CN116646180A - 层叠陶瓷电容器及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种层叠陶瓷电容器,其包括:陶瓷体,其包括层叠体和一对侧缘部,层叠体包括在第一轴方向上层叠的陶瓷层、插置在陶瓷层之间的内部电极、垂直于与第一轴正交的第二轴的一对端面,以及垂直于与第一轴和第二轴正交的第三轴的一对侧面,一对侧缘部覆盖一对侧面;以及一对外部电极,其分别覆盖一对端面,其中每个内部电极包括引出到层叠体的一对端面之一的引出部以及在第三轴方向上的宽度小于引出部在第三轴方向上的宽度的窄宽度部。
Description
技术领域
本发明涉及层叠陶瓷电容器及其制造方法。
背景技术
已知一种在层叠陶瓷电容器的制造过程中后附接侧缘部的技术,例如在日本专利公开申请公开号2012-209539(专利文献1)中所公开的。这种技术有利于减小尺寸和增加层叠陶瓷电容器的电容,因为即使通过较薄的侧缘部也可以可靠地保护层叠体的暴露有内部电极的侧面。
例如,在专利文献1描述的制造层叠陶瓷电容器的方法中,通过层叠在其上印刷有内部电极的陶瓷片得到层叠片,对所得到的层叠片进行切割以制造多个层叠体,每个层叠体具有内部电极暴露于其上的切割面作为侧面。然后,通过在层叠体的侧面上冲压陶瓷片,在层叠体的各个侧面上形成侧缘部。
相关技术文献
专利文献:日本专利申请公开号2012-209539
发明内容
当切割上述层叠片时,由于需要切割比陶瓷片更硬的内部电极,因此施加到切割刀片的切割刃的应力较大。当施加到切割刀片的应力较大时,切割刀片的切割刃倾斜地进入层叠片,这会导致切割面(将成为多个层叠体的侧面)倾斜。
因此,本发明的目的是提供能够防止将由层叠体的侧缘部覆盖的待覆盖表面(即,侧面;也称为“被覆面(covered surface)”)倾斜的技术。
在本发明的一个方面中,提供一种层叠陶瓷电容器,包括:陶瓷体,其包括层叠体和一对侧缘部,层叠体包括在第一轴方向上层叠的多个陶瓷层、插置在多个陶瓷层之间的多个内部电极、垂直于与第一轴正交的第二轴的一对端面,以及垂直于与第一轴和第二轴正交的第三轴的一对侧面,一对侧缘部覆盖一对侧面;和一对外部电极,其分别覆盖一对端面,其中,多个内部电极中的每个内部电极包括引出部和窄宽度部,引出部引出到层叠体的一对端面之一,窄宽度部在第三轴方向上的宽度小于引出部在第三轴方向上的宽度。
在上述层叠陶瓷电容器中,多个内部电极不暴露于层叠体的在窄宽度部中的一对被覆面中的至少一个被覆面。因此,在上述层叠陶瓷电容器的制造过程中,当由切割刀片从层叠片切分多个层叠体时,对应于内部电极的导体图案的切割长度较小。结果,施加到切割刀片的切割刃的应力减小,使得能够抑制层叠体的一对被覆面倾斜。
在与第二轴正交的截面中,多个内部电极中的在第一轴方向上彼此相邻的两个内部电极的最外端部在第三轴方向上的位置可以在第三轴方向上在1.0μm以内对齐。
在任何两个相邻内部电极中且在与第二轴正交的任何截面处,在与第二轴正交的截面中在第一轴方向上彼此相邻的两个内部电极的最外端部在第三轴方向上的位置在第三轴方向上在1.0μm以内对齐的比例可以为50%以上。
层叠体和侧缘部可以分别形成。
多个内部电极中的每个内部电极可以包括切割部,其在窄宽度部中分别形成在第三轴方向上从一对侧面向内凹进的轮廓。
在多个内部电极中的每个内部电极中,每个切割部在第二轴方向上的尺寸可以大于每个切割部在第三轴方向上的尺寸。
每个切割部的轮廓可以包括具有在第二轴方向上的位移分量以及在第三轴方向上的位移分量的部分。
每个切割部的轮廓的上述部分中,在第二轴方向上的位移分量可以大于在第三轴方向上的位移分量。
