CN113539684A - 多层电容器和用于安装该多层电容器的板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种多层电容器和用于安装该多层电容器的板。所述多层电容器包括：主体，包括有效区域以及设置在所述有效区域上方的上覆盖区域和设置在所述有效区域下方的下覆盖区域，所述有效区域包括交替堆叠的第一内电极和第二内电极以及设置在所述第一内电极和第二内电极之间的介电层，所述第一内电极和第二内电极通过所述主体的两个端表面交替地暴露；以及第一外电极和第二外电极，设置在所述主体的两端上并且分别连接到所述第一内电极和所述第二内电极。所述主体还包括设置在所述下覆盖区域的下表面上的缓冲层，所述缓冲层包括在所述主体的长度方向上彼此间隔开的第一虚设电极和第二虚设电极，并且凹槽在所述缓冲层的下表面中凹入。

Description

多层电容器和用于安装该多层电容器的板
本申请要求于2020年4月20日在韩国知识产权局提交的第10-2020-0047201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包含于此。
技术领域
本公开涉及一种多层电容器和用于安装该多层电容器的板。
背景技术
由于诸如电子产品、计算机等的IT和移动装置的高性能，对无源元件的需求日益增大。
此外，因为近来的电子装置要求将无源元件设置在有限的板面积中，所以当安装的组件的数量增大时，组件的安装密度增大。
这样的以高密度方式安装的无源元件由于彼此的相互作用而产生热和振动。在这方面，除了现有的无源元件中要求的特性之外，还要求功能的改善。
多层陶瓷电容器(MLCC)(一种多层片式电子组件)可由于其诸如小尺寸、高电容和易于安装的优点而用于各种电子装置中。
多层陶瓷电容器可具有其中具有不同极性的内电极交替地层叠同时其间插设有介电层的结构。
在这种情况下，由于介电层具有压电特性，因此当直流电压或交流电压施加到多层陶瓷电容器时，在内电极之间可产生压电现象，使得陶瓷主体的体积根据频率而膨胀和收缩，从而产生周期性振动。
当安装在多层电容器上时，这样的振动通过外电极和焊料传递到板，使得整个板成为声音反射表面以产生作为噪声的振动声音。
振动声音可在引起听者不适的20Hz至20000Hz的可听频率区域中，并且这样的引起收听者不适的振动声音是指声学噪声。
由于近来的电子装置的组件的噪声的降低，多层电容器中产生的这样的声学噪声可能更显著。特别是在移动装置的情况下，通过降低这样的声学噪声可极大地改善声学性能和耐久性。因此，需要研究能够有效地降低多层电容器中产生的声学噪声的技术。
发明内容
本公开的一方面在于提供一种能够有效地降低声学噪声的多层电容器以及用于安装该多层电容器的板。
根据本公开的一方面，一种多层电容器包括：主体，包括有效区域以及设置在所述有效区域上方的上覆盖区域和设置在所述有效区域下方的下覆盖区域，所述有效区域包括交替堆叠的第一内电极和第二内电极以及设置在所述第一内电极和第二内电极之间的介电层，所述第一内电极和第二内电极通过所述主体的两个端表面交替地暴露；以及第一外电极和第二外电极，设置在所述主体的两端上并且分别连接到所述第一内电极和第二内电极。所述主体还包括设置在所述下覆盖区域的下表面上的缓冲层，所述缓冲层包括在所述主体的长度方向上彼此间隔开的第一虚设电极和第二虚设电极，并且凹槽在缓冲层的下表面中凹入。
在示例实施例中，所述凹槽可在所述主体的宽度方向上从所述主体的一个侧表面延伸至所述主体的另一侧表面。
在示例实施例中，所述第一虚设电极和所述第二虚设电极可在单个介电层上设置为在所述长度方向上彼此面向。
在示例实施例中，所述第一虚设电极和所述第二虚设电极可通过所述主体的所述两个端表面暴露，并且分别连接到所述第一外电极和所述第二外电极。
在示例实施例中，所述凹槽可设置在所述第一虚设电极与所述第二虚设电极之间。
在示例实施例中，所述下覆盖区域的厚度可比所述有效区域中的所述第一内电极与所述第二内电极之间的距离大。
在示例实施例中，多个所述凹槽可设置在所述缓冲层的所述下表面上。
在示例实施例中，所述多个凹槽中的每个可在所述主体的宽度方向上从所述主体的一个侧表面延伸到所述主体的另一侧表面。
在示例实施例中，所述缓冲层还可包括设置在所述第一虚设电极与所述第二虚设电极之间的第三虚设电极。
