CN111063541B - 电容器组件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电容器组件。所述电容器组件包括：主体，包括介电层以及在所述主体的第一方向上彼此相对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，并且所述主体具有在所述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并在所述主体的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至所述第四表面并在所述主体的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，设置在所述主体上并且分别连接到所述第一内电极和所述第二内电极。所述主体具有呈圆形形状的边缘。

Description

电容器组件

本申请要求于2018年10月17日在韩国知识产权局提交的第10-2018-0123955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)是安装在诸如包括液晶显示器(LCD)和等离子体显示面板(PDP)的图像显示装置、计算机、智能电话、蜂窝电话等的各种电子产品的印刷电路基板上的用于充电和放电的片式电容器。

由于多层陶瓷电容器尺寸相对小并且能够在容易安装的同时确保高容量，因此多层陶瓷电容器可用作各种电子装置的组件。随着诸如计算机、移动装置等的电子装置小型化和功率的增加，对小型化和高容量的多层陶瓷电容器的需求增加。

近来，随着基板的安装密度增加，多层陶瓷电容器需要具有减小的安装面积，并且对具有减小的厚度以将电容器嵌入基板中或安装在应用处理器(AP)的下部作为焊盘侧电容器(LSC)的低轮廓多层陶瓷电容器的需求增加。

低轮廓多层陶瓷电容器可减小在基板中产生的等效串联电感(ESL)，以及减小安装面积。因此，低轮廓多层陶瓷电容器的市场将继续扩大。

此外，存在在制造多层陶瓷电容器的工艺期间由片之间的碰撞导致的剥落缺陷、片的边缘的破裂的问题。这样的剥落缺陷可能会导致外部缺陷和防潮可靠性的劣化。

在现有技术中，已经将主体的边缘研磨成圆形以防止剥落缺陷。

然而，由于低轮廓多层陶瓷电容器具有小厚度，因此低轮廓多层陶瓷电容器可能会容易受剥落缺陷的影响。因此，如果将研磨边缘成圆形的普通方法应用于多层陶瓷电容器，则可能会出现外部缺陷、防潮可靠性劣化等问题。因此，变得有必要的是在解决该问题的同时开发适当的方法。

发明内容

本公开的一方面提供一种具有能够防止剥落缺陷的结构的电容器组件。

根据本公开的一方面，电容器组件包括：主体，包括介电层及在所述主体的第一方向上彼此相对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并在所述主体的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至所述第四表面并在所述主体的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，设置在所述主体中并且分别连接到所述第一内电极和所述第二内电极。所述主体具有呈圆形形状的边缘。R_LW大于R_LT，并且R_LW和R_LT满足2.5×T/R_LT≤R_LW≤0.25×W，其中R_LW被定义为所述主体在所述第二方向和所述第三方向上的表面的边缘的曲率半径，R_LT被定义为所述主体在所述第一方向和所述第二方向上的表面的边缘的曲率半径，T被定义为所述主体的所述第一表面和所述第二表面之间的距离，W被定义为所述主体的所述第五表面和所述第六表面之间的距离。

根据示例性实施例，W和T之间的比率W/T可被定义为宽高比，并且所述宽高比可以是4或更大。

根据示例性实施例，T可以是100μm或更小。

根据示例性实施例，R_LW和R_LT可满足2≤R_LW/R_LT≤100。

根据示例性实施例，T、R_WT和R_LW可满足2.5×T/R_WT≤R_LW，其中R_WT被定义为所述主体在所述第一方向和所述第三方向上的表面的边缘的曲率半径。

根据示例性实施例，R_WT和R_LT可满足0.9≤R_WT/R_LT≤1.1。

根据示例性实施例，所述主体的所述第三表面和所述第四表面之间的距离L可以是1000μm或更小，并且W可以是500μm或更小。

根据示例性实施例，所述第一外电极可设置在所述主体的所述第三表面上，所述第二外电极可设置在所述主体的所述第四表面上。

附图说明

通过以下结合附图的详细描述，将更清楚地理解本公开的以上和其他方面、特征和优点，其中：

图1是示出根据本公开的示例性实施例的电容器组件的示意图；

图2是示出图1中的主体的示意图；

图3是沿图1中的线I-I'截取的截面图；

图4是沿图1中的线II-II'截取的截面图；

图5是沿图1中的线III-III'截取的截面图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图如下描述本公开的实施例。

