CN108695069A - 多层电容器及其上安装有多层电容器的板 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种多层电容器及其上安装有多层电容器的板。所述多层电容器包括：电容器主体，包括介电层以及第一内电极和第二内电极；第一过孔电极，通过所述电容器主体的第一表面和第二表面暴露，连接到所述第一内电极并与所述第二内电极分开；第二过孔电极，通过所述电容器主体的所述第一表面和所述第二表面暴露，连接到所述第二内电极并与所述第一内电极分开；第一外电极和第二外电极，设置在所述电容器主体的所述第一表面上并彼此分开，并且分别连接到所述第一过孔电极和所述第二过孔电极；以及第一覆盖件和第二覆盖件，在所述电容器主体的所述第二表面从底部依次设置，其中，所述第一覆盖件和所述第二覆盖件利用不同的材料形成。
Description
本申请要求于2017年4月11日在韩国知识产权局提交的第10-2017-0046860号韩国专利申请的优先权的权益，所述韩国专利申请的全部公开内容通过引用被包含于此。
技术领域
本公开涉及一种多层电容器及其上安装有多层电容器的板。
背景技术
多层电容器(多层片式电子组件)安装在包括显示装置(诸如液晶显示器(LCD)、等离子显示面板(PDP)等)、计算机、个人数字助理(PDA)、移动电话等的各种类型的电子产品的板上，并且用于充电或放电。
多层电容器小，多层电容器的电容得到确保，并且多层电容器的安装容易被执行。由于上述优点，这样的多层电容器可用作各种电子装置的组件。
在近来的产品趋势中，已经要求多层电容器具有提高的性能、增大的使用电流、较高程度的性能、减小的使用电压以增大电池使用时间并且变得更纤薄。为了满足这样的趋势，已经需要在板上高密度地安装多层电容器。
因此，已经提出了具有其中在主体中形成过孔电极以增大内电极的长度的结构的多层电容器。如上所述，当应用过孔电极连接内电极和外电极时，电容器的电容根据过孔电极的尺寸增大。此外，可省略单独地涂覆外电极以连接到内电极的操作。
然而，在过孔电极结构的情况下，过孔电极的一部分按照原样暴露到主体的上表面。因此，在执行了使用导电材料填充过孔的过孔填充操作之后，电极可能分离，并且可靠性会因水分渗透而降低。因此，需要针对上述问题的解决方案。
此外，在底电极结构中，由于主体的收缩率与形成在主体的安装表面(底面)上的外电极的收缩率的差异，可能发生产品的上部向上凸出的翘曲(camber)现象。
发明内容
本公开的一方面提供一种以高密度安装、具有提高的防潮可靠性并且翘曲现象减少的多层电容器以及其上安装有多层电容器的板。
根据本公开的一方面，一种多层电容器包括：电容器主体，包括介电层以及交替地设置的第一内电极和第二内电极，且相应的介电层插设在所述第一内电极和所述第二内电极之间，所述电容器主体包括彼此背对的第一表面和第二表面、连接到所述第一表面和所述第二表面同时彼此背对的第三表面和第四表面以及连接到所述第一表面和所述第二表面、连接到所述第三表面和所述第四表面同时彼此背对的第五表面和第六表面；第一过孔电极，穿过所述第一内电极和所述第二内电极，并通过所述电容器主体的所述第一表面和所述第二表面暴露，所述第一过孔电极连接到所述第一内电极并与所述第二内电极分开；第二过孔电极，穿过所述第一内电极和所述第二内电极，并通过所述电容器主体的所述第一表面和所述第二表面暴露，所述第二过孔电极连接到所述第二内电极并与所述第一内电极分开；第一外电极和第二外电极，设置在所述电容器主体的所述第一表面上并彼此分开，并且分别连接到所述第一过孔电极和所述第二过孔电极；以及第一覆盖件和第二覆盖件，在所述电容器主体的所述第二表面从底部依次设置。这里，所述第一覆盖件和所述第二覆盖件利用不同的材料形成。
根据本公开的一方面，一种其上安装有多层电容器的板可包括：板，具有设置为彼此分开的第一电极焊盘和第二电极焊盘；以及如上所述的多层电容器，按照第一外电极和第二外电极分别连接到所述第一电极焊盘和所述第二电极焊盘的方式安装在所述板上。
附图说明
通过以下结合附图的详细描述，本公开的以上和其他方面、特征和优点将更加清楚地被理解，其中：
图1和图2是示意性示出根据实施例的多层电容器的透视图；
图3是沿着图2的线I-I′截取的截面图；
图4A和图4B分别是示出根据实施例的多层电容器中的第一内电极和第二内电极的结构的平面图；
