CN111886663A - 具有超宽带性能的多层陶瓷电容器 - Google Patents

具有超宽带性能的多层陶瓷电容器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种多层陶瓷电容器，包括：沿着第一端部设置的第一外部端子；沿着与第一端部相对的第二端部设置的第二外部端子；以及包含交替的介电层和有源电极层的有源电极区域。至少一个电极层包括第一电极和第二电极。第一电极与第一外部端子电连接并且具有包括主体部分和台阶部分的第一电极臂。主体部分具有从多层电容器的第一端部延伸的横向边缘，台阶部分具有从主体部分的横向边缘偏移的横向边缘。第二电极与第二外部端子电连接。

Description

具有超宽带性能的多层陶瓷电容器
相关申请的交叉引用
本申请要求申请日为2018年3月6日的美国临时专利申请序列号62/639,176的提交权益，其全部内容通过引用合并于此。
背景技术
现代技术应用的多样性产生了对在其中使用的高效电子部件和集成电路的需求。电容器是用于滤波、耦合、旁通和此类现代应用的其他方面的基本部件，这些现代应用可包括无线通信、警报系统、雷达系统、电路交换、匹配网络以及许多其他应用。集成电路的速度和组装密度的急剧增加特别需要耦合电容器技术的进步。当高电容耦合电容器经受许多当前应用的高频时，性能特征变得越来越重要。由于电容器对于如此广泛的应用至关重要，因此其精度和效率极其必要。因此，电容器设计的许多特定方面已成为改善其性能特征的焦点。
尽管现有技术已经为电容器提供了各种配置以允许改善性能，然而特别对于宽带应用而言，提供具有相似或改善的结果的电容器将是有利的。
发明内容
根据本发明的一实施例，公开了一种多层陶瓷电容器。多层陶瓷电容器包括：沿着第一端部设置的第一外部端子；沿着与第一端部相对的第二端部设置的第二外部端子；以及包含交替的介电层和有源电极层的有源电极区域。至少一个电极层包括第一电极和第二电极。第一电极与第一外部端子电连接并且具有包括主体部分和台阶部分的第一电极臂。主体部分具有从多层电容器的第一端部延伸的横向边缘，台阶部分具有从主体部分的横向边缘偏移的横向边缘。第二电极与第二外部端子电连接。
附图说明
在本说明书的其余部分中，包括参考附图，更具体地阐述了本发明的完整而可行的公开，包括其对于本领域技术人员而言的最佳模式，其中：
图1A和1C示出了本发明电极层的一个实施例的俯视图；
图1B示出了本发明的一个实施例的交替电极层的透视图；
图1D示出了本发明电容器的一个实施例的侧视截面图；
图2示出了本发明电极层的一个实施例的俯视图；
图3A示出了本发明电容器的一个实施例的侧视截面图；
图3B示出了根据本发明一实施例的图3A的电容器的电极的俯视图；
图4A示出了本发明电容器的一个实施例的侧视截面图；
图4B示出了根据本发明一实施例的图4A的电容器的电极的俯视图；
图5A-5C示出了根据本发明某些实施例的锚定电极的俯视图；
图6A-6D示出了根据本发明某些实施例的电极层的俯视图；
图7描绘了具有电容区域的电路示意图；以及
图8A-8C示出了本发明电极层的各个实施例的俯视图。
具体实施方式
本领域普通技术人员应理解，本讨论仅是对示例性实施例的描述，而无意于限制本发明的较宽方面。
一般而言，本发明涉及一种多层陶瓷电容器。特别地，本发明针对包含交替的介电层和电极层的多层陶瓷电容器，其中电极层具有特定的电极配置。例如，电极层包括至少一个电极，该电极具有电极臂，其具有主体部分和从主体部分的至少一个横向边缘偏移的台阶部分。本发明人已经发现，这种电极配置允许多层陶瓷电容器包含多个电容元件或区域。
例如，参见图1A-1C，公开了一种多层陶瓷电容器的一个实施例。第一电极层104包括第一电极106和第二电极108。第一电极106和第二电极108包括电极臂110，其包括主体部分128和从主体部分128的横向边缘131偏移的台阶部分130。通常，至少一个电容元件或区域可以形成在第一电极层102的第一电极106的中央部分112和第二有源电极层104的第一电极106的中央部分112之间(即初级电容元件)。然而，利用本文所公开的特定电极配置，可以在第一电极106的中央部分112与第二电极108的基部部分114和/或电极臂110之间形成次级电容元件或区域(即中央电容区域122)。另外，另一次级电容元件(即主体臂间隙电容区域124)可以形成在第一电极106的电极臂110的主体部分128和第二电极108之间的间隙内。此外，另一次级电容元件(即台阶臂间隙电容区域126)可以形成在第一电极106的电极臂110的台阶部分130和第二电极108之间。
因此，本发明人发现了一种电极配置，其允许在相邻电极层(即平行板电容)的中央部分之间的初级电容元件以及附加的次级电容元件。在图7中进一步描绘了这种电容。例如，图7描绘了四组电容区域：在相邻电极层112之间的初级电容元件、中央电容区域122、主体臂间隙电容区域124和台阶臂间隙电容区域126。用于初级电容元件的电容区域描绘为112'，而用于次级电容元件122、124和126的电容区域分别描绘为122'、124'和126'。另外，外部端子描绘为152和154。虽然图7指示了三个次级电容元件，但应当理解，次级电容区域和元件的数量可以根据各个电极配置而变化。
此外，应当理解，电容器112'、122'、124'和126'的实际值可以通过调节电容器的配置和各个参数比如电极层的数量、电极对的重叠中央部分的表面积、分隔电极的距离、介电材料的介电常数等来选择性地设计。然而，本文公开的电容器可以包括组合的串联和并联电容器的阵列以提供有效的宽带性能。
在一示例性超宽带电容器实施例中，初级电容器112'通常对应于相对较大的电容，其适于在通常较低的频率范围(比如在约几千赫兹(kHz)至约200兆赫兹(MHz)之间的数量级上)工作，而次级电容器122'、124'和126'通常对应于相对较小值电容器，其配置为在相对较高的频率范围(比如在约200兆赫兹(MHz)至多个千兆赫兹(GHz)之间的数量级上)工作。
在这方面，本发明人引入了用于在电容器体内耦合相反极性电极的附加装置，并且发现这种方法通过在单组堆叠的电极内产生这种多个电容元件而更加有效。例如，初级电容元件可以在相对低的频率下有效，而次级电容元件可以在相对中和/或高的频率下有效。例如，初级电容可以在1与500nF之内，例如在约10与100nF之内，而次级电容可以在1与500pF之内，例如在10与100pF之内。
另外，本发明人发现这种电极配置允许低插入损耗。通常，插入损耗是通过电容器的功率损耗，并且可以使用本领域中通常已知的任何方法来测量。然而，这种插入损耗可能随着频率的升高而增加。在4GHz至40GHz范围内测量时，插入损耗可能小于0.75dB，例如小于0.5dB。除了低插入损耗外，这种插入损耗通常会随着频率的升高而增加。例如，这种增加可以至少在从4GHz到40GHz的频率范围的一部分期间发生，例如该范围的至少25％，例如该范围的至少50％，例如该范围的至少75％，例如该范围的至少80％。
