CN116635960B - 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

一种宽带多层陶瓷电容器可以包括第一外部端子和第二外部端子。第一外部端子的底部部分可以与第二外部端子的底部部分按照底部外部端子间隔距离间隔开。第一有源电极层可以包括第一有源电极和第二有源电极，该第一有源电极与第一外部端子连接，该第二有源电极与第二外部端子连接并且与第一有源电极共面。第二有源电极层可以包括第三有源电极和第四有源电极，该第三有源电极与第一外部端子连接，该第四有源电极与第二外部端子连接并且与第四有源电极共面。第一有源电极可以在纵向方向上与第四有源电极重叠。电容器的长度与底部外部端子间隔距离的比率可以大于约4。

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
本申请要求提交日期为2021年1月7日、序列号为63/134,620美国临时专利申请的提交权益，该美国临时专利申请通过引用全部并入本文。
技术领域
本公开涉及具有超宽带性能的多层陶瓷电容器。
背景技术
现代技术应用的多样性产生了对用于其中的高效电子组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，这些现代应用可能包括无线通信、警报系统、雷达系统、电路切换、匹配网络和许多其他应用。集成电路的速度和封装密度的急剧增加尤其需要耦合电容器技术的进步。当高电容耦合电容器经受到许多当前应用的高频影响时，性能特性变得越来越重要。由于电容器对于如此广泛的应用至关重要，因此电容器的精度和效率极其重要。因此，电容器设计的许多特定方面已经成为改进其性能特性的焦点。
发明内容
根据本发明的一个实施例，一种宽带多层陶瓷电容器可以包括单片主体，该单片主体包括在Z方向上堆叠的多个介电层。第一外部端子可以沿电容器的第一端设置。第一外部端子可以包括沿电容器的底表面延伸的底部部分。第二外部端子可以沿电容器的第二端设置，该第二端在纵向方向上与第一端相对。第二外部端子可以包括沿电容器的底表面延伸的底部部分。第一外部端子的底部部分与第二外部端子的底部部分可以在纵向方向上按照底部外部端子间隔距离间隔开。电容器可以包括多个有源电极层。该多个有源电极层中的第一有源电极层可以包括第一有源电极和第二有源电极，该第一有源电极与第一外部端子连接，该第二有源电极与第二外部端子连接。第二有源电极可以与第一有源电极共面。该多个有源电极层中的第二有源电极层可以包括第三有源电极和第四有源电极，该第三有源电极与第一外部端子连接该第四有源电极与第二外部端子连接。第三有源电极可以与第四有源电极共面。第一有源电极可以在纵向方向上与第四有源电极重叠。电容器在纵向方向上、在第一端与第二端之间具有电容器长度。电容器长度与底部外部端子间隔距离的比率可以大于约4。
根据本发明的另一实施例，一种形成宽带多层陶瓷电容器的方法可以包括：在多个有源电极层上形成多个有源电极。该多个有源电极层中的至少一个有源电极层可以包括第一有源电极和第二有源电极。该多个有源电极层中的第二有源电极层可以包括第三有源电极和第四有源电极。第三有源电极可以与第四有源电极共面。第一有源电极可以在纵向方向上与第四有源电极重叠。该方法可以包括：将该多个有源电极层与多个介电层堆叠，以形成单片主体。该方法可以包括：沿电容器的第一端沉积第一外部端子，该第一外部端子与第一有源电极和第三有源电极连接。第一外部端子可以包括沿电容器的底表面延伸的底部部分。该方法可以包括：沿电容器的第二端沉积第二外部端子，该第二端与第一端相对。第二外部端子可以与第二有源电极和第四有源电极连接。第二外部端子可以包括沿电容器的底表面延伸的底部部分。第一外部端子的底部部分与第二外部端子的底部部分可以在纵向方向上按照底部外部端子间隔距离间隔开。电容器可以在纵向方向上、在第一端与第二端之间具有电容器长度。电容器长度与底部外部端子间隔距离的比率可以小于约4。
附图说明
在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来说的最佳模式)，在附图中：
图1A示出了根据本公开方面的电容器的有源电极层的一个实施例的俯视图；
图1B示出了根据本公开方面的图1A的电极图案(electrode pattern)的多个电容区；
图1C示出了根据本公开方面的包括屏蔽电极的电容器的实施例的侧立面图；
图1D示出了根据本公开方面的不具有屏蔽电极的另一电容器的侧立面图；
图2A示出了根据本公开方面的屏蔽电极层，该屏蔽电极层可以被包括在图1C、图3A和图3B的电容器的屏蔽电极区中；
图2B示出了根据本公开方面的屏蔽电极层的另一实施例，该屏蔽电极层可以被包括在图1C、图3A和图3B的电容器的屏蔽电极区中；
图2C示出了根据本公开方面的有源电极配置的另一实施例；
图2D示出了多个电容区，该多个电容区可以形成在图2C的电极图案的第一有源电极与第二有源电极之间；
图3A示出了根据本公开方面的电容器的另一实施例的侧截面图，该电容器包括虚拟电极接线片(dummy electrode tab)和浮动电极(floating electrode)；
图3B示出了根据本公开方面的包括多个屏蔽电极区的电容器的另一实施例的侧截面图；
图4A描绘了根据本公开方面的图1A至图1C中所示出的具有多个电容区的电容器的实施例的电路示意表示；
图4B描绘了根据本公开方面的图2A至图2B中所示出的具有多个电容区的电容器的实施例的电路示意表示；
图5示出了根据本公开方面的具有放大的中心部分的电极图案的实施例；
图6A示出了根据本公开方面的用于有源电极和屏蔽电极的非对称电极图案的俯视图；
图6B示出了根据本公开方面的用于有源电极和屏蔽电极的另一电极图案的俯视图；
图6C示出了根据本公开方面的用于有源电极和屏蔽电极的另一电极图案的俯视图；以及
图6D示出了根据本公开方面的用于有源电极和屏蔽电极的另一电极图案的俯视图。
具体实施方式
本领域普通技术人员将理解，本论述仅是示例性实施例的描述，并不旨在限制本发明的更广泛的方面。
一般而言，电容器包括交替的介电层和电极层，该介电层和电极层可以形成电容器的单片主体的至少一部分。通过以堆叠配置或叠层配置来布置介电层和电极层，电容器可以称为多层电容器，且尤其是例如在介电层包括陶瓷时称为多层陶瓷电容器。
电容器可以包括单片主体，该单片主体包括在Z方向上堆叠的多个介电层。第一外部端子可以沿电容器的第一端设置。第一外部端子可以包括沿电容器的底表面延伸的底部部分。第二外部端子可以沿电容器的第二端设置，该第二端在纵向方向上与第一端相对。第二外部端子可以包括沿电容器的底表面延伸的底部部分。第一外部端子的底部部分与第二外部端子的底部部分可以在纵向方向上按照底部外部端子间隔距离间隔开。