在示例实施例中，所述第一虚设电极、所述第二虚设电极和所述第三虚设电极在单个介电层上在所述主体的所述长度方向上彼此间隔开。
在示例实施例中，所述第一虚设电极和所述第二虚设电极可通过所述主体的所述两个端表面暴露，并且可分别连接到所述第一外电极和所述第二外电极。
在示例实施例中，所述多个凹槽中的一个可设置在所述第一虚设电极与所述第三虚设电极之间，并且所述多个凹槽中的另一个可设置在所述第二虚设电极与所述第三虚设电极之间。
在示例实施例中，所述凹槽可与连接所述第一虚设电极和所述第二虚设电极的线相交。
根据另一方面，一种用于安装多层电容器的板包括：板，在其一个表面上包括第一电极焊盘和第二电极焊盘；以及所述多层电容器。所述多层电容器的所述第一外电极和所述第二外电极被安装为分别连接到所述第一电极焊盘和所述第二电极焊盘。
附图说明
通过下面结合附图的详细描述，本公开的以上和其他方面、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的示例实施例的多层电容器的透视图；
图2是图1的倒置透视图；
图3A至图3C是示出应用于图1的多层电容器的第一内电极和第二内电极以及第一虚设电极和第二虚设电极的透视图；
图4是沿着图1中的线I-I'截取的截面图；
图5和图6是示出根据示例实施例的当制造多层电容器时用于在主体的安装表面上形成凹槽的方法的侧截面图；
图7是示意性地示出根据另一示例实施例的多层电容器的截面图；
图8是示出应用于图7的多层电容器的第一虚设电极至第三虚设电极的平面图；以及
图9是示意性地示出图4的多层电容器安装在板上的截面图。
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实施，并且不应被解释为限于在此阐述的特定实施例。
确切地说，提供这些实施例使得本公开将是彻底的和完整的，并将向本领域技术人员充分传达本公开的范围。
为了描述的清楚性，可夸大附图中的元件的形状和尺寸，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。
此外，在整个说明书中，将理解的是，除非另有说明，否则当部分“包括”元件时，其还可包括另一元件，而不排除另一元件。
多层电容器
图1是示意性地示出根据本公开的示例实施例的多层电容器的透视图，图2是图1的倒置透视图，而图3A至图3C是示出应用于图1的多层电容器的第一内电极和第二内电极以及第一虚设电极和第二虚设电极的透视图，图4是沿着图1中的线I-I'截取的截面图。
参照图1至图4，根据示例实施例的多层电容器100可包括其中层叠有多个介电层、多个第一内电极121和多个第二内电极122的主体110以及分别电连接到第一内电极121和第二内电极122的第一外电极131和第二外电极132。
在下文中，为了阐明本公开中的示例性实施例，电容器主体110的方向被如下定义。即，附图中示出的X、Y和Z分别表示电容器主体110的长度方向、宽度方向和厚度方向。
主体110通过在Z方向上交替地层叠多个介电层111并烧结多个介电层111而形成。相邻的介电层111可一体化，使得它们之间的边界在不使用扫描电子显微镜(SEM)的情况下可能不容易明显。
主体110可具有六面体形状，但不限于此。
主体110的形状和尺寸以及介电层111的层叠数不限于在此阐述的附图中示出的形状、尺寸和层叠数。
在示例实施例中，出于便于描述的目的，主体110的在Z方向上彼此相对的两个表面被定义为第一表面1和第二表面2，连接到第一表面1和第二表面2并且在X方向上彼此相对的两个表面被定义为第三表面3和第四表面4，同时连接到第一表面1和第二表面2以及第三表面3和第四表面4并且在Y方向上彼此相对的两个表面被定义为第五表面5和第六表面6。在这种情况下，第一表面1可以是安装表面。
介电层111可包括具有高介电常数的陶瓷材料(例如，BaTiO3基陶瓷粉末等)，但不限于此，只要可获得足够的电容即可。
此外，还可将陶瓷添加剂、有机溶剂、增塑剂、粘合剂、分散剂等与陶瓷粉末一起添加到介电层111。
例如，过渡金属氧化物或过渡金属碳化物、稀土元素、镁(Mg)、铝(Al)等可用作陶瓷添加剂。
主体110可包括：有效区域，作为对形成电容器的电容有贡献的部分；以及上覆盖区域112和下覆盖区域113，作为Z方向上的上边缘部和下边缘部分别形成在有效区域的上方和下方。
