CN110895992A - 层叠陶瓷电容器和电路板 - Google Patents
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Abstract
本发明提供层叠陶瓷电容器和安装有它的电路板。层叠陶瓷电容器包括陶瓷主体、第一外部电极、第二外部电极和第三外部电极。陶瓷主体具有第一端面和第二端面以及第一侧面和第二侧面,并且被引出到第一端面和第二端面的多个第一内部电极与被引出到第一侧面和第二侧面的至少一者的多个第二内部电极隔着电介质层交替层叠。第一外部电极覆盖第一端面且分别延伸到第一侧面和第二侧面。第二外部电极覆盖第二端面且分别延伸到第一侧面和第二侧面。第三外部电极具有形成于第一侧面的第一侧面区域和形成于第二侧面的第二侧面区域,第一侧面区域和第二侧面区域沿第一方向彼此错开形成,且至少一部分在第二方向彼此相对。本发明能够提高外部电极的连接可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及层叠陶瓷电容器和安装有该层叠陶瓷电容器的电路板。
背景技术
人们已知如专利文献1和2中所记载的层叠陶瓷电容器。这些层叠陶瓷电容器不仅在长度方向两端部设置有第一外部电极和第二外部电极,还在侧面形成有第三外部电极,被称为3端子型。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2016-127262号公报
专利文献2:日本特开2017-28240号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
近年来,对于层叠陶瓷电容器要求其小型化和高容量化。在推进小型化和高容量化的情况下,安装后的发热量也容易变大。3端子型的侧面的外部电极由于是容易受到来自安装电路板的辐射热而难以散热的结构,所以尤其要求连接可靠性高的结构。
鉴于上述的问题,本发明的目的在于提供一种能够提高外部电极的连接可靠性层叠陶瓷电容器和安装有该层叠陶瓷电容器的电路板。
用于解决技术问题的技术方案
为了达成上述目的,本发明的一个方式的层叠陶瓷电容器包括陶瓷主体、第一外部电极、第二外部电极和第三外部电极。
上述陶瓷主体具有:在第一方向上彼此相对的第一端面和第二端面;以及在与上述第一方向正交的第二方向上彼此相对的第一侧面和第二侧面,并且被引出到上述第一端面和上述第二端面的多个第一内部电极与被引出到上述第一侧面和/或上述第二侧面的多个第二内部电极隔着电介质层交替地层叠。
上述第一外部电极覆盖上述第一端面并分别延伸到上述第一侧面和上述第二侧面,而且与上述多个第一内部电极连接。
上述第二外部电极覆盖上述第二端面且分别延伸到上述第一侧面和上述第二侧面,而且与上述多个第一内部电极连接。
上述第三外部电极包括形成于上述第一侧面的第一侧面区域和形成于上述第二侧面的第二侧面区域,并且与上述多个第二内部电极连接。
上述第一侧面区域与上述第二侧面区域沿上述第一方向彼此错开地形成并且至少一部分在上述第二方向上彼此相对。
在上述结构中,当被钎焊到安装电路板的连接电极时,首先,起初最容易传递热中央的第三外部电极下的焊料融化。由于第一侧面区域与第二侧面区域沿第一方向彼此错开地形成并且至少一部分在第二方向上彼此相对,因焊料的表面张力而层叠陶瓷电容器容易以层叠方向为轴进行转动。由此,容易消除焊料中的空隙,能够提高连接可靠性。
更具体而言,优选当将上述第三外部电极的沿上述第一方向的尺寸设为D3,将上述第一侧面区域的上述第一方向上的中心线与上述第二侧面区域的上述第一方向上的中心线之间的、在上述第一方向上的错开量设为G时,上述D3和上述G满足0.03≤G/D3≤0.50的关系。
由此,对于层叠陶瓷电容器能够适当地施加由第三外部电极中的焊料的表面张力产生的转矩。即,不仅能够发挥除去焊料中的空隙的作用,而且抑制层叠陶瓷电容器在回流焊时过度转动,能够将其安装到接近设计上的安装位置的位置。因此,能够进一步提高连接可靠性。
