CN106158371B - 多层陶瓷电容器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多层陶瓷电容器,包括一陶瓷体及设置在该陶瓷体相对两端的两个外部电极,所述陶瓷体包括至少一第一电极层、至少一第二电极层及介电材料,所述至少一第一电极层及所述至少一第二电极层层叠间隔设置,所述介电材料填充在所述至少一第一电极层及所述至少一第二电极层周围使相邻的所述第一电极层及所述第二电极层间隔设置,所述至少一第一电极层与所述外部电极电连接设置,所述至少一第二电极层不与所述外部电极电连接设置,所述第一电极层包括至少两个叉指电极,所述第二电极层包括至少一个叉指电极,在所述至少一第一电极层所述至少一第二电极层的层叠方向上,相邻的所述第一电极层的叉指电极与所述第二电极层的叉指电极的投影至少部分重叠。
Description
技术领域
本发明涉及高性能电容器技术领域,特别是涉及一种具有大电容量并耐高压的多层陶瓷电容器。
背景技术
多层陶瓷电容器通常由陶瓷体及外部电极构成,所述陶瓷体由多个电极层、介质材料构成。多个电极层交替排列,并通过介质材料间隔设置。多个电极层均与外部电极电连接,实现子电容的并联以提高多层陶瓷电容器的电容量。请参阅图1,现有技术中的多层陶瓷电容器100’包括陶瓷体1及两个外部电极2。所述陶瓷体1包括至少一第一电极层3、至少一第二电极层5及介电材料4。所述至少一第一电极层3及所述至少一第二电极层5层叠间隔设置。所述介电材料4填充在所述至少一第一电极层3及所述至少一第二电极层5周围使相邻的所述第一电极层3及所述第二电极层5间隔设置。所述第一电极层3为一电极极板,与一侧的外部电极2电连接设置,第二电极层5为一电极极板,与另一侧的所述外部电极2电连接设置。
虽然,现有技术中的多层陶瓷电容器采用多层电极层层叠设置能够提升电容量,但是为了获得更大的数值的电容量,需要大量增加电极极板的数目,使得多层陶瓷电容器的尺寸尤其是在厚度方向上增大,不利于其使用,并增大了工艺难度和成本;除此之外,随着子电容并联数量的增加,多层陶瓷电容器的耐压性能会随之下降,减小了多层陶瓷电容器的使用范围。
发明内容
有鉴于此,确有必要提供一种具有大容量且耐压性能良好的多层陶瓷电容器。
一种多层陶瓷电容器,包括一陶瓷体及设置在该陶瓷体相对两端的两个外部电极,所述陶瓷体包括至少一第一电极层、至少一第二电极层及介电材料,所述至少一第一电极层及所述至少一第二电极层层叠间隔设置,所述介电材料填充在所述至少一第一电极层及所述至少一第二电极层周围使相邻的所述第一电极层及所述第二电极层间隔设置,所述至少一第一电极层与所述外部电极电连接设置,所述至少一第二电极层不与所述外部电极电连接设置,所述第一电极层包括至少两个叉指电极,所述第二电极层包括至少一个叉指电极,在所述至少一第一电极层、所述至少一介电层及所述至少一第二电极层的层叠方向上,相邻的所述第一电极层的叉指电极与所述第二电极层的叉指电极的投影至少部分重叠。
相对于现有技术,本发明提供的多层陶瓷电容器具有以下有益效果:第一电极层设置至少两个所述叉指电极增加了子电容的并联数量,有利于提高多层陶瓷电容器的电容量;设置不与外电极直接相连的第二电极层可以实现层间电容器的串联,可以有效提升电容器的耐压性能,增大多层陶瓷电容器的使用范围,同时,有效减小了多层陶瓷电容器在使用时的电场集中程度,提升了多层陶瓷电容器的击穿强度,提高了多层陶瓷电容器的服役性能。
附图说明
图1是现有技术中多层陶瓷电容器的结构示意图。
图2是本发明实施例1提供的多层陶瓷电容器的结构示意图。
图3是本发明实施例1提供的多层陶瓷电容器的俯视图。
图4是图2中第一电极层的结构示意图。
图5是图2中第二电极层的结构示意图。
图6是本发明实施例2提供的多层陶瓷电容器的结构示意图。
图7是本发明实施例2提供的多层陶瓷电容器的俯视图。