例如，当在从4GHz到10GHz的频率范围上测量时，插入损耗可以是约0.3dB以下，例如约0.28dB以下，例如约0.25dB以下，例如约0.23dB以下。当在从4GHz到10GHz的频率范围上测量时，插入损耗可以是约0.05dB以上，例如约0.08dB以上，例如约0.10dB以上。
当在从13GHz到20GHz的频率范围上测量时，插入损耗可以是约0.4dB以下，例如约0.38dB以下，例如约0.35dB以下，例如约0.34dB以下。当在从13GHz到20GHz的频率范围上测量时，插入损耗可以是约0.15dB以上，例如约0.18dB以上，例如约0.20dB以上。
当在从23GHz到30GHz的频率范围上测量时，插入损耗可以为约0.45dB以下，例如约0.4dB以下，例如约0.38dB以下，例如约0.35dB以下，例如约0.32dB以下。当在从23GHz到30GHz的频率范围上测量时，插入损耗可以是约0.15dB以上，例如约0.18dB以上，例如约0.20dB以上，例如约0.22dB以上。
当在从33GHz到40GHz的频率范围上测量时，插入损耗可以是约0.55dB以下，例如约0.5dB以下，例如约0.48dB以下，例如约0.45dB以下，例如约0.43dB以下。当在从33GHz到40GHz的频率范围上测量时，插入损耗可以是约0.20dB以上，例如约0.25dB以上，例如约0.28dB以上。
结果，本发明人发现采用本文公开的电极配置的电容器可以允许在宽频率范围内的高电容值，从而允许在各个超宽带应用中使用。通常，电容器可以具有的总电容为约20nF以上，例如约50nF以上，例如约70nF以上，例如约90nF以上，例如约100nF以上，例如约115nF或更高，例如约130nF以上。总电容可为约250nF以下，例如约200nF以下，例如约175nF以下，例如约160nF以下，例如约150nF以下，例如约130nF以下，例如约120nF以下。
如上所述，本发明包括多层陶瓷电容器，其在单个整体封装内包含多个电容元件。电容器包括顶表面和与顶表面相对的底表面。电容器还包括在顶表面和底表面之间延伸的至少一个侧表面。电容器可以包括在顶表面和底表面之间延伸的至少四个侧表面。在一实施例中，电容器包括至少六个总表面(例如一个顶表面、一个底表面、四个侧表面)。例如，电容器和/或电容器的主体可以具有平行六面体形状，例如长方体形状。
通常，电容器包括交替的介电层和电极层，其可以形成电容器的主体的至少一部分。通过将介电层和电极层布置成堆叠或层压的配置，例如当介电层包括陶瓷时，电容器可被称为多层电容器，尤其是多层陶瓷电容器。通常，交替的介电层和电极层(即有源电极层)的堆叠在本文中可被称为有源电极区域。
电极层包括多个第一电极层和多个第二电极层。特别地，第一电极层和第二电极层与位于每个相邻电极层之间的介电层以相对且间隔开的关系交错。在这方面，第一电极层和第二电极层可以平行关系存在。
通常，介电层和电极层的厚度不受限制，并且可以取决于电容器的性能特性而根据需要为任意厚度。例如，电极层的厚度可以是但不限于约500nm以上，例如约1μm以上，例如约2μm以上，例如约3μm以上，例如约4μm以上至约10μm以下，例如约5μm以下，例如约4μm以下，例如约3μm以下，例如约2μm以下。例如，电极层的厚度可以为约1μm至约2μm。另外，在一实施例中，可以根据电极层的上述厚度来限定介电层的厚度。而且，应当理解，当存在并且如本文所定义时，介电层的这种厚度也可以应用于任何锚定电极层、屏蔽电极层和/或浮动电极层之间的层。
每个电极层包括第一电极和第二(反)电极。例如，第一电极和第二电极可以在纵向和横向上基本在同一平面中。第一电极包括中央部分或主体，其从外部端子和第一电极的一端朝向另一外部端子延伸。该部分可直接从外部端子延伸。可替代地，该部分可从第一电极的基部部分延伸，该基部部分与中央部分或主体一起也从外部端子延伸。通常，第一电极的基部部分沿着第一电极的与外部端子相邻的纵向边缘延伸。另外，相邻电极层的第一电极的中央部分在竖直方向上至少部分重叠。
每个第一电极包括远离外部端子延伸的至少一个电极臂。电极臂可以直接从外部端子延伸。可替代地，电极臂可以从第一电极的基部部分延伸，该基部部分与臂一起也从外部端子延伸。在一些实施例中，至少两个电极臂远离外部端子延伸。电极臂可以直接从外部端子延伸。可替代地，电极臂可以从第一电极的基部部分延伸，该基部部分与臂一起也从外部端子延伸。
第二电极还可包括至少一个电极臂。电极臂可以直接从外部端子延伸。当存在两个电极臂时，两个电极臂可直接从外部端子延伸。可替代地，电极臂可以从第二电极的基部部分延伸，该基部部分与臂一起也从外部端子延伸。在一些实施例中，至少两个电极臂从基部部分延伸；在这样的实施例中，电极臂与第一电极的中央部分的每一侧相邻。通常，第二电极的电极臂与第一电极的电极臂纵向对齐。
应该理解的是，当臂从基部部分延伸时，这种延伸也是从外部端子；然而，这种延伸不一定必须直接从外部端子。
通常，至少一个电极臂包括主体部分和台阶部分。例如，每个电极的至少一个电极臂包括主体部分和台阶部分。在一些实施例中，每个电极包括两个电极臂，并且电极的两个电极臂包括主体部分和台阶部分。台阶部分从主体部分的至少一个横向边缘偏移。在一实施例中，偏移是从主体部分的靠近第一电极的中央部分的横向边缘。在另一实施例中，偏移是从主体部分的进一步远离第一电极的中央部分的横向边缘。在一实施例中，台阶部分从主体部分的两个横向边缘偏移。
尽管图中的所有电极臂都可以包括台阶部分，但应该理解，一些电极可以包括不包括台阶部分的臂。例如，这样的电极可以包括具有不包括台阶部分的前缘的电极臂。
电极臂的主体部分在横向方向上具有宽度，电极臂的台阶部分在横向方向上具有宽度。台阶部分的宽度为主体部分的宽度的5％以上，例如15％以上，例如25％以上，例如35％以上，例如40％以上。台阶部分的宽度小于主体部分的宽度的100％，例如90％以下，例如80％以下，例如70％以下，例如60％以下，例如50％以下。
另外，电极臂在纵向方向上具有长度，其中该长度是臂从邻近并连接到外部端子的纵向边缘到限定台阶部分的纵向边缘的相对纵向边缘的距离。因此，电极臂的主体部分和电极臂的台阶部分在纵向方向上具有长度，其中这样的长度是电极臂的长度的一部分。电极臂的台阶部分的长度(即从邻近并连接到外部端子的纵向边缘到限定台阶部分的相对纵向边缘的距离)为电极臂的长度的5％以上，例如15％以上，例如20％以上，例如25％以上，例如35％以上，例如40％以上。电极臂的台阶部分的长度可以为电极臂的长度的80％以下，例如70％以下，例如60％以下，例如50％以下，例如40％以下，例如30％以下。电极臂的主体部分的长度(即从邻近并连接到外部端子的纵向边缘到限定主体部分的相对纵向边缘的距离)为电极臂的长度的5％以上，例如15％以上，例如25％以上，例如35％以上，例如45％以上，例如55％以上，例如65％以上，例如75％以上。电极臂的主体部分的长度可以小于电极臂的长度的100％，例如90％以下，例如80％以下，例如70％以下，例如60％以下，例如50％以下，例如40％以下。