图5是示出主体以及第一外电极和第二外电极的收缩率的截面图；及
图6是示出图1的多层电容器安装在板上的侧视图。
具体实施方式
在下文中，如下将参照附图描述本公开的实施例。在附图中，为了清楚起见，可夸大或缩小组件的形状、尺寸等。
然而，本公开可按照很多不同的形式进行举例说明，并且不应被解释为局限于在此所阐述的特定实施例。更确切的说，提供这些实施例，以使本公开将是彻底的和完整的，并且将本公开的范围充分传达给本领域的技术人员。
在整个说明书中，将理解的是，当诸如层、区域或晶圆(或基板)的元件被称为“在”另一元件“上”、“连接到”另一元件或“结合到”另一元件时，其可直接“在”另一元件“上”、“连接到”另一元件或“结合到”另一元件，或者可存在介于他们之间的其他元件。相比之下，当元件被称为“直接在”另一元件“上”、“直接连接到”另一元件或“直接结合到”另一元件时，可不存在介于他们之间的其他元件或层。相同的标号始终指示相同的元件。如在此使用的，术语“和/或”包括相关所列项中的一个或更多个中的任意组合或全部组合。
将显而易见的是，虽然术语“第一”、“第二”和“第三”等可在此用于描述各种构件、组件、区域、层和/或部分，但是任何这样的构件、组件、区域、层和/或部分不应受这些术语限制。这些术语仅用于将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分区分开。因此，在不脱离实施例的教导的情况下，以下论述的第一构件、组件、区域、层或部分可被称为第二构件、组件、区域、层或部分。
为了方便描述，在此可使用诸如“在……之上”、“上方”、“在……之下”以及“下方”等的空间相对术语来描述如附图中所示的一个元件相对于另一元件的关系。将理解的是，空间相对术语意在除了包含附图中描绘的方位之外还包含装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的装置被翻转，则被描述为相对于另一元件或特征位于“之上”或“上方”的元件随后将相对于另一元件或特征位于“之下”或“下方”。因此，术语“在……之上”根据附图的具体的方向包括“在……之上”和“在……之下”两种方位。装置还可被另外定位(旋转90度或处于其他方位)，并可对在此使用的空间相对描述符做出相应的解释。
在此使用的术语仅是为了描述具体实施例，因此本公开不受其限制。除非上下文另外清楚地指明，否则如在此使用的单数形式也意在包含复数形式。还将理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，列举存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、构件、元件和/或他们的组，但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、构件、元件和/或他们的组。
在下文中，将参照示出本公开的实施例的示意图描述本公开的实施例。在附图中，例如，由于制造技术和/或公差，可估计所示出的形状的变化。因此，本公开的实施例不应被解释为局限于在此示出的区域的具体形状，而是包括例如由于制造而导致的形状上的变化。以下实施例还可单独构成、组合构成或部分组合构成。
以下描述的本公开的内容可具有多种构造，并且仅在此提出了所需的构造，但不限于此。
为了清楚地示出本发明的实施例，当定义电容器主体的方向时，附图中示出的X、Y和Z分别表示长度方向、宽度方向和厚度方向。这里，厚度方向可按照与介电层和内电极的堆叠方向相同的含义进行使用。
此外，在实施例中，为了便于解释，电容器主体110的在Z方向上彼此背对的表面被设定为第一表面1和第二表面2，在X方向上彼此背对并连接第一表面1和第二表面2的端部的表面被设定为第三表面3和第四表面4，在Y方向上彼此背对并连接第一表面1和第二表面2的端部以及第三表面3和第四表面4的端部的表面被设定为第五表面5和第六表面6。这里，第一表面1可按照与安装表面相同的含义进行使用。
多层电容器
图1和图2是示意性示出根据实施例的多层电容器的透视图。图3是沿着图2的线I-I′截取的截面图。图4A和图4B分别是示出根据实施例的多层电容器中的第一内电极和第二内电极的结构的平面图。图5是示出主体以及第一外电极和第二外电极的收缩率的截面图。
