CN104112592B - 多层陶瓷电容器及其安装板 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种多层陶瓷电容器,包括陶瓷体、第一至第三电容器部件、第一和第二内部连接导体、以及第一至第四外部电极,其中,所述第一电容器部件与所述第二内部连接导体以串联方式连接,并且所述第二电容器部件与所述第一内部连接导体以串联方式连接。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2013年4月22日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2013-0044157的优先权,该申请的全部内容通过引用的方式结合到本申请中。
技术领域
本发明涉及多层陶瓷电容器及其安装板。
背景技术
多层陶瓷电容器,多层芯片(chip)电子元件,是一种安装于诸如包括液晶显示屏(LCD)和等离子显示板(PDP)的显示设备、以及计算机、个人数字助理(PDA)、移动电话等各种电子产品的印刷电路板上的用于在其上完成充电或放电的片状(chip-shaped)电容器。
这种多层陶瓷电容器(MLCC)由于具有尺寸小、电容高和易于安装等优点,所以这种多层陶瓷电容器可以被用作各种电子产品中的组件。
多层陶瓷电容器可以具有如下结构:多个介电层和具有不同极性并布置于各介电层之间的多个内部电极交替地堆叠。
尤其是,在用于例如计算机等中央处理单元(CPU)的电源中,由于在提供低级电压的过程中快速改变负载电流的级别,电压噪声会被生成。
因此,作为去耦电容,多层电容器被广泛地应用于在上述电源中来抑制电压噪声。
相符于操作频率的增长具有低等效串联电容(ESL)的去耦多层陶瓷电容器被需求,并且对降低ESL的技术的研究已经被积极地进行。
此外,为了更稳定地供电,具有可控等效串联电阻(ESR)特性的去耦多层陶瓷电容器被需求。
在多层陶瓷电容器的ESR级别低于期望的ESR级别的情况下,多层陶瓷电容器的ESL以及由微处理器封装(package)的平面电容(plane capacitance)导致而生成的并联共振频率中的阻抗峰值会增加,同时多层陶瓷电容器的串联共振频率的阻抗会急剧降低。
因此,可以容易地控制和改善去耦多层陶瓷电容器的ESR特性,从而用户可以实现配电网络中的平稳阻抗(flat impedance)特性。
关于对ESR的控制,可以考虑将具有高电阻的材料用于外部电极和内部电极。使用具有高电阻的材料会有优势,是因在为类似于现有技术中的情况中,在维持低ESL结构的同时高ESR特性被提供。
然而,在将具有高级别电阻的材料用于外部电极的情况下,由针孔导致的电流传导(channeling)现象引起的局部热点被生成。此外,在将具有高级别电阻的材料用于内部电极的情况下,需要连续地改变内部电极材料来根据高电容匹配陶瓷材料。
因此,由于根据现有技术的控制ESR的方法具有上述缺陷,考虑控制ESR的多层陶瓷电容器的研究仍然是必要的。
此外,随着诸如平板电脑和超级笔记本等移动终端的快速发展,在近些年,微处理器已转化为具有小尺寸的高集成产品。
因此,由于印刷电路板的面积被减小以及在其中用于安装去耦电容器的空间有限,可以克服上述缺陷的多层陶瓷电容器被需求。
现有技术文件
(专利文件1)日本专利公开No.2010-098254
发明内容
本发明的一个方面提供一种多层陶瓷电容器及其安装板。
根据本发明的一个方面,提供一种多层陶瓷电容器,包括:陶瓷体,该陶瓷体包括多个介电层,并且具有面向彼此的第一和第二主表面、面向彼此的第一和第二侧表面以及面向彼此的第一和第二端表面;第一电容器部件、第二电容器部件和第三电容器部件,该第一电容器部件形成在所述陶瓷体中并且包括具有暴露于所述第一侧表面的引线(lead)部分的第一内部电极和具有暴露于所述第二侧表面的引线部分的第二内部电极,所述第二电容器部件包括具有暴露于所述第一侧表面并且与所述第一内部电极的引线部分相间隔的引线部分的第三内部电极和具有暴露于所述第二侧表面并且与所述第二内部电极的引线部分相间隔的引线部分的第四内部电极,所述第三电容器部件由所述第一和第四内部电极之间的重叠区域形成;第一和第二内部连接导体,该第一和第二内部连接导体形成在所述陶瓷体中并且暴露于所述第一和第二侧表面;以及第一至第四外部电极,该第一至第四内部电极形成在所述陶瓷体的所述第一和第二侧表面上,并且电连接至所述第一至第四内部电极以及所述第一和第二内部连接导体,其中,所述第一电容器部件与所述第二内部连接导体以串联方式连接,并且所述第二电容器部件与所述第一内部连接导体以串联方式连接。
所述第一和第二外部电极可以被彼此相间隔地布置在所述陶瓷体的所述第一侧表面上,并且所述第三和第四外部电极可以被彼此相间隔地布置在所述陶瓷体的所述第二侧表面上。
所述多层陶瓷电容器的安装表面可以是所述陶瓷体的第二侧表面。
所述第一内部电极的所述引线部分可以被连接至所述第一外部电极,所述第二内部电极的所述引线部分可以被连接至所述第三外部电极,所述第三内部电极的所述引线部分可以被连接至所述第二外部电极,以及所述第四内部电极的所述引线部分可以被连接至所述第四外部电极。
