CN114255991A - 电子组件和具有该电子组件的板 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种电子组件和具有该电子组件的板。所述电子组件包括：电容器主体；一对外电极，分别设置在所述电容器主体的相对的端表面上；以及一对金属框架，包括一对连接部和一对安装部，所述一对连接部分别连接到所述一对外电极，所述一对安装部分别在所述一对连接部的一端处弯折并从所述一对连接部的所述一端延伸，其中，所述一对安装部的彼此面对的端部的角部具有曲率。

Description

电子组件和具有该电子组件的板
本申请要求于2020年09月21日在韩国知识产权局提交的第10-2020-0121563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
本公开涉及一种电子组件和具有该电子组件的板。
背景技术
由于多层电容器具有小尺寸并且可实现高电容，因此已用于各种类型的电子设备中。
最近，对通过利用金属框架将多层电容器的外电极连接到电路板以实现高电压并增大电容来制造的电子组件的需求已增加。
高电压电子组件需要在高频率下的优异性能以及高水平的热可靠性和电可靠性，尤其需要在有限的空间中抵抗高电压的高水平的耐久性。
在这样的使用金属框架的电子组件中，重要的是确保安装在电路板上的两个金属框架之间的距离，以抑制由高电压导致的火花和短路。因此，与电路板的电极焊盘结合的金属框架的安装部的长度减小。
然而，当安装部的长度如上所述减小时，金属框架与电路板的固定强度降低。因此，电子组件在被安装在电路板上时将要翻倒的风险增大。
发明内容
本公开的一方面可提供一种电子组件和具有该电子组件的板，在该电子组件中，当应用有金属框架的多层电容器安装在电路板上时，金属框架的固定强度可保持在预定水平或更高水平，并且可减少火花和短路的发生。
根据本公开的一方面，一种电子组件可包括：电容器主体；一对外电极，分别设置在所述电容器主体的相对的端表面上；以及一对金属框架，包括一对连接部和一对安装部，所述一对连接部分别连接到所述一对外电极，所述一对安装部分别在所述一对连接部的一端处弯折并从所述一对连接部的所述一端延伸。所述一对安装部的彼此面对的端部的角部具有曲率。
根据本公开的另一方面，一种具有电子组件的板可包括：电路板，具有设置在所述电路板的上表面上的多个电极焊盘；以及电子组件，安装在所述电路板上。所述电子组件包括：电容器主体；一对外电极，分别设置在所述电容器主体的相对的端表面上；以及一对金属框架，包括一对连接部和一对安装部，所述一对连接部分别连接到所述一对外电极，所述一对安装部分别在所述一对连接部的下面的一端处弯折并从所述一对连接部的所述下面的一端延伸，所述一对安装部分别连接到所述多个电极焊盘。所述一对安装部的彼此面对的端部的角部具有曲率。
所述安装部的所述端部的所述角部的曲率可小于或等于15mm-1。
所述电子组件还可包括导电结合层，所述导电结合层设置在所述外电极与所述连接部之间。
所述电容器主体可包括介电层以及交替设置的多个内电极，且所述介电层中的每个介电层介于所述多个内电极之间。
所述外电极可包括：头部，设置在所述电容器主体的一个表面上；以及带部，从所述头部延伸到所述电容器主体的上表面和下表面以及相对的侧表面中的每个表面的一部分上。
根据本公开的又一方面，一种电子组件可包括：电容器主体；一对外电极，分别设置在所述电容器主体的相对的端表面上；以及一对金属框架，分别连接到所述一对外电极，每个金属框架具有L形状。所述一对金属框架的彼此面对的端部各自具有角部，所述角部的曲率大于零。
所述一对安装部之间的最短距离可小于或等于1.6mm。
附图说明
通过结合附图以及以下具体实施方式，本公开的以上和其他方面、特征和优点将被更清楚地理解，其中：
图1是示出根据本公开中的示例性实施例的多层电容器的示意性立体图；
图2A和图2B是分别示出图1中的多层电容器的第一内电极和第二内电极的平面图；
图3是沿着图1的线I-I'截取的截面图；
图4是示出根据本公开中的示例性实施例的电子组件的示意性立体图；
图5是示出在分离图4中的多层电容器的状态下的第一金属框架和第二金属框架的俯视图；
图6是示出安装有图4的电子组件的板沿着X-Z平面截取的截面图；以及
图7是示出球面曲率计和球面曲率计的原理的示图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细地描述本公开的示例性实施例。
将定义方向以清楚地描述本公开中的示例性实施例。附图中的X、Y和Z分别指的是多层电容器和电子组件的长度方向、宽度方向和厚度方向。