参照图1至图5，根据实施例的多层电容器100包括：电容器主体110，包括介电层111以及多个第一内电极121和多个第二内电极122；第一过孔电极151和第二过孔电极152；第一外电极131和第二外电极132；以及第一覆盖件141和第二覆盖件142。
电容器主体110通过堆叠多个介电层111而形成，并且不受具体限制，但可具有如附图中所示的大致六面体形状。
在这种情况下，电容器主体110的形状和尺寸以及介电层111的堆叠数量不限于附图中示出的形状和尺寸以及堆叠数量。
此外，介电层111处于烧结状态，并且相邻的介电层111之间的边界可一体化，从而在不使用扫描电子显微镜(SEM)的情况下会难以确认相邻的介电层之间的边界。
此外，电容器主体110可包括：有效区域，作为有利于电容形成的部分，包括第一内电极121和第二内电极122；以及覆盖区域，作为边缘部分，设置在有效区域的沿Z方向的上部和下部上。
有效区域可通过重复地堆叠多个第一内电极121和多个第二内电极122而形成，且相应的介电层111插设在第一内电极121和第二内电极122之间。
在这种情况下，介电层111的厚度可根据多层电容器100的电容设计任意改变。
此外，介电层111可包括具有高的介电常数的陶瓷粉末，例如，钛酸钡(BaTiO3)基或钛酸锶(SrTiO3)基粉末，但实施例不限于此。
此外，当必要时，在介电层111中，可与陶瓷粉末一起添加陶瓷添加剂、有机溶剂、塑化剂、粘结剂、分散剂等中的至少一种。
覆盖区域分别设置在电容器主体110的沿Z方向的上部和下部，并且除了不包括内电极之外，覆盖区域可具有与介电层111相同的材料和构造。
覆盖区域可通过在有效区域的沿Z方向的上外部和下外部堆叠单个介电层111或者两个或更多个介电层111来制备，并可主要用于防止第一内电极121和第二内电极122受到物理应力或化学应力的损坏。
第一内电极121和第二内电极122是具有不同极性的电极。
此外，在电容器主体110中，第一内电极121和第二内电极122沿Z方向交替地设置，且介电层111插设在第一内电极121和第二内电极122之间，并且第一内电极121和第二内电极122在Z方向上彼此叠置的面积与电容器的电容形成有关。
第一内电极121和第二内电极122的第一端分别通过电容器主体110的第三表面3和第四表面4暴露。
此外，第一内电极121和第二内电极122可通过在介电层111上以预定厚度印刷包括导电金属的导电膏而形成，并可通过插设在其间的介电层111而彼此电绝缘。
导电膏中包括的导电金属可以为例如镍(Ni)、铜(Cu)、钯(Pd)或它们的合金，但实施例不限于此。
此外，导电膏的印刷方法可以是丝网印刷法、凹版印刷法等，但实施例不限于此。
根据实施例，电容器主体110具有第一通路孔111a和第二通路孔111b。第一通路孔111a和第二通路孔111b可通过在介电层111中的与第一过孔电极151和第二过孔电极152中的每个穿过的位置对应的位置进行激光或机械冲孔而形成。
此外，第一通路孔111a和第二通路孔111b设置为在X方向上彼此分开。
使用导电材料填充第一通路孔111a和第二通路孔111b，或在第一通路孔111a和第二通路孔111b中执行半圆孔包边电镀(castellation plating)，从而可形成第一过孔电极151和第二过孔电极152。
第一过孔电极151在第一通路孔111a中沿Z方向穿过第一内电极121和第二内电极122，因此，第一过孔电极151的上端和下端通过电容器主体110的第一表面1和第二表面2暴露。
第二过孔电极152在第二通路孔111b中沿Z方向穿过第一内电极121和第二内电极122，因此，第二过孔电极152的上端和下端通过电容器主体110的第一表面1和第二表面2暴露。
第一内电极121具有第一导通孔121b和第一过孔间隔孔121a。
第一导通孔121b形成在与第一通路孔111a对应的位置中，同时具有与第一通路孔111a对应的尺寸，因此，多个第一内电极121接触并电连接到第一过孔电极151。
第一过孔间隔孔121a形成在与第二通路孔111b对应的位置中同时比第二通路孔111b大，第一过孔间隔孔121a使第一内电极121和第二过孔电极152彼此分开，因此第一内电极121可不电连接到第二过孔电极152。
第二内电极122可具有第二导通孔122b和第二过孔间隔孔122a。
第二导通孔122b形成在与第二通路孔111b对应的位置中同时具有与第二通路孔111b对应的尺寸，因此，多个第二内电极122接触并电连接到第二过孔电极152。
