CN109817460A - 一种可调叠层陶瓷电容器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可调叠层陶瓷电容器，包括陶瓷基体和滑块；陶瓷基体内部包括一个上电极和两个以上的下电极；陶瓷基体的一侧开有滑槽，下电极的引出端位于滑槽内壁，上电极的引出端位于陶瓷基体未开槽的一侧，上电极和下电极引出端的外部的陶瓷基体上分别具有金属封端镀层；所述滑槽内有与滑槽配合滑动的滑块，滑块上设置有与下电极引出端接触的第一金属触点和金属封端镀层接触的第二金属触点，上电极作为可调电容固定的极板，通过滑块的移动，选择不同的下电极作为可调电容的另一极板，从而实现陶瓷基体内电容的可调。本发明用一种简单结构实现了单片叠层陶瓷电容的多容值调节，为电子系统的小型化和高密度集成提供了更大的设计空间。
Description
技术领域
本发明涉及电子元器件领域，尤其涉及一种适用于厚膜工艺技术的可调叠层陶瓷电容器。
背景技术
早在本世纪初，全球分立元件的年产量就已达到7000-9000亿件，为了适应表面贴装等传统集成技术，分立元件的片式化率在许多发达国家超过80％。片式陶瓷电容作为一类重要的分立无源元件，目前主要采用厚膜技术量产，其常见结构是由内电极和介质层交替重叠而成，不同类别的内电极分别从两侧引出封端。如图1所示，为常见叠层陶瓷电容器的剖面结构，其中，1为从左侧引出的内电极，2为从右侧引出的内电极，内电极的数量可以根据电容量的需求增加或减少；3为陶瓷介质层；分别为两侧引出内电极的封端镀层4。这种传统电容结构主要存在下述问题：
1.一种结构仅得到一个固定电容值，要得到不同电容值则需要改变结构参数，并根据新参数重新调整制作工艺；
2.随着电路和系统复杂度的提高，用量会大幅增加，难以适应电子系统向小尺寸高集成度发展的需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种可调叠层陶瓷电容器。
本发明采用的技术方案如下：
一种可调叠层陶瓷电容器，包括陶瓷基体和滑块；
陶瓷基体内部包括一个上电极和两个以上的下电极；
陶瓷基体的一侧开有滑槽，下电极的引出端位于滑槽内壁，上电极的引出端位于陶瓷基体未开槽的一侧，上电极和下电极引出端的外部的陶瓷基体上分别具有金属封端镀层；
所述滑槽内有与滑槽配合滑动的滑块，滑块上设置有与下电极引出端接触的第一金属触点，滑块上还设置有与金属封端镀层接触的第二金属触点，所述第一金属触点与第二金属触点连接，从而实现通过滑块将下电极与下电极引出端外部的金属封端镀层连通；所述上电极的引出端与上电极引出端外部的金属封端镀层接触；
上电极作为可调电容固定的极板，通过滑块的移动，选择不同的下电极作为可调电容的另一极板，从而实现陶瓷基体内电容的可调。
进一步地，所述第一金属触点与第二金属触点通过金属导线相连。
进一步地，所述第一金属触点为条状金属触点，所述第二金属触点为方形金属触点。
进一步地，所述滑块上设置有金属弹片，金属弹片辅助滑块固定在滑槽中。
进一步地，所述滑块为T型滑块，所述第一金属触点设置在T型滑块与下电极引出端接触的面上，在T型滑块的窄端与滑槽窄端的相接触的两个面的中部各有一个第二金属触点，第二金属触点与滑槽窄端内壁的金属封端镀层导通；在T型滑块的宽端与窄端相接的拐角两个面上各有一个金属弹片。
进一步地，陶瓷基体与第一金属触点接触的面和与金属弹片接触的面均不具有金属封端镀层，陶瓷基体与第二金属触点接触的面具有金属封端镀层。
由于采用了上述的技术方案，本发明的有益效果是：
(1)用一种简单结构实现了单片叠层陶瓷电容的多容值调节，还可以通过增加或减少下电极数目改变调节范围；
(2)电容器陶瓷基体部分的设计适应成熟的厚膜工艺技术，易于量产，调节滑块部分简单易加工，成本低；
(3)为电子系统的小型化和高密度集成提供了更大的设计空间。
附图说明
图1是常见叠层陶瓷电容器的剖面结构图；
图2是本发明实施例的可调叠层陶瓷电容器整体剖面图；