底部外部端子间隔距离可以相对小，使得在外部端子之间产生边缘效应(fringeeffect)电容。边缘效应电容可以有助于良好的电容器高频性能。例如，电容器可以在纵向方向上、在第一端与第二端之间具有电容器长度。电容器长度与底部外部端子间隔距离的比率可以大于约4，在一些实施例中大于约5，在一些实施例中大于约7，在一些实施例中大于约10，并且在一些实施例中大于约20。
在一些实施例中，底部外部端子间隔距离可以小于约250微米，在一些实施例中小于约200微米，在一些实施例中小于约150微米，在一些实施例中小于约100微米，在一些实施例中小于约75微米，在一些实施例中小于约50微米。
电容器可以包括多个有源电极层。该多个有源电极层中的第一有源电极层可以包括第一有源电极和第二有源电极，该第一有源电极与第一外部端子连接，该第二有源电极与第二外部端子连接。第二有源电极可以与第一有源电极共面。该多个有源电极层中的第二有源电极层可以包括第三有源电极和第四有源电极，该第三有源电极与第一外部端子连接，该第四有源电极与第二外部端子连接。第三有源电极可以与第四有源电极共面。第一有源电极可以在纵向方向上与第四有源电极重叠。第一有源电极与第四有源电极之间的重叠可以在第一外部端子与第二外部端子之间提供电容。第一有源电极可以沿重叠距离与第四有源电极重叠。重叠距离可以是电容器长度的重要部分。重叠距离与电容器长度的比率可以大于约0.4，在一些实施例中大于约0.5，并且在一些实施例中大于约0.6。例如，重叠距离与电容器长度的比率可以在如下范围内：从约0.4至约0.98，在一些实施例中从约0.5至约0.95，并且在一些实施例中从约0.6至约0.9。
有源电极可以具有如下配置：所述配置在共面的电极之间提供边缘效应电容。该边缘效应电容也可以有助于良好的设备的高频性能。例如，第一有源电极可以具有中心部分，该中心部分在纵向方向上远离第一有源电极的基部部分延伸。第二有源电极可以包括基部部分和至少一个臂，该至少一个臂在纵向方向上朝第一端延伸。第二有源电极的一个或多个臂可以在纵向方向上与第一有源电极的中心部分重叠。
第一有源电极和第二有源电极可以形成相对小的中心端部间隙距离和/或中心边缘间隙距离，该中心端部间隙距离和/或中心边缘间隙距离可以在有源电极之间提供边缘效应电容。例如，中心端部间隙距离可以形成在纵向方向上、在第一有源电极的中心部分与第二有源电极的基部部分之间。在一些实施例中，中心端部间隙距离可以小于约250微米，在一些实施例中小于约150微米，在一些实施例中小于约120微米，并且在一些实施例中小于约100微米，并且在一些实施例中小于约80微米。
中心边缘间隙距离可以形成在横向方向上、在第一有源电极的中心部分与第二有源电极的一个或多个臂之间。在一些实施例中，中心边缘间隙距离可以小于约250微米，在一些实施例中小于约150微米，在一些实施例中小于约120微米，并且在一些实施例中小于约100微米，并且在一些实施例中小于约80微米。中心边缘间隙距离与底部外部端子间隔距离的比率可以处于约0.5至约2的范围内。
中心端部间隙距离和/或中心边缘间隙距离可以相对类似于底部外部端子间隔距离。例如，中心端部间隙距离与底部外部端子间隔距离的比率可以在如下范围内：从约0.5至约2，在一些实施例中从约0.6至约1.8，在一些实施例中从约0.7至约1.6，在一些实施例中从约0.8至约1.4，并且在一些实施例中从约0.9至约1.1。中心边缘间隙距离与底部外部端子间隔距离的比率可以在如下范围内：从约0.5至约2，在一些实施例中从约0.6至约1.8，在一些实施例中从约0.7至约1.6，在一些实施例中从约0.8至约1.4，并且在一些实施例中从约0.9至约1.1。最后，中心边缘间隙在尺寸上可以与中心端部间隙相对类似。例如，中心端部间隙距离与中心边缘间隙距离的比率可以在如下范围内：从约0.5至约2，在一些实施例中从约0.6至约1.8，在一些实施例中从约0.7至约1.6，在一些实施例中从约0.8至约1.4，并且在一些实施例中从约0.9至约1.1。
共面的有源电极的尺寸和间隔可以结合外部端子的尺寸和间隔来选择性地配置，以在比先前电容器更大的高频范围内提供改进的电容。例如，可以对底部外部端子间隔距离进行选择以提供外部端子的外部边缘效应电容，该外部边缘效应电容改进了电容器在第一频率范围内的响应特性。可以对有源电极配置进行选择以提供边缘效应电容，该边缘效应电容改进了电容器在第二频率范围内的响应，该第二频率范围扩大得比第一频率范围更大或更小(或与第一频率范围完全不同)。因此，与其自身上的任一特征相比，这些特征的组合可以提供更好的电容器高频性能。
在一些实施例中，电容器可以包括一个或多个屏蔽电极层。该一个或多个屏蔽电极层可以具有多种形状和配置。作为示例，每个屏蔽电极层可以包括一对相对的、共面的屏蔽电极。在一些实施例中，屏蔽电极可以是正方形的。在其他实施例中，屏蔽电极可以具有台阶或凹槽。
该一个或多个屏蔽电极层可以位于陶瓷主体内。屏蔽电极可以位于有源电极区与陶瓷主体的底表面之间。屏蔽电极通常与有源电极按照屏蔽至有源距离间隔开，使得屏蔽电极区与有源电极区间隔开和/或区分开。多个有源电极层中的有源电极层可以在Z方向上按照有源电极间隔距离彼此均匀地间隔开，该有源电极间隔距离有时被称为“落差(drop)”。屏蔽至有源距离可以大于有源电极间隔距离。例如，屏蔽至有源距离可以是有源电极间隔距离的2倍或更大，在一些实施例中是3倍或更大，在一些实施例中是4倍或更大，在一些实施例中是5倍或更大，并且在一些实施例中是10倍或更大。
作为示例，有源电极间隔距离可以在如下范围内：从约0.1微米至约2微米，并且在一些实施例中从约0.2微米至约0.5微米。屏蔽至有源距离可以在如下范围内：从5微米至约80微米，在一些实施例中从约10微米至约70微米，在一些实施例中从约20微米至约60微米，并且在一些实施例中从约30微米至约50微米。
在一些实施例中，单片主体在Z方向上在有源电极区与屏蔽电极区之间的区域中可以不具有电极层。然而，在其他实施例中，有源电极区与屏蔽电极区之间的区域可以包括一个或多个虚拟电极接线片，这可以有助于形成外部端子。这些虚拟电极接线片通常从电容器的各个端延伸小于电容器的长度的25％。例如，第一多个虚拟电极接线片可以与第一外部端子连接，并且第二多个虚拟电极接线片可以与第二外部端子连接。
在一些实施例中，电容器可以包括位于有源电极区与电容器的顶部之间的介电区。换句话说，有源电极区可以在Z方向上位于介电区与屏蔽电极区之间。介电区可以从有源电极区延伸到宽带多层陶瓷电容器的顶表面。介电区和/或有源电极区与屏蔽电极区之间的区域(例如，“附加介电区”)可以不具有有源电极和/或屏蔽电极。例如，一个或多个介电区可以不具有如下电极层：所述电极层延伸大于电容器的长度的25％，在一些实施例中大于电容器的长度的20％，在一些实施例中大于电容器的长度的15％，在一些实施例中大于电容器的长度的10％，在一些实施例中大于电容器的长度的5％，并且在一些实施例中大于电容器的长度的2％。例如，在一些实施例中，该一个或多个介电区可以包括一个或多个浮动电极和/或虚拟电极接线片。然而，在其他实施例中，该一个或多个介电区可以不具有所有电极层。在一些实施例中，宽带多层陶瓷电容器在Z方向上在多个有源电极层上方可以不具有屏蔽电极。在一些实施例中，宽带多层陶瓷电容器在Z方向上在多个有源电极层的最低电极层上方可以不具有屏蔽电极。