这里，Z方向可用作与在本示例性实施例中堆叠介电层的堆叠方向相同的概念。
图1是示出根据本公开中的示例性实施例的多层电容器的示意性立体图，图2A和图2B是分别示出图1中的多层电容器的第一内电极和第二内电极的平面图，图3是沿着图1的线I-I'截取的截面图。
将参照图1至图3描述根据本示例性实施例的电子组件中使用的多层电容器100的结构。
根据本示例性实施例的多层电容器100可包括：电容器主体110；以及第一外电极131和第二外电极132，分别位于电容器主体110的在X方向上的相对的端表面上。
电容器主体110可通过在Z方向上堆叠多个介电层111之后烧结多个介电层111来形成。
电容器主体110的相邻介电层111可彼此一体化为使得在不使用扫描电子显微镜(SEM)的情况下，它们之间的边界不容易区分。
另外，电容器主体110可包括多个介电层111以及在Z方向上交替设置的第一内电极121和第二内电极122，且介电层111中的每个介电层介于第一内电极121与第二内电极122之间。在这种情况下，第一内电极121和第二内电极122可具有不同的极性。
另外，电容器主体110可包括有效区域以及覆盖区域112和113。
有效区域可对形成多层电容器的电容有贡献。
另外，覆盖区域112和113可分别设置为位于有效区域的在Z方向上的上表面和下表面上的边缘部。
覆盖区域112和113可通过分别在有效区域的上表面和下表面上堆叠单个介电层或者两个或更多个介电层来形成。
另外，覆盖区域112和113可基本上用于防止第一内电极121和第二内电极122由于物理应力或化学应力而损坏。
电容器主体110的形状没有特别限制，但可基本上是六面体形状。
在本示例性实施例中，电容器主体110可包括在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、连接到第三表面3和第四表面4并且在Y方向上彼此相对的第五表面5和第六表面6。这里，第一表面1可以是安装表面。
另外，电容器主体110的形状和尺寸以及堆叠的介电层111的数量不限于本示例性实施例的附图中所示的电容器主体的形状和尺寸以及堆叠的介电层的数量。
介电层111可包括陶瓷粉末，诸如BaTiO3基陶瓷粉末等。
BaTiO3基陶瓷粉末的示例可包括Ca、Zr等部分地固溶于BaTiO3中的(Ba1-xCax)TiO3、Ba(Ti1-yCay)O3、(Ba1-xCax)(Ti1-yZry)O3、Ba(Ti1-yZry)O3等。然而，根据本公开的BaTiO3基陶瓷粉末不限于此。
此外，介电层111还可包括陶瓷添加剂、有机溶剂、增塑剂、粘合剂、分散剂等。
陶瓷添加剂可包含过渡金属氧化物或过渡金属碳化物、稀土元素、镁(Mg)、铝(Al)等。
第一内电极121和第二内电极122可以是施加有不同极性的电极。
第一内电极121和第二内电极122可分别形成在介电层111上并在Z方向上堆叠。
另外，第一内电极121和第二内电极122可沿着Z方向交替地设置在电容器主体110中，并彼此面对，且介电层111中的每个介电层介于第一内电极121与第二内电极122之间。
在这种情况下，第一内电极121和第二内电极122可通过设置在第一内电极121与第二内电极122之间的介电层111中的每个介电层而彼此电绝缘。
此外，在本示例性实施例中已示出和描述了多个内电极在Z方向上堆叠的结构。然而，本公开不限于此，如果需要，也可应用内电极在Y方向上堆叠的结构。
第一内电极121的一个端部可通过电容器主体110的第三表面3暴露。
如上所述的通过电容器主体110的第三表面3暴露的第一内电极121的一个端部可电连接到设置在电容器主体110的在X方向上的一个端表面上的第一外电极131。
第二内电极122的一个端部可通过电容器主体110的第四表面4暴露。
如上所述的通过电容器主体110的第四表面4暴露的第二内电极122的一个端部可电连接到设置在电容器主体110的在X方向上的另一端表面上的第二外电极132。
根据如上所述的构造，当将预定电压施加到第一外电极131和第二外电极132时，电荷可累积在第一内电极121与第二内电极122之间。
在这种情况下，多层电容器100的电容可与有效区域中第一内电极121和第二内电极122沿Z方向彼此叠置的面积成比例。
另外，第一内电极121和第二内电极122中的每个内电极的材料没有特别限制。
另外，第一内电极121和第二内电极122可使用导电膏来形成，该导电膏利用贵金属材料、镍(Ni)和铜(Cu)中的一种或更多种形成。