然而，本公开可以以许多不同的形式例证，并且不应该被解释为限于在此阐述的特定的实施例。更确切地说，提供这些实施例，以便本公开将是彻底的和完整的，并且将把本公开的范围充分地传达给本领域技术人员。因此，为了清楚的描述，附图中的元件的形状和尺寸可被夸大，并且在附图中由相同的附图标记指示的元件是相同的元件。

在附图中，为了清楚地描述本公开，某些元件可被省略，并且为了清楚地表达多个层和多个区域，厚度可被夸大。将使用相同的附图标记来描述在相同概念的范围内具有相同功能的相同元件。此外，在整个说明书中，将理解的是，当部件“包括”元件时，除非另有说明，否则所述部件可还包括另一元件，而不排除另一元件。

在附图中，X方向是第二方向、L方向或长度方向，Y方向是第三方向、W方向或宽度方向，并且Z方向是第一方向、与T方向相同的层叠方向或厚度方向。

电容器组件

图1是示出根据示例性实施例的电容器组件的示意图。

图2是示出图1中的主体的示意图。

图3是沿图1中的线I-I'截取的截面图。

图4是沿图1中的线II-II'截取的截面图。

图5是沿图1中的线III-III'截取的截面图。

参照图1至图5，根据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以及在第一方向(Z方向)上彼此相对的第一内电极121和第二内电极122，且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具有在第一方向(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并在第二方向(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并在第三方向(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，设置在主体的外部并且分别连接到第一内电极121和第二内电极122。主体110具有呈圆形形状的边缘，并且当在第二方向和第三方向上的表面上的曲率半径被定义为R_LW，主体在第一方向和第二方向上的表面的边缘的曲率半径被定义为R_LT，主体的第一表面和第二表面之间的距离被定义为T，并且主体的第五表面和第六表面的平坦部分之间的距离被定义为W时，R_LW可大于R_LT，并且R_LW和R_LT可满足2.5×T/R_LT≤R_LW≤0.25×W。距离W或宽度W可被定义为主体110的第五表面和第六表面的彼此平行的部分之间的距离，即，不考虑主体110的角部。

在主体110中，介电层111与内电极121和122可交替地层叠。

主体110的形状可不限于任何具体的形状，但是如图中所示，主体110可具有六面体形状或类似于六面体的形状。由于在烧结工艺期间包括在主体110中的陶瓷粉末的收缩，主体110可大体上具有六面体形状(尽管六面体形状可以不是由直线形成的精确的六面体)。

主体110可具有在第一方向(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并且在第二方向(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和第二表面2及第三表面3和第四表面4并且在第三方向(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，并且介电层111可成为一体，使得在不使用扫描电子显微镜(SEM)的情况下可能难以识别相邻的介电层111之间的边界。

介电层111的材料可不限于任何具体的材料，只要能够利用介电层111获得足够的电容即可。例如，介电层111的材料可以是钛酸钡(BaTiO₃)粉末。根据预期目的，可将各种陶瓷添加剂、有机溶剂、偶联剂、分散剂等添加到钛酸钡(BaTiO₃)粉末等中作为介电层111的材料。

内电极121和122可交替地层叠，并且介电层111介于内电极121和内电极122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可交替地设置，且介电层111介于第一内电极121和第二内电极122之间，形成主体110，并且第一内电极121和第二内电极122彼此相对并可分别暴露于主体110的第三表面3和第四表面4。

参照图3，第一内电极121可与第四表面4分开并通过第三表面3暴露，并且第二内电极122可与第三表面3分开并通过第四表面4暴露。

在这种情况下，第一内电极121和第二内电极122可通过介于其间的介电层111彼此电隔离。主体110可通过层叠其上印刷有第一内电极121的陶瓷生片和其上印刷有第二内电极122的陶瓷生片并执行烧结工艺而形成。

第一内电极121和第二内电极122的材料可不限于任何具体的材料。例如，第一内电极121和第二内电极122可利用导电膏形成，该导电膏包含钯(Pd)、钯-银(Pd-Ag)合金等及镍(Ni)和铜(Cu)之中的一种或更多种材料。

可使用丝网印刷法、凹版印刷法等作为导电膏的印刷方法，但方法不限于此。

根据示例性实施例的电容器组件100可包括电容形成部和覆盖部112，电容形成部设置在主体110中，形成电容，并且包括设置为彼此相对的第一内电极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，覆盖部112设置在电容形成部的上部和下部上。

电容形成部可对形成电容器的电容有贡献，并且可通过重复地层叠多个第一内电极121和多个第二内电极122，且介电层111介于第一内电极121和第二内电极122之间而形成。