在多个内部电极中的每个内部电极中,窄宽度部可以设置于在第二轴方向上与引出部相对的端部。
在多个内部电极中的每个内部电极中,窄宽度部可以设置于在第二轴方向上的中央部分。
多个内部电极的层叠数量是50层以上。
陶瓷体在第一轴方向上的尺寸可以大于陶瓷体在第三轴方向上的尺寸。
在本发明的另一方面中,提供制造层叠陶瓷电容器的方法,包括:在第一轴方向上层叠多个陶瓷片以制备层叠片,每个陶瓷片具有在其上形成的导体图案;沿着多条切割线在第一轴方向上切割层叠片以将层叠片切分成多个层叠体,多条切割线包括沿着与第一轴正交的第二轴延伸的第一切割线,每个层叠体具有垂直于与第一轴和第二轴正交的第三轴的一对侧面;以及分别在多个层叠体中的每个层叠体的一对侧面上形成一对侧缘部,其中,导体图案被形成为使得导体图案在第三轴方向上连续,并且使得其与第一切割线邻接的部分沿着第二轴方向的总尺寸小于在第三轴方向上与第一切割线相邻但分开的部分沿着第二轴方向上的总尺寸。
导体图案形成有凹部,凹部设置在沿着第一切割线的部分中,并且凹部的轮廓包括在第二轴方向上的位移分量大于在第三轴方向上的位移分量的部分。
附图说明
图1是根据一种实施方式的层叠陶瓷电容器的立体图;
图2是沿图1中的A-A'线截取的层叠陶瓷电容器的截面图;
图3是沿图1中的B-B'线截取的层叠陶瓷电容器的截面图;
图4A和图4B是层叠陶瓷电容器的陶瓷层和内部电极的平面图;
图5是图4A和图4B的局部放大图;
图6是示出制造层叠陶瓷电容器的方法的流程图;
图7A至图7C是在步骤S01中制备的陶瓷片的平面图;
图8是示出步骤S02的立体图;
图9是示出步骤S03的平面图;
图10是在步骤S03中获得的层叠体的立体图;
图11是在步骤S04中获得的陶瓷体的立体图;
图12A和图12B分别示出内部电极的切割部(cutout portion)的构造A1和A2;
图13A至图13C分别示出内部电极的切割部的构造B1至B3;
图14示出内部电极的切割部的构造C;
图15A至图15C分别示出内部电极的切割部的构造D1至D3;
图16A至图16D分别示出内部电极的切割部的构造E1至E4;
图17A至图17D分别示出内部电极的切割部的构造F1至F4;
图18A至图18D分别示出内部电极的切割部的构造G1至G4;以及
图19示出内部电极的切割部的构造H。
具体实施方式
下面,将参照附图描述根据实施方式的层叠陶瓷电容器10。在附图中,适当地示出相互正交的X轴、Y轴和Z轴。X轴、Y轴和Z轴限定相对于层叠陶瓷电容器10固定的固定坐标系。
层叠陶瓷电容器10的构造
图1至图3示出根据实施方式的层叠陶瓷电容器10。图1是层叠陶瓷电容器10的立体图。图2是沿图1中A-A'线截取的层叠陶瓷电容器10的截面图。图3是沿图1中B-B'线截取的层叠陶瓷电容器10的截面图。
层叠陶瓷电容器10包括陶瓷体11、第一外部电极14和第二外部电极15。陶瓷体11被构造为六面体,其具有与Z轴(第一轴)正交的一对主面、与X轴(第二轴)正交的一对端面以及与Y轴(第三轴)正交的一对侧面。
陶瓷体11的一对端面、一对侧面和一对主面都是平坦表面。根据本实施方式的平坦表面不一定是严格意义上的平坦表面,只要在作为整体观察时,它被认为是平坦的表面即可,并且包括例如具有细微不平度的表面、具有在预定范围内的平缓弯曲形状的表面等。
外部电极14和15覆盖陶瓷体11的各个端面,并且在X轴方向上彼此面对,并且陶瓷体11夹在其间。外部电极14和15从陶瓷体11的各个端面延伸到主面和侧面。从而,外部电极14和15具有平行于X-Z平面的U形截面和平行于X-Y平面的U形截面。
