CN104616890B - 多层陶瓷电子组件及其上安装有该多层陶瓷电子组件的板 - Google Patents
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Abstract
提供了一种多层陶瓷电子组件和其上安装有该多层陶瓷电子组件的板，所述多层陶瓷电子组件包括：多层陶瓷电容器，包括第一外电极和第二外电极，第一外电极和第二外电极由导电膏形成并位于陶瓷主体的两端上；以及插入式基板，附着到多层陶瓷电容器的安装表面，并且包括分别位于绝缘基板的两端处并连接到第一外电极和第二外电极的第一连接端子和第二连接端子，第一连接端子和第二连接端子具有包括第一导电树脂层和第二导电树脂层以及形成在第一导电树脂层和第二导电树脂层上的第一镀层和第二镀层的双层结构。
Description
本申请要求于2013年11月5日提交到韩国知识产权局的第10-2013-0133451号韩国专利申请的权益，该韩国专利申请的公开通过引用被包含于此。
技术领域
本公开涉及一种多层陶瓷电子组件及其上安装有多层陶瓷电子组件的板。
背景技术
在多层片式电子组件中，多层陶瓷电容器是片式电容器，其可以被安装在包括显示装置(诸如液晶显示器(LCD)、等离子体显示面板(PDP)等)、计算机、个人数字助理(PDA)、蜂窝电话等的各种电子产品的电路板中，以使电被充入到其中或从其中释放。
由于这种多层陶瓷电容器(MLCC)具有诸如尺寸小、电容高、容易安装等的优点，因此这种多层陶瓷电容器可用作各种电子装置中的组件。
多层陶瓷电容器可以具有多个介电层进行堆叠并且具有不同极性的内电极交替地置于介电层之间的结构。
由于介电层具有压电性质和电致伸缩性质，所以当AC或DC电压被施加到多层陶瓷电容器时，在内电极之间会出现压电现象从而引起振动。
这种振动会通过多层陶瓷电容器的外电极传递到其上安装有多层陶瓷电容器的印刷电路板，使得整个印刷电路板变成声反射表面，从而产生被认为是噪声的振动声音。
振动声音可对应于会引起听者不舒服并且被称作声学噪声的在20Hz至20000Hz的范围内的听得见的频率。
专利文献1公开了在其两端处形成有第一端电极和第二端电极的电容器以及其上安装有该电容器的模块基板，且该模块基板包括第一端电极所连接到的第一连接盘和第二端电极所连接到的第二连接盘。
[现有技术文献]
(专利文献1)第5012658号日本专利公开
发明内容
本公开的一方面可以提供一种使其中的声学噪声降低的多层陶瓷电子组件。
根据本公开的一方面，一种多层陶瓷电子组件可以包括：多层陶瓷电容器，包括第一外电极和第二外电极，第一外电极和第二外电极由导电膏形成并位于陶瓷主体的两端上；以及插入式基板，附着到多层陶瓷电容器的安装表面，并且包括分别位于绝缘基板的两端处并连接到第一外电极和第二外电极的第一连接端子和第二连接端子，第一连接端子和第二连接端子具有包括第一导电树脂层和第二导电树脂层以及形成在第一导电树脂层和第二导电树脂层上的第一镀层和第二镀层的双层结构。
根据本公开的一方面，一种其上安装有多层陶瓷电子组件的板可以包括：电路板，电路板上具有第一电极焊盘和第二电极焊盘；以及多层陶瓷电子组件，安装在电路板上，多层陶瓷电子组件包括：多层陶瓷电容器，包括第一外电极和第二外电极，第一外电极和第二外电极由导电膏形成并位于陶瓷主体的两端上；以及插入式基板，附着到多层陶瓷电容器的安装表面，并且包括分别位于绝缘基板的两端处并连接到第一外电极和第二外电极的第一连接端子和第二连接端子，第一连接端子和第二连接端子具有包括第一导电树脂层和第二导电树脂层以及形成在第一导电树脂层和第二导电树脂层上的第一镀层和第二镀层的双层结构，第一连接端子和第二连接端子分别安装在第一电极焊盘和第二电极焊盘上。
多层陶瓷电容器的第一外电极与插入式基板的第一连接端子之间可以设置有第一导电粘合层，多层陶瓷电容器的第二外电极与插入式基板的第二连接端子之间可以设置有第二导电粘合层。