图8是图6中第一电极层的结构示意图。
图9是图6中第二电极层的结构示意图。
图10是本发明实施例3提供的多层陶瓷电容器的第一电极层的结构示意图。
图11是本发明实施例4提供的多层陶瓷电容器的第一电极层的结构示意图。
图12是本发明实施例5提供的多层陶瓷电容器的第一电极层的结构示意图。
图13是本发明实施例6提供的多层陶瓷电容器的第一电极层的结构示意图。
主要元件符号说明
多层陶瓷电容器 | 100’, 100, 200 |
陶瓷体 | 1, 10, 20 |
第一电极层 | 3, 11, 21, 31 |
第一叉指电极 | 11a, 21a, 31a |
第二叉指电极 | 11b, 21b, 31b |
第一连接部 | 111a, 211a, 311a |
第一叉指部 | 112a, 212a, 312a |
第二连接部 | 111b, 211b, 311b |
第二叉指部 | 112b, 212b, 312b |
介电层 | 4, 12, 22 |
第二电极层 | 5, 13, 23 |
第三叉指电极 | 13a, |
第三连接部 | 131a, 211c, 231a, 231b |
第三叉指部 | 132a, 212c, 232a, 232b |
第四叉指部 | 133a, 213c, 233a, 233b |
第四叉指电极 | 23a |
第五叉指电极 | 23b |
第六叉指电极 | 21c |
主叉指部 | 3121a, 3121b |
次叉指部 | 3122a, 3122b |
外部电极 | 2, 30 |
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
下面将结合附图及具体实施例,对本发明提供多层陶瓷电容器进一步的详细说明。
本发明实施例提供了一种多层陶瓷电容器,包括一陶瓷体及设置在该陶瓷体相对两端的两个外部电极。所述陶瓷体包括至少一第一电极层、至少一第二电极层及介电材料。所述至少一第一电极层及所述至少一第二电极层层叠间隔设置。所述介电材料填充在所述至少一第一电极层及所述至少一第二电极层周围使相邻的所述第一电极层及所述第二电极层间隔设置。所述至少一第一电极层与所述外部电极电连接设置,所述至少一第二电极层不与所述外部电极电连接设置。所述第一电极层包括至少两个叉指电极,所述第二电极层包括至少一个叉指电极。在所述至少一第一电极层及所述至少一第二电极层的层叠方向上,相邻的所述第一电极层的叉指电极与所述第二电极层的叉指电极的投影至少部分重叠。
所述陶瓷体的形状不限,可根据实际需要进行选择。例如,所述陶瓷体可为六面结构体。
所述介电材料可为具有高介电常数的压电材料,如钛酸钡或钛酸锶,但是并非仅限于此。定义所述至少一第一电极层及所述至少一第二电极层叠设置的方向为X方向,与X方向垂直的方向为Y方向。在X方向上,所述介电材料设置在相邻的所述第一电极层及所述第二电极层之间。相邻的所述第一电极层及所述第二电极层之间的所述介电材料的厚度可根据实际需要进行选择。Y方向上,所述介质材料设置在所述第一电极层的叉指电极及所述第二电极层的叉指电极的周围。具体地,在Y方向上,所述介电材料的设置位置需要保证所述第一电极层与所述外部电极电连接设置,所述第二电极层不与所述外部电极电连接设置。优选地,所述陶瓷体在X方向上的最上层及最下层为所述介电材料,用于防止所述至少一第一电极层及所述至少一第二电极层因物理或化学应力被损坏。
所述第一电极层包括至少两个叉指电极。所述至少两个叉指电极通过介电材料相互间隔设置。所述叉指电极由导电金属构成,如,镍、铜、钯或他们的合金,但是并非限于此。
