CN110875142B - 电容器组件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电容器组件，所述电容器组件包括：主体，包括在第一方向上交替设置的第一内电极和第二内电极；第一连接电极和第二连接电极，在主体中沿第一方向延伸、分别连接到第一内电极和第二内电极并且在第二方向上彼此相对；以及第一外电极和第二外电极，设置在主体的一个表面上、分别连接到第一连接电极和第二连接电极并且均包括延伸图案和连接图案，延伸图案设置在所述一个表面的在第二方向上的一个端部处并且沿第三方向延伸，连接图案从延伸图案的与延伸图案的在第三方向上的两端间隔开的区域沿第二方向延伸并且连接到位于与延伸图案的在第三方向上的相对端间隔开的区域中的第一连接电极和第二连接电极中的一个。
Description
本申请要求于2018年8月29日在韩国知识产权局提交的第10-2018-0101835号韩国专利申请的优先权的权益，该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
本公开涉及一种电容器组件。
背景技术
多层陶瓷电容器(MLCC)(一种电容器组件)是安装在包括显示装置(诸如液晶显示器(LCD)和等离子显示面板(PDP))、计算机、智能电话和移动电话的各种电子产品的印刷电路板上并用于充电或放电的一种片式电容器。
多层陶瓷电容器(MLCC)具有小尺寸、高电容和易于安装的优点，因此可用作各种电子装置的组件。因此，MLCC近来已被开发为具有高电容和高可靠性。
为了实现具有高电容的电容器，存在一种通过提高构成电容器主体的材料的介电常数或通过减小介电层和内电极的厚度来增加堆叠层的数量的方法。然而，开发具有这样的高介电常数的材料组合物不容易，并且在使用现有方法减小介电层的厚度方面存在限制。因此，在使用以上方法增大产品的电容方面存在限制。
在这方面，正在开发一种在其中形成过孔或通孔、通过用导电材料填充该过孔或通孔来形成过孔电极并且形成下电极以连接到该过孔电极的多层陶瓷电容器。
发明内容
本公开的一方面可提供一种在具有高电容和低等效串联电感(ESL)的同时可防止外电极之间的短路的多层陶瓷电容器。
根据本公开的一方面，一种电容器组件可包括：主体，包括介电层以及在第一方向上交替设置的第一内电极和第二内电极且所述介电层介于所述第一内电极和所述第二内电极之间；第一连接电极和第二连接电极，在所述主体中沿所述第一方向延伸，分别连接到所述第一内电极和所述第二内电极并且在与所述第一方向垂直的第二方向上彼此相对；以及第一外电极和第二外电极，设置在所述主体的一个表面上并且分别连接到所述第一连接电极和所述第二连接电极，其中，所述第一外电极包括第一延伸图案和第一连接图案，所述第一延伸图案设置在所述主体的所述一个表面的在所述第二方向上的一个端部处并且沿与所述第一方向和所述第二方向垂直的第三方向延伸，所述第一连接图案从所述第一延伸图案的与所述第一延伸图案的在所述第三方向上的两端间隔开的区域沿所述第二方向延伸并且连接到位于与所述第一延伸图案的在所述第三方向上的相对端间隔开的区域中的所述第一连接电极，并且所述第二外电极包括第二延伸图案和第二连接图案，所述第二延伸图案设置在所述主体的所述一个表面的在所述第二方向上的另一端部处并且沿所述第三方向延伸，所述第二连接图案从所述第二延伸图案的与所述第二延伸图案的在所述第三方向上的两端间隔开的区域沿所述第二方向延伸并且连接到位于与所述第二延伸图案的在所述第三方向上的相对端间隔开的区域中的所述第二连接电极。
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示意性示出了根据本公开中的实施例的电容器组件的透视图；
图2示意性示出了沿着图1中的线I-I'截取的剖面图；
图3是主体的在宽度-长度方向上的截面图，用于解释第一内电极与第一连接电极和第二连接电极之间的连接关系；