第二过孔间隔孔122a形成在与第一通路孔111a对应的位置中同时比第一通路孔111a大，第二过孔间隔孔122a使第二内电极122和第一过孔电极151彼此分开，因此第二内电极122可不电连接到第一过孔电极151。
第一外电极131和第二外电极132设置在电容器主体110的第一表面1上，在X方向上彼此分开，并可分别连接到第一过孔电极151和第二过孔电极152的下端。
根据实施例的多层电容器100还可包括第三外电极133和第四外电极134。
第三外电极133和第四外电极134分别设置在电容器主体110的第三表面3和第四表面4上，并分别接触且电连接到第一内电极121和第二内电极122。
在这种情况下，第三外电极133和第四外电极134的下端连接到第一外电极131和第二外电极132的端部。
在实施例中，可不单独地形成第三外电极133和第四外电极134，而是使第一外电极131和第二外电极132分别延伸到电容器主体110的第三表面3和第四表面4上。
此外，当必要时，根据实施例的外电极还可包括覆盖电容器主体110的第五表面5和第六表面6的部分的延伸部。
如上所述，当内电极通过形成在介电层的堆叠方向上的过孔电极而电连接到形成在电容器主体的安装表面上的外电极时，具有不同极性的内电极的叠置面积增大，因此介电层和内电极的厚度可减小。因此，在不增大堆叠数量或增大介电常数的情况下，在产品具有与现有技术的产品相同的尺寸的同时可增大产品的电容。
因此，在等效串联电感(ESL)降低的同时，产品的尺寸减小至小于1005尺寸，因此当产品安装在板上时可显著地减小安装面积。
第一覆盖件141和第二覆盖件142在电容器主体110的第二表面2从底部依次设置，并利用不同的材料形成。
第一过孔电极151和第二过孔电极152的已经暴露的上端可接触第一覆盖件141的下表面。换句话说，第一覆盖件141可用于覆盖第一过孔电极151和第二过孔电极152的暴露的部分以使其与外部绝缘。
在实施例中，第一覆盖件141可利用电介质(例如，陶瓷)形成。因此，防止了电容器主体110和设置在其上表面上的第一覆盖件141彼此反应，因此可提高主体的稳定性。在这种情况下，第一覆盖件141可通过附着所需数量的单独的陶瓷片等形成，但实施例不限于此。
此外，第一覆盖件141还可包括诸如铝(Al)、钙(Ca)、硅(Si)和镁(Mg)中的至少一种的第二成分和诸如有机溶剂、粘结剂等的第三成分。在这种情况下，铝的颗粒尺寸可以为100nm至150nm。如上所述，当第一覆盖件141包括铝时，与第一覆盖件中不包括铝的情况相比，可进一步提高强度和防潮性。
此外，第二覆盖件142可利用树脂(绝缘材料，例如，环氧树脂)形成，但实施例不限于此。
环氧树脂是硅基的，并且还可包括Mn铁氧体。如上所述，当第二覆盖件142包括Mn铁氧体时，第二覆盖件142可以是黑色的。因此，已经完成的多层电容器100的第一过孔电极151和第二过孔电极152从外部可以是不可见的。
此外，在实施例中，第一覆盖件141的厚度可在约9μm至约15μm的范围内，并且第二覆盖件142的厚度可在约1μm至约3μm的范围内。
参照表1，当第一覆盖件141的厚度在约9μm至约15μm的范围内并且第二覆盖件142的厚度在约1μm至约3μm的范围内时，不发生防潮可靠性缺陷，并且翘曲的部分小。
[表1]
根据实施例，第一覆盖件141和第二覆盖件142可用于通过进一步确保预定厚度的边缘并提高电容器主体110的耐久性来提高电容器的可靠性。此外，第一过孔电极151和第二过孔电极152的暴露的部分被覆盖，因此可进一步提高可靠性。
同时，第一覆盖件141和第二覆盖件142在电容器主体110形成之后形成。因此，当电容器主体110的厚度在电容器主体110的耐久性和电容器的可靠性保持在特定水平的界限内显著地减小时，产品的尺寸可显著地减小。
此外，根据实施例，可减小翘曲现象。例如，在电容器主体的厚度在约45μm至约100μm的范围内的情况下，由于主体与第一外电极和第二外电极之间的收缩率的差异，朝下发生约5μm至约10μm的翘曲现象。这里，形成第一覆盖件和第二覆盖件，因此电容器主体的收缩率减小，从而可减小翘曲现象。
参照图5，箭头A指示主体的收缩率，箭头B指示第一外电极和第二外电极的收缩率。