所述叉指电极包括一连接部及与连接在所述连接部上的多个叉指部。所述连接部可用于与外部电极电连接设置。所述多个叉指部可设置在所述连接部的同一侧,或分别设置在所述连接部的两侧。所述多个叉指部间隔设置。每个所述第一电极层中,相邻的两个所述叉指电极的叉指部相互配合交错设置。为保证相邻的两个所述叉指电极的叉指部能够相互配合交错设置,相邻的两个所述叉指电极的叉指部的数量为n(n≥1)个及n+1个。通过叉指部数目可以调节电容量和耐压性能,即叉指数目越多,耐压性能越差,电容量越高。所述叉指部的数量可根据实际需要进行选择,优选地,相邻的两个所述叉指电极的叉指部的数量为2和3。
进一步,每个所述叉指部可包括一主叉指部及至少一次叉指部。所述至少一次叉指部与所述主叉指部连接设置。只要保证相邻的两个所述叉指电极的形状为互补配合的几何图案可相互配合交错设置,所述主叉指部及次叉指部的数量和形状不限,可根据实际需要进行选择。优选地,所述主叉指部的形状可为矩形。所述次叉指部的形状可为矩形、三角形、梯形、波浪形等几何图案。更进一步,可在次叉指部上进一步设置更次一级的叉指部。
所述第二电极层包括至少一个所述叉指电极。所述第二电极层的所述叉指电极的结构和材料可与所述第一电极层的所述叉指电极的结构和材料一致。所述第一电极层中的主叉指部和次叉指部的结构也适用于所述第二电极层的所述叉指电极。当所述第二极板层包括至少两个所述叉指电极时,至少两个所述叉指电极通过介电材料相互间隔设置。每个所述第二电极层中,相邻的两个所述叉指电极的叉指部相互配合交错设置。
只要能够保证在X方向上相邻的所述第一电极层的叉指电极与所述第二电极层的叉指电极的投影至少部分重叠,所述第一电极层的叉指电极及所述第二电极层的叉指电极的形状及尺寸不限。优选地,在X方向上相邻的所述第一电极层的叉指电极与所述第二电极层的叉指电极的投影的一部分重叠,另一部分相互配合交错设置。优选地,相邻的所述第一电极层的叉指电极的叉指部的数量与所述第二电极层的叉指电极的叉指部的数量相差一个,以提高形成并联子电容的数量。更优选地,同一层电极层的次叉指部相互配合交错设置,同时,在X方向上相邻的所述第一电极层及所述第二电极层的次叉指部的投影的一部分重叠,另一部分相互配合交错设置。
所述第一电极层中一个所述叉指电极通过连接一侧的所述外电极实现与外部电压电连接,另一所述叉指电极通过连接另一侧的所述外电极实现接地。所述第二电极层不与所述外电极相连,所述第二电极层包括至少一叉指电极,所述至少一叉指电极上的电荷由所述第一电极层中与所述外部电极连接的两个叉指电极联合感应产生,所述第二电极层的至少一叉指电极与相邻的所述第一电极层的叉指电极形成电势差,继而构成电容。
所述多层陶瓷电容器并联及串联电容的数目如下:具体地,所述第一电极层具有m(m大于等于2)个叉指电极,所述第二电极层不与所述外部电极电连接,若不考虑所述第一电极层的叉指电极的叉指部,每个所述第二电极层与其相邻的一所述第一电极层的m个叉指电极可以形成2m-2个串联的第一电容器;同样的与其相邻的另一所述第一电极层的m个叉指电极可以形成2m-2个串联的第二电容器,并且2m-2个串联的第一电容器与2m-2个串联的第二电容器并联设置。所述第一电极层的叉指电极具有n个叉指部,与所述第一电极层的叉指电极相邻的第二电极层的叉指电极具有n-1个叉指部,则所述第一电极层的叉指电极与相邻的第二电极层的叉指电极形成2n-2个并联的子电容,n大于等于2。优选地,n等于3。每个所述串联的第一电容器及每个所述串联的第二电容器包括2n-2个并联的子电容。
进一步地,在所述第一电极层和所述第二电极层的叉指电极设置次叉指部,并使其相互配合交错设置,可进一步增加每个所述串联的第一电容器及每个所述串联的第二电容器中的并联的子电容,使所述多层陶瓷电容器具有更大的电容量。
实施例1