图4是在宽度-长度方向上的截面图，用于解释第二内电极与第一连接电极和第二连接电极之间的连接关系；
图5是示出根据本公开中的实施例的电容器组件的外电极的视图；以及
图6是示出根据本公开中的另一实施例的电容器组件的外电极的视图。
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，X方向可定义为第三方向或长度方向，Y方向为第二方向或宽度方向，Z方向为第一方向、厚度方向或层叠方向。
图1示意性示出了根据本公开中的实施例的电容器组件的透视图，图2示意性示出了沿着图1中的线I-I'截取的剖面图，图3是主体的在宽度-长度方向上的截面图，用于解释第一内电极与第一连接电极和第二连接电极之间的连接关系，图4是在宽度-长度方向上的截面图，用于解释第二内电极与第一连接电极和第二连接电极之间的连接关系，以及图5是示出根据本公开中的实施例的电容器组件的外电极的视图。
参照图1至图5，将描述根据本公开中的示例性实施例电容器组件10的构成。
根据示例性实施例的电容器组件10的主体可包括：介电层111以及沿第一方向(Z方向)交替设置的第一内电极121和第二内电极122且介电层111介于第一内电极121和第二内电极122之间。
主体110可具有堆叠有多个介电层111的形式，并且可通过堆叠然后烧结多个陶瓷生片来获得。通过该烧结工艺，多个介电层111可具有一体的形式。主体110的形状和尺寸以及介电层111的堆叠数量不限于本实施例中示出的那样。例如，如图1中所示，主体110的形状可以是矩形平行六面体。
主体110可具有在厚度方向(Z方向)上彼此背对的第一表面1和第二表面2、连接到第一表面1和第二表面2并且在长度方向(X方向)上彼此背对的第三表面3和第四表面4以及连接到第三表面3和第四表面4并且在宽度方向(Y方向)上彼此背对的第五表面5和第六表面6。
包括在主体110中的介电层111中的每个可包括具有高介电常数的陶瓷材料。例如，陶瓷材料可包括钛酸钡(BaTiO3)基或钛酸锶(SrTiO3)基材料或本领域公知的其他材料，只要获得足够的电容即可。介电层111还可包括在必要时与作为主成分的陶瓷材料一起添加的诸如添加剂、有机溶剂、增塑剂、粘合剂、分散剂等的其他材料，并且介电层111可包括与作为添加剂添加到内电极121和122的材料相同的材料。这样的添加剂的浓度可适当地局部调节，以确保均匀的烧结性能。
主体110可通过堆叠四层或更多层的介电层111来形成。例如，主体110可通过堆叠400至500层的介电层111来形成。
在主体110的上部和下部，可设置通过堆叠不包括内电极的介电层而形成的覆盖层112。覆盖层112可用于保持电容器组件10抵抗外部冲击的可靠性。
主体110可包括交替设置且介电层111中的每个介于它们之间的第一内电极121和第二内电极122。
第一内电极121和第二内电极122在通过分别连接到不同的外电极141和142而被驱动时可具有彼此不同的极性。第一内电极121和第二内电极122可通过在陶瓷生片的一个表面上印刷具有预定厚度的包括导电金属的膏，然后烧结膏而获得。第一内电极121和第二内电极122的主要构成材料可以是镍(Ni)、铜(Cu)、钯(Pd)、银(Ag)或它们的合金。
这里，第一内电极121和第二内电极122可分别包括第一绝缘部121a和第二绝缘部122a。第一绝缘部121a和第二绝缘部122a可分别指的是不形成第一内电极121和第二内电极122的区域，并且分别用于将第一内电极121和第二内电极122仅连接到具有不同极性的外电极。也就是说，如图3和图4中所示，第一连接电极131可通过第二绝缘部122a与第二内电极122间隔开；第二连接电极132可通过第一绝缘部121a与第一内电极121间隔开。主体110中对应于第一绝缘部121a和第二绝缘部122a的空间可通过制造主体110的压制工艺和烧结工艺用陶瓷生片的介电材料来填充。
