CN101034622A - 层叠陶瓷电容器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及的层叠陶瓷电容器，具有主体(10)和第1及第2端子电极(20、30)。主体(10)包括内层部(11)和外层部(12)。在内层部(11)，在高度方向H上层叠有内部电极(110)；该内部电极(110)在侧面(103)具有引出部(111)。外层部(12)层叠在沿高度方向H看的内层部(11)的至少一面上。第1及第2端子电极(20、30)具有连接部(21、30)和扩展部(22、32)。连接部(21、31)沿着高度方向覆盖了引出部(111)。扩展部(22、32)从在高度方向H看的连接部(21、31)的至少一端朝向侧面(103)的边缘使宽度尺寸缓缓增大。第1及第2端子电极(20、30)隔开间隔G2、G3配置在长度方向L上。

Description

层叠陶瓷电容器
技术领域
本发明涉及成为低ESL值的多端子型层叠陶瓷电容器。
背景技术
在这种层叠陶瓷电容器中，随着所搭载的电子设备的高频化的发展，要求更进一步降低ESL值。作为实现低ESL值化的技术，在(日本)特开2000-208361号公报中公开了扩展端子电极的电极宽度的结构。
但是，近些年来，对电子设备的小型化的市场需求高涨，对应于该技术动向，对所搭载的层叠陶瓷电容器也要求更加小型化。
但是，如果小型化，则在通常的条件下，端子电极的宽度必然要变窄，成为与低ESL值化的要求相反的结果。
另外，为了实现低ESL值化而扩展端子电极的电极宽度时，在必须形成多个端子电极的多端子型层叠陶瓷电容器中，在小型化的主体的侧面，不能确保足够的端子电极的形成空间，使低ESL值化受限制。
相反地，即使可以确保端子电极的形成空间，由于邻接的端子电极相互的间隔变窄，例如由于在端子电极形成时发生的电镀延伸不良，端子电极间产生短路事故的危险性极高。
发明内容
本发明的课题是提供成为低ESL值的多端子型层叠陶瓷电容器。
本发明的另一课题是提供制造合格率优良的层叠陶瓷电容器。
本发明的又一课题是提供具有高可靠性的层叠陶瓷电容器。
为了解决上述的课题，本发明所涉及的层叠陶瓷电容器，具有主体和多个端子电极，并且，主体包括内层部和外层部。在内层部，多个内部电极层叠在主体的高度方向上；该内部电极具有导出到主体侧面的引出部。外层部层叠在沿高度方向看的内层部的至少一面上。多个端子电极隔开间隔配置在主体的长度方向上。
本发明的特征之一是除了上述的层叠陶瓷电容器的基本结构之外，对各端子电极的结构加以设计。即，端子电极具有连接部和扩展部；连接部沿着主体的高度方向覆盖了引出部。
扩展部具有从该连接部的至少一端朝向侧面的边缘使宽度尺寸缓缓增大的末端扩展的形状。根据该结构，端子电极的扩展部的宽度比连接部宽，在小型化的层叠陶瓷电容器中，可以实现进一步降低端子电极的ESL值，更加提高电容器的高频特性。
另一方面，在端子电极，仅扩展部变得宽度宽，连接部成为相对于扩展部相对收缩为凹状的形状，所以在小型化的层叠陶瓷电容器中可以确保在其长度方向邻接的端子电极的间隔较宽。从而，例如可以避免因端子电极形成时的电镀延伸不良而在邻接的端子电极之间发生短路事故的不良情况。
另外，扩展部朝向侧面的边缘使宽度尺寸缓缓增大，在侧面的边缘上成为最大宽度，所以例如将层叠陶瓷电容器安装在基板上时，可以确保对扩展部的焊接粘接面积较大，提高焊接强度(可靠性)及制造合格率。
另外，扩展部由于在侧面的边缘上成为最大宽度，所以将层叠陶瓷电容器焊接在基板之后，施加在焊锡的应力被分散。从而避免由热循环引起的焊锡裂缝的产生，提高可靠性。
通过下述详细的说明和附图将足以理解本发明，但不得以此限制本发明。
附图说明
图1是本发明的一实施方式所涉及的层叠陶瓷电容器的立体图。
图2是在图1所示的层叠陶瓷电容器中对内层部的层叠结构进行分解表示的立体图。
图3是图1所示的层叠陶瓷电容器的左侧面图。
图4是搭载了本发明的一实施方式所涉及的层叠陶瓷电容器的电子装置的部分截面图。
图5是表示本发明的一实施方式所涉及的层叠陶瓷电容器的实验数据的图。
图6是表示本发明的一实施方式所涉及的层叠陶瓷电容器的实验数据的图。
图7是本发明的又一实施方式所涉及的层叠陶瓷电容器的立体图。
图8是在图7所示的层叠陶瓷电容中对内层部的层叠结构进行分解表示的立体图。
图9是图8中所示的层叠陶瓷电容器的左侧面图。
具体实施方式
在图1至图3所示的层叠陶瓷电容器中，主体10是具有一面101、及在高度方向H与该一面101相对的另一面102的六面体，在高度尺寸T的内部包括内层部11和外层部12。