请参阅图2,本发明实施例1提供了一种多层陶瓷电容器100,包括一陶瓷体10及设置在该陶瓷体10相对两端的两个外部电极30。所述陶瓷体10包括至少一第一电极层11、至少一第二电极层13及介电材料12。所述至少一第一电极层11及所述至少一第二电极层13层叠间隔设置。所述介电材料12填充在所述至少一第一电极层11及所述至少一第二电极层13周围使相邻的所述第一电极层11及所述第二电极层13间隔设置。所述至少一第一电极层11与所述外部电极30电连接设置,所述至少一第二电极层13不与所述外部电极30电连接设置。所述第一电极层11包括两个叉指电极,所述第二电极层13包括一个叉指电极。相邻的所述第一电极层11的叉指电极与所述第二电极层13的叉指电极的在X方向的投影至少部分重叠。
请参阅图4,所述第一电极层11包括一第一叉指电极11a及一第二叉指电极11b。所述第一叉指电极11a及所述第二叉指电极11b通过所述介电材料12间隔设置。所述第一叉指电极11a包括一第一连接部111a及连接在所述第一连接部111a上的多个第一叉指部112a。所述多个第一叉指部112a相互间隔设置。所述第二叉指电极11 b包括一第二连接部111 b及连接在所述第二连接部111 b上的多个第二叉指部112 b。所述多个第二叉指部112 b相互间隔设置。所述多个第一叉指部112a与所述多个第二叉指部112 b相互配合交错设置。所述第一连接部111a与一侧的所述外部电极30电连接设置,所述第二连接部111b与另一侧的所述外部电极30电连接设置。本实施例中,所述第一叉指电极11a具有三个所述第一叉指部112a,所述第二叉指电极11 b具有两个所述第二叉指部112b,三个所述第一叉指部112a和两个所述第二叉指部112b相互配合交错设置。
请参阅图5,所述第二电极层13包括一第三叉指电极13a。所述第三叉指电极13a包括一第三连接部131a、多个第三叉指部132a及多个第四叉指部133a。所述多个第三叉指部132a及所述多个第四叉指部133a连接在所述第三连接部131a上。所述多个第三叉指部132a及所述多个第四叉指部133a分别设置在所述第三连接部131a的两侧。具体地,所述多个第三叉指部132a相互间隔设置在所述第三连接部131a的一侧,所述多个第四叉指部132b相互间隔设置在所述第三连接部131a的另一侧。所述多个第三叉指部132a与所述多个第四叉指部133a相互交错设置。所述多个第三叉指部132a与所述多个第四叉指部133a相互交错设置是指,相邻的第三叉指部132a与第四叉指部133a不在同一直线上。所述第三叉指电极13a周围填充所述介电材料,不与所述外部电极30电连接设置。本实施例中,所述第三叉指电极13a具有两个所述第三叉指部132a及三个所述第四叉指部133a。
请参阅图3,相邻的所述第一电极层11与所述第二电极层13在X方向上的投影中,所述多个第一叉指部112a与所述多个第四叉指部133a至少部分重叠设置,所述多个第一叉指部112a与所述多个第三叉指部132a与相互配合交错设置;所述多个第二叉指部112b与所述多个第三叉指部132a至少部分重叠设置,所述多个第二叉指部112b与所述多个第四叉指部133a相互配合交错设置。
本实施例中,所述第一电极层11中所述第一叉指电极11a通过连接一侧的所述外电极30实现与外部电压电连接,所述第二叉指电极11b通过连接另一侧的所述外电极30实现接地。所述第二电极层13不与所述外电极30相连,其上电荷由所述第一电极层11中所述第一叉指电极11a和所述第二叉指电极11b联合感应产生,因而所述第二电极层13的电势介于所述第一电极层11的所述第一叉指电极11a的电势和所述第一电极层11的所述第二叉指电极11b的电势之间。