另外，在第一电极的电极臂的主体部分和第二电极(例如第二电极臂，特别是第二电极的主体部分)之间存在间隙(即主体间隙距离)。该间隙的长度可以是电容器从一个外部端子沿纵向方向到另一个外部端子的长度的5％以上，例如15％以上，例如20％以上，例如25％以上，例如35％以上。该间隙的长度可以是电容器从一个外部端子沿纵向方向到另一个外部端子的长度的60％以下，例如50％以下，例如45％以下，例如40％以下，例如35％以下。该间隙的长度可以是电极臂的主体部分的长度的50％以上，例如60％以上，例如70％以上，例如80％以上，例如90％以上，例如95％以上，例如98％以上，例如100％。
另外，在第一电极的电极臂的台阶部分和第二电极(例如第二电极臂，特别是第二电极臂的台阶部分)之间存在间隙(即台阶间隙距离)。该间隙的长度可以是电容器从一个外部端子沿纵向方向到另一个外部端子的长度的1％以上，例如3％以上，例如5％以上，例如7％以上，例如8％以上。该间隙的长度可以是电容器从一个外部端子沿纵向方向到另一个外部端子的长度的30％以下，例如20％以下，例如15％以下，例如10％以下。该间隙的长度可以是电极臂的台阶部分的长度的5％以上，例如10％以上，例如15％以上，例如18％以上。该间隙的长度可以是电极臂的台阶部分的长度的50％以下，例如40％以下，例如30％以下，例如25％以下，例如20％以下。
而且，在第一电极的电极臂的台阶部分与第二电极之间存在的间隙可以为第一电极的电极臂的主体部分与第二电极之间的间隙的5％以上，例如10％以上，例如15％以上，例如20％以上，例如25％以上。在第一电极的电极臂的台阶部分与第二电极之间存在的间隙可以为第一电极的电极臂的主体部分与第二电极之间的间隙的70％以下，例如50％以下，例如40％以下，例如35％以下，例如30％以下，例如25％以下。
另外，在第一电极的中央部分的横向边缘与电极臂的邻近(最靠近)中央部分的上述横向边缘的横向边缘之间存在间隙或空间。电极臂的邻近中央部分的该横向边缘可以是第一电极或第二电极的。该间隙或空间可以是第一电极的电极臂的台阶部分的宽度的40％以上，例如50％以上，例如60％以上，例如70％以上，例如80％以上，例如90％以上，例如100％。
而且，在第二电极不包括基部部分的实施例中，在中央部分的与邻近并连接到外部端子的纵向边缘相对的纵向边缘与另一外部端子之间可以存在间隙。该间隙可以是电容器从一个外部端子沿纵向方向到另一个外部端子的长度的1％以上，例如3％以上，例如5％以上，例如7％以上，例如8％以上。该间隙的长度可以是电容器从一个外部端子沿纵向方向到另一个外部端子的长度的30％以下，例如20％以下，例如15％以下，例如10％以下。
除上述之外，应理解，本发明的电容器可包括附加电极层。例如，如本领域中通常已知的，本发明的电容器可以包括锚定电极层、屏蔽电极层、浮动电极层或其组合。在一实施例中，电容器包括锚定(或虚拟)电极层。在另一实施例中，电容器至少包括屏蔽电极层。在另一实施例中，电容器至少包括浮动电极。在另一实施例中，电容器既包括锚定电极层又包括屏蔽电极层。在另一实施例中，电容器包括锚定电极层、屏蔽电极层和浮动电极层。当存在时，这种电极层也以与介电层的交错配置提供。然而，应当理解，电容器可以不包括任何上述锚定电极层或屏蔽电极层。
如上所述，电容器可以包括锚定电极层。在这样的实施例中，锚定电极层可以包括第三锚定电极和第四锚定电极。这样的锚定电极可以在纵向和横向上在基本相同的平面中。锚定电极层可用于提供用于外部端子提供附加成核点和引导件，例如当将导电材料的薄膜层直接镀覆到沿电容器的主体的表面暴露的电极层时。如本文进一步描述，这种镀覆技术可被称为化学镀覆和/或电解镀覆。
通常，这种锚定电极层的定位没有必要限制。在一实施例中，可以在各个第一电极层和第二电极层之间设置这样的锚定电极层。在另一实施例中，可以在交替的介电层和内部(有源或第一/第二)电极层的堆叠的上方和/或下方设置这样的锚定电极层。可以在锚定电极区域内设置这样的锚定电极层，其中每个区域包括至少一个锚定电极层。例如，锚定电极层可以设置在介电层和有源电极层的堆叠组件的顶部上并与其相邻。锚定电极层可以设置在介电层和电极层的堆叠组件下方并与其相邻。当存在时，锚定电极层的第三锚定电极可以接触第一外部端子，而锚定电极层的第四锚定电极可以接触第二外部端子。
另外，锚定电极层可以具有本领域已知的任何配置。例如，第三锚定电极和第四锚定电极可以具有C形配置。例如，锚定电极可以具有基部部分和从基部部分特别是从基部部分的横向端部延伸的至少一个例如两个电极臂。这样的电极臂可以在纵向方向上远离电容器主体的端部延伸。第三和第四锚定电极的电极臂也可以纵向对齐。电极臂可具有如图所示的尺寸和间隙；这样的尺寸和间隙可以与针对电极层的第一和第二电极所描述的间隙和臂相同。通常，锚定电极可以具有与上述的第一和第二有源电极层以及下述的屏蔽电极不同的配置。
在一实施例中，锚定电极的电极臂还可具有主体部分和台阶部分。该主体部分和台阶部分限定为与关于电极层的第一电极和第二电极的电极臂相同。在这方面，锚定电极和第一电极和/或第二电极的臂、主体部分和/或台阶部分的尺寸可以基本相似。然而，应理解，锚定电极还可包括不具有台阶部分的电极臂。
如上所述，电容器可以包括屏蔽电极层。在这样的实施例中，屏蔽电极层可以包括第五屏蔽电极和第六屏蔽电极。这样的屏蔽电极在纵向和横向上可以在基本相同的平面中。可以使用屏蔽电极层来提供附加电容、防止电磁干扰和/或其他屏蔽特性。
通常，不必限制这种屏蔽电极层的定位。例如，在一实施例中，可以在交替的介电层和内部(有源或第一/第二)电极层的堆叠上方和/或下方设置屏蔽电极层。这样的屏蔽电极层可以设置在屏蔽电极区域内，其中每个区域包括至少一个屏蔽电极层。例如，可以在介电层和电极层的堆叠组件上方设置屏蔽电极层。可替代地，可以在介电层和电极层的堆叠组件下方设置屏蔽电极层。在另一实施例中，可以在介电层和电极层的堆叠组件上方和下方设置屏蔽电极层。当存在时，屏蔽电极层的第五屏蔽电极可以接触第一外部端子，而屏蔽电极层的第六屏蔽电极可以接触第二外部端子。
通常，屏蔽电极层可以具有本领域已知的任何配置。例如，第五屏蔽电极和第六屏蔽电极可以具有矩形配置(即不包括台阶部分)。可替代地，第五屏蔽电极和第六屏蔽电极可具有如本文公开的步骤。例如，该台阶可以在从屏蔽电极的横向边缘的横向方向上。在这方面，屏蔽电极的台阶部分与第一电极和/或第二电极的尺寸可以基本相似。通常，屏蔽电极可以具有与上述第一和第二有源电极层以及上述锚定电极不同的配置。
另外，屏蔽电极层可以在第五电极和第六电极之间包括屏蔽层间隙。例如，第五电极可以连接至第一端子，而第六电极可以连接至第二端子。屏蔽层间隙可以是各个端子的未连接端部之间在纵向方向上的距离。在一实施例中，这种屏蔽层间隙可以小于电容器的顶表面和/或底表面上的外部端子之间的外部端子间隙。例如，外部端子可以端接于电容器的顶表面和/或底表面。在该表面上的外部端子的终端端部之间的距离可被定义为纵向方向上的外部端子间隙。例如，屏蔽层间隙在纵向方向上的这种长度可以是外部端子间隙在纵向方向上的长度的约3％以上，例如约5％以上，例如约10％以上，例如约15％以上，例如约20％以上，例如约25％以上，例如约30％以上至小于100％，例如约80％以下，例如约60％以下，例如约40％以下，例如约35％以下，例如约25％以下，例如约20％以下，例如约15％以下，例如约10％以下。然而，应当理解，在另一实施例中，屏蔽层间隙的长度可以与外部端子间隙的长度基本相同。
