CN104240941B - 多层陶瓷电容器 - Google Patents
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Abstract
一种多层陶瓷电容器,包括陶瓷主体、电极层和第一端电极和第二端电极,陶瓷主体包括多个层叠的介质层,电极层包括多个第一内电极层、多个第二内电极层和两个第三内电极层,多个第一内电极层和多个第二内电极层交替地层叠于多个介质层上而间隔设置,且多个第一内电极层、第二内电极层和介质层形成两端均为介质层的层叠单元,两个第三内电极层分别设置于层叠单元的最外端的两个介质层上,第一内电极层包括第一电极区域、第二电极区域和两个第三电极区域;第二内电极层包括第四电极区域、第五电极区域和两个第六电极区域;两个第三内电极层均不与第一端电极和第二端电极连接。该多层陶瓷电容器的击穿电压和容量较高。
Description
技术领域
本发明涉及电子元器件领域,特别是涉及一种多层陶瓷电容器。
背景技术
多层陶瓷电容器由于其体积小、容量范围广、耐电压安全余量大及寿命可靠性好等诸多优点,而获得广泛应用。随着电子设备的技术发展,具有较高的额定电压(100V~250V),同时具有较高的容量(≥1μF)的所谓中压高容多层陶瓷电容器的市场需求显著增加。该类多层陶瓷电容器多应用于工作电压较高的场合,如各种电源线路等。
常规的多层陶瓷电容器包括长方体的陶瓷体以及紧密附着于陶瓷体相对两端的两个外电极。陶瓷体包括交替层叠并连接到极性相异的外电极的多个内电极层以及多个分别层叠于相异极性的内电极层之间的介质层,从而可以获得高的容量值。两个外电极分别完全覆盖陶瓷体相对的两个端面,并且在与端面邻接的其他四个面上延伸一段距离。传统的多层陶瓷电容器的内电极层一般都是方形,多层陶瓷电容器充电后较多电荷集中在内电极层末端的边角位置,故内电极层的末端与外电极的延伸部分的末端之间成为场强特别大的区域,如图1(a)和图1(b)中的虚线圆圈部分所示,较易发生击穿。为了获得高的容量,需要较大面积的内电极层,或者需要层叠更多的内电极层。当内电极层的面积较大时,会导致内电极层的末端与外电极的延伸部分的末端之间的距离缩短,更易发生击穿。而层叠更多的内电极层使得处于最外侧的内电极层的末端与外电极的延伸部分的末端之间的距离缩短,也易发生击穿。
为了在各种固定的封装尺寸内提高多层陶瓷电容器的击穿电压,已有本技术领域人员所熟知的串联式结构设计,通过在同一个多层陶瓷电容器封装内的每一层形成两个或两个以上的串联的电容器,使串联的每个电容器只承受一部分电压,从而多层陶瓷电容器可以承受更高的总电压。但同样是由于串联,这些多层陶瓷电容器无法获得高的容量。
所以,常规的多层陶瓷电容器难以在保证高容量的同时获得高击穿电压。
发明内容
基于此,有必要提供一种击穿电压较高且容量较高的多层陶瓷电容器。
一种多层陶瓷电容器,包括陶瓷主体、设置于所述陶瓷主体内部的电极层和分别设置于所述陶瓷主体的相对两端的第一端电极和第二端电极,所述陶瓷主体包括多个沿厚度方向层叠的介质层,所述电极层包括多个第一内电极层、多个第二内电极层和两个第三内电极层,所述多个第一内电极层和多个第二内电极层交替地层叠于所述多个介质层上使得所述多个第一内电极层和多个第二内电极层间隔设置,且所述多个第一内电极层、多个第二内电极层和多个介质层形成两端均为介质层的层叠单元,所述两个第三内电极层分别设置于所述层叠单元的最外端的两个介质层上,其中,
所述第一内电极层包括第一电极区域、第二电极区域和两个第三电极区域,所述第一电极区域的一端与所述第一端电极抵接,另一端向所述层叠单元内部延伸并与所述第二电极区域连接,所述第二电极区域与所述第二端电极形成有间隙,且所述第二电极区域的宽度小于所述第一电极区域的宽度,所述两个第三电极区域对称设置于所述第二电极区域的两侧,且所述两个第三电极区域分别与所述第一电极区域形成间隙,且所述两个第三电极区域分别与所述第二电极区域形成间隙;
所述第二内电极层包括第四电极区域、第五电极区域和两个第六电极区域,所述第四电极区域的一端与所述第二端电极抵接,另一端向所述层叠单元内部延伸并与所述第五电极区域连接,所述第五电极区域与所述第一端电极形成有间隙,且所述第五电极区域的宽度小于所述第四电极区域的宽度,所述两个第六电极区域对称设置于所述第五电极区域的两侧,且所述两个第六电极区域分别与所述第四电极区域形成间隙,且所述两个第六电极区域分别与所述第五电极区域形成间隙;
所述两个第三内电极层均不与所述第一端电极和第二端电极连接,其中任意一个所述第三内电极层与所述第一内电极层相邻时,所述与第一内电极层相邻的第三内电极层在所述第一内电极层上的投影覆盖所述第三电极区域,任意一个所述第三内电极层与所述第二内电极层相邻时,所述与第二内电极层相邻的第三内电极层在所述第二内电极层上的投影覆盖所述第六电极区域。
在其中一个实施例中,所述陶瓷主体为长方体,所述长方体具有第一表面、第二表面、第三表面、第四表面、第五表面和第六表面,所述第一表面和第二表面平行,所述第三表面和第四表面平行,所述第五表面和第六表面平行,所述第一端电极包括第一端电极主体,所述第二端电极包括第二端电极主体,所述第一端电极主体和第二端电极主体分别设置于所述第一表面和第二表面上,所述第一表面和第二表面均与所述第一电极区域的延伸方向垂直,所述第一内电极层、第二内电极层及第三内电极层均与所述第五表面和第六表面平行;所述第一端电极主体分别向所述第三表面、第四表面、第五表面和第六表面弯折延伸一段相同的距离,形成第一延伸部;所述第二端电极主体分别向所述第三表面、第四表面、第五表面和第六表面弯折延伸一段相同的距离,形成第二延伸部;所述第一延伸部和第二延伸部的宽度相等。
在其中一个实施例中,所述第一电极区域的形状为一端倒圆角的方形,所述第一电极区域的远离所述第一端电极的一端的两个角倒圆角,所述第二电极区域的形状为一端倒圆角的方形,所述第二电极区域的不倒圆角的一端与所述第一电极区域的倒圆角的一端连接,形成凸字结构,所述第三电极区域包括第一方形部及分别连接于所述第一方形部的平行于所述第一表面和第二表面的两个边的两个第一半圆部;所述第一方形部至所述第三表面的距离等于所述第一电极区域至所述第三表面的距离。
在其中一个实施例中,所述第一电极区域的圆角的半径为0.2毫米~0.4毫米,所述第二电极区域的圆角的半径为0.25毫米~0.5毫米,所述第三电极区域的第一半圆部的直径为0.1毫米~0.4毫米。