本实施例中的所述多层陶瓷电容器100并联及串联电容的数目如下:具体地,所述第二电极层13不与所述外部电极30电连接,若不考虑所述第一电极层11的叉指电极的叉指部,每个所述第二电极层13与其相邻的一所述第一电极层11的两个叉指电极(所述第一叉指电极11a和所述第二叉指电极11b)可以构成两个串联的第一电容器;同样的与其相邻的另一所述第一电极层11的两个叉指电极可以构成两个串联的第二电容器,并且两个串联的第一电容器与两个串联的第二电容器并联设置。同时,所述第一叉指电极11a的三个所述第一叉指部112a与所述第三叉指电极13a的两个所述第三叉指部132a形成四个并联的子电容;所述第一叉指电极11a的两个所述第二叉指部112 b与所述第三叉指电极13a的三个所述第四叉指部133a形成四个并联的子电容。即,每个所述串联的第一电容器及每个所述串联的第二电容器均包括4个并联的子电容。
实施例2
请参阅图6,本发明实施例2提供了一种多层陶瓷电容器200,包括一陶瓷体20及设置在该陶瓷体20相对两端的两个外部电极30。所述陶瓷体20包括至少一第一电极层21、至少一第二电极层23及介电材料22。所述至少一第一电极层21及所述至少一第二电极层23层叠间隔设置。所述介电材料22填充在所述至少一第一电极层21及所述至少一第二电极层23周围使相邻的所述第一电极层21及所述第二电极层23间隔设置。所述至少一第一电极层21与所述两个外部电极30电连接设置,所述至少一第二电极层23不与所述两个外部电极30电连接设置。所述第一电极层21包括三个叉指电极,所述第二电极层23包括两个叉指电极。所述第一电极层21的叉指电极与相邻的所述第二电极层23的叉指电极的在X方向的投影至少部分重叠。
本实施例2提供的多层陶瓷电容器200的基本结构与本实施例1提供的多层陶瓷电容器100的基本结构基本一致,其区别之处在于:所述第一电极层21包括三个所述叉指电极,所述第二电极层23包括两个所述叉指电极。
请参阅图8,所述第一电极板层21包括一第一叉指电极21a、一第二叉指电极21b及一第六叉指电极21c。所述第一叉指电极21a、所述第二叉指电极21b及所述第六叉指电极21c通过所述介质材料相互间隔设置。所述第一叉指电极21a及所述第二叉指电极21b分别设置在所述第一电极层21的两侧,并与所述外部电极30电连接设置。所述第六叉指电极21c设置在所述第一叉指电极21a及所述第二叉指电极21b之间。
所述第一叉指电极21a包括一第一连接部211a及连接在所述第一连接部211a上的多个第一叉指部212a。所述多个第一叉指部212a相互间隔设置。所述第二叉指电极21b包括一第二连接部211b及连接在所述第二连接部211 b上的多个第二叉指部212 b。所述多个第二叉指部212 b相互间隔设置。所述第六叉指电极21c的结构与实施例1中所述第三叉指电极13a的结构相同。所述第六叉指电极21c包括一第三连接部211c、多个第三叉指部212c及多个第四叉指部213c。所述多个第三叉指部212c及所述多个第四叉指部213c分别设置在所述第三连接部211c的两侧。具体地,所述多个第三叉指部212c相互间隔设置在所述第三连接部211c的一侧,所述多个第四叉指部213c相互间隔设置在所述第三连接部211c的另一侧。所述多个第一叉指部212a与所述多个第三叉指部212c相互配合交错设置;所述多个第二叉指部212 b与所述多个第四叉指部213c相互配合交错设置。本实施中,所述第一叉指电极21a具有三个第一叉指部212a;所述第二叉指电极21b具有两个第二叉指部212 b;所述第六叉指电极21c具有两个第三叉指部212c和三个第四叉指部213c。
请参阅图9,所述第二极板层23包括一第四叉指电极23a及一第五叉指电极23b。所述第四叉指电极23a的结构与所述第五叉指电极23b的结构相同。所述第四叉指电极23a与所述第五叉指电极23b通过所述介质材料相互间隔设置。所述第四叉指电极23a包括一第三连接部231a、多个第三叉指部232a及多个第四叉指部233a。所述多个第三叉指部232a及所述多个第四叉指部233a连接在所述第三连接部231a上。所述多个第三叉指部232a及所述多个第四叉指部233a分别设置在所述第三连接部231a的两侧。