CN105390284A - 电容器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电容器。该电容器包括基板；形成在基板上的电介质层；以及包括形成在电介质层上的第一电极层和第二电极层的电极层，其中第一电极层和第二电极层彼此分离，并且第一电极层的至少一部分和第二电极层的至少一部分布置在相同表面上。利用该配置，施加电变得容易，并且由于第一和第二电极层分别起到充有不同极性的电荷的电极的作用，因而其制造变得容易，并且其结构简单。

Description

电容器

技术领域

本发明涉及电容器，更具体地，涉及包含包括形成在电介质层上的第一电极层和第二电极层的电极层的电容器，其中第一电极层和第二电极层彼此分离，并且第一电极层的至少一部分和第二电极层的至少一部分布置在相同表面上。

背景技术

电容器被用作用于存电或放电的电池，或因为其直流阻挡特性而被利用，并且电容器具有电介质材料插入两个紧密安置、彼此绝缘的电极之间的结构。

当直流施加到电容器时，电流开始流动而电荷被积累在每个电极中，但是当电荷的积累完成时电流停止流动。然而，如果改变电极后再次施加直流，则电流会立即开始流动。利用这样的特性，电容器被用于阻挡直流但使交流通过，并且其还用于存储电力。

根据其中使用的电介质材料(例如，空气、真空、气体、液体、云母、陶瓷、纸、塑料膜、电解质等)的类型，对这样的电容器进行分类。

对于电解质电容器，有铝电解质电容器和钽电解质电容器，并且电解质电容器一般指铝电解质电容器。电解质电容器使用薄氧化物膜作为电介质材料而铝作为电极材料。由于可以制成非常薄的电介质材料，所以相比于电容器的体积来说可以获得相对大的电容。

同时，近来对于由交替堆叠的陶瓷层和金属(镍)层制成多层陶瓷电容器(MLCC)的研究正在活跃地进行。多层陶瓷电容器由在0.3mm的高度内交替堆叠200到1000个陶瓷层和金属层制成，0.3mm是头发的一般厚度。

多层陶瓷电容器利用镍由于其是金属而导电但是陶瓷不能导电的原理通过堆叠多个陶瓷层和镍层而能够存储电力。

多层陶瓷电容器是诸如移动电话、智能手机、LCDTV、计算机等的电子产品必不可缺的部件，这些电子产品中的每一个在其中都需要成百个MLCC。电子设备的微型化趋势要求MLCC尺寸更小但具有更大电容，这需要高水平的技术。

然而，现有技术的电容器具有复杂的结构，因此，存在制造其并不容易的问题。

(专利文件)

韩国专利申请公开No.2014-0106879。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种容易施加电力并易于制造并具有简单结构的电容器。

为了实现上述目的，根据本发明一个方面的电容器包括：基板；形成在基板上的电介质层；以及包括形成在电介质层上的第一电极层和第二电极层的电极层，其中第一电极层和第二电极层彼此分离，并且第一电极层的至少一部分和第二电极层的至少一部分布置在相同表面上。

分离第一电极层和第二电极层的部分可以布置在基板的上部分或下部分。

第一电极层和第二电极层可以形成为在相同表面上具有彼此不同的面积。

基板可以由能够被阳极氧化的金属材料组成，并且电介质层可以由经过阳极氧化的层组成。

基板可以由具有电介质属性的材料组成。

电介质层可以包括分别形成在基板的上表面和基板的下表面的上电介质层和下电介质层，电极层可以包括形成在上电介质层的上表面上的上电极层和形成在下电介质层的下表面上的下电极层，并且上电极层和下电极层可以彼此电连接。