另外,上述D3和上述G满足0.04≤G/D3≤0.40的关系时连接可靠性变得更好,更优选满足0.06≤G/D3≤0.40的关系。
而且,优选当将上述第一外部电极的上述第一方向上的尺寸设为D1,将上述第二外部电极的上述第一方向上的尺寸设为D2,将上述第三外部电极的沿上述第一方向的尺寸设为D3,将上述第一侧面区域的上述第一方向上的中心线与上述第二侧面区域的上述第一方向上的中心线之间的、在上述第一方向上的错开量设为G时,上述G、上述D1、上述D2和上述D3满足5.0≤(G×D3)/(D1+D2)≤400的关系。
在上述结构中,由于第三外部电极中的焊料的表面张力而层叠陶瓷电容器转动了的情况下,第一外部电极和第二外部电极下的焊料之后接着融化,基于其表面张力而的转矩被施加于第一外部电极和第二外部电极。由此,被施加了与第三外部电极中的焊料的表面张力产生的转矩相反的转矩。即,层叠陶瓷电容器在从设计上的安装位置转动了的情况下,之后恢复到该安装位置的力起作用,也能够被安装到接近该安装位置的位置。因此,能够进一步提高连接可靠性。
另外,当上述G、上述D1,上述D2和上述D3满足10.0≤(G×D3)/(D1+D2)≤250的关系时连接可靠性变得更好,当满足20.0≤(G×D3)/(D1+D2)≤100的关系时连接可靠性进一步变得更好。
另外,通过使上述陶瓷主体的上述第二方向的尺寸为0.2mm以上1.0mm以下,能够使层叠陶瓷电容器的重量在优选的范围内,能够施加适当的转动。
而且,上述层叠陶瓷电容器优选具有23μF以上且不足30μF的静电容量,进一步优选具有30μF以上且47μF以下的静电容量。
由此能够实现层叠陶瓷电容器的大容量化。
本发明的另一个实施方式的电路板包括:
层叠陶瓷电容器,其具有陶瓷主体和分别形成于上述陶瓷主体的第一外部电极、第二外部电极及第三外部电极;以及
安装电路板,其具有:经由第一焊料与上述第一外部电极连接的第一连接电极;经由第二焊料与上述第二外部电极连接的第二连接电极;和经由第三焊料与上述第三外部电极连接的第三连接电极。
上述陶瓷主体包括:在第一方向上彼此相对的第一端面和第二端面;以及在与上述第一方向正交的第二方向上彼此相对的第一侧面和第二侧面,多个第一内部电极与多个第二内部电极隔着电介质层交替地层叠,其中,上述多个第一内部电极被引出到上述第一端面和上述第二端面,上述多个第二内部电极被引出到上述第一侧面和/或上述第二侧面。
上述第一外部电极覆盖上述第一端面并分别延伸到上述第一侧面和上述第二侧面,而且与上述多个第一内部电极连接,
上述第二外部电极覆盖上述第二端面并分别延伸到上述第一侧面和上述第二侧面,而且与上述多个第一内部电极连接,
上述第三外部电极具有形成于上述第一侧面的第一侧面区域和形成于上述第二侧面的第二侧面区域,并且与上述多个第二内部电极连接,
上述第一侧面区域与上述第二侧面区域沿上述第一方向彼此错开地形成并且至少一部分在上述第二方向上彼此相对。
发明效果
如上所述,依照本发明,能够一种可提高外部电极的连接可靠性的层叠陶瓷电容器和安装有该层叠陶瓷电容器的电路板。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式的层叠陶瓷电容器的立体图。
图2是上述层叠陶瓷电容器的沿图1的A-A’线的截面图。
图3是上述层叠陶瓷电容器的沿图1的B-B’线的截面图。
图4是上述层叠陶瓷电容器的陶瓷主体的分解立体图。
图5是表示上述层叠陶瓷电容器的制造方法的流程图。
图6是表示上述层叠陶瓷电容器的制造过程的立体图。
图7是上述层叠陶瓷电容器的俯视图。
图8是上述层叠陶瓷电容器的侧视图。
图9是安装有上述层叠陶瓷电容器的电路板的侧视图。
图10是安装有上述层叠陶瓷电容器的电路板的俯视图。
图11是安装有上述层叠陶瓷电容器的电路板的俯视图。
图12是本发明的另一实施方式的层叠陶瓷电容器的立体图。
附图标记说明
10……层叠陶瓷电容器
11……陶瓷主体
11a、11b……端面
11c、11d……侧面
