CN110277243A - 多层陶瓷电容器阵列 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种多层陶瓷电容器阵列。公开了一种能够最小化由热冲击导致的破损并适合于订户的生产方式的多层陶瓷电容器阵列。构成所述电容器阵列的至少一个以上的多层陶瓷电容器(MLCC)由单一主体构成，并且两个外部电极通过焊接电连接于金属端子。

Description

多层陶瓷电容器阵列

技术领域

本发明涉及一种多层陶瓷电容器阵列，尤其涉及一种能够最小化由热冲击或机械冲击导致的破损的同时适合于订户的生产方式的多层陶瓷电容器阵列。

背景技术

在感应耦合离子体发生装置中，为了较高的感应而使用多个感应线圈，电容器设置于感应线圈之间或感应线圈与装置的射频(RF)电源之间，由此构成LC共振电路，从而起到电路的阻抗匹配作用。

如上述电路中，由于通过感应线圈瞬间发生包括频率分量的较高的电压，因此尽可能的应用具有较高的耐压性的多层陶瓷电容器(以下，统称为MLCC)。

图1示出现有的多层陶瓷电容器阵列的连接方式。

相互面向布置的金属端子100、100a之间布置有电容器阵列110，而为了与每个电容器阵列110的电连接，接触部102、102a垂直弯曲于金属端子100、100a的端部。

假设，构成电容器阵列110的每个MLCC 111具有3.0KVdc的额定电压(静电容量假设为390pF)，并且三个MLCC 111串联连接，串联连接的电容器阵列并列连接三个而构成。

由此，电容器阵列110具有总共9.0KVdc的额定电压，并有效地使用于高压环境下。

如此，为了确保较高的耐压性，将多个MLCC串联连接，并为了确保较高的静电容量，串联连接的MLCC并列连接多个，从而构成电容器阵列。

然而，为了MLCC的串联连接，如图1所示，MLCC的外部电极是通过介于其之间的焊料以焊接方式结合，因此在此过程中发生如下问题点。

MLCC的主体由陶瓷材质构成，而这种陶瓷材质对热冲击敏感。即，为了相互连接每个MLCC的外部电极的部位而进行焊接时热冲击传达至陶瓷主体与电极的结合边界面，由此可引起细微裂痕。

具有此种细微裂痕的MLCC长时间暴露于具有频率的AC电压或脉冲功率电压、振动、湿度以及温度等外部环境下，经过裂痕扩大后，具有最终破坏MLCC的绝缘性的危险性。

并且，如上所述的MLCC串联连接方式需要将每个MLCC的外部电极焊接的过程，因此工艺费用与使用的MLCC的数量成比例地增加，并存在难以经济且均匀地提供焊接的缺点。

而且，为了迅速的释放从串联连接的MLCC发生的热量，可以应用诸如散热器的散热端子，但是由于每个MLCC的外部电极是借由焊接而连接的状态，因此存在难以粘贴散热端子的问题。

另外，在MLCC中，由于焊接过程期间的热冲击或电路基板发生弯曲所导致的机械冲击，在与外部电极相邻的部分可形成横穿内部电极的裂痕。此时，由于串联连接的每个MLCC的尺寸已固定，因此形成的裂痕只能横穿内部电极，其结果在高电压施加于MLCC时，沿裂痕轨迹发生电弧，而发生电短路。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种在外部电极之间不进行焊接工艺，由此对主体产生较少的热冲击的多层陶瓷电容器阵列。

本发明的另一目的在于提供一种通过可自由地调节MLCC的长度，由此即使因热冲击或机械冲击而发生裂痕，而不会发生内部电极之间的电短路的多层陶瓷电容器阵列。

本发明的另一目的在于提供一种便于订户使用并且经济且可靠的可装配的多层陶瓷电容器阵列。

本发明的另一目的在于提供一种适合于顾客生产方式的多层陶瓷电容器阵列。

所述的目的通过一种多层陶瓷电容器阵列来实现，所述多层电容器阵列为布置于相互面对布置的金属端子之间的电容器阵列，其特征在于，所述电容器阵列由具有单一主体的多层陶瓷电容器(MLCC)构成，所述MLCC在内部由在电路上串联连接的多个单位MLCC构成，所述MLCC的两个外部电极通过焊接电连接于所述金属端子。