可以在基板形成垂直贯穿的通孔，并且邻近上电介质层和下电介质层的内电介质层可以形成在通孔中，并且电连接上电极层和下电极层的连接电极层可以位于内电介质层内部。

电容器还可以包括形成在基板的侧表面上的侧电极层，以便连接上电极层和下电极层。

电容器还包括形成在基板的侧表面上的侧电介质层，以便连接上电介质层和下电介质层，其中侧电极层形成在侧电介质层上，并且上电介质层和下电介质层连接到侧电极层。

根据本发明另一方面的电容器包括顺序堆叠的多个单元电容器，其中多个单元电容器中的每一个包括：基板；形成在基板上的电介质层；以及包括形成在电介质层上的第一电极层和第二电极层的电极层，其中第一电极层和第二电极层彼此分离，并且第一电极层的至少一部分和第二电极层的至少一部分布置在相同表面上。

电极层的上部分和下部分可以通过施以热和压力而连接。

电极层的上部分和下部分可以通过导电性粘合材料而连接。根据本发明另一方面的电容器可包括形成在基板上的多个单元电容器，其中多个单元电容器中的每一个包括：电介质层；以及包括形成在电介质层上的第一电极层和第二电极层的电极层，其中第一电极层和第二电极层彼此分离，并且第一电极层的至少一部分和第二电极层的至少一部分布置在相同表面上。

多个单元电容器可以是具有不同电容的两个单元电容器。

根据本发明的如上所述的电容器，其具有以下有利的效果。

本发明的电容器包含包括形成在电介质层上的第一电极层和第二电极层的电极层，其中第一电极层和第二电极层彼此分离，并且第一电极层的至少一部分和第二电极层的至少一部分布置在相同表面上，以便施加电(即，电流或电压)变得容易，并且由于第一和第二电极层分别起到充有不同极性的电荷的电极的作用，因而对其的制造变得容易，并且其结构简单。

分离第一电极层和第二电极层的部分布置在基板的上部分或下部分中，并且第一电极层和第二电极层形成为使得在相同表面上彼此具有不同的面积，以便能够最大化电容。

基板由能够被阳极氧化的金属材料组成，并且电介质层由经过阳极氧化的层组成，并且由于通过阳极氧化基板而形成的经过阳极氧化的层能够被用作上电介质层和下电介质层，而不单独形成上电介质层和下电介质层，由于简化的制造过程，所以制造成本可以有效缩减。

另外，电介质层包括形成在基板的上表明和下表面两者上的上电介质层和下电介质层，并且电极层包括形成在上电介质层的上表面的上电极层和形成在下电介质层的下表面的下电极层，并且上电极层和下电极层电连接，使得电容最大化，并且同时，电可以施加到电极层中的任何一个而不单独将电施加到布置在(电介质层的)上侧和下侧的电极层的每一个，因此这是便利的。

在基板形成垂直贯穿的通孔，并且与上电介质层和下电介质层一起连续地形成(直接与上电介质层和下电介质层相邻)的内电介质层形成在通孔中，并且连接电极层位于内电介质层内部以便电连接上电极层和下电极层。因此，上电极层和下电极层可以有效连接。

可以进一步地提供形成在基板的侧表面上的侧电极层，其用于连接上电极层和下电极层，并且侧电介质层可以形成在基板的侧表面上以便连接上电介质层和下电介质层，其中侧电极层形成在侧电介质层上，并且上电极层和下电极层连接到侧电极层。这样，上电极层和下电极层可以有效地彼此连接。

本发明的电容器的电容可以容易地通过顺序堆叠单元电容器而增加。

布置在其上侧和下侧的电极层可以通过施以热和压力而连接，或者其可以通过导电性粘合材料而连接，因此堆叠的电极之间的连接可以容易地实现。

本发明的电容器的电容包括：形成在基板上的多个单元电容器，多个单元电容器包括：电介质层；和包括形成在电介质层上的第一电极层和第二电极层的电极层，其中第一电极层和第二电极层彼此分离，并且第一电极层的至少一部分和第二电极层的至少一部分布置在相同表面上，并且通过包括具有不同电容的两个单元电容器可以视需要调整电容器的电容。