图3是本发明实施例的可调叠层陶瓷电容器的整体三维视图；
图4是本发明实施例的可调叠层陶瓷电容器的陶瓷基体部分沿不同长端方向的三维视图；
图5是本发明实施例的可调叠层陶瓷电容器的T型滑块沿正“T”和倒“T”方向的三维视图；
图6是本发明实施例的可调叠层陶瓷电容器的电容调节过程示意图；
图7是本发明实施例的可调叠层陶瓷电容器的电容调节过程示意图。
附图标记：
1-从左侧引出的内电极，2-从右侧引出的内电极，3-现有技术的陶瓷介质层，4-封端镀层；5-上电极，6-下电极，7-陶瓷介质层，8-上电极引出端外部的金属封端镀层，9-下电极引出端外部的金属封端镀层，10-T型滑槽，11-T型滑块，12-第一金属触点，13-第二金属触点，14-金属弹片，15-陶瓷基体，16-下电极引出端，17-上电极引出端，18-金属引线。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
下面结合附图对本发明做进一步描述。
一种可调叠层陶瓷电容器，包括陶瓷基体和滑块；
陶瓷基体内部包括一个上电极和两个以上的下电极；
陶瓷基体的一侧开有滑槽，下电极的引出端位于滑槽内壁，上电极的引出端位于陶瓷基体未开槽的一侧，上电极和下电极引出端的外部的陶瓷基体上分别具有金属封端镀层；
所述滑槽内有与滑槽配合滑动的滑块，滑块上设置有与下电极引出端接触的第一金属触点，滑块上还设置有与金属封端镀层接触的第二金属触点，所述第一金属触点与第二金属触点连接，从而实现通过滑块将下电极与下电极引出端外部的金属封端镀层连通；所述上电极的引出端与上电极引出端外部的金属封端镀层接触；
上电极作为可调电容固定的极板，通过滑块的移动，选择不同的下电极作为可调电容的另一极板，从而实现陶瓷基体内电容的可调。
在一个优选实施例中，所述第一金属触点与第二金属触点通过金属导线相连。
在一个优选实施例中，所述第一金属触点为条状金属触点，所述第二金属触点为方形金属触点。
在一个优选实施例中，所述滑块上设置有金属弹片，金属弹片辅助滑块固定在滑槽中。
在一个优选实施例中，所述滑块为T型滑块，所述第一金属触点设置在T型滑块与下电极引出端接触的面上，在T型滑块的窄端与T型滑槽窄端的相接触的两个面的中部各有一个第二金属触点，第二金属触点与滑槽窄端内壁的金属封端镀层导通；在T型滑块的宽端与窄端相接的拐角两个面上各有一个金属弹片。
在一个优选实施例中，陶瓷基体与第一金属触点接触的面和与金属弹片接触的面均不具有金属封端镀层，陶瓷基体与第二金属触点接触的面具有金属封端镀层。
在一个优选实施例中，滑块采用高密度聚乙烯或其它易加工的聚合物材料制作。
在一个优选实施例中，滑块为T型滑块时，可调叠陶瓷电容器的整体剖面图如图2所示，其中上电极5从左侧引出，下电极6从右侧引出，下电极6的数量可以根据需要增减，7是陶瓷介质层，下电极引出端一侧的T型滑槽10被虚线分割为两部分，左侧是滑槽宽端剖面，右侧是滑槽窄端剖面，T型滑槽内的T型滑块11也被虚线分割为两部分，左侧是滑块宽端剖面，右侧是滑块窄端剖面；
如图5所示，T型滑块11不同位置设有第一金属触点12，第二金属触点13和金属弹片14，所述第一金属触点12为条状金属触点，位于T型滑块宽端与下电极引出端16相接触的面上，所述第二金属触点13为方形金属触点，分别位于T型滑块窄端与T型滑槽窄端相接触的两个面的中部，在图2中重合，第一金属触点12和两个第二金属触点13在滑块内部通过金属导线18相互导通，金属弹片14位于T型滑块宽端与窄端相接构成90°拐角的两个面上，两个金属弹片14在图2中重合；
如图3所示，15为带T型槽的陶瓷基体；11为T型槽中的T型滑块；8和9分别是上电极引出端和T型滑槽窄口端的金属封端镀层。如图4所示，在T型滑槽10的各个内壁中，仅在与T型滑块窄端相接触的两侧内壁有金属封端镀层9。