第一内电极121和第二内电极122可分别通过第一连接电极131和第二连接电极132连接到第一外电极141和第二外电极142。因此，可使具有介电层中的每个介于它们之间的第一内电极121和第二内电极122彼此重叠的区域最大化。结果，电容器组件10的电容可显著增大。
主体110可包括第一连接电极131和第二连接电极132，第一连接电极131和第二连接电极132在主体中沿第一方向(Z方向)延伸并分别连接到第一内电极121和第二内电极122，并且被设置为在与第一方向(Z方向)垂直的第二方向(Y方向)上彼此相对。
第一连接电极131和第二连接电极132可沿厚度方向(Z方向)穿透主体110的在宽度方向(Y方向)上的中间部分。中间部分可彼此间隔开并且与主体110的第三表面3至第六表面6间隔开。第一连接电极131和第二连接电极132以及主体110的在宽度方向(Y方向)上位于第一连接电极131和第二连接电极132之间的部分可以是主体110的在宽度方向(Y方向)上的中央部分。
随着频率增大，交流电AC在电容器组件10中流动，并且等效串联电感(ESL)通过由电流产生的磁通量确定。因此，使电流路径最小化以使ESL最小化是重要的。此外，电流信号具有以下趋势：在具有高频率时形成具有最小阻抗的最短路径，使得连接电极的布置影响ESL。因此，第一连接电极131和第二连接电极132可设置在主体的在宽度方向(Y方向)上的中央部分处以缩短电流路径，从而降低ESL。
第一连接电极131和第二连接电极132彼此越接近，电流路径可越短。当第一连接电极131和第二连接电极132之间的距离太短时，可能由于它们之间的接触发生短路故障。因此，第一连接电极131和第二连接电极132之间的距离可考虑第一连接电极131和第二连接电极132的直径来确定。
此外，第一连接电极131和第二连接电极132可设置为在宽度方向(Y方向)上彼此相对，使得第一外电极141的第一延伸图案141b和第二外电极142的第二延伸图案142b可形成为在主体的长度方向(X方向)上延长，如下所述。因此，当电容器组件10安装在板上时，可防止主体110破裂并且可增强电容器组件10和板之间的粘附力。
因此，当W是主体的在第二方向上的长度并且L是主体的在第三方向上的长度时，第一延伸图案141b和第二延伸图案142b可满足W<L并形成为在长度方向(X方向)上延长。被延长的元件可意味着元件在延长方向上的长度大于元件在与延长方向垂直的另一方向上的长度。
此外，第一连接电极131和第二连接电极132可与主体的在长度方向(X方向)上的相对的端表面3和4间隔开，使得第一连接图案141a和第二连接图案142a与主体110的在长度方向(X方向)上相对的端表面3和4间隔开。
在第一连接图案141a和第二连接图案142a不与主体的相对的端表面3和4间隔开的情况下，在执行镀覆时，镀层可能形成为使得第一连接图案141a和第二连接图案142a连接到在长度方向(X方向)上相对的端表面3和4，因此，可能由于镀层而发生短路。
第一连接电极131和第二连接电极132可分别通过用导电材料填充贯穿主体110的过孔来形成。第一连接电极131和第二连接电极132可通过涂覆导电膏的方法或镀覆的方法用导电材料填充过孔来形成。导电材料的主要成分可以是镍(Ni)、铜(Cu)、钯(Pd)、银(Ag)或它们的合金。
第一外电极141和第二外电极142可设置在主体110的一个表面上并且可分别连接到第一连接电极131和第二连接电极132。
第一外电极141可包括：第一延伸图案141b，设置在主体110的所述一个表面的在第二方向(Y方向)上的一个端部处并且沿第三方向(X方向)延伸；以及第一连接图案141a，从第一延伸图案的与第一延伸图案的在第三方向(X方向)上的两个端部间隔开的区域沿第二方向(Y方向)延伸，以连接到位于与第一延伸图案的在第三方向(X方向)上的相对的端部间隔开的区域中的第一连接电极131。