在其中一个实施例中,远离所述第二端电极主体的第一半圆部的与所述第二表面平行的切线至所述第二端电极主体的距离大于所述第二延伸部的宽度。
在其中一个实施例中,在所述第一内电极层上的投影覆盖所述第三电极区域的第三内电极层的远离所述第二端电极主体的一端至所述第二端电极主体的距离大于所述第二电极区域远离所述第二端电极主体的一端至所述第二端电极主体的距离。
在其中一个实施例中,相邻的所述第一内电极层和第二内电极层之间的距离小于或等于所述第三内电极层与相邻的所述第一内电极层或第二内电极层的距离。
在其中一个实施例中,所述相邻的所述第一内电极层和第二内电极层的距离为7微米~30微米。
在其中一个实施例中,所述第三内电极层的形状为四个角均倒圆角的方形,所述第三内电极层的圆角的半径为0.25毫米~0.5毫米。
在其中一个实施例中,所述陶瓷主体还包括两个保护层,所述两个保护层分别设置于所述两个第三内电极层上。
上述多层陶瓷电容器,通过设置两个均不与第一端电极和第二端电极连接的第三内电极层,并且第一内电极层包括对称设置于第二电极区域两侧的两个第三电极区域,第二内电极层包括对称设置于第五电极区域两侧的两个第六电极区域,利用静电平衡原理,使第二电极区域靠近第二端电极的一端与第二端电极之间的电场线、第五电极区域靠近第一端电极的一端和第一端电极之间的电场线以及各电极层中处于最外侧的第一内电极层或第二内电极层的一端和第二端电极或第一端电极之间的电场线得以均匀化地重新分布,场强得以降低;并且,第一内电极层、第二内电极层、第三内电极层、第一端电极和第二端电极的合理设置,使得该多层陶瓷电容器分别在因尖端相互靠近并针锋相对从而电场较为集中的各个区域形成两个电容串联连接的结构,起到分压的效果,如此不容易发生放电击穿,使得该多层陶瓷电容器的击穿电压得以提高。
并且,相对于传统的串联式结构多层陶瓷电容器,上述多层陶瓷电容器的第一内电极层和第二内电极层并不构成串联结构并且具有较大的正对面积,从而可以产生高容量。
附图说明
图1(a)为现有技术的多层陶瓷电容器的截面图;
图1(b)为现有技术的多层陶瓷电容器的另一个角度的截面图;
图2为一实施方式的多层陶瓷电容器的立体结构示意图;
图3为沿图2的III-III线的剖面图;
图4为第一内电极层层叠于介质层上的状态示意图;
图5为第二内电极层层叠于介质层上的状态示意图;
图6为其中一个第三内电极层层叠于介质层上的状态示意图;
图7为一实施方式的多层陶瓷电容器的制备方法所使用的丝网图案示意图;
图8为一实施方式的多层陶瓷电容器的制备方法所使用的另一丝网图案示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进,因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
请参阅图2,一实施方式的多层陶瓷电容器100,包括陶瓷主体10、设置于陶瓷主体10内部的电极层(图未标)和分别设置于陶瓷主体10的相对两端的第一端电极20和第二端电极30。
陶瓷主体10为长方体。陶瓷主体10具有第一表面、第二表面、第三表面、第四表面、第五表面和第六表面(图未标)。其中,第一表面和第二表面相对且平行,第三表面和第四表面相对且平行,第五表面和第六表面相对且平行。第三表面、第四表面、第五表面和第六表面的长度相等。
第一端电极20包括第一端电极主体22。第二端电极30包括第二端电极主体32。
第一端电极20和第二端电极30分别设置于第一表面和第二表面上是指第一端电极主体22和第二端电极主体32分别设置于第一表面上和第二表面上。并且,第一端电极主体22完全覆盖第一表面,第二端电极主体32完全覆盖第二表面。优选地,第一端电极主体22分别向第三表面、第四表面、第五表面和第六表面弯折延伸一段相同的距离,形成第一延伸部24。第一延伸部24的宽度设为D1,D1均小于第三表面、第四表面、第五表面和第六表面的长度。第二端电极主体32分别向第三表面、第四表面、第五表面和第六表面弯折延伸一段相同的距离,形成第二延伸部34。第二延伸部34的宽度设为D2。D1=D2,D1+D2小于第三表面的长度。
D1和D2过大则第一延伸部24和第二延伸部34之间的距离过小,短路的可能性增加;D1和D2过小则不利于焊接组装上的可靠性。因此,优选地,D1=D2=0.4毫米~1毫米。
请同时参阅图3,陶瓷主体10包括沿厚度方向层叠多个介质层110。电极层包括多个第一内电极层107、多个第二内电极层108和两个第三内电极层109。多个第一内电极层107和多个第二内电极层108交替地层叠于多个介质层110上使多个第一内电极层107和多个第二内电极层108间隔设置,且多个第一内电极层107、多个第二内电极层108和多个介质层110形成两端均为介质层110的层叠单元。一个介质层110对应一个第一内电极层107或一个第二内电极层108,即每个第一内电极层107层叠于其相邻的介质层110上,每个第二内电极层107层叠于其相邻的介质层110上。
层叠单元的两端分别为两个介质层110,即层叠单元的最外两端分别为两个介质层110。两个第三内电极层109分别层叠于层叠单元两端的两个介质层110上。
第一内电极层107和第二内电极层108平行于第五表面和第六表面。
请同时参阅图4,第一内电极层107层叠于相邻的介质层110上。第一内电极层107包括第一内电极区域1072、第二内电极区域1074和两个第三内电极区域1076。
第一电极区域1072的形状为一端倒圆角的方形。具体地,本实施方式中,第一电极区域1072的形状为一端倒圆角的矩形,更具体为一个短边倒圆角的矩形。第一电极区域1072的宽度方向与第三表面至第四表面的垂线方向相同。第一电极区域1072至介质层110的相对两个边缘的距离均为D3,即第一电极区域1072靠近第三表面的边缘至第三表面的距离为D3,第一电极区域1072靠近第四表面的边缘至第四表面的距离也为D3。第一电极区域1072的不倒圆角的一个短边与介质层110的边缘重合并与第一端电极主体22抵接,第一电极区域1072的另一端水平延伸至层叠单元的内部。第一表面和第二表面均与第一电极区域1072的延伸方向垂直。第一电极区域1072的宽度为L1。
第二电极区域1074的形状为一端倒圆角的方形。第二电极区域1074的不倒圆角的一端与第一电极区域1072的远离第一端电极20的一端连接,且第二电极区域1074与第二端电极30形成间隙。第二电极区域1074的宽度为L2。第二电极区域1074与第一电极区域1072平滑连接。第二电极区域1074的宽度方向与第三表面至第四表面的垂线方向相同。L1大于L2。第二电极区域1074位于第一电极区域1072的中部,第二电极区域1074与第一电极区域1072连接形成凸字结构,该凸字结构的四个角均倒圆角。
