CN112185693B - 多层陶瓷电容器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种多层陶瓷电容器,所述多层陶瓷电容器包括:主体,包括介电层以及彼此点对称的第一内电极和第二内电极,且设置为相应的介电层介于第一内电极和第二内电极之间;第一连接电极和第二连接电极,在垂直于介电层的方向上穿过主体并且连接到第一内电极;第三连接电极和第四连接电极,在垂直于介电层的方向上穿过主体并且连接到第二内电极;第一外电极和第二外电极,设置在主体的两个外表面上并且连接到第一连接电极和第二连接电极;以及第三外电极和第四外电极,与第一外电极和第二外电极间隔开并且连接到第三连接电极和第四连接电极。第一内电极和第二内电极中的每个包括电极未形成区域。
Description
本申请要求于2019年7月5日在韩国知识产权局提交的第10-2019-0081138号韩国专利申请以及于2019年7月4日在韩国知识产权局提交的第10-2019-0080682号韩国专利申请的优先权的权益,该韩国专利申请的公开内容通过引用被全部包含于此。
技术领域
本公开涉及一种多层陶瓷电容器。
背景技术
近来,迅速增加了对使用多层陶瓷电容器(MLCC)的电子装置的使用。具体地,随着第五代(5G)通信时代的到来,智能电话需要更大数量的电容器和更高电容的电容器。另一方面,由于组产品的小型化技术,已经减小了诸如MLCC和电感器的无源组件的安装面积,因此,还需要无源组件的小型化和薄化。因此,提出了以下方法:多层陶瓷电容器和电感器与IC和AP一起封装,嵌入基板中,或者以焊盘侧电容器(LSC,land side capacitor)型方式安装在AP的下端部上,以提高安装自由度。
在这种情况下,不仅可实现减小安装面积,而且还可实现减小在基板中产生的等效串联电感(ESL)。因此,对具有低厚度的多层陶瓷电容器产品的需求正在增加。
与普通的MLCC不同,过孔型电容器使用通孔的结构。其是通过以下方式来实现:在形成电容的有效层形成在其中并且覆盖层设置在上部和下部的主体中形成通孔,然后填充并电连接过孔电极。
与通常的MLCC不同,过孔型电容器具有使用通孔的结构。在过孔型电容器中,通过在设置有形成电容的有效层且覆盖层设置在上部和下部的主体中形成通孔并且填充过孔电极实现电连接。
在这种过孔型电容器中,由于存在过孔,因此可能影响等效串联电感(ESL)和等效串联电阻(ESR),并且可能降低电容。
发明内容
本公开的一方面在于提供一种可由于互感抵消效应而改善等效串联电感(ESL)的多层陶瓷电容器。
本公开的另一方面在于提供一种与一般内部过孔结构相比具有改善的电容的多层陶瓷电容器。
本公开的另一方面在于提供一种具有改善的击穿电压(BDV)的多层陶瓷电容器。
根据本公开的一方面,一种多层陶瓷电容器包括:主体,包括介电层以及彼此点对称的第一内电极和第二内电极,设置为相应的介电层介于所述第一内电极和所述第二内电极之间;第一连接电极和第二连接电极,在垂直于所述介电层的方向上穿过所述主体并且连接到所述第一内电极;第三连接电极和第四连接电极,在垂直于所述介电层的所述方向上穿过所述主体并且连接到所述第二内电极;第一外电极和第二外电极,设置在所述主体的两个外表面上并且连接到所述第一连接电极和所述第二连接电极;以及第三外电极和第四外电极,与所述第一外电极和所述第二外电极间隔开并且连接到所述第三连接电极和所述第四连接电极。所述第一内电极和所述第二内电极中的每个包括电极未形成区域。
根据本公开的一方面,一种多层陶瓷电容器包括:主体,包括介电层以及第一内电极和第二内电极,设置为相应的介电层介于所述第一内电极和所述第二内电极之间;第一连接电极和第二连接电极,在垂直于所述介电层的方向上穿过所述主体并且连接到所述第一内电极;第三连接电极和第四连接电极,在垂直于所述介电层的所述方向上穿过所述主体并且连接到所述第二内电极;第一外电极,设置在所述主体的一个外表面上并且通过所述第一连接电极和所述第二连接电极连接到所述第一内电极;以及第三外电极,设置在所述主体的所述一个外表面上并且通过所述第三连接电极和所述第四连接电极连接到所述第二内电极。所述第二内电极具有第一通路孔和第二通路孔,所述第一连接电极设置在所述第一通路孔中,所述第二连接电极设置在所述第二通路孔中,并且所述第一内电极具有第三通路孔和第四通路孔,所述第三连接电极设置在所述第三通路孔中,所述第四连接电极设置在所述第四通路孔中。
