CN110858515B - 电容器组件 - Google Patents

Abstract

可提供一种电容器组件，在所述电容器组件中，在主体的沿长度方向和厚度方向的截面(L‑T截面)中，在所述主体的中央部分中内电极之间的距离比在所述内电极的端部处内电极之间的距离近，并且在所述主体的沿宽度方向和厚度方向的截面(W‑T截面)中，在所述主体的中央部分中内电极之间的距离比在所述内电极的端部处所述内电极之间的距离远。

Description

电容器组件

本申请要求于2018年8月23日在韩国知识产权局提交的第10-2018-0098651号韩国专利申请的优先权的权益，该韩国专利申请的公开内容通过引用被全部包含于此。

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(MLCC)(电容器组件)是一种安装在诸如包括液晶显示器(LCD)、等离子显示面板(PDP)等的图像显示装置、计算机、智能电话、移动电话等各种类型的电子产品的印刷电路板上的用于充电和放电的片式电容器。

上面描述的多层陶瓷电容器可由于其诸如小尺寸、高电容和易于安装的优点而用作各种电子设备中的组件。随着诸如计算机、移动装置等各种电子装置的小型化和高输出，对于多层陶瓷电容器的小型化和高电容的需求已经增大。

发明内容

本公开的一方面可提供一种具有优异的耐受电压特性的电容器组件。

根据本公开的一方面，一种电容器组件可包括：主体，所述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，相应的介电层介于所述第一内电极和所述第二内电极之间，并且所述主体具有在第一方向上彼此相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且在第二方向上彼此相对的第三表面和第四表面以及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且在第三方向上彼此相对的第五表面和第六表面；以及第一外电极和第二外电极，分别设置在所述第三表面和所述第四表面上，其中，所述第一内电极与所述第四表面间隔开并暴露于所述第三表面，所述第二内电极与所述第三表面间隔开并暴露于所述第四表面，在所述主体的沿所述第一方向和所述第二方向的截面中，l2/l1>1，其中，l1是在所述主体的所述第二方向上的中央部分中彼此相邻的所述第一内电极和所述第二内电极之间的距离，l2是所述第一内电极的与所述第四表面间隔开的第一端与相邻于所述第一端的所述第二内电极之间的距离或者是所述第二内电极的与所述第三表面间隔开的第二端与相邻于所述第二端的所述第一内电极之间的距离，并且在所述主体的沿所述第一方向和所述第三方向的截面中，l4/l3≤0.99，其中，l3是在所述主体的所述第三方向上的中央部分中彼此相邻的第一内电极和第二内电极之间的距离，l4是在所述第一内电极或所述第二内电极的端部处所述第一内电极和所述第二内电极之间的距离。

根据本公开的一方面，一种电容器组件包括：主体，具有在厚度方向上彼此相对的第一表面和第二表面、在长度方向上彼此相对的第三表面和第四表面以及在宽度方向上彼此相对的第五表面和第六表面，所述第三表面和所述第四表面连接所述第一表面和所述第二表面，并且所述第五表面和所述第六表面连接所述第一表面和所述第二表面以及所述第三表面和所述第四表面；第一内电极和第二内电极，所述第一内电极暴露于所述第三表面并与所述第四表面间隔开，所述第二内电极暴露于所述第四表面并与所述第三表面间隔开，所述第一内电极和所述第二内电极设置在所述主体内部，所述第一内电极和所述第二内电极中的每对内电极通过介电层而隔开使得：在长度-厚度截面中，在所述长度方向上的端部部分处一对彼此相邻的内电极之间的距离l2与在中央部分处所述一对彼此相邻的内电极之间的距离l1之比大于1，并且在宽度-厚度截面中，在所述宽度方向上的端部部分处一对彼此相邻的内电极之间的距离l4与在中央部分处所述一对彼此相邻的内电极之间的距离l3之比小于或等于0.99。