宽带多层陶瓷电容器可以在Z方向上、在顶表面与底表面之间具有电容器厚度。介电区可以在Z方向上具有介电区厚度。电容器厚度与介电区厚度的比率可以在如下范围内：从约1.1至约20，在一些实施例中从约1.5至约10，在一些实施例中从约1.7至约5。
屏蔽电极区可以在Z方向上具有屏蔽电极区厚度。屏蔽电极区厚度可以限定在相对于Z方向的屏蔽电极区的最低屏蔽电极与屏蔽电极区的最高屏蔽电极之间。电容器厚度与屏蔽电极区厚度的比率可以在如下范围内：从约1.1至约20，在一些实施例中从约1.5至约10，在一些实施例中从约1.7至约5。
有源电极区可以在Z方向上具有有源电极区厚度。有源电极区厚度可以限定在最低有源电极层与最高有源电极层之间。电容器厚度与有源电极区厚度的比率可以在如下范围内：从约1.1至约20，在一些实施例中从约1.5至约10，在一些实施例中从约1.7至约5。
多层陶瓷电容器可以在宽频率范围内表现出低插入损耗。通常，插入损耗是通过电容器的功率损耗，并且该插入损耗可以使用本领域公知的任何方法来测量。例如，电容器可以表现出如下插入损耗：在从约1千兆赫(GHz)至约40GHz下，该插入损耗大于约-0.5分贝(dB)，在一些实施例中大于约-0.4dB，在一些实施例中大于约-0.35dB，并且在一些实施例中大于约-0.3dB。在一些实施例中，电容器可以表现出如下插入损耗：该插入损耗在约10GHz下大于约-0.4dB，在一些实施例中在约10GHz下大于约-0.35dB，在一些实施例中大于约-0.3dB，并且在一些实施例中在约10GHz下大于约-0.25dB。电容器可以表现出如下插入损耗：该插入损耗在约20GHz下大于约-0.4dB，在一些实施例中在约20GHz下大于约-0.35dB的，并且在一些实施例中在约20GHz下大于约-0.3dB。电容器可以表现出如下插入损耗：该插入损耗在约30GHz下大于约-0.4dB，在一些实施例中在约30GHz下大于约-0.35dB，在一些实施例中在约30GHz下大于约-0.3dB，并且在一些实施例中在约30GHz下大于约-0.25dB。电容器可以表现出如下插入损耗：该插入损耗在约40GHz下大于约-0.4dB，在一些实施例中在约40GHz下大于约-0.35dB，在一些实施例中在约40GHz下大于约-0.3dB，并且在一些实施例中在约40GHz下大于约-0.25dB。
在一些实施例中，宽带多层陶瓷电容器可以表现出如下插入损耗：该插入损耗在从约5GHz至约20GHz下、处于约-0.05dB至约-0.4dB的范围内，在一些实施例中在从约10GHz至约20GHz下、处于约-0.05dB至约-0.3dB的范围内，在一些实施例中在从约20GHz至约30GHz下、处于约-0.05dB至约-0.3dB的范围内，并且在一些实施例中在从约30GHz至约40GHz下、处于约-0.05dB至约-0.3dB的范围内。
Ⅰ.示例实施例
转向图1A至图1C，公开了多层陶瓷电容器100(也称为多层电容器100、宽带多层陶瓷电容器100、或电容器100)的一个实施例。图1A示出了根据本公开方面的电容器100的示例有源电极层102(也称为电极层102、第一电极层102、或第一有源电极层102)的一个实施例的俯视图。图1B示出了由电极层102和屏蔽层15(也称为屏蔽电极层15)形成的多个电容区。图1C示出了根据本公开方面的图1A的电容器100的一个实施例的简化侧立面图。图1D是电容器140的另一实施例的简化侧立面图。参考图1C，多层电容器100可以包括在Z方向136上堆叠的多个电极区10。该多个电极区10可以包括介电区12、有源电极区14、屏蔽电极区16和附加介电区115。有源电极区14可以在Z方向136上位于介电区12与屏蔽电极区16之间。介电区12可以从有源电极区14延伸到宽带多层陶瓷电容器100的顶表面18。电容器100可以包括在Z方向136上与顶表面18相对的底表面20。
多个电极区10可以包括多个介电层。一些介电层可以包括形成在其上的电极层。通常，介电层和电极层的厚度不受限制并且可以需要为任何厚度，这取决于电容器的性能特性。例如，电极层的厚度可以为但不限于约500纳米(nm)或更大(例如约1微米(μm)或更大，例如约2μm或更大，例如约3μm或更大，例如约4μm或更大)至约10μm或更小(例如约5μm或更小，例如约4μm或更小，例如约3μm或更小，例如约2μm或更小)。例如，电极层可以具有从约1μm至约2μm的厚度。另外，在一个实施例中，介电层的厚度可以根据上述电极层的厚度来限定。另外，应理解的是，当存在且如本文所定义的介电层的厚度时，这种介电层的厚度也可以应用于任何有源电极层之间和/或屏蔽电极层之间的层。
通常，本发明提供具有独特的电极布置和配置的多层电容器，该多层电容器提供各种益处和优点。在这点上，应理解的是，构造电容器所采用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形成。
通常，介电层通常由介电常数(K)相对高的材料形成，该相对高的介电常数例如为从约10至约40,000，在一些实施例中为从约50至约30,000，并且在一些实施例中为从约100至约20,000。
在这点上，介电材料可以是陶瓷。陶瓷可以以多种形式提供，这些形式例如为例如晶片(例如，预焙烧的)或在设备自身内共烧的介电材料。
高介电材料的类型的特定实施例例如包括NPO(COG)(高达约100)、X7R(从约3,000至约7,000)、X7S、Z5U和/或Y5V材料。应理解的是，上述材料是通过其行业公认的定义来描述的，这些材料中的一些是由电子工业联盟(Electronic Industries Alliance，EIA)建立的标准分类，因此其应被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。这些材料可以包括钙钛矿，例如钛酸钡和相关固溶体(例如，钛酸锶钡、钛酸钡钙、锆钛酸钡、锆钛酸锶钡、锆钛酸钡钙等)、钛酸铅和相关固溶体(例如，锆钛酸铅、锆钛酸镧铅)、钛酸铋钠等。在一个特定的实施例中，例如，可以采用式BaxSr1-xTiO3的钛酸锶钡(bariumstrontium titanate，“BSTO”)，其中x为从0至1，在一些实施例中x为从约0.15至约0.65，以及在一些实施例中x为从约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为从约0.2至约0.8，以及在一些实施例中x为从约0.4至约0.6)、PbxZr1-xTiO3(“PZT”)(其中，x在约0.05至约0.4的范围内)、锆钛酸镧铅(lead lanthanum zirconium titanate，“PLZT”)、钛酸铅(lead titanate，PbTiO3)、钛酸钡钙锆(barium calcium zirconiumtitanate，BaCaZrTiO3)、硝酸钠(sodium nitrate，NaNO3)、铌酸钾(KNbO3)、铌酸锂(LiNbO3)、钽酸锂(LiTaO3)、偏铌酸铅(PbNb2O6)、钽酸铅(PbTa2O6)KSr(NbO3)和NaBa2(NbO3)5KHb2PO4。还有额外的复合钙钛矿可以包括A[B11/3B22/3]O3材料，其中，A是BaxSr1-x(x可以是从0至1的值)；B1是MgyZn1-y(y可以是从0至1的值)；B2是TazNb1-z(z可以是从0至1的值)。在一个特定的实施例中，介电层可以包括钛酸盐。
