CN102543428A

CN102543428A - 陶瓷电容

Info

Publication number: CN102543428A
Application number: CN2012100142215A
Authority: CN
Inventors: 吴旻修; 许家铭; 罗立伟
Original assignee: Darfon Electronics Suzhou Co Ltd; Darfon Electronics Corp
Current assignee: Darfon Electronics Suzhou Co Ltd; Darfon Electronics Corp
Priority date: 2012-01-18
Filing date: 2012-01-18
Publication date: 2012-07-04
Also published as: CN102683009A

Abstract

本发明公开一种陶瓷电容，包含：第一面；第一金属层，包含第一端电极；第二金属层，包含第二端电极，其中该第一端电极以及该第二端电极皆暴露于该第一面上；第一陶瓷介电层，位于该第一金属层与该第二金属层之间；第一导电垫，位于该第一面上并电性连接该第一端电极，其中该第一金属层与该第一导电垫彼此垂直；以及第二导电垫，位于该第一面上且与该第一导电垫相隔一定距离，并电性连接该第二端电极，其中该第二金属层与该第二导电垫彼此垂直；其中该第一导电垫与该第二导电垫分别由双层金属所组成，该双层金属包含化学镀内层以及电镀外层，藉由本发明陶瓷电容的导电垫位置的新颖设计，而可以占据较小的电路板空间。

Description

陶瓷电容

技术领域

本发明关于一种陶瓷电容及其复合堆叠组。本发明尤其涉及一种两个端电极均位于同一面上的陶瓷电容，以及使用多个陶瓷电容形成的复合堆叠组。

背景技术

图1绘示习知的陶瓷电容。陶瓷电容10位于电路板20上，并具有两个端电极30、40。当陶瓷电容10利用焊锡50焊接于电路板20上时，两个端电极30、40外侧的焊锡50各自还多占据了一部份空间(至少占了陶瓷电容10长度的30％)，造成电路板20有效空间的浪费，于是需要一种新式的陶瓷电容，以解决上述问题。

发明内容

有鉴于习知的陶瓷电容的缺点，本发明提出一种单面端电极陶瓷电容以及一种陶瓷电容，藉由本发明陶瓷电容的导电垫位置的新颖设计，而可以占据较小的电路板空间。

为达到上述目的，本发明提供一种单面端电极陶瓷电容，包含：第一面；第一金属层，包含第一端电极；第二金属层，包含第二端电极，其中该第一端电极以及该第二端电极皆暴露于该第一面上；第一陶瓷介电层，位于该第一金属层与该第二金属层之间；第一导电垫，位于该第一面上并电性连接该第一端电极，其中该第一金属层与该第一导电垫彼此垂直；以及第二导电垫，位于该第一面上且与该第一导电垫相隔一定距离，并电性连接该第二端电极，其中该第二金属层与该第二导电垫彼此垂直；其中该第一导电垫与该第二导电垫分别由双层金属所组成，该双层金属包含化学镀内层以及电镀外层。

优选的，该第一金属层与该第二金属层皆为L形，且以交错方式排列。

优选的，该单面式陶瓷电容，更包含：第三金属层，并包含暴露于该第一面的第三端电极，且该第三端电极电性连接该第一导电垫；以及第二陶瓷介电层，其位于该第三金属层与该第二金属层之间。

优选的，该内层的材质为镍，该外层的材质为锡。

本发明还提供一种陶瓷电容，包含：第一面以及与该第一面相对的第二面；第一金属层，包含暴露于该第一面的第一端电极以及暴露于该第二面的第二端电极；第二金属层，包含暴露于该第一面的第三端电极以及暴露于该第二面的第四端电极；第一陶瓷介电层，位于该第一金属层与该第二金属层之间；第一导电垫，位于该第一面上并电性连接该第一端电极；第二导电垫，位于该第一面上且与该第一导电垫相隔一定距离，并电性连接该第三端电极；第三导电垫，位于该第二面上并电性连接该第四端电极；以及第四导电垫，位于该第二面且与该第三导电垫相隔一定距离，并电性连接该第二端电极，其中，该第一导电垫及该第二导电垫分别与该第一金属层垂直，而该第三导电垫及该第四导电垫分别与该第二金属层垂直；其中该第一导电垫、第二导电垫、第三导电垫及该第四导电垫分别由双层金属所组成，该双层金属包含化学镀内层以及电镀外层。