所述第一内部连接导体可以通过所述第三外部电极而被连接至所述第二内部电极并且通过所述第二外部电极而被连接至所述第三内部电极。
所述第二内部连接导体可以通过所述第一外部电极而被连接至所述第一内部电极并且通过所述第四外部电极而被连接至所述第四内部电极。
所述第一和第三内部电极可以彼此相间隔地形成在所述陶瓷体长-宽方向上的横截面中的单层上,并且所述第二和第四内部电极可以彼此相间隔地形成在所述陶瓷体长-宽方向上的横截面中的另一个单层上。
所述第三电容器部件可以被连接至所述第一和第四外部电极。
当第一和第四内部电极在所述陶瓷体的长度方向上的长度分别被定义为L1和L2,并且对应于所述重叠区域的第三电容器部件的长度被定义为L3时,L3/L1≤0.05或者L3/L2≤0.05可以被满足。
当第一和第四内部电极在所述陶瓷体的长度方向上的长度分别被定义为L1和L2,并且对应于所述重叠区域的第三电容器部件的长度被定义为L3时,0.001≤L3/L1≤0.01或者0.001≤L3/L2≤0.01可以被满足。
所述第二内部连接导体可以通过所述第三外部电极而被连接至所述第二内部电极并且通过所述第二外部电极而被连接至所述第三内部电极。
当从所述陶瓷体的堆叠方向看去时,所述第一和第四内部电极的内部端部分可以在所述陶瓷体的长度方向上彼此重合。
根据本发明的另一个方面,提供一种多层陶瓷电容器,包括:陶瓷体,该陶瓷体包括多个介电层,并且具有面向彼此的第一和第二主表面、面向彼此的第一和第二侧表面以及面向彼此的第一和第二端表面;第一、第三、第五和第七内部电极及第二、第四、第六和第八内部电极,该第一、第三、第五和第七内部电极暴露于所述陶瓷体的所述第一侧表面并且彼此相间隔地形成在所述陶瓷体长-宽方向上的横截面的单层上,以及第二、第四、第六以及第八内部电极,所述第二、第四、第六以及第八内部电极暴露于所述陶瓷体的所述第二侧表面并且彼此相间隔地形成在所述陶瓷体长-宽方向上的横截面的另一个单层上;第一至第四内部连接导体,该第一至第四内部连接导体形成在所述陶瓷体上并且暴露于所述第一和第二侧表面;以及第一至第八外部电极,该第一至第八外部电极形成在所述陶瓷体的所述第一和第二侧表面上,并且电连接至所述第一至第八内部电极以及所述第一至第四内部连接导体,其中所述第一和第二内部电极、所述第三和第四内部电极、所述第五和第六内部电极以及第七和第八内部电极分别形成了第一、第二、第三和第四电容器部件,由所述第一和第四内部电极之间的被重叠的部分形成了第五电容器部分,所述第五和第八内部电极之间的重叠区域形成了第六电容器部分,所述第一和第二电容器部分分别以串联的方式与所述第一和第二内部连接导体连接,并且所述第三和第四电容器部分分别以串联的方式与所述第三和第四内部连接导体连接。
所述第一至第四外部电极可以被彼此相间隔地布置在所述陶瓷体的所述第一侧表面上,并且所述第五至第八外部电极可以被彼此相间隔地布置在所述陶瓷体的所述第二侧表面上。
所述多层陶瓷电容器的安装表面可以是所述陶瓷体的第二侧表面。
所述第一、第三、第五、第七、第二、第四、第六和第八内部电极可以分别被连接至所述第一至第八外部电极。
所述第一内部连接导体可以通过所述第一外部电极而被连接至所述第一内部电极并且通过所述第六外部电极而被连接至所述第四内部电极。
所述第二内部连接导体可以通过所述第五外部电极而被连接至所述第二内部电极并且通过所述第二外部电极而被连接至所述第三内部电极。
所述第三内部连接导体可以通过所述第三外部电极而被连接至所述第五内部电极并且通过所述第八外部电极而被连接至所述第八内部电极。
所述第四内部连接导体可以通过所述第七外部电极而被连接至所述第六内部电极并且通过所述第四外部电极而被连接至所述第七内部电极。
所述第五电容器部件可以被连接至所述第一和第六外部电极。
所述第六电容器部件可以被连接至所述第三和第八外部电极。
当从所述陶瓷体的堆叠方向看去时,所述第一和第四内部电极的内部端部分以及所述陶瓷体的长度方向上的所述第五和第八内部电极的内部端部分可以在所述陶瓷体的长度方向上分别彼此重合。
根据本发明的又一个方面,提供一种用于多层陶瓷电容器的安装板,包括:印刷电路板,该印刷电路板具有在其上的第一和第二电极垫;以及多层陶瓷电容器,该多层陶瓷电容器如上所述并且安装在所述印刷电路板上。
附图说明
本发明的上述及其他方面、特征和其他优点将从下面结合附图的详细描述中得到更加清楚的了解,其中:
图1是根据本发明实施方式的多层陶瓷电容器的透视图;
图2是图1沿A-A’线切割的截面视图;
图3是示出了可以适用于图1中所示的多层陶瓷电容器的第一和第二内部连接导体的平面图;
图4是示出了可以与图3中所示的第一和第二内部连接导体一同使用的第一至第四内部电极的平面图;
图5是图1中所示的所述多层陶瓷电容器的等效电路图;
图6是根据本发明又一实施方式的多层陶瓷电容器的透视图;
图7是示出了根据本发明又一实施方式的可以适用于多层陶瓷电容器的第一至第四内部连接导体的平面图;
图8是示出了可以与图7中所示的第一至第四内部连接导体一同使用的第一至第八内部电极的平面图;