附图说明

通过下面结合附图的详细描述，本公开的以上和其它方面、特征和优点将被更清楚地理解，在附图中：

图1是示意性地示出根据本公开中的示例性实施例的电容器组件的透视图；

图2是沿图1的线I-I'截取的截面图；

图3是沿图1的线II-II'截取的截面图；以及

图4A和图4B示出用于制造根据本公开中的示例性实施例的电容器组件的其上印刷有内电极的陶瓷生片。

具体实施方式

在下文中，现将参照附图详细地描述本公开的示例性实施例。在附图中，为了清楚起见，可夸大或程式化组件的形状、尺寸等。

然而，本公开可以以许多不同的形式例证，并且本公开不应被解释为限于在此所阐述的具体实施例。更确切地，提供这些实施例，以使得本公开将是透彻和完整的，并且将向本领域的技术人员充分地传达本公开的范围。

在此使用的术语“示例性实施例”不是指相同的示例性实施例，并且被设置用于强调不同于其它示例性实施例的特征或特性的特定特征或特性。然而，在此提供的示例性实施例被认定为能够通过全部或部分地彼此结合来实现。例如，除非在此提供相反或矛盾的描述，否则即使未在另一示例性实施例中描述，在特定的示例性实施例中描述的一个元件也可被理解为与另一示例性实施例相关的描述。

在说明书中的一个组件与另一组件“连接”的含义包括两个组件之间通过第三个组件间接连接以及两个组件之间直接连接。此外，“电连接”意味着包括物理连接和物理断开的概念。能够理解的是，当用“第一”和“第二”提及元件时，所述元件不被其限制。“第一”和“第二”可仅用于将所述元件与其它元件区分开的目的，并且可不限制元件的顺序或重要性。在一些情况下，在不脱离这里所阐述的权利要求的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件。相似地，第二元件也可被称为第一元件。

在此，上部、下部、上侧、下侧、上表面、下表面等在附图中确定。另外，竖直方向指的是向上和向下方向，水平方向指的是垂直于上述的向上和向下方向的方向。在这种情况下，竖直截面是指沿竖直方向上的平面截取的情况，并且其示例可以是附图中示出的截面图。此外，水平截面是指沿水平方向上的平面截取的情况，并且其示例可以是附图中示出的平面图。

在此使用的术语仅为了描述示例性实施例而使用，而不是限制本公开。在这种情况下，除非在上下文中另有说明，否则单数形式包括复数形式。

在附图中，X方向指的是第二方向、L方向或长度方向，Y方向指的是第三方向、W方向或宽度方向，Z方向指的是第一方向、堆叠方向、T方向或厚度方向。

电容器组件

图1是示意性地示出根据本公开中的示例性实施例的电容器组件的透视图。

图2是沿图1的线I-I'截取的截面图。

图3是沿图1的线II-II'截取的截面图。

图4A和图4B示出用于制造根据本公开中的示例性实施例的电容器组件的其上印刷有内电极的陶瓷生片。

参照图1至图4B，根据本公开中的示例性实施例的电容器组件100可包括：主体110，包括介电层111以及交替地设置的第一内电极121和第二内电极122，且相应的介电层介于第一内电极121和第二内电极122之间，并且主体110具有在第一(Z)方向上彼此相对的第一表面1和第二表面2、连接到第一表面和第二表面且在第二(X)方向上彼此相对的第三表面3和第四表面4以及连接到第一表面至第四表面且在第三(Y)方向上彼此相对的第五表面5和第六表面6；以及第一外电极131和第二外电极132，分别设置在第三表面和第四表面上，其中，第一内电极121与第四表面间隔开并暴露于第三表面，第二内电极122与第三表面间隔开并暴露于第四表面，在主体110的沿第一方向和第二方向的截面中，l2/l1>1，其中，l1是在主体的第二方向上的中央部分中彼此相邻的第一内电极和第二内电极之间的距离，l2是第一内电极的与第四表面间隔开的第一端与相邻于第一端的第二内电极之间的距离或者是第二内电极的与第三表面间隔开的第二端与相邻于第二端的第一内电极之间的距离，并且在主体的沿第一方向和第三方向的截面中，l4/l3≤0.99，其中，l3是在主体的第三方向上的中央部分中彼此相邻的第一内电极和第二内电极之间的距离，l4是在第一内电极或第二内电极的端部处第一内电极和第二内电极之间的距离。