具体地,所述多个第三叉指部232a相互间隔设置在所述第三连接部231a的一侧,所述多个第四叉指部233a相互间隔设置在所述第三连接部231a的另一侧。所述第五叉指电极23b包括一第三连接部231b、多个第三叉指部232b及多个第四叉指部233b。所述第五叉指电极23b与所述第四叉指电极23a的结构相同,在此不在赘述。所述多个第四叉指部233a与所述多个第三叉指部232b相互配合交错设置。本实施例中,所述第四叉指电极23a具有两个第三叉指部232a及三个第四叉指部233a;所述第五叉指电极23b具有两个第三叉指部232b及三个第四叉指部233b。
请参阅图7,相邻的所述第一电极层21与所述第二电极层23在X方向上的投影中,所述第四叉指电极23a的所述多个第三叉指部232a与所述第六叉指电极21c的所述多个第三叉指部212c至少部分重叠设置,所述第四叉指电极23a的所述多个第三叉指部232a与所述第一叉指电极21a的所述多个第一叉指部212a相互配合交错设置;所述第四叉指电极23a的所述多个第四叉指部233a与所述第六叉指电极21c的多个第四叉指部213c至少部分重叠设置,且同时与第一叉指电极21a的所述多个第一叉指部212a至少部分重叠设置。所述第五叉指电极23b的所述多个第四叉指部233b与所述第六叉指电极21c的所述多个第四叉指部213c至少部分重叠设置,所述第五叉指电极23b的所述多个第四叉指部233b与所述第二叉指电极21b的所述多个第二叉指部212 b相互配合交错设置;所述第五叉指电极23b的所述多个第三叉指部232b与所述第六叉指电极21c的多个第三叉指部212c至少部分重叠设置,且同时与第二叉指电极21b的所述多个第二叉指部212b至少部分重叠设置。
本实施例中,所述第一电极层21中所述第一叉指电极21a通过连接一侧的所述外电极30实现与外部电压电连接,所述第二叉指电极21b通过连接另一侧的所述外电极30实现接地。所述第六叉指电极21c的电荷由所述第一叉指电极21a和所述第二叉指电极21b联合感应产生,因而其电势介于所述第一叉指电极21a和所述第二叉指电极21b之间。另外,所述第二电极层23不与所述外电极30相连,其上电荷由所述第一电极层21中所述第一叉指电极21a和所述第二叉指电极21b及所述第六叉指电极21c联合感应产生,因而所述第二电极层23的所述第四叉指电极23a的电势介于所述第一电极层21的所述第一叉指电极21a和所述第六叉指电极21c之间,所述第二电极层23的所述第五叉指电极23b的电势介于所述第一电极层21的所述第六叉指电极21c和所述第二叉指电极21b之间。
本实施例中的所述多层陶瓷电容器100并联及串联电容的数目如下:具体地,所述第二电极层23不与所述外部电极30电连接,若不考虑所述第一电极层21的叉指电极的叉指部,每个所述第二电极层23与其相邻的一所述第一电极层21的三个叉指电极(所述第一叉指电极21a、所述第二叉指电极21b及所述第六叉指电极21c)可以构成四个串联的第一电容器;同样的与其相邻的另一所述第一电极层21的三个叉指电极可以构成四个串联的第二电容器,并且四个串联的第一电容器与四个串联的第二电容器并联设置。所述第一叉指电极21a具有3个所述第一叉指部212a与所述第四叉指电极23a的两个所述第三叉指部232a形成四个并联的子电容;所述第二叉指电极21b的两个所述第二叉指部212 b与所述第五叉指电极23b的三个第四叉指部233b形成四个并联的子电容;所述第六叉指电极21c的三个所述第四叉指部213c与所述第五叉指电极23b的两个第三叉指部232b形成四个并联的子电容;同样地,所述第六叉指电极21c的两个所述第三叉指部212c与所述第四叉指电极23b的三个第四叉指部233a形成四个并联的子电容。每个所述串联的第一电容器及每个所述串联的第二电容器均包括四个并联的子电容。
实施例3