除了上覆盖区域112和下覆盖区域113不包括内电极之外，上覆盖区域112和下覆盖区域113可具有与介电层111相同的材料和构造。
上覆盖区域112和下覆盖区域113可通过分别在有效区域的在Z方向上的上表面和下表面上层叠单个介电层或者两个或更多个介电层来形成，并且可防止由于物理应力或化学应力而对内电极的损坏。
主体110在有效区域中包括第一内电极121和第二内电极122。
第一内电极121和第二内电极122是施加有不同极性的电极，并且形成在介电层111的一个表面上。第一内电极121的一端通过第三表面3暴露以连接到第一外电极131，第二内电极122的一端通过第四表面4暴露以连接到第二外电极132。
第一内电极121和第二内电极122通过介于它们之间的介电层111彼此电绝缘。
根据以上构造，当将预定电压施加到第一外电极131和第二外电极132时，电荷在第一内电极与第二内电极之间累积。
多层电容器100的电容与有效区域中第一内电极121和第二内电极122在Z方向上叠置的面积成比例。
此外，用于形成第一内电极121和第二内电极122的材料不受具体限制，但是可以是例如利用贵金属(诸如，铂(Pt)、钯(Pd)、钯-银(Pd-Ag)合金等)以及镍(Ni)和铜(Cu)中的至少一种形成的导电膏。
用于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。
在示例实施例中，下覆盖区域113的厚度可比有效区域中的第一内电极121与第二内电极122之间的距离大。
在这方面，与具有其中缓冲层直接设置在有效区域的下表面上而没有下覆盖区域的结构的多层电容器相比，当有效区域与安装表面更远地间隔开且多层电容器100安装在板上时，可减小多层电容器100中产生的振动的传递，从而进一步减小声学噪声。
第一外电极131和第二外电极132提供有具有不同极性的电压，并且形成在主体110的在X方向上的两端上。
第一外电极131和第二外电极132利用例如银(Ag)、钯(Pd)、铂(Pt)、镍(Ni)、铜(Cu)或它们的合金的导电金属形成，但不限于此。
如有必要，第一镀层和第二镀层(未示出)可形成在第一外电极131和第二外电极132上。
第一镀层和第二镀层可包括形成在第一外电极131和第二外电极132上的Ni镀层以及形成在Ni镀层上的锡(Sn)镀层。
当将多层电容器100安装在板上时，这样的第一镀层和第二镀层作为焊料用于增强多层电容器100与板之间的粘合性。镀覆处理可通过已知的方法执行。
第一外电极131可包括第一连接部131a和第一带部131b。
第一连接部131a形成在主体110的第三表面3上，并且连接到第一内电极121的暴露部分。
第一带部131b从第一连接部131a延伸到电容器主体110的第一表面1的一部分。
第一带部131b可从第一连接部131a进一步延伸到电容器主体110的第二表面2、第五表面5和第六表面6的一部分，用于增强粘合性等。
第二外电极132可包括第二连接部132a和第二带部132b。
第二连接部132a形成在主体110的第四表面4上，并且连接到第二内电极122的暴露部分。
第二带部132b从第二连接部132a延伸到电容器主体110的第二表面2的一部分。
第二带部132b可从第二连接部132a进一步延伸到电容器主体110的第二表面2、第五表面5和第六表面6的一部分，用于增强粘合性等。
主体110还可包括形成在下覆盖区域113的下表面上的缓冲层114。
凹槽170在缓冲层114的下表面上向内凹入。
凹槽170可从主体110的第五表面5以线性形式延伸到主体110的第六表面6。
另外，多个第一虚设电极123和多个第二虚设电极124可设置为彼此面向，同时相对于凹槽170在X方向上间隔开预定间隙。
如图5和图6中所示，第一虚设电极123与第二虚设电极124之间的间隙是在层叠并压制下覆盖区域、有效区域、上覆盖区域和缓冲层的工艺期间用于在缓冲层114的下表面上形成凹槽170的要素。
也就是说，在压制期间，不具有第一虚设电极和第二虚设电极的区域的密度低于具有第一虚设电极和第二虚设电极的区域的密度，从而使缓冲层114的下表面的一部分凹入并产生台阶。这用于形成在缓冲层114的下表面上向上凹入的凹槽170。
因此，凹槽170可在X方向上设置在第一虚设电极123与第二虚设电极124之间。