第二电极区域1074远离第一电极区域1072的一端至第二端电极主体32的距离为D4。优选地,D4小于D2。D4小于D2,使得第二电极区域1074尽量靠近第二端电极主体32,可以尽量增大第一内电极层107和第二内电极层108之间的正对面积,从而提高容量。
两个第三电极区域1076对称设置于第二电极区域1074的两侧。两个第三电极区域1076分别与第二电极区域1074形成间隙,并分别与第一电极区域1072形成间隙。
第三电极区域1076包括第一方形部10762和两个第一半圆部10764。第一方形部10762可以为正方形或矩形。本实施方式中,第一方形部10762为矩形。两个第一半圆部10764分别连接于第一方形部10762的平行于第一表面和第二表面的两个边,即两个半圆部10764分别连接于第一方形部10762的两个宽边。第一方形部10762靠近第二电极区域1074的一端至第二电极区域1074的距离为D5。D5的值较大则有利于增加第二电极区域1074的圆角与邻近的第三电极区域1076的第一半圆部10764的距离,降低电场强度;较小则有利于提高容量。因此,D5的值优选为0.2毫米~0.4毫米。
第一方形部10762至介质层110的边缘的最短距离为D6,即第一方形部10762靠近第三表面的一端至第三表面的距离为D6。D3=D6。
D3和D6的值应大于一定的值,否则在制备过程中,切割时容易切到或将近切到第一内电极层107,不利于多层陶瓷电容器100的可靠性,D3和D6的值较大,有利于提高第一内电极层107的防潮效果,提高可靠性。同时,D3和D6的值较大则有利于增加第二电极区域1074与第二端电极30的第二延伸部34的末端的距离,降低电场强度;小则有利于提高容量。因此,优选地,D3=D6=0.15毫米~0.4毫米。
第三电极区域1076远离第二端电极主体32的一端至第二端电极主体32的距离为D7,即远离第二端电极主体32的第一半圆部10764的与第二表面平行的切线至第二端电极主体32的距离为D7。D7大于D2,使得两个第三电极区域1076分别把与第二电极区域1074相对的第二端电极30的第二延伸部34的末端完全挡住,有利于防止电场集中。其中,第二延伸部34的末端是指第二延伸部34远离第二端电极主体32的一端。
第三电极区域1076靠近第二端电极主体32的一端至第二端电极主体32的距离为D8,即靠近第二端电极主体32的第一半圆部10764的与第二表面平行的切线至第二端电极主体32的距离为D8。D8=D4,使得两个第三电极区域1076分别把与第二电极区域1074相对的第二端电极30的第二延伸部34的末端完全挡住,有利于防止电场集中。
D4和D8的值较大则有利于降低对切割精度的要求,提高切割加工合格率;较小则有利于提高容量。因此,优选地,D4=D8=0.2毫米~0.4毫米。
请同时参阅图5,第二内电极层108层叠于相邻的介质层110上。第二内电极层108包括第四内电极区域1082、第五内电极区域1084和两个第六内电极区域1086。
第四电极区域1082的形状为一端倒圆角的方形。具体地,本实施方式中,第四电极区域1082的形状为一端倒圆角的矩形,更具体为一个短边倒圆角的矩形。第四电极区域1082的宽度方向与第三表面至第四表面的垂线方向相同。第四电极区域1082至介质层110的相对两个边缘的距离均为D9,即第四电极区域1082靠近第三表面的边缘至第三表面的距离为D9,第四电极区域1082靠近第四表面的边缘至第四表面的距离也为D9。D3=D9。第四电极区域1082的不倒圆角的一个短边与介质层110的边缘重合并与第二端电极主体32抵接,第四电极区域1082的另一端水平延伸至层叠单元的内部。第一表面和第二表面均与第四电极区域1082的延伸方向垂直。第四电极区域1082的宽度为L3,L1=L3。
第五电极区域1084的形状为一端倒圆角的方形。第五电极区域1084的不倒圆角的一端与第四电极区域1082的远离第二端电极主体32的一端连接,且第五电极区域1084与第一端电极主体22形成间隙。第五电极区域1084的宽度为L4,L2=L4。L3大于L4。第五电极区域1084与第四电极区域1082平滑连接。第五电极区域1084的宽度方向与第三表面至第四表面的垂线方向相同。第五电极区域1084位于第四电极区域1082的中部,第五电极区域1084与第四电极区域1082连接形成凸字结构,该凸字结构的四个角均倒圆角。
第五电极区域1084远离第四电极区域1082的一端至第一端电极主体22的距离为D10。D10=D4。
两个第六电极区域1086对称设置于第五电极区域1084的两侧。两个第六电极区域1086分别与第五电极区域1084形成间隙,并分别与第四电极区域1082形成间隙。
第六电极区域1086包括第二方形部10862及分别连接于第二方形部10862的两个宽边的两个第二半圆部10864。第二方形部10862靠近第三表面的一端至第三表面的距离为D11。D11=D6。
第六电极区域1086远离第一端电极主体22的一端至第一端电极主体22的距离为D12,即远离第一端电极主体22的第二半圆部10864的与第一表面平行的切线至第一端电极主体22的距离为D12。D12=D7。D7与D2的差值较大则有利于增加远离第二端电极主体32的第一半圆部10764与第二端电极30的第二延伸部34的末端的距离,降低电场强度;较小则有利于提高容量。D12与D1的差值较大有利于增加远离第一端电极主体22的第二半圆部10864与第一端电极20的第一延伸部24的末端的距离,降低电场强度;较小则有利于提高容量。因此,优选地,D7或D12比D1大0.1毫米~0.4毫米。其中,第一延伸部24的末端是指第一延伸部24远离第一端电极主体22的一端。
第六电极区域1086靠近第一端电极主体22的一端至第一端电极主体22的距离为D13,即靠近第一端电极主体22的第二半圆部10864的与第一表面平行的切线至第一端电极主体22的距离为D13。D13=D4。
综上,第一内电极层107和第二内电极层108的形状相同,设置方向相反。
两个第三内电极层109平行于第五表面和第六表面。两个第三内电极层109均不与第一端电极20和第二端电极30连接。请参阅图6,图6中的虚线为第一内电极层107。第三内电极层109为四个角均为倒圆角的方形。