在内层部11，以导电性金属材料为主要成分的内部电极110在以陶瓷材料为主要成分的电介质层112的一面上形成图形，具有该内部电极110的多个电介质层112，在高度方向H仅层叠有规定数量。在高度方向H相邻接的内部电极110具有相互不同的极性，这在实现低ESL值上较理想。
多个内部电极110的每一个至少具有一个作为所谓引出电极使用的引出部111。引出部111导出到主体10的在宽度方向W相对的2个侧面103中的至少一方。
另外，在高度方向H相邻接的内部电极110的引出部111，在与高度方向H垂直的主体10的长度方向L上隔开间隔G1被导出(参照图3)。间隔G1表示在邻接的引出部111中其电极宽度D111的中央点之间的距离。
外层部12最好仅将多个上述的电介质层112层叠在高度方向H上，在高度方向H看的内层部11的两面侧仅层叠有规定数量。即，图1至图3中所示的主体10通过2个外层部12，从高度方向H的两面侧夹着内层部11，这些外层部12的一个端面分别成为一面101或另一面102。根据该结构，层叠陶瓷电容器可以不考虑部件的方向性，一面101或另一面102中的任一面都可以作为基板安装面使用。
另外，图1至图3中所示的层叠陶瓷电容器，具有第1端子电极20和第2端子电极30。第1及第2端子电极20、30都是以导电性金属材料为主要成分，在侧面103，在高度方向H上连续覆盖引出部111。
另外，第1及第2端子电极20、30隔开间隔G2、G3配置在长度方向L上，在该长度方向L上相邻接的第1及第2端子电极20、30相互具有不同极性，这在实现低ESL值上较理想。
图1至图3中所示的层叠陶瓷电容器，具有作为上述的多端子型的层叠陶瓷电容器的基本结构，并且其特征之一是对第1及第2端子电极20、30的结构加以设计。下面主要参照图3说明第1及第2端子电极20、30的具体结构。
首先，第1端子电极20在高度方向H看的连接部21的两端具有扩展部22。连接部21具有比引出部111的电极宽度D111宽的电极宽度C21，在相当于侧面103的内层部11的区域，沿着高度方向H大致直线状地覆盖了引出部111。这样，若采用使电极宽度C21的宽度比电极宽度D111宽的结构，例如在形成第1端子电极20 时，在连接部21和引出部111之间产生的位置偏差，由两者之间的宽度尺寸差部分(余量)吸收，可以避免从连接部21露出引出部111的不良情况。
扩展部22从连接部21的一端朝向侧面103的边缘使宽度尺寸缓缓增大。更具体地说，扩展部22在相当于侧面103的外层部12的区域，在内层部11和外层部12的边界部分13具有宽度尺寸变化的起点P1，在侧面103的边缘上具有宽度尺寸变化的终点P2，从而在侧面103的边缘上具有成为最大电极宽度D22的末端扩展形状。在图1至图3中所示的第1端子电极20中，内层部11和外层部12的边界线部分13、与连接部21和扩展部22的边界线部分23大体一致。
第1端子电极20的连接部21是相对于扩展部22相对收缩为凹状的形状，在起点P1的电极宽度C21比在终点P2的电极宽度D22相对窄。
另一方面，第2端子电极30在高度方向H看的连接部31的两端具有扩展部32。连接部31具有比引出部111的电极宽度D111宽的电极宽度C31，在相当于侧面103的内层部11的区域，沿着高度方向H大体直线状地覆盖了引出部111。这样，若采用使电极宽度C31的宽度比电极宽度D111宽的结构，则例如在形成第2端子电极30时，在连接部31和引出部111之间产生的位置偏差，由两者之间的宽度尺寸差部分(余量)吸收，可以避免从连接部31露出引出部111的不良情况。
扩展部32从连接部31的一端朝向侧面103的边缘使宽度尺寸缓缓增大。更具体地说，扩展部32在相当于侧面103的外层部12的区域，在内层部11和外层部12的边界部分13具有宽度尺寸变化的起点P1，在侧面103的边缘上具有宽度尺寸变化的终点P2，从而在侧面103的边缘上具有成为最大电极宽度D32的末端扩展形状。在图1至图3中所示的第2端子电极30中，内层部11和外层部12的边界线部分13、与连接部31和扩展部32的边界线部分33大体一致。
第2端子电极30的连接部31是相对于扩展部32相对收缩为凹状的形状，在起点P1的电极宽度C31比在终点P2的电极宽度D32相对窄。
下面进一步参照图4至图6，对本发明的一实施方式所涉及的层叠陶瓷电容器的低ESL值效果进行说明。
在图4所示的电子装置中，层叠陶瓷电容器1的第1及第2端子电极20、30通过焊锡层5与基板4固定，该第1及第2端子电极20、30通过与焊锡层5的结合，电路图形41、42和内部电极110分别被电连接。电路图形41、42相互具有不同极性，与对应于各极性的第1及第2端子电极20、30电连接。