附图说明

图1是根据本发明第一示例实施方式的电容器的立体图。

图2是根据本发明第一示例实施方式的沿A-A线的单元电容器的横截面图。

图3是示出根据本发明第一示例实施方式的单元电容器的堆叠状态的横截面图。

图4是根据本发明第一示例实施方式的单元电容器的平面图。

图5是根据本发明第一示例实施方式的单元电容器的平面图。

图6是根据本发明第二示例实施方式的单元电容器的横截面图。

图7是根据本发明第三示例实施方式的电容器的平面图。

图8是根据本发明第四示例实施方式的单元电容器的横截面图。

图9是示出根据本发明第四示例实施方式的单元电容器的堆叠状态的横截面图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述本发明的优选示例实施方式。

作为参考，在下文描述的本发明的元件中，与现有技术的元件相同的元件将称为现有技术并且将省略对其的详细描述。

本发明中的坐标以下列方式限定：X轴对应于向右方向，Y轴对应于向前方向而Z轴对应于向上方向。

另外，例如，表述“在电介质层上”意味着相对于基板的外侧。

[示例实施方式1]

如在图1到5中示意的，本示例实施方式的电容器1包括顺序堆叠的多个单元电容器100，多个单元电容器100中的每一个包括：基板110；形成在基板110上的电介质层120；以及包括形成在电介质层120上的第一电极层140a和第二电极层140b的电极层，其中第一电极层140a和第二电极层140b彼此分离，分离第一电极层140a和第二电极层140b的部分布置在基板110的上侧和下侧上，并且第一电极层140a的至少一部分和第二电极层140b的至少一部分布置在相同表面上。

基板110以矩形板的形状形成并且位于单元电容器100的中央。

尽管基板110没有材料限制，然而基板110由能够被阳极氧化的金属材料(比如，铝)组成，并且本文之后描述的电介质层120由经过阳极氧化的层组成，并且由于通过阳极氧化基板110而形成的经过阳极氧化的层能够被用作电介质层120，由于简化的制造过程，所以制造成本可以有效缩减。

于此不同，基板110可以由具有电介质属性的材料(比如，陶瓷)组成。

垂直贯穿的两个圆孔112形成在基板110的两侧上。

孔112的位置可以在基板110内调整。

孔112以圆柱形形状形成，其上表明和下表面开放。

包括电介质材料的电介质层120形成在基板110上，并包括分别形成在基板110的上表面和下表面上的上电介质层121和下电介质层122。

另外，与上电介质层121和下电介质层122连续地形成(即，直接相邻上电介质层121和下电介质层122)的内电介质层126形成在孔112内部。

内电介质层126形成在孔112的内表面。即，内电介质层126具有中空圆柱体形状。

内电介质层126使上电介质层121和下电介质层122互相连接。

如同通过阳极氧化基板110而形成上电介质层121和下电介质层122，内电介质层126也是阳极氧化的层。

换句话说，在孔112形成在基板110后，上电介质层121、下电介质层122和内电介质层126被阳极氧化。

电极层包括形成在电介质层120的一部分(左侧)的第一电极层140a和形成在电介质层120的另一部分(右侧)的第二电极层140b。电极层以板的形状形成。电极层可以通过电镀形成，并可以利用Cu、Ni、Ag、Au、Sn等形成。

第一电极层140a和第二电极层140b彼此分离，并且在第一电极层140a和第二电极层140b之间形成分离空间149。因此，第一电极层140a和第二电极层140b不电连接。即，电极层被分成两个，并且第一电极层140a的至少一部分和第二电极层140b的至少一部分布置在相同表面上。

分离空间149沿着向前和向后方向以直线形成。空气布置在分离空间149中。

分离空间149布置在基板110中并分别在上电介质层121和下电介质层122的上侧和下侧上。

第一电极层140a和第二电极层140b对应于除了分离空间149的电介质层120而形成。

第一电极层140a和第二电极层140b可以形成为具有不同面积或具有相同面积。

优选地，第一电极层140a和第二电极层140b具有在相同表面上的不同面积，使得在第一电极层140a和第二电极层140b之间垂直地重叠的面积增大，这样，可以最大化电容。