所述第一连接电极、所述第二连接电极、所述第三连接电极和所述第四连接电极中的一者的直径与所述第一通路孔和所述第三通路孔之间的距离或所述第二通路孔和所述第四通路孔之间的距离的比为大于等于0.375且小于等于0.52。
所述第一连接电极和所述第二连接电极之间的距离或所述第三连接电极和所述第四连接电极之间的距离与所述第一通路孔和所述第三通路孔之间的距离或所述第二通路孔和所述第四通路孔之间的距离的比为大于等于2.08且小于等于4.7。
根据本公开的一方面,一种多层陶瓷电容器包括:主体,包括介电层以及第一内电极和第二内电极,设置为相应的介电层介于所述第一内电极和所述第二内电极之间;第一连接电极和第二连接电极,在垂直于所述介电层的方向上穿过所述主体并且连接到所述第一内电极;第三连接电极和第四连接电极,在垂直于所述介电层的所述方向上穿过所述主体并且连接到所述第二内电极;第一外电极,设置在所述主体的一个外表面上并且通过所述第一连接电极和所述第二连接电极连接到所述第一内电极;以及第三外电极,设置在所述主体的所述一个外表面上并且通过所述第三连接电极和所述第四连接电极连接到所述第二内电极,其中,所述第二内电极具有第一通路孔和第二通路孔,所述第一连接电极设置在所述第一通路孔中,所述第二连接电极设置在所述第二通路孔中,所述第一内电极具有第三通路孔和第四通路孔,所述第三连接电极设置在所述第三通路孔中,所述第四连接电极设置在所述第四通路孔中,并且所述第一连接电极和所述第二连接电极之间的距离或所述第三连接电极和所述第四连接电极之间的距离与所述第一通路孔和所述第三通路孔之间的距离或所述第二通路孔和所述第四通路孔之间的距离的比为大于等于2.08且小于等于4.7。
附图说明
通过以下结合附图进行的详细描述,本公开的以上和其他方面、特征及优点将被更清楚地理解,在附图中:
图1是根据本公开中的实施例的多层陶瓷电容器的示意性透视图;
图2是沿图1的线II-II’截取的截面图;
图3A是在其中观察第一内电极的图1的在X方向和Y方向上的截面图;
图3B是在其中观察第二内电极的图1的在X方向和Y方向上的截面图;以及
图4是在S1方向上观察时的图1的俯视图。
具体实施方式
在下文中,现将参照附图详细描述本公开中的示例实施例。然而,本公开可以以许多不同的形式例示,并且不应被解释为限于在此阐述的具体实施例。更确切地说,提供这些实施例使得本公开将是彻底的和完整的,并且将把本公开的范围充分地传达给本领域技术人员。在附图中,为了清楚,可夸大元件的形状和尺寸。此外,在附图中,在本发明构思的相同范围内具有相同功能的元件将由相同的附图标记表示。
在整个说明书中,除非另外特别说明,否则当组件被称为“包含”或“包括”时,其意味着该元件还可包括其他组件,而不排除其他组件。
在附图中,X方向可被定义为第一方向、L方向或长度方向,Y方向可被定义为第二方向、W方向或宽度方向,Z方向可被定义为第三方向、T方向或厚度方向。
在下文中,将参照图1至图4详细描述根据本公开中的示例实施例的多层陶瓷电容器。
根据实施例的多层陶瓷电容器200包括:主体210,包括介电层211以及彼此点对称的第一内电极221和第二内电极222,设置为相应的介电层211介于第一内电极221和第二内电极222之间;第一连接电极231和第二连接电极234,在垂直于介电层211的方向上穿过主体210以连接到第一内电极221;第三连接电极232和第四连接电极233,在垂直于介电层211的方向上穿过主体210以连接到第二内电极222;第一外电极241和第二外电极244,设置在主体210的两个外表面上并连接到第一连接电极231和第二连接电极234;以及第三外电极242和第四外电极243,与第一外电极241和第二外电极244间隔开并且连接到第三连接电极232和第四连接电极233。第一内电极221和第二内电极222可分别包括电极未形成区域221a和222a。电极未形成区域221a和222a中的每个可以是在第一内电极221和第二内电极222的相应的一个中的通孔。电极未形成区域221a和222a可用介电层211的材料填充。
在主体210中,介电层211与内电极221和222交替层叠。主体210的具体形状不受限制,但主体210可具有如图所示的六面体形状或类似于六面体形状的形状。尽管由于陶瓷粉末颗粒在烧结工艺期间的收缩,主体210不是完全六面体形状,但主体210可具有大体六面体形状。
