CN101477893B - 一种陶瓷电容器及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种陶瓷电容器及其制造方法，其中陶瓷电容器包括：电容器本体，两个端电极，两个外电极和包封层，不相互连接的所述两个端电极附着于所述电容器本体；所述两个端电极各连接所述两个外电极中的一个，所述两个外电极不相互连接；所述电容器本体和所述两个端电极被所述包封层包覆，所述两个外电极至少一端置于所述包封层外。本发明实施例提供的技术方案，采用将电容器本体和端电极包覆在包封层内，同时引出外电极的技术手段，大大减少了陶瓷表面高压放电现象，提高了陶瓷电容器耐机械应力的能力和耐焊接热能力。
Description
技术领域
本发明涉及电容器技术领域，尤其涉及一种陶瓷电容器及其制造方法。
背景技术
随着表贴化工艺的推行，电子厂家越来越多的采用片式多层陶瓷电容器，。由于片式多层陶瓷电容器缺少包封层，在实际应用中，陶瓷体表面受潮或沾染杂质后，极容易导致高压下表面绝缘电阻下降，严重时会出现表面放电，而表面连续放电会导致电容器受损失效。另外，由于陶瓷材料呈脆性，这样导致耐焊接热、耐机械应力的能力较差，容易出现开裂现象。由于目前还没有能够同时解决上述问题的技术与产品，因此目前片式多层陶瓷电容器的应用受到一定的制约。
为解决上述问题，现有技术采用在片式多层陶瓷电容器表面直接涂敷一层有机树脂包覆层1，附着于陶瓷体表面，如图1所示，但由于对位精度问题，容易将涂敷物质沾到端电极2上面，影响焊接，同时部分陶瓷体3还可能出现外露，难以完全覆盖，仍会存在陶瓷体表面受潮或污染，以及陶瓷体耐焊接热、耐机械应力差的问题。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种陶瓷电容器及其制造方法，以有效增强陶瓷电容器抵抗外界影响的能力，减少陶瓷电容器本身特点造成的应用上的制约。
本发明实施例提供一种陶瓷电容器，包括：
电容器本体，两个端电极，两个外电极和包封层，不相互连接的所述两个端电极附着于所述电容器本体；所述两个端电极各连接所述两个外电极中的一个，所述两个外电极不相互连接；所述电容器本体和所述两个端电极被所述包封层包覆；所述两个外电极和所述两个端电极连接的一端置于所述包封层内，所述两个外电极和所述两个端电极不连接的一端置于所述包封层外。
本发明实施例还提供一种陶瓷电容器制造方法，包括：
将附着于电容器本体的两个不连接的端电极分别与一外电极连接；对所述电容器本体和两个端电极进行塑封，使所述电容器本体、所述两个端电极和两个外电极形成的组合体包覆在包封层内，两个外电极和所述两个端电极不连接的一端置于所述包封层外部。
上述本发明实施例提供的技术方案，采用将电容器本体和端电极包覆在包封层内，同时引出外电极的技术手段，借助树脂材料良好的高压绝缘性能以及密封性，使得电容器本体表面与外部环境隔离，减少污染与潮气的影响，大大减少了陶瓷表面高压放电现象，使得陶瓷电容器可以应用于高湿度的场合，如防凝露场合等；借助树脂的弹性，大大增强了陶瓷电容器的抗机械应力能力；同时引出的外电极能够缓冲一部分外部应力的冲击，提高了陶瓷电容器耐机械应力的能力；由于电容器本体包裹在包封层的内部，大大减少了焊接过程对于陶瓷部分的热冲击，提高了器件的耐焊接热能力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术的涂敷有机树脂的片式多层陶瓷电容器；
图2为本发明实施例提供的陶瓷电容器透视图；
图3a为本发明实施例提供的端电极与外电极连接关系示意图一；
图3b为本发明实施例提供的端电极与外电极连接关系示意图二；
图4为本发明实施例提供的陶瓷电容器示意图；
图5a为本发明实施例提供的内贴式可表面贴装结构的陶瓷电容器；
图5b为本发明实施例提供的外延式可表面贴装结构的陶瓷电容器；