布置在上侧和下侧中的每个分离空间149都以它们不沿垂直方向对齐的方式布置。

例如，如图4中示意的，布置在上侧的分离空间1149接挨近右侧布置，而布置在下侧的分离空间111149可以挨接近左侧布置。结果，在单元电容器100的上表面上第一电极层1140a的面积大于第二电极层1140b，而在在单元电容器100的下表面上第一电极层1140a的面积小于第二电极层1140b。同时，布置在下上侧的分离空间1149接挨近右侧布置，而布置在上侧的分离空间1149可以接挨近左侧布置。当多个单元电容器100沿垂直方向堆叠时，上述两种类型烈性的单元电容器100交替布置。

于此不同，如图5中所示意的，分离空间2149可以以倒L形形成。在这样的情况下，第二电介质层2140b布置在单元电容器100的角部区域，而第一电极层2140a布置在其余区域。同时，第二电极层2140b的面积形成为在单元电容器100的上表面上具有比第一电极层2140a小的面积，但是在单元电容器100的下表面上，它们以相反的方式形成。

第一电极层140a和第二电极层140b分别包括形成在上电介质层121的上表面的上电极层141和形成在下电介质层122的下表面上的下电极层144。

上电极层141和下电极层144彼此电连接。

第一电极层140a和第二电极层140b中的每一个还分别包括连接电极146。

连接电极146布置在内电介质层126上(即，在内电介质层126内部)，并且将上电极层141和下电极层144互连。

连接电极层146以圆柱体的形状形成。连接电极层146的外表面与内电介质层126的内侧表面接触。

如上所述，由于上电极层141和下电极层144通过连接电极层146互连，电可以施加到任一个电极层而不单独将电施加到电极层的每一个，因此其是便利的。

如在图3中示意的，电容器1通过垂直并顺序地堆叠多个单元电容器100而形成。以这种方式，通过增加单元电容器100的数量就可以容易地增加电容。

布置在(电介质层的)上侧和下侧的电极层可以通过施以热和压力彼此电连接，或通过导电性粘合材料而电连接。

更具体地，上述两个单元电容器100的电极层可以通过焊料层300而结合。

在下文中，示例实施方式的操作具有前述配置。

当电压施加在单元电容器100中任一个的任一第一电极层140a(其具有正极性)和任一第二电极层140b(其具有阳极性)之间时，那么，电压就分别施加到所有单元电容器100的所有第一电极层140a和所有第二电极层140b。

这样，本示例实施方式的电容器1容易施以电，并易于制造，并具有简单结构。

[示例实施方式2]

将省略对与上面的实例实施方式1的元件相同的元件的描述。

示例实施方式2的单元电容器100’在基板110中没有孔。

如在图6中示意的，根据示例实施方式2的单元电容器100’包括：形成在基板100’的侧表面上用于沿侧表面连接上电介质层121’和下电介质层122’的侧电介质层126’，其中侧电极层146’形成在侧电介质层126’上，并且上电极层141’和下电极层144’连接到侧电极层146’。

侧电介质层126’也是通过阳极氧化包括铝的基板110’而形成的经过阳极氧化的层。

侧电介质层126’以矩形形状形成，并且全部分别分布形成在基板110’的右侧表面和左侧表面之上。

并且，侧电极层146’形成在侧电介质层126’上(即，在侧电介质层126’的右侧表面或左侧表面上)。即，第一电极层140a”和第二电极层140b”中的每一个包括侧电极层146’。

侧电极层146’分别连接上电极层141’的右侧或左侧和下电极层144’。侧电极层146’如同示例实施方式1的内电极层一样电连接上电极层141’和下电极层144’。

[示例实施方式3]