主体210可具有在厚度方向(Z方向)上彼此相对的第一表面S1和第二表面S2、连接到第一表面S1和第二表面S2并且在宽度方向(Y方向)上彼此相对的第三表面S3和第四表面S4以及连接到第一表面S1和第二表面S2以及第三表面S3和第四表面S4并且在长度方向(X方向)上彼此相对的第五表面S5和第六表面S6。在这种情况下,在第一表面S1、第二表面S2、第三表面S3和第四表面S4中选择的表面可以是安装表面。在一个示例中,第一连接电极231和第二连接电极234可沿长度方向(X方向)排列,第三连接电极232和第四连接电极233可沿长度方向(X方向)排列,第一连接电极231和第三连接电极232可沿宽度方向(Y方向)排列,第二连接电极234和第四连接电极233可沿宽度方向(Y方向)排列。长度方向(X方向)和宽度方向(Y方向)可彼此垂直或者大体上彼此垂直。术语“大体上”反映了对在制造或测量期间可能出现的可识别的工艺误差的考虑。
构成主体210的多个介电层211可处于烧结状态,并且相邻的介电层211可彼此一体化,使得它们之间的边界在不使用扫描电子显微镜(SEM)的情况下是不容易明显的。
根据示例实施例,介电层211的原材料不受限制,只要可获得足够的电容即可。例如,介电层211的原材料可以是钛酸钡基材料、铅复合钙钛矿基材料、钛酸锶基材料等。钛酸钡基材料可包括BaTiO3基陶瓷粉末颗粒。陶瓷粉末颗粒可以是例如通过部分地应用钙(Ca)、锆(Zr)等制备的(Ba1-xCax)TiO3、Ba(Ti1-yCay)O3、(Ba1-xCax)(Ti1-yZry)O3或Ba(Ti1-yZry)O3。根据本公开的目的,可将各种陶瓷添加剂、有机溶剂、增塑剂、粘合剂、分散剂等添加到诸如钛酸钡(BaTiO3)等的粉末颗粒中。
各自具有预定厚度的第一覆盖部212和第二覆盖部213可分别设置在主体210的最下内电极下方和最上内电极上方。第一覆盖部212和第二覆盖部213可具有与介电层211相同的成分,并且可分别通过在主体210的最上内电极上方和最下内电极下方层叠不包括内电极的至少一个介电层而形成。
在示例中,识别部250可根据需要设置在第一覆盖部212或第二覆盖部213上。识别部250可形成在第一覆盖部212和第二覆盖部213中的一者上,并且可用于利用亮度或颜色上的差异来识别主体210的上部和下部。识别部250可以是烧结单个陶瓷生片或层叠多个陶瓷生片的介电层,并且可被包括在第一覆盖部212或第二覆盖部213中。例如,识别部250可形成在第一覆盖部212和第二覆盖部213中的仅一者上,从而利用亮度或颜色上的差异来识别主体210的上部和下部。
使得识别部250具有与第一覆盖部212或第二覆盖部213的亮度或颜色不同的亮度或颜色的方法不受限制。识别部250可利用具有与主体210中包括的陶瓷颗粒的尺寸不同的尺寸的陶瓷颗粒形成,或者可通过将从Ni、Mn、Cr、Mg、Y和V中选择的至少一种金属的氧化物、BaSiO3或CaSiO3添加到陶瓷材料来形成。然而,识别部250的材料不限于此。当设置识别部250时,主体210的上部和下部可彼此区分开,并且可确认上述连接电极从其突出的突出方向。因此,根据本公开的多层陶瓷电容器可通过选择具有更好的粘合强度的方向来安装在基板上。
在示例中,主体210可具有100μm或更小的厚度。主体210的厚度可以是第一表面S1和第二表面S2之间的竖直距离,并且厚度的下限不受限制,但可以是例如5μm或更大。由于主体210可具有100μm或更小的厚度,因此根据本公开的多层陶瓷电容器可应用为嵌入基板的多层陶瓷电容器和/或以LSC型方式安装在AP的下端部上的电容器。
图3A和图3B是示出第一内电极221和第二内电极222的形状的截面图。参照图3A和图3B,第一内电极221和第二内电极222可彼此点对称,这可指:当在内电极221和222的四个角上绘制虚拟线时,在第一内电极221和第二内电极222的中心线的基础上,第一内电极221和第二内电极222之间成点对称。如上所述,由于第一内电极221和第二内电极222彼此点对称,因此可实现互感抵消效应以改善多层陶瓷电容器的等效串联电感(ESL)。
在示例中,内电极可包括均具有矩形形状的第一内电极221和第二内电极222。在这种情况下,第一内电极221可具有第三通路孔和第四通路孔,第二内电极222可具有第一通路孔和第二通路孔。通路孔可指穿过第一内电极221和第二内电极222并且可用于将第一内电极221和第二内电极222分别仅连接到具有彼此相反的极性的外电极的孔。
