CN107799305B - 电容器组件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电容器组件，所述电容器组件包括：多个单元层叠体，每个单元层叠体包括具有堆叠结构的主体，所述堆叠结构包括多个内电极以及在所述主体的堆叠方向上延伸且电连接到所述多个内电极的连接电极；以及垫部，位于相邻的单元层叠体之间以将位于所述垫部上方和下方的所述单元层叠体的各自的连接电极彼此电连接。
Description
本申请要求于2016年9月5日在韩国知识产权局提交的第10-2016-0113880号韩国专利申请的优先权的权益，所述韩国专利申请的公开内容通过引用全部被包含于此。
技术领域
本公开涉及一种电容器组件。
背景技术
多层陶瓷电容器(即电容器组件)是安装在诸如包括液晶显示器(LCD)、等离子体显示面板(PDP)等的图像显示装置以及计算机、智能电话、蜂窝电话等的多个电子产品的印刷电路板上的片式电容器，用于对其充电或从其放电。多层陶瓷电容器(MLCC)由于其诸如小尺寸、高电容以及容易安装的优点而可用作各种电子装置的组件。
为了实现高电容电容器，可增大电容器主体材料的介电常数或可使介电层和内电极薄型化以允许数量增加。
然而，可能难以开发出高介电常数材料的组合物，且在减小介电层的厚度方面可存在限制。结果，现有的技术在其增大电容的能力方面受限制。为了在满足电容器小型化的趋势的同时增大产品的电容，需要对增大具有不同极性的内电极之间的重叠面积的方法进行研究。此外，随着电路板的安装密度增大，已开始尝试减小电容器的安装面积以及安装高度。
发明内容
本公开的一方面可提供一种即使在增大厚度时也能够通过减少连接电极之间的对齐缺陷来实现高电容、具有优异电连接性和可靠性的电容器组件。
根据本公开的一方面，一种电容器组件可包括多个单元层叠体，每个单元层叠体包括具有堆叠结构的主体，所述堆叠结构包括多个内电极以及在所述主体的堆叠方向上延伸且电连接到所述多个内电极的连接电极。所述电容器组件还可包括垫部，所述垫部设置在所述多个单元层叠体中的相邻单元层叠体之间且将所述相邻单元层叠体的各自的连接电极彼此电连接。
所述连接电极可贯通所述主体。
当从所述主体的所述堆叠方向上观察时，所述垫部的面积可大于所述连接电极的面积。
当从所述主体的所述堆叠方向上观察时，位于所述垫部的上方和下方的所述连接电极的各自的面积可彼此不同。
位于所述垫部的上方和下方的所述连接电极的各自的中心轴线可彼此不一致。
所述连接电极可位于所述主体的侧表面。
所述垫部的侧表面也可位于所述主体的所述侧表面。
所述电容器组件还可包括保护层，所述保护层覆盖位于所述主体的所述侧表面的所述连接电极和所述垫部。
所述多个内电极可包括交替堆叠的多个第一内电极和多个第二内电极，介电层介于所述多个第一内电极和所述多个第二内电极之间。
所述连接电极可包括分别电连接到所述第一内电极和所述第二内电极的第一连接电极和第二连接电极。
所述第二连接电极可贯通所述第一内电极且可未连接到所述第一内电极。
所述垫部可包括第一垫部，所述第一垫部连接到位于所述第一垫部的上方和下方的所述单元层叠体的各自的第一连接电极。
所述垫部可包括第二垫部，所述第二垫部连接到位于所述第二垫部的上方和下方的所述单元层叠体的各自的第二连接电极。
所述电容器组件还可包括第一外电极和第二外电极，所述第一外电极和所述第二外电极分别电连接到所述第一连接电极和所述第二连接电极且位于所述多个单元层叠体中的最下面的单元层叠体的下表面上。
所述第一外电极和所述第二外电极还可形成在所述多个单元层叠体中的最上面的单元层叠体的上表面上。
所述第一外电极和所述第二外电极可未形成在所述多个单元层叠体的侧表面上。
所述多个单元层叠体可包括三个或更多个单元层叠体。