优选的，该第一金属层及该第二金属层为∫形。

优选的，所述的陶瓷电容更包含：第三金属层，包含暴露于该第一面的第五端电极以及暴露于该第二面的第六端电极；以及第二陶瓷介电层，其位于该第三金属层与该第二金属层之间，其中该第五端电极电性连接该第一导电垫，而该第六端电极电性连接该第四导电垫。

优选的，该内层的材质为镍，该外层的材质为锡。

优选的，该第一导电垫与该第二导电垫分别电性连接于第一电路板，且该第三导电垫与该第四导电垫分别电性连接于电子元件与第二电路板的其中之一。

优选的，该电子元件为电容或电阻或电感。

本发明的有益效果是：由于本发明陶瓷电容的导电垫位置的新颖设计，而可以占据较小的电路板空间。另外，双面均设计有导电垫的陶瓷电容，还提供向上电性连接的可能性，十分适合解决现今电路体积缩小的要求。

附图说明

图1绘示一种传统的陶瓷电容的结构示意图；

图2绘示本发明一实施例中的单面式端电极陶瓷电容的示意图；

图3绘示图2中的单面式端电极陶瓷电容的元件爆炸图；

图4绘示图2中的单面式端电极陶瓷电容一实施方式的结构示意图；

图5绘示该实施例中单面式端电极陶瓷电容用于表面粘着技术中的示意图；

图6绘示本发明另一实施例的陶瓷电容的示意图；

图7绘示图6中的陶瓷电容的元件爆炸图；

图8A与图8B绘示图6中的陶瓷电容的一实施方式的结构示意图；

图9绘示该另一实施例的陶瓷电容用于表面粘着技术中的示意图；

图10绘示本发明陶瓷电容中的导电垫结构示意图。

具体实施方式

本发明首先提出一种改良的陶瓷电容。图2至图5绘示本发明单面式端电极陶瓷电容的多种实施例。首先，请参考图2，其绘示本发明单面式端电极陶瓷电容的示意图。本发明的单面式端电极陶瓷电容100可以为长方体或是立方体，而且还具有多个面，于此任意选择其中一个面作为代表性的第一面101。第一面101可以具有多种尺寸，例如1.0毫米*0.5毫米、0.6毫米*0.3毫米、0.4毫米*0.2毫米。

本发明的单面式端电极陶瓷电容100具有向外电连接用的导电垫，例如与电路板(图未示)上的电路电连接用的第一导电垫103与第二导电垫104。本发明特征之一在于，第一导电垫103与第二导电垫104位于同一面上，并相隔一定距离，例如是0.2毫米至0.4毫米，但不以此为限，可以根据实际需要适当调整。图2绘示第一导电垫103与第二导电垫104位于代表性的第一面101上。第一导电垫103与第二导电垫104可以分别由双层金属所组成，例如由内层镍与外层锡所组成的双层金属，请参考图10，双层金属的内层镍1031、1041可以由化学镀的方式形成，外层锡1032、1042则可以由电镀的方式形成。本发明另一特征在于，双层金属中不含贵金属，例如不含银、铜或钯。如图2所示，第一导电垫103与第二导电垫104可以分别具有极小的面积或厚度。例如，第一导电垫103或第二导电垫104的面积尺寸可以是(0.2-0.15)毫米*(0.2-0.25)毫米。另一方面，第一导电垫103或第二导电垫104的厚度尺寸可以是10微米至20微米。