对于图4所示的电子装置，参照表1及用曲线表示表1的图5对以表1的条件通电时的端子电极的ESL值降低效果进行说明。表1及图5中所示的数值也可以适用于第2端子电极30，但是为了便于说明，以第1端子电极20为例进行说明。
(表1)
    T(μm)     A(μm)     B(μm)     B/A     ESL值(pH)
    500     410     45.0     0.10     82
    500     350     75.0     0.21     78
    500     280     110.0     0.39     69
    500     227     136.5     0.60     63
    500     194     153.0     0.78     62
    500     143     178.5     1.24     61
    500     58     221.0     3.81     61
如表1及图5中所示，在扩展部22和连接部21的高度尺寸比B/A在从0.10增加到0.60的范围内，第1端子电极20的ESL值大体以反比持续减少，但是在高度尺寸比B/A比0.60大的范围内，即使高度比B/A变大，ESL值也大体一定。从而，有助于降低第1端子电极20的ESL值的高度尺寸比B/A，最好在0.60≤B/A的范围内设定。扩展部22的具体的高度尺寸B，根据主体10的高度尺寸T而变动，例如，设高度尺寸T为500μm时，高度尺寸B可以在136.5μm≤B的范围内设定。
另外，对于图4中所示的电子装置通电时的其它ESL值降低效果，参照表2及用曲线表示表2的图6进行说明。表2及图6中所示的数值，通过将电极宽度比C21/D22置换成电极宽度比C31/D32，也可以适用于第2端子电极30，但是为了便于说明，以第1端子电极20为例进行说明。
(表2)
   G1(μm)     C21(μm)     D22(μm)     C21/D22    ESL值(pH)
    500     252     252     1.00     80
    500     250     271     0.92     76
    500     249     293     0.85     69
    500     251     315     0.80     63
    500     250     341     0.73     62
    500     252     377     0.67     61
    500     249     405     0.61     61
如表2及图6中所示，第1端子电极20的ESL值，与电极宽度C21对最大电极宽度D22的比C21/D22从0.61增加到0.80大致成正比地持续增加，在电极宽度比C21/D22为0.80时，以ESL值成为63的点为临界点，此后急剧增加。从而，有助于降低第1端子电极20的ESL值的电极宽度比C21/D22，最好在C21/D22≤0.80的范围内设定。最大电极宽度D22的具体尺寸，根据邻接的端子电极之间的间隔G1而变动，但是，例如设间隔G1为500μm时，最大电极宽度D22可以在312μm≤D22的范围内设定。
根据参照图1至图6说明的层叠陶瓷电容器1的结构，第1及第2端子电极20、30是在终点P2的扩展部22、32的电极宽度D22、D32比在起点P1的连接部21、31的电极宽度C21、C31宽的末端扩展的形状，所以可以降低第1及第2端子电极20、30的ESL值，进一步提高电容器的高频特性。
另外，由于第1及第2端子电极20、30，是在终点P2的扩展部22、32的电极宽度D22、D32比在起点P1的连接部21、31的电极宽度C21、C31宽的末端扩展的形状，所以将该扩展部22、32安装在基板4的情况下，可确保与焊锡层5的接触面积较大，从而可以提供制造合格率良好的层叠陶瓷电容器1。
另外，由于第1及第2端子电极20、30，是在终点P2的扩展部22、32的电极宽度D22、D32比在起点P1的连接部21、31的电极宽度C21、C31宽的末端扩展的形状，所以安装在基板4之后施加在焊锡层5的应力广泛被分散，从而避免由热循环引起的焊锡裂缝的产生，可以提供具有高可靠性的层叠陶瓷电容器1。