将省略对与上面的实例实施方式的元件相同的元件的描述。

如在图7中示意的，根据示例实施方式3的电容器包括单元电容器100”’，其中每个单元电容器100”’包括：电介质层；以及包括第一电极层140a’、140c、140e和140g以及第二电极层140b’、140d、140f、和140h的多个电极层，其中第一电极层140a’、140c、140e和140g以及第二电极层140b’、140d、140f、和140h彼此分离，并且第一电极层140a’、140c、140e和140g的至少一部分以及第二电极层140b’、140d、140f、和140h的至少一部分布置在相同表面上，并且多个单元电容器100”’形成在大的单个基板110”’上以彼此分离。

多个单元电容器100”’可形成为具有各种电容。在该情况下，通过仅将电施加到必需的电容器100”’就可调整电容。

多个单元电容器100”’的电介质层分别对应于第一电极层140a’、140c、140e和140g以及第二电极层140b’、140d、140f、和140h而形成，以使得它们可以彼此分离。不同与此，多个单元电容器100”’的电介质层可以通过将它们组合在一起而形成联合体。

如同上述示例实施方式1，第一电极层140a’、140c、140e和140g以及第二电极层140b’、140d、140f、和140h分别布置在基板110”’的上侧和下侧上，并且布置在上侧和下侧中的第一电极层140a’、140c、140e和140g以及第二电极层140b’、140d、140f、和140h经由通孔而电连接。

另外，通过垂直堆叠多个基板110”’可以制成大电容电容器。

通过焊接可以将一个或堆叠的基板110”’电结合到用某种电路图案形成的PCB，使得每个单元电容器100”’可以被串联、并联或串联和并联。

[示例实施方式4]

将省略对与上面的实例实施方式的元件相同的元件的描述。

如在图8和9中示意的，根据示例实施方式4的电容器包括单元电容器100”，其中单元电容器100”中的每一个包括：形成有垂直贯穿的通孔112”的基板110”；形成在排除基板110”的上表面和下表面的一部分的整个区域上的电介质层120”；形成在电介质层120”上的电极层140；以及用于电连接堆叠的单元电容器100”的基板110”的多个连接元件210。

没有电介质层120”也没有电极层140形成在其中的电极层140的暴露区域114设置在基板110”的上表明和下表面的一部分处。同时，在暴露区域114上没有上电极层141”也没有下电极层144”。然而，当堆叠单元电容器100”时，仅在最上方的单元电容器100”的下表面的一部分处形成暴露区域，并且可以仅在最下方的单元电容器100”的上表面的一部分处形成暴露区域114。

当仅适用一个单元电容器而不对其堆叠时，可以仅在其上表面或下表面的一部分处形成暴露区域114。

具有矩形形状的暴露区域114位于临近基板110”边缘的左侧或左前侧中。

由于暴露区域114暴露在基板110”外部，因此有利于对其施加电。

另外，由于暴露区域形成在基板110”上，当已经堆叠多个单元电容器100”时，利用类似金属脚线(之后会对其描述)的连接元件210就可以容易地实现电互连多个基板110”。

关于电介质层120”，如在示例实施方式1中描述的，内电介质层126”插入在通孔112”内部。内电介质层126”连接上电介质层121”和下电介质层122”。

上电介质层121”和下电介质层122”形成在排除暴露区域114的基板110的上表明和下表面的整个区域。换句话说，上电介质层121”和下电介质层122”具有矩形板的形状，其中矩形板左侧的一部分被切掉。

电极层140包括：布置在上电介质层121”上侧上的上电极层141”’；布置在下电介质层122”下侧上的下电极层144”’；以及布置在电介质层126内部并电互连上电极层141”’和下电极层144”’的连接电极层126”’。

如在图9中示意的，堆叠的单元电容器100”的多个基板110”经由连接元件210而电互连。连接元件210与电极部分120”间隔开布置，并且分离空间149”形成在连接元件210和电极部分120”之间。连接元件210和电极部分120”布置在相同表面上。