覆盖部112可不包括内电极，并且可包括与介电层111的材料相同的材料。

覆盖部112可包括陶瓷材料。例如，覆盖部112可包括钛酸钡(BaTiO₃)陶瓷材料。

覆盖部112可通过在电容形成部的上表面和下表面上设置单个介电层或者层叠两个或更多个介电层来形成，并且可防止由物理应力或化学应力导致的对内电极的损坏。

此外，电容器组件可能会具有在制造多层陶瓷电容器的工艺期间由片之间的碰撞导致的剥落缺陷、片的边缘的破裂的问题。剥落缺陷可能会导致外部缺陷和防潮可靠性的劣化。

因为主体的边缘是锋利的，所以可能会发生剥落缺陷。在现有技术中，为了防止剥落缺陷，将主体的边缘研磨成具有圆形形状。

然而，因为以相同或相似的方式控制所有边缘的曲率半径，所以根据主体的形状，上述方法可能会具有若干限制。

具体地，在具有小厚度的低轮廓多层陶瓷电容器的情况下，随着曲率半径大，长度方向上的两端的形状变为弯曲形状，这可能会在形成外电极时导致问题，并且由内电极的暴露导致的短路缺陷的可能性可能会增加。

在示例性实施例中，可以以各向异性的方式控制主体的边缘的圆形形状，而不是通过以相同或相似的方式控制所有边缘的曲率半径。由于如上控制边缘的形状，因此可防止剥落缺陷，在外电极的形成中可没有问题，并且还可防止由内电极的暴露导致的短路缺陷。此外，可防止外部缺陷，并且可改善可靠性。

更明确地，在示例性实施例中，当在第二方向和第三方向上的表面(L-W表面)上的曲率半径被定义为R_LW，主体在第一方向和第二方向上的表面(L-T表面)的边缘的曲率半径被定义为R_LT，主体的第一表面和第二表面之间的距离被定义为T，并且主体的第五表面和第六表面的平坦部分之间的距离被定义为W时，R_LW可大于R_LT，并且R_LW和R_LT可满足2.5×T/R_LT≤R_LW≤0.25×W。因此，如上所述，可防止剥落缺陷，可在形成外电极时没有问题，并且还可防止由内电极的暴露导致的短路缺陷。此外，可防止外部缺陷，并且可改善可靠性。

当R_LW小于2.5×T/R_LT时，可能会存在剥落缺陷，并且当R_LW大于0.25×W时，可能会发生由内电极的暴露导致的短路缺陷或者可能会难以形成外电极。

用于实现主体的各向异性的圆形形状的方法可不限于任何具体的方法。例如，可使用其中电容器组件是对齐的并且预先研磨主体的边缘的工艺。

当W和T之间的比率W/T被定义为宽高比时，宽高比可以是4或更大。

宽高比越大，防止示例性实施例中描述的剥落缺陷和短路缺陷越有效。

具体地，由于具有低厚度T的主体的低轮廓多层陶瓷电容器容易受剥落缺陷的影响，因此在示例性实施例中描述的防止剥落缺陷和短路缺陷的效果可更加突出。因此，厚度T可以是100μm或更小。

此外，当主体的第三表面3与第四表面4之间的距离被定义为L时，L可以是1000μm或更小，并且W可以是500μm或更小。

此外，R_LW和R_LT可满足2≤R_LW/R_LT≤100。更期望的是，R_LW和R_LT可满足5≤R_LW/R_LT≤100。

参照图4，当主体在第一方向和第三方向上的表面(W-T表面)的边缘的曲率半径被定义为R_WT时，R_WT可满足2.5×T/R_WT≤R_LW，并且R_WT和R_LT可满足0.9≤R_WT/R_LT≤1.1。

换句话说，主体在第一方向和第三方向上的表面的边缘的曲率半径可与R_LT相同或相似。

外电极131和132可设置在主体110上，并且可连接到内电极121和122。如图3中所示，外电极131和132可包括连接到第一内电极121的第一外电极131和连接到第二内电极122的第二外电极132。在示例性实施例中，电容器组件100可具有两个外电极131和132，但是外电极131和132的数量和形状可根据内电极121和122的形状或其他预期目的而改变。

此外，外电极131和132的材料可不限于任何具体的材料，只要该材料具有导电性即可，例如金属，并且可考虑电性质、结构稳定性等确定该材料。外电极131和132也可具有多个层。