外部电极14和15中的每一者的形状不限于图1中所示的形状。例如,外部电极14和15可以从陶瓷体11的各个端面仅延伸到一个主面,并且具有平行于X-Z平面的L形截面。或者,外部电极14和15可以不延伸到主面和侧面中的任一个。
外部电极14和15由电的良导体形成。形成外部电极14和15的电的良导体的示例包括含有铜(Cu)、镍(Ni)、锡(Sn)、钯(Pd)、铂(Pt)、银(Ag)、金(Au)等作为主成分的金属或其合金。在本实施方式中,主成分是指具有最高含量比例的成分。
陶瓷体11由电介质陶瓷形成,并且包括层叠体16和一对侧缘部17。层叠体16限定陶瓷体11的一对主面和一对端面。一对侧缘部17由例如电介质陶瓷形成,其主成分与陶瓷体11的主成分具有相同的材料组成,一对侧缘部17覆盖层叠体16的在Y轴方向上相互面对的一对被覆面F,并且限定陶瓷体11的一对侧面。
在层叠体16中,沿X-Y平面延伸的多个平板状的陶瓷层21在Z轴方向上层叠。层叠体16具有重叠部18,在X轴方向上位于重叠部18的两侧上的一对端缘部(end marginportion)19,以及在Z轴方向上位于重叠部18的两侧上的一对覆盖部20。
层叠体16包括多个片状的第一内部电极12和第二内部电极13,它们被放置在多个陶瓷层21之间并沿X-Y平面延伸。内部电极12和13沿Z轴方向交替布置并且在Z轴方向上相互面对,在重叠部18中陶瓷层21插置在内部电极12和13之间。内部电极12和13均未设置在覆盖部20中。
第一内部电极12沿X轴方向从重叠部18引出到限定由第一外部电极14覆盖的端面的端缘部19,并且与第一外部电极14连接。另一方面,通过限定由第二外部电极15覆盖的端面的端缘部19,第一内部电极12与第二外部电极15绝缘。
第二内部电极13沿X轴方向从重叠部18引出到限定由第二外部电极15覆盖的端面的端缘部19,并且与第二外部电极15连接。另一方面,通过限定由第一外部电极14覆盖的端面的端缘部19,第二内部电极13与第一外部电极14绝缘。
如图3所示,在层叠体16中,在内部电极12和13的位于Y轴方向上的最外侧的最外端部位于由侧缘部17覆盖的被覆面F上。虽然细节将在后面描述,但在制造层叠陶瓷电容器10的过程中,层叠体16和侧缘部17的分开形成的,侧缘部17是后来分别附接到层叠体16的被覆面F上。相应地,在陶瓷体11中,在Z轴方向上彼此相邻的两个内部电极12和13的最外端部在Y轴方向上的位置在Y轴方向上在1.0μm以下的范围内对齐。相邻内部电极12和13的最外端部在上述范围内形成为对齐的比例只要求在50%以上。也就是说,例如,在平行于Y-Z平面的截面上,当在30个位置处检查在Z轴方向上彼此相邻的两个内部电极12和13的Y轴方向上的最外端部时,只要求两个内部电极12和13的最外端部在15个以上的位置处在1.0μm以下的范围内对齐。
在陶瓷体11中,在Z轴方向上的各个侧部,重叠部18和一对端缘部19由一对覆盖部20覆盖,并且在Y轴方向上的各个侧部,由一对侧缘部17覆盖。因此,在陶瓷体11中,内部电极12和13被覆盖部20和侧缘部17保护。
通过这样的结构,在层叠陶瓷电容器10中,当在外部电极14和15之间施加电压时,电压施加到重叠部18中的内部电极12和13之间的多个陶瓷层21。结果,在层叠陶瓷电容器10中,存储与外部电极14和15之间的电压对应的电荷。
在陶瓷体11中,使用具有高介电常数的电介质陶瓷,以增加内部电极12和13之间的每个陶瓷层21的电容。具有高介电常数的介电陶瓷的示例包括但不限于具有含钡(Ba)和钛(Ti)的钙钛矿结构典型为钛酸钡(BaTiO3)的材料。