凹槽170用作空气层，并且基于振动传递率在气体(具有较低密度的介质)中比在固体(具有较高密度的介质，诸如，道路上的声障或空气层隔离物)中低的原理被构造为进一步减小主体110中产生的振动的传递。凹槽170可与连接第一虚设电极123和第二虚设电极124的线34相交。例如，凹槽170可与至少一个介电层114a上的连接第一虚设电极123和第二虚设电极124的线34相交。
在这种情况下，第一虚设电极123和第二虚设电极124可在单个介电层114a上设置为在主体110的X方向上彼此面向。图4中示出了其上形成有第一虚设电极123和第二虚设电极124的三层介电层114a，但介电层114a的层数不限于此。
第一虚设电极123可通过主体的第三表面3暴露以电连接到第一外电极131的第一连接部131a，第二虚设电极124可通过主体的第四表面4暴露以电连接到第二外电极132的第二连接部132a。
因此，可降低多层电容器的等效串联电阻(ESR)和等效串联电感(ESL)。
通常，随着多层电容器内的电极的路径拉长，多层电容器的ESR和ESL的值降低。
如上所述，当降低多层电容器的ESL和ESR时，IT装置中的电信号的噪声减小，从而增强了电子装置的性能。
此外，第一虚设电极123和第二虚设电极124防止主体110的下部收缩，从而减少脱层或破裂，并且即使在产生脱层时也防止脱层传递到内电极，从而提高产品的可靠性。
根据示例实施例，另外制备缓冲层114，并且使用通用层压机来层叠上覆盖区域(或下覆盖区域)、有效区域和下覆盖区域(或上覆盖区域)以制备主体的一部分，随后将预先制备的缓冲层114临时附接到下覆盖区域的下表面并且压制该缓冲层114以制备主体110。
因此，主体被形成为具有形成在其下表面上的凹槽并且具有虚设电极。由于层叠的方向性不必被限制为从底部到顶部或从顶部到底部，因此优点在于：改善了主体制造期间的工艺自由度，并且简化了制造设施以降低工艺难度。
此外，凹槽形成为在多层电容器的缓冲层的安装表面上向内凹入，并且在有效区域和其上形成有凹槽的缓冲层之间确保余量，使得当将多层电容器安装在板上时分散和抑制在多层电容器中产生的压电应力，从而减小通过焊料传递到板的振动并减小声学噪声。
此外，当减小了多层电容器中产生的振动时，增强了多层电容器与板之间的粘合性，并且防止了多层电容器的耐久性劣化，从而提高了其可靠性。
修改示例
图7是示意性地示出根据另一示例实施例的多层电容器100'的截面图，图8是示出应用于图7的多层电容器的第一虚设电极至第三虚设电极的平面图。
由于有效区域、上覆盖区域和下覆盖区域、第一内电极和第二内电极以及和第一外电极和第二外电极的构造类似于先前描述的构造，因此将省略其详细描述以避免重复。将示出具有与前述构造不同的构造的缓冲层，并基于差异对其进行描述。
参照图7和图8，多个凹槽171和172可形成为在缓冲层114'的下表面上向内凹入。
凹槽171和172中的每个可以以线性形式形成，同时从主体110'的第五表面5延伸到第六表面6。
缓冲层114'还可包括位于第一虚设电极125与第二虚设电极126之间的第三虚设电极127。凹槽171和172可与连接第一虚设电极125至第三虚设电极127的线34'相交。例如，凹槽171和172可与至少一个介电层114a'上的连接第一虚设电极125至第三虚设电极127的线34'相交。
在这种情况下，与前述实施例中描述的第一虚设电极123和第二虚设电极124相比，第一虚设电极125和第二虚设电极126可形成为在X方向上较短。
第一虚设电极125至第三虚设电极127可在单个介电层114a'上沿主体的X方向彼此间隔开。
此外，第一虚设电极125通过主体的第三表面3暴露以电连接到第一外电极131的第一连接部131a，第二虚设电极126通过主体的第四表面4暴露以电连接到第二外电极132的第二连接部132a。
在这种情况下，第一虚设电极125与第三虚设电极127之间的间隙以及第二虚设电极126与第三虚设电极127之间的间隙是在层叠下覆盖区域、有效区域、上覆盖区域和缓冲层并随后对其进行压制的工艺期间用于在缓冲层114'的下表面上形成凹槽171和172的要素。
因此，凹槽171在X方向上位于第一虚设电极125与第三虚设电极127之间，凹槽172在X方向上位于第二虚设电极126与第三虚设电极127之间。
在示例实施例中，示出了两个凹槽171和172，但是本公开不限于此。
例如，三个凹槽可形成为在X方向上彼此间隔开，并且设置在单个介电层上的虚设电极的数量可与凹槽的数量成比例地增加。