图9是图6中所示的所述多层陶瓷电容器的等效电路图;
图10是示出了图1中的多层陶瓷电容器安装在印刷电路板上的状态的透视图;
图11是以阻抗的角度比较本发明的发明示例和比较示例曲线图;以及
图12是在大规模集成电路(LSI)电源中以阻抗的角度比较本发明的发明示例和比较示例的曲线图。
具体实施方式
下面将参照附图详细描述本发明的实施方式。
本发明的实施方式可以通过不同的形式被实施,本发明的范围不应该被局限于本文所阐述的实施方式。
相反地,提供这些实施方式以便使本公开将是透彻和全面的,并将向本领域技术人员充分传达本发明的范围。
在附图中,为了清晰起见,元件的形状和尺寸可以被放大。
此外,具有相同功能的组件在每个实施方式的整个附图中都使用相同的参考标号。
当为了清楚地描述本发明的实施方式而定义正六面体的每个方向时,在附图中所示的L、W和T分别指的是长度、宽度和厚度方向。在这里,厚度方向可被用于与介电层被堆叠的方向(即堆叠方向)相同的含义。
多层陶瓷电容器
下面将参照附图具体描述本发明的实施方式。
图1是根据本发明实施方式的多层陶瓷电容器的透视图。
图2是图1沿A-A’线切割的截面视图。
图3是示出了可以适用于图1中的多层陶瓷电容器的第一和第二内部连接导体的平面图。
图4是可以与图3中所示的第一和第二内部连接导体一同使用的第一至第四内部电极的平面图。
参照图1至图4,根据本发明实施方式的多层陶瓷电容器100可以包括陶瓷体110,该陶瓷体110包括多个介电层111,并且具有面向彼此的第一和第二主表面、面向彼此的第一和第二侧表面以及面向彼此的第一和第二端表面。
根据本发明的实施方式,陶瓷体110可以具有面向彼此的第一主表面5和第二主表面6、将所述第一主表面和所述第二住表面彼此连接的第一侧表面3和第二侧表面4、以及第一端表面1和第二端表面2。
所述陶瓷体110在形状上并不特别地被限制,但是可以具有如图所示的六面体形状。
配置所述陶瓷体110的所述多个介电层111可以处于烧结状态,并且邻近的介电层111之间的边界可以被集成从而可能不容易将其区分。
所述介电层111可以通过烧结含有陶瓷粉末、有机溶剂以及有机粘合剂的陶瓷生片(ceramic green sheet)来形成。作为所述陶瓷粉末,基于钛酸钡(BaTiO3)的材料以及基于钛酸锶(SrTiO3)的材料等的高介电常数(k)材料可以被使用。然而,所述陶瓷粉末并不仅限于此。
所述多层陶瓷电容器100可以包括:第一电容器部件,该第一电容器部件形成在所述陶瓷体110内,并且包括具有暴露于所述第一侧表面3的引线部分121a的第一内部电极121以及具有暴露于所述第二侧表面4的引线部分122a的第二内部电极122;第二电容器部件,该第二电容器部件包括具有暴露于所述第一侧表面3并且与所述第一内部电极121的引线部分121a相间隔的引线部分123a的第三内部电极123以及具有暴露于所述第二侧表面4并且与所述第二内部电极122的引线部分122a相间隔的引线部分124a的第四内部电极124;以及第三电容器部件,该第三电容器部件由所述第一和第四内部电极121和124的重叠区域形成。
根据本发明的实施方式,第一至第四内部电极121、122、123和124可以由包含导体金属的导电胶形成。
导电金属可以是镍(Ni)、铜(Cu)、钯(Pd)或其合金,然而本发明并不仅限于此。
内部电极层可以被通过例如丝网印刷方法或凹印方法的印刷方法,使用导电胶来被印刷在构成所述介电层的陶瓷生片上。
在其上印刷有内部电极层的陶瓷生片的若干层可以被交替地堆叠和烧结从而形成陶瓷体。
此外,多层陶瓷电容器100可以包括形成在陶瓷体110内并且暴露于第一和第二侧表面3和4的第一和第二内部连接导体125和126。
第一和第二内部连接导体125和126并不被特别地限定,而且例如可以由包含导体金属的导电胶形成,类似于第一至第四内部电极121、122、123和124。
导电金属可以是镍(Ni)、铜(Cu)、钯(Pd)或其合金,然而本发明并不仅限于此。
此外,多层陶瓷电容器100可以包括第一至第四外部电极131至134,该第一至第四外部电极131至134形成在陶瓷体110的第一和第二侧表面3和4上,并且电连接至第一至第四内部电极121至124以及第一和第二内部连接导体125和126。
第一和第二外部电极131和132可以被彼此相间隔地布置在陶瓷体110的第一侧表面3上,并且第三和第四外部电极133和134可以被彼此相间隔地布置在陶瓷体的第二侧表面4上。
根据本发明的实施方式,多层陶瓷电容器100的安装表面可以是陶瓷体110的第二侧表面4。
也就是说,根据本发明的实施方式的多层陶瓷电容器可以被垂直于安装板安装,但并不仅限于此。多层陶瓷电容器可以以各种不同方式被安装。
因此,第三和第四外部电极133和134可以接触多层陶瓷电容器的安装板上的第一和第二电极垫,将在下面被描述。
根据本发明的实施方式,可以理解的是,除了用作与电源线连接的外部终端的第三和第四外部电极133和134,两个外部电极131和132被用作控制ESR的外部电极。