图6a-6e为本发明实施例提供的陶瓷电容器制造方法示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例的陶瓷电容器，如图2所示，包括：电容器本体101，两个端电极102、103，两个外电极301、302和包封层2，不相互连接的所述两个端电极102、103附着于所述电容器本体101；所述两个端电极102、103各连接所述两个外电极中301、302的一个，所述两个外电极301、302不相互连接；所述电容器本体101和所述两个端电极102、103被所述包封层2包覆，所述两个外电极301、302至少一端置于所述包封层2外。
本发明实施例中，所述陶瓷电容器包括电容器本体101和两个端电极102、103，所述电容器本体101连接所述两个端电极102、103。所述两个端电极102、103附着于所述电容器本体101且所述两个端电极102、103不相互连接，若所述电容器本体101为规则的四方体，所述两个端电极102、103可以置于所述电容器本体101的两端；当所述电容器本体101为其他形状时，所述两个端电极102、103可以附着于所述电容器本体101并且所述两个端电极102、103不连接即可。
所述陶瓷电容器还包括两个外电极301、302，所述两个外电极301、302各连接一端电极102、103，所述外电极301、302可以如图3a所示，外电极301、302与电容器本体101、端电极102、103同轴方向排列，所述外电极301、302和所述端电极102、103连接的部分可以是端部对接，即所述外电极一端与所述端电极一端对接，也可以所述外电极和所述端电极部分叠放。外电极与端电极的宽度可以相同，也可以不相同，在保证外电极301、302不相连的情况下，二者的间距不做限定；在某些实施方式中，外电极301、302可以如图3b所示，垂直于所述电容器本体101与端电极102、103所成直线，分别与端电极102、103相连，外电极301、302可以位于电容器本体101的同侧，也可分别位于两侧；在某些实施方式中，外电极301、302可以和电容器本体101成任一角度与端电极102、103相连；在另外一些实施方式中，外电极可以与端电极的不同表面相连；总之，只要外电极301、302不相连，外电极与端电极的任何连接方式均在本发明实施例的保护范围之内。同时外电极的形状不限于如图3a所示的矩形，可以为其他任意形状的结构。所述外电极301、302为金属材料制成具有一定厚度的金属结构，可以为平面片状结构，也可以为折叠片状结构，甚至块状结构以使所述外电极置于包封层外的部分坚固不易破损。所述金属材料可以为不同的材质，可以是镀镍锡铜片，即内部为铜，表面先后镀上镍、锡层，或者是银片，或者为表面镀银铜片，或者为其它导电金属。
所述电容器本体101、端电极102、103被包封层2包覆，所述外电极301、302的至少一端置于所述包封层2外部。所述包封层2将电容器本体101和端电极102、103完全包覆在内，所述包封层2为具有一定厚度的空心密封结构，所述包封层2的内壁可以与所述电容器本体101、端电极102、103组合体完全吻合，即由所述电容器本体101、端电极102、103形成的组合体外壁与所述包封层2的内壁完全贴合；也可以不完全贴合，即由所述电容器本体101、端电极102、103形成的组合体外壁与所述包封层2的内壁部分贴合。根据外电极301、302与端电极102、103的连接关系的不同，所述包封层2可能包覆外电极301、302的一部分，从而外电极301、302的一端置于所述包封层2外部，在这种情况下，所述电容器本体101、所述两个端电极102、103以及所述两个外电极301、302和所述两个端电极102、103连接的一端的整体，与所述包封层2内壁完全或部分贴合。在某些实施方式中，在所述外电极与端电极端部对接连接时，也可能存在包封层2不包覆外电极301、302的情况。所述外电极301、302置于包封层2外部的部分的相对位置可能有多种情况，某些实施例中，可以如图4所示，分别位于包封层2的两侧，且处于同一水平面上，在另外一些实施方式中，也可以位于包封层2的同侧或形成任一角度，且可能不处于同一水平面上。同时，外电极301、302置于包封层2外部的部分的形状不限于图4所示的矩形，也可以为其他任意形状。进一步的，包封层2包覆电容器本体101、端电极102、103形成的包封体可以为如图4所示的长方体，在某些实施方式也可以为任意形状的立体形状。