插入式基板可以被形成为面积比多层陶瓷电容器的安装表面的面积小。
多层陶瓷电容器的第一外电极和第二外电极可以从陶瓷主体的两个端表面延伸到陶瓷主体的两个主表面和两个侧表面的一部分。
插入式基板的第一连接端子和第二连接端子可以覆盖绝缘基板的整个端部。
附图说明
通过下面结合附图进行的详细描述，本公开的上述和其它方面、特征和其它优点将被更清楚地理解，在附图中：
图1是根据本公开示例性实施例的多层陶瓷电子组件的透视图；
图2是示出了图1中示出的多层陶瓷电子组件被分成多层陶瓷电容器和插入式基板(interposer substrate)的状态的分解透视图；
图3是图1中示出的多层陶瓷电子组件的多层陶瓷电容器的局部切开透视图；
图4A到图4C是示出了制造图1中示出的多层陶瓷电子组件的插入式基板的工艺的透视图；
图5是根据本公开另一示例性实施例的多层陶瓷电子组件的透视图；
图6是沿多层陶瓷电子组件的长度方向截取的图1中示出的多层陶瓷电子组件在安装在电路板上时的截面图。
具体实施方式
现在将参照附图详细地描述本公开的示例性实施例。
然而，本公开可以以许多不同的形式举例说明，并且不应被解释为局限于这里阐述的特定实施例。相反，提供这些实施例使得本公开将是彻底的和完整的，并将把本公开的范围充分地传达给本领域技术人员。
在附图中，为了清楚起见，可以夸大元件的形状和尺寸，相同的标号将始终用于指示相同或相似的元件。
为了清楚地描述本公开的示例性实施例，在图3中示出的L、W和T分别表示六面体的长度方向、宽度方向和厚度方向。这里，可以使用厚度方向，以具有与介电层堆叠所沿的方向相同的概念。
另外，根据示例性实施例，为了便于说明，陶瓷主体的在厚度方向上彼此相对的两个表面被称作上表面和下表面(即，主表面)，其在长度方向上彼此相对的两个表面被称作端表面，其在宽度方向彼此相对并且与上下表面及端表面垂直的两个表面被称作侧表面。这里，下表面还被称作安装表面。
多层陶瓷电子组件
图1是根据本公开示例性实施例的多层陶瓷电子组件的透视图。图2是示出了图1中示出的多层陶瓷电子组件被分成多层陶瓷电容器和插入式基板的状态的分解透视图。
参照图1和图2，根据本公开示例性实施例的多层陶瓷电子组件可以包括多层陶瓷电容器100和插入式基板200。
这里，插入式基板指的是能够实现扇出部(fan-out)或焊盘间距扩大的片形或板形构件。即，插入式基板指的是用于改变当电子组件安装在电路板上时使用的电极端子的间距的基板。由于插入式基板，电子组件和电路板彼此电连接。
多层陶瓷电容器100可以包括陶瓷主体110和由导电膏形成并且位于陶瓷主体110的端部上的第一外电极131和第二外电极132。
此外，插入式基板200可以附着到多层陶瓷电容器100的下表面，即，多层陶瓷电容器100的安装表面，并且插入式基板200可以包括绝缘基板210以及设置在绝缘基板210的端部上并且使第一外电极131和第二外电极132安装于上的第一连接端子和第二连接端子。
第一导电粘合层和第二导电粘合层213可以以第一导电粘合层和第二导电粘合层213分别与第一外电极131和第二外电极132的安装表面接触以被附着到第一外电极131和第二外电极132的方式设置在插入式基板200的第一连接端子和第二连接端子上。因此，多层陶瓷电容器100可以通过第一导电粘合层和第二导电粘合层213在电连接到插入式基板200的同时机械地连接到插入式基板200。
插入式基板200可以用于利用绝缘基板210的弹力通过减轻由于多层陶瓷电容器100的压电性质而导致的应力或振动来降低发生在电路板中的声学噪声。
图3是图1中示出的多层陶瓷电子组件的多层陶瓷电容器的局部切开透视图。
参照图3，根据示例性实施例的多层陶瓷电容器100可以包括陶瓷主体110、其中具有第一内电极121和第二内电极122的有效层115、上覆盖层112和下覆盖层113以及分别形成在陶瓷主体110的端部上的第一外电极131和第二外电极132。