在一实施例中，可以通过包含至少一个锚定电极层的锚定电极区域将屏蔽电极层与堆叠组件分开。在这方面，屏蔽电极层可以设置在至少一个锚定电极区域上方和/或下方。例如，屏蔽电极层可以设置在至少一个锚定电极区域的顶部上并与其相邻。屏蔽电极层可以直接设置在至少一个锚定电极区域下方并与其相邻。在一实施例中，这样的锚定电极区域可以包括多个锚定电极层。
另外，屏蔽电极可以掩埋在电容器内。例如，电容器的主体可以包括在顶表面和/或底表面上的陶瓷盖。在一实施例中，电容器包括在顶表面和底表面上的陶瓷盖。陶瓷盖可以是与用于介电层的材料相同的材料。然而，在一实施例中，电容器可以包括与电容器的顶表面和/或底表面相邻的屏蔽电极层。这样的屏蔽电极可以帮助形成外部端子。
如上所述，电容器可包括包含至少一个浮动电极的浮动电极层。在这样的实施例中，浮动电极层可以包括第七电极。通常，这种浮动电极不直接连接到外部端子。然而，浮动电极可以是包含电连接至外部端子的至少一个电极的浮动电极层的一部分；然而，这种浮动电极层包含不直接接触该电极或外部端子的至少一个浮动电极。
可以根据本领域中已知的任何方法来定位和配置浮动电极。例如，可以提供浮动电极，使得其与第一电极层和/或第二电极层的第一电极的至少一部分例如中央部分重叠。在这方面，浮动电极层被层叠并与第一电极层和第二内部电极层交替地设置；在这方面，这种层可被介电层分开。
另外，这样的浮动电极可以具有本领域通常已知的任何形状。例如，在一实施例中，浮动电极层可包括具有匕首状配置的至少一个浮动电极。例如，这种配置可以类似于本文所述的第一电极的配置和形状。然而，应当理解，这种第一电极可以包含或可以不包含具有台阶部分的电极臂。
另外，在一实施例中，浮动电极层可包含至少一个浮动电极，其中浮动电极的端部与至少一个外部端子相邻但不接触该外部端子。在这方面，这种间隙可被称为纵向方向上的浮动电极间隙。这种浮动电极间隙可以大于电容器在纵向方向上的长度的0％，例如约3％以上，例如约5％以上至约50％以下，例如约40％以下，例如约30％以下，例如约20％以下，例如约10％以下。
另外，电容器包括第一外部端子和第二外部端子。特别地，第一外部端子可以沿着电容器的第一端部或侧表面设置，而第二外部端子可以沿着在纵向方向上电容器的与第一端部或侧表面相反的第二端部或侧表面设置。通常，第一电极层的第一电极和第二电极层的第二(反)电极电连接到第一外部端子。同时，第二电极层的第一电极和第一电极层的第二(反)电极电连接到第二外部端子。在一实施例中，外部端子缠绕到顶表面和/或底表面。在另一实施例中，每个外部端子环绕并接触五个表面—顶表面、底表面和三个侧表面。在另一实施例中，外部端子仅存在于侧表面上，使得它们不缠绕到顶表面、底表面和/或任何其他侧表面。
另外，应当理解，如本文所公开的电容器可以根据需要以任何定向安装。例如，电容器可以水平安装，使得介电层和/或电极层与电容器所安装在的表面基本平行。在这方面，介电层和/或电极层在竖直方向上堆叠。可替代地，电容器可以竖直地安装，其中介电层和/或电极层基本正交于电容器所安装在的表面。另外，当竖直安装时，电容器可以在至少两个不同的定向上安装。例如，电容器可以安装成使得介电层和/或电极层的长边缘与表面相邻。可替代地，电容器可以安装成使得介电层和/或电极层的短边缘与表面相邻。
本发明还涉及一种制造超宽带电容器的方法。该方法包括提供如本文公开的多个第一电极层，提供如本文公开的多个第二电极层，以及使多个介电层与交替的第一电极层和第二电极层交错以形成堆叠配置。当存在时，该方法还可包括提供至少一个锚定电极层。类似地，当存在时，该方法还可包括提供至少一个屏蔽电极层。
另外，该方法可以包括：暴露主体中的每个基部部分的纵向边缘；这样的暴露可以帮助形成外部端子。在形成电极层时这种暴露可能已经存在。另外，电极可以在至少三个表面上暴露；这种暴露可能允许缠绕端接。例如，这种缠绕端接可以存在于至少三个表面上，例如在电容器的5个表面处。因此，该方法还可包括形成如本文公开的第一外部端子和第二外部端子。
根据如图1A-1D、2、3A-3B、4A-4B、5A-5C、6A-6D和8A-8C所示的实施例，可以进一步描述本发明的电容器。如图所示，134是指横向方向，而132是指纵向方向，其中横向方向134可以垂直于纵向方向132。同时136是指竖直方向(即z方向)。
转到图1A-1D，公开了一种多层陶瓷电容器的一个实施例。图1D示出了包含多个第一电极层106和第二电极层108的多层电容器100。多层电容器100包含连接到第一电极层102的第一电极106和第二电极层104的第二(反)电极的第一外部端子118。多层电容器包含连接到第二电极层104的第一电极106和第一电极层102的第二(反)电极的第二外部端子120。
图1A示出了第一电极层102和第二电极层104的俯视图。每个电极层包括第一电极106和第二电极108。第一电极106可以具有沿着第一电极106的纵向边缘延伸的基部部分114。第一电极106具有一对电极臂110和从基部部分114延伸的至少一个中央部分112。第二电极108可以具有沿着第二电极层108的纵向边缘延伸的基部部分114。第二电极具有从基部部分114延伸的一对电极臂110。此外，图1A示出了包含主体部分128和台阶部分130的电极臂110。台阶部分是由台阶或偏移116形成的。即，台阶部分116从电极臂110的主体部分128的至少一个横向边缘131偏移。
同时，如图1A所示，第二电极层104具有与第一电极层102相同的配置，除了它是镜像配置之外。
除了图1A的实施例之外，应当理解，可以采用各种其他电极配置。例如，这样的电极配置在图8A-8C中示出。如图8A所示，第一电极106包括中央部分112和从基部部分114延伸的一对电极臂110。同时，第二电极108包括从邻近外部端子119的纵向端部延伸的一对电极臂110。在图8B中，第一电极106包括中央部分112和从邻近外部端子121的纵向端部延伸的一对电极臂110；同时，第二电极108包括从基部部分114延伸的一对电极臂110。在图8C中，第一电极106包括中央部分112和从邻近外部端子121的纵向端部延伸的一对电极臂110；同时，第二电极108包括从邻近外部端子119的纵向端部延伸的一对电极臂110。
因此，如图8A和8C所示，在第二电极108中没有基部部分的情况下，在第一电极106的中央部分112和第二电极108的臂110之间形成中央电容区域122，并且在第一电极106的中央部分112的纵向前缘(与邻近外部端子121的边缘相对)和外部端子119之间形成外部电容区域125。在这方面，图7中的图示可以包括用于电容区域125'的附加并联连接。
参照图1B，以交替的镜像配置存在多个第一电极层102和多个第二电极层104。如图所示，各个电极层的中央部分112至少部分重叠。图1B示出了总共六个电极层；然而，应当理解，可以采用任意数量的电极层来获得用于所需应用的所需电容。