电介质陶瓷可以是钛酸锶(SrTiO3)、钛酸钙(CaTiO3)、钛酸镁(MgTiO3)、锆酸钙(CaZrO3)、锆钛酸钙(Ca(Zr,Ti)O3)、锆钛酸钡钙((Ba,Ca)(Zr,Ti)O3)、锆酸钡(BaZrO3),或氧化钛(TiO2)。
内部电极12和13是由电的良导体形成。形成内部电极12和13的电的良导体的典型示例是镍(Ni),也可以使用包含铜(Cu)、钯(Pd)、铂(Pt)、银(Ag)、金(Au)等作为主成分的其它金属或其合金。
图4A和图4B分别是示出陶瓷层21的平面图,在层叠体16中内部电极12和13形成在陶瓷层21上。具体而言,图4A示出在其上形成有第一内部电极12的陶瓷层21。图4B示出在其上形成有第二内部电极13的陶瓷层21。
第一内部电极12具有第一引出部12a和第一窄宽度部12b。第一引出部12a是在X轴方向上的端部,其通过端缘部19引出到端面并与第一外部电极14连接。第一窄宽度部12b构成在X轴方向上与第一引出部12a相对的另一个端部,并且被形成为在Y轴方向上的宽度比其它部分窄。
第二内部电极13包括第二引出部13a和第二窄宽度部13b。第二引出部13a是在X轴方向上的端部,其通过端缘部19引出到端面并与第二外部电极15连接。第二窄宽度部13b构成在X轴方向上与第二引出部13a相对的另一个端部,并且被形成为在Y轴方向上的宽度比其它部分窄。
在内部电极12和13中,窄宽度部12b和13b中的每一个都具有一对凹进的切割部K,其在Y轴方向上从一对被覆面F向内延伸。换句话说,在内部电极12和13中,通过提供切割部K,沿X-Y平面的轮廓具有在Y轴方向上窄宽度部12b和13b中的每个窄宽度部的宽度变窄。
内部电极12和13中的每个内部电极的一对切割部K关于通过Y轴方向上的中心且平行于X轴方向的中心线彼此线性对称。此外,每个切割部K在X轴方向和Y轴方向都有恒定尺寸。因此,在内部电极12和13中,窄宽度部12b和13b在Y轴方向上的尺寸沿着X轴方向是恒定的。
在内部电极12和13中,除窄宽度部12b或13b之外的部分在Y轴方向上横跨陶瓷层21的整个宽度来设置,并且构成暴露于一对被覆面F的在Y轴方向上的最外端部。另一方面,在内部电极12和13中,其中形成切割部K的窄宽度部12b和13b在Y轴方向上的两个端部不暴露于一对被覆面F。
在内部电极12和13中,窄宽度部12b和13b的设置减少了暴露于一对被覆面F的部分在X轴方向上的尺寸。因此,在层叠陶瓷电容器10中,一对被覆面F不太可能相对于X-Z平面倾斜。这一点将在“制造层叠陶瓷电容器10的方法”部分详细描述。
此外,在层叠陶瓷电容器10中,通过将减小在X轴方向上的尺寸的部分仅限于内部电极12和13中的窄宽度部12b和13b,可以减少重叠部18中内部电极12和13的相对面积的减少。即,层叠陶瓷电容器10可以实现上述优点,同时抑制电容下降。
图5是局部平面图,其仅代表性地示出内部电极12和13中的每个内部电极的一对切割部K中的一个切割部。在图5中,对于每个切割部K,示出尺寸P和尺寸Q。切割部K的尺寸P是沿着限定窄宽度部12b和13b中每个窄宽度部的尖端的侧面E的在Y轴方向上的尺寸。切割部K的尺寸Q是沿着被覆面F的在X轴方向上的尺寸。
在每个切割部K中,每个切割部K在X轴方向上的尺寸Q优选地大于在Y轴方向上的尺寸P,以更有利地实现上述优点。也就是说,在切割部K中,被覆面F与连接在侧面E上的端点k1和在被覆面F上的端点k2的直线之间的角度α优选地小于45°。