在主体110中，介电层111以及第一内电极121和第二内电极122可交替地堆叠。

主体110的具体形状不受特别地限制，但是如附图中所示，主体110可具有六面体形状或与其类似的形状。尽管主体110可能由于在烧结时包含在主体110中的陶瓷粉末颗粒的收缩而不呈现具有完美直线的六面体形状，然而主体110可具有大致的六面体形状。

主体110可具有在厚度(Z)方向上彼此相对的第一表面1和第二表面2、连接到第一表面1和第二表面2且在长度(X)方向上彼此相对的第三表面3和第四表面4以及连接到第一表面1、第二表面2、第三表面3和第四表面4且在宽度(Y)方向上彼此相对的第五表面5和第六表面6。

形成主体110的多个介电层111可处于烧结状态，并且相邻的介电层111可彼此一体地形成使得在不使用扫描电子显微镜(SEM)的情况下它们之间的边界不明显。

只要可获得足够的电容，介电层111的原材料可不受特别地限制。例如，介电层111的原材料可以是钛酸钡(BaTiO₃)粉末。根据本公开的目的，介电层111的材料可通过将各种陶瓷添加剂、有机溶剂、增塑剂、粘合剂、分散剂等添加到诸如钛酸钡(BaTiO₃)粉末等的粉末来制备。

主体110的上部和下部(也就是说，主体111在厚度(Z)方向上的两个端部部分)可分别包括通过将其上未形成内电极的介电层进行堆叠而形成的覆盖层112。覆盖层112可用于保持电容器抵抗外部冲击的可靠性。

覆盖层112的厚度不受特别地限制。然而，为了更容易地实现电容器组件的小型化和高电容，覆盖层112的厚度可以是20μm或更小。

然后，内电极121和122可交替地堆叠且介电层(例如，一层)介于它们之间，并且内电极121和122可包括第一内电极121和第二内电极122。第一内电极121和第二内电极122可被设置为彼此面对且介电层111介于它们之间并构成主体110，并且第一内电极121和第二内电极122分别暴露于主体110的第三表面3和第四表面4。

参照图2，第一内电极121可与第四表面4间隔开并暴露于第三表面，第二内电极122可与第三表面3间隔开并暴露于第四表面。

这里，第一内电极121和第二内电极122通过设置在它们之间的介电层111而彼此电隔离。参照图4A和图4B，可通过对其上印刷有第一内电极121的陶瓷生片a和其上印刷有第二内电极122的陶瓷生片b交替地堆叠然后烧结所堆叠的陶瓷生片a和b来形成主体110。

形成第一内电极121和第二内电极122的材料不受特别地限制，但是可以是利用从由(例如)诸如钯(Pd)、钯-银(Pd-Ag)合金等贵金属材料、镍(Ni)和铜(Cu)组成的组中选择的至少一种形成的导电膏。

印刷导电膏的方法可以是丝网印刷法、凹版印刷法等，但不限于此。

参照图2，在观察主体110的沿第一方向和第二方向的截面(L-T截面)时，根据本公开中的示例性实施例的电容器组件可满足l2/l1>1，其中，l1是在主体100的第二方向上的中央部分中彼此相邻的第一内电极121和第二内电极122之间的距离，l2是第一内电极的与第四表面间隔开的第一端121e与相邻于第一端的第二内电极122之间的距离或者是第二内电极的与第三表面间隔开的第二端122e与相邻于第二端的第一内电极121之间的距离。

为了同时实现多层陶瓷电容器的小型化和高电容，需要减小介电层和内电极的厚度以增大所堆叠的介电层和内电极的数量。当前，介电层的厚度已经达到约0.6μm，并且已经持续地变薄。

然而，当介电层形成为具有小于0.6μm的厚度时，可能难以确保耐受电压特性，并且由绝缘电阻(IR)劣化而导致的缺陷可能增加，使得质量、产量等可能降低。

特别地，因为在主体110的沿第一方向和第二方向的截面(L-T截面)中，诸如堆叠台阶等大量工艺缺陷可能包括在主体110的外侧部分中而不是包括在主体110的第二方向上的中央部分中，所以耐受电压减小的问题可能频繁地发生在主体110的外侧部分中。