参照图1C和1D，第二电极层104的第一电极106可以沿着第二端部121与第二端子120电连接；类似地(且未示出)，第一电极层102的第一电极106可以沿着第一端部119与第一外部端子118电连接。在一些实施例中，可以在第一电极106和第二电极108之间形成多个电容区域。例如，在一些实施例中，可以在第一电极106的中央部分112与第二电极108的基部部分114和/或臂110之间形成中央电容区域122。在一些实施例中，主体臂间隙电容区域124可以形成在第一电极106的电极臂110的主体部分128与第二电极108之间的间隙内。此外，台阶臂间隙电容区域126可以形成在第一电极106的电极臂110的台阶部分130和第二电极108之间。
参照图2，在一些实施例中，第二电极层104可以包括上述的第一电极106和第二电极108。第一电极106可以具有电极臂110，并且电极臂110可以包括主体部分128和台阶部分130。主体部分128可以具有沿纵向方向132从多层电容器的第二端部120延伸的至少一个横向边缘131。台阶部分130可以在纵向方向134上从主体部分128的横向边缘131偏移。
第二电极108可以与第一外部端子119电连接，并且可以具有在纵向方向132上延伸的电极臂202。在一些实施例中，电极臂110可以与电极臂202大致纵向对齐。在一些实施例中，电极臂110和电极臂202可以在纵向方向132上间隔开，以在电极臂100的主体部分128和电极臂202之间形成主体间隙226。主体间隙226可以具有在纵向方向132上的主体间隙距离240。
在一些实施例中，电极臂110的台阶部分130可以在纵向方向132上延伸超过电极臂110的主体部分128并且远离第二端部120。类似地，电极臂202的台阶部分130可以在纵向方向132上延伸超过电极臂202的主体部分128并且远离第二端部119。在这方面，在一些实施例中，电极臂110和电极臂202可以在电极臂110的台阶部分130和电极臂202之间形成台阶间隙230。台阶间隙230可以在纵向方向132上具有台阶间隙距离232。
在一些实施例中，电极臂110的台阶部分130可以从主体部分128的横向边缘131朝向多个电极层中的至少一个的横向中心线234向内偏移。可以在横向方向134上在横向边缘131与靠近主体部分128的横向边缘131的台阶部分130的横向边缘之间限定偏移距离238。然而，如本文中进一步描述，应理解的是，电极臂可以具有关于台阶部分的替代配置。
参照图3A和3B，在一些实施例中，多层电容器300可以包括沿着第一端部119设置的第一外部端子118和在纵向方向132上与第一端部119相对的沿着第二端部121设置的第二外部端子120。多层电容器300可以包括多个介电层和多个电极层，其中电极层与位于每个相邻电极层之间的介电层以相对且间隔开的关系交错。
另外，如上所述，多层电容器可以包括屏蔽电极。例如，如图3A所示，多层电容器300可以包括第一屏蔽区域210和第二屏蔽区域212，并且每个屏蔽区域210、212可以包括一个或多个屏蔽电极层214。屏蔽区域210、212可以通过介电区域(例如不包含任何电极层的区域)与有源电极区域216间隔开。参照图3B，屏蔽电极层214可以具有第一屏蔽电极配置，其中每个屏蔽电极220通常是矩形的。在其他实施例中，屏蔽电极层214可以具有第二屏蔽电极配置，其中屏蔽电极222在与邻近外部端子的屏蔽电极的边缘相对的屏蔽电极的边缘处包括台阶224，例如，如以上参照图1A和2的电极所说明。
在一些实施例中，有源电极218区域可以设置在第一和第二屏蔽区域210、212之间。有源电极区域216可以包括多个交替的有源电极层218，例如，如参考图1A-1D所说明。另外，一对陶瓷盖226可以沿着电容器300的顶和/或底表面设置。
参照图4A和4B，在一些实施例中，多层电容器300还可包括锚定电极区域302、304、316和/或318。例如，多层电容器300可包括在有源电极区域216的顶部上的第一锚定电极区域304。此外，包含屏蔽电极层214的屏蔽电极区域210可以位于第一锚定电极区域304的上方，例如顶部上。另外，第二锚定电极区域302可以位于屏蔽电极区域210的上方，例如顶部上。类似地，多层电容器300可以在有源电极区域216的下方例如正下方包括第三锚定电极区域316。此外，包含屏蔽电极层214的屏蔽电极区域210可以位于第三锚定电极区域316的下方，例如正下方。此外，第四锚定电极区域318可以位于屏蔽电极区域210的下方，例如正下方。在这方面，例如，有源电极区域216可以设置在第一锚定电极区域304和第三锚定电极区域316之间。有源电极区域216可以如以上参考图3A和3B所描述的那样配置。
参照图4B，锚定电极区域302、304、316和/或318可以包括多个锚定电极层310，每个具有一对锚定电极312。锚定电极312可以包括一对电极臂314。锚定电极312的每个电极臂314可以例如以与以上参照图1A和2的电极描述的类似方式包括主体部分328和台阶部分330。
通常，有源电极区域和屏蔽区域之间的距离为约1.0密耳以上，例如约1.3密耳以上，例如约1.5密耳以上，例如约1.7密耳以上，例如约1.9密耳以上至约2.5密耳以下，例如约2.3密耳以下，例如约2.1密耳以下。例如，有源电极区域和屏蔽区域之间的距离为约1.0密耳至约2.5密耳，例如约1.3密耳至约2.3密耳，例如约1.5密耳至约2.1密耳，例如约1.7密耳至约2.3密耳，例如约1.9密耳至约2.1密耳。该距离可以是电容器的厚度的约4％以上，例如约5％以上，例如约6％以上，例如约7％以上至约20％以下，例如约18％以下，例如约15％以下，例如约13％以下，例如约11％以下。
通常，有源电极区域与电容器的顶表面之间的距离为约1.5密耳以上，例如约1.8密耳以上，例如约2.0密耳以上，例如约2.1密耳以上，例如约2.3密耳以上，例如约2.5密耳以上至约3.2密耳以下，例如约3.0密耳以下，例如约2.9密耳以下，例如约2.8密耳以下。例如，有源电极区域和电容器的顶表面之间的距离是从约1.8密耳到约3.2密耳，例如从约2.0密耳到约3.0密耳，例如从约2.3密耳到约3.0密耳，例如从约2.5密耳到约2.9密耳。该距离可以是电容器的厚度的约5％以上，例如约8％以上，例如约9％以上，例如约10％以上至约25％以下，例如约20％以下，例如约18％以下，例如约15％以下，例如约14％以下。
此外，电容器可以具有相对小的厚度。例如，电容器的厚度可以为约13密耳以上，例如约15密耳以上，例如约18密耳以上至约50密耳以下，例如约40密耳以下，例如约30密耳以下，例如约25密耳以下，例如约23密耳以下，例如约22密耳以下。
参照图5A、5B和5C，锚定电极312可以具有各种配置。例如，参考图5A，在一些实施例中，锚定电极312的电极臂314可以不包括台阶。例如，这种电极可以呈C形配置而没有台阶。参照图5B，在一些实施例中，锚定电极312的电极臂314可以包括从锚定电极312的外横向边缘322向内偏移的台阶部分320。参照图5C，在一些实施例中，台阶部分320可以从锚定电极312的臂314的内横向边缘324偏移。另外的配置也是可能的。例如，在一些实施例中，台阶部分320可以与外横向边缘322和内横向边缘324都偏移。