可以理解,根据第一内电极层107和第二内电极层108的数量,两个第三内电极层109中,两个第三内电极层109可以分别与两个第一内电极层107相邻,也可以分别与两个第二内电极层108相邻,也可以是一个第三内电极层109与第一内电极层107相邻,另一个与第二内电极层108相邻。
任意一个第三内电极层109与第一内电极层107相邻时,与第一内电极层107相邻的第三内电极层109在第一内电极层107上的投影覆盖第三电极区域1076,任意一个第三内电极层109与第二内电极层108相邻时,与第二内电极层108相邻的第三内电极层109在第二内电极层108上的投影覆盖第六电极区域1086。
本实施方式中,一个第三内电极层109与第一内电极层107相邻,另一个第三内电极层109与第二内电极层108相邻。与第一内电极层107相邻的第三内电极层109在第一内电极层107上的投影覆盖第三电极区域1076,与第二内电极层108相邻的第三内电极层109在第二内电极层108上的投影覆盖第六电极区域1086。
在第一内电极层107上的投影覆盖第三电极区域1076的第三内电极层109的远离第二端电极主体32的一端至第二端电极主体32的距离为D14。
在第二内电极层108上的投影覆盖第六电极区域1086的第三内电极层109远离第一端电极主体22的一端至第一端电极主体22的距离等于D14。
请再次参阅图3,优选地,相邻的第一内电极层107和第二内电极层108的距离为D15,第三内电极层109与相邻的第二内电极层108的距离为D16,D16大于或等于D15。在其他实施方式中,当第三内电极层109与第一内电极层107相邻时,第三内电极层109与相邻的第一内电极层107的距离为D16。
D15的值较大则不利于提高容量和元件小型化;过小则第一内电极层107和第二内电极层108之间的电场强度增加而容易击穿。因此,D15的值优选为7微米~30微米。
D15小于或等于D16。优选地,D16的值是D15的值的1~1.2倍,可以使第一内电极层107和第二内电极层108与各自的相邻的第三内电极层109保持足够的距离从而降低电场强度,并有利于元件小型化。
上述多层陶瓷电容器100,通过设置两个均不与第一端电极20和第二端电极30连接的第三内电极层109,并且第一内电极层107包括对称设置于第二电极区域1074两侧的两个第三电极区域1076,第二内电极层108包括对称设置于第五电极区域1084两侧的两个第六电极区域1086,利用静电平衡原理,使第二电极区域1074靠近第二端电极主体32的一端与第二延伸部34的末端之间的电场线、第五电极区域1084靠近第一端电极主体22的一端和第一延伸部24的末端之间的电场线以及各电极层中处于最外侧的第一内电极层107或第二内电极层108的靠近第二端电极主体32或第一端电极主体22的一端与第二延伸部34或第一延伸部24的末端之间的电场线得以均匀化地重新分布,场强得以降低;并且,第二电极区域1074和第二延伸部34均与第三电极区域1076产生正对部分,第五电极区域1084和第一延伸部24均与第六电极区域1086产生正对部分,各电极层中处于最外侧的第一内电极层107或第二内电极层108和第二延伸部34或第一延伸部24均与第三内电极层109产生正对部分,从而分别形成两个串联连接的电容,即使得多层陶瓷电容器100分别在因尖端相互靠近并针锋相对从而电场较为集中的各个区域形成两个电容串联连接的结构,起到分压的效果,如此不容易发生放电击穿,使得该多层陶瓷电容器100的击穿电压得以提高。
并且,相对于传统的串联式结构多层陶瓷电容器,上述多层陶瓷电容器100的第一内电极层107和第二内电极层108并不构成串联结构并且具有较大的正对面积,从而可以产生高容量。
上述多层陶瓷电容器100通过合理设置第一内电极层107、第二内电极层108和第三内电极层109,以使电场合理的分布,并获得较大的正对面积,从而提高击穿电压和容量。
优选地,第一电极区域1072和第四电极区域1082的圆角的半径均为0.2毫米~0.4毫米。圆角的半径较大时,有利于降低电荷密度;圆角的半径较小时有利于提高容量。综合两者考虑,圆角的半径优选为0.2毫米~0.4毫米。
优选地,综合电荷密度和容量考虑,第二电极区域1074和第五电极区域1084的圆角的半径均为0.25毫米~0.5毫米。
优选地,第三电极区域1076的第一半圆部10764和第六电极区域1086的第二半圆部10864的直径均为0.1毫米~0.4毫米,即第一方形部10762和第二方形部10862的宽度均为0.1毫米~0.4毫米。选用该直径,一方面降低电荷密度,另一方面可以为第二电极区域1074和第五电极区域1084腾出更多的空间以使第二电极区域1074和第五电极区域1084的面积较大,从而提高容量。
优选地,第三内电极层109的四个圆角的半径均为0.25~0.5毫米,有利于降低电荷密度。
请再次参阅图6,第三内电极层109靠近第三表面的一端至第三表面的距离为D17,靠近第四表面的一端至第四表面的距离为D18,与第一内电极层107相邻时靠近第二端电极主体32的一端至第二端电极主体32的距离为D19,与第二内电极层108相邻时靠近第一端电极主体22的一端至第一端电极主体22的距离为D20(图6未示),D17=D18=D3,D19=D20=D4。D17=D18=D3,可以增加第三内电极层109的圆角与第二电极区域1072或第五电极区域1082的圆角的距离,降低电场强度,并且制造较为方便。D19=D20=D4,分别把分别与第二电极区域1074和第五电极区域1074相对的第二端电极30的第二延伸部34的末端和第一端电极20的第一延伸部24的末端完全挡住,并且制造较为方便。
请再次参阅图4,第三电极区域1076的靠近第一电极区域1072的第一半圆部10764的与第二表面平行的切线与第一电极区域1072的圆角的与第二表面平行的切线的距离为D21。D21的值较大时有利于在制备中降低对内电极印刷图案精度的要求,提高印刷加工合格率;D21的值较小时有利于提高容量。综合考虑,D21的值优选为0.1毫米~0.4毫米。
D14大于第二电极区域1074远离第二端电极主体32的一端至第二端电极主体32的距离,即D14大于D7与D21之和,并且D14小于多层陶瓷电容器100的长度的一半。D14大于D7与D21之和,使得第三内电极层109把与第二电极区域1074和第三电极区域1076相对的第二延伸部34的末端完全挡住,并且增加第三内电极层109的圆角与第一电极区域1072的圆角或第四电极区域1082的圆角的距离,有利于防止电场集中;D14小于多层陶瓷电容器100的长度的一半,有利于防止第三内电极层109的圆角与第一延伸部24的末端过于接近而引起电场集中。优选地,D14的值比D7与D21之和大0.2毫米~0.4毫米。