然而,由于用作外部终端的第三和第四外部电极可以被随意地选择以适应期望的ESR特性,第三和第四外部电极不被特别地限定。
如上所述,用于控制ESR的第一和第二外部电极131和132可以是不与电源线连接的非接触式终端,并且当多层陶瓷电容器被安装到安装板上时可以被放置在多层陶瓷电容器的上表面上。
也就是说,根据本发明的实施方式,由于非接触式终端的第一和第二外部电极131和132被形成在多层陶瓷电容器的上表面上,而不是形成在多层陶瓷电容器的侧表面上,非接触式终端不会阻碍产品尺寸的缩小,这可以有利于产品的小型化。
第一至第四外部电极131至134可以由包括导电金属的导电胶形成。
导电金属可以是镍(Ni)、铜(Cu)、钯(Pd)或其合金,然而本发明并不仅限于此。
导电胶还可以包括绝缘材料。绝缘材料可以例如是玻璃,然而本发明并不仅限于此。
形成第一至第四外部电极131至134的方法并不被特别地限定。也就是说,第一至第四外部电极131至134可以通过浸渍陶瓷体而形成,或者通过例如镀覆方法等其它方法被形成。
多层陶瓷电容器100是具有四个外部电极的四-终端电容器,然而本发明并不仅限于此。
下面将参照图2至图4详细描述根据本发明的实施方式的多层陶瓷电容器100的内部电极121、122、123和12、第一和第二内部连接导体125和126、以及所述外部电极131、132、133和134的配置。
第一电容器部件可以形成在陶瓷体110内,并且包括具有暴露于第一侧表面3的引线部分121a的第一内部电极121和具有暴露于第二侧表面4的引线部分122a的第二内部电极122从而来形成电容。
此外,第二电容器部件可以包括具有暴露于第一侧表面3并且与第一内部电极121的引线部分121a相间隔的引线部分123a的第三内部电极123和具有暴露于第二侧表面4并且与第二内部电极122的引线部分122a相间隔的引线部分124a的第四内部电极124从而来形成电容。
此外,第三电容器部件可以由第一和第四内部电极121和124的重叠区域形成。
第一内部电极的引线部分121a可以被连接至第一外部电极131,第二内部电极的引线部分122a可以被连接至第三外部电极133,第三内部电极的引线部分123a可以被连接至第二外部电极132,以及第四内部电极的引线部分124a可以被连接至第四外部电极134,然而本发明并不仅限于此。
第一和第二电容器部件可以不被特别限制地布置在陶瓷体110上,并且为了实现目标电容值,多个第一和第二电容器部件可以被堆叠。
根据本发明的实施方式,第一和第二电容器部件可以被并联地连接在多层陶瓷电容器100内。
根据本发明的实施方式,第一和第三内部电极121和123可以彼此相间隔地形成在陶瓷体长-宽方向上的横截面内的单层上,并且第二和第四内部电极122和124可以彼此相间隔地形成在陶瓷体长-宽方向上的横截面内的另一个单层上。
第一至第四内部电极121、122、123和124以及第一和第二内部连接导体125和126可以被交替地布置具有插入其之间的介电层111。
第一和第二内部连接导体125和126均可以在图3中被示出,然而具有至少一个极性的多个内部连接导体可以被提供。
类似的,第一至第四内部电极121、122、123和124均可以在图4中被示出,然而实际上多个内部电极应该被提供。
同时,内部电极和内部连接导体可以以图3和图4中所示的顺序被堆叠,然而可以随需要以不同类型的顺序被堆叠
尤其是,可以通过改变第一和第二内部连接导体125和126的宽度、长度和层数来精确地控制期望的ESR特性。
不同于普通的多层陶瓷电容器,根据本发明的实施方式的多层陶瓷电容器可以具有第一和第四内部电极121和124之间的重叠区域,并且还包括通过该重叠区域形成的第三电容器部件。
可以通过设置内部电极的长度和电容器的长度来实施第三电容器部件,从而使形成在单层的第一内部电极121和形成在另一个单层上的第四内部电极在陶瓷体长-宽方向上的横截面上彼此重叠。
由于第三电容器部件形成在第一和第四内部电极121和124的重叠区域中,第三电容器部件可以在区域中形成电容,该区域不同于第一和第二电容器部件形成电容的区域。
如上所述,根据本发明的实施方式的多层陶瓷电容器包括第三电容器部件,从而多层陶瓷电容器可以在维持高级别的ESR的同时在高频带具有较低级别的ESL。因此,从总的阻抗特性来看,低级别的阻抗可以在更宽的频带中实现。
第三电容器部件可以被连接至第一和第四外部电极131和134。
根据本发明的实施方式,当第一和第四内部电极121和124在陶瓷体110的长度方向上的长度分别被定义为L1和L2,并且对应于重叠区域的第三电容器部件在陶瓷体110的长度方向上的长度被定义为L3,可以满足L3/L1≤0.05或者L3/L2≤0.05。
由于通过控制第一和第四内部电极121和124在陶瓷体110的长度方向上的长度L1和L2以及对应于重叠区域的第三电容器部分在陶瓷体110的长度方向上的长度L3,以使L3/L1≤0.05或者L3/L2≤0.05可以被满足,多层陶瓷电容器可以在高频带中具有较低级别的ESL的同时维持高级别的ESR,从总的阻抗特性来看,在更宽频带中的低阻抗可以被实现。