第二外电极142可包括：第二延伸图案142b，设置在主体110的所述一个表面的在第二方向(Y方向)上的另一端处并且沿第三方向(X方向)延伸；以及第二连接图案142a，从第二延伸图案的与第二延伸图案的在第三方向(X方向)上的两个端部间隔开的区域沿第二方向(Y方向)延伸，以连接到位于与第二延伸图案的在第三方向(X方向)上的相对的端部间隔开的区域中的第二连接电极132。
也就是说，第一外电极141可包括：第一连接图案141a，设置在第一连接电极131上；以及第一延伸图案141b，连接到第一连接图案141a，第二外电极142可包括：第二连接图案142a，设置在第二连接电极132上；以及第二延伸图案142b，连接到第二连接图案142a，并且第一延伸图案141b和第二延伸图案142b分别设置在主体的在宽度方向(第二方向)上的边缘处。
第一连接图案141a和第二连接图案142a可分别连接到第一连接电极131和第二连接电极132，使得第一内电极121和第二内电极122分别电连接到第一外电极141和第二外电极142。
第一连接图案141a和第二连接图案142a可形成为与主体110的在长度方向(X方向)上相对的端表面3和4间隔开。这是因为在第一连接图案141a和第二连接图案142a不与相对的端表面3和4间隔开的情况下，在执行镀覆时，镀层可能形成为使得第一连接图案141a和第二连接图案142a连接到在长度方向(X方向)上相对的端表面3和4，因此，可能由于镀层而发生短路。
这里，当A被定义为设置为在宽度方向(Y方向)上彼此相对的第一连接图案141a和第二连接图案142a之间的距离时，A可被设定为不引起第一连接图案和第二连接图案之间的短路的程度，并且该程度不受特别限制。
此外，当M被定义为第一连接图案141a和第二连接图案142a与主体的在第三方向(X方向)上的相对的端部之间的距离中的每个时，通过考虑镀层的种类或外电极的材料，M可被设定为镀层形成为不连接到主体的在第三方向(X方向)上的相对的端部的程度，并且该程度不受特别限制。
第一延伸图案141b可设置在主体110的一个表面的在第二方向(Y方向)上的一个端部处，并且沿第三方向(X方向)延伸。
第二延伸图案142b可设置在主体110的所述一个表面的在第二方向(Y方向)上的另一端部处，并且沿第三方向(X方向)延伸。
当第一延伸图案141b和第二延伸图案142b之间的距离B等于第一连接图案和第二连接图案之间的距离A时，在执行镀覆时，镀层可能形成为使得第一延伸图案141b和第二延伸图案142b连接到主体的在长度方向上相对的端表面3和4，因此，可能由于镀层而发生短路。在本公开中，第一延伸图案141b和第二延伸图案142b可设置在主体的在宽度方向上的边缘处，以防止由于镀层而发生短路。
此外，当电容器组件10安装在板上时，第一延伸图案141b和第二延伸图案142b可防止主体破裂，并且用于增强电容器组件10和板之间的粘附力。
当不存在第一延伸图案141b和第二延伸图案142b时，主体可能在将外电极印刷在主体上之后将主体切割成单独的片的工艺中破裂。此外，仅利用连接图案141a和142a可能不能充分确保电容器组件和板之间的粘附力。
这里，第一延伸图案141b和第二延伸图案142b可分别从主体110的一个表面的一端沿第三方向延伸到主体的相对端，以更可靠地防止主体破裂并且以进一步提高上述粘附力。
此外，当B被定义为第一延伸图案141b和第二延伸图案142b之间的距离时，通过考虑镀层的种类或外电极的材料，B可被设定为镀层形成为不连接到主体的在第三方向(X方向)上的相对的端部的程度，并且该程度不受特别限制。
另外，第一连接电极131和第一连接图案141a的数量可以是多个。多个第一连接电极131可在第三方向(X方向)上彼此间隔开，并且多个第一连接图案141a可在第三方向(X方向)上彼此间隔开。第二连接电极132和第二连接图案142a的数量可以是多个。多个第二连接电极132可在第三方向(X方向)上彼此间隔开，并且多个第二连接图案142a可在第三方向(X方向)上彼此间隔开。