陶瓷主体110可以通过堆叠多个介电层111然后将其烧结来形成。陶瓷主体110的形状和尺寸以及堆叠的介电层111的数量不限于在示例性实施例中所示出的形状、尺寸和数量。
形成陶瓷主体110的多个介电层111可以呈烧结状态，使得彼此相邻的介电层111之间的边界在不使用扫描电子显微镜(SEM)的情况下是不容易分辨的。
陶瓷主体110可以包括对电容器的电容形成做出贡献的有效层115，以及作为上边缘部分和下边缘部分的分别形成在有效层115的上部和下部的上覆盖层112和下覆盖层113。
有效层115可以通过交替地堆叠第一内电极121和第二内电极122并将相应的介电层111置于它们之间来形成。
介电层111的厚度可以根据多层陶瓷电容器100的电容设计而改变，并且单个介电层在烧结后的厚度可以是0.01μm至1.00μm，但不限于此。
此外，介电层111可以包括具有高介电常数的陶瓷粉末，例如，钛酸钡(BaTiO3)基粉末或钛酸锶(SrTiO3)基粉末，但不限于此。
除了不包括内电极之外，上覆盖层112和下覆盖层113可以由与介电层111的材料相同的材料形成，并可具有与介电层111的构造相同的构造。
上覆盖层112和下覆盖层113可以分别通过在有效层115的上表面和下表面上堆叠两个或更多个介电层或者使用单个介电层来形成。基本上，上覆盖层112和下覆盖层113可以用于防止由于物理或化学应力而导致的第一内电极121和第二内电极122的损坏。
具有相反极性的第一内电极121和第二内电极122可以通过在相应的介电层111上以预定厚度印刷包括导电金属的导电膏来形成。第一内电极121和第二内电极122可以在堆叠方向上交替地暴露到陶瓷主体的两个端表面，并且第一内电极121和第二内电极122可以由于插入的介电层111而彼此电绝缘。
第一内电极121和第二内电极122可以通过其交替地暴露到陶瓷主体110的端表面的一部分分别电连接到第一外电极131和第二外电极132。
因此，当电压施加到第一外电极131和第二外电极132时，电荷在彼此面对的第一内电极121和第二内电极122之间聚集，多层陶瓷电容器100的电容与在有效层115中的第一内电极121和第二内电极122之间的叠置区域的面积成比例。
第一内电极121和第二内电极122的厚度可以基于电容器的预期用途来确定，并且考虑到陶瓷主体110的尺寸，第一内电极121和第二内电极122的厚度可以是0.2μm至1.0μm，但不限于此。
形成第一内电极121和第二内电极122的导电膏中包含的导电金属可以是镍(Ni)、铜(Cu)、钯(Pd)或它们的合金，但不限于此。
印刷导电膏的方法可以包括但不限于丝网印刷或凹版印刷法。
第一外电极131和第二外电极132可以由包含导电金属的导电膏形成，导电金属可以是镍(Ni)、铜(Cu)、钯(Pd)、金(Au)或它们的合金，但不限于此。
这里，第一外电极131和第二外电极132不形成镀层，第一外电极131和第二外电极132通过将包含玻璃的导电膏施加到陶瓷主体110上然后对其进行烧结来形成。
第一外电极131和第二外电极132可以被形成为从陶瓷主体110的两个端表面延伸到陶瓷主体110的两个主表面和两个侧表面的一部分，由此覆盖陶瓷主体110的两个端部。第一外电极131和第二外电极132可以吸收外部机械应力等，从而它们可以用来防止对陶瓷主体110的损坏(诸如裂纹)以及对第一内电极121和第二内电极122的损坏(诸如裂纹)。
插入式基板
图4A到图4C是示出了制造图1中示出的多层陶瓷电子组件的插入式基板的工艺的透视图。
在制造多层陶瓷电子组件中包括的插入式基板200的过程中，首先可以将绝缘基板210切割成预定的尺寸。
然后，可以将导电树脂膏施加到绝缘基板210的两端，以形成第一导电树脂层221和第二导电树脂层222。导电树脂膏可以由导电金属和热固树脂组成。