根据本公开的另一方面，一种电容器组件可包括多个堆叠的单元层叠体，每个单元层叠体包括具有堆叠结构的主体，所述堆叠结构包括：多个第一内电极和多个第二内电极，所述多个第一内电极和所述多个第二内电极交替堆叠，介电层介于所述多个第一内电极和所述多个第二内电极之间；以及第一连接电极和第二连接电极，所述第一连接电极和所述第二连接电极在所述主体的堆叠方向上延伸且分别电连接到所述第一内电极和所述第二内电极。所述电容器组件还可包括：第一垫部和第二垫部，所述第一垫部和第二垫部位于所述多个单元层叠体中的两个相邻堆叠的单元层叠体之间且分别将所述相邻单元层叠体的第一连接电极彼此电连接以及将所述相邻单元层叠体的第二连接电极彼此电连接，其中，当沿所述堆叠方向观察时，所述第一垫部的面积和所述第二垫部的面积分别大于所述相邻单元层叠体的所述第一连接电极和所述第二连接电极的面积；以及第一外电极和第二外电极，所述第一外电极和所述第二外电极位于所述多个堆叠的单元层叠体的最下面的单元层叠体的下表面上且分别电连接到所述第一连接电极和所述第二连接电极。
附图说明
通过下面结合附图进行的详细描述，将会更清楚地理解本公开的以上和其它方面、特征和优点，在附图中：
图1是示意性示出根据本公开的示例性实施例的电容器组件的透视图；
图2是示出图1的电容器组件沿着图1的线I-I'截取的截面图；
图3示出图1的电容器组件中的内电极和连接电极的形状；
图4示出图1的电容器组件的垫部及其周围的形状；
图5至图7示出在垫部和连接电极之间的可用连接形式；
图8是示出根据本公开的另一示例性实施例的电容器组件的截面图；
图9示出图8的电容器组件的变型示例；
图10是示出图1的外电极的变型示例的透视图；以及
图11和图12示出电容器组件的制造方法的示例。
具体实施方式
在下文中，现在将参照附图详细地描述本公开的示例性实施例。
图1是示意性示出根据本公开的示例性实施例的电容器组件的透视图。图2是示出图1的电容器组件沿着图1的线I-I'截取的截面图。图3示出图1的电容器组件中的内电极和连接电极的形状。图4示出图1的电容器组件的垫部及其周围的形状。图5至图7示出在垫部和连接电极之间的可用连接形式。
参照图1至图4，根据本公开的示例性实施例的电容器组件100可具有多个单元层叠体110A、110B和110C堆叠且垫部131和132介于所述多个单元层叠体110A、110B和110C之间的结构。如下所述，可设置垫部131和132以提高单元层叠体110A、110B和110C之间的电连接性。第一外电极141和第二外电极142可位于电容器组件100的下部上，例如位于电容器组件100的单元层叠体110A、110B和110C中的最下面的单元层叠体的下表面上。
根据本示例性实施例，为了有效地增大电容器组件100的电容，可形成并随后堆叠单元层叠体110A、110B和110C。换句话说，为了实现高电容，可以使用单独地制造单元层叠体110A、110B和110C并随后堆叠所制造的单元层叠体110A、110B和110C的方法代替将多个介电层和内电极一次堆叠的方法来实现电容器。因此，可通过有效的工艺有效地增大电容器组件100的电容，且可容易调整电容器组件100的电容或厚度。尽管在图2中示出了三个单元层叠体110A、110B和110C，但是为了获得更高的电容可使用大量的单元层叠体。
单元层叠体110A、110B和110C中的每个单元层叠体可包括主体101、设置在主体101中的多个内电极111和112以及在主体101的堆叠方向上延伸且分别连接到多个内电极111和112的连接电极121和122。根据本示例性实施例，多个内电极111和112可分别被称为第一内电极111和第二内电极112，连接电极121和122可分别被称为连接到第一内电极111的第一连接电极121和连接到第二内电极112的第二连接电极122。另外，第一垫部131可连接单元层叠体110A、110B和110C之间的第一连接电极121，第二垫部132可连接单元层叠体110A、110B和110C之间的第二连接电极122。