本发明的单面式端电极陶瓷电容100中具有多层的金属层，并使用陶瓷材料作为介电层。图3绘示本发明单面式端电极陶瓷电容的元件爆炸图。本发明的单面式端电极陶瓷电容100中至少具有第一金属层110、第一端电极111、第二金属层120、第二端电极122、顶面介电层108、底面介电层109与第一陶瓷介电层130。

较佳的，第一金属层110与第二金属层120均为极薄的金属层，且分别位于第一陶瓷介电层130的相对的两个面上。第一金属层110具有第一端电极111，使得第一金属层110与第一端电极111形成L形。类似的，第二金属层120具有第二端电极122，使得第二金属层120与第二端电极122也形成L形。第一金属层110与第二金属层120可以包含镍、铜或银。

前述的第一导电垫103电连接并覆盖第一端电极111，而第二导电垫104则电连接并覆盖第二端电极122，因此第一金属层110与第一导电垫103彼此垂直，类似的，第二金属层120与第二导电垫104彼此垂直。由于第一金属层110与第二金属层120的特定排列方式，例如交错方式排列，所以可以使得第一端电极111与第二端电极122都暴露于第一面101上。

位于第一金属层110与第二金属层120之间的第一陶瓷介电层130则作为绝缘之用。第一陶瓷介电层130可以使用介电陶瓷粉末烧结而成。例如，第一陶瓷介电层130可以使用钛酸钡或锆酸钙系列配方粉末烧结而成。

在本发明一实施方式中，单面式端电极陶瓷电容100还可以包含多组的金属层与陶瓷介电层，例如顶面介电层108、底面介电层109、第三金属层140与第二陶瓷介电层150等等，如图4所示。一般说来，单面式端电极陶瓷电容100中的金属层越多，单面式端电极陶瓷电容100的电容值就越大，例如从100奈法拉第(nF)到1微法拉第(μF)不等。单面式端电极陶瓷电容100中可有大约70层甚至多达150层的金属层。

第三金属层140类似前述的第一金属层110与第二金属层120，亦包含位于第一面101的第三端电极143，且第三端电极143亦电性连接第一导电垫103或是第二导电垫104。顶面介电层108与底面介电层109则是分别覆盖第一金属层110与最末金属层107，而第二陶瓷介电层150则类似前述的第一陶瓷介电层130，其位置介于第三金属层140与第二金属层120之间，作为绝缘之用。当本发明的单面式端电极陶瓷电容100用于表面粘着技术中时，可以将第一面101向下，使得第一导电垫103或是第二导电垫104透过表面粘着技术的焊锡170，与基板160例如电路板上的导电垫161、162相互电性连结，如图5所示。

在本发明一实施方式中，陶瓷电容另可以包含位于与第一面相对的第二面上的第三导电垫与第四导电垫，以增加另外一面对外电性连接的可能性。图6绘示本发明陶瓷电容200的示意图。陶瓷电容200可以为长方体或立方体，而且还具有多个面。于此任意选择其中一个面作为代表性的第一面201，以及与第一面201相对的第二面202。第一面101或第二面202可以具有多种尺寸，例如1.0毫米*0.5毫米、0.6毫米*0.3毫米、0.4毫米*0.2毫米等等。第一导电垫203与第二导电垫204位于第一面201上，而第三导电垫205与第四导电垫206位于第二面202上。

本发明的陶瓷电容200，除了前述的第一面201与第二面202以外，还包含第一金属层210、第一端电极211、第二端电极212、第二金属层220、第三端电极223、第四端电极224、顶面介电层208、底面介电层209与第一陶瓷介电层230。第一金属层210、第一端电极211、第二端电极212、第二金属层220、第三端电极223、第四端电极224与第一陶瓷介电层230位于陶瓷电容200之中。