例如，外电极131和132可包括设置在主体110上的电极层和设置在电极层上的镀层。

例如，电极层可以是包括导电金属和玻璃的烧结层，并且导电金属可以是Cu。此外，电极层可以是包括多个金属颗粒和导电树脂的树脂电极。

作为另一示例，镀层可以是Ni镀层或Sn镀层。在这种情况下，可在电极层上顺次形成Ni镀层和Sn镀层，并且可包括多个Ni镀层和多个Sn镀层。

该实施例涉及根据主体在第二方向和第三方向上的表面(L-W表面)的边缘的曲率半径R_LW的变化，主体在第一方向和第二方向上的表面(L-T表面)的边缘的曲率半径R_LT的变化以及主体的尺寸的变化的对剥落缺陷的存在和内电极的暴露的检查。

在下面的表1中，主体的长度L、宽度W和厚度T分别为1000μm、500μm和80μm，并且主体的宽高比W/T为6.25。

在下面的表2中，主体的长度L、宽度W和厚度T分别为600μm、300μm和70μm，并且主体的宽高比W/T为4.29。

在表1和表2中，R_LW可指的是主体在第二方向和第三方向上的表面(L-W表面)的边缘的曲率半径，并且R_LT可指的是主体在第一方向和第二方向上的表面(L-T表面)的边缘的曲率半径。

关于电极的暴露，第一内电极121暴露于第四表面4或者第二内电极122暴露于第三表面3的样品表示为“NG”。没有电极的暴露的样品表示为“OK”。

关于剥落缺陷，通过光学显微镜观察到剥落缺陷的样品表示为“NG”，没有剥落缺陷的样品表示为“OK”。

表1

*对比示例

表2

*对比示例

在样品1、样品2、样品9至样品12、样品17、样品18和样品24至样品26中，R_LW小于2.5×T/R_LT。在这些样品中，R_LW和R_LT不满足2.5×T/R_LT≤R_LW，并且发生剥落缺陷。

在样品8、样品16、样品22、样品23、样品29和样品30中，R_LW/W超过0.25。在这些样品中，R_LW和W不满足R_LW≤0.25×W，并且发生电极的暴露。

当R_LW、R_LT和W满足2.5×T/R_LT≤R_LW≤0.25×W时，没有剥落缺陷或内电极的暴露。因此，当R_LW、R_LT和W满足2.5×T/R_LT≤R_LW≤0.25×W时，可防止剥落缺陷，在形成外电极时可没有问题，并且可防止由内电极的暴露导致的短路缺陷。

根据前述示例性实施例，通过控制主体的边缘的圆形形状，可防止剥落缺陷。

虽然以上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来说将显而易见的是，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，可进行修改和变型。

Claims (8)

1.一种电容器组件，包括：

主体，包括介电层以及在所述主体的第一方向上彼此相对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，并且所述主体具有在所述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并在所述主体的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至所述第四表面并在所述主体的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，设置在所述主体上并且分别连接到所述第一内电极和所述第二内电极，

其中，所述主体具有呈圆形形状的边缘，并且R_LW大于R_LT，并且R_LW和R_LT满足2.5×T/R_LT≤R_LW≤0.25×W，其中R_LW被定义为所述主体在所述第二方向和所述第三方向上的表面的边缘的曲率半径，R_LT被定义为所述主体在所述第一方向和所述第二方向上的表面的边缘的曲率半径，T被定义为所述主体的所述第一表面和所述第二表面之间的距离，并且W被定义为所述主体的所述第五表面和所述第六表面之间的距离。

2.如权利要求1所述的电容器组件，其中，W和T之间的比率W/T被定义为宽高比，并且所述宽高比为4或更大。

3.如权利要求1所述的电容器组件，其中，T为100μm或更小。

4.如权利要求1所述的电容器组件，其中，R_LW和R_LT满足2≤R_LW/R_LT≤100。

5.如权利要求1所述的电容器组件，其中，T、R_WT和R_LW满足2.5×T/R_WT≤R_LW，其中R_WT被定义为所述主体在所述第一方向和所述第三方向上的表面的边缘的曲率半径。

6.如权利要求5所述的电容器组件，其中，R_WT和R_LT满足0.9≤R_WT/R_LT≤1.1。

7.如权利要求1所述的电容器组件，其中，所述主体的所述第三表面与所述第四表面之间的距离L为1000μm或更小，并且W为500μm或更小。

8.如权利要求1所述的电容器组件，其中，所述第一外电极设置在所述主体的所述第三表面上，并且所述第二外电极设置在所述主体的所述第四表面上。

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