例如,第一连接电极231和第二连接电极234可通过第一通路孔和第二通路孔与第二内电极222间隔开,并且第三连接电极232和第四连接电极233可通过第三通路孔和第四通路孔与第一内电极221间隔开。第一连接电极231和第二连接电极234可设置为穿过第二内电极222的第一通路孔和第二通路孔,使得第一连接电极231和第二连接电极234可与第二内电极222电绝缘。此外,第三连接电极232和第四连接电极233可设置为穿过第一内电极221的第三通路孔和第四通路孔,使得第三连接电极232和第四连接电极233可与第一内电极221电绝缘。
第一内电极221可通过第一连接电极231和第二连接电极234连接到第一外电极241和第二外电极244,第二内电极222可通过第三连接电极232和第四连接电极233连接到第三外电极242和第四外电极243。这样,可显著增大第一内电极221和第二内电极222(介电层211介于其间)彼此重叠的面积。因此,可显著增大多层陶瓷电容器200的电容。
第一内电极221和第二内电极222可以以最高含量包含镍(Ni),但第一内电极221和第二内电极222的材料不限于此。例如,第一内电极221和第二内电极222可使用包括银(Ag)、钯(Pd)、金(Au)、铂(Pt)、镍(Ni)、锡(Sn)、铜(Cu)、钨(W)、钛(Ti)及它们的合金中的至少一种的导电膏来形成。可通过丝网印刷法或凹版印刷法印刷导电膏,但导电膏的印刷方法不限于此。
根据另一实施例的多层陶瓷电容器200可包括第一连接电极231、第二连接电极234、第三连接电极232和第四连接电极233。此外,第一连接电极231和第二连接电极234可电连接到第一外电极241和第二外电极244,并且第三连接电极232和第四连接电极233可电连接到第三外电极242和第四外电极243。
如上所述,可设置将第一外电极241和第二外电极244彼此连接并且将第三外电极242和第四外电极243彼此连接的多个连接电极,以改善外电极与主体之间的粘附力。
图4示出了第一连接电极231与第二连接电极234之间的距离D1或第三连接电极232与第四连接电极233之间的距离D1,第一连接电极231、第二连接电极234、第三连接电极232、第四连接电极233每个的直径D2,以及第一通路孔和第三通路孔之间的距离D3或第二通路孔和第四通路孔之间的距离D3。
第一连接电极231和第二连接电极234之间的距离D1或第三连接电极232和第四连接电极233之间的距离D1可以是基于每个连接电极的中心测量的值。此外,第一连接电极231、第二连接电极234、第三连接电极232和第四连接电极233中的每个的直径D2可指连接电极中的任意一个的最大直径。第一通路孔和第三通路孔之间的距离D3或第二通路孔和第四通路孔之间的距离D3可指通路孔之间的最短距离。
参照图4,第一连接电极231和第二连接电极234之间的距离D1或第三连接电极232和第四连接电极233之间的距离D1与第一通路孔和第三通路孔之间的距离D3或第二通路孔和第四通路孔之间的距离D3的比(D1/D3)可以为例如1.90或更大、1.94或更大、1.98或更大、2.02或更大、2.06或更大、2.08或更大或者3.125或更大。当第一连接电极231和第二连接电极234之间的距离D1与第一通路孔和第三通路孔之间的距离D3的比D1/D3满足上述范围时,可减小等效串联电感(ESL)。详细地,当比D1/D3为3.125或更大时,可显著改善ESL减小效果。
在另一实施例中,比D1/D3的上限可以为5.0或更小。比D1/D3可以为5.0或更小、4.9或更小、4.8或更小、4.700或更小、4.695或更小、4.690或更小或者4.688或更小,但不限于此。当比D1/D3满足上述范围时,可防止等效串联电感(ESL)减小效果变差。
在另一实施例中,第一连接电极231、第二连接电极234、第三连接电极232和第四连接电极233中的每个的直径D2与第一通路孔和第三通路孔之间的距离D3或第二通路孔和第四通路孔之间的距离D3的比(D2/D3)可以为0.375或更大。比D2/D3可以为0.375或更大、0.380或更大、0.385或更大、0.390或更大、0.395或更大、0.400或更大、0.405或更大或者0.410或更大,但不限于此。当比D2/D3满足上述范围时,可减小等效串联电感(ESL)。详细地,当比D2/D3为0.41或更大时,可显著改善ESL减小效果。
在另一实施例中,第一连接电极231、第二连接电极234、第三连接电极232和第四连接电极233中的每个的直径D2与第一通路孔和第三通路孔之间的距离D3或第二通路孔和第四通路孔之间的距离D3的比(D2/D3)可以为0.6或更小。比D2/D3可以为0.60或更小、0.58或更小、0.56或更小、0.54或更小或者0.52或更小,但不限于此。当比D2/D3大于上述数值范围时,会减小多层陶瓷电容器的电容。