图5是T型滑块沿正“T”和倒“T”方向的三维视图，第一金属触点12用于实现T型滑块11与下电极引出端16导通，第一金属触点12的高小于相邻两个下电极引出端16的间距，避免调节过程中同时导通相邻的两个下电极。T型滑块内的金属导线18用于实现第一金属触点12与第二金属触点13导通，第二金属触点13用于实现T型滑块11与T型滑槽窄口端的金属封端镀层9导通；T型滑块11被拨动到合适位置后能借助金属弹片14的压力固定在滑槽10中，所述第一金属触点12为条状金属触点，所述第二金属触点13为方形金属触点。
图6和图7是本发明提出的可调叠层陶瓷电容器的一种电容调节实施过程。如图6所示，下电极6包括从上至下的第一下电极、第二下电极、第三下电极及第四下电极，当T型滑块11移动到T型滑槽10中指定位置时，可调电容器的总电容值由上电极5、第一下电极和厚度为d的陶瓷介质层构成的平板电容提供，其值设为C1。其中，上电极5由左侧引出，并与金属封端镀层8连通；第一下电极由右侧引出，并与T型滑块11宽端的条状金属触点12连通；条状金属触点12通过滑块内部金属导线18与滑块窄端两个平行面上的方形金属触点13相互导通；两个方形金属触点13通过与T型滑槽窄端内壁接触而实现与滑槽窄口端的金属封端镀层9导通；滑块宽端与窄端相接构成90°拐角的两个面上的金属弹片14辅助滑块固定在T型滑槽中所示位置。如图7所示，当T型滑块11向下移动到T型滑槽10中的新位置时，可调电容器的总电容值由陶瓷介质层7厚度都为d的三个平板电容器串联得到,等效于由上电极5、第三下电极和厚度为3d的陶瓷介质层7构成的平板电容提供，其值设为C2，根据平板电容计算公式其中C是电容值，ε是平板间填充介质的相对介电常数，ε0是真空介电常数，S是电容极板面积，d是电容极板间距，C2与C1的数值关系为C2:C1＝d:3d＝1:3，等效平板电容的上电极和下电极间距增加，则电容值下降；反之，则电容值上升。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。如果本领域技术人员，在不脱离本发明的精神所做的非实质性改变或改进，都应该属于本发明权利要求保护的范围。
Claims (6)
1.一种可调叠层陶瓷电容器，其特征在于：
包括陶瓷基体和滑块；
陶瓷基体内部包括一个上电极和两个以上的下电极；
陶瓷基体的一侧开有滑槽，下电极的引出端位于滑槽内壁，上电极的引出端位于陶瓷基体未开槽的一侧，上电极和下电极引出端的外部的陶瓷基体上分别具有金属封端镀层；
所述滑槽内有与滑槽配合滑动的滑块，滑块上设置有与下电极引出端接触的第一金属触点，滑块上还设置有与金属封端镀层接触的第二金属触点，所述第一金属触点与第二金属触点连接，从而实现通过滑块将下电极与下电极引出端外部的金属封端镀层连通；所述上电极的引出端与上电极引出端外部的金属封端镀层接触；
上电极作为可调电容固定的极板，通过滑块的移动，选择不同的下电极作为可调电容的另一极板，从而实现陶瓷基体内电容的可调。
2.如权利要求1所述的一种可调叠层陶瓷电容器，其特征在于：所述第一金属触点与第二金属触点通过金属导线相连。
3.如权利要求2所述的一种可调叠层陶瓷电容器，其特征在于：所述第一金属触点为条状金属触点，所述第二金属触点为方形金属触点。
4.如权利要求1所述的一种可调叠层陶瓷电容器，其特征在于：所述滑块上设置有金属弹片，金属弹片辅助滑块固定在滑槽中。
5.如权利要求1所述的一种可调叠层陶瓷电容器，其特征在于：所述滑块为T型滑块，所述第一金属触点设置在T型滑块与下电极引出端接触的面上，在T型滑块的窄端与滑槽窄端的相接触的两个面的中部各有一个第二金属触点，第二金属触点与滑槽窄端内壁的金属封端镀层导通；在T型滑块的宽端与窄端相接的拐角两个面上各有一个金属弹片。
6.如权利要求5所述的一种可调叠层陶瓷电容器，其特征在于：陶瓷基体与第一金属触点接触的面和与金属弹片接触的面均不具有金属封端镀层，陶瓷基体与第二金属触点接触的面具有金属封端镀层。
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