11e、11f……主面
14……第一外部电极
15……第二外部电极
16……第三外部电极
16a……第一侧面区域
16b……第二侧面区域
100……电路板
110……安装电路板。
具体实施方式
以下,参照附图,对本发明实施方式进行说明。
在图中,适当示出了彼此正交的X轴、Y轴和Z轴。X轴、Y轴和Z轴在全部的附图中是共通的。
1.层叠陶瓷电容器10的结构
图1~3是表示本发明的第一实施方式的层叠陶瓷电容器10的图。图1是层叠陶瓷电容器10的立体图。图2是层叠陶瓷电容器10的沿图1的A-A’线的截面图。图3是层叠陶瓷电容器10的沿图1的B-B’线的截面图。
层叠陶瓷电容器10是包括陶瓷主体11、第一外部电极14、第二外部电极15和第三外部电极16的3端子型的层叠陶瓷电容器。
层叠陶瓷电容器10中,例如外部电极14、15作为贯通电极而构成,外部电极16作为接地电极而构成。第一外部电极14和第二外部电极15也被称为端面外部电极14、15,第三外部电极16也称为侧面外部电极16。
陶瓷主体11作为整体构成为长方体形状。陶瓷主体11包括:在X轴方向相对的2个端面11a、11b;在Y轴方向相对的2个侧面11c、11d;和在Z轴方向相对的2个主面11e、11f。陶瓷主体11的连接各面的棱部被实施了倒角,但并不限定于此。此外,在图1中,被外部电极14、15、16覆盖着的陶瓷主体11的结构用虚线表示。
陶瓷主体11具有X轴方向上的长度尺寸L、Y轴方向上的宽度尺寸W和Z轴方向上的高度尺寸T。长度尺寸L、宽度尺寸W和高度尺寸T分别是沿陶瓷主体11的X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的尺寸中最大的尺寸。
陶瓷主体11的宽度尺寸W可以为0.2mm以上1.6mm以下。由此,能够使层叠陶瓷电容器10小型化,能够如后文所述使钎焊时的层叠陶瓷电容器10的转动容易。
另外,陶瓷主体11的X轴方向上的长度尺寸L例如可以为0.4mm以上3.2mm以下,陶瓷主体11的Z轴方向上的高度尺寸T例如可以为0.2mm以上1.6mm以下。
端面外部电极14、15在X轴方向彼此相对,并且以覆盖端面11a、11b的方式形成。端面外部电极14、15均与后述的第一内部电极12连接,具有相同的极性。端面外部电极14、15在本实施方式中从端面11a、11b还延伸到主面11e、11f和侧面11c、11d。端面外部电极14、15的主面11f侧的区域是如后文所述能够与外部的电路板连接的区域,分别被称为连接区域14f、15f。
侧面外部电极16包括:形成于陶瓷主体11的侧面11c的第一侧面区域16a;和形成于另一个侧面11d的第二侧面区域16b。各侧面区域16a、16b分别形成为从一个主面11e至另一个主面11f在Z轴方向延伸的带状。在本实施方式中,各侧面区域16a、16b在主面11e、11f上隔开间隔而构成为不同的电极。侧面外部电极16的主面11f侧的区域是如后文所述能够与外部的电路板连接的区域,被称为连接区域16f。
各侧面区域16a、16b均与后述的第二内部电极13连接,具有相同的极性,并且具有与端面外部电极14、15不同的极性。
另外,第一侧面区域16a和第二侧面区域16b在X轴方向彼此错开地配置。关于详细内容在后文中说明。
外部电极14、15、16由电的良导体形成。作为形成外部电极14、15、16的电的良导体,例如能够举例以铜(Cu)、镍(Ni)、锡(Sn)、钯(Pd)、铂(Pt)、银(Ag)、金(Au)等为主成分的金属或者合金。
图4是表示陶瓷主体11的分解立体图。陶瓷主体11实际上是不能分解的,但图4中为了进行说明而分解地来表示。
陶瓷主体11具有层叠部18和覆盖部19。层叠部18具有内部电极12、13隔着陶瓷层17在Z轴方向上交替地层叠而成的结构。覆盖部19分别覆盖层叠部18的Z轴方向上下面。
内部电极12、13是电的良导体,由金属导体形成。作为形成内部电极12、13的材料例如能够举例以镍(Ni)为主成分的金属或者合金。