在L3/L1或者L3/L2大于0.05的情况下,高ESR特性被损失,从而难以在更宽的频带中实现低阻抗。
虽然这里描述了L3/L1≤0.05或者L3/L2≤0.05被满足的情况,L3/L1≤0.05以及L3/L2≤0.05二者可以都被满足。
在本发明的实施方式中,作为另一个示例,当从陶瓷体110的堆叠方向看去时,在陶瓷体110的长度方向上,第一和第四内部电极121和124的内部端部分可以彼此重合。
在如上述的第一和第四内部电极121和124的内部端部分彼此重合的情况下,第三电容器部件同样可以被形成,以使多层陶瓷电容器可以维持高ESR的同时在高频带中具有较低ESL。因此,从总阻抗特性来看,低阻抗可以在更宽的频带中被实现。
根据本发明的实施方式,当第一和第四内部电极121和124在陶瓷体110的长度方向上的长度分别被定义为L1和L2,并且对应于重叠区域的第三电容器部件在陶瓷体的长度方向上的长度被定义为L3时,0.001≤L3/L1≤0.01或者0.001≤L3/L2≤0.01可以被满足。
由于通过控制第一和第四内部电极121和124在陶瓷体110的长度方向上的长度L1和L2以及对应于重叠区域的第三电容器部件在陶瓷体110的长度方向上的长度L3,以使得0.001≤L3/L1≤0.01或0.001≤L3/L2≤0.01可以被满足,可以改善高频特性的同时ESR区域不降低,在更宽频带中的低阻抗可以被更有效地实现。
在L3/L1或者L3/L2大于0.01的情况下,ESR区可以被降低,从而可能难以在更宽的频带中实现低阻抗。
虽然这里描述了0.001≤L3/L1≤0.01或0.001≤L3/L2≤0.01被满足的情况,0.001≤L3/L1≤0.01和0.001≤L3/L2≤0.01二者可以都被满足。
根据本发明的实施方式,第一内部连接导体125可以通过第三外部电极133而被连接至第二内部电极122,并且通过第二外部电极132而被连接至第三内部电极123。
根据本发明的实施方式,第二内部连接导体126可以通过第一外部电极131而被连接至第一内部电极121,并且通过第四外部电极134而被连接至第四内部电极124。
此外,第二内部连接导体126可以通过第三外部电极133而被连接至第二内部电极122,并且通过第二外部电极132而被连接至第三内部电极123。
图3中所示的第一和第二内部连接导体125和126的图案形状仅仅是以根据本发明的实施方式的示例而提供的。因此,内部连接导体可以具有各种图案形状来控制ESR。
例如,图3中所示的第一和第二内部连接导体125和126可以具有同图4中所示的第一至第四内部电极121、122、123和124相同的图案形状。
根据本发明的实施方式,多层陶瓷电容器的ESR可以由第一和第二内部连接导体125和126来控制。.
也就是说,如下面所描述的,包括第一和第二内部电极121和122的第一电容器部件,以及包括第三和第四内部电极123和124的第二电容器部件可以被并联地连接。
此外,第三电容器部件可以与第一和第二电容器部件并联连接。
此外,第一电容器部件可以与第二内部连接导体126串联地连接,并且第二电容器部件可以与第一内部连接导体125串联地连接。
由于上述的连接,多层陶瓷电容器的ESR可以被第一和第二内部连接导体125和126控制。
此外,在本实施方式中,第三和第四外部电极133和134可以被用作与电源线连接的外部终端。例如,第三外部电极133可以被连接至电源终端,并且第四外部电极134可以被接地。
同时,除了第三和第四外部电极133和134,两个外部电极131和132可以被用于控制ESR,并且可以是非接触式终端。
图5是图1中所示的多层陶瓷电容器的等效电路图。
参照图5,包括第一和第二内部电极121和122的第一电容器部件与包括第三和第四内部电极123和124的第二电容器部件可以并联连接。
此外,第三电容器部件可以与第一和第二电容器部件并联连接。
此外,第一电容器部件可以与第二内部连接导体126串联地连接,并且第二电容器部件可以与第一内部连接导体125串联地连接。
如上所述,根据本发明的实施方式的多层陶瓷电容器可以具有两种类型的电阻以及三种类型的电容器部件,该两种类型的电阻和三种类型的电容器部件的值可以分别被控制。
如上所述,根据本发明的实施方式的多层陶瓷电容器可以具有包括内部电极121、122、123和124、内部连接导体125和126、以及外部电极的结构,从而,相比较于现有技术中的多层陶瓷电容器,根据本发明的实施方式的多层陶瓷电容器可以在相对大的频带中实现其阻抗的降低及其控制,并且由于组件的减少可以降低可用安装空间以及制造成本。
此外,由于多层陶瓷电容器可以与安装板垂直地安装,非接触终端不会阻碍产品的尺寸缩小,这也是在将产品微型化方面的优势。
图6是根据本发明又一实施方式的多层陶瓷电容器的透视图。
图7是示出了根据本发明又一实施方式可以适用于的多层陶瓷电容器的第一至第四内部连接导体的平面图。
图8是示出了可以与图7中所示的第一至第四内部连接导体一同使用的第一至第八内部电极的平面图。
图9是图6中所示的多层陶瓷电容器的等效电路图。