本发明实施例3提供一种多层陶瓷电容器300。本实施例3提供的多层陶瓷电容器300的基本结构与本实施例1提供的多层陶瓷电容器100的基本结构基本一致,其区别之处在于:本实施例中叉指电极的叉指部的结构不同于实施例1中叉指电极的叉指部的结构。
具体地,请参阅图10,本实施例中第一电极板层31包括一第一叉指电极31a及一第二叉指电极31b。所述第一叉指电极31a与所述第二叉指电极31b通过介电材料32相互间隔设置。所述第一叉指电极31a包括一第一连接部311a及设置在所述第一连接部311a上的多个第一叉指部312a。所述第一叉指部312a包括一主叉指部3121a及至少一次叉指部3122a。所述至少一叉指部3122a与所述主叉指部3121a连接设置。所述第二叉指电极31 b包括一第二连接部311b及设置在所述第二连接部311 b上的多个第二叉指部312 b。所述第二叉指部312 b包括一主叉指部3121 b及至少一次叉指部3122 b。所述至少一叉指部3122 b与所述主叉指部3121 b连接设置。所述第一叉指电极31a的主叉指部3121a及至少一次叉指部3122a与所述第二叉指电极31b的主叉指部3121 b及至少一次叉指部3122 b相互配合交错设置。
本实施例的所述第二电极层的结构的叉指电极也具有次叉指部。只要保证在X方向上相邻的所述第一电极层的叉指电极与所述第二电极层的叉指电极的投影至少部分重叠,所述第二电极层中叉指电极的次叉指部的设置方式不限,可根据实际需要进行选择。
实施例4
本发明实施例4提供一种多层陶瓷电容器400。请参阅图11,本实施例4提供的多层陶瓷电容器400的基本结构与本实施例3提供的多层陶瓷电容器300的基本结构基本一致,其区别之处在于:本实施例中所述次叉指部的形状为三角形。
实施例5
本发明实施例5提供一种多层陶瓷电容器500。请参阅图12,本实施例5提供的多层陶瓷电容器500的基本结构与本实施例3提供的多层陶瓷电容器300的基本结构基本一致,其区别之处在于:本实施例中所述次叉指部的形状为梯形。
实施例6
本发明实施例6提供一种多层陶瓷电容器600。请参阅图13,本实施例6提供的多层陶瓷电容器600的基本结构与本实施例3提供的多层陶瓷电容器300的基本结构基本一致,其区别之处在于:本实施例中所述次叉指部的形状为波浪形。
本发明进一步提供由具有相同层数的所述第一电极层及所述第二电极层组成的现有技术的多层陶瓷电容器100’、本案实施例1的多层陶瓷电容器100及实施例2的多层陶瓷电容器200,并通过Comsol的仿真分别对现有技术的多层陶瓷电容器100’与本案实施例1的多层陶瓷电容器100及实施例2的多层陶瓷电容器200的电容量,平均场强,最大场强进行检测。具体地,以具有五层电极层(第一电极层和第二电极层的层数共计5层)的现有技术的多层陶瓷电容器100’、实施例1的多层陶瓷电容器100及实施例2的多层陶瓷电容器200为模型,使模型一侧外部电极施加1000V电压,另一侧外部电极接地然后对模型进行检测计算。现有技术中的多层陶瓷电容器100’的电容量约为9.07e-10F,电容器内平均场强约为8.16e6V/m,最大场强为3.92e8V/m。实施例1的多层陶瓷电容器100的电容量约为2.21e-10F,平均场强约为4.9e6V/m,最大场强为3.3e8V/m。实施例2的多层陶瓷电容器200的电容量约为1.4e-10F,平均场强约为1.2e6V/m,最大场强为1.4e8V/m。由此可见,本案实施例1及2的所述多层陶瓷电容器的电容值虽有稍微减小,但内部平均场强和最大场强都有很大程度降低,即其耐压性能得到提升。
本发明提供的多层陶瓷电容器具有以下有益效果:第一电极层设置至少两个所述叉指电极增加了子电容的并联数量,有利于提高多层陶瓷电容器的电容量;设置不与外电极直接相连的第二电极层可以实现层间电容器的串联,可以有效提升电容器的耐压性能,增大多层陶瓷电容器的使用范围,同时,有效减小了多层陶瓷电容器在使用时的电场集中程度,提升了多层陶瓷电容器的击穿强度,提高了多层陶瓷电容器的服役性能。