参照图6A-6C，在一些实施例中，有源电极106、108可以具有各种其他配置。例如，参考图6A，在一些实施例中，第一电极106和第二电极108中的每个可以包括单个臂110，而不是如以上关于图2所述的一对臂110、202。在这方面，这种电极可以包括包含从基部延伸的中央部分的一个电极和也从基部部分延伸的一个电极臂；同时，反电极可以包括基部部分和从该第二电极的基部部分延伸的仅一个电极臂。
参照图6B，在一些实施例中，第一电极106和第二电极108中的每个可以包括中央部分112。例如，除了从相应的基部部分延伸的至少一个电极臂110、202(例如两个电极臂110、202)之外，每个电极106、108还可包括从相应的基部部分延伸的中央部分112。
参照图6C，在一些实施例中，电极106、108的电极臂110、202可具有台阶部分130，其从电极臂的主体部分的内横向边缘324向外偏移远离电极层的电极106、108中的至少一个的横向中心线236。最后，参考图6D，在一些实施例中，电极106、108的电极臂110可以具有与电极臂110、202的外横向边缘322和内横向边缘324都偏移的台阶部分130。
除了本文图示和描述的实施例之外，电极的中央部分可以具有本领域已知的任何配置。例如，如图1A和6A-6D所示，中央部分可以具有相对矩形的配置。即，横向边缘可以在纵向方向上基本线性地延伸。然而，也可以采用其他配置。例如，在一实施例中，电极的中央部分可以包括桨状配置；在这样的实施例中，横向边缘在远离基部部分的纵向方向上基本线性地延伸，然后在远离中央部分的横向方向上且然后又在远离基部部分的纵向方向上基本线性地延伸。在另一实施例中，电极的中央部分可以包括翼状配置；在这样的实施例中，横向边缘在远离基部部分的纵向方向上基本线性地延伸，然后在远离中央部分的横向方向上、然后又在远离基部部分的纵向方向上基本线性地延伸，然后又在朝向中央部分的横向方向上且然后又在远离基部部分的纵向方向上基本线性地延伸。
通常，本发明提供一种具有电极的多层电容器，该电极具有独特的配置，该配置提供了各种益处和优点。在这方面，应当理解，用于构造电容器的材料可以不受限制，并且可以是本领域中通常采用的任何材料，并且可以使用本领域中通常采用的任何方法来形成。
通常，介电层通常由具有相对高的介电常数(K)的材料形成，例如从约10至约40000，在一些实施例中从约50至约30000，并且在一些实施例中约100至约20000。
在这方面，介电材料可以是陶瓷。可以以各种形式提供陶瓷，例如晶片(例如预烧制的)或在装置本身内共烧制的介电材料。
高介电材料类型的特定示例包括例如NPO(COG)(达约100)、X7R(从约3000到约7000)、X7S、Z5U和/或Y5V材料。应当理解，上述材料通过它们的行业接受的定义来描述，其中一些是由电子工业联盟(EIA)建立的标准分类，因此应由本领域的普通技术人员认识到。例如，这种材料可以包括陶瓷。这种材料可以包括白云母，例如钛酸钡和相关固体溶液(例如钛酸锶钡、钛酸钡钙、钛酸钡锆、钛酸锆锶钡、钛酸钡锆钛酸钡等)、钛酸铅和相关固体溶液(例如锆钛酸铅、锆钛酸镧铅)、钛酸铋钠等。在一特定实施例中，例如，可以使用分子式为BaxSr1-xTiO3的钛酸锶钡(“BSTO”)，其中x为0-1，在一些实施例中为约0.15-约0.65，并且在一些实施例中为约0.25至约0.6。其他合适的钙钛矿可以包括例如BaxCa1-xTiO3，其中x为约0.2至约0.8，并且在一些实施例中为约0.4至约0.6，PbxZr1-xTiO3(“PZT”)，其中x为约0.05至约0.4，钛酸镧锆铅(“PLZT”)、钛酸铅(PbTiO3)、钛酸钡钙锆(BaCaZrTiO3)、硝酸钠(NaNO3)、KNbO3、LiNbO3、LiTaO3、PbNb2O6、PbTa2O6、KSr(NbO3)和NaBa2(NbO3)5KHb2PO4。其他复杂的钙钛矿可以包括A[B11/3B22/3]O3材料，其中A为BaxSr1-x(x可以为0到1的值)；B1是MgyZn1-y(y可以是0到1的值)；B2是TazNb1-z(z可以是0到1的值)。在一特定实施例中，介电层可包含钛酸酯。
电极层可以由本领域已知的多种不同金属中的任何一种形成。电极层可以由金属例如导电金属制成。材料可以包括贵金属(例如银、金、钯、铂等)、贱金属(例如铜、锡、镍、铬、钛、钨等)等及其各种组合。溅射的钛/钨(Ti/W)合金以及铬、镍和金的相应溅射层也是合适的。电极也可以由低电阻材料制成，比如银、铜、金、铝、钯等。在一特定实施例中，电极层可以包括镍或其合金。
如本领域中已知的，外部端子可以由多种不同金属中的任何一种形成。外部端子可以由金属例如导电金属制成。材料可以包括贵金属(例如银、金、钯、铂等)、贱金属(例如铜、锡、镍、铬、钛、钨等)等及其各种组合。在一特定实施例中，外部端子可以包括铜或其合金。
可以使用本领域中通常已知的任何方法来形成外部端子。可以使用例如溅射、喷涂、印刷、化学镀或细铜端接(FCT)、电镀、等离子体沉积、推进剂喷雾/空气刷等技术来形成外部端子。
在一实施例中，外部端子可以形成为使得外部端子相对较厚。例如，可以通过将金属的厚膜条施加到电极层的暴露部分来形成这样的端子。这样的金属可以在玻璃基质中并且可以包括银或铜。作为示例，可以将这种条印刷并烧制到电容器上。此后，可以在端接条上形成附加的金属(例如镍、锡、焊料等)镀层，从而使电容器可焊接到基板上。可以使用本领域中通常已知的任何方法(例如通过用于将加载有金属的糊剂转移到暴露的电极层上的终端机和印刷轮)进行厚膜条的这种施加。在Sano等人的美国专利号5,021,921中公开了具有通过烘烤的终端形成的外部端子和镀覆在其上的金属膜的部件的示例，其出于所有目的通过引用并入本文。
厚镀的外部端子的平均厚度可以为约150μm以下，例如约125μm以下，例如约100μm以下，例如约80μm以下。厚镀的外部端子的平均厚度可以为约25μm以上，例如约35μm以上，例如约50μm以上，例如约75μm以上。例如，厚镀的外部端子的平均厚度可以为约25μm至约150μm，例如约35μm至约125μm，例如约50μm至约100μm。
在另一实施例中，可以形成外部端子，使得外部端子是金属的薄膜镀层。可以通过在电极层的暴露部分上沉积导电材料例如导电金属来形成这种薄膜镀层。例如，可以暴露电极层的前缘，使得其可以允许形成镀覆的终端。
薄镀的外部端子的平均厚度可以为约50μm以下，例如约40μm以下，例如约30μm以下，例如约25μm以下。薄镀的外部端子的平均厚度可以为约5μm以上，例如约10μm以上，例如约15μm以上。例如，外部端子的平均厚度可以为约5μm至约50μm，例如约10μm至约40μm，例如约15μm至约30μm，例如约15μm至约25μm。