参照图6至图9,根据本发明的又一实施方式的多层陶瓷电容器200可以包括:陶瓷体210,该陶瓷体210包括多个介电层211,并且具有面向彼此的第一和第二主表面5和6、面向彼此的第一和第二侧表面3和4以及面向彼此的第一和第二端表面1和2;第一、第三、第五和第七内部电极221、223、225和227,该第一、第三、第五和第七内部电极221、223、225和227暴露于陶瓷体210的所述第一侧表面3并且彼此相间隔地形成在陶瓷体210长-宽方向上的横截面的单层上,以及第二、第四、第六以及第八内部电极222、224、226和228,该第二、第四、第六以及第八内部电极222、224、226和228暴露于陶瓷体210的第二侧表面4并且彼此相间隔地形成在陶瓷体210长-宽方向上的横截面的另一个单层上;第一至第四内部连接导体241、242、243和244,该第一至第四内部连接导体241、242、243和244形成在陶瓷体210中并且暴露于第一和第二侧表面3和4;以及第一至第八外部电极231、232、233、234、235、236、237和238,该第一至第八外部电极231、232、233、234、235、236、237和238形成在陶瓷体210的第一和第二侧表面3和4上,并且电连接至第一至第八内部电极221、222、223、224、225、226、227和228以及第一至第四内部连接导体241、242、243和244,其中第一和第二内部电极221和222、第三和第四内部电极223和224、第五和第六内部电极225和226以及第七和第八内部电极227和228分别形成了第一、第二、第三和第四电容器部件,并且第一至第八内部电极221、222、223、224、225、226、227和228以及第一至第四内部连接导体241、242、243和244彼此之间通过外部电极231、232、233、234、235、236、237和238被电连接。
根据本发明的又一实施方式,第一至第四外部电极231至234可以被彼此相间隔地布置在陶瓷体的第一侧表面3上,并且第五至第八外部电极235至238可以被彼此相间隔地布置在陶瓷体的第二侧表面4上。
根据本发明的又一实施方式,多层陶瓷电容器200的安装表面可以是陶瓷体的第二侧表面4。
根据本发明的又一实施方式,第一、第三、第五、第七、第二、第四、第六和第八内部电极221、223、225、227、222、224、226和228可以分别依次被连接至第一至第八外部电极231、232、233、234、235、236、237和238。
根据本发明的又一实施方式,第一内部连接导体241可以通过所述第一外部电极231而被连接至第一内部电极221,并且通过第六外部电极236而被连接至第四内部电极224。
根据本发明的又一实施方式,第二内部连接导体242可以通过第五外部电极235而被连接至第二内部电极222,并且通过第二外部电极232而被连接至第三内部电极223。
根据本发明的又一实施方式,第三内部连接导体243可以通过第三外部电极233而被连接至第五内部电极225,并且通过第八外部电极238而被连接至第八内部电极228。
根据本发明的又一实施方式,第四内部连接导体244可以通过第七外部电极237而被连接至第六内部电极226,并且通过第四外部电极234而被连接至第七内部电极227。
根据本发明的又一实施方式,第五电容器部件可以被连接至第一和第六外部电极231和236。
根据本发明的又一实施方式,第六电容器部件可以被连接至第三和第八外部电极233和238。
在本发明的又一个实施方式中,作为又一个实施例,当从陶瓷体的堆叠方向看去时,第一和第四内部电极221和224的内部端部分在陶瓷体210的长度方向上以及第五和第八内部电极225和228的内部端部分在陶瓷210的长度方向上可以分别彼此重合。
根据本发明的实施方式内部电极的端部分彼此重合的特征与上述多层陶瓷电容器的特征相同。
参照图9,第一和第二内部连接导体241和242以及第三和第四内部连接导体243和244可以分别地被并联连接。
此外,第一至第四电容器部件可以被并联连接。
此外,包括第一和第二内部电极221和222的第一电容器部件以及包括第三和第四内部电极223和224的第二电容器部件可以分别以串联方式与第一和第二内部连接导体241和242连接。
此外,包括第五和第六内部电极225和226的第三电容器部件以及包括第七和第八内部电极227和228的第四电容器部件可以分别以串联方式与第三和第四内部连接导体243和244连接。
同时,第五电容器部件可以与第一和第二电容器部件并联连接,并且第六电容器部件可以与第三和第四电容器部件并联连接。
由于根据本发明的又一实施方式的多层陶瓷电容器的其它特征与上述的根据本发明的实施方式多层陶瓷电容器的特征相同,所以其具体的描述将被省略。
下面的表格1示出了根据第一和第四内部电极在陶瓷体的长度方向上的长度L1和L2以及对应于重叠区域的第三电容器部件的长度L3,将发明示例和比较示例之间的目标ESR范围比(range ratio)和ESL值相比较得到的结果。
作为发明示例,多层陶瓷电容器是根据本发明的实施方式制造的,而普通的多层陶瓷电容器被用在比较性示例中。