第一内电极层107和第二内电极层108的厚度过小,则第一内电极层107和第二内电极层108的连续性不佳而使容量下降,过大则不利于多层陶瓷电容器100的小型化。优选地,第一内电极层107和第二内电极层108的厚度均为1微米~2微米,更优选为1.2微米~1.5微米。
优选地,上述多层陶瓷电容器100还包括两个保护层(图未标)。两个保护层分别设置于两个第三内电极层109上。
优选地,保护层的厚度为150微米~280微米。设置该厚度的两个保护层可以为第一内电极层107、第二内电极层108、第三内电极层109和介质层110提供有效的保护,并使第一端电极20和第二端电极30在陶瓷主体10的第一延伸部24和第二延伸部34与各自相邻的第三内电极层109保持足够的距离从而降低电场强度,并有利于多层陶瓷电容器100的小型化。
上述多层陶瓷电容器按如下方法制备:
步骤S110:制备多个陶瓷膜。
将陶瓷粉、有机粘合剂和有机溶剂混合并球磨形成均匀的陶瓷浆料,采用流延法将陶瓷浆料形成多个陶瓷膜。
陶瓷粉、有机粘合剂和有机溶剂的质量比为10:3~4:4~6。其中,陶瓷粉主要成分为钛酸钡;有机粘合剂为聚乙烯醇缩丁醛;有机溶剂为甲苯和乙醇的混合溶剂,其中,甲苯和乙醇的体积比优选为1:1~2:1。
步骤S120:制备多个层叠有第一内电极膜的陶瓷膜、多个层叠有第二内电极膜的陶瓷膜及多个层叠有第三内电极膜的陶瓷膜。
用丝网印刷工艺将镍金属浆料印刷在由步骤S110制得的陶瓷膜上,形成预定的内电极图案,烘干后分别形成多个层叠有第一内电极膜的陶瓷膜、多个层叠有第二内电极膜的陶瓷膜及多个层叠有第三内电极膜的陶瓷膜。
请参阅图7和图8,使用具有图7所示的内电极图案的丝网在S110制得的陶瓷膜上印刷镍金属浆料,可以在陶瓷膜上形成第一内电极膜及第二内电极膜。使用具有图8所示的内电极图案的丝网在S110制得的陶瓷膜上印刷镍金属浆料,可以在陶瓷膜上形成第三内电极膜。
步骤S130:将多个层叠有第一内电极膜的陶瓷膜和多个层叠有第二内电极膜的陶瓷膜交替层叠得到第一层叠基板。
步骤S140:在第一层叠基板相对的两个表面上分别层叠两个层叠有第三电极膜的陶瓷膜,得到第二层叠基板,切割第二层叠基板得到多个第一层叠体。
将第二层叠基板用等静压法压合,使第二层叠基板内各膜层紧密粘接,然后按预定尺寸纵横切割,得到多个长方体形状的第一层叠体。
优选地,在进行切割前,还包括在第二层叠基板相对的两个表面上分别层叠多个陶瓷膜的步骤。
步骤S150:将第一层叠体进行烧结,形成多个陶瓷主体及分别设置于多个陶瓷主体内部的多个电极层,得到多个第二层叠体。
在中性气氛如氮气气氛中,将多个第一层叠体加热至400~600℃并保温3~6小时以排除粘合剂;或者在空气气氛中,将多个第一层叠体加热至250~300℃并保温2~4小时以排除粘合剂,再在由经过加湿的氮气和氢气的混合气体(氢气的体积是氮气的体积的0.1~2%)形成的还原气氛中,将排除粘合剂后的多个第一层叠体加热至1200~1280℃并保温2~3小时进行烧结,得到多个陶瓷主体及分别设置于多个陶瓷主体上的多个电极层,得到多个第二层叠体。
其中,第一内电极膜、第二内电极膜和第三内电极膜经过烧结后,分别形成的第一内电极层、第二内电极层和第三内电极层,得到电极层;陶瓷膜经烧结后,分别形成陶瓷主体的各个介质层,得到陶瓷主体。多个第一内电极层和多个第二内电极层间隔设置,多个第一内电极层和多个第二内电极层交替地层叠于多个介质层上,且多个第一内电极层、多个第二内电极层和多个介质层形成两端均为介质层的层叠单元,两个第三内电极层分别设置于层叠单元的最外端的两个介质层上。
烧结后,在第二层叠基板相对的两个表面上分别层叠的多个陶瓷膜分别形成两个保护层。
步骤S160:将多个第二层叠体倒角研磨后,分别在每个研磨后的第二层叠体的相对两端附上第一端电极和第二端电极,得到多个多层陶瓷电容器。
将多个第二层叠体倒角研磨,将研磨后的多个第二层叠体的相对两端涂覆铜金属浆料,在中性气氛如氮气气氛中,将多个涂覆有铜金属浆料的第二层叠体加热至780~860℃并保温10~12分钟,以烧结铜金属浆料,烧结后形成分别与陶瓷主体紧密结合并分别与多个第一内电极层和多个第二内电极层抵接的第一端电极和第二端电极,得到多个多层陶瓷电容器。
优选地,还包括分别在第一端电极和第二端电极上依次电镀上镍层和锡层的步骤,以形成铜-镍-锡三层结构的端电极,增加多层陶瓷电容器的可应用性。
以下为具体实施例。
实施例1
制备多层陶瓷电容器
1、将主要成分为钛酸钡的陶瓷粉、聚乙烯醇缩丁醛及甲苯和乙醇按体积比2:1混合的混合溶剂,按质量比为10:4:5混合并球磨形成均匀的陶瓷浆料,采用流延法将该陶瓷浆料流延形成多个陶瓷膜;
2、在陶瓷膜上印刷镍金属浆料,烘干后形成多个层叠有第一内电极膜的陶瓷膜、多个层叠有第二内电极膜的陶瓷膜及多个层叠有第三内电极膜的陶瓷膜。
3、将66个层叠有第一内电极膜的陶瓷膜和66个层叠有第二内电极膜的陶瓷膜交替层叠得到第一层叠基板;
4、在第一层叠基板相对的两个表面上分别层叠两个层叠有第三电极膜的陶瓷膜,得到第二层叠基板,在第二层叠基板相对的两个表面上分别层叠20个陶瓷膜,然后用等静压法压合,使各膜层紧密粘接,然后按预定尺寸纵横切割,得到多个长方体芯片状的第一层叠体;
5、在空气气氛中,将多个第一层叠体加热至250℃并保温3小时以排除粘合剂,再在由经过加湿的氮气和氢气的混合气体(氢气的体积是氮气的体积的2%)形成的还原气氛中,将排除粘合剂后的多个第一层叠体加热至1250℃并保温2小时进行烧结,形成多个陶瓷主体及分别设置于多个陶瓷主体上的多个电极层,得到多个第二层叠体;
6、将多个第二层叠体倒角研磨,分别在每个研磨后的第二层叠体的相对两端涂覆铜金属浆料,在氮气气氛中,将多个涂覆有铜金属浆料的第二层叠体加热至810℃并保温12分钟,以烧结铜金属浆料,形成分别与陶瓷主体紧密结合并分别与多个第一内电极层和多个第二内电极层抵接的第一端电极和第二端电极,分别在两个端电极上依次电镀上镍层和锡层,得到多个标称容量为1μF、额定电压为100V的1206规格(长3.2mm×宽1.6mm)多层陶瓷电容器。