通常，外部端子可以包括镀覆端子。例如，外部端子可以包括电镀端子、化学镀端子或其组合。例如，可以通过电镀形成电镀端子。可以经由化学镀形成化学镀端子。
当多层构成外部端子时，外部端子可以包括电镀端子和化学镀端子。例如，可以首先采用化学镀来沉积材料的初始层。然后可以将电镀技术切换到电化学电镀系统，其可以允许更快的材料堆积。
当通过任何一种镀覆方法形成镀覆端子时，从电容器的主体暴露的电极层的引线接线片的前缘经受镀覆溶液。在一实施例中，通过经受处理，可以将电容器浸入镀覆溶液中。
包含导电材料例如导电金属的镀覆溶液用于形成镀覆的端子。这样的导电材料可以是任何前述材料或本领域中通常已知的任何材料。例如，镀液可以是氨基磺酸镍浴液或其他镍溶液，使得镀层和外部端子包含镍。可替代地，镀覆溶液可以是铜酸浴或其他合适的铜溶液，使得镀覆层和外部端子包括铜。
另外，应当理解，镀覆溶液可以包含本领域通常已知的其他添加剂。例如，添加剂可以包括可有助于电镀过程的其他有机添加剂和介质。另外，可以使用添加剂以便在期望的pH下使用镀覆溶液。在一实施例中，可在该溶液中采用降低电阻的添加剂，以帮助完全镀层覆盖以及将镀层材料粘结到电容器和引线接线片的暴露的前缘。
可以将电容器暴露、浸没或浸入镀覆溶液中达预定时间量。这种暴露时间没有必要限制，但可以花费足够的时间来允许足够的镀覆材料沉积以形成镀覆的端子。在这方面，该时间应该足以允许在一组交替的介电层和电极层内的相应电极层的给定极性的引线接线片的期望的暴露的相邻的前缘之间形成连续的连接。
通常，电解镀和化学镀之间的区别在于电解镀采用电偏压，例如通过使用外部电源。电解镀覆溶液通常可以经受高电流密度范围，例如十到十五amp/ft2(额定为9.4伏)。可以形成与在同一镀覆溶液中需要形成镀覆端子的电容器的负极连接和固体材料(例如Cu镀覆溶液中的Cu)的正极连接的连接。即，电容器被偏压到与镀覆溶液的极性相反的极性。使用这种方法，镀覆溶液的导电材料被吸引到电极层的引线接线片的暴露的前缘的金属上。
在将电容器浸没或置于镀覆溶液之前，可以采用各种预处理步骤。可以出于多种目的进行这样的步骤，包括催化、加速和/或改善电镀材料对引线接线片的前缘的粘附。
另外，在镀覆或任何其他预处理步骤之前，可以采用初始清洁步骤。可以采用这样的步骤以去除在电极层的暴露的引线接线片上形成的任何氧化物堆积。当内部电极或其他导电元件由镍形成时，该清洁步骤可能特别有助于协助去除氧化镍的任何堆积。部件清洁可通过完全浸入预清洁浴中进行，例如包括酸清洁剂的浴。在一实施例中，暴露可以达预定时间，例如约10分钟。可替代地，清洁也可以通过化学抛光或研磨步骤来进行。
另外，可以执行激活电极层的引线接线片的暴露的金属前缘的步骤，以促进导电材料的沉积。可以通过浸入钯盐、光图案化的钯有机金属前体(通过掩模或激光)、丝网印刷或喷墨沉积的钯化合物或电泳钯沉积来实现活化。应当理解，目前仅公开了基于钯的活化作为活化溶液的示例，其通常与由镍或其合金形成的暴露的接片部分的活化一起很好地起作用。然而，应当理解，也可以使用其他活化解决方案。
另外，代替上述活化步骤或除此之外，当形成电容器的电极层时，可以将活化掺杂剂引入导电材料中。例如，当电极层包括镍并且活化掺杂剂包括钯时，可以将钯掺杂剂引入到形成电极层的镍墨或组合物中。这样做可以消除钯活化步骤。应当进一步理解的是，上述某些活化方法例如有机金属前体也有助于玻璃形成剂的共沉积，以增加与电容器的一般陶瓷体的粘合性。当如上所述采取活化步骤时，在端接镀覆之前和之后，活化剂材料的痕迹可能经常保留在暴露的导电部分处。
另外，也可以采用电镀后的后处理步骤。可以出于多种目的进行这样的步骤，包括增强和/或改善材料的粘附性。例如，可以在执行镀覆步骤之后采用加热(或退火)步骤。可以通过烘烤、激光照射、UV照射、微波照射、电弧焊等进行这种加热。
如本文所指示，外部端子包括至少一个镀层。在一实施例中，外部端子可包括仅一个镀层。然而，应当理解，外部端子可包括多个镀层。例如，外部端子可包括第一镀层和第二镀层。另外，外部端子还可以包括第三镀层。这些镀层的材料可以是前述的任何一种，并且是本领域公知的。
例如，一个镀层例如第一镀层可以包括铜或其合金。另一镀层例如第二镀层可以包括镍或其合金。另一镀层例如第三镀层可以包括锡、铅、金或组合例如合金。可替代地，初始镀层可以包括镍，随后锡或金镀层。在另一实施例中，可以形成初始的铜镀层，然后形成镍层。
在一实施例中，初始或第一镀层可以是导电金属(例如铜)。然后该区域可以被包含用于密封的电阻器—聚合物材料的第二层覆盖。然后可以对该区域进行抛光以选择性地去除电阻性聚合材料，然后再次镀覆包含导电金属材料(例如铜)的第三层。
初始镀层上方的上述第二层可以对应于焊料阻挡层，例如镍焊料阻挡层。在一些实施例中，可以通过在初始的化学镀或电解镀层(例如镀铜)的顶部上电镀附加的金属(例如镍)层来形成前述层。用于层叠上述焊料阻挡层的其他示例性材料包括镍—磷、金和银。在一些实施例中，上述焊料阻挡层上的第三层可以对应于导电层，例如镀Ni、Ni/Cr、Ag、Pd、Sn、Pb/Sn或其他合适的镀焊料。
另外，可以形成金属镀层，然后进行电镀步骤，以在这种金属镀层上提供电阻合金或更高电阻的金属合金涂层，例如无电Ni—P合金。然而，应当理解，可以包括任何金属涂层，如本领域普通技术人员将从本文的全部公开内容中理解的。
应当理解，任何上述步骤都可以作为整体工艺发生，例如滚镀、流化床电镀和/或流通式电镀端接工艺，所有这些都是本领域公知的。这样的批量处理使多个部件能够被一次处理，从而提供了有效而快捷的端接过程。相对于传统的端接方法，比如印刷需要单独部件处理的厚膜端接，这是特别的优势。
如本文所述，外部端子的形成通常由电极层的引线接线片的暴露的前缘的位置引导。由于外部镀敷端子的形成是由电容器上选定的外围位置处的电极层的暴露导电金属的配置决定的，因此这种现象可以称为“自决”。
在Ritter等人的美国专利号7177137和7463474中描述了用于形成镀薄膜的端子的上述技术的其他方面，其出于所有目的通过引用并入本文。应当理解，用于形成电容器端子的附加技术也可以在本技术的范围内。示例性替代包括但不限于通过电镀、磁性、掩蔽、电泳/静电、溅射、真空沉积、印刷或用于形成厚膜或薄膜导电层的其他技术来形成端子。
示例
示例1
根据下面指出的规格和下表中的规格制造如本文定义的多层电容器。
特别地，制造的电容器的芯片总厚度为20密耳，从有源电极区域到屏蔽区域的距离为2密耳(占总厚度的10％)，从有源电极区域到表面的距离为2.7密耳(占总厚度的13.5％)。对于某些示例，锚定电极不包括如本文定义的台阶部分。
Figure BDA0002669662110000221
在宽的工作频率范围内(即从4GHz到40GHz)测量每个电容器的插入损耗。使用水平和竖直配置的电容器测量这种插入损耗并针对每个数据点测试两个样本。下表中的范围表示频率范围内的最大插入损耗和最小插入损耗。
Figure BDA0002669662110000231
示例2
根据下面指出的规格和下表中的规格制造如本文定义的多层电容器。
Figure BDA0002669662110000232
Figure BDA0002669662110000241