本发明实施例中，外电极301、302置于包封层2外部的部分可以为上述所述的平面片状结构，折叠片状结构，或块状结构，也可以为可表面贴装的结构，以使本发明实施例的陶瓷电容器能够实现编带包装，以及在单板上实现表面贴装。所述可表面贴装结构可以是将外电极301、302靠近陶瓷电容器向内折弯压平，形成内贴式，如图5a所示，或是向外折弯，形成外延式，如图5b所示。可以理解的，本发明实施例中外电极的可表面贴装结构不限于内贴式与外延式两种，实现中可以有多种变型，如对块状结构外电极进行切割形成表面贴装结构，只要能够实现表面贴装，均在本发明实施例的保护范围之内。在某些实施方式中，根据包封体形状的不同，外电极形成的可表面贴装结构不限于如图5所示的基于长方体的表面贴装结构，可以是基于任意形状包封体的可表面贴装结构。
本发明实施例中，所述电容器本体101与所述端电极102、103的组合体可以为多种陶瓷电容器，可以为片式多层陶瓷电容器，可以是各种标准尺寸规格，如英制0201、0402、0603、0805、1206、1210、1808、1812、2220、2225、3035等，也可以是其他非标准尺寸规格，甚至其他非标准不规则结构。
包封层2可以采用树脂材料，可以是高压绝缘有机树脂，如环氧树脂，或聚胺酯树脂等，也可以采用高压绝缘无机树脂。树脂的电阻要大于电容器本体101的陶瓷体表面绝缘电阻，优选的，树脂电阻大于1012欧姆。包封层2为致密包封层，优选的，孔隙度小于1/1000。
本发明实施例采用将电容器本体101、端电极102、103包覆在包封层2内，同时引出外电极301、302的技术手段，借助树脂材料良好的高压绝缘性能以及密封性，使得电容器本体101表面与外部环境隔离，减少污染与潮气的影响，大大减少了陶瓷表面高压放电现象，使得陶瓷电容器可以应用于高湿度的场合，如防凝露场合等；借助树脂的弹性，大大增强了陶瓷电容器的抗机械应力能力；同时引出的外电极301、302能够缓冲一部分外部应力的冲击，提高了陶瓷电容器耐机械应力的能力；由于电容器本体101包裹在包封层2的内部，大大减少了焊接过程对于陶瓷部分的热冲击，提高了器件的耐焊接热能力。
本发明实施例的陶瓷电容器制造方法，包括：
S101、将附着于电容器本体的两个不连接的端电极102、103分别与一外电极连接。
本发明实施例中，所述电容器本体101与所述端电极102、103的组合体可以为多种陶瓷电容器，可以为片式多层陶瓷电容器，可以是各种标准尺寸规格，如英制0201、0402、0603、0805、1206、1210、1808、1812、2220、2225、3035等，也可以是其它非标准尺寸规格，甚至其他非标准不规则结构。
所述外电极301、302为具有一定厚度的金属结构，可以为平面片状结构，也可以为折叠片状结构，甚至块状结构以使所述外电极置于包封层外的部分坚固不易破损。所述金属材料可以为不同的材质，可以是镀镍锡铜片，即内部为铜，表面先后镀上镍、锡层，或者是银片，或者为表面镀银铜片，或者为其它导电金属。
实施中，将附着于电容器本体的两个连接的端电极102、103分别与一外电极连接，可以包括：
S101a、放置外电极301、302；
S101b、在外电极301、302接触电容器端电极102、103的部位或者端电极102、103接触外电极301、302的部位增添连接材质；
S101c、将附着于电容器本体101的两个端电极102、103置于放置的外电极上301、302。