主体101可通过堆叠多个介电层来形成。该介电层可使用现有技术中已知的陶瓷等形成。例如，主体101可通过对包含钛酸钡(BaTiO3)基陶瓷材料等的生片进行烧结来形成。钛酸钡(BaTiO3)基陶瓷粉末的示例可包括(Ba1-xCax)TiO3、Ba(Ti1-yCay)O3、(Ba1-xCax)(Ti1-yZry)O3、Ba(Ti1-yZry)O3等，其中钙(Ca)、锆(Zr)等部分地固溶在BaTiO3中。然而，钛酸钡(BaTiO3)基陶瓷粉末的示例不限于此。还可使用具有高介电常数以及钛酸钡基陶瓷材料的另一材料。例如，主体101可使用钛酸锶(SrTiO3)基材料形成。如果需要，除了陶瓷粉末以外，主体101还可包含陶瓷添加剂、有机溶剂、塑化剂、粘合剂、分散剂等。通过对生片烧结而获得的介电层可彼此一体化，以使它们之间的边界在没有扫描电子显微镜(SEM)的情况下不容易看见。
单元层叠体110A、110B和110C中的每个单元层叠体中包括的第一内电极111和第二内电极112可具有彼此不同的极性且可彼此交替地设置。第一内电极111和第二内电极112可通过在陶瓷生片上印刷导电膏等来形成。第一内电极111和第二内电极112的材料可包括镍(Ni)、铜(Cu)、钯(pd)或其合金等。可通过丝网印刷法、凹版印刷法等来印刷导电膏，但是不限于此。
如图2和图3所示，第一连接电极121和第二连接电极122可在主体101的堆叠方向(图1和图2中的z轴方向)上延伸，从而分别连接到第一内电极111和第二内电极112，且可形成为贯通主体101。如上所述的通孔型连接电极121和122可形成为贯通内电极111和112中的未连接到该连接电极的内电极。例如，如图3所示，第二连接电极122可贯通第一内电极111，但是没有连接到第一内电极111。在第二连接电极122和第一内电极111之间可存在绝缘空间S。相似地，第一连接电极121可贯通第二内电极112，而没有连接到第二内电极112。
第一连接电极121和第二连接电极122可通过在主体101以及内电极111和112中形成孔且将导电材料填充到所述孔中来形成。可通过涂覆导电膏或使用镀覆法等来填充该导电材料。单元层叠体110A、110B和110C的孔可通过对陶瓷生片执行激光加工法、冲压法等来形成。可选地，单元层叠体110A、110B和110C的孔可通过在被烧结之后的层叠体中加工孔来形成。
如上所述，垫部131和132可设置在单元层叠体110A、110B和110C之间以电连接单元层叠体110A、110B和110C之间的连接电极121和122。当堆叠单元层叠体110A、110B和110C以实现电容器组件100时，连接电极121和122的位置可能会不对齐，这可能使电性能劣化或使得连接电极121和122彼此无法电连接。根据本示例性实施例，可通过分别使用垫部131和132确保连接电极121和122之间的电连接性来减少对齐缺陷，使得可稳定地实现高电容。垫部131和132的材料不受特别地限制，而是可以与内电极111和112等的材料相同。
如图4所示，垫部131和132可大于连接电极121和122。由于垫部131和132设置在单元层叠体110A、110B和110C之间，因此即使当连接电极121的尺寸(即，当在堆叠方向上观察时，连接电极121的面积)小(如图5所示)时，连接电极121也可稳定地连接到垫部131。此外，即使如图6中所示在位于垫部131上方和下方的相应连接电极121的中心轴线彼此错开且不一致的情况下，或者如图7所示连接电极的尺寸彼此不同的情况下，也可显著降低连接电极121的连接性的劣化。因此，在通过单独制造多个单元层叠体110A、110B和110C并使用垫部131堆叠所述多个单元层叠体110A、110B和110C而获得的电容器组件100中，单元层叠体110A、110B和110C之间的对齐缺陷会减少且电连接性和可靠性会提高。虽然仅在图5至图7中示出了第一垫部131和第一连接电极121，但是第二垫部132和第二连接电极122也可相似地彼此连接。