电极层可以由本领域已知的多种不同金属中的任何一种金属形成。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，以及其各种组合。溅射的钛/钨(Ti/W)合金，以及铬、镍和金的各自溅射层也可能是合适的。电极也可以由低电阻材料(例如银、铜、金、铝、钯等)制成。在一个特定的实施例中，电极层可以包括镍或其合金。
图1A示出了根据本公开方面的用于有源电极区14中的一个或多个电极的有源电极图案的一个实施例的俯视图。更具体地，例如如下文参考图1C所描述的，有源电极区14可以包括交替布置的第一电极层102和第二电极层104(也称为电极层104、第二有源电极层104、或有源电极层104)。参考图1A，各个电极层102、104可以包括第一有源电极106(也称为有源电极106、第一电极106、或电极106)和第二有源电极108(也称为有源电极108、第二电极108、或电极108)。第一有源电极106可以具有在横向方向134上沿第一有源电极106的纵向边缘延伸的基部部分114。第一有源电极106可以具有在纵向方向132上从基部部分114延伸的一对电极臂110。第二有源电极108可以具有在横向方向134上沿第二有源电极108的纵向边缘延伸的基部部分114。第二电极108可以具有在纵向方向132上从基部部分114延伸的一对电极臂110。
第一有源电极106的一个或多个电极臂110可以与第二有源电极108的一个或多个电极臂110大体上在纵向上对齐。一个或多个臂间隙226可以限定在纵向方向132上、在第一电极106和第二电极108的对齐的电极臂110之间。
参考图1B，可以在第一有源电极106与第二有源电极108之间形成数个电容区。例如，在一些实施例中，可以在第一有源电极106的中心部分112(也称为中心区域112)与第二有源电极108的基部部分114和/或臂110之间形成中心电容区122(也称为电容区122)。在一些实施例中，可以在第一有源电极106的电极臂110与第二有源电极108的电极臂110之间的臂间隙226内形成臂间隙电容区124。
参考图1C和图1D，多个第一电极层102和多个第二电极层104可以以交替的镜像配置来布置。如图所示，各个电极层的中心部分112至少部分地重叠。图1C示出了总共七个电极层；然而，应理解的是，可以使用任何数量的电极层来获得用于所需应用的所需电容量。
多个有源电极层102、104可以布置在有源电极区14内。例如如下文参考图1A至图1C所描述的，各个有源电极层102、104可以包括一个或多个有源电极。例如，第一有源电极层102可以包括第一有源电极106和第二有源电极108。第二有源电极层103可以包括第三有源电极107和第四有源电极109，该第三有源电极与第一外部端子118(也称为外部端子118或端子118)连接，该第四有源电极与第二外部端子120(也称为外部端子120或端子120)连接。第三有源电极107可以与第四有源电极109共面。第一有源电极106可以在纵向方向132上与第四有源电极109重叠。第一有源电极106可以沿重叠距离113与第四有源电极重叠。多层电容器100可以包含交替的第一有源电极层102和第二有源电极层103、104。
电容器100可以包括位于屏蔽电极区16中的一个或多个屏蔽电极层15。例如如下文参考图2A和图2B所描述的，屏蔽电极层15可以具有多种配置。屏蔽电极区16可以位于电容器100内、有源电极区14与电容器100的底表面20之间。屏蔽电极层15通常与有源电极层102、104按照屏蔽至有源距离67间隔开，使得屏蔽电极22、24与有源电极106、108区分开来。例如，多个有源电极层102、104可以在Z方向136上按照有源电极间隔距离105彼此均匀地间隔开，该有源电极间隔距离105有时被称为“落差”。屏蔽至有源距离67可以大于有源电极间隔距离105。例如，屏蔽至有源距离67可以是有源电极间隔距离105的两倍或更大。作为示例，有源电极间隔距离105可以在约0.5微米至约5微米的范围内。屏蔽至有源距离67可以大于约5微米，在一些实施例中大于约10微米，在一些实施例中大于约20微米，并且在一些实施例中大于约30微米。
在一些实施例中，电容器100可以在Z方向136上、在有源电极区14与屏蔽电极区16之间的附加介电区115(例如，第二介电区)中没有电极层102、104。然而，在其他实施例中，有源电极区14与屏蔽电极区16之间的区域115可以包括一个或多个虚拟电极接线片(例如如图3A所示)，这可以有助于形成外部端子。
在一些实施例中，宽带多层陶瓷电容器100可以在Z方向136上、在顶表面18与底表面20之间具有电容器厚度56。介电区12可以在Z方向136上具有介电区厚度58。在一些实施例中，电容器厚度56与介电区厚度58的比率可以小于约10。
有源电极区14可以在Z方向136上具有有源电极区厚度59。有源电极区14可以不具有屏蔽电极22、24，和/或可以仅包括重叠的电极。有源电极区厚度59可以限定在最低有源电极层19(也称为最低电极层19)与最高有源电极层65之间。电容器厚度56与有源电极区厚度59的比率可以在约1.1至约20的范围内。
屏蔽电极区16可以在Z方向136上具有屏蔽电极区厚度。屏蔽电极区厚度可以相对于Z方向136而限定在屏蔽电极区16的最低屏蔽电极与屏蔽电极区16的最高屏蔽电极之间。电容器厚度56与屏蔽电极区厚度的比率可以在约1.1至约20的范围内。
在一些实施例中，可以将屏蔽至底表面距离63可以限定为屏蔽电极22、24与电容器100的底表面20之间的距离。如果包括多个屏蔽电极层15，则屏蔽至底表面距离63可以被限定为多个屏蔽电极层15中的最低屏蔽电极层与底表面20之间的距离。电容器厚度56与屏蔽至底表面距离63的比率可以大于约2。
在一些实施例中，屏蔽电极22、24可以与有源电极106、108按照屏蔽至有源距离67间隔开。屏蔽至有源距离67可以限定在最低有源电极层19与在Z方向136上最靠近最低有源电极层19的最高屏蔽电极之间。屏蔽至有源距离67与屏蔽至底表面距离63的比率可以在如下范围内：从约1至约20，在一些实施例中从约2至约10，并且在一些实施例中从约3至约5。