第一内部电极12形成为在陶瓷主体11的X轴方向全长上延伸的带状。第一内部电极12被引出到端面11a、11b,与端面外部电极14、15连接。
第二内部电极13形成于陶瓷主体11的XY平面内的中央部。第二内部电极13具有引出部13a、13b,该引出部13a、13b被引出到侧面11c、11d而与侧面外部电极16连接。引出部13a、13b既可以在X轴方向上彼此错开,也可以不错开。此外,第一内部电极12的Y轴方向的宽度尺寸与第二内部电极13的除了引出部13a、13b以外的Y轴方向的宽度尺寸形成为大致相同的。
层叠陶瓷电容器10中,当在端面外部电极14、15与侧面外部电极16之间施加电压时,电压被施加到第一内部电极12与第二内部电极13之间的多个陶瓷层17。由此,在层叠陶瓷电容器10中,能够积蓄与端面外部电极14、15和侧面外部电极16之间的电压相应的电荷。
层叠陶瓷电容器10例如可以具有23μF以上而不足30μF的静电电容,也可以具有30μF以上47μF以下的静电容量。像这样比较高容量的产品在通电工作时发热量也变大,但由于能够良好地钎焊安装,所以能够高效地排放余热。层叠陶瓷电容器10的静电容量能够通过陶瓷层17的材料、内部电极12、13的层数和陶瓷层17的Z轴方向上的厚度尺寸等来调整。
作为能够实现高介电常数的陶瓷层17的材料,例如能够举例以钛酸钡(BaTiO3)为代表的含有钡(Ba)和钛(Ti)的钙钛矿结构的材料。或者,陶瓷层17也可以由钛酸锶(SrTiO3)类、钛酸钙(CaTiO3)类、钛酸镁(MgTiO3)类、锆酸钙(CaZrO3)类、锆钛酸钙(Ca(Zr、Ti)O3)类、锆酸钡(BaZrO3)类、氧化钛(TiO2)类等构成。
此外,覆盖部19也由电介质陶瓷形成。形成覆盖部19的材料只要是绝缘性陶瓷即可,通过使用与陶瓷层17同样的电介质陶瓷能够抑制陶瓷主体11中的内部应力。
内部电极12、13的层数例如可以形成为数十~数百程度。
另外,内部电极12、13间的陶瓷层17的沿Z轴方向的厚度尺寸能够考虑所希望的静电容量、内部电极12、13的层数和陶瓷层17的材料、陶瓷主体11的尺寸等来设定,例如能够设置为0.3μm~2.0μm的程度。
2.层叠陶瓷电容器10的制造方法
图5是表示层叠陶瓷电容器10的制造方法的流程图。图6是示意性地表示层叠陶瓷电容器10的制造过程的图。以下,适当地参照图5和图6,对层叠陶瓷电容器10的制造方法进行说明。
(步骤S11:制作未烧制的陶瓷主体111)
在步骤S11中,在与陶瓷层17对应的陶瓷生片形成未烧制的内部电极12、13,将它们如图4所示那样层叠来制作图6所示的未烧制的陶瓷主体111。
陶瓷生片构成为以电介质陶瓷为主成分的未烧制的电介质生片。未烧制的形成有内部电极12、13的陶瓷生片的层叠体对应于未烧制的层叠部18。在未烧制的层叠部18的Z轴方向上下面层叠没有形成内部电极的陶瓷生片,形成未烧制的覆盖部19。
所层叠的陶瓷生片被压接而成为一体。由此,能够制作图6所示的未烧制的陶瓷主体111。该压接中例如能够使用流体静压加压或者单轴加压等。
如图6所示,在陶瓷主体111中,第一内部电极12露出于端面111a、111b,第二内部电极13露出于侧面111c、111d。
此外,以上内容关于对应于1个陶瓷主体11的未烧制的陶瓷主体111进行了说明,实际上,能够形成作为没有单片化的大张的片而构成的层叠片,并对每一个陶瓷主体111进行单片化。
(步骤S12:烧制)
在步骤S12中,使通过步骤S11所得到的未烧制的陶瓷主体111烧结,由此来制作图1~4所示的陶瓷主体11。烧制例如能够在还原气氛或者低氧分压气氛中进行。此外,也可以在对未烧制的陶瓷主体111进行烧制了之后,通过滚筒研磨等实施倒角。
(步骤S13:形成外部电极14、15、16)
在步骤S13中,在陶瓷主体11形成外部电极14、15、16。外部电极14、15、16通过在陶瓷主体11涂敷导电性膏并对该导电性膏进行焙烤(烤印)来形成。对陶瓷主体11涂敷导电性膏例如能够使用浸渍法、印刷法等任意的方法来进行。