所述的目的通过一种多层陶瓷电容器阵列来实现，所述多层电容器阵列为布置于相互面对布置的金属端子之间的电容器阵列，其特征在于，所述电容器阵列由至少两个以上具有单一主体的多层陶瓷电容器(MLCC)并联排列而构成，所述MLCC在内部由在电路上串联连接的多个单位MLCC构成，所述单位MLCC具有相同的额定电压及静电电容或具有相同的额定电压和相异的静电电容，所述MLCC的两个外部电极通过焊接电连接于所述金属端子。

优选的，每个所述金属端子的相互面对的端部弯曲形成为与所述外部电极电接触的接触部，更为优选的，所述接触部的与所述外部电极相互面对的面可形成有插入所述外部电极的收容槽。

优选的，所述电容器阵列形成有至少一个以上将所述电容器阵列上下贯通的通孔，以使所述电容器阵列可借由上下方向供给并贯通于所述通孔的风而散热。

优选的，所述MLCC的内部具有多个内部电极，端部与外部电极相邻但与外部电极未连接的内部电极的水平余量可大于所述外部电极的带宽。

优选的，所述MLCC可相互以预设距离相隔布置。

根据本发明，构成电容器阵列的MLCC由单一体构成，从而无需外部电极之间的焊接工艺，由此并未在陶瓷机体施加由焊接导致的热冲击，因此在陶瓷主体上不会产生细微裂痕。

另外，即使在相邻于两个外部电极而发生由热冲击导致的裂痕，但是极性相异的内部电极之间不会发生电弧放电，因此并不会发生电短路。

另外，由于在每个MLCC外表面易于附着诸如散热器的散热端子，因此易于解决散热问题。

另外，在每个MLCC的外部电极之间并不需要焊接工艺，因此工艺费用并不会增加，而且能够经济且均匀地提供电容器阵列。

另外，电容器阵列可按照订户生产方式制作，因此可按订户所需的数量和规格设计电容器阵列，而且由于能够确定每个MLCC的额定电压及静电容量，因此可增大电容器阵列的设计余量。

附图说明

图1示出现有的多层陶瓷电容器阵列的连接方式。

图2示出根据本发明的一实施例的多层陶瓷电容器阵列的连接方式。

图3a为图2的一个MLCC的剖面图，图3b为等效电路图。

图4为应用于本发明的MLCC的变形的一个示例的剖面图。

图5a-5c示出根据本发明的多种电容器阵列。

图6示出根据本发明的另一实施例的电容器阵列。

符号说明

200、210：金属端子

201、211：收容槽

202、212：接触部

220、230：MLCC

240：电容器阵列

具体实施方式

本发明中使用的技术术语仅用于描述特定的实施例，须知其并非旨在限定本发明。并且，除非在本发明中特别定义为其他含义，否则本发明中使用的技术术语应当解释为本发明所属的技术领域中具备基本知识的人员通常能够理解的含义，不应解释为过度涵盖的含义或过度缩小的含义。而且，当本发明中使用的技术术语是无法准确表达本发明的思想的错误的技术术语时，应当替换为本领域技术人员可正确理解的术语加以理解。并且，对于本发明中使用的一般性术语而言，须根据词典中定义的含义或者上下文来解释，不应解释为过度缩小的含义。