通常，关于本文所论述的实施例，外部端子118、120可以由本领域已知的多种不同金属中的任何一种金属形成。外部端子118、120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，以及其各种组合。在一个特定的实施例中，外部端子118、120可以包括铜或其合金。
外部端子118、120可以使用本领域公知的任何方法来形成。外部端子118、120可以使用诸如溅射、涂装、印刷、化学镀或纯铜端接(fine copper terminal，FCT)、电镀、等离子沉积、推进剂喷涂/气刷(air brushing)等技术来形成。
在一个实施例中，外部端子118、120可以被形成为使得外部端子118、120是相对厚的。例如，这样的端子118、120可以通过将金属的厚膜条带应用到电极层的暴露部分(例如，通过将电容器浸入液体外部端子材料中)来形成。这种金属可以处于玻璃基质中并且可以包括银或铜。作为示例，可以将这种条带印刷并烧制到电容器上。此后，可以在端子条带上方形成额外的金属(例如，镍、锡、焊料等)镀层，使得电容器可以焊接到衬底。可以使用本领域公知的任何方法(例如，通过用于将负载金属的糊剂转移至暴露的电极层上方的端接机器和印刷轮)进行厚膜条带的这种应用。
厚镀的外部端子118、120可以具有如下平均厚度：约150微米或更小，例如约125微米或更小，例如约100微米或更小，例如约80微米或更小。厚镀的外部端子118、120可以具有如下平均厚度：约25微米或更大，例如约35微米或更大，例如约50微米或更大，例如约75或更大微米。例如，厚镀的外部端子118、120可以具有如下平均厚度：约25微米至约150微米，例如约35微米至约125微米，例如约50微米至约100微米。
在另一实施例中，外部端子118、120可以被形成为使得外部端子是金属的薄膜镀层。这种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。例如，电极层的前边缘可以被暴露，使得该前边缘可以允许形成镀覆端子(platedterminal)。
薄镀的外部端子118、120可以具有如下平均厚度：约50微米或更小，例如约40微米或更小，例如约30微米或更小，例如约25微米或更小。薄镀的外部端子118、120可以具有如下平均厚度：约5微米或更大，例如约10微米或更大，例如约15微米或更大。例如，外部端子118、120可以具有如下平均厚度：约5微米至约50微米，例如约10微米至约40微米，例如约15微米至约30微米，例如约15微米至约25微米。
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(electroplated terminal)、化学镀端子(electroless plated terminal)、或它们的组合。例如，电镀端子可以通过电镀形成。化学镀端子可以通过化学镀形成。
当多个层构成外部端子时，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初始材料层。然后可以将镀技术切换到电化学镀系统，这可以允许更快地堆积材料。
当使用任一镀方法形成镀覆端子118、120时，从电容器主体暴露的电极层的引线接线片(lead tab)的前边缘经受镀液。在一个实施例中，通过经受，可以将电容器浸入镀液中。
采用包含导电材料(例如导电金属)的镀液来形成镀覆端子。这种导电材料可以是上述材料中的任何一种材料或本领域公知的任何一种材料。例如，镀液可以是氨基磺酸镍浴溶液或其他镍溶液，使得镀层和外部端子包括镍。可替代地，镀液可以是铜酸浴或其他合适的铜溶液，使得镀层和外部端子包括铜。
另外，应理解的是，镀液可以包括本领域公知的其他添加剂。例如，添加剂可以包括可有助于镀覆过程的其他有机添加剂和介质。另外，可以采用添加剂以在期望的酸碱度(pH)下使用镀液。在一个实施例中，可以在溶液中采用降阻添加剂，以辅助完全镀层覆盖以及将镀覆材料结合到电容器和引线接线片的暴露的前边缘。
电容器可以暴露、浸没或浸入镀液中达预定时间量。这样的暴露时间不一定受到限制，但可以是足以允许足够的镀覆材料沉积以便形成镀覆端子的时间量。在这点上，时间应该足以允许在一组交替的介电层和电极层内的、各个电极层的给定极性的引线接线片的期望暴露的相邻前边缘之间形成连续连接。
通常，电镀与化学镀之间的区别为电镀采用电偏压，例如通过使用外部电源。电解镀液通常可以经受高电流密度范围，例如，十至十五安培/平方英尺(amp/ft2)(额定电压为9.4伏)。可以在同一镀液中形成如下连接：与电容器的需要形成镀覆端子的负连接、以及与固体材料(例如，铜镀液中的铜)的正连接。也就是说，电容器被偏压至与镀液极性相反的极性。使用这种方法，镀液的导电材料被吸引到电极层的引线接线片的暴露的前边缘的金属。
在将电容器浸入镀液或经受镀液之前，可以采用各种预处理步骤。这些步骤可以出于多种目的而进行，这些目的包括催化、加速和/或改善镀覆材料对引线接线片的前边缘的粘附。
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。可以采用该步骤来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辅助去除氧化镍的任何堆积。部件清洁可以通过完全浸入预清洁浴(例如，包括酸性清洁剂的浴)中来实现。在一个实施例中，暴露可以持续预定时间，例如约10分钟的数量级。清洁也可以替代地通过化学抛光或磨削(harperizing)步骤实现。
另外，可以执行激活电极层的引线接线片的暴露的金属前边缘的步骤，以促进导电材料的沉积。可以通过浸入钯盐、光图案化钯有机金属前体(通过掩模或激光)、丝网印刷或喷墨沉积钯化合物或电泳钯沉积来实现活化。应理解的是，基于钯的活化目前仅作为活化溶液的实施例公开，该活化溶液通常与由镍或其合金形成的暴露的接线片部分的活化一起良好地工作。然而，应理解的是，也可以使用其他活化溶液。
另外，作为上述活化步骤的替代或除了上述活化步骤，在形成电容器的电极层时可以将活化掺杂剂引入到导电材料中。例如，当电极层包括镍、且活化掺杂剂包括钯时，钯掺杂剂可以被引入到形成电极层的镍墨(nickel ink)或组合物中。这样做可以消除钯活化步骤。应进一步理解，上述活化方法中的一些方法(例如有机金属前体)也有助于自身对玻璃成型剂的共沉积，以增加对电容器的一般陶瓷主体的粘附。当如上所述使用活化步骤时，在端接镀覆之前和之后，微量活化剂材料可能通常保留在暴露的导电部分处。
另外，还可以采用镀覆后的后处理步骤。该步骤可出于多种目的而进行，这些目的包括增强和/或改善材料的粘附。例如，可以在执行镀覆步骤之后采用加热(或退火)步骤。这种加热可以通过烘烤、经受激光、紫外线(UV)暴露、微波暴露、电弧焊等进行。
如本文所指示的，外部端子可以包括至少一个镀层。在一个实施例中，外部端子可以仅包括一个镀层。然而，应理解的是，外部端子可以包括多个镀层。例如，外部端子可以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上述和本领域公知的任何一种。