此外,也可以在未烧制的陶瓷主体111涂敷外部电极14、15、16形成用的导电性膏,同时对未烧制的陶瓷主体111和导电性膏进行烧制。
以下,对外部电极14、15、16的结构进行详细的说明。
3.外部电极14、15、16的详细结构
图7是层叠陶瓷电容器10的俯视图,图8是层叠陶瓷电容器10的侧视图。
侧面外部电极16的第一侧面区域16a和第二侧面区域16b在X轴方向上彼此错开地形成,并且至少一部分在Y轴方向上彼此相对。即,第一侧面区域16a和第二侧面区域16b不是完全地偏开,而是在X轴方向上一部分重叠地形成。由此,如后文所述,能够提高层叠陶瓷电容器10安装到电路板时的连接可靠性。
更具体地说明,本实施方式的层叠陶瓷电容器10中,错开量G和侧面外部电极16的侧面电极宽度D3满足0.03≤G/D3≤0.50的关系,优选的是满足0.04≤G/D3≤0.40的关系,更优选的是满足0.06≤G/D3≤0.40的关系。
错开量G为第一侧面区域16a的X轴方向上的中心线La与第二侧面区域16b的X轴方向上的中心线Lb之间在X轴方向上的距离。
中心线La为以将第一侧面区域16a在X轴方向上2等分的方式在Z轴方向上延伸的线,而且该线为通过在陶瓷主体11的高度尺寸T的1/2位置的X轴方向的中心点Ca的线。同样,中心线Lb为以将第二侧面区域16b在X轴方向上2等分的方式在Z轴方向上延伸的线,而且该线为通过在陶瓷主体11的高度尺寸T的1/2位置的X轴方向的中心点Cb的线。
侧面电极宽度D3为侧面外部电极16的沿X轴方向的尺寸,而且是在陶瓷主体11的高度尺寸T的1/2位置的、第一侧面区域16a和第二侧面区域16b的沿X轴方向的尺寸的平均值。
另外,从提高层叠陶瓷电容器10安装到基板后的连接可靠性的观点考虑,错开量G和侧面电极宽度D3以及端面外部电极14、15的端面电极宽度D1、D2优选满足以下的关系。即,设第一外部电极14的X轴方向上的尺寸为端面电极宽度D1,设第二外部电极15的X轴方向上的尺寸为端面电极宽度D2。这时,G、D1、D2和D3例如满足5.0≤(G×D3)/(D1+D2)≤400的关系即可,优选满足10.0≤(G×D3)/(D1+D2)≤250的关系,更优选满足20.0≤(G×D3)/(D1+D2)≤100的关系。
端面电极宽度D1、D2为在陶瓷主体11的高度尺寸T的1/2位置的端面外部电极14、15的沿X轴方向的尺寸,而且是在Y轴方向相对的区域各自的尺寸的平均值。
层叠陶瓷电容器10中,将外部电极14、15、16例如利用回流焊方式进行钎焊而安装到电路板100。
4.安装层叠陶瓷电容器10的电路板100的结构
图9~图11是表示安装了层叠陶瓷电容器10的电路板100的图,图9是侧视图,图10和图11是俯视图。
电路板100包括层叠陶瓷电容器10和安装电路板110。
安装电路板110包括:经由第一焊料H1与第一外部电极14连接的第一连接电极(焊垫)121;经由第二焊料H2与第二外部电极15连接的第二连接电极(焊垫)122;和经由第三焊料H3与第三外部电极16连接的第三连接电极(焊垫)123。
层叠陶瓷电容器10以主面11f与安装电路板110在Z轴方向上相对的方式配置在焊垫121、122、123上。
焊垫121、122作为贯通电极端子发挥功能,焊垫123作为接地电极端子发挥功能。
焊垫121、122、123分别为比外部电极14、15、16的连接区域14f、15f、16f大的大致矩形形状,并且被设计成外边缘的各边具有与层叠陶瓷电容器10的X轴方向和Y轴方向平行的位置和形状。例如焊垫123以覆盖第一侧面区域16a和第二侧面区域16b这两者的连接区域16f的方式,形成为沿Y轴方向的尺寸比陶瓷主体11的宽度尺寸W大的大致矩形形状。焊垫121、122、123中的设计上的连接区域14f、15f、16f的安装位置被称为“设计位置”。