如附图中所示，当应用第一覆盖件141和第二覆盖件142时，电容器主体110的收缩率减小。因此，可减小根据现有技术的由设置在电容器主体110的第一表面1(安装表面)上的第一外电极131和第二外电极132的收缩率而导致的翘曲现象。
具有多层电容器的板
参照图6，根据实施例的其上安装有多层电容器的板包括：板211，其上安装有多层电容器100；以及第一电极焊盘221和第二电极焊盘222，设置在板211的上表面上并在X方向彼此分开。
多层电容器100通过焊料231和232固定，同时第一外电极131和第二外电极132设置为接触第一电极焊盘221和第二电极焊盘222，并电连接到板211。
如上所述，根据实施例，多层电容器可以以高密度安装，可提高防潮可靠性，并且可补偿主体的收缩率，因此，可减小整个多层电容器的翘曲现象。
虽然以上已经示出并描述了实施例，但是对本领域技术人员而言将显而易见的是，在不脱离本发明的由所附权利要求限定的范围的情况下，可对其进行修改和变型。
Claims (9)
1.一种多层电容器，包括：
电容器主体，包括介电层、交替地设置的第一内电极和第二内电极，且相应的介电层插设在所述第一内电极和所述第二内电极之间，所述电容器主体具有彼此背对的第一表面和第二表面、彼此背对并均连接到所述第一表面和所述第二表面的第三表面和第四表面以及彼此背对并均连接到所述第一表面、所述第二表面、所述第三表面和所述第四表面的第五表面和第六表面；
第一过孔电极，穿过所述第一内电极和所述第二内电极，并通过所述电容器主体的所述第一表面和所述第二表面暴露，所述第一过孔电极连接到所述第一内电极并与所述第二内电极分开；
第二过孔电极，穿过所述第一内电极和所述第二内电极，并通过所述电容器主体的所述第一表面和所述第二表面暴露，所述第二过孔电极连接到所述第二内电极并与所述第一内电极分开；
第一外电极和第二外电极，设置在所述电容器主体的所述第一表面上并彼此分开，并且分别连接到所述第一过孔电极和所述第二过孔电极；以及
第一覆盖件和第二覆盖件，在所述电容器主体的所述第二表面从底部依次设置，
其中，所述第一覆盖件和所述第二覆盖件利用不同的材料形成。
2.根据权利要求1所述的多层电容器，其中，所述第一覆盖件利用电介质形成，所述第二覆盖件利用树脂形成。
3.根据权利要求2所述的多层电容器，其中，所述第一覆盖件利用陶瓷形成，所述第二覆盖件利用环氧树脂形成。
4.根据权利要求1所述的多层电容器，其中，所述介电层具有形成为使所述第一过孔电极和所述第二过孔电极穿过的第一通路孔和第二通路孔，
所述第一内电极包括：第一导通孔，形成在与所述第一通路孔对应的位置中并具有与所述第一通路孔对应的尺寸；以及第一过孔间隔孔，形成在与所述第二通路孔对应的位置中并形成为大于所述第二通路孔，并且
第二内电极包括：第二导通孔，形成在与所述第二通路孔对应的位置中并具有与所述第二通路孔对应的尺寸；以及第二过孔间隔孔，形成在与所述第一通路孔对应的位置中并形成为大于所述第一通路孔。
5.根据权利要求1所述的多层电容器，其中，所述第一内电极和所述第二内电极分别通过所述电容器主体的所述第三表面和所述第四表面暴露，
所述多层电容器还包括分别设置在所述电容器主体的所述第三表面和所述第四表面上的第三外电极和第四外电极，并且
所述第三外电极和所述第四外电极分别连接到所述第一外电极和所述第二外电极。
6.根据权利要求1所述的多层电容器，其中，所述第一内电极和所述第二内电极分别通过所述电容器主体的所述第三表面和所述第四表面暴露，
所述第一外电极和所述第二外电极分别延伸到所述电容器主体的所述第三表面和所述第四表面上。
7.根据权利要求1所述的多层电容器，其中，所述第一过孔电极和所述第二过孔电极的端部接触所述第一覆盖件。
8.根据权利要求1所述的多层电容器，其中，所述第一覆盖件的厚度在9μm至15μm的范围内，所述第二覆盖件的厚度在1μm至3μm的范围内。
9.一种其上安装有多层电容器的板，所述板包括：
板，具有设置为彼此分开的第一电极焊盘和第二电极焊盘；以及
根据权利要求1至8中任一项所述的多层电容器，按照第一外电极和第二外电极分别连接到所述第一电极焊盘和所述第二电极焊盘的方式安装在所述板上。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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