这里，主体110的第二方向上的外侧部分可表示在主体110的在第一方向和第二方向的截面(L-T截面)中第一内电极的与第四表面间隔开的第一端121e和第二内电极的与第三表面间隔开的第二端122e所处的部分。

当根据本公开的电容器组件满足l2/l1>1时，由于在主体110的第二方向上的外侧部分中的介电层的厚度可比在主体110的第二方向上的中央部分中的介电层的厚度厚，因此可改善耐受电压特性。

使电容器组件满足l2/l1>1的方法不受特别地限制。例如，可使用通过控制烧结条件来促进在主体110的第二方向上的外侧部分中的介电层的晶粒生长的方法。

这里，l2/l1可满足1.05≥l2/l1>1。

当l2/l1是1或更小时，可能难以改善耐受电压特性，并且当l2/l1大于1.05时，由于与主体110的第二方向上的中央部分相比，在主体110的第二方向上的外侧部分中的介电层的厚度可能过厚，使得电容器组件的形状可能过度地变形，因此可能难以保持电容器组件的形状。

参照图3，在主体110的沿第一方向和第三方向的截面(W-T截面)中，根据本公开的示例性实施例的电容器组件可满足l4/l3≤0.99，其中，l3是在主体110的第三方向上的中央部分中彼此相邻的第一内电极和第二内电极之间的距离，l4是在第一内电极或第二内电极的端部处第一内电极和第二内电极之间的距离。

也就是说，在主体110的沿第一方向和第三方向的截面(W-T截面)中，在主体110的第三方向上的中央部分中的介电层的厚度可比在主体110的第三方向上的外侧部分中的介电层的厚度厚。

这里，主体110的第三方向上的外侧部分可表示在观察主体110的沿第一方向和第三方向的截面(W-T截面)时第一内电极和第二内电极的两端所处的部分。

在满足l2/l1>1的状态下，当在主体110的沿第一方向和第三方向的截面(W-T截面)中在主体110的第三方向上的外侧部分中的介电层的厚度也增大时，由于电容器组件的形状很可能变形，因此为了在保持电容器组件的形状的同时改善耐受电压特性，需要满足l4/l3≤0.99。

也就是说，在增大主体110的第二方向上的外侧部分和主体110的第三方向上的外侧部分两者中的介电层的厚度的情况下，可能难以保持电容器组件的形状。因此，为了在保持电容器组件的形状的同时改善耐受电压特性，需要满足l4/l3≤0.99。

这里，l4/l3可满足0.95≤l4/l3≤0.99。

当l4/l3大于0.99时，如上描述，电容器组件的形状很可能变形，并且当l4/l3小于0.95时，在主体110的第三方向上的外侧部分中的介电层的厚度可能过薄，通过使电容器组件满足l2/l1>1而获得的改善耐受电压特性的效果可能劣化。

此外，通过使l2/l1满足1.05≥l2/l1>1并且使l4/l3满足0.95≤l4/l3≤0.99，可保持电容器组件的形状，并且同时可改善耐受电压特性。

同时，第一内电极121和第二内电极122的厚度不受特别地限制。然而，为了更容易地实现电容器组件的小型化和高电容，第一内电极121和第二内电极122的厚度可以是0.4μm或更小。

第一内电极121和第二内电极122的厚度可表示第一内电极121和第二内电极122的平均厚度。

从通过使用扫描电子显微镜(SEM)扫描主体110的沿长度方向和厚度方向的截面(L-T截面)而获得的图像可测量第一内电极121和第二内电极122的平均厚度。

例如，关于从通过使用扫描电子显微镜(SEM)扫描主体110的在宽度(W)方向上的中央部分中沿长度方向和厚度方向切割出的主体110的截面(L-T截面)而获得的图像中随机抽取的第一内电极121和第二内电极122，可在沿长度方向以相等间距设置的三十个点处测量第一内电极和第二内电极的厚度以测量它们的平均值(即，第一内电极的平均值和第二内电极的平均值)。