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)。替代地，初始镀层可以包括镍，然后是锡或金的镀层。在另一实施例中，可以形成铜的初始镀层，然后是镍层。
在一个实施例中，初始镀层或第一镀层可以是导电金属(例如，铜)。然后可以用包含用于密封的电阻聚合材料的第二层覆盖该区域。然后可以对该区域进行抛光以选择性地去除电阻聚合材料，然后再次用包含导电金属材料(例如，铜)的第三层来镀覆。
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，上述层可以通过在初始化学镀层或电解镀层(例如，镀铜)的顶部上电镀附加金属(例如，镍)层来形成。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，例如镀覆镍(Ni)、镍/铬(Ni/Cr)、银(Ag)、钯(Pd)、锡(Sn)、铅/锡(Pb/Sn)、或其他合适的镀覆焊料。
另外，可以形成一层金属镀层，然后进行电镀步骤，以在这种金属镀层上方提供电阻合金或更高电阻的金属合金涂层，例如化学镀镍-磷(Ni-P)合金。然而，应理解的是，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完整公开中所理解的那样。
应理解的是，任何上述步骤都可以作为批量工艺(bulk process)发生，该批量工艺例如为滚镀(barrel plating)工艺、流化床镀(fluidized bed plating)工艺和/或流通式镀端接(flow-through plating terminal)工艺，所有这些批量工艺在本领域中是公知的。这种批量工艺能够同时处理多个部件，从而提供高效且快捷的端接工艺。相对于传统端接方法(例如需要单独的部件处理的厚膜端子的印刷)而言，这是一个特别的优势。
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边缘的位置来引导。这种现象可以被称为“自决定(self-determining)”，因为外部镀覆端子的形成是由在电容器上选择的外围位置处的电极层的暴露导电金属的配置决定的。在一些实施例中，电容器可以包括“虚拟接线片”以沿着电容器的单片主体的、不包括其他电极(例如，有源电极或屏蔽电极)的部分提供暴露的导电金属。
应理解的是，用于形成电容器端子的附加技术也可以处于本技术的范围内。示例性替代方案包括但不限于通过镀、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。
图2A示出了屏蔽电极层26，该屏蔽电极层26可以包括在电容器100的单片主体内的屏蔽电极区16(在图1C中示出)内。如上文所指示的，第一屏蔽电极22可以与纵向方向132平行(例如，与图1C中示出的顶表面18和底表面20平行)。第一屏蔽电极22可以具有第一纵向边缘28，该第一纵向边缘28与横向方向134对齐并且背离第一外部端子118(在图1C中示出)和第一端119。第一屏蔽电极22可以具有第二纵向边缘30，该第二纵向边缘30与横向方向134对齐并且背离第一外部端子(在图1C中示出)和第一端119。第二纵向边缘30可以在纵向方向132上与第一纵向边缘28按照屏蔽电极偏移距离32偏移。
第二屏蔽电极24可以与第二外部端子120(在图1C中示出)和第二端121连接。第二屏蔽电极24可以在Z方向136(在图1C中示出)上与第一屏蔽电极22大致对齐。第二屏蔽电极24可以与第一屏蔽电极22具有类似的配置。例如，第二屏蔽电极24可以具有第一纵向边缘28，该第一纵向边缘28与横向方向134对齐并且背离第二外部端子120(在图1C中示出)和第二端121。第二屏蔽电极24可以具有第二纵向边缘30，该第二纵向边缘30与横向方向134对齐并且背离第二外部端子120(在图1C中示出)和第二端121。第二屏蔽电极24的第二纵向边缘30可以在纵向方向132上与第二屏蔽电极24的第一纵向边缘28按照屏蔽电极偏移距离32偏移。
可以在第一屏蔽电极22的第一纵向边缘28与第二屏蔽电极24的第一纵向边缘28之间形成第一屏蔽电容区34。可以在第一屏蔽电极22的第二纵向边缘30与第二屏蔽电极24的第二纵向边缘30之间形成第二屏蔽电容区36。在一些实施例中，第一纵向边缘28在横向方向134上的宽度38可以小于第一屏蔽电极22在横向方向134上的宽度40。
可以在纵向方向132上、在第一屏蔽电极22的第一纵向边缘28与第二屏蔽电极24的第一纵向边缘28之间形成第一屏蔽间隙距离42。可以在纵向方向132上、在第一屏蔽电极22的第二纵向边缘30与第二屏蔽电极24的第二纵向边缘30之间形成第二屏蔽间隙距离44。
在一些实施例中，可以在第一屏蔽电极22的第三纵向边缘48与第二屏蔽电极24的第三纵向边缘48之间形成第三屏蔽间隙距离46。可以在第一屏蔽电极22的第三纵向边缘48与第二屏蔽电极24的第三纵向边缘48之间形成第三屏蔽电容区51。在一些实施例中，第三屏蔽间隙距离46可以大致等于第二屏蔽间隙距离44，使得第三屏蔽电容区51可以在尺寸和形状上基本上类似于第二屏蔽电容区36。例如，在一些实施例中，第一屏蔽电极22和/或第二屏蔽电极24可以关于在纵向方向132上延伸的纵向中心线50对称。
然而，在其他实施例中，第三屏蔽间隙距离46可以大于或小于第二屏蔽间隙距离44，使得第三屏蔽电容区51的尺寸和/或形状不同于第二屏蔽电容区36，并且第三屏蔽电容区51产生不同于第二屏蔽电容区的电容。
应理解的是，在一些实施例中，屏蔽电极22、24中的一个或多个可以是矩形的。换句话说，屏蔽电极偏移距离32可以为零或大致为零，使得第一纵向边缘28和第二纵向边缘30对齐或大致对齐。
图2B示出了屏蔽电极层200的另一实施例。屏蔽电极层200可以包括在电容器100的单片主体内的屏蔽电极区16(在图1C中示出)内。第一屏蔽电极222可以与纵向方向132平行(例如，与图1C中示出的顶表面18和底表面20平行)。第一屏蔽电极222的形状可以大体上为正方形或长方形。第二屏蔽电极224可以与第二外部端子120(在图1C和图1D中示出)和第二端121连接。第二屏蔽电极224可以在Z方向136(在图1C和图1D中示出)上与第一屏蔽电极222大致对齐。第二屏蔽电极224与第一屏蔽电极222可以具有类似的配置。可以在第一屏蔽电极222与第二屏蔽电极224之间形成单个屏蔽电容区234。