贵金属材料可以是铂(Pt)、钯(Pd)、钯-银(Pd-Ag)合金等。
另外，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。
可分别向第一外电极131和第二外电极132提供具有不同极性的电压，并且第一外电极131和第二外电极132可分别设置在电容器主体110的在X方向上的相对的端表面上并且可分别电连接到第一内电极121的暴露的端部和第二内电极122的暴露的端部。
第一外电极131可包括第一头部131a和第一带部131b。
第一头部131a可设置在电容器主体110的第三表面3上。
第一头部131a可与通过电容器主体110的第三表面3暴露到外部的第一内电极121的端部接触，以用于将第一内电极121和第一外电极131彼此电连接。
第一带部131b可从第一头部131a延伸到电容器主体110的第一表面1的一部分、第二表面2的一部分、第五表面5的一部分和第六表面6的一部分。
第一带部131b可用于改善第一外电极131的固定强度。
第二外电极132可包括第二头部132a和第二带部132b。
第二头部132a可设置在电容器主体110的第四表面4上。
第二头部132a可与通过电容器主体110的第四表面4暴露到外部的第二内电极122的端部接触，以用于将第二内电极122和第二外电极132彼此电连接。
第二带部132b可从第二头部132a延伸到电容器主体110的第一表面1的一部分、第二表面2的一部分、第五表面5的一部分和第六表面6的一部分。
第二带部132b可用于改善第二外电极132的固定强度。
此外，第一外电极131和第二外电极132还可包括镀层。
镀层可包括：第一镍(Ni)镀层和第二镍(Ni)镀层，设置在电容器主体110上；以及第一锡(Sn)镀层和第二锡(Sn)镀层，分别覆盖第一镍镀层和第二镍镀层。
图4是示出根据本公开中的示例性实施例的电子组件的示意性立体图，图5是示出在分离图4中的多层电容器的状态下的第一金属框架和第二金属框架的俯视图。
参照图4和图5，根据本示例性实施例的电子组件101可包括：多层电容器100，包括电容器主体110、第一外电极131和第二外电极132；以及第一金属框架140和第二金属框架150，具有L形状并且分别连接到第一外电极131和第二外电极132。
第一金属框架140可包括第一连接部141和第一安装部142。
第一连接部141可结合并物理连接到第一外电极131的第一头部131a，并且可电连接到第一外电极131的第一头部131a。
在这种情况下，第一导电结合层160可设置在第一外电极131的第一头部131a与第一连接部141之间。
第一导电结合层160可利用高温焊料、导电结合材料等形成，并且不限于此。
第一安装部142可在第一连接部141的下端处弯折并从第一连接部141的下端沿着X方向向内延伸，并且与安装表面水平地形成。
第一安装部142可在将电子组件101安装在电路板210(如图6中所示)上时用作连接端子。
在这种情况下，第一安装部142可设置为与多层电容器100的下端间隔开。
第二金属框架150可包括第二连接部151和第二安装部152。
第二连接部151可物理地连接到第二外电极132的第二头部132a，并且可电连接到第二外电极132的第二头部132a。
在这种情况下，第二导电结合层170可设置在第二外电极132的第二头部132a与第二连接部151之间。
第二导电结合层170可利用高温焊料、导电结合材料等形成，并且不限于此。
第二安装部152可在第二连接部151的下端处弯折并从第二连接部151的下端沿着X方向向内延伸，并且与安装表面水平地形成。
第二安装部152可在将电子组件101安装在电路板210上时用作连接端子。
在这种情况下，第二安装部152可设置为与多层电容器100的下端间隔开。
另外，第一安装部142的端部(在X方向上面向第二安装部152)的两个角部可形成为圆弧形状，以具有大于零的曲率。
另外，第二安装部152的端部(在X方向上面向第一安装部142)的两个角部可形成为圆弧形状，以具有大于零的曲率。
在这种情况下，第一安装部142的在Y方向上相对的两个角部的曲率可小于或等于15mm-1，第二安装部152的在Y方向上相对的两个角部的曲率可小于或等于15mm-1。此外，第一安装部142与第二安装部152之间的最短距离可小于或等于1.6mm。
表1表示根据金属框架的安装部的角部的曲率的击穿电压的评价结果。
可通过稍后将描述的方法测量金属框架的安装部的角部的曲率。
参照图7，首先将其曲率待测量的金属框架的安装部放在球面曲率计(spherometer)上，转动N，并且通过在旋转轴的螺纹端与球形表面接触的时刻读取刻度线L和刻度盘M的刻度来获得平面ABC与旋转轴的螺纹端D之间的竖直距离h。