更具体地说,使用了具有1005芯片尺寸(长×宽为1.0mm×0.5mm)和2.2μF电容的多层陶瓷电容器。
目标ESR范围比可以是测得的ESR值与200mΩ±10%(ESR幅度)的比值。
[表格1]
*:比较示例
参照表格1,可以理解的是,在样本2至7的情况中,对应于发明示例,由于多层陶瓷电容器可以在高频带中具有更低等效串联电感(ESL)的同时维持高ESR,其中测得的ESR值与200mΩ±10%(ESR范围)之比等于或大于1.0,因此从总得阻抗特性来看,低阻抗可以在更宽的频带中被实现。
尤其是,在样本2至5的情况中,由于高频特性可以被改善而不降低ESR区域,低阻抗可以在更宽的频带中被更有效地实现。
相反,可以理解,在作为比较示例的样本1的情况中,由于不存在重叠区域,ESL增加,从而低阻抗无法在更高的频带中被实现。
此外,可以理解的是,在对应于比较示例的样本8和9的情况中,测得的ESR值与200mΩ±10%(ESR幅度)之比小于1.0,ESR区域降低,尤其是在样本9中,ESL增加,从而低阻抗无法在更高的频带中被实现。
用于多层陶瓷电容器的安装板
图10是示出了图1中的多层陶瓷电容器安装在印刷电路板上的状态的透视图。
参照图10,用于根据本发明的实施方式的多层陶瓷电容器100的安装板300可以包括在其上垂直地安装多层陶瓷电容器100的印刷电路板310,以及彼此相间隔地形成在印刷电路板310上的第一和第二电极垫321和322。
在这种情况下,多层陶瓷电容器100可以通过焊点330被电连接至印刷电路板310,同时第三和第四外部电极133和134分别被放置在第一和第二电极垫321和322上以彼此接触。
除了上面的描述,与上述的根据本发明的实施方式的多层陶瓷电容器重复的特征的描述将被省略。
图11是以阻抗的角度比较本发明的发明示例和比较示例的曲线图。
图12是在大规模集成电路(LSI)电源中以阻抗的角度比较本发明的发明示例和比较示例的曲线图。
参照图11和图12,可以理解的是,在根据本发明的实施方式的多层陶瓷电容器中,与现有技术的多层陶瓷电容器的情况相比较,在更宽的频带中阻抗降低。
如上所述,根据本发明的实施方式,具有两种类型的电阻和三种类型的电容器部件及其控制值的多层陶瓷电容器可以被提供。
因此,相比较于现有技术中的多层陶瓷电容器的情况,根据本发明的实施方式的多层陶瓷电容器可以有利于在相对大的频带中实现其阻抗的降低以及控制,并且由于组件的减少可以降低可用安装空间以及制造成本。
此外,由于多层陶瓷电容器可以与安装板垂直地安装,非接触终端不会阻碍产品的尺寸缩小,这也是在将产品微型化方面的优势。
虽然已经结合实施方式展示和描述了本发明,但对本领域技术人员显而易见的是,可以在不背离由所附权利要求书所定义的本发明的精神和范围的情况下进行修改和变形。
Claims (21)
1.一种多层陶瓷电容器,包括:
陶瓷体,该陶瓷体包括多个介电层,并且具有面向彼此的第一和第二主表面、面向彼此的第一和第二侧表面以及面向彼此的第一和第二端表面;
第一电容器部件,该第一电容器部件形成在所述陶瓷体内并且包括具有暴露于所述第一侧表面的引线部分的第一内部电极和具有暴露于所述第二侧表面的引线部分的第二内部电极,第二电容器部件,该第二电容器部件包括具有暴露于所述第一侧表面并且与所述第一内部电极的所述引线部分相间隔的引线部分的第三内部电极和具有暴露于所述第二侧表面并且与所述第二内部电极的所述引线部分相间隔的引线部分的第四内部电极,以及第三电容器部件,该第三电容器部件由所述第一和第四内部电极之间的重叠区域形成;
第一和第二内部连接导体,该第一和第二内部连接导体形成在所述陶瓷体内并且暴露于所述第一和第二侧表面;以及
第一至第四外部电极,该第一至第四外部电极形成在所述陶瓷体的所述第一和第二侧表面上,并且电连接至所述第一至第四内部电极以及所述第一和第二内部连接导体,
其中,所述第一电容器部件与所述第二内部连接导体以串联方式连接,并且所述第二电容器部件与所述第一内部连接导体以串联方式连接,并且
当第一和第四内部电极在所述陶瓷体的长度方向上的长度分别被定义为L1和L2,并且对应于所述重叠区域的所述第三电容器部件的长度被定义为L3时,0.001≤L3/L1≤0.05或者0.001≤L3/L2≤0.05被满足。
2.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器,其中所述第一和第二外部电极被彼此相间隔地布置在所述陶瓷体的所述第一侧表面上,并且所述第三和第四外部电极被彼此相间隔地布置在所述陶瓷体的所述第二侧表面上。
3.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器,其中所述多层陶瓷电容器的安装表面是所述陶瓷体的第二侧表面。
4.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器,其中所述第一内部电极的所述引线部分被连接至所述第一外部电极,所述第二内部电极的所述引线部分被连接至所述第三外部电极,所述第三内部电极的所述引线部分被连接至所述第二外部电极,以及所述第四内部电极的所述引线部分被连接至所述第四外部电极。