请参阅图7，其绘示本发明陶瓷电容200的元件爆炸图。较佳的，第一金属层210与第二金属层220均为极薄的金属层，而分别位于第一陶瓷介电层230相对的两个面上。第一金属层210具有两个彼此相对的端电极，也就是第一端电极211以及与第一端电极211相对的第二端电极212。第一端电极211位于并暴露于第一面201上，而第二端电极212则位于并暴露于第二面202上。由于第二面202与第一面202相对，所以第一金属层210具有两个彼此相对的端电极211、212。类似的，第二金属层220具有两个彼此相对的端电极223、224，也就是位于并暴露于第一面201的第三端电极223以及位于并暴露于第二面202的第四端电极224。如此一来，第一金属层210以及第二金属层220均为∫形。第一金属层210与第二金属层220可以包含镍、铜或银。

第一陶瓷介电层230位于第一金属层210与第二金属层220之间，作为绝缘之用。第一陶瓷介电层230可以使用介电陶瓷粉末烧结而成。例如，第一陶瓷介电层230可以使用钛酸钡或锆酸钙系列配方粉末烧结而成。

类似于前述的单面式端电极陶瓷电容100，陶瓷电容200亦具有位于第一面201上并电性连接第一端电极211的第一导电垫203，以及位于第一面201上并电性连接第三端电极223的第二导电垫204，如此还会使得第一导电垫203及第二导电垫204分别与第一金属层210垂直。此外，第二导电垫204与第一导电垫203还相隔一定距离，例如0.2毫米至0.4毫米，但不以此为限，根据实际需要可以适当调整。从外观上来看，如图7所绘示，第一导电垫203覆盖第一端电极211，而第二导电垫204则覆盖第三端电极223。

另外，本发明的陶瓷电容200的第一金属层210与第二金属层220，还分别具有位于并暴露于第二面202上的第二端电极212以及第四端电极224。第三导电垫205以及第四导电垫206类似于前述的第一导电垫203与第二导电垫204，会分别覆盖并电连接于第二端电极212以及第四端电极224。同时位于第二面202上第三导电垫205以及第四导电垫206相隔一定距离，例如0.2毫米至0.4毫米，但不以此为限，根据实际需要可以适当调整。此外，第三导电垫205及第四导电垫206还分别与第二金属层220垂直。

在本发明另一实施方式中，陶瓷电容200亦类似于前述的单面式端电极陶瓷电容100，更包含多组的金属层与陶瓷介电层。例如第三金属层240、顶面介电层208、底面介电层209与第二陶瓷介电层250等等，如图8A所示。一般说来，陶瓷电容200中的金属层越多，电容值就可以越大，例如从100奈法拉第(nF)到1微法拉第(μF)不等。陶瓷电容200中可有大约70层甚至多达150层的金属层。

请同时参考图8A与图8B，第三金属层240类似于前述的第一金属层210以及第二金属层220，亦具有分别暴露于第一面202与第二面202的两个端电极，也就是位于第一面201的第五端电极245以及位于第二面202的第六端电极246，所以第三金属层240亦为∫形。第五端电极245电性连接第一导电垫203，而第六端电极246电性连接第四导电垫206。顶面介电层208与底面介电层209则是分别覆盖第一金属层210与最末金属层207。另外，类似于第一陶瓷介电层230，第二陶瓷介电层250则夹置于第三金属层240与第二金属层220之间，作为绝缘之用。

在本发明另一实施方式中，第一导电垫203、第二导电垫204、第三导电垫205与第四导电垫206由双层金属所组成，例如内层镍与外层锡所组成的双层金属。此双层金属以化学镀制作内层镍，以电镀方式行成外层锡。本发明特征之一在于，双层金属中不含贵金属，例如不含银、铜或钯。各导电垫可以具有极小的面积或厚度。例如，面积尺寸可以是(0.2-0.15)毫米*(0.2-0.25)毫米。另一方面，各导电垫的厚度可以是10微米至20微米。