在本实施方式中,内部电极12和13的窄宽度部12b和13b设置在与重叠部18对应的位置处,使得可以更有效地实现上述优点。在内部电极12和13中的每个电极中,在引出部12a和13a中都没有设置窄宽度部12b和13b,使得可以使外部电极14和15的连接电阻较低。
本发明实施方式的构造对于在层叠体16中层叠内部电极12和13数量多的大高度构造尤其有效。具体而言,本实施方式的构造在陶瓷体11在Z轴方向的尺寸大于在Y轴方向上的尺寸的构造中尤其有效,并且在层叠体16中的内部电极12和13的总数量为50以上的构造中尤其有效。
层叠陶瓷电容器10的制造方法。
图6是示出根据本发明实施方式的制造层叠陶瓷电容器10的方法的流程图。图7A至图11示出制造层叠陶瓷电容器10的过程。以下,将沿着图6并参考图7A至图11适当地描述制造层叠陶瓷电容器10的方法。
(步骤S01:制备陶瓷片)
在步骤S01中,制备用于形成重叠部18和端缘部19的第一陶瓷片101和第二陶瓷片102,以及用于形成覆盖部20的第三陶瓷片103。陶瓷片101、102和103被构造为含有作为主成分的电介质陶瓷的未烧制的电介质印刷电路基板。
使用例如辊涂机或刮刀将陶瓷片101、102和103形成为片状形状。根据烧制后在重叠部18中的陶瓷层21的厚度来调节陶瓷片101和102的厚度。第三陶瓷片103的厚度可以适当地调节。
图7A至图7C分别是陶瓷片101、102和103的平面图。在此阶段,陶瓷片101、102和103被构造为尚未被分离成单件的大片材。在图7A至图7C中,平行于X轴的第一切割线Lx和平行于Y轴的第二切割线Ly被示为切割线,用于将层叠片分离成单个层叠陶瓷电容器10。
如图7A和图7B所示,对应于内部电极12和13的未烧制的第一导体图案112和第二导体图案113分别形成在第一陶瓷片101和第二陶瓷片102上。在与不设置内部电极的覆盖部20对应的第三陶瓷片103上不形成未烧制的导体图案。
可以通过向陶瓷片101和102施加任何导电膏来形成导体图案112和113。可以从已知技术中自由选择施加导电膏的方法。例如,可以使用丝网印刷方法或凹版印刷方法来施加导电膏。
在导体图案112和113中,每隔一条切割线Ly形成沿着切割线Ly的在X轴方向上的间隙。导体图案112之间的间隙和导体图案113之间的间隙在X轴方向上交替布置。也就是说,通过第一导体图案112之间的间隙的切割线Ly和通过第二导体图案113之间的间隙的切割线Ly交替布置。
通过这样的构造,在导体图案112和113中,分别与切割线Lx相交并沿着Y轴方向延伸的多个条状部分沿着X轴方向间隔布置。在每个导体图案112和113中,与切割部K对应并从X轴方向的两侧凹进的凹部R形成在每个条状部分中切割线Lx穿过的部分中。
在导体图案112和113中,与切割线Lx邻接的部分沿X轴方向上的总尺寸由于凹部R而小于在Y轴方向上与切割线Lx相邻但分离的部分沿X轴方向的尺寸。也就是说,减小导体图案112和113的在沿着切割线Lx进行切割时需要被切割的部分的长度(切割长度)。
(步骤S02:层叠)
在步骤S02中,将在步骤S01中制备的陶瓷片101、102和103如图8所示进行层叠以制造层叠片104。在层叠片104中,对应于重叠部18和端缘部19的第一陶瓷片101和第二陶瓷片102在Z轴方向上交替层叠。
在层叠片104中,对应于覆盖部20的第三陶瓷片103层叠在在交替层叠的陶瓷片101和102的在Z轴方向上的顶面和底面上。在图8所示的示例中,层叠三个第三陶瓷片103,但是第三陶瓷片103的数量可以根据情况而变化。
通过对陶瓷片101、102和103进行压合使层叠片104形成为一体。对于陶瓷片101、102和103的压合,例如,优选使用静水压加压或单轴加压。由此,可以提高层叠片104的密度。