5.根据权利要求4所述的多层陶瓷电容器,其中所述第一内部连接导体通过所述第三外部电极而被连接至所述第二内部电极并且通过所述第二外部电极而被连接至所述第三内部电极。
6.根据权利要求4所述的多层陶瓷电容器,其中所述第二内部连接导体通过所述第一外部电极而被连接至所述第一内部电极并且通过所述第四外部电极而被连接至所述第四内部电极。
7.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器,其中所述第一和第三内部电极彼此相间隔地形成在所述陶瓷体长-宽方向上的横截面的单层上,并且所述第二和第四内部电极彼此相间隔地形成在所述陶瓷体长-宽方向上的横截面的另一个单层上。
8.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器,其中所述第三电容器部件被连接至所述第一和第四外部电极。
9.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器,其中当从所述陶瓷体的堆叠方向看去时,所述第一和第四内部电极的内部端部分在所述陶瓷体的长度方向上彼此重合。
10.一种多层陶瓷电容器,包括:
陶瓷体,该陶瓷体包括多个介电层,并且具有面向彼此的第一和第二主表面、面向彼此的第一和第二侧表面以及面向彼此的第一和第二端表面;
第一、第三、第五和第七内部电极,该第一、第三、第五和第七内部电极暴露于所述陶瓷体的所述第一侧表面并且彼此相间隔地形成在所述陶瓷体长-宽方向上的横截面的单层上,以及第二、第四、第六以及第八内部电极,该第二、第四、第六以及第八内部电极暴露于所述陶瓷体的所述第二侧表面并且彼此相间隔地形成在所述陶瓷体长-宽方向上的横截面的另一个单层上;
第一至第四内部连接导体,该第一至第四内部连接导体形成在所述陶瓷体中并且暴露于所述第一和第二侧表面;以及
第一至第八外部电极,该第一至第八外部电极形成在所述陶瓷体的所述第一和第二侧表面上,并且电连接至所述第一至第八内部电极以及所述第一至第四内部连接导体,
其中所述第一和第二内部电极、所述第三和第四内部电极、所述第五和第六内部电极以及所述第七和第八内部电极分别形成了第一、第二、第三和第四电容器部件,所述第一和第四内部电极之间的重叠区域形成了第五电容器部件,并且所述第五和第八内部电极之间的重叠部分形成了第六电容器部件,所述第一和第二电容器部件分别以串联的方式与所述第一和第二内部连接导体连接,并且所述第三和第四电容器部件分别以串联的方式与所述第三和第四内部连接导体连接,并且
当第一和第四内部电极在所述陶瓷体的长度方向上的长度分别被定义为L1和L2,并且对应于所述重叠区域的所述第三电容器部件的长度被定义为L3时,0.001≤L3/L1≤0.05或者0.001≤L3/L2≤0.05被满足。
11.根据权利要求10所述的多层陶瓷电容器,其中所述第一至第四外部电极被彼此相间隔地布置在所述陶瓷体的所述第一侧表面上,并且所述第五至第八外部电极被彼此相间隔地布置在所述陶瓷体的所述第二侧表面上。
12.根据权利要求10所述的多层陶瓷电容器,其中所述多层陶瓷电容器的安装表面是所述陶瓷体的第二侧表面。
13.根据权利要求10所述的多层陶瓷电容器,其中所述第一、第三、第五、第七、第二、第四、第六和第八内部电极分别被连接至所述第一至第八外部电极。
14.根据权利要求10所述的多层陶瓷电容器,其中所述第一内部连接导体通过所述第一外部电极而被连接至所述第一内部电极并且通过所述第六外部电极而被连接至所述第四内部电极。
15.根据权利要求10所述的多层陶瓷电容器,其中所述第二内部连接导体通过所述第五外部电极而被连接至所述第二内部电极并且通过所述第二外部电极而被连接至所述第三内部电极。
16.根据权利要求10所述的多层陶瓷电容器,其中所述第三内部连接导体通过所述第三外部电极而被连接至所述第五内部电极并且通过所述第八外部电极而被连接至所述第八内部电极。
17.根据权利要求10所述的多层陶瓷电容器,其中所述第四内部连接导体通过所述第七外部电极而被连接至所述第六内部电极并且通过所述第四外部电极而被连接至所述第七内部电极。
18.根据权利要求10所述的多层陶瓷电容器,其中所述第五电容器部件被连接至所述第一和第六外部电极。
19.根据权利要求10所述的多层陶瓷电容器,其中所述第六电容器部件被连接至所述第三和第八外部电极。
20.根据权利要求10所述的多层陶瓷电容器,其中当从所述陶瓷体的堆叠方向看去时,所述第一和第四内部电极的内部端部分在所述陶瓷体的长度方向上以及所述第五和第八内部电极的内部端部分在所述陶瓷体的长度方向上分别彼此重合。
21.一种用于多层陶瓷电容器的安装板,包括:
印刷电路板,该印刷电路板在其上具有第一和第二电极垫;以及
权利要求1-20中任一权利要求所述的多层陶瓷电容器,该多层陶瓷电容器被安装在所述印刷电路板上。
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