在本发明的陶瓷电容200不仅具有向下电连接的功能，还有向上电连接的功能。例如，如图9所示，当本发明的陶瓷电容200内埋于多层电路板260、270之间时，即可以将第一面201向下，透过表面粘着技术，使第一导电垫203及第二导电垫204分别与第一层260上的导电垫261、262相互电性连结，第二面202向上使第三导电垫205及第四导电垫206分别与第二层270上的导电垫271、272相互电性连结。

总结本发明的多种实施方式，由于本发明陶瓷电容的导电垫位置的新颖设计，而可以占据较小的电路板空间。另外，双面均设计有导电垫的陶瓷电容，还提供向上电性连接的可能性，十分适合解决现今电路体积缩小的要求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims

1.一种单面式陶瓷电容，其特征在于，包含：

第一面；

第一金属层，包含第一端电极；

第二金属层，包含第二端电极，其中该第一端电极以及该第二端电极皆暴露于该第一面上；

第一陶瓷介电层，位于该第一金属层与该第二金属层之间；

第一导电垫，位于该第一面上并电性连接该第一端电极，其中该第一金属层与该第一导电垫彼此垂直；以及

第二导电垫，位于该第一面上且与该第一导电垫相隔一定距离，并电性连接该第二端电极，其中该第二金属层与该第二导电垫彼此垂直；

其中该第一导电垫与该第二导电垫分别由双层金属所组成，该双层金属包含化学镀内层以及电镀外层。

2.如权利要求1所述的单面式陶瓷电容，其特征在于，该第一金属层与该第二金属层皆为L形，且以交错方式排列。

3.如权利要求1所述的单面式陶瓷电容，其特征在于，更包含：

第三金属层，并包含暴露于该第一面的第三端电极，且该第三端电极电性连接该第一导电垫；以及

第二陶瓷介电层，其位于该第三金属层与该第二金属层之间。

4.如权利要求1所述的单面式陶瓷电容，其特征在于，该内层的材质为镍，该外层的材质为锡。

5.一种陶瓷电容，其特征在于，包含：

第一面以及与该第一面相对的第二面；

第一金属层，包含暴露于该第一面的第一端电极以及暴露于该第二面的第二端电极；

第二金属层，包含暴露于该第一面的第三端电极以及暴露于该第二面的第四端电极；

第一陶瓷介电层，位于该第一金属层与该第二金属层之间；

第一导电垫，位于该第一面上并电性连接该第一端电极；

第二导电垫，位于该第一面上且与该第一导电垫相隔一定距离，并电性连接该第三端电极；

第三导电垫，位于该第二面上并电性连接该第四端电极；以及

第四导电垫，位于该第二面且与该第三导电垫相隔一定距离，并电性连接该第二端电极，其中，该第一导电垫及该第二导电垫分别与该第一金属层垂直，而该第三导电垫及该第四导电垫分别与该第二金属层垂直；

其中该第一导电垫、第二导电垫、第三导电垫及该第四导电垫分别由双层金属所组成，该双层金属包含化学镀内层以及电镀外层。

6.如权利要求5所述的陶瓷电容，其特征在于，该第一金属层及该第二金属层为∫形。

7.如权利要求5所述的陶瓷电容，其特征在于，更包含：

第三金属层，包含暴露于该第一面的第五端电极以及暴露于该第二面的第六端电极；以及

第二陶瓷介电层，其位于该第三金属层与该第二金属层之间，其中该第五端电极电性连接该第一导电垫，而该第六端电极电性连接该第四导电垫。

8.如权利要求5所述的陶瓷电容，其特征在于，该内层的材质为镍，该外层的材质为锡。。

9.如权利要求5所述的陶瓷电容，其特征在于，该第一导电垫与该第二导电垫分别电性连接于第一电路板，且该第三导电垫与该第四导电垫分别电性连接于电子元件与第二电路板的其中之一。

10.如权利要求9所述的陶瓷电容，其特征在于，该电子元件为电容或电阻或电感。