在宽的工作频率范围内(即从4GHz到40GHz)测量每个电容器的插入损耗。使用水平和竖直配置的电容器测量这种插入损耗并针对每个数据点测试两个样本。下表中的范围表示频率范围内的最大插入损耗和最小插入损耗。
Figure BDA0002669662110000242
在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域的普通技术人员可以实践本发明的这些及其他修改和变化。另外，应当理解，各个实施例的各方面可以全部或部分互换。此外，本领域普通技术人员将理解，前述描述仅是示例性的，并且无意于限制在所附权利要求中进一步描述的本发明。

Claims (27)

1.一种多层陶瓷电容器，包括：
沿着第一端部设置的第一外部端子；
沿着与第一端部相对的第二端部设置的第二外部端子；以及
包含交替的介电层和有源电极层的有源电极区域，其中至少一个电极层包括：
与第一外部端子电连接的第一电极，第一电极具有包括主体部分和台阶部分的第一电极臂，主体部分具有从多层电容器的第一端部延伸的横向边缘，台阶部分具有从主体部分的横向边缘偏移的横向边缘；以及
与第二外部端子电连接的第二电极。
2.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器，其中，所述第一电极臂和第二电极间隔开以在第一电极臂的主体部分和第二电极之间形成主体间隙距离，并且在第一电极臂的台阶部分和第二电极之间形成台阶间隙距离。
3.根据权利要求2所述的多层陶瓷电容器，其中，所述主体间隙距离是所述电容器的从第一外部端子到第二外部端子的长度的5％至60％。
4.根据权利要求2所述的多层陶瓷电容器，其中，所述主体间隙距离是所述第一电极臂的主体部分的长度的50％以上。
5.根据权利要求2所述的多层陶瓷电容器，其中，所述台阶间隙距离是所述电容器的从第一外部端子到第二外部端子的长度的1％至30％。
6.根据权利要求2所述的多层陶瓷电容器，其中，所述台阶间隙距离是所述第一电极臂的台阶部分的长度的5％至50％。
7.根据权利要求2所述的多层陶瓷电容器，其中，所述台阶间隙距离是所述主体间隙距离的5％至70％。
8.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器，其中，所述第一电极臂的台阶部分从主体部分的横向边缘朝向所述至少一个电极层的横向中心线向内偏移。
9.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器，其中，所述第一电极臂的台阶部分从主体部分的横向边缘远离所述至少一个电极层的横向中心线向外偏移。
10.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器，其中，所述台阶部分的每个横向边缘从所述主体部分的每个横向边缘偏移。
11.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器，其中，所述第二电极包括第二电极臂，第二电极臂包括主体部分和台阶部分，主体部分具有从多层电容器的第二端部延伸的横向边缘，台阶部分具有从主体部分的横向边缘偏移的横向边缘。
12.根据权利要求11所述的多层陶瓷电容器，其中，所述第一电极臂和第二电极臂间隔开，从而在第一电极臂的主体部分和第二电极臂的主体部分之间形成主体间隙距离，并且在第一电极臂的台阶部分和第二电极臂的台阶部分之间形成台阶间隙距离。
13.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器，其中：
所述第一电极包括与第一外部端子电连接的基部部分，并且其中，所述第一电极臂从该基部部分延伸。
14.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器，其中：
所述第二电极包括与第二外部端子电连接的基部部分，并且其中，所述第二电极包括从该基部部分延伸的第二电极臂。
15.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器，其中：
所述第一电极包括与第一外部端子电连接的基部部分，并且其中，所述第一电极臂从该基部部分延伸；并且
所述第二电极包括与第二外部端子电连接的基部部分，并且其中，所述第二电极包括从该基部部分延伸的第二电极臂。
16.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器，其中：
所述第一电极包括与第一外部端子电连接的基部部分；
所述第二电极包括与第二外部端子电连接的基部部分；
所述第一电极包括远离第一端部延伸的中央部分，使得在第一电极的中央部分和第二电极的基部部分之间形成中央端部间隙距离，并且在第一电极的中央部分和第二电极之间形成中央边缘间隙距离；
其中，所述中央端部间隙距离近似等于所述中央边缘间隙距离。
17.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器，其中，所述至少一个电极层是有源电极层。
18.根据权利要求17所述的多层陶瓷电容器，还包括锚定电极层。
19.根据权利要求18所述的多层陶瓷电容器，其中，所述锚定电极层包括：
与第一外部端子电连接的第三电极，第三电极具有第三电极臂，第三电极臂包括主体部分和台阶部分，主体部分具有从多层电容器的第一端部延伸的横向边缘，台阶部分具有从主体部分的横向边缘偏移的横向边缘；以及
第四电极，其与第二外部端子电连接。
20.根据权利要求19所述的多层陶瓷电容器，其中，所述第四电极臂包括主体部分和台阶部分，主体部分具有从多层电容器的第二端部延伸的横向边缘，台阶部分具有从主体部分的横向边缘偏移的横向边缘。
21.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器，其中，所述至少一个电极层是锚定电极层。
22.根据权利要求17所述的多层陶瓷电容器，还包括屏蔽电极层。
23.根据权利要求22所述的多层陶瓷电容器，其中，所述屏蔽电极层包括具有大致矩形配置的屏蔽电极。
24.根据权利要求22所述的多层陶瓷电容器，其中，所述屏蔽电极层包括屏蔽电极，该屏蔽电极在屏蔽电极的与屏蔽电极的邻近外部端子的边缘相对的边缘处具有台阶。
25.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器，其中，所述台阶部分的宽度是所述电极臂的主体部分的宽度的5％至90％。
26.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器，其中，所述台阶部分的长度是所述电极臂的长度的5％至70％。
27.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器，其中，所述主体部分的长度是所述电极臂的长度的25％至90％。
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