或者：
S101a’、在外电极301、302接触电容器端电极102、103的部位或者端电极102、103接触外电极301、302的部位增添连接材质；
S101b’、将外电极301、302置于附着于电容器本体101的两个端电极102、103上。
本发明实施例中，陶瓷电容器的端电极与外电极的连接方式可以有多种，可以采用通过连接材质粘贴或者通过连接材质机械连接。在某些实施方式中，外电极与端电极的连接部位涂上焊膏，采用焊接的方式将二者相连，焊膏可以是纯锡焊膏，也可以是锡铅焊膏、锡银铜焊膏，或者其他贴装用金属焊膏，采用的焊接方式可以是回流焊，也可以是波峰焊、激光焊等其他方式；在另外一些实施方式中，外电极与端电极的连接部位涂上金属导电胶，采用加热烘干的方式将二者相连，金属导电胶可以但不限于银导电胶，也可以是其他金属导电胶。在保证端电极和外电极有效连接的情况下，不限于上述实施例中的连接方式，本领域技术人员可以想到的任何连接方式均在本发明实施例的保护范围之内。
某些实施方式中，外电极301、302可以如图3a所示，与电容器本体101、端电极102、103同轴方向排列，所述外电极301、302和所述端电极102、103连接的部分可以是端部对接，即所述外电极一端与所述端电极一端对接，也可以所述外电极和所述端电极部分叠放。外电极与端电极的宽度可以相同，也可以不相同，在保证外电极301、302不相连的情况下，二者的间距不做限定；在某些实施方式中，外电极301、302可以如图3b所示，垂直于所述电容器本体101与端电极102、103所成直线，分别与端电极102、103相连，外电极301、302可以位于电容器本体101的同侧，也可分别位于两侧；在某些实施方式中，外电极301、302可以与电容器本体101成任一角度与端电极102、103相连；在另外一些实施方式中，外电极可以与端电极的不同表面相连；总之，只要外电极301、302不相连，外电极与端电极的任何连接方式均在本发明实施例的保护范围之内，同时外电极的形状不限于如图3a所示的矩形，可以为其他任意形状的结构。
S102、对所述电容器本体101和所述两个端电极102、103进行塑封，使所述电容器本体101和两个端电极102、103包覆在包封层2内，两个外电极301、302置于所述包封层2外部。
本发明实施例中，对电容器本体101和端电极102、103的塑封处理可以采用各种注塑方式，如加热注塑的方式，将经过高温融化的树脂注塑到电容器本体101和端电极102、103周围，形成包封层2，所述电容器本体101、端电极102、103和外电极301、302形成的组合体被包封层2包覆，所述外电极301、302一端置于所述包封层2外部。所述包封层2将电容器本体101和端电极102、103包覆在内，所述包封层2为具有一定厚度的空心密封结构，所述包封层2的内壁可以与所述电容器本体101、端电极102、103形成的组合体完全吻合，即由所述电容器本体101、端电极102、103形成的组合体外壁与所述包封层2的内壁完全贴合；也可以不完全吻合，即由所述电容器本体101、端电极102、103形成的组合体外壁与所述包封层2的内壁部分贴合。根据外电极301、302与端电极102、103的连接关系的不同，所述包封层2可能包覆外电极301、302的一部分，从而外电极301、302的一端置于所述包封层2外部，在这种情况下，所述电容器本体101、所述两个端电极102、103以及所述两个外电极301、302和所述两个端电极102、103连接的一端的整体，与所述包封层2内壁完全或部分贴合。在某些实施方式中，在所述外电极与端电极端部对接连接时，也可能存在包封层2不包覆外电极301、302的情况。所述外电极301、302置于包封层2外部的部分的相对位置可能有多种情况，某些实施例中，可以如图4所示，分别位于包封层2的两侧，且处于同一水平面上，在另外一些实施方式中，也可以位于包封层2的同侧或形成任一角度，且可能不处于同一水平面上。同时，外电极301、302置于包封层2外部的部分的形状不限于图4所示的矩形，也可以为其他任意形状。进一步的，包封层2包覆电容器本体101、端电极102、103形成的包封体可以为如图4所示的长方体，在某些实施方式也可以为任意形状的立体形状。