以下，参照附图来详细说明本发明的实施例。

图2示出根据本发明的一实施例的多层陶瓷电容器阵列的连接方式，图3a示出图2的一个MLCC的剖面图，图3b为等效电路图。

相互面向布置的金属端子200、210之间布置有电容器阵列240，金属端子200、210的端部垂直弯曲而形成接触部202、212。

如图2的下部所示，在接触部202、212形成有插入每个MLCC的外部电极的收容槽211、201(形成于接触部202的收容槽)。

因此，虽然如图1所示，现有技术中多个MLCC串联排列且每个MLCC的外部电极之间通过焊接连接使用，但是在本发明中，MLCC无需串联连接，可在金属端子200、210的接触部202、212之间并联排列一个或多个MLCC而使用。

此实施例中，电容器阵列240由具有相同的额定电压和不同的静电容量的两个MLCC 220、230并联而构成，但是如下所述，也可具有相同的额定电压和静电容量。

图3a中以MLCC 220为例，其具有在外部电极之间沿长度方向延伸的内部电极224、225、226、227，因此如虚线划分，与三个电容器模块C1、C2、C3在电路上并联连接相等，从而具有与图3b相同的等效电路。

图1中，与将具有3.0KVdc的额定电压的每个MLCC 111串联焊接连接从而具有9.0KVdc的额定电压的现有的电容器阵列110相比，MLCC 220、230本身具有9.0KVdc的额定电压，因此电容器阵列240具有9.0KVdc的额定电压。

在此，每个MLCC 220、230内部中，电路上串联连接的每个电容器模块C1、C2、C3被分配1/3的额定电压。

因此，由于此实施例的电容器阵列240由两个MLCC 220、230构成，并且每个MLCC220、230具有与现有的电容器阵列本身相同的额定电压且由单一主体构成，因此无需外部电极之间的焊接工艺。

其结果，由焊接导致的热冲击不会施加到陶瓷主体，因此陶瓷主体不会发生细微裂痕，而且由于无需对于每个MLCC的外部电极的相互焊接工艺，因此不会增加工艺费用。

另外，电容器阵列240可以按照订户的生产方式制造，而且由于能够以订户所需的数量和规格设计电容器阵列240并确定MLCC的额定电压及静电容量，因此可增大电容器阵列的设计余量。

另外，由于在每个MLCC 220、230外表面易于粘贴诸如散热器的散热端子，因此易于解决散热问题。

在此，外部电极可通过焊接固定于收容槽201、211，焊接时施加于外部电极的热量可从形成有收容槽201、211的接触部202、212通过金属端子释放，因此与现有技术相比可最小化施加于MLCC 220、230的热冲击，并且易于可靠的焊接。

图4为应用于本发明的MLCC的变形的一个示例的剖面图。

图3中，在焊接过程中，因热冲击或发生电路基板的弯曲所导致的机械冲击，在与外部电极221相邻的部分可形成横穿内部电极225、227的裂痕223。

如此形成的裂痕223将横穿内部电极225、227，当较高的电压施加于MLCC 220时，沿裂痕223线发生电弧，并在内部电极225、227之间发生电短路。

根据此实施例，通过增加内部电极225的水平余量，即，内部电极225与外部电极221之间的距离M，从而即使发生相同的裂痕223，由于在内部电极225、227之间并不会发生电弧放电，因此可以防止电短路的发生。

内部电极225的水平余量可以是外部电极221的带宽L的1.2倍以上，然而并非局限于此。

增大内部电极225的水平余量的方法可以是增加MLCC 230、240的长度或减小内部端子225的长度的方法

图5a-5c示出根据本发明的多种电容器阵列。

参照图5a，电容器阵列由一个MLCC构成，在此情况下由于可通过一次切割工艺而构成MLCC，因此简化制造工艺，并易于设计应用于MLCC的额定电压和静电电容。

图5b中，电容器阵列由具有相同尺寸和规格(额定电压和静电容量)的一对并联连接的MLCC构成。根据此构成，由于制造具有相同尺寸和规格的多个MLCC，并将其成对构成以形成电容器阵列，因此制造工艺简单。

