CN108231408A - 层叠陶瓷电容器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种层叠陶瓷电容器，其在电容器主体内部不设置对电容形成没有贡献的伪电极层或者金属层，而能够提高弯曲强度。层叠陶瓷电容器(10)的电容器主体(11)具有陶瓷制的保护部(11a)、由多个内部电极层(11b1)隔着陶瓷层(11b2)层叠而成的电容形成部(11b)和陶瓷制的非电容形成部(11c)，并且它们从层叠方向一侧向另一侧去按保护部(11a)‑电容形成部(11b)‑非电容形成部(11c)‑电容形成部(11b)‑保护部(11a)的顺序形成，设各保护部(11a)的层叠方向厚度为T2、各电容形成部(11b)的层叠方向厚度为T3、非电容形成部(11c)的层叠方向厚度为T4时，该T2～T4满足T2＜T3≤T4的关系。

Description

层叠陶瓷电容器
技术领域
本发明涉及层叠陶瓷电容器。
背景技术
层叠陶瓷电容器一般包括层叠构造的电容器主体和分别设置在该电容器主体的相对的端部的外部电极。电容器主体包括：由多个内部电极层隔着陶瓷层层叠而成的电容形成部；和配置在该电容形成部的层叠方向两侧的陶瓷制的保护部。另外，多个内部电极层的一部分的端缘与一方的外部电极连接，剩余部分的端缘与另一方的外部电极连接。
在这种层叠陶瓷电容器中，为了抵抗因安装到电路基板等时受到的应力和安装后的热冲击等的原因而受到的应力，需要与其相应的弯曲强度。并且，该弯曲强度通常由在基板的一个面焊接层叠陶瓷电容器后，在用挡块支承该基板的一个面的状态下利用治具以一定速度向下侧按压其另一个面的与电容器焊接部位对应的部位而使其变形，在该变形过程中层叠陶瓷电容器产生了规定百分率以上的电容降低时的治具的压入量(单位为mm)表示。
下述专利文献1和2中公开有能够用于提高层叠陶瓷电容器的弯曲强度的构造。但是，两者都在电容器主体内设置有对电容形成没有贡献的伪电极层或者金属层，因此，电容器主体的构造复杂化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平07-335473号公报
专利文献2：日本特开平08-181032号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
本发明的目的在于提供一种层叠陶瓷电容器，其在电容器主体内部不设置对电容形成没有贡献的伪电极层或者金属层，而能够提高弯曲强度。
用于解决技术课题的技术方案
为了实现上述目的，本发明提供一种层叠陶瓷电容器，其包括：层叠构造的电容器主体；和分别设置在该电容器主体的相对的端部的外部电极，该层叠陶瓷电容器中，上述电容器主体包括：陶瓷制的保护部；多个内部电极层隔着陶瓷层层叠而成的电容形成部；和陶瓷制的非电容形成部，并且，上述保护部、上述电容形成部和上述非电容形成部从层叠方向一侧向另一侧去按保护部-电容形成部-非电容形成部-电容形成部-保护部的顺序形成，设各上述保护部的层叠方向厚度为T2、各上述电容形成部的层叠方向厚度为T3、上述非电容形成部的层叠方向厚度为T4时，上述T2～T4满足T2＜T3≤T4的关系。
发明效果
根据本发明，能够提供一种层叠陶瓷电容器，其在电容器主体内部不设置对电容形成没有贡献的伪电极层或者金属层，而能够提高弯曲强度。
本发明的上述目的和其它的目的以及与各目的对应的特征和效果，根据以下的说明和附图而能够明确。
附图说明
图1是表示应用本发明的层叠陶瓷电容器的基本构造的纵截面。
图2是用于说明图1所示的层叠陶瓷电容器的制造方法例的图。
图3是效果检验用的试样1～23的规格和检查结果的图。
具体实施方式
《层叠陶瓷电容器的基本构造》
首先，使用图1说明应用本发明的层叠陶瓷电容器10的基本构造。
层叠陶瓷电容器10包括：呈大致长方体状的层叠构造的电容器主体11；和分别设置在该电容器主体11的长度方向端部的外部电极12。
电容器主体11从层叠方向一侧向另一侧按保护部11a-电容形成部11b-非电容形成部11c-电容形成部11b-保护部11a的顺序包括：陶瓷制的保护部11a；由多个内部电极层11b1隔着陶瓷层11b2层叠而成的电容形成部11b；和陶瓷制的非电容形成部12c。并且，图1中的L表示层叠陶瓷电容器10的长度，T1表示电容器主体11的层叠方向厚度，T2表示各保护部11a的层叠方向厚度，T3表示各电容形成部11b的层叠方向厚度，T4表示非电容形成部11c的厚度，T5表示T2和T3的和。