本发明实施例中，包封层2可以采用树脂材料，可以是高压绝缘有机树脂，如环氧树脂，或聚胺酯树脂等，也可以采用高压绝缘无机树脂。树脂的电阻要大于电容器本体101的陶瓷体表面绝缘电阻，优选的，树脂电阻大于1012欧姆。包封层2为致密包封层，优选的，孔隙度小于1/1000。
进一步的，作为可选步骤，使所述外电极301、302置于包封层2外部的部分形成可表面贴装结构。本发明实施例中，将所述外电极301、302靠近所述陶瓷电容器向内折弯压平，形成内贴式，如图5a所示，或是向外折弯，形成外延式，如图5b所示。通过本步骤，所述外电极301、302置于包封层2外部的部分可以形成可表面贴装结构，以使本发明实施例的陶瓷电容器能够实现编带包装，以及在单板上实现表面贴装。可以理解的，本发明实施例中外电极的可表面贴装结构不限于内贴式与外延式两种，实现中可以有多种变型，如对块状结构外电极进行切割形成表面贴装结构，只要能够实现表面贴装，均在本发明实施例的保护范围之内。在某些实施方式中，根据包封体形状的不同，外电极形成的可表面贴装结构不限于如图5所示的基于长方体的表面贴装结构，可以是基于任意形状包封体的可表面贴装结构。
在某些实施方式中，所述外电极可以为金属履带3的一部分；所述对所述电容器本体和两个端电极进行塑封后，将所述外电极301、302从所述金属履带3分离。下面结合图6a至6e对该实施方式的陶瓷电容器制造方法进行详细说明：
S201、附着于电容器本体101的两个端电极102、103与金属履带3连接。
本发明实施例中，金属履带3可以为图6a所示的结构，垂直于所述金属履带3长度方向，相对设置向内突出且互不相连的凸出部301、302，各凸出部之间为镂空结构，所述相对设置的凸出部301、302可以对称分布，也可以非对称分布，可以位于同一平面，也可以位于相互平行的不同平面。在某些实施方式中，可以在垂直于所述金属履带3长度方向，设置桥联带303，以使金属履带成为一体，方便操作，所述桥联带303与所述相对设置的凸出部301、302可以但不局限于间隔分布，也可以是连续多个相对设置的凸出部301、302之间间隔一个桥联带303。在某些实施方式中，金属履带3两侧设置有定位孔304，用于移动金属履带3时进行定位，以方便陶瓷电容器制造的自动化操作，进一步的，定位孔304的设置为对称分布。本发明实施例采用设置有桥联带303、定位孔304的金属履带3进行说明，但显然上述两个结构也可以没有。
本发明实施例中，在所述相对设置的凸出部301、302的端部涂上焊膏，或者滴上金属导电胶，见图6b，将附着于电容器本体101的两个端电极102、103分别贴装在涂了焊膏或者滴了金属导电胶的凸出部301、302的端部。对于涂焊膏的方式，可以采用回流焊方式焊接，也可以采用波峰焊、激光焊等其他方式焊接；对于滴导电胶的方式，可以采用加热烘干的方式，从而将附着于电容器本体101的两个端电极102、103分别与所述相对设置的凸出部301、302连接，见图6c。
S202、对所述电容器本体101和端电极102、103进行塑封处理，使所述电容器本体101和端电极102、103完全包覆在包封层2内，见图6d。
本发明实施例中，采用加热注塑的方式，将经过高温融化的树脂注塑到电容器本体101和端电极102、103周围，形成包封层2，将电容器本体101、端电极102、103完全包覆在包封层2内，同时包覆所述凸出部301、302与端电极102、103相连及靠近的部分，对凸出部301、302的包覆范围视该处包封层的厚度而定。