另外,本领域技术人员还可在本发明精神内做其他变化,当然,这些依据本发明精神所做的变化,都应包含在本发明所要求保护的范围之内。
Claims (10)
1.一种多层陶瓷电容器,包括一陶瓷体及设置在该陶瓷体相对两端的两个外部电极,所述陶瓷体包括至少一第一电极层、至少一第二电极层及介电材料,所述至少一第一电极层及所述至少一第二电极层层叠间隔设置,所述介电材料填充在所述至少一第一电极层及所述至少一第二电极层周围使相邻的所述第一电极层及所述第二电极层间隔设置,其特征在于,所述至少一第一电极层与所述外部电极电连接设置,所述至少一第二电极层不与所述外部电极电连接设置,所述第一电极层包括至少两个叉指电极,所述第二电极层包括至少一个叉指电极,定义所述至少一第一电极层及所述至少一第二电极层的层叠方向为第一方向,在第一方向上相邻的所述第一电极层的叉指电极与所述第二电极层的叉指电极的投影一部分重叠,另一部分配合交错设置。
2.如权利要求1所述的多层陶瓷电容器,其特征在于,每个所述第一电极层中,相邻的两个叉指电极的叉指部相互配合交错设置。
3.如权利要求1所述的多层陶瓷电容器,其特征在于,所述第一电极层的叉指电极包括一连接部及与连接在所述连接部上的多个叉指部,所述连接部用于与外部电极电连接设置。
4.如权利要求3所述的多层陶瓷电容器,其特征在于,所述第一电极层中相邻的两个叉指电极的叉指部的数量为2和3。
5.如权利要求3所述的多层陶瓷电容器,其特征在于,每个所述叉指部包括一主叉指部及至少一次叉指部,所述至少一次叉指部与所述主叉指部连接设置。
6.如权利要求1所述的多层陶瓷电容器,其特征在于,所述第二电极层的叉指电极包括一连接部及与连接在所述连接部上的多个叉指部,每个所述叉指部包括一主叉指部及至少一次叉指部,所述至少一次叉指部与所述主叉指部连接设置。
7.如权利要求1所述的多层陶瓷电容器,其特征在于,所述第一电极层包括一第一叉指电极及一第二叉指电极,所述第二电极层包括一第三叉指电极。
8.如权利要求7所述的多层陶瓷电容器,其特征在于,所述第一叉指电极具有三个第一叉指部,所述第二叉指电极具有两个第二叉指部,所述第三叉指电极具有两个所述第三叉指部及三个第四叉指部,相邻的所述第一电极层与所述第二电极层在第一方向上的投影中,所述第一叉指部与所述第四叉指部至少部分重叠设置,所述第一叉指部与所述第三叉指部相互配合交错设置;所述第二叉指部与所述第三叉指部至少部分重叠设置,所述第二叉指部与所述第四叉指部相互配合交错设置。
9.如权利要求1所述的多层陶瓷电容器,其特征在于,所述第一电极层包括一第一叉指电极、一第二叉指电极及一第六叉指电极,所述第二电极层包括一第四叉指电极及一第五叉指电极。
10.如权利要求9所述的多层陶瓷电容器,其特征在于,相邻的所述第一电极层与所述第二电极层在第一方向上的投影中,所述第四叉指电极的多个第三叉指部与所述第六叉指电极的多个第三叉指部至少部分重叠设置,所述第四叉指电极的多个第三叉指部所述第一叉指电极的多个第一叉指部相互配合交错设置;所述第四叉指电极的多个第四叉指部与所述第六叉指电极的多个第四叉指部至少部分重叠设置,且同时与第一叉指电极的多个第一叉指部至少部分重叠设置;所述第五叉指电极的多个第四叉指部与所述第六叉指电极的多个第四叉指部至少部分重叠设置,所述第五叉指电极的多个第四叉指部与所述第二叉指电极的多个第二叉指部相互配合交错设置;所述第五叉指电极的多个第三叉指部与所述第六叉指电极的多个第三叉指部至少部分重叠设置,且同时与第二叉指电极的多个第二叉指部至少部分重叠设置。
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