第一外电极141和第二外电极142可设置成在将电容器组件100安装在电路板等上时的安装区域，并且如果必要，则第一外电极141和第二外电极142可具有多层结构。如在本示例性实施例中，第一外电极141和第二外电极142可仅形成在电容器组件100的下表面上而未形成在电容器组件100的上表面或侧表面上。然而，如在根据图10的变型示例的电容器组件100'中所示，还可包括形成在电容器组件100'的上部上的外电极143和144。这里，术语“上部”指的是设置在电容器组件的多个单元层叠体中的最上面位置中的单元层叠体的上表面。
图8是示出根据本公开的另一示例性实施例的电容器组件的截面图。图9示出图8中所示的示例性实施例的变型的电容器组件。
参照图8，电容器组件200可具有多个单元层叠体210A、210B和210C堆叠(与上述示例性实施例相似)且垫部231和232可设置在单元层叠体210A、210B和210C之间的结构。第一外电极241和第二外电极242可设置在电容器组件200的下部上。单元层叠体210A、210B和210C可包括主体201、设置在主体201中的多个内电极211和212以及在主体201的堆叠方向上延伸且分别连接到多个内电极211和212的连接电极221和222。
与连接电极贯通主体的前述示例性实施例不同，在本示例性实施例中，连接电极221和222可形成在主体201的侧表面上，以使连接电极221和222可在主体201的侧表面上暴露于外部。如图8所示，垫部231和232的侧表面也可暴露于外部。如在图9的变型示例中所示，保护层250可形成为覆盖连接电极221和222以及垫部231和232，以保护连接电极221和222以及垫部231和232，从而提高电容器组件200的可靠性。保护层250可包含诸如绝缘树脂、绝缘陶瓷等的材料，并且如果需要，则可将功能性填料添加到保护层250以提高散热性能等。
图11和图12示出电容器组件的制造方法的示例。将通过所述制造方法的描述进一步阐明上述电容器组件的结构。以下制造方法是基于图8的电容器组件，但是也可通过应用该方法相似地制造图1的电容器组件。
参照图11和图12，可制备并堆叠单元层叠体A、B和C，其中单元层叠体A、B和C中的每个单元层叠体可包括主体301、内电极311和312、连接到内电极311和312的连接电极320以及垫部330。如上所述，考虑到需要的电容、厚度条件等，可调整单元层叠体A、B和C的数量。
在堆叠单元层叠体A、B和C之后，可沿着图12中所示的线L对堆叠后的主体切割，从而划分成单元电容器组件。在切割前或者切割后，可在最下面的单元层叠体(在该示例中为单元层叠体A)的下表面上形成外电极340。
如上所述，根据本公开的示例性实施例，即使其厚度增大也可通过减少连接电极之间的对齐缺陷来获得能够实现高电容且具有优异电连接性和可靠性的电容器组件。
虽然以上示出并描述了示例性实施例，但对于本领域的技术人员将显而易见的是，在不脱离由所附权利要求所限定的本发明的范围的情况下，可做出变型和变化。
Claims (21)
1.一种电容器组件，包括：
多个单元层叠体，每个单元层叠体包括具有堆叠结构的主体，所述堆叠结构包括多个内电极以及在所述主体的堆叠方向上延伸且电连接到所述多个内电极的连接电极；以及
垫部，所述垫部至少部分地嵌入所述多个单元层叠体中的两个相邻的单元层叠体中的一个单元层叠体的主体中，所述垫部的上表面和下表面分别接触所述两个相邻的单元层叠体的各自的连接电极，从而所述垫部将所述两个相邻的单元层叠体的各自的连接电极彼此电连接。
2.根据权利要求1所述的电容器组件，其中，所述连接电极贯通所述主体。
3.根据权利要求1所述的电容器组件，其中，当从所述堆叠方向上观察时，所述垫部的面积大于所述连接电极的面积。
4.根据权利要求1所述的电容器组件，其中，当从所述堆叠方向上观察时，位于所述垫部的上方和下方的所述连接电极的各自的面积彼此不同。
5.根据权利要求1所述的电容器组件，其中，位于所述垫部的上方和下方的所述连接电极的各自的中心轴线彼此错开。