S203、将塑封后的电容器本体101、端电极102、103与所述金属履带3分离，保留所述相对设置的凸出部301、302在所述包封层2外部的部分，所述相对设置的凸出部301、302即为陶瓷电容器的外电极，如图2。
本发明实施例中，将塑封后的电容器本体101、端电极102、103与所述金属履带3分离的方式可以是剪除、切除等各种方式。可以同时剪除凸出部301、302与桥联带303，也可以先剪除桥联带303，对塑封后的陶瓷电容器打上标志后，再剪除凸出部301、302，如图5e。
在将塑封后的电容器本体101、端电极102、103与金属履带3分离时，保留延伸到所述包封层2外部的凸出部301、302部分，作为外电极301、302置于包封层2外部的部分，所述外电极301、302置于包封层2外部的部分可以对称，也可以不对称。
本发明实施例提供的制造方法，采用对电容器本体101、端电极102、103进行塑封，将电容器本体101、端电极102、103包覆在包封层2内，同时引出外电极301、302的技术手段，借助树脂材料良好的高压绝缘性能以及密封性，使得电容器本体101表面与外部环境隔离，减少污染与潮气的影响，大大减少了陶瓷表面高压放电现象，使得陶瓷电容器可以应用于高湿度的场合，如防凝露场合等；借助树脂的弹性，大大增强了陶瓷电容器的抗机械应力能力；同时引出的外电极301、302能够缓冲一部分外部应力的冲击，提高了陶瓷电容器耐机械应力的能力；由于电容器本体101包裹在包封层2的内部，大大减少了焊接过程对于陶瓷部分的热冲击，提高了器件的耐焊接热能力。
以上所述，仅为本发明较佳的实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种陶瓷电容器，其特征在于，包括：电容器本体，两个端电极，两个外电极和包封层，
不相互连接的所述两个端电极附着于所述电容器本体；所述两个端电极各连接所述两个外电极中的一个，所述两个外电极不相互连接；所述电容器本体和所述两个端电极被所述包封层包覆；所述两个外电极和所述两个端电极连接的一端置于所述包封层内，所述两个外电极和所述两个端电极不连接的一端置于所述包封层外。
2.根据权利要求1所述的陶瓷电容器，其特征在于：
所述置于所述包封层外的外电极一端在所述包封层外部形成可表面贴装结构。
3.根据权利要求2所述的陶瓷电容器，其特征在于：
所述可表面贴装结构包括内贴式和外延式。
4.根据权利要求1至3任一项所述的陶瓷电容器，其特征在于：
所述电容器本体、所述两个端电极以及所述两个外电极和所述两个端电极连接的一端的整体，与所述包封层内壁完全或部分贴合。
5.根据权利要求1至3任一项所述的陶瓷电容器，其特征在于：
所述外电极和所述端电极的连接方式包括叠放连接或端部对接。
6.一种陶瓷电容器制造方法，其特征在于，包括：
将附着于电容器本体的两个不连接的端电极分别与一外电极连接；
对所述电容器本体和两个端电极进行塑封，使所述电容器本体、所述两个端电极和两个外电极形成的组合体包覆在包封层内，两个外电极和所述两个端电极不连接的一端置于所述包封层外部。
7.根据权利要求6所述的陶瓷电容器制造方法，其特征在于，所述将附着于电容器本体的两个不连接的端电极分别与一外电极连接包括：
焊膏焊接或金属导电胶加热烘干将所述附着于电容器本体的两个不连接端电极分别与一外电极连接。
8.根据权利要求6所述的陶瓷电容器制造方法，其特征在于：
所述对所述电容器本体和两个端电极进行塑封包括加热注塑。
9.根据权利要求6所述的陶瓷电容器制造方法，其特征在于，所述方法还包括：
折叠或切割所述外电极在所述包封层外部形成可表面贴装结构。
10.根据权利要求6至9任一项所述的陶瓷电容器制造方法，其特征在于：
所述外电极为金属履带的一部分；
所述对所述电容器本体和两个端电极进行塑封后，将所述外电极从所述金属履带分离。
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