可在电容形成部中测量以相等间距设置的三十个点，电容形成部表示第一内电极121和第二内电极121彼此重叠的区域。

此外，不需要特别地限制介电层111的厚度。

然而，当介电层形成为具有小于0.6μm的薄的厚度时，特别地，当介电层的厚度是0.4μm或更小时，由于每个介电层中能够存在的介电晶粒的数量受到限制，因此可能难以确保耐受电压特性，并且由介电层的绝缘电阻(IR)劣化导致的缺陷可能增加，使得质量、产量等可能劣化。

如上所述，当根据本公开中的示例性实施例满足l2/l1>1和l4/l3≤0.99时，可改善电容器组件的耐受电压特性，并且由于可改善击穿电压(BDV)特性和可靠性，因此即使在介电层的厚度为0.4μm或更小的情况下，仍可确保充分的耐受电压特性。

因此，在介电层111的厚度为0.4μm或更小的情况下，改善耐受电压特性、击穿电压(BDV)特性和可靠性的效果可更显著地增大。

介电层111的厚度可表示设置在第一内电极121和第二内电极122之间的介电层111的平均厚度。

从通过使用扫描电子显微镜(SEM)扫描主体110的沿长度方向和厚度方向的截面(L-T截面)而获得的图像可测量介电层111的平均厚度。

例如，关于从通过使用扫描电子显微镜(SEM)扫描主体110的在宽度方向上的中央部分处沿长度方向和厚度方向切割出的主体110的截面(L-T截面)而获得的图像中随机抽取的介电层，可在沿长度方向以相等间距设置的三十个点处测量介电层的厚度以测量它们的平均值。

可在电容形成部中测量以相等间距设置的三十个点，电容形成部是第一内电极121和第二内电极122彼此重叠的区域。

外电极131和132可设置在主体110上并且分别连接到内电极121和122。如图2中所示，电容器组件100可包括分别连接到第一内电极121和第二内电极122的第一外电极131和第二外电极132。尽管在本示例性实施例中描述了电容器组件100包括两个外电极131和132的结构，然而外电极131和132的数量、形状等可根据内电极121和122的形状或其它目的而改变。

同时，外电极131和132可利用任何材料形成，只要该材料具有导电性即可。可考虑电学特性、结构稳定性等来确定外电极131和132的具体材料。此外，外电极131和132可具有多层结构。

例如，外电极131和132可分别包括设置在主体110上的电极层131a和132a以及形成在电极层131a和132a上的镀层131b和132b。

更具体地，电极层131a和132a可以是例如包含导电金属和玻璃的烧结电极，其中，导电金属可以是铜(Cu)。此外，电极层131a和132a可以是包含多种金属颗粒和导电树脂的树脂类电极。

更具体地，镀层131b和132b可以是例如Ni镀层或Sn镀层。镀层131b和132b也可分别包括依次形成在电极层131a和132a上的Ni镀层和Sn镀层，或者包括多个Ni镀层和/或多个Sn镀层。

同时，电容器组件100的尺寸不受特别地限制。

然而，由于为了同时实现小型化和高电容需要减小介电层和内电极的厚度以增大所堆叠的介电层和内电极的数量，因此在具有0402(0.4mm×0.2mm)尺寸或更小的电容器组件中，改善耐受电压特性、击穿电压(BDV)特性和可靠性的效果可更显著地增大。

因此，当电容器组件的第一方向上的长度被定义为电容器组件的厚度并且电容器组件的第二方向上的长度被定义为电容器组件的长度时，电容器组件的长度可以是0.4mm或更小，电容器组件的厚度可以是0.2mm或更小。

也就是说，电容器组件可以是具有0402(0.4mm×0.2mm)尺寸或更小的电容器组件。

如以上所阐述的，根据本公开中的示例性实施例，可提供一种具有优异的耐受电压特性的电容器组件

尽管上面已经示出和描述了示例性实施例，但是对于本领域技术人员将明显的是，可在不脱离本发明的由所附权利要求限定的范围的情况下进行修改和改变。

Claims (12)