连接元件210由金属脚线或金属条组成，并形成在多个暴露区域114上。

连接元件210垂直贯穿基板110”的暴露区域114并插入其中，或分别结合到暴露区域114的上部分和下部分。当堆叠单元电容器100”时，邻近上侧和下侧的连接元件210接触并电连接。

由于通过连接元件210容易地电连接多个基板110”，所以当电施加到基板110”中的任一个时，电就施加到所有基板110”。

多个单元电容器100”以其电极层140彼此接触的方式堆叠。因此，堆叠的单元电容器100”的所有上电极层141”’和下电极层144”’被电连接。

这样，如果负电电荷施加到上电极层141”’或下电极层144”’中的任一个，而正电电荷施加到基板110”中的任一个，则所有上电极层141”’和下电极层144”’被充有负电电荷，而所有基板110”被充有正电电荷。

如上所述，尽管参考的本发明的优选示例实施方式进行了描述，然而对本领域普通技术人员显而易见的是在不脱离本文下述权利要求中书面记载的本发明的技术精神和范围的情况下可以对本发明做出各种改变和变型。

参考标记

1：电容器100：单元电容器

110：基板112：通孔

114：暴露区域121：上电介质层

122：下电介质层

126：内电介质层

126’：侧电介质层

141：上电极层

144：下电极层

146：连接电极层

146’：侧电极层

210：连接元件

Claims (14)

1.一种电容器，其包括：

基板；

形成在基板上的电介质层；以及

包括形成在电介质层上的第一电极层和第二电极层的电极层，其中第一电极层和第二电极层彼此分离，并且第一电极层的至少一部分和第二电极层的至少一部分布置在相同表面上。

2.根据权利要求1所述的电容器，其中分离第一电极层和第二电极层的部分布置在基板的上部分或下部分。

3.根据权利要求1所述的电容器，其中第一电极层和第二电极层形成为在相同表面上具有彼此不同的面积。

4.根据权利要求1所述的电容器，其中基板由能够被阳极氧化的金属材料组成，并且电介质层由经过阳极氧化的层组成。

5.根据权利要求1所述的电容器，其中基板由具有电介质属性的材料组成。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的电容器，其中电介质层包括分别形成在基板的上表面和基板的下表面上的上电介质层和下电介质层，

电极层包括形成在上电介质层的上表面上的上电极层和形成在下电介质层的下表面上的下电极层，并且

上电极层和下电极层彼此电连接。

7.根据权利要求6所述的电容器，其中在基板形成垂直贯穿的通孔，并且

邻近上电介质层和下电介质层的内电介质层形成在通孔中，并且

电连接上电极层和下电极层的连接电极层位于内电介质层内部。

8.根据权利要求6所述的电容器，还包括形成在基板的侧表面上的侧电极层，以便连接上电极层和下电极层。

9.根据权利要求6所述的电容器，还包括：

形成在基板的侧表面上的侧电介质层，以便连接上电介质层和下电介质层，

其中侧电极层形成在侧电介质层上，并且上电介质层和下电介质层连接到侧电极层。

10.一种电容器，其包括顺序堆叠的多个单元电容器，其中多个单元电容器中的每一个包括：

基板；

形成在基板上的电介质层；以及

包括形成在电介质层上的第一电极层和第二电极层的电极层，

其中第一电极层和第二电极层彼此分离，并且第一电极层的至少一部分和第二电极层的至少一部分布置在相同表面上。

11.根据权利要求10所述的电容器，其中电极层的上部分和下部分通过施以热和压力而连接。

12.根据权利要求10所述的电容器，其中电极层的上部分和下部分通过导电性粘合材料而连接。

13.一种电容器，其包括形成在基板上的多个单元电容器，其中多个单元电容器中的每一个包括：

电介质层；以及

包括形成在电介质层上的第一电极层和第二电极层的电极层，

其中第一电极层和第二电极层彼此分离，并且第一电极层的至少一部分和第二电极层的至少一部分布置在相同表面上。

14.根据权利要求13所述的电容器，多个单元电容器是具有不同电容的两个单元电容器。