各保护部11a的层叠方向厚度T2的基准值相同，各电容形成部11b的层叠方向厚度T3的基准值相同，各内部电极层11b1的厚度的基准值相同，各陶瓷层11b2的厚度(夹在内部电极层11b1之间的部分的厚度)的基准值相同。各内部电极层11b1的轮廓呈矩形(参照图2)，规定该轮廓的尺寸的基准值相同。各内部电极层11b1在长度L方向上交替错开，一部分(从图1中的上方起第奇数个)的端缘与一个(图1中的左侧)的外部电极12连接，剩余部分(从图1中的上方起第偶数个)的端缘与另一个(图1中的右侧)的外部电极12连接。
各保护部11a、各陶瓷层11b2和非电容形成部11c由相同材料形成，该材料中使用钛酸钡、钛酸锶、钛酸钙、钛酸镁、锆酸钙、钛酸锆酸钙、锆酸钡、二氧化钛等的电介质陶瓷，优选使用ε>1000或者2类(CLASS2、高介电常数类)的电介质陶瓷。各内部电极层11b1由相同材料形成，该材料能够使用镍、铜、钯、铂、银、金、它们的合金等的金属。
各外部电极12分别覆盖电容器主体11的长度方向端面和与该端面相邻的4个侧面的一部分。虽然省略图示，但是，各外部电极12具有与电容器主体11的外表面紧贴的基底膜和与该基底膜的外表面紧贴的表面膜的2层构造、或者具有在基底膜和表面膜之间至少具有一个中间膜的多层构造。基底膜例如由烤印(印制)金属膜形成，其材料能够使用镍、铜、钯、铂、银、金、它们的合金等的金属。表面膜例如由镀覆金属膜形成，其材料能够使用锡、钯、金、锌等的金属。中间膜例如由镀覆金属膜形成，其材料能够使用铂、钯、金、铜、镍等的金属。
《层叠陶瓷电容器的制造方法例》
接着，引用图2说明上述层叠陶瓷电容器10的制造方法例。
首先，涂敷含有上述电介质陶瓷的粉末的陶瓷浆料，进行干燥，准备第一片材S1，并且，将含有上述金属的粉末的电极膏印刷在该第一片材S1上，进行干燥，准备形成有电极图案EP的第二片材S2和第三片材S3。第二片材S2和第三片材S3中，电极图案EP的位置错开，使得能够得到各内部电极层11b1在长度L方向上交替错开的形态(参照图1)。
接着，重叠多个第一片材S1，在其上交替重叠多个第三片材S3和第二片材S2，然后在其上重叠多个第一片材S1，然后交替重叠多个该第三片材S3和第二片材S2，然后在其上交替重叠多个第一片材S1，对整体进行热压接，制作片材层叠物。
接着，切割片材层叠物，制作与电容器主体11对应的未烧制芯片。此外，图2表示了与1个电容器主体11对应的层结构，但实际的第一～第三片材和片材层叠物是对应能够获得多个电容器主体的层结构，因此，上述电极图案EP以矩阵排列或交错排列形成，由此，通过切割能够获得多个电容器主体的片材层叠物来制作未烧制芯片。
接着，以与上述陶瓷浆料和上述电极膏相应的气氛和温度曲线对未烧制芯片进行烧制(含脱粘合剂处理)。
接着，在烧制芯片的长度方向端部分别涂敷上述电极膏并进行烤印来制作基底膜，在该基底膜上通过电镀来制作表面膜或者制作中间膜和表面膜。此外，能够在未烧制芯片的长度方向端部分别涂敷上述电极膏并干燥后，通过将基底膜与未烧制芯片同时进行烧制来制作成。
《试样1～23的规格》
接着，引用图3，说明效果检验用的试样1～23的规格。
试样1～23均具有与上述层叠陶瓷电容器10相同的构造，且根据上述制造方法例制作而成，它们的共同点在于：在各保护部11a、各陶瓷层11b2和非电容形成部11c使用钛酸钡的方面；各内部电极层11b1使用了镍的方面；各外部电极12具有使用了镍的基底膜、使用了铜的中间膜和使用了锡的表面膜的3层构造的方面；以及各外部电极12的厚度的基准值为0.01mm的方面。