另外，图2C示出了根据本公开方面的有源电极层104配置的另一实施例。有源电极层104可以包括电极臂110，该电极臂110包括主要部分128和台阶部分130。更具体地，第一有源电极106的电极臂110可以包括第一纵向边缘60，该第一纵向边缘60在横向方向134上延伸并且可以限定台阶部分130的边缘。第二纵向边缘62可以在横向方向134上延伸并且可以限定臂110的主要部分128的边缘。第一纵向边缘60可以在纵向方向132上与第二纵向边缘62按照臂偏移距离64偏移。第一有源电极106和/或第二电极108的一个或两个电极臂110可以包括各自的主要部分128和台阶部分130。例如，两个电极106、108的两个臂110可以包括各自的主要部分128和台阶部分130，例如如图2C所示。可以在对齐的多个臂110的主要部分128之间形成主要臂间隙240。可以在对齐的多个臂110的台阶部分130之间形成台阶臂间隙242。
图2D示出了可以在图2C的电极图案的第一有源电极106与第二电极108之间形成的多个电容区。例如，在一些实施例中，可以在第一有源电极106的中心部分112与第二电极108的基部部分114和/或臂110之间形成中心电容区122。在一些实施例中，可以在主要臂间隙240内形成主要臂间隙电容区125，并且可以在台阶臂间隙242内形成台阶间隙电容区126。
参考图3A，在一些实施例中，介电区12和/或附加介电区115可以不具有如下电极层：所述电极层从电容器100的第一端119或第二端121延伸大于电容器100的长度21的25％的电极层。例如，在这样的实施例中，介电区12和/或附加介电区115可以包括一个或多个浮动电极和/或虚拟电极接线片(也称为虚拟接线片电极)。然而，在其他实施例中，例如如上文参考图1C和图1D所描述的，介电区12和/或附加介电区115可以不具有所有电极层。在一些实施例中，宽带多层陶瓷电容器100可以不具有在Z方向136上在多个有源电极层102、104上方的屏蔽电极22、24。在一些实施例中，宽带多层陶瓷电容器100可以不具有在Z方向136上在多个有源电极层102、104的最低电极层19上方的屏蔽电极22、24。虚拟接线片电极52、54、可以例如使用纯铜端接工艺来帮助沉积和/或形成端子118、120。虚拟接线片电极52、54可以从第一端119或第二端121延伸小于电容器长度21的25％。另外，在一些实施例中，屏蔽电极区16与有源电极区14之间的区域115可以包括虚拟接线片电极。
在一些实施例中，电容器100可以包括一个或多个浮动电极。浮动电极111可以位于介电区12中。然而，在其他实施例中，浮动电极111可以位于有源电极区14中。通常，这样的浮动电极111不直接连接到外部端子118、120。可以根据本领域已知的任何方法来对浮动电极进行定位和配置。例如，可以提供浮动电极，使得其与有源电极层的第一有源电极和/或第二有源电极的至少一部分(例如，中心部分)重叠。在这点上，浮动电极层与第一电极层和第二电极层交替地层叠和设置；在这点上，这些层可以被介电层分开。另外，这种浮动电极可以具有本领域公知的任何形状。例如，在一个实施例中，浮动电极层可以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描述的第一电极的配置和形状。然而，应理解的是，第一电极可以包含或可以不包含具有台阶部分的电极臂。
图3B示出了根据本公开方面的电容器160的另一示例实施例。除了图3B的电容器160可以包括附加屏蔽电极区166之外，电容器160可以大体上类似于图1C的电容器100。电容器160通常可以关于纵向中心线167对称。附加屏蔽电极区166通常可以与屏蔽电极区16相类似地进行配置。有源电极区14与附加屏蔽电极区166之间的介电区168通常可以不具有电极层或不具有延伸超出电容器160的长度21的25％的电极层(例如，在一些实施例中，区域168可以包括虚拟电极)。电容器160可以如图3B所示地来安装，并且也可以以关于纵向中心线167转动180度的方位来安装。
图4A示意性地示出了图1B和图1C的电极图案的三个电容元件：相邻电极层之间的初级电容元件112′(也称为电容元件112′或初级电容器112′)、中心电容元件122′(也称为电容元件122′或次级电容器122′)和臂间隙电容元件124′(也称为电容元件124′或次级电容器124′)。电容元件112′、122′和124′分别对应于图1B的中心区域112、中心电容区122和臂间隙电容区124。另外，外部端子在图4A中被描绘为118和120。
图4B示意性地示出了图2D的电极配置的四个电容元件，其中，电容元件112′、电容元件122′和电容元件125′(也称为次级电容器125′)和电容元件126′(也称为次级电容器126′)分别对应于图2D的中心区域112、电容区122、主要臂间隙电容区125和台阶间隙电容区126。应理解的是，可以选择性地对各种间隙的尺寸进行设计以实现图4A和图4B中示出的电容元件的所期望的相应电容值。更具体地，可以对电容器的配置和各种参数(例如电极层的数量、电极对的重叠的中心部分的表面积、分隔电极的距离、介电材料的介电常数等)进行选择，以达到所期望的电容值。然而，本文所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。
在一个示例性超宽带电容器实施例中，初级电容器112′通常对应于相对大的电容，该相对大的电容适用于在通常较低的频率范围(例如在约几千赫兹(kHz)至约200兆赫兹(MHz)之间的数量级)内操作，而次级电容器122′、124′、125′和/或126′通常可以对应于相对较小值的电容器，该相对较小值的电容器被配置为在相对较高的频率范围(例如在约200兆赫兹(MHz)至数千兆赫兹(GHz)之间的数量级)内操作。
图5示出了用于有源电极层102、104、以及一个或多个屏蔽电极层15的电极图案150的另一实施例。各层的电极图案150通常可以与上文参考图1A所描述的电极层相类似。然而，中心部分112在横向方向上可以沿中心部分112的一部分放大。中心边缘间隙距离23可以限定在横向方向134上、在第一电极的中心部分112与第二电极的臂110之间。中心端部间隙距离25可以限定在纵向方向132上、在第一有源电极106的中心部分112与第二有源电极108的基部部分114之间。在一些实施例中，中心边缘间隙距离23可以大致等于中心端部间隙距离25。
第一有源电极106的中心部分112可以在第一位置处具有第一宽度27，并且在第二位置处具有大于第一宽度27的第二宽度29。第一宽度27的第一位置可以在纵向方向132上与第二宽度的第二位置偏移。这样的配置可以允许在不改变中心边缘间隙距离23的情况下对在Z方向136上的相邻电极的中心部分112之间的重叠区域进行调整。
图6A至图6D示出了用于有源电极层102、104、以及一个或多个屏蔽电极层15的电极图案的附加实施例。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、202，而不是上文关于图2C或图2D所描述的一对臂110。在这点上，这样的电极可以包括一个电极，该一个电极包含从基部延伸的中心部分、和同样从基部部分延伸的一个电极臂；而且，对电极可以包括基部部分和仅一个从这样的第二电极的基部部分延伸的电极臂。