根据以上构造，主体可通过根据多层电容器的尺寸适当地调节凹槽的数量来形成。当主体形成为具有两个或更多个凹槽而不是一个凹槽时，由于多个凹槽可增强应力分散效果。
在这方面，可进一步改善降低声学噪声的效果。此外，与形成一个大的凹槽时相比，当形成更多数量的较小凹槽时，凹槽的尺寸可更易于控制。
用于安装多层电容器的板
图9是示意性地示出图4的多层电容器安装在板上的截面图。
参照图9，根据示例实施例的用于安装多层电容器的板包括其上安装有多层电容器100的板210以及在板210上间隔开的第一电极焊盘221和第二电极焊盘222。
多层电容器100可通过焊料231和232电连接到板210，同时使第一外电极131与第一电极焊盘221接触并且第二外电极132与第二电极焊盘222接触。
此外，示例实施例示出了图4的多层电容器的安装形式；然而本公开不限于此。作为示例，图7中示出的多层电容器以类似的构造安装在板上，从而形成安装板。
根据前述示例实施例，存在降低多层电容器的声学噪声的效果。
虽然以上已经示出并描述了示例性实施例，但对本领域技术人员而言将显而易见的是，在不脱离本发明的由所附权利要求限定的范围的情况下，可进行修改和变型。

Claims (14)

1.一种多层陶瓷电容器，包括：
主体，包括有效区域以及设置在所述有效区域上方的上覆盖区域和设置在所述有效区域下方的下覆盖区域，所述有效区域包括交替堆叠的第一内电极和第二内电极以及设置在所述第一内电极和第二内电极之间的介电层，所述第一内电极和第二内电极通过所述主体的两个端表面交替地暴露；以及
第一外电极和第二外电极，设置在所述主体的两端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，所述主体还包括设置在所述下覆盖区域的下表面上的缓冲层，所述缓冲层包括在所述主体的长度方向上彼此间隔开的第一虚设电极和第二虚设电极，并且
凹槽在所述缓冲层的下表面中凹入。
2.根据权利要求1所述的多层电容器，
其中，所述槽在所述主体的宽度方向上从所述主体的一个侧表面延伸至所述主体的另一侧表面。
3.根据权利要求1所述的多层电容器，其中，所述第一虚设电极和所述第二虚设电极在单个介电层上设置为在所述长度方向上彼此面向。
4.根据权利要求3所述的多层电容器，其中，所述第一虚设电极和所述第二虚设电极通过所述主体的所述两个端表面暴露，并且分别连接到所述第一外电极和所述第二外电极。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的多层电容器，其中，所述凹槽设置在所述第一虚设电极与所述第二虚设电极之间。
6.根据权利要求1所述的多层电容器，其中，所述下覆盖区域的厚度比所述有效区域中的所述第一内电极与所述第二内电极之间的距离大。
7.根据权利要求1所述的多层电容器，其中，多个所述凹槽设置在所述缓冲层的所述下表面上。
8.根据权利要求7所述的多层电容器，其中，所述多个凹槽中的每个在所述主体的宽度方向上从所述主体的一个侧表面延伸到所述主体的另一侧表面。
9.根据权利要求7所述的多层电容器，其中，所述缓冲层还包括设置在所述第一虚设电极与所述第二虚设电极之间的第三虚设电极。
10.根据权利要求9所述的多层电容器，其中，所述第一虚设电极、所述第二虚设电极和所述第三虚设电极在单个介电层上在所述主体的所述长度方向上彼此间隔开。
11.根据权利要求9所述的多层电容器，其中，所述第一虚设电极和所述第二虚设电极通过所述主体的所述两个端表面暴露，并且分别连接到所述第一外电极和所述第二外电极。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的多层电容器，其中，所述多个凹槽中的一个设置在所述第一虚设电极与所述第三虚设电极之间，并且所述多个凹槽中的另一个设置在所述第二虚设电极与所述第三虚设电极之间。
13.根据权利要求1所述的多层电容器，其中，所述凹槽与连接所述第一虚设电极和所述第二虚设电极的线相交。
14.一种用于安装多层电容器的板，包括：
板，在其一个表面上包括第一电极焊盘和第二电极焊盘；以及
根据权利要求1至13中任一项所述的多层电容器，
其中，所述多层电容器的所述第一外电极和所述第二外电极被安装为分别连接到所述第一电极焊盘和所述第二电极焊盘。
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