1.一种电容器组件，所述电容器组件包括：

主体，所述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，相应的介电层介于所述第一内电极和所述第二内电极之间，并且所述主体具有在第一方向上彼此相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且在第二方向上彼此相对的第三表面和第四表面以及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且在第三方向上彼此相对的第五表面和第六表面；以及

第一外电极和第二外电极，分别设置在所述第三表面和所述第四表面上，

其中，所述第一内电极与所述第四表面间隔开并暴露于所述第三表面，

所述第二内电极与所述第三表面间隔开并暴露于所述第四表面，

在所述主体的沿所述第一方向和所述第二方向的截面中，l2/l1>1，其中，l1是在所述主体的所述第二方向上的中央部分中彼此相邻的所述第一内电极和所述第二内电极之间的距离，l2是所述第一内电极的与所述第四表面间隔开的第一端与相邻于所述第一端的所述第二内电极之间的距离或者是所述第二内电极的与所述第三表面间隔开的第二端与相邻于所述第二端的所述第一内电极之间的距离，并且

在所述主体的沿所述第一方向和所述第三方向的截面中，l4/l3≤0.99，其中，l3是在所述主体的所述第三方向上的中央部分中彼此相邻的第一内电极和第二内电极之间的距离，l4是在所述第一内电极或所述第二内电极的端部处所述第一内电极和所述第二内电极之间的距离。

2.根据权利要求1所述的电容器组件，其中，l2/l1满足1.05≥l2/l1>1。

3.根据权利要求1或2所述的电容器组件，其中，l4/l3满足0.95≤l4/l3≤0.99。

4.根据权利要求1所述的电容器组件，其中，所述介电层的平均厚度是0.4μm或更小。

5.根据权利要求1或4所述的电容器组件，其中，所述第一内电极和所述第二内电极中每个的平均厚度是0.4μm或更小。

6.根据权利要求1所述的电容器组件，其中，包括介电层的覆盖部设置在所述主体的所述第一方向上的两个端部部分中，并且所述覆盖部的厚度是20μm或更小。

7.根据权利要求1所述的电容器组件，其中，所述电容器组件的对应于所述第二方向的长度是0.4mm或更小，并且所述电容器组件的对应于所述第一方向的厚度是0.2mm或更小。

8.一种电容器组件，所述电容器组件包括：

主体，具有在厚度方向上彼此相对的第一表面和第二表面、在长度方向上彼此相对的第三表面和第四表面以及在宽度方向上彼此相对的第五表面和第六表面，所述第三表面和所述第四表面连接所述第一表面和所述第二表面，并且所述第五表面和所述第六表面连接所述第一表面和所述第二表面以及所述第三表面和所述第四表面；

第一内电极和第二内电极，所述第一内电极暴露于所述第三表面并与所述第四表面间隔开，所述第二内电极暴露于所述第四表面并与所述第三表面间隔开，所述第一内电极和所述第二内电极设置在所述主体内部，每对第一内电极和第二内电极通过介电层而隔开，使得：

在长度-厚度截面中，在所述长度方向上的端部部分处一对彼此相邻的内电极之间的距离l2与在中央部分处所述一对彼此相邻的内电极之间的距离l1之比大于1，并且

在宽度-厚度截面中，在所述宽度方向上的端部部分处一对彼此相邻的内电极之间的距离l4与在中央部分处所述一对彼此相邻的内电极之间的距离l3之比小于或等于0.99。

9.根据权利要求8所述的电容器组件，所述电容器组件还包括：第一外电极，设置在所述第三表面上并且连接到所述第一内电极；第二外电极，设置在所述第四表面上并且连接到所述第二内电极。

10.根据权利要求8所述的电容器组件，其中，所述介电层的平均厚度是0.4μm或更小，并且所述第一内电极和所述第二内电极中每个的平均厚度是0.4μm或更小。

11.根据权利要求8所述的电容器组件，其中，l2/l1满足1.05≥l2/l1>1，并且l4/l3满足0.95≤l4/l3≤0.99。

12.根据权利要求8所述的电容器组件，所述电容器组件还包括设置在所述主体的所述厚度方向上的两个端部部分中的覆盖部，并且所述覆盖部的厚度是20μm或更小。

Images