然后，对第一导电树脂层221和第二导电树脂层222执行镀镍和镀锡，以形成第一镀层211和第二镀层212。
可以将插入式基板200附着到多层陶瓷电容器100的下表面，即，多层陶瓷电容器100的安装表面，并且插入式基板200可以包括绝缘基板210以及设置在绝缘基板210的端部上并且使第一外电极131和第二外电极132安装于上的第一连接端子和第二连接端子。
参照图4A到图4C，在绝缘基板210上，第一连接端子可以具有双层结构，该双层结构包括第一导电树脂层221以及形成为覆盖第一导电树脂层221的第一镀层211，第二连接端子可以具有双层结构，该双层结构包括第二导电树脂层222以及形成为覆盖第二导电树脂层222的第二镀层212。
这里，第一导电树脂层221和第二导电树脂层222以及第一镀层211和第二镀层212可以被形成为覆盖绝缘基板210的两端，因此，第一连接端子和第二连接端子完全覆盖绝缘基板210的两端。
另外，第一镀层211和第二镀层212可以包括首先形成的镍(Ni)镀层和形成在镍(Ni)镀层上的锡(Sn)镀层。
当将由此构造的插入式基板200安装在电路板上时，附着到插入式基板200的多层陶瓷电容器100可以具有表面未经镀覆的第一外电极131和第二外电极132。因此，即使在将电容器安装在电路板上时使用了过量的焊料的情况下，也可以防止焊料沿着多层陶瓷电容器100的第一外电极131和第二外电极132移动。因此，防止了压电应力从多层陶瓷电容器100经由多层陶瓷电容器100的第一外电极131和第二外电极132直接传递到电路板，从而可以进一步降低声学噪声。
修改的示例
图5是根据本公开另一示例性实施例的多层陶瓷电子组件的透视图。
参照图5，插入式基板的面积可以比多层陶瓷电容器100的安装表面的面积小。第一连接端子和第二连接端子具有如上所述的包括首先形成的第一导电树脂层和第二导电树脂层以及形成在第一导电树脂层和第二导电树脂层上的第一镀层和第二镀层的双层结构，因此将不再重复其详细描述。
即，构成插入式基板的绝缘基板210’的面积比多层陶瓷电容器100的安装表面的面积小，形成在绝缘基板210’的两端上的第一连接端子和第二连接端子也可以比前一示例性实施例中的第一连接端子和第二连接端子小。参考标号211’和212’表示比前一示例性实施例中的第一镀层和第二镀层小的第一镀层和第二镀层。
这样，插入式基板的面积比多层陶瓷电容器100的安装表面的面积小，从而可以减小应力(该应力从多层陶瓷电容器100传递到绝缘基板210’并且到电路板)所施加到的面积，由此进一步降低声学噪声的大小。
其上安装有多层陶瓷电子组件的板
图6是沿多层陶瓷电子组件的长度方向截取的图1中示出的多层陶瓷电子组件在安装在电路板上时的截面图。
参照图6，根据示例性实施例的其上安装有多层陶瓷电子组件的板可以包括多层陶瓷电子组件水平地安装于上的电路板310以及形成在电路板310的上表面上并且彼此分隔开的第一电极焊盘311和第二电极焊盘312。
这里，多层陶瓷电子组件可以电连接到电路板310，同时插入式基板200设置在多层陶瓷电容器100下方，并且第一连接端子和第二连接端子分别设置在第一电极焊盘311和第二电极焊盘312上并与第一电极焊盘311和第二电极焊盘312接触。
如果在多层陶瓷电子组件安装在电路板310上的同时将电压施加到多层陶瓷电子组件，则会产生声学噪声。
将多层陶瓷电容器100的第一外电极131和第二外电极132、插入式基板200的第一连接端子和第二连接端子以及第一电极焊盘311和第二电极焊盘312彼此连接的焊料的量可以基于第一电极焊盘311和第二电极焊盘312的尺寸来确定。根据焊料的量，可以调节声学噪声的大小。
下面的表1示出了通过将对比例的电路板中的声学噪声的程度与发明示例的电路板中的声学噪声的程度进行对比而获得的结果，在对比例中根据现有技术，各多层陶瓷电容器利用焊料附着到电路板，而在发明示例中，采用了根据本公开示例性实施例的插入式基板。
[表1]