焊料H1、H2、H3分别被加热而熔融,之后冷却而固化,由此将外部电极14、15、16与焊垫121、122、123连接。焊料H1、H2、H3以覆盖连接区域14f、15f、16f的整个面的方式形成。
在回流焊时,较容易从安装电路板110受到辐射热和传导热的焊料H3比焊料H1、H2更早地熔融。这时,由于熔融了的焊料H3表面张力,对侧面外部电极16施加沿Y轴方向的力。该表面张力如图10所示,例如能够表示为对中心点Ca和中心点Cb施加的Y轴方向的力F3。
力F3的作用点即第一侧面区域16a和第二侧面区域16b彼此错开地形成。因此,连结第一侧面区域16a的中心点Ca和第二侧面区域16b的中心点Cb的直线,与平行于力F3的沿Y轴方向的直线形成转动角α。即,对于侧面外部电极16,由于力F3而被施加了由以下的式(1)表示的绕Z轴的转矩M3。
M3=(W/2cosα)×(sinα·F3)=(W×F3×tanα)/2
M3=(F3×G)/2……(1)
根据上述式(1),错开量G越大转矩M3就变得越大。另一方面,实际上,侧面电极宽度D3越大焊料H3的量就越多,妨碍层叠陶瓷电容器10的转动动作。因此,通过将错开量G规定为相对于侧面外部电极16的侧面电极宽度D3满足0.03≤G/D3≤0.50的关系,优选满足0.04≤G/D3≤0.40的关系,更优选满足0.06≤G/D3≤0.40的关系,能够适当地促进层叠陶瓷电容器10相对于安装电路板110的转动。
通过层叠陶瓷电容器10进行转动,熔融的焊料H3流动,例如通过与作为外气的大气接触,能够除去焊料H3中的空隙。由此,能够提高侧面外部电极16与焊垫123的连接强度,能够提高连接可靠性,并且能够提高焊料H3的散热性。
在焊料H3熔融之后,例如稍迟一些,焊料H1、H2开始熔融。这时,如图11所示,由于焊料H1、H2的表面张力而沿X轴方向的力F1施加于端面外部电极14、15。由于转矩M3等层叠陶瓷电容器10从设计位置转动了的情况下,利用力F1能够施加抵消该转动的反方向的转矩M1。即,由于焊料H1、H2、H3的表面张力,层叠陶瓷电容器10能够自动地被调整以配置在设计位置。
这样的所谓自校准作用,是基于上述的施加于侧面外部电极16的力矩M3与施加于端面外部电极14、15的力F1产生的力矩M1之平衡而发挥的。
力F1由于与端面外部电极14、15的连接区域14f、15f和焊垫121、122的连接面积相关,因此也与相当于连接区域14f、15f的X轴方向的长度尺寸的(D1+D2)相关。
另一方面,参照式(1),转矩M3由错开量G与力F3之积表示。力F3由于与连接区域16f和焊垫123之间的连接面积存在相关性,因此也与相当于连接区域16f的X轴方向的长度尺寸的D3相关。由此,使(D1+D2)与(G×D3)的平衡满足例如5.0≤(G×D3)/(D1+D2)≤400的关系即可,优选满足10.0≤(G×D3)/(D1+D2)≤250的关系,更优选满足20.0≤(G×D3)/(D1+D2)≤100的关系。通过进行调整以满足上述的关系,不仅能够发挥空隙的去除作用,而且能够发挥上述的自校准作用。
通过将层叠陶瓷电容器10连接到焊垫121、122、123上的设计位置,能够使层叠陶瓷电容器10与安装电路板110的连接更加可靠,能够提高连接可靠性。并且,能够使在安装电路板110中的层叠陶瓷电容器10的安装空间最小化,能够有助于搭载电路板100的电子部件的小型化。
5.其它实施方式
例如如图12所示,层叠陶瓷电容器10的侧面外部电极16也可以是围绕陶瓷主体11的主面11e、11f和侧面11c、11d的结构。在该情况下,侧面外部电极16中,将形成于陶瓷主体11的侧面11c的区域作为第一侧面区域16a,将形成于另一个侧面11d的区域作为第二侧面区域16b。在这样的结构中,也能够获得与上述的实施方式相同的作用效果。
6.实施例和比较例
作为本实施方式的实施例和比较例,制作将陶瓷主体的尺寸、第三外部电极的错开量和外部电极宽度改变了的层叠陶瓷电容器的样品,并确认了是否存在焊料中的空隙。