表1示出了根据第一连接电极231和第二连接电极234之间的距离D1或第三连接电极232和第四连接电极233之间的距离D1与第一通路孔和第三通路孔之间的距离D3或第二通路孔和第四通路孔之间的距离D3的比(D1/D3)的ESL特性。制造了具有890μm的长度的样品电容器,其中,第一通路孔和第三通路孔之间的距离D3或第二通路孔和第四通路孔之间的距离D3为192μm,并且获得了100个样品电容器的平均值。
表1
D1(μm) | D1/D3 | 电容(μF) | ESL(PH) | % |
200 | 1.041667 | 0.3 | 53.07 | 100% |
400 | 2.083333 | 0.3 | 46.78 | 88% |
600 | 3.125 | 0.3 | 42.74 | 81% |
从表1中可看出,ESL特性随着连接电极之间的距离D1增大而改善,当D1/D3为2.08时呈现了高的ESL降低效果,并且当D1/D3为3.125时进一步改善了ESL降低效果。
表2示出了根据第一连接电极231、第二连接电极234、第三连接电极232和第四连接电极233中的每个的直径D2与第一通路孔和第三通路孔之间的距离D3或第二通路孔和第四通路孔之间的距离D3的比(D2/D3)的ESL特性。制造了具有890μm的长度的样品电容器,其中,第一通路孔和第三通路孔之间的距离D3或第二通路孔和第四通路孔之间的距离D3为192μm,并且第一连接电极231和第二连接电极234之间的距离D1或第三连接电极232和第四连接电极233之间的距离为600μm,并且获得了100个样品电容器的平均值。
表2
D2(μm) | D2/D3 | 电容[μF] | ESL(PH) | % |
72 | 0.375 | 0.31 | 67.64 | 100% |
80 | 0.416667 | 0.31 | 36.01 | 96% |
96 | 0.5 | 0.28 | 34.03 | 90% |
从表2中可看出,ESL特性随着连接电极的直径D2的增大而改善,由于D2/D3大于0.375而呈现出ESL减小效果,并且ESL减小效果在D2/D3为0.5时进一步改善。
在示例中,连接电极231、232、233和234可以以最高含量包含镍(Ni),但连接电极231、232、233和234的材料不限于此。例如,连接电极231、232、233和234可使用包括银(Ag)、钯(Pd)、金(Au)、镍(Ni)、锡(Sn)、铜(Cu)、钨(W)、铂(Pt)、钛(Ti)及它们的合金中的至少一种的导电膏形成。形成连接电极231、232、233和234的方法不受限制。例如,连接电极231、232、233和234可通过以下方法来形成:形成层叠有第一内电极221和第二内电极222的层叠体,使用激光钻孔、机械销穿孔等在第三方向(Z方向)上穿透主体210以在主体210中形成通孔,并且在主体210中的通孔中填充导电膏。
在示例中,内电极221和222以及连接电极231、232、233和234可包括相同的金属材料。相同的金属材料可以是镍(Ni),但不限于此。例如,相同的金属材料可以是银(Ag)、钯(Pd)、金(Au)、铂(Pt)、镍(Ni)、铜(Cu)、钨(W)、钛(Ti)及它们的合金。在多层陶瓷电容器的内电极121和122以及连接电极231、232、233和234包括相同的金属材料的情况下,可匹配烧结初始温度和/或烧结收缩比,以防止出现裂纹、剥离等。
在实施例中,连接电极231、232、233和234可在Z方向上从主体210突出。参照图2,第一连接电极231和第二连接电极234可从主体210的第二表面突出,这是在形成通孔期间由于烧结收缩等导致的第一连接电极231和第二连接电极234被推出到主体210的通孔的外部的现象。在这种情况下,第一连接电极231和第二连接电极234均可具有穿入到第一外电极的第一烧结电极241a中的端部,第二外电极244的第二烧结电极244a可填充主体210中的通孔的一部分以与第一连接电极231的另一端部和第二连接电极234的另一端部接触。类似地,第三连接电极232和第四连接电极233均可具有穿入到第三外电极的第三烧结电极242a中的端部,并且第四外电极243的第四烧结电极243a可填充主体210中的通孔的一部分以与第三连接电极232的另一端部和第四连接电极233的另一端部接触。由于在基板的内部或表面安装期间根据突出的尺寸而可能出现连接电极的剥离,因此会降低外电极的粘合强度。在根据本公开的多层陶瓷电容器中,外电极可形成在主体的第一表面和第二表面两者上,以防止外电极的固定力由于突出而劣化。