每个多层陶瓷电容器包括陶瓷主体、设置于陶瓷主体内部的电极层和分别设置于陶瓷主体的相对两端的第一端电极和第二端电极,陶瓷主体包括多个沿厚度方向层叠的介质层,电极层包括多个第一内电极层、多个第二内电极层和两个第三内电极层,多个第一内电极层和多个第二内电极层交替地层叠于多个介质层上使得多个第一内电极层和多个第二内电极层间隔设置,且多个第一内电极层、多个第二内电极层和多个介质层形成两端均为介质层的层叠单元,两个第三内电极层分别设置于层叠单元的最外端的两个介质层上,其中,
第一内电极层包括第一电极区域、第二电极区域和两个第三电极区域,第一电极区域的一端与第一端电极抵接,另一端向层叠单元内部延伸并与第二电极区域连接,第二电极区域的远离第一电极区域的一端与第二端电极形成有间隙,且第二电极区域的宽度小于第一电极区域的宽度,两个第三电极区域对称设置于第二电极区域的两侧,两个第三电极区域分别与第一电极区域形成间隙,且两个第三电极区域分别与第二电极区域形成间隙;
第二内电极层包括第四电极区域、第五电极区域和两个第六电极区域,第四电极区域的一端与第二端电极抵接,另一端向层叠单元内部延伸并与第五电极区域连接,第五电极区域的远离第四电极区域的一端与第一端电极形成有间隙,且第五电极区域的宽度小于第四电极区域的宽度,两个第六电极区域对称设置于第五电极区域的两侧,两个第六电极区域分别与第四电极区域形成间隙,且两个第六电极区域分别与第五电极区域形成间隙;两个第三内电极层均不与第一端电极和第二端电极连接,其中一个第三内电极层与第一内电极层相邻,另一个第三内电极层与第二内电极层相邻,与第一内电极层相邻的第三内电极层在第一内电极层上的投影覆盖第三电极区域,另一个第三内电极层在第二内电极层上的投影覆盖第六电极区域。
其中,第一内电极层和第二内电极层均为66个、第三内电极层2个、介质层为133个、保护层2个。其中,D1=D2=0.4毫米,D3=D6=D9=D11=D17=D18=0.15毫米,D4=D8=D10=D13=D19=D20=0.2毫米,D5=0.2毫米,D7=D12=0.5毫米,D14=0.9毫米,D15=9微米,D16=9微米,D21=0.2毫米,2个保护层的厚度分别为150微米。第一电极区域和第四电极区域的圆角的半径均为0.2毫米,第二电极区域和第五电极区域的圆角的半径均为0.25毫米,第三电极区域的第一半圆部和第六电极区域的第二半圆部的直径均为0.1毫米。第三内电极层的四个圆角的半径均为0.25毫米,第一内电极层和第二内电极层的厚度均为1微米。
实施例2
制备多层陶瓷电容器
1、将主要成分为钛酸钡的陶瓷粉、聚乙烯醇缩丁醛及甲苯和乙醇按体积比2:1混合的混合溶剂,按质量比为10:4:4混合并球磨形成均匀的陶瓷浆料,采用流延法将该陶瓷浆料流延形成多个陶瓷膜;
2、在陶瓷膜上印刷镍金属浆料,烘干后形成多个层叠有第一内电极膜的陶瓷膜、多个层叠有第二内电极膜的陶瓷膜及多个层叠有第三内电极膜的陶瓷膜。
3、将47个层叠有第一内电极膜的陶瓷膜和46个层叠有第二内电极膜的陶瓷膜交替层叠得到第一层叠基板;
4、在第一层叠基板相对的两个表面上分别层叠两个层叠有第三电极膜的陶瓷膜,得到第二层叠基板,在第二层叠基板相对的两个表面上分别层叠24个陶瓷膜,然后用等静压法压合,使各膜层紧密粘接,然后按预定尺寸纵横切割,得到多个长方体芯片状的第一层叠体;
5、在空气气氛中,将多个第一层叠体加热至300℃并保温2小时以排除粘合剂,再在由经过加湿的氮气和氢气的混合气体(氢气的体积是氮气的体积的0.1%)形成的还原气氛中,将排除粘合剂后的多个第一层叠体加热至1200℃并保温2.5小时进行烧结,形成多个陶瓷主体及分别设置于多个陶瓷主体上的多个电极层,得到多个第二层叠体;
6、将多个第二层叠体倒角研磨,分别在每个研磨后的第二层叠体的相对两端涂覆铜金属浆料,在氮气气氛中,将多个涂覆有铜金属浆料的第二层叠体加热至780℃并保温10分钟,以烧结铜金属浆料,形成分别与陶瓷主体紧密结合并分别与多个第一内电极层和多个第二内电极层抵接的第一端电极和第二端电极,分别在两个端电极上依次电镀上镍层和锡层,得到多个标称容量为1μF、额定电压为250V的1812规格(长4.5mm×宽3.2mm)多层陶瓷电容器。
每个多层陶瓷电容器包括陶瓷主体、设置于陶瓷主体内部的电极层和分别设置于陶瓷主体的相对两端的第一端电极和第二端电极,陶瓷主体包括多个沿厚度方向层叠的介质层,电极层包括多个第一内电极层、多个第二内电极层和两个第三内电极层,多个第一内电极层和多个第二内电极层交替地层叠于多个介质层上使得多个第一内电极层和多个第二内电极层间隔设置,且多个第一内电极层、多个第二内电极层和多个介质层形成两端均为介质层的层叠单元,两个第三内电极层分别设置于层叠单元的最外端的两个介质层上,其中,
第一内电极层包括第一电极区域、第二电极区域和两个第三电极区域,第一电极区域的一端与第一端电极抵接,另一端向层叠单元内部延伸并与第二电极区域连接,第二电极区域的远离第一电极区域的一端与第二端电极形成有间隙,且第二电极区域的宽度小于第一电极区域的宽度,两个第三电极区域对称设置于第二电极区域的两侧,两个第三电极区域分别与第一电极区域形成间隙,且两个第三电极区域分别与第二电极区域形成间隙;
第二内电极层包括第四电极区域、第五电极区域和两个第六电极区域,第四电极区域的一端与第二端电极抵接,另一端向层叠单元内部延伸并与第五电极区域连接,第五电极区域的远离第四电极区域的一端与第一端电极形成有间隙,且第五电极区域的宽度小于第四电极区域的宽度,两个第六电极区域对称设置于第五电极区域的两侧,两个第六电极区域分别与第四电极区域形成间隙,且两个第六电极区域分别与第五电极区域形成间隙;两个第三内电极层均不与第一端电极和第二端电极连接,两个第三内电极层分别与两个第一内电极层相邻,并且在第一内电极层上的投影覆盖第三电极区域。
其中,第一内电极层为47个,第二内电极层为46个、第三内电极层2个、介质层为94个、保护层2个。其中,D1=D2=0.8毫米,D3=D6=D9=D11=D17=D18=0.25毫米,D4=D8=D10=D13=D19=0.3毫米,D5=0.3毫米,D7=D12=1.1毫米,D14=1.7毫米,D15=19微米,D16=21微米,D21=0.3毫米,2个保护层的厚度分别为200微米。第一电极区域和第四电极区域的圆角的半径均为0.3毫米,第二电极区域和第五电极区域的圆角的半径均为0.4毫米,第三电极区域的第一半圆部和第六电极区域的第二半圆部的直径均为0.3毫米。第三内电极层的四个圆角的半径均为0.35毫米,第一内电极层和第二内电极层的厚度均为2微米。