然后，可通过测量图7中的尺寸α和h来获得曲率半径R。由于曲率κ(kappa)是曲率半径的倒数(1/R)，因此当获得R时，也可获得角部的曲率κ。
这里，多层电容器在X方向上的长度和多层电容器在Y方向上的宽度可分别是3.2mm和2.5mm，从金属框架的安装部沿Z方向到外电极的带部的距离可以是0.9mm，金属框架的安装部在Y方向上的宽度可以是2.5mm。
针对彼此面对的两个安装部之间的最短距离中的每个最短距离，在改变安装部的角部的曲率大小的同时执行放电测试，并且分别在表1和表2中示出放电测试结果。
表1示出两个安装部在X方向上的长度为0.8mm并且两个安装部之间的最短距离为1.6mm的情况，表2示出两个安装部在X方向上的长度为1.0mm并且两个安装部之间的最短距离为1.2mm的情况。其中，OK表示良好，NG表示不良。
比较示例是安装部的角部弯折90°并且没有曲率的情况。
[表1]
Figure BDA0003210442220000081
Figure BDA0003210442220000091
[表2]
Figure BDA0003210442220000092
参照表1，当两个安装部之间的最短距离为1.6mm时，在安装部的角部中没有形成曲率的比较示例的情况下，在所有的高于或等于500V的施加电压下发生短路。
另一方面，在安装部的角部处形成曲率的发明示例的情况下，短路的发生减少，并且特别是在安装部的角部的曲率小于或等于15mm-1时，直到2000V的施加电压也不发生短路。
另外，参照表2，即使在通过增大金属框架的安装部在X方向上的长度以增大电子组件的安装稳定性而将两个安装部之间的最短距离减小到1.2mm的情况下，在安装部的角部的曲率小于或等于15mm-1时，直到2000V的施加电压也不发生短路。
因此，可看出，当除了考虑电子组件的额定电压之外还考虑浪涌电压(surgevoltage)时，金属框架的安装部的角部的曲率优选为小于或等于15mm-1。
图6是示出安装有图4的电子组件的板沿着X-Z平面截取的截面图。
根据本示例性实施例的板可包括：电路板210；以及第一电极焊盘221和第二电极焊盘222，设置在电路板210的上表面上，并在X方向上彼此间隔开。
在这种情况下，电子组件101可在如下状态下安装在电路板210上：第一金属框架140的第一安装部142定位于第一电极焊盘221上以与第一电极焊盘221接触，第二金属框架150的第二安装部152定位于第二电极焊盘222上以与第二电极焊盘222接触。
第一安装部142可通过焊料231结合到第一电极焊盘221并且电连接并物理连接到第一电极焊盘221，第二安装部152可通过焊料232结合到第二电极焊盘222并且电连接并物理连接到第二电极焊盘222。第一安装部142和第二安装部152在X方向上的长度可分别大于第一电极焊盘221和第二电极焊盘222在X方向上的长度。
在根据本示例性实施例的电子组件中，可通过将第一金属框架140和第二金属框架150分别结合到多层电容器100的两个端部来确保多层电容器100与电路板210之间的间隙。
因此，当电子组件101安装在电路板210上时，应力可不从电路板210直接传递到多层电容器100，从而可改善电子组件101的热可靠性、电可靠性、机械可靠性等。
另外，第一安装部142和第二安装部152的在X方向上彼此面对的端部的角部可形成为圆弧形状以具有曲率。
也就是说，可不在第一安装部142的端部的两个角部处形成峰点(peak point)，从而可防止现有技术中由于高电压、浪涌电压等导致电场集中在第一安装部142的峰点处的现象。
另外，可不在第二安装部152的端部的两个角部处形成峰点，从而可防止现有技术中由于高电压、浪涌电压等导致电场集中在第二安装部152的峰点处的现象。
因此，可防止在第一安装部142与第二安装部152之间发生火花和短路，从而可实现适合于高电压环境的电子组件(而没有现有技术中由增大电子组件的长度或减小安装部的长度以增大安装部之间的距离而引起的副作用)。
如上所述，根据示例性实施例，第一金属框架的第一安装部和第二金属框架的第二安装部的彼此面对的端部的角部可形成为具有曲率，使得在将电子组件安装在电路板上时，在不增大多层电容器的长度或减小安装部的长度的情况下，可减少火花和短路的发生，并且可将金属框架的固定强度保持在预定水平或更高水平。
虽然上面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易于理解的是，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 (20)