根据实施例,第一外电极241、第二外电极244、第三外电极242和第四外电极243可设置在主体210的两个外表面上。例如,第一外电极241和第二外电极244可分别设置在主体210的第一表面S1和第二表面S2上,并且可通过上述第一连接电极231和第二连接电极234电连接。第三外电极242和第四外电极243可与第一外电极241和第二外电极244间隔开,并且可设置在主体210的第一表面S1和第二表面S2上,并且可通过上述第三连接电极232和第四连接电极233彼此电连接。
在下文中,将参照图2描述第一外电极241的结构。除非明确描述,否则包括层241a、241b和241c的第一外电极241的结构的描述可以以相同的方式应用于包括层244a、244b和244c的第二外电极244,包括层242a、242b和242c的第三外电极242,以及包括层243a、243b和243c的第四外电极243。
参照图2,第一外电极241可包括第一烧结电极241a以及第一镀层241b和第二镀层241c。第一烧结电极241a可包括银(Ag)、钯(Pd)、金(Au)、铂(Pt)、镍(Ni)、锡(Sn)、铜(Cu)、钨(W)、钛(Ti)及它们的合金中的至少一种。例如,第一烧结电极241a可以是通过烧结包含镍(Ni)的导电膏而形成的烧结电极。类似于第一烧结电极241a,当外电极形成为烧结电极时,外电极可与主体和内电极同时烧结,并且还可改善主体与外电极之间的粘合强度。
在示例中,第一外电极241、第二外电极244、第三外电极242和第四外电极243的表面的中心线平均粗糙度Ra可在1nm至100nm的范围内。在本说明书中,“中心线平均粗糙度Ra”可指到虚拟中心线的距离的平均值。具有在1nm至100nm范围内的中心线平均粗糙度Ra的外电极可指具有具备上述范围的表面粗糙度的外电极,并且可指具有人为地形成以满足上述范围的表面粗糙度的外电极。
中心线平均粗糙度Ra是通过在第一外电极241、第二外电极244、第三外电极242和第四外电极243的表面上绘制针对粗糙度的虚拟中心线、基于粗糙度的虚拟中心线测量相应的距离(例如,r1、r2、r3、……、和rn),并获得如式1给出的平均值。
式1
具有满足上述范围的中心线平均粗糙度Ra的外电极可通过使用物理方法或化学方法的表面改性(surface modification)来形成。表面改性方法不受限制,只要可提供上述粗糙度即可。例如,表面改性方法可以是使用酸性溶液或碱性溶液的表面处理或使用磨料的物理抛光。
通常,氧化物层在烧结工艺中形成在包含镍等的烧结电极的表面上。因此,可能难以形成镀层并且镀层可能容易剥离。当根据实施例的外电极被表面改性以满足上述范围的中心线平均粗糙度Ra时,可去除氧化物层或者可形成具有预定粗糙度的表面。因此,可增强外电极与镀层之间的粘附性,并且可防止镀层剥离。
根据实施例的第一镀层241b可以是包含镍的镀层,并且第二镀层241c可以是包含铜或锡的镀层。第一镀层241b可包含镍以改善与第一烧结电极241a的粘附性。此外,第二镀层241c可包括铜或锡以形成具有改善的导电性、镀覆粘附性和可焊性的外电极。
在示例中,第一外电极241、第二外电极244、第三外电极242和第四外电极243中的每个可具有在3μm至30μm范围内的厚度。此外,第一外电极241、第二外电极244、第三外电极242和第四外电极243中的每个可具有在1μm至10μm范围内的厚度。第一外电极241、第二外电极244、第三外电极242和第四外电极243中的每个的厚度可指层叠的烧结电极、第一镀层和第二镀层的整体厚度,并且可指从主体到外电极的表面的竖直距离。外电极的厚度可在上述范围内调节,以在用于表面安装或嵌入基板时不占用大空间而获得改善的可安装性。
根据本公开的多层陶瓷电容器可通过以下方法制造。包括介电层以及第一内电极和第二内电极且设置为介电层介于第一内电极和第二内电极之间的主体可通过层叠陶瓷生片并烧结来制备,在用于形成介电层的所述陶瓷生片的一个表面上以预定厚度印刷有用于形成内电极的包括导电金属的膏体。
第一覆盖部212和第二覆盖部213可通过在主体210的上部和下部上层叠均不包括内电极的介电层来形成。
在形成覆盖部之后,使用激光钻孔或机械销穿孔在主体210中形成过孔。然后,通过将导电膏涂覆到过孔或使用镀覆等填充导电材料来形成第一连接电极231、第二连接电极234、第三连接电极232和第四连接电极233。