(步骤S03:切割)
在步骤S03中,如图9所示,沿着切割线Lx和Ly对步骤S02中获得的层叠片104进行切割,从而制造图10所示的未烧制的层叠体116。层叠体116对应于烧制后的层叠体16。在步骤S03中,使用例如压切刀片作为切割刀片,在Z轴方向上从上侧向下侧切割层叠片104。
也就是说,在步骤S03中,切割刀片的切割刃依次对齐切割线Lx和Ly并且在Z轴方向上向下压入层叠片104,由此可将层叠片104切割成多件。此时,大的应力从比陶瓷片101、102和103更硬的导体图案112和113施加到切割刀片的切割刃。
当对切割刀片的切割刃施加大应力时,只有切割刃从切割线Lx和Ly偏移,由此切割刀片进入层叠片104的方向可能是相对于Z轴方向倾斜的斜方向。结果,由于层叠片104的切割面相对于Z轴倾斜,因此所获得的层叠体16的端面和被覆面F相对于Z轴倾斜。
如图2和图3所示,在层叠陶瓷电容器10中,层叠在每个限定重叠部18的被覆面F上的内部电极12和13的数量是层叠在每个限定端面的端缘部19中的内部电极12和13的数量的2倍。因此,在步骤S03中,沿切割线Lx切割的导体图案112和113比沿切割线Ly切割的多。
由于这个原因,在步骤S03中,在沿切割线Lx切割层叠片时,在切割刀片的切割刃上可能施加了特别大的应力。对此,在本实施方式中,在导体图案112和113中设置凹部R,并且减少导体图案112和113沿切割线Lx的切割长度,使得减小在沿切割线Lx切割层叠片104时施加到切割刀片的切割刃的应力。
另外,在沿切割线Lx切割层叠片104时,在Y轴方向上在切割线Lx的两侧彼此相邻并且其中存在在凹部R外部的导体图案112和113的部分用于在Y轴方向上从两侧按压切割刀片。因此,在步骤S03中,切割刀片进入层叠片104的方向被调节,并且切割刀片的切割刃不太可能在Y轴方向上偏移。
在本实施方式中,通过在导体图案112和113中设置的凹部R的作用,减小了在沿着切割线Lx进行切割时施加到切割刀片的切割刃的应力,并且切割刀片进入层叠片104的方向被调节。因此,层叠体116的一对被覆面F不太可能相对于X-Z平面倾斜。
(步骤S04:形成侧缘部)
在步骤S04中,一对未烧制的侧缘部117分别设置在步骤S03中获得的未烧制的层叠体116的一对被覆面F上。结果,如图11所示,获得具有分别由一对未烧制的侧缘部117覆盖的一对被覆面F的未烧制的陶瓷体111。
可以通过任何方法形成侧缘部117。可以使用例如通过将陶瓷浆料成型为片材形状而获得的陶瓷片来形成侧缘部117。在这种情况下,可以在层叠体116的被覆面F处冲压陶瓷片,或者可以例如提前切割陶瓷片并附接到层叠体116的被覆面F。
为了形成侧缘部117,可以使用尚未成型的陶瓷浆料,而不是预先形成为片材形状的陶瓷片。在这种情况下,可以通过例如将层叠体116的被覆面F浸入陶瓷浆料中,将陶瓷浆料施加到层叠体116的被覆面F。
(步骤S05:烧制)
在步骤S05中,对在步骤S04中获得的如图11所示的陶瓷体111进行烧制,以制备图1至图3所示的层叠陶瓷电容器10的陶瓷体11。也就是说,通过步骤S05,层叠体116成为层叠体16,而侧缘部117成为侧缘部17。
可以根据陶瓷体111的烧制温度来确定步骤S05中的烧制温度。例如,当使用基于钛酸钡(BaTiO3)的材料时,烧制温度可以是约1000℃至1300℃。烧制可以例如在还原性气氛或低氧分压气氛中进行。
(步骤S06:形成外部电极)
在步骤S06中,外部电极14和15形成在步骤S07中获得的陶瓷体11的在X轴方向上的各个端部上,从而制造图1至图3中所