实施例3
制备多层陶瓷电容器
1、将主要成分为钛酸钡的陶瓷粉、聚乙烯醇缩丁醛及甲苯和乙醇按体积比1.5:1混合的混合溶剂,按质量比为10:3:6混合并球磨形成均匀的陶瓷浆料,采用流延法将该陶瓷浆料流延形成多个陶瓷膜;
2、在陶瓷膜上印刷镍金属浆料,烘干后形成多个层叠有第一内电极膜的陶瓷膜、多个层叠有第二内电极膜的陶瓷膜及多个层叠有第三内电极膜的陶瓷膜。
3、将22个层叠有第一内电极膜的陶瓷膜和22个层叠有第二内电极膜的陶瓷膜交替层叠得到第一层叠基板;
4、在第一层叠基板相对的两个表面上分别层叠两个层叠有第三电极膜的陶瓷膜,得到第二层叠基板,在第二层叠基板相对的两个表面上分别层叠24个陶瓷膜,然后用等静压法压合,使各膜层紧密粘接,然后按预定尺寸纵横切割,得到多个长方体芯片状的第一层叠体;
5、在氮气气氛中,将多个第一层叠体加热至500℃并保温4小时以排除粘合剂,再在由经过加湿的氮气和氢气的混合气体(氢气的体积是氮气的体积的1%)形成的还原气氛中,将排除粘合剂后的多个第一层叠体加热至1280℃并保温3小时进行烧结,形成多个陶瓷主体及分别设置于多个陶瓷主体上的多个电极层,得到多个第二层叠体;
6、将多个第二层叠体倒角研磨,分别在每个研磨后的第二层叠体的相对两端涂覆铜金属浆料,在氮气气氛中,将多个涂覆有铜金属浆料的第二层叠体加热至860℃并保温11分钟,以烧结铜金属浆料,形成分别与陶瓷主体紧密结合的第一端电极和第二端电极,分别在两个端电极上依次电镀上镍层和锡层,得到多个标称容量为1μF、额定电压为250V的2225规格(长5.7mm×宽6.3mm)多层陶瓷电容器。
每个多层陶瓷电容器包括陶瓷主体、设置于陶瓷主体内部的电极层和分别设置于陶瓷主体的相对两端的第一端电极和第二端电极,陶瓷主体包括多个沿厚度方向层叠的介质层,电极层包括多个第一内电极层、多个第二内电极层和两个第三内电极层,多个第一内电极层和多个第二内电极层交替地层叠于多个介质层上使得多个第一内电极层和多个第二内电极层间隔设置,且多个第一内电极层、多个第二内电极层和多个介质层形成两端均为介质层的层叠单元,两个第三内电极层分别设置于层叠单元的最外端的两个介质层上,其中,
第一内电极层包括第一电极区域、第二电极区域和两个第三电极区域,第一电极区域的一端与第一端电极抵接,另一端向层叠单元内部延伸并与第二电极区域连接,第二电极区域的远离第一电极区域的一端与第二端电极形成有间隙,且第二电极区域的宽度小于第一电极区域的宽度,两个第三电极区域对称设置于第二电极区域的两侧,两个第三电极区域分别与第一电极区域形成间隙,且两个第三电极区域分别与第二电极区域形成间隙;
第二内电极层包括第四电极区域、第五电极区域和两个第六电极区域,第四电极区域的一端与第二端电极抵接,另一端向层叠单元内部延伸并与第五电极区域连接,第五电极区域的远离第四电极区域的一端与第一端电极形成有间隙,且第五电极区域的宽度小于第四电极区域的宽度,两个第六电极区域对称设置于第五电极区域的两侧,两个第六电极区域分别与第四电极区域形成间隙,且两个第六电极区域分别与第五电极区域形成间隙;两个第三内电极层均不与第一端电极和第二端电极连接,其中一个第三内电极层与第一内电极层相邻,另一个第三内电极层与第二内电极层相邻,与第一内电极层相邻的第三内电极层在第一内电极层上的投影覆盖第三电极区域,另一个第三内电极层在第二内电极层上的投影覆盖第六电极区域。
其中,第一内电极层和第二内电极层均为22个、第三内电极层2个、介质层为45个、保护层2个。其中,D1=D2=1毫米,D3=D6=D9=D11=D17=D18=0.4毫米,D4=D8=D10=D13=D19=D20=0.4毫米,D5=0.35毫米,D7=D12=1.4毫米,D14=2.2毫米,D15=30微米,D16=36微米,D21=0.4毫米,2个保护层的厚度分别为280微米。第一电极区域和第四电极区域的圆角的半径均为0.4毫米,第二电极区域和第五电极区域的圆角的半径均为0.5毫米,第三电极区域的第一半圆部和第六电极区域的第二半圆部的直径均为0.4毫米。第三内电极层的四个圆角的半径均为0.5毫米,第一内电极层和第二内电极层的厚度均为1.5微米。
对比例
制备多层陶瓷电容器
1、将主要成分为钛酸钡的陶瓷粉、聚乙烯醇缩丁醛及甲苯和乙醇按体积比2:1混合的混合溶剂,按质量比为10:4:5混合并球磨形成均匀的陶瓷浆料,采用流延法将该陶瓷浆料流延形成多个陶瓷膜;
2、在陶瓷膜上印刷镍金属浆料,烘干后形成多个层叠有第一内电极膜的陶瓷膜、多个层叠有第二内电极膜的陶瓷膜。
3、将66个层叠有第一内电极膜的陶瓷膜和66个层叠有第二内电极膜的陶瓷膜交替层叠得到第一层叠基板;
4、在第一层叠基板相对的两个表面上分别层叠20个陶瓷膜,然后用等静压法压合,使各膜层紧密粘接,然后按预定尺寸纵横切割,得到多个长方体芯片状的第一层叠体;
5、在空气气氛中,将多个第一层叠体加热至250℃并保温3小时以排除粘合剂,再在由经过加湿的氮气和氢气的混合气体(氢气的体积是氮气的体积的2%)形成的还原气氛中,将排除粘合剂后的多个小层叠体加热至1250℃并保温2小时进行烧结,形成多个陶瓷主体及分别设置于多个陶瓷主体上的多个电极层,得到多个第二层叠体;
6、将多个第二层叠体倒角研磨,分别在每个研磨后的第二层叠体的相对两端涂覆铜金属浆料,在氮气气氛中,将多个涂覆有铜金属浆料的第二层叠体加热至810℃并保温12分钟,以烧结铜金属浆料,形成分别与陶瓷主体紧密结合并分别与多个第一内电极层和多个第二内电极层抵接的第一端电极和第二端电极,分别在两个端电极上依次电镀上镍层和锡层,得到多个标称容量为1μF、额定电压为100V的1206规格(长3.2mm×宽1.6mm)多层陶瓷电容器。
每个多层陶瓷电容器包括陶瓷主体、设置于陶瓷主体内部的电极层和分别设置于陶瓷主体的相对两端的第一端电极和第二端电极,陶瓷主体包括多个沿厚度方向层叠的介质层,电极层包括多个第一内电极层、多个第二内电极层,多个第一内电极层和多个第二内电极层交替地层叠于多个介质层上使得多个第一内电极层和多个第二内电极层间隔设置,其中,
第一内电极层为如图1(b)所示的方形,第一内电极层的一端与第一端电极抵接,另一端向层叠单元内部延伸并与第二端电极形成有间隙;
第二内电极层为如图1(b)所示的方形,第二内电极层的一端与第二端电极抵接,另一端向层叠单元内部延伸并与第一端电极形成有间隙。