然后,可在主体210的表面上形成连接到第一连接电极231和第二连接电极234的第一外电极241和第二外电极244以及连接到第三连接电极232和第四连接电极233的第三外电极242和第四外电极243。
更具体地,形成第一外电极241、第二外电极244、第三外电极242和第四外电极243可包括:在主体210上形成均包含镍的第一烧结电极、第二烧结电极、第三烧结电极和第四烧结电极,在第一烧结电极、第二烧结电极、第三烧结电极和第四烧结电极中的每个上形成第一镀层,以及在第一镀层中的每个上形成第二镀层。
可通过涂覆包含镍的导电膏并烧结该导电膏来形成烧结电极。第一镀层可包含镍并且可通过电镀方法或化学镀覆方法形成。第二镀层可包含铜或锡,并且可通过电镀方法或化学镀覆方法形成。
在形成烧结电极之后,执行烧结和塑化以形成第一镀层和第二镀层。作为结果,完成了图1所示的多层陶瓷电容器。
如上所述,根据实施例,可提高多层陶瓷电容器的电容。
根据另一实施例,可提高多层陶瓷电容器的击穿电压(BDV)。
根据另一实施例,可提供一种可由于互感抵消效应而改善等效串联电感(ESL)的多层陶瓷电容器。
尽管以上已经示出并描述了示例实施例,但对于本领域技术人员将显而易见的是,在不脱离本公开的由所附权利要求限定的范围的情况下,可做出修改和变型。
Claims (16)
1.一种多层陶瓷电容器,包括:
主体,包括介电层以及彼此点对称的第一内电极和第二内电极,且设置为相应的介电层介于所述第一内电极和所述第二内电极之间;
第一连接电极和第二连接电极,在垂直于所述介电层的方向上穿过所述主体并且连接到所述第一内电极;
第三连接电极和第四连接电极,在垂直于所述介电层的所述方向上穿过所述主体并且连接到所述第二内电极;
第一外电极和第二外电极,设置在所述主体的两个外表面上并且连接到所述第一连接电极和所述第二连接电极;以及
第三外电极和第四外电极,与所述第一外电极和所述第二外电极间隔开并且连接到所述第三连接电极和所述第四连接电极,
其中,所述第二内电极具有第一通路孔和第二通路孔,所述第一内电极具有第三通路孔和第四通路孔,并且
其中,所述第一连接电极的中心和所述第二连接电极的中心之间的距离或者所述第三连接电极的中心和所述第四连接电极的中心之间的距离与所述第一通路孔和所述第三通路孔之间的最短距离或者所述第二通路孔和所述第四通路孔之间的最短距离的比为5.0或更小。
2.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器,其中,所述第一连接电极和所述第二连接电极分别穿过所述第二内电极的所述第一通路孔和所述第二通路孔,并且
所述第三连接电极和所述第四连接电极分别穿过所述第一内电极的所述第三通路孔和所述第四通路孔。
3.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器,其中,所述第一内电极和所述第二内电极中的每个具有矩形形状。
4.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器,其中,所述第一连接电极的中心和所述第二连接电极的中心之间的距离或者所述第三连接电极的中心和所述第四连接电极的中心之间的距离与所述第一通路孔和所述第三通路孔之间的最短距离或者所述第二通路孔和所述第四通路孔之间的最短距离的比为1.9或更大。
5.一种多层陶瓷电容器,包括:
主体,包括介电层以及彼此点对称的第一内电极和第二内电极,且设置为相应的介电层介于所述第一内电极和所述第二内电极之间;
第一连接电极和第二连接电极,在垂直于所述介电层的方向上穿过所述主体并且连接到所述第一内电极;
第三连接电极和第四连接电极,在垂直于所述介电层的所述方向上穿过所述主体并且连接到所述第二内电极;
第一外电极和第二外电极,设置在所述主体的两个外表面上并且连接到所述第一连接电极和所述第二连接电极;以及
第三外电极和第四外电极,与所述第一外电极和所述第二外电极间隔开并且连接到所述第三连接电极和所述第四连接电极,
其中,所述第二内电极具有第一通路孔和第二通路孔,所述第一内电极具有第三通路孔和第四通路孔,并且
其中,所述第一连接电极、所述第二连接电极、所述第三连接电极和所述第四连接电极中的一者的直径与所述第一通路孔和所述第三通路孔之间的最短距离或所述第二通路孔和所述第四通路孔之间的最短距离的比为0.375或更大。