另一方面，宽度宽的只是对应于外层部12的扩展部22、32，而对应于内层部11的连接部21、31成为相对于扩展部22、32相对地收缩为凹状的形状。根据该结构，在长度方向L上邻接的第1及第2端子电极20、30上，在连接部21、31的相对部分形成间隔G2，在终点P2的扩展部22、32的相对部分形成间隔G3。间隔G2、G3根据第1及第2端子电极20、30的收缩形状，成为间隔G3＜间隔G2。从而，在相当于内层部11的区域，可确保连接部21、31的间隔G2较宽，可避免端子电极形成时的电镀延伸不良，并且可以避免在第1及第2端子电极20、30之间发生短路事故的危险。关于有助于避免该电镀延伸不良的间隔G2的值，参照表3进行说明。
(表3)
G1(μm) C21(μm) D22(μm) C21/D22 G2(μm)   ESL(pH)   电镀延伸不良
    500     252     377     0.67     123    61   0/500
    500     249     405     0.61     95    61   0/500
如表3中所示，在设间隔G1为500μm的层叠陶瓷电容器1中，在设连接部21的电极宽度C21为252μm、扩展部22的最大电极宽度D22为377μm、电极比C21/D22为0.67时，在使ESL值减小到63pH以下的状态下，可避免电镀延伸不良的间隔G2的尺寸是123μm。
此外，在设连接部21的电极宽度C21为249μm、扩展部22的最大电极宽度D22为405μm、电极比C21/D22为0.61时，在使ESL值减小到63pH以下的状态下，可避免电镀延伸不良的间隔G2的尺寸是95μm。
相对于此，在专利文献1等的现有技术中，由于第1及第2端子电极20、30，在高度方向H上以均匀的电极宽度(G2＝G3)延伸，所以使其电极宽度宽时，在第1及第2端子电极20、30的任一部分，邻接的电极间的间隔(G2＝G3)都变窄，结果由于电极形成时发生的电镀延伸，发生短路事故的危险较高。特别是近年来的层叠陶瓷电容器1的小型化趋势中，鉴于在侧面103确保仅形成第1及第2端子电极20、30的空间毕竟困难的现状，该短路事故的问题表现得更明显。
在图7至图9的层叠陶瓷电容器中，内部电极110对于在宽度方向W相对的各侧面103，具有各导出2个的4个引出部111。根据该结构，具有参照图1至图6说明的全部优点，并且可以提供具有多种引出变形的层叠陶瓷电容器。
以上详细说明了本发明的优选实施方式，本领域普通技术人员在充分理解本发明的基础上，可以在不脱离本发明的精神、范围和教示情况下进行各种变形。

Claims (9)

1、一种层叠陶瓷电容器，具有主体及多个端子电极，其特征在于，
上述主体包括内层部和外层部；
在上述内层部，在上述主体的高度方向层叠有多个内部电极；
上述内部电极具有导出到上述主体的侧面的引出部；
上述外层部层叠在沿上述高度方向看的上述内层部的至少一面上；
上述端子电极具有连接部和扩展部；
上述连接部沿着上述高度方向覆盖了上述引出部；
上述扩展部从在上述高度方向看的上述连接部的至少一端朝向上述侧面的边缘使宽度尺寸缓缓增大；
上述多个端子电极隔开间隔配置在上述主体的长度方向上。
2、如权利要求1所述的层叠陶瓷电容器，其特征在于，
上述扩展部具有以上述内层部和上述外层部的边界附近为宽度变化的起点、以上述侧面的边缘为宽度变化的终点的末端扩展形状。
3、如权利要求1所述的层叠陶瓷电容器，其特征在于，
上述外层部层叠在沿上述高度方向看的上述内层部的两面上。
4、如权利要求2所述的层叠陶瓷电容器，其特征在于，
上述外层部层叠在沿上述高度方向看的上述内层部的两面上。
5、如权利要求1至4中的任一项所述的层叠陶瓷电容器，其特征在于，
上述连接部在沿上述高度方向看的两端具有上述扩展部。
6、如权利要求1至4中的任一项所述的层叠陶瓷电容器，其特征在于，
在设上述连接部的高度尺寸为A、上述扩展部的高度尺寸为B时，
高度尺寸比B/A为0.60≤B/A。
7、如权利要求5所述的层叠陶瓷电容器，其特征在于，
在设上述连接部的高度尺寸为A、上述扩展部的高度尺寸为B时，
高度尺寸比B/A为0.60≤B/A。
8、如权利要求1至4中的任一项所述的层叠陶瓷电容器，其特征在于，
在设上述连接部的一端的电极宽度为C、上述侧面的边缘的电极宽度为D时，上述端子电极的电极宽度比C/D为O＜C/D≤0.80。
9、如权利要求5所述的层叠陶瓷电容器，其特征在于，
在设上述连接部的一端的电极宽度为C、上述侧面的边缘的电极宽度为D时，上述端子电极的电极宽度比C/D为O＜C/D≤0.80。
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