图5c的电容器阵列由具有相同尺寸和规格的多个MLCC并联连接而构成。根据此构成，由于制造具有相同尺寸和规格的多个MLCC，并以其所需要的数量来形成电容器阵列，因此易于电容器阵列的设计。

图6为根据本发明的另一实施例的多层陶瓷电容器阵列。

此实施例中，电容器阵列250具有贯通其表面和另一面的多个通孔251。

根据此构造，以电容器阵列250为基准从上部到下部的风可通过通孔251通过，由此从电容器阵列250产生的热量易于释放于大气中。

通孔251可在电容器阵列250的烧结之前或烧结之后形成，考虑到工艺上的便利性和费用层面时，优选在烧结之前的工艺构成。

即，可以应用如下的方法：事先在构成电容器阵列250的绿板green sheet上形成与通孔251对应的孔后，并对其进行压缩并烧结的方法，或压缩构成电容器阵列250的每个绿板green sheet后，并对与通孔251对应的空间进行模具冲压或激光冲压的方法。

通孔251应当避开形成于陶瓷主体的内部的内部电极而形成，但并未限定所形成的数量。

以上，虽然以本发明的实施例为中心进行了说明，然而在本领域技术人员的层次上自然能够加以多种多样的变更。因此，本发明的权利范围不能限定于上述实施例而解释，而是要根据所记载的权利要求书来解释。

Claims (10)

1.一种多层陶瓷电容器阵列，所述多层陶瓷电容器阵列为布置于相互面对布置的金属端子之间的电容器阵列，其特征在于,

所述电容器阵列由具有单一主体的多层陶瓷电容器构成，

所述多层陶瓷电容器在内部由在电路上串联连接的多个单位多层陶瓷电容器构成，

所述多层陶瓷电容器的两个外部电极通过焊接而电连接于所述金属端子。

2.如权利要求1所述的多层陶瓷电容器阵列，其特征在于，所述电容器阵列形成有至少一个以上将所述电容器阵列上下贯通的通孔，以使所述电容器阵列借由上下方向供给并贯通所述通孔的风而散热。

3.如权利要求1所述的多层陶瓷电容器阵列，其特征在于，每个所述金属端子的相互面对的端部弯曲形成为与所述外部电极电接触的接触部。

4.如权利要求3所述的多层陶瓷电容器阵列，其特征在于，所述接触部的与所述外部电极相互面对的面形成有插入所述外部电极的收容槽。

5.如权利要求1所述的多层陶瓷电容器阵列，其特征在于，

所述多层陶瓷电容器的内部具有多个内部电极，

端部与外部电极相邻但与外部电极未连接的内部电极的水平余量大于所述外部电极的带宽。

6.一种多层陶瓷电容器阵列，所述多层陶瓷电容器阵列为布置于相互面对布置的金属端子之间的电容器阵列，其特征在于，

所述电容器阵列由至少两个以上具有单一主体的多层陶瓷电容器并联排列而构成，

所述多层陶瓷电容器在内部由电路上串联连接的多个单位多层陶瓷电容器构成，

所述单位多层陶瓷电容器具有相同的额定电压及静电电容，或具有相同的额定电压和相异的静电电容，

所述多层陶瓷电容器的两个外部电极通过焊接而电连接于所述金属端子。

7.如权利要求6所述的多层陶瓷电容器阵列，其特征在于，每个所述金属端子的相互面对的端部弯曲形成为与所述外部电极电接触的接触部。

8.如权利要求7所述的多层陶瓷电容器阵列，其特征在于，所述接触部的与所述外部电极相互面对的面形成有插入所述外部电极的收容槽。

9.如权利要求6所述的多层陶瓷电容器阵列，其特征在于，

所述多层陶瓷电容器的内部具有多个内部电极，

端部与外部电极相邻但与外部电极未连接的内部电极的水平余量大于所述外部电极的带宽。

10.如权利要求6所述的多层陶瓷电容器阵列，其特征在于，所述多层陶瓷电容器相互以预设距离相隔布置。