6.根据权利要求5所述的多层陶瓷电容器,其中,所述第一连接电极、所述第二连接电极、所述第三连接电极和所述第四连接电极中的一者的直径与所述第一通路孔和所述第三通路孔之间的最短距离或所述第二通路孔和所述第四通路孔之间的最短距离的比为0.6或更小。
7.根据权利要求5所述的多层陶瓷电容器,其中,所述第一内电极和所述第二内电极中的每个包含镍。
8.根据权利要求5所述的多层陶瓷电容器,其中,所述第一外电极、所述第二外电极、所述第三外电极和所述第四外电极中的每个为包含镍的烧结电极。
9.根据权利要求5所述的多层陶瓷电容器,其中,所述第一外电极、所述第二外电极、所述第三外电极和所述第四外电极中的每个具有1nm至100nm范围内的中心线平均粗糙度。
10.根据权利要求5所述的多层陶瓷电容器,其中,所述第一外电极、所述第二外电极、所述第三外电极和所述第四外电极中的每个包括烧结电极,并且第一镀层和第二镀层按顺序层叠在所述烧结电极上。
11.根据权利要求5所述的多层陶瓷电容器,其中,所述第一外电极、所述第二外电极、所述第三外电极和所述第四外电极中的每个具有在1μm至10μm范围内的厚度。
12.根据权利要求5所述的多层陶瓷电容器,其中,所述主体具有100μm或更小的厚度。
13.一种多层陶瓷电容器,包括:
主体,包括介电层以及第一内电极和第二内电极,且设置为相应的介电层介于所述第一内电极和所述第二内电极之间;
第一连接电极和第二连接电极,在垂直于所述介电层的方向上穿过所述主体并且连接到所述第一内电极;
第三连接电极和第四连接电极,在垂直于所述介电层的所述方向上穿过所述主体并且连接到所述第二内电极;
第一外电极,设置在所述主体的一个外表面上并且通过所述第一连接电极和所述第二连接电极连接到所述第一内电极;以及
第三外电极,设置在所述主体的所述一个外表面上并且通过所述第三连接电极和所述第四连接电极连接到所述第二内电极,
其中,所述第二内电极具有第一通路孔和第二通路孔,所述第一连接电极设置在所述第一通路孔中,所述第二连接电极设置在所述第二通路孔中,并且所述第一内电极具有第三通路孔和第四通路孔,所述第三连接电极设置在所述第三通路孔中,所述第四连接电极设置在所述第四通路孔中,并且
所述第一连接电极、所述第二连接电极、所述第三连接电极和所述第四连接电极中的一者的直径与所述第一通路孔和所述第三通路孔之间的最短距离或所述第二通路孔和所述第四通路孔之间的最短距离的比为大于等于0.375且小于等于0.52。
14.根据权利要求13所述的多层陶瓷电容器,所述多层陶瓷电容器还包括:
第二外电极,设置在所述主体的与所述一个外表面相对的另一外表面上,并且通过所述第一连接电极和所述第二连接电极连接到所述第一内电极;以及
第四外电极,设置在所述主体的所述另一外表面上,并且通过所述第三连接电极和所述第四连接电极连接到所述第二内电极。
15.一种多层陶瓷电容器,包括:
主体,包括介电层以及第一内电极和第二内电极,设置为相应的介电层介于所述第一内电极和所述第二内电极之间;
第一连接电极和第二连接电极,在垂直于所述介电层的方向上穿过所述主体并且连接到所述第一内电极;
第三连接电极和第四连接电极,在垂直于所述介电层的所述方向上穿过所述主体并且连接到所述第二内电极;
第一外电极,设置在所述主体的一个外表面上并且通过所述第一连接电极和所述第二连接电极连接到所述第一内电极;以及
第三外电极,设置在所述主体的所述一个外表面上并且通过所述第三连接电极和所述第四连接电极连接到所述第二内电极,
其中,所述第二内电极具有第一通路孔和第二通路孔,所述第一连接电极设置在所述第一通路孔中,所述第二连接电极设置在所述第二通路孔中,所述第一内电极具有第三通路孔和第四通路孔,所述第三连接电极设置在所述第三通路孔中,所述第四连接电极设置在所述第四通路孔中,并且
所述第一连接电极的中心和所述第二连接电极的中心之间的距离或所述第三连接电极的中心和所述第四连接电极的中心之间的距离与所述第一通路孔和所述第三通路孔之间的最短距离或所述第二通路孔和所述第四通路孔之间的最短距离的比为大于等于2.08且小于等于4.7。
16.根据权利要求15所述的多层陶瓷电容器,所述多层陶瓷电容器还包括:
第二外电极,设置在所述主体的与所述一个外表面相对的另一外表面上,并且通过所述第一连接电极和所述第二连接电极连接到所述第一内电极;以及
第四外电极,设置在所述主体的所述另一外表面上,并且通过所述第三连接电极和所述第四连接电极连接到所述第二内电极。
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