试样1～23的不同点在于：试样1～8的长度L的基准值为1.00mm、试样9～16的长度L的基准值为0.60mm、试样17～23的长度L的基准值为0.40mm这一方面；试样1～8的各电容形成部11b(T3为0.10mm)具有52层的内部电极层11b1(厚度为1μm)和51层的陶瓷层11b2(厚度为1μm)、试样9～16的各电容形成部11b(T3为0.06mm)具有32层的内部电极层11b1(厚度为1μm)和31层的陶瓷层11b2(厚度为1μm)、试样17～23的各电容形成部11b(T3为0.04mm)具有22层的内部电极层11b1(厚度为1μm)和21层的陶瓷层11b2(厚度为1μm)这方面；以及各外部电极12的抱合部分的(覆盖电容器主体11的4个侧面的一部分的部分)的沿着长度L的尺寸的基准值在试样1～8中为0.25mm、试样9～16中为0.15mm、试样17～23中为0.10mm这方面。另外的不同点如图3的[T1(mm)]栏、[T2(mm)]栏、[T3(mm)]栏、[T4(mm)]栏和[T5(mm)]栏所示。
《试样1～23的检查方法》
接着，说明导出图3的[弯曲强度]栏的数值的检查方法和导出[裂纹产生]栏的数值的检查方法。
在图3的[弯曲强度]栏中标记有，将试样1～23(各10个)分别焊接在JIS-C-6484标准的玻璃环氧树脂基板的一个面之后，用挡块支承该玻璃环氧树脂基板的一个面的从试样焊接部位向两侧相距45mm的部位的状态下，用治具(按压部由曲率半径230mm的曲面形成的部件)将另一面中的对应于试样焊接部位的部位以0.5mm/sec的一定速度向下侧按压而使其变形，在该变形过程中在试样产生12.5％以上的电容降低时的治具(jig)的压入量(单位为mm)。
图3的[裂纹产生]栏中用n/10标记有，基于试样1～8(L为1.00mm)的实际应用上的弯曲强度标准为5.0mm、试样9～16(L为0.60mm)的实际应用上的弯曲强度标准为5.0mm、试样17～23(L为0.40mm)的实际应用上的弯曲强度标准为5.0mm，在上述弯曲强度检查中治具的压入量为各个的弯曲强度标准的2倍值时，在试样1～23(各10个)各自的电容器主体11中产生裂纹的数量n。
《试样1～23的检查结果及其考察》
图3的[T1]栏表示试样1～23的电容器主体11的层叠方向厚度，[T2]栏表示试样1～23的各保护部11a的层叠方向厚度，[T3]栏表示试样1～23的各电容形成部11b的层叠方向厚度，[T4]栏表示试样1～23的非电容形成部11c的厚度。
根据图3的[弯曲强度]栏的数值和[裂纹产生]栏的数值，试样1～8中的试样3、4、6、7和8中，各自的弯曲强度在上述弯曲强度标准(5.0mm)以上，且各自的裂纹产生也低于10/10，该试样3、4、6、7和8都满足T2＜T3≤T4的关系。试样9～16中的试样11、12、14、15和16中，各自的弯曲强度在上述弯曲强度标准(5.0mm)以上，且各自的裂纹产生也低于10/10，该试样11、12、14、15和16都满足T2＜T3≤T4的关系。试样17～23中的试样19、20、22和23中，各自的弯曲强度在上述弯曲强度标准(5.0mm)以上，且各自的裂纹产生也低于10/10，这些试样19、20、22和23都满足T2＜T3≤T4的关系。换言之，可以说当满足T2＜T3≤T4的关系时，能够确保供实际应用的优异的弯曲强度。总之，能够提供在电容器主体11内不设置对电容形成没有贡献的伪电极层或者金属层而能够提高弯曲强度的层叠陶瓷电容器10。
图3的[T2/T1]栏、[T4/T1]栏、[T5/T1]栏和[T2/L]栏反映上述关系中与T2、T3和T4相关，是为了掌握T2/T1(保护部11a的层叠方向厚度/电容器主体11的层叠方向厚度)、T4/T1(非电容形成部11c的厚度/电容器主体11的层叠方向厚度)、T5/T1(保护部11a的层叠方向厚度+电容形成部11b的层叠方向厚度/电容器主体11的层叠方向厚度)、T2/L(保护部11a的层叠方向厚度/层叠陶瓷电容器10的长度)的趋势而作成的。此外，试样1～8的T3为相同数值(0.10mm)，试样9～16的T3也为相同数值(0.06mm)，试样17～23的T3也为相同数值(0.04mm)，所以，替代T3/T1而采用T5/T1。
从图3的[T2/T1]栏的数值看，上述试样3、4、6、7和8都满足T2/T1≤19/100的关系。上述试样11、12、14、15和16都满足T2/T1≤19/100的关系。上述试样19、20、22和23都满足T2/T1≤19/100的关系。换言之，可以说在上述关系基础上，还满足T2/T1≤19/100的关系时，能够确保供实际应用的优异的弯曲强度。