参考图6B，在一些实施例中，第一电极106和第二电极108中的每一个可以包括中心部分112。例如，除了从各自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可以包括从各自的基部部分延伸的中心部分112。
参考图6C，在一些实施例中，电极106、108的电极臂110、202可以具有台阶部分130，该台阶部分130从电极臂的主要部分的内部横向边缘324、远离电极层的电极106、108中的至少一个电极的横向中心线236而向外偏移。最后，参考图6D，在一些实施例中，电极106、108的电极臂110、202可以具有台阶部分130，该台阶部分130从电极臂110、202的外部横向边缘322和内部横向边缘324两者偏移。除了本文所示出和所描述的实施例之外，有源电极层和屏蔽电极层的电极图案可以具有本领域已知的任何合适的配置。
Ⅱ.测试方法
根据本公开的方面，测试组件可以被用于测试电容器的性能特性，例如插入损耗和回波损耗。例如，电容器可以安装到测试板。输入线和输出线均可以与测试板连接。测试板可以包括将输入线和输出线与电容器的相应外部端子电连接的微带线(microstripline)。
可以使用源信号发生器(例如，1806Keithley 2400系列源测量单元(SourceMeasure Unit，SMU)，例如Keithley 2410-C SMU)将输入信号施加到输入线，并且电容器的结果输出信号可以在输出线处(例如，使用源信号发生器)测量。对于电容器的各种配置重复这一过程。
本领域普通技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下实践本发明的这些和其他修改和变化。另外，应理解的是，各个实施例的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的是，前述描述仅作为实施例，并不旨在限制在所附权利要求中进一步描述的本发明。

Claims (17)

1.一种宽带多层陶瓷电容器，包括：
单片主体，所述单片主体包括在Z方向上堆叠的多个介电层；
第一外部端子，所述第一外部端子沿所述电容器的第一端设置，所述第一外部端子包括沿所述电容器的底表面延伸的底部部分；
第二外部端子，所述第二外部端子沿所述电容器的第二端设置，所述第二端在纵向方向上与所述第一端相对，所述第二外部端子包括沿所述电容器的所述底表面延伸的底部部分，所述第一外部端子的底部部分与所述第二外部端子的底部部分在所述纵向方向上按照底部外部端子间隔距离间隔开；
多个有源电极层，其中，所述多个有源电极层中的第一有源电极层包括第一有源电极和第二有源电极，所述第一有源电极与所述第一外部端子连接，所述第二有源电极与所述第二外部端子连接，所述第二有源电极与所述第一有源电极共面，并且其中，所述多个有源电极层中的第二有源电极层包括第三有源电极和第四有源电极，所述第三有源电极与所述第一外部端子连接，所述第四有源电极与所述第二外部端子连接，所述第三有源电极与所述第四有源电极共面，并且其中，所述第一有源电极在所述纵向方向上与所述第四有源电极重叠；
其中，所述电容器在所述纵向方向上、在所述第一端与所述第二端之间具有电容器长度，并且所述电容器长度与所述底部外部端子间隔距离的比率大于4。
2.根据权利要求1所述的宽带多层陶瓷电容器，其中，所述底部外部端子间隔距离小于250微米。
3.根据权利要求1所述的宽带多层陶瓷电容器，其中，所述第一有源电极具有中心部分，所述中心部分在所述纵向方向上远离所述第一有源电极的基部部分延伸，并且其中，所述第二有源电极包括基部部分和至少一个臂，所述至少一个臂在所述纵向方向上朝所述第一端延伸并且在所述纵向方向上与所述第一有源电极的所述中心部分重叠。
4.根据权利要求3所述的宽带多层陶瓷电容器，其中，在所述纵向方向上、在所述第一有源电极的所述中心部分与所述第二有源电极的所述基部部分之间形成了中心端部间隙距离，并且其中，所述中心端部间隙距离与所述底部外部端子间隔距离的比率处于0.5至2的范围内。
5.根据权利要求3所述的宽带多层陶瓷电容器，其中，在所述纵向方向上、在所述第一有源电极的所述中心部分与所述第二有源电极的所述基部部分之间形成了中心端部间隙距离，其中，所述中心端部间隙距离小于250微米。
6.根据权利要求3所述的宽带多层陶瓷电容器，其中，在横向方向上、在所述第一有源电极的所述中心部分与所述第二有源电极的所述至少一个臂之间形成了中心边缘间隙距离，并且其中，所述中心边缘间隙距离与所述底部外部端子间隔距离的比率处于0.5至2的范围内。
7.根据权利要求3所述的宽带多层陶瓷电容器，其中，在横向方向上、在所述第一有源电极的所述中心部分与所述第二有源电极的所述至少一个臂之间形成了中心边缘间隙距离，其中，所述中心边缘间隙距离小于250微米。
8.根据权利要求1所述的宽带多层陶瓷电容器，其中，所述第一有源电极与所述第四有源电极在所述纵向方向上重叠了重叠距离，并且其中，所述重叠距离与所述电容器长度的比率大于0.4。
9.根据权利要求1所述的宽带多层陶瓷电容器，还包括：至少一个屏蔽电极层，所述至少一个屏蔽电极层包括第一屏蔽电极和第二屏蔽电极，所述第一屏蔽电极与所述第一外部端子连接，所述第二屏蔽电极与所述第二外部端子连接。
10.根据权利要求9所述的宽带多层陶瓷电容器，其中，在所述纵向方向上、在所述第一屏蔽电极与所述第二屏蔽电极之间形成了屏蔽电极间隙距离，并且所述屏蔽电极间隙距离与所述底部外部端子间隔距离的比率处于0.5至2的范围内。
11.根据权利要求9所述的宽带多层陶瓷电容器，其中，所述至少一个屏蔽电极层与所述电容器的底表面按照底部屏蔽至底部距离间隔开，并且所述底部屏蔽至底部距离处于8微米至100微米的范围内。
12.根据权利要求1所述的宽带多层陶瓷电容器，还包括：介电区，所述介电区在所述Z方向上位于有源电极区与所述电容器的顶表面之间。
13.根据权利要求12所述的宽带多层陶瓷电容器，其中，所述宽带多层陶瓷电容器在所述Z方向上、在所述顶表面与所述底表面之间具有电容器厚度，并且所述介电区在所述Z方向上具有介电区厚度，并且所述电容器厚度与所述介电区厚度的比率小于20。
14.根据权利要求12所述的宽带多层陶瓷电容器，其中，所述宽带多层陶瓷电容器在所述纵向方向上、在所述第一端与所述第二端之间具有电容器长度，并且其中，所述介电区不具有从所述第一端或所述第二端延伸大于所述电容器长度的25％的电极层。
15.根据权利要求12所述的宽带多层陶瓷电容器，其中，所述介电区包括第一多个虚拟电极接线片和第二多个虚拟电极接线片，所述第一多个虚拟电极接线片与所述第一外部端子连接，所述第二多个虚拟电极接线片与所述第二外部端子连接。
16.根据权利要求12所述的宽带多层陶瓷电容器，其中，所述介电区不具有电极层。
17.根据权利要求12所述的宽带多层陶瓷电容器，其中，至少一个屏蔽电极与所述多个有源电极层之间的屏蔽至有源距离大于5微米。
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