1.一种电子组件，包括：
电容器主体；
一对外电极，分别设置在所述电容器主体的相对的端表面上；以及
一对金属框架，包括一对连接部和一对安装部，所述一对连接部分别连接到所述一对外电极，所述一对安装部分别在所述一对连接部的一端处弯折并从所述一对连接部的所述一端延伸，
其中，所述一对安装部的彼此面对的端部的角部具有曲率。
2.根据权利要求1所述的电子组件，其中，所述一对安装部的所述端部的所述角部的曲率小于或等于15mm-1。
3.根据权利要求1所述的电子组件，所述电子组件还包括一对导电结合层，所述一对导电结合层分别设置在所述一对外电极与所述一对连接部之间。
4.根据权利要求1所述的电子组件，其中，所述电容器主体包括介电层以及交替设置的多个内电极，且所述介电层中的每个介电层介于所述多个内电极之间。
5.根据权利要求1所述的电子组件，其中，所述一对外电极中的每个外电极包括：
头部，设置在所述电容器主体的所述相对的端表面之中的一个端表面上；以及
带部，从所述头部延伸到所述电容器主体的连接到所述一个端表面的上表面和下表面以及相对的侧表面中的每个表面的一部分上。
6.一种具有电子组件的板，包括：
电路板，具有设置在所述电路板的上表面上的多个电极焊盘；以及
电子组件，安装在所述电路板上，
其中，所述电子组件包括：电容器主体；一对外电极，分别设置在所述电容器主体的相对的端表面上；以及一对金属框架，包括一对连接部和一对安装部，所述一对连接部分别连接到所述一对外电极，所述一对安装部分别在所述一对连接部的一端处弯折并从所述一对连接部的所述一端延伸，所述一对安装部分别连接到所述多个电极焊盘，并且
其中，所述一对安装部的彼此面对的端部的角部具有曲率。
7.根据权利要求6所述的板，其中，所述一对安装部的所述端部的所述角部的曲率小于或等于15mm-1。
8.根据权利要求6所述的板，其中，所述电子组件还包括一对导电结合层，所述一对导电结合层分别设置在所述一对外电极与所述一对连接部之间。
9.根据权利要求6所述的板，其中，所述电容器主体包括介电层以及交替设置的多个内电极，且所述介电层中的每个介电层介于所述多个内电极之间。
10.根据权利要求6所述的板，其中，所述一对外电极中的每个外电极包括：
头部，设置在所述电容器主体的所述相对的端表面之中的一个端表面上；以及
带部，从所述头部延伸到所述电容器主体的连接到所述一个端表面的上表面和下表面以及相对的侧表面中的每个表面的一部分上。
11.根据权利要求6所述的板，其中，所述一对安装部通过焊料分别电连接和物理连接到所述多个电极焊盘。
12.根据权利要求6所述的板，其中，所述一对安装部中的每个安装部在第一方向上的长度大于所述多个电极焊盘中的每个电极焊盘在所述第一方向上的长度，其中，所述第一方向是所述电容器主体的所述相对的端表面彼此相对的方向。
13.一种电子组件，包括：
电容器主体；
一对外电极，分别设置在所述电容器主体的相对的端表面上；以及
一对金属框架，分别连接到所述一对外电极，每个金属框架具有L形状，
其中，所述一对金属框架的彼此面对的端部各自具有角部，所述角部的曲率大于零。
14.根据权利要求13所述的电子组件，其中，所述一对金属框架的所述端部的所述角部的曲率小于或等于15mm-1。
15.根据权利要求13所述的电子组件，其中，所述一对金属框架包括：一对连接部，分别连接到所述一对外电极；以及一对安装部，分别在所述一对连接部的一端处弯折并从所述一对连接部的所述一端延伸。
16.根据权利要求15所述的电子组件，所述电子组件还包括一对导电结合层，所述一对导电结合层分别设置在所述一对外电极与所述一对连接部之间。
17.根据权利要求15所述的电子组件，其中，所述一对安装部之间的最短距离小于或等于1.6mm。
18.根据权利要求13所述的电子组件，其中，所述电容器主体包括介电层以及交替设置的多个内电极，且所述介电层中的每个介电层介于所述多个内电极之间。
19.根据权利要求13所述的电子组件，其中，所述一对外电极中的每个外电极包括：
头部，设置在所述电容器主体的所述相对的端表面之中的一个端表面上；以及
带部，从所述头部延伸到所述电容器主体的连接到所述一个端表面的上表面和下表面以及相对的侧表面中的每个表面的一部分上。
20.根据权利要求15所述的电子组件，其中，所述一对安装部分别从所述一对连接部的所述一端彼此面对地延伸。
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