另外，从图3的[T4/T1]栏的数值看，上述试样3、4、6、7和8都满足T4/T1≥21/100的关系。上述试样11、12、14、15和16都满足T4/T1≥21/100的关系。上述试样19、20、22和23都满足T4/T1≥21/100的关系。换言之，可以说在上述关系的基础上，还满足T4/T1≥21/100的关系时，能够确保供实际应用的优异的弯曲强度。
并且，从图3的[T5/T1]栏的数值看，上述试样3、4、6、7和8都满足T5/T1≤40/100的关系。上述试样11、12、14、15和16都满足T5/T1≤40/100的关系。上述试样19、20、22和23都满足T5/T1≤40/100的关系。换言之，可以说在上述关系的基础上，还满足T5/T1≤40/100的关系时，能够确保供实际应用的优异的弯曲强度。
并且，从图3的[T2/L]栏的数值看，上述试样3、4、6、7和8都满足T2/L≤9/100的关系。上述试样11、12、14、15和16都满足T2/L≤9/100的关系。上述试样19、20、22和23都满足T2/L≤9/100的关系。换言之，可以说在上述关系的基础上，还满足T2/L≤9/100的关系时，能够确保供实际应用的优异的弯曲强度。
附图标记说明
10…层叠陶瓷电容器；11…电容器主体；11a…保护部；11b…电容形成部；11b1…内部电极层；11b2…陶瓷层；11c…非电容形成部；12…外部电极。

Claims (8)

1.一种层叠陶瓷电容器，其包括：层叠构造的电容器主体；和分别设置在所述电容器主体的相对的端部的外部电极，所述层叠陶瓷电容器的特征在于：
所述电容器主体包括：
陶瓷制的保护部；
多个内部电极层隔着陶瓷层层叠而成的电容形成部；和
陶瓷制的非电容形成部，并且，
所述保护部、所述电容形成部和所述非电容形成部从层叠方向一侧向另一侧去按保护部-电容形成部-非电容形成部-电容形成部-保护部的顺序形成，
在所述非电容形成部不存在内部电极层，
设所述电容器主体的层叠方向厚度为T1、所述各保护部的层叠方向厚度为T2时，所述T1与所述T2满足T2/T1≤19/100的关系。
2.一种层叠陶瓷电容器，其包括：层叠构造的电容器主体；和分别设置在所述电容器主体的相对的端部的外部电极，所述层叠陶瓷电容器的特征在于：
所述电容器主体包括：
陶瓷制的保护部；
多个内部电极层隔着陶瓷层层叠而成的电容形成部；和
陶瓷制的非电容形成部，并且，
所述保护部、所述电容形成部和所述非电容形成部从层叠方向一侧向另一侧去按保护部-电容形成部-非电容形成部-电容形成部-保护部的顺序形成，
在所述非电容形成部不存在内部电极层，
设所述电容器主体的层叠方向厚度为T1、所述非容量形成部的层叠方向厚度为T4时，所述T1和所述T4满足T4/T1≥21/100的关系。
3.一种层叠陶瓷电容器，其包括：层叠构造的电容器主体；和分别设置在所述电容器主体的相对的端部的外部电极，所述层叠陶瓷电容器的特征在于：
所述电容器主体包括：
陶瓷制的保护部；
多个内部电极层隔着陶瓷层层叠而成的电容形成部；和
陶瓷制的非电容形成部，并且，
所述保护部、所述电容形成部和所述非电容形成部从层叠方向一侧向另一侧去按保护部-电容形成部-非电容形成部-电容形成部-保护部的顺序形成，
在所述非电容形成部不存在内部电极层，
设所述电容器主体的层叠方向厚度为T1、所述各保护部的层叠方向厚度为T2、所述各容量形成部的层叠方向厚度为T3、所述T2与所述T3之和为T5时，所述T1和T5满足T5/T1≤40/100的关系。
4.如权利要求1～3中任一项所述的层叠陶瓷电容器，其特征在于：
设所述层叠陶瓷电容器的长度为L时，所述L和所述T2满足T2/L≤9/100的关系。
5.如权利要求1～3中任一项所述的层叠陶瓷电容器，其特征在于：
所述电容器主体的层叠方向厚度T1为0.15mm≤T1≤0.50mm。
6.如权利要求1～3中任一项所述的层叠陶瓷电容器，其特征在于：
所述电容器主体的层叠方向厚度T1为0.15mm≤T1≤0.30mm。
7.如权利要求1～3中任一项所述的层叠陶瓷电容器，其特征在于：
设所述各保护部的层叠方向厚度为T2时，0.01mm≤T2≤0.09mm。
8.如权利要求1～3中任一项所述的层叠陶瓷电容器，其特征在于：
设所述各保护部的层叠方向厚度为T2时，0.01mm≤T2≤0.05mm。
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