利用3KHz的频率在DC 4V、AC 1V下测得表1中示出的声学噪声。
从表1中可以看出的是，在试样1到3的情况下，即各多层陶瓷电容器根据现有技术利用焊料附着到电路板的对比例的情况下，声学噪声分别为21dB、24dB和17dB，并且在它们之间展现出大的偏差。
然而，在发明示例4到6中，声学噪声分别为15dB、15dB和16dB，在20dB之下。因此，可以看出的是，发明示例中的声学噪声比对比例中的声学噪声小，并且它们之间的偏差小。
如上所述的，根据本公开的示例性实施例，由于多层陶瓷电容器的压电性质导致的应力或振动可以通过插入式基板的弹力来减轻，从而可以降低在电路板中发生的声学噪声的大小。
此外，在多层陶瓷电容器中，可以不对第一外电极和第二外电极的表面进行镀覆。因此，即使在将电容器安装在电路板上时使用了过量的焊料的情况下，也可以防止焊料沿着多层陶瓷电容器的外电极移动。因此，可以防止压电应力从多层陶瓷电容器经由多层陶瓷电容器的外电极直接传递到电路板，从而可以进一步降低噪声。
虽然已经在上面示出并描述了示例性实施例，但是对于本领域技术人员来讲将明显的是，在不脱离如权利要求所限定的本公开的精神和范围的情况下，可以进行修改和变型。
Claims (8)
1.一种多层陶瓷电子组件，所述多层陶瓷电子组件包括：
多层陶瓷电容器，包括第一外电极和第二外电极，第一外电极和第二外电极由导电膏形成并位于陶瓷主体的两端上；以及
插入式基板，附着到多层陶瓷电容器的安装表面，并且包括分别位于绝缘基板的两端处并连接到第一外电极和第二外电极的第一连接端子和第二连接端子，第一连接端子和第二连接端子具有包括第一导电树脂层和第二导电树脂层以及形成在第一导电树脂层和第二导电树脂层上的第一镀层和第二镀层的双层结构，其中，插入式基板的第一连接端子和第二连接端子覆盖绝缘基板的整个端部。
2.如权利要求1所述的多层陶瓷电子组件，其中，多层陶瓷电容器的第一外电极与插入式基板的第一连接端子之间设置有第一导电粘合层，多层陶瓷电容器的第二外电极与插入式基板的第二连接端子之间设置有第二导电粘合层。
3.如权利要求1所述的多层陶瓷电子组件，其中，插入式基板被形成为面积比多层陶瓷电容器的安装表面的面积小。
4.如权利要求1所述的多层陶瓷电子组件，其中，多层陶瓷电容器的第一外电极和第二外电极从陶瓷主体的两个端表面延伸到陶瓷主体的两个主表面和两个侧表面的一部分。
5.一种其上安装有多层陶瓷电子组件的板，所述板包括：
电路板，电路板上具有第一电极焊盘和第二电极焊盘；以及
多层陶瓷电子组件，安装在电路板上，多层陶瓷电子组件包括：
多层陶瓷电容器，包括第一外电极和第二外电极，第一外电极和第二外电极由导电膏形成并位于陶瓷主体的两端上；以及
插入式基板，附着到多层陶瓷电容器的安装表面，并且包括分别位于绝缘基板的两端处并连接到第一外电极和第二外电极的第一连接端子和第二连接端子，第一连接端子和第二连接端子具有包括第一导电树脂层和第二导电树脂层以及形成在第一导电树脂层和第二导电树脂层上的第一镀层和第二镀层的双层结构，第一连接端子和第二连接端子分别安装在第一电极焊盘和第二电极焊盘上，其中，插入式基板的第一连接端子和第二连接端子覆盖绝缘基板的整个端部。
6.如权利要求5所述的板，其中，在多层陶瓷电子组件中，多层陶瓷电容器的第一外电极与插入式基板的第一连接端子之间设置有第一导电粘合层，多层陶瓷电容器的第二外电极与插入式基板的第二连接端子之间设置有第二导电粘合层。
7.如权利要求5所述的板，其中，在多层陶瓷电子组件中，插入式基板被形成为面积比多层陶瓷电容器的安装表面的面积小。
8.如权利要求5所述的板，其中，在多层陶瓷电子组件中，多层陶瓷电容器的第一外电极和第二外电极从陶瓷主体的两个端表面延伸到陶瓷主体的两个主表面和两个侧表面的一部分。
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