首先,制作了X轴方向上的长度尺寸L为1.0mm,Y轴方向上的宽度尺寸W和Z轴方向上的高度尺寸T分别为0.5mm的陶瓷主体。在这些陶瓷主体中,使错开量G为15μm、100μm,端面电极宽度D1、D2为70μm~270μm,侧面电极宽度D3为250~450μm,来形成外部电极,制作了层叠陶瓷电容器的样品。将上述的各样品作为实施例1~18。将实施例1~18的具体的端面电极宽度表示在表1和表2中。
另外,制作了在上述尺寸的陶瓷主体中使侧面外部电极没有错开地形成的(错开量G为0)样品,将其作为比较例1。
另外,制作了在上述尺寸的陶瓷主体中侧面外部电极的相对的区域完全偏开了的状态的样品,将其作为比较例2。这时,使侧面外部电极的侧面电极宽度D3为350μm,错开量G为350μm。
同样,制作了使X轴方向上的长度尺寸L为1.2mm,Y轴方向上的宽度尺寸W和Z轴方向上的高度尺寸T分别为0.9mm的陶瓷主体。在这些陶瓷主体中,使错开量G为15μm,端面电极宽度D1、D2为70μm~270μm,侧面电极宽度D3为250μm~450μm,来形成外部电极,制作了层叠陶瓷电容器的样品。将上述的各样品作为实施例19~36。实施例19~36的具体的端面电极宽度表示在表1和表2中。
另外,制作了在上述尺寸的陶瓷主体中使侧面外部电极没有错开地形成(错开量G为0)的样品,将其作为比较例3。
另外,制作了在上述尺寸的陶瓷主体中使侧面外部电极的相对的区域完全偏开了的状态的样品,将其作为比较例4。这时,使侧面外部电极的侧面电极宽度D3为350μm,错开量G为350μm。
同样,制作了使X轴方向上的长度尺寸L为0.6mm,Y轴方向上的宽度尺寸W和Z轴方向上的高度尺寸T分别为0.3mm的陶瓷主体。在这些陶瓷主体中,使错开量G为15μm,端面电极宽度D1、D2为70μm~270μm,侧面电极宽度D3为250μm~450μm,来形成外部电极,制作了层叠陶瓷电容器的样品。将上述的各样品作为实施例37~54。实施例37~54的具体的端面电极宽度表示在表1和表2中。
另外,制作了在上述尺寸的陶瓷主体中使侧面外部电极没有错开地形成的(错开量G为0)样品,将其作为比较例5。
并且,制作了在上述尺寸的陶瓷主体中使侧面外部电极的相对的区域完全偏开了的状态的样品,将其作为比较例6。这时,使侧面外部电极的侧面电极宽度D3为350μm,错开量G为350μm。
G/D3
表1
关于实施例1~54,根据各电极宽度D1、D2、D3和错开量G的值分别计算出G/D3、(G×D3)/(D1+D2)的值。将前者的结果表示在表1中,将后者的结果表示在表2中。关于实施例1~27,均满足了0.03≤G/D3≤0.50和5.0≤(G×D3)/(D1+D2)≤400的关系。
接着,将各层叠陶瓷电容器的样品通过回流焊的方式钎焊到在电路板的焊垫上,并确认了是否存在焊料中的空隙。
具体而言,在钎焊后的电路板中,在与安装面平行的一个截面中观察位于层叠陶瓷电容器与基板主体之间的焊料。该观察是用800~1500倍的光学显微镜按各实施例和各比较例的每一个观察了100个样品而进行的。另外,当观察到2.5μm以上的空隙的情况下,判断为存在空隙。
结果是,在实施例1~54中均没有观察到焊料中的空隙。另一方面,侧面外部电极没有错开的比较例1、3、5中,观察到了焊料中的空隙。另外,在侧面外部电极完全偏开了的比较例2、4、6中,虽然没有观察到焊料中的空隙,但是层叠陶瓷电容器相对于焊垫倾斜地安装,没有安装到设计位置上。
根据以上内容,确认了关于本实施例1~54的层叠陶瓷电容器和电路板没有焊料中的空隙,并且被安装到接近设计位置的位置,能够实现高连接可靠性。
以上,对本发明的各实施方式进行了说明,但是本发明并不仅限定于上述的实施方式,在不脱离本发明的主旨的范围内当然能够施加各种变更。
Claims (11)
1.一种层叠陶瓷电容器,其特征在于,包括:
多个第一内部电极与多个第二内部电极隔着电介质层交替地层叠的陶瓷主体,该陶瓷主体具有:在第一方向上彼此相对的第一端面和第二端面;以及在与所述第一方向正交的第二方向上彼此相对的第一侧面和第二侧面,其中,所述多个第一内部电极被引出到所述第一端面和所述第二端面,所述多个第二内部电极被引出到所述第一侧面和所述第二侧面中的至少一者;