6.根据权利要求1所述的电容器组件，其中，所述连接电极位于所述主体的侧表面。
7.根据权利要求6所述的电容器组件，其中，所述垫部的侧表面位于所述主体的所述侧表面。
8.根据权利要求7所述的电容器组件，所述电容器组件还包括保护层，所述保护层覆盖位于所述主体的所述侧表面的所述连接电极和所述垫部。
9.根据权利要求1所述的电容器组件，其中，所述多个内电极包括交替堆叠的多个第一内电极和多个第二内电极，介电层介于所述多个第一内电极和所述多个第二内电极之间。
10.根据权利要求9所述的电容器组件，其中，所述连接电极包括分别电连接到所述第一内电极和所述第二内电极的第一连接电极和第二连接电极。
11.根据权利要求10所述的电容器组件，其中，所述第二连接电极贯通所述第一内电极且未连接到所述第一内电极。
12.根据权利要求10所述的电容器组件，其中，所述垫部包括第一垫部，所述第一垫部连接到位于所述第一垫部的上方和下方的所述单元层叠体的各自的第一连接电极。
13.根据权利要求10所述的电容器组件，其中，所述垫部包括第二垫部，所述第二垫部连接到位于所述第二垫部的上方和下方的所述单元层叠体的各自的第二连接电极。
14.根据权利要求10所述的电容器组件，所述电容器组件还包括第一外电极和第二外电极，所述第一外电极和所述第二外电极分别电连接到所述第一连接电极和所述第二连接电极且形成在所述多个单元层叠体中的最下面的单元层叠体的下表面上。
15.根据权利要求14所述的电容器组件，其中，所述第一外电极和所述第二外电极还形成在所述多个单元层叠体中的最上面的单元层叠体的上表面上。
16.根据权利要求14所述的电容器组件，其中，所述第一外电极和所述第二外电极未形成在所述多个单元层叠体的侧表面上。
17.根据权利要求1所述的电容器组件，其中，所述多个单元层叠体包括三个或更多个单元层叠体。
18.一种电容器组件，包括：
多个堆叠的单元层叠体，每个单元层叠体包括具有堆叠结构的主体，所述堆叠结构包括：
多个第一内电极和多个第二内电极，所述多个第一内电极和所述多个第二内电极交替堆叠，介电层介于所述多个第一内电极和所述多个第二内电极之间；以及
第一连接电极和第二连接电极，所述第一连接电极和所述第二连接电极在所述主体的堆叠方向上延伸且分别电连接到所述第一内电极和所述第二内电极，
第一垫部和第二垫部，所述第一垫部和第二垫部至少部分地嵌入所述多个单元层叠体中的两个相邻堆叠的单元层叠体中的一个单元层叠体的主体中，所述第一垫部的上表面和下表面分别接触所述两个相邻的单元层叠体的各自的第一连接电极，所述第二垫部的上表面和下表面分别接触所述两个相邻的单元层叠体的各自的第二连接电极，从而所述第一垫部将所述两个相邻的单元层叠体的各自的第一连接电极彼此电连接，所述第二垫部将所述两个相邻的单元层叠体的各自的第二连接电极彼此电连接，其中，当沿所述堆叠方向观察时，所述第一垫部的面积和所述第二垫部的面积分别大于所述相邻单元层叠体的所述第一连接电极和所述第二连接电极的面积；以及
第一外电极和第二外电极，所述第一外电极和所述第二外电极位于所述多个堆叠的单元层叠体的最下面的单元层叠体的下表面上且分别电连接到所述第一连接电极和所述第二连接电极。
19.根据权利要求18所述的电容器组件，其中，所述多个堆叠的单元层叠体包括三个或更多个单元层叠体。
20.根据权利要求18所述的电容器组件，其中，
所述第一连接电极和所述第二连接电极暴露于相应的单元层叠体的相对的侧表面，并且
所述第一垫部和所述第二垫部暴露于所述相应的单元层叠体的相对的侧表面。
21.根据权利要求20所述的电容器组件，所述电容器组件还包括保护层，所述保护层覆盖位于所述单元层叠体的相对的侧表面上的所述第一连接电极和所述第一垫部以及所述第二连接电极和所述第二垫部。
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