内电极和外电极之间的电连接可通过包括多个第一连接电极131、第二连接电极132、第一连接图案141a和第二连接图案142a进一步改善。
另外，第一外电极141和第二外电极142可仅设置在主体110的一个表面(即，如图1所示的第一表面1)上。下电极可指的是如上所述的仅设置在主体110的一个表面上的第一外电极141和第二外电极142的这样的电极。当然，第一外电极141和第二外电极142可另外设置在主体110的与第一表面1背对的第二表面2上，并且本公开不限于下电极的这样的设置。
第一外电极141和第二外电极142可不在主体的在长度方向上相对的端表面3和4或主体的在宽度方向上相对的侧表面5和6上延伸。在这种情况下，电容器组件10可使相对的端表面的边缘或相对的侧表面(将主体110的上表面和下表面彼此连接)的边缘减小，因此，增大了形成有第一内电极121和第二内电极122的区域。结果，电容器组件10的电容可增大。
这里，电容器组件10还可包括设置在第一外电极141和第二外电极142之间的绝缘层(未示出)，以更可靠地防止在外电极141和142之间在主体的在宽度方向(Y方向)上的中央处发生短路。
然而，即使如上所述形成绝缘层(未示出)，但当第一延伸图案和第二延伸图案之间的距离B等于第一连接图案和第二连接图案之间的距离A时，在执行镀覆时，镀层可能形成为使得第一延伸图案141b和第二延伸图案142b连接到主体的在长度方向上相对的端表面3和4，因此，可能由于镀层而发生短路。应注意的是，绝缘层(未示出)是用于更可靠地防止在第一外电极141和第二外电极142之间在主体的在宽度方向(Y方向)上的中央部处发生短路的构造。
另外，第一外电极141和第二外电极142还可包括设置在它们上的镀层。
例如，可分别在第一外电极和第二外电极上形成镍(Ni)镀层或锡(Sn)镀层，或者可在第一外电极和第二外电极上依次形成Ni镀层和Sn镀层。
图6是示出根据本公开中的另一实施例的电容器组件的外电极141'和142'的视图。在下文中，将省略对于重复构造的描述。
根据本公开中的另一实施例的电容器组件的外电极141'和142'可分别包括第一附加图案141c和第二附加图案142c。
第一连接电极131和第一连接图案141a的数量可以是多个，多个第一连接电极131可在第三方向(X方向)上彼此间隔开，并且多个第一连接图案141a可在第三方向(X方向)上彼此间隔开；第二连接电极132和第二连接图案142a的数量可以是多个，多个第二连接电极132可在第三方向(X方向)上彼此间隔开，并且多个第二连接图案142a可在第三方向(X方向)上彼此间隔开。
此外，第一附加图案141c可设置在彼此间隔开的多个第一连接图案141a之间的空间中，第二附加图案142c可设置在彼此间隔开的多个第二连接图案142a之间的空间中。
当电容器组件10安装在板上时，第一附加图案141c和第二附加图案142c可用于提高电容器组件10和板之间的粘附力。在这种情况下，第一附加图案141c和多个第一连接图案141a在第三方向(X方向)上可以是一个整体元件，第二附加图案142c和多个第二连接图案142a在第三方向(X方向)上可以是一个整体元件。
如上所述，根据本公开中的示例性实施例，电容器组件可在具有高电容和低等效串联电感(ESL)的同时，具有防止外电极之间短路的效果。
电容器组件还具有通过在其主体上设置第一延伸图案和第二延伸图案来提高主体的在宽度方向上的边缘的强度并防止主体破裂的效果。
此外，第一内电极和第二内电极可使用第一连接电极和第二连接电极分别连接到第一外电极和第二外电极，从而增加了第一内电极和第二内电极在堆叠方向上彼此重叠的区域。结果，可提高多层陶瓷电容器的电容。
尽管上面已经示出并描述了示例性实施例，但对于本领域技术人员将明显的是，在不脱离本发明的由所附权利要求限定的范围的情况下，可做出修改和变形。