与所述多个第一内部电极连接的第一外部电极,所述第一外部电极覆盖所述第一端面并分别延伸到所述第一侧面和所述第二侧面;
与所述多个第一内部电极连接的第二外部电极,所述第二外部电极覆盖所述第二端面并分别延伸到所述第一侧面和所述第二侧面;以及
与所述多个第二内部电极连接的第三外部电极,所述第三外部电极具有形成于所述第一侧面的第一侧面区域和形成于所述第二侧面的第二侧面区域,
所述第一侧面区域与所述第二侧面区域沿所述第一方向彼此错开地形成并且至少一部分在所述第二方向上彼此相对。
2.如权利要求1所述的层叠陶瓷电容器,其特征在于:
当将所述第三外部电极的沿所述第一方向的尺寸设为D3,将所述第一侧面区域的所述第一方向上的中心线与所述第二侧面区域的所述第一方向上的中心线之间的、在所述第一方向上的错开量设为G时,所述D3和所述G满足0.03≤G/D3≤0.50的关系。
3.如权利要求2所述的层叠陶瓷电容器,其特征在于:
所述D3和所述G满足0.04≤G/D3≤0.40的关系。
4.如权利要求3所述的层叠陶瓷电容器,其特征在于:
所述D3和所述G满足0.06≤G/D3≤0.40的关系。
5.如权利要求1~4中任一项所述的层叠陶瓷电容器,其特征在于:
当将所述第一外部电极的所述第一方向上的尺寸设为D1,将所述第二外部电极的所述第一方向上的尺寸设为D2,将所述第三外部电极的沿所述第一方向的尺寸设为D3,将所述第一侧面区域的所述第一方向上的中心线与所述第二侧面区域的所述第一方向上的中心线之间的、在所述第一方向上的错开量设为G时,所述G、所述D1、所述D2和所述D3满足5.0≤(G×D3)/(D1+D2)≤400的关系。
6.如权利要求5所述的层叠陶瓷电容器,其特征在于:
所述G、所述D1、所述D2和所述D3满足10.0≤(G×D3)/(D1+D2)≤250的关系。
7.如权利要求6所述的层叠陶瓷电容器,其特征在于:
所述G、所述D1、所述D2和所述D3满足20.0≤(G×D3)/(D1+D2)≤100的关系。
8.如权利要求1~7中任一项所述的层叠陶瓷电容器,其特征在于:
所述陶瓷主体的所述第二方向上的尺寸为0.2mm以上1.0mm以下。
9.如权利要求1~8中任一项所述的层叠陶瓷电容器,其特征在于:
具有23μF以上且不足30μF的静电容量。
10.如权利要求1~8中任一项所述的层叠陶瓷电容器,其特征在于:
具有30μF以上且47μF以下的静电容量。
11.一种电路板,其特征在于,包括:
层叠陶瓷电容器,其具有陶瓷主体和分别形成于所述陶瓷主体的第一外部电极、第二外部电极及第三外部电极;以及
安装电路板,其具有:经由第一焊料与所述第一外部电极连接的第一连接电极;经由第二焊料与所述第二外部电极连接的第二连接电极;和经由第三焊料与所述第三外部电极连接的第三连接电极,
所述陶瓷主体包括:在第一方向上彼此相对的第一端面和第二端面;以及在与所述第一方向正交的第二方向上彼此相对的第一侧面和第二侧面,多个第一内部电极与多个第二内部电极隔着电介质层交替地层叠,其中,所述多个第一内部电极被引出到所述第一端面和所述第二端面,所述多个第二内部电极被引出到所述第一侧面和所述第二侧面中的至少一者,
所述第一外部电极覆盖所述第一端面并分别延伸到所述第一侧面和所述第二侧面,而且与所述多个第一内部电极连接,
所述第二外部电极覆盖所述第二端面并分别延伸到所述第一侧面和所述第二侧面,而且与所述多个第一内部电极连接,
所述第三外部电极具有形成于所述第一侧面的第一侧面区域和形成于所述第二侧面的第二侧面区域,并且与所述多个第二内部电极连接,
所述第一侧面区域与所述第二侧面区域沿所述第一方向彼此错开地形成并且至少一部分在所述第二方向上彼此相对。
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