在一个特定表面上的限制，从而解决了与表面安装技术(SMT)的兼容性问题，即不管安装在哪个表面上均可同样工作。此外本专利技术还有另一个目的，即提供一种在带-卷轴加载(tape-and-reel loading)过程中无需专门定向的取向不敏感式超宽带耦合电容器。此外本专利技术还有另一个目的，即提供一种不超过标准0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种取向不敏感式超宽带耦合电容器，包括：ａ）多个外表面；ｂ）低频部分；和ｃ）高频部分；其中，所述高频部分在所述低频部分上布置并与之电气连接，使所述取向不敏感式超宽带耦合电容器安装在所述多个外表面中的任何一个外部纵向表面上时都能以相同方式工作。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰姆鲁兹，
申请(专利权)人：美国技术陶瓷公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]