Claims (12)
1.一种电容器组件，包括：
主体，包括介电层以及在第一方向上交替设置的第一内电极和第二内电极且所述介电层介于所述第一内电极和所述第二内电极之间；
第一连接电极和第二连接电极，在所述主体中沿所述第一方向延伸、分别连接到所述第一内电极和所述第二内电极并且在与所述第一方向垂直的第二方向上彼此相对；以及
第一外电极和第二外电极，设置在所述主体的一个表面上并且分别连接到所述第一连接电极和所述第二连接电极，
其中，所述第一外电极包括：第一延伸图案，设置在所述主体的所述一个表面的在所述第二方向上的一个端部处并且沿与所述第一方向和所述第二方向垂直的第三方向延伸；以及第一连接图案，从所述第一延伸图案的与所述第一延伸图案的在所述第三方向上的两端间隔开的区域沿所述第二方向延伸并且连接到位于与所述第一延伸图案的在所述第三方向上的相对端间隔开的区域中的所述第一连接电极，并且
所述第二外电极包括：第二延伸图案，设置在所述主体的所述一个表面的在所述第二方向上的另一端部处并且沿所述第三方向延伸；以及第二连接图案，从所述第二延伸图案的与所述第二延伸图案的在所述第三方向上的两端间隔开的区域沿所述第二方向延伸并且连接到位于与所述第二延伸图案的在所述第三方向上的相对端间隔开的区域中的所述第二连接电极，
其中，W<L，W是所述主体的在所述第二方向上的长度并且L是所述主体的在所述第三方向上的长度。
2.根据权利要求1所述的电容器组件，其中，所述第一延伸图案和所述第二延伸图案分别从所述主体的所述一个表面在所述第三方向上的一端延伸至所述主体的在所述第三方向上的另一端。
3.根据权利要求1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分别包括第一绝缘部和第二绝缘部，
所述第一连接电极通过所述第二绝缘部与所述第二内电极间隔开，并且
所述第二连接电极通过所述第一绝缘部与所述第一内电极间隔开。
4.根据权利要求1所述的电容器组件，
其中，所述第一连接电极和所述第一连接图案设置为多个，所述多个第一连接电极在所述第三方向上彼此间隔开并且所述多个第一连接图案在所述第三方向上彼此间隔开，并且
所述第二连接电极和所述第二连接图案设置为多个，所述多个第二连接电极在所述第三方向上彼此间隔开并且所述多个第二连接图案在所述第三方向上彼此间隔开。
5.根据权利要求4所述的电容器组件，
其中，第一附加图案设置在彼此间隔开的多个第一连接图案之间的空间中，第二附加图案设置在彼此间隔开的多个第二连接图案之间的空间中。
6.根据权利要求1所述的电容器组件，
其中，所述第一连接电极设置为多个、在所述第三方向上彼此间隔开并且被所述第一连接图案覆盖，并且
所述第二连接电极设置为多个、在所述第三方向上彼此间隔开并且被所述第二连接图案覆盖。
7.根据权利要求1所述的电容器组件，其中，所述第一外电极和所述第二外电极另外设置在所述主体的与所述主体的所述一个表面背对的表面上。
8.根据权利要求1所述的电容器组件，其中，所述第一外电极和所述第二外电极不延伸至所述主体的在所述第三方向上的相对的端表面和所述主体的在所述第二方向上的相对的端表面。
9.根据权利要求1所述的电容器组件，其中，所述第一外电极和所述第二外电极仅设置在所述主体的所述一个表面上。
10.根据权利要求1所述的电容器组件，其中，所述第一外电极和所述第二外电极仅设置在所述主体的所述一个表面以及所述主体的与所述一个表面背对的另一表面上。
11.根据权利要求1所述的电容器组件，其中，所述电容器组件还包括设置在所述第一外电极和所述第二外电极之间的绝缘层。
12.根据权利要求1所述的电容器组件，其中，所述第一外电极和所述第二外电极还包括设置在它们上的镀层。
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