其中,第一内电极层和第二内电极层均为66个、第三内电极层2个、介质层为131个、保护层2个。其中,相邻的第一内电极层和第二内电极层的距离为9微米,2个保护层的厚度分别为150微米,第一内电极层和第二内电极层的厚度均为1微米。
测试上述实施例1~实施例3和对比例的多层陶瓷电容器的容量和击穿电压,用HP4278A电容表在25℃下以1KHz测试频率及1.0Vrms测试电压测试容量,用耐压测试仪测试击穿电压。测试结果见下表1。
表1测试结果
容量(μF) | 击穿电压(V) | 击穿电压均值(V) | |
实施例1 | 0.96~1.05 | 640~1030 | 784 |
实施例2 | 0.95~1.08 | 850~1120 | 960 |
实施例3 | 0.98~1.03 | 1030~1550 | 1255 |
对比例 | 0.96~1.08 | 510~870 | 682 |
由表1可知,实施例1~实施例3的多层陶瓷电容器比对比例的多层陶瓷电容器具有较高的击穿电压和较高的容量。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种多层陶瓷电容器,其特征在于,包括陶瓷主体、设置于所述陶瓷主体内部的电极层和分别设置于所述陶瓷主体的相对两端的第一端电极和第二端电极,所述陶瓷主体包括多个沿厚度方向层叠的介质层,所述电极层包括多个第一内电极层、多个第二内电极层和两个第三内电极层,所述多个第一内电极层和多个第二内电极层交替地层叠于所述多个介质层上使得所述多个第一内电极层和多个第二内电极层间隔设置,且所述多个第一内电极层、多个第二内电极层和多个介质层形成两端均为介质层的层叠单元,所述两个第三内电极层分别设置于所述层叠单元的最外端的两个介质层上,其中,
所述第一内电极层包括第一电极区域、第二电极区域和两个第三电极区域,所述第一电极区域的一端与所述第一端电极抵接,另一端向所述层叠单元内部延伸并与所述第二电极区域连接,所述第二电极区域与所述第二端电极形成有间隙,且所述第二电极区域的宽度小于所述第一电极区域的宽度,所述两个第三电极区域对称设置于所述第二电极区域的两侧,且所述两个第三电极区域分别与所述第一电极区域形成间隙,且所述两个第三电极区域分别与所述第二电极区域形成间隙;
所述第二内电极层包括第四电极区域、第五电极区域和两个第六电极区域,所述第四电极区域的一端与所述第二端电极抵接,另一端向所述层叠单元内部延伸并与所述第五电极区域连接,所述第五电极区域与所述第一端电极形成有间隙,且所述第五电极区域的宽度小于所述第四电极区域的宽度,所述两个第六电极区域对称设置于所述第五电极区域的两侧,且所述两个第六电极区域分别与所述第四电极区域形成间隙,且所述两个第六电极区域分别与所述第五电极区域形成间隙;
所述两个第三内电极层均不与所述第一端电极和第二端电极连接,其中任意一个所述第三内电极层与所述第一内电极层相邻时,所述与第一内电极层相邻的第三内电极层在所述第一内电极层上的投影覆盖所述第三电极区域,任意一个所述第三内电极层与所述第二内电极层相邻时,所述与第二内电极层相邻的第三内电极层在所述第二内电极层上的投影覆盖所述第六电极区域;
所述陶瓷主体为长方体,所述长方体具有第一表面、第二表面、第三表面、第四表面、第五表面和第六表面,所述第一表面和第二表面平行,所述第三表面和第四表面平行,所述第五表面和第六表面平行,所述第一端电极包括第一端电极主体,所述第二端电极包括第二端电极主体,所述第一端电极主体和第二端电极主体分别设置于所述第一表面和第二表面上;
所述第一端电极主体完全覆盖所述第一表面,所述第二端电极主体完全覆盖所述第二表面。
2.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器,其特征在于,所述第一表面和第二表面均与所述第一电极区域的延伸方向垂直,所述第一内电极层、第二内电极层及第三内电极层均与所述第五表面和第六表面平行;所述第一端电极主体分别向所述第三表面、第四表面、第五表面和第六表面弯折延伸一段相同的距离,形成第一延伸部;所述第二端电极主体分别向所述第三表面、第四表面、第五表面和第六表面弯折延伸一段相同的距离,形成第二延伸部;所述第一延伸部和第二延伸部的宽度相等。
3.根据权利要求2所述的多层陶瓷电容器,其特征在于,所述第一电极区域的形状为一端倒圆角的方形,所述第一电极区域的远离所述第一端电极的一端的两个角倒圆角,所述第二电极区域的形状为一端倒圆角的方形,所述第二电极区域的不倒圆角的一端与所述第一电极区域的倒圆角的一端连接,形成凸字结构,所述第三电极区域包括第一方形部及分别连接于所述第一方形部的平行于所述第一表面和第二表面的两个边的两个第一半圆部;所述第一方形部至所述第三表面的距离等于所述第一电极区域至所述第三表面的距离。
4.根据权利要求3所述的多层陶瓷电容器,其特征在于,所述第一电极区域的圆角的半径为0.2毫米~0.4毫米,所述第二电极区域的圆角的半径为0.25毫米~0.5毫米,所述第三电极区域的第一半圆部的直径为0.1毫米~0.4毫米。
5.根据权利要求3所述的多层陶瓷电容器,其特征在于,远离所述第二端电极主体的第一半圆部的与所述第二表面平行的切线至所述第二端电极主体的距离大于所述第二延伸部的宽度。
6.根据权利要求3所述的多层陶瓷电容器,其特征在于,在所述第一内电极层上的投影覆盖所述第三电极区域的第三内电极层的远离所述第二端电极主体的一端至所述第二端电极主体的距离大于所述第二电极区域远离所述第二端电极主体的一端至所述第二端电极主体的距离。
7.根据权利要求3所述的多层陶瓷电容器,其特征在于,相邻的所述第一内电极层和第二内电极层之间的距离小于或等于所述第三内电极层与相邻的所述第一内电极层或第二内电极层的距离。
8.根据权利要求7所述的多层陶瓷电容器,其特征在于,所述相邻的所述第一内电极层和第二内电极层的距离为7微米~30微米。
9.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器,其特征在于,所述第三内电极层的形状为四个角均倒圆角的方形,所述第三内电极层的圆角的半径为0.25毫米~0.5毫米。
10.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器,其特征在于,所述陶瓷主体还包括两个保护层,所述两个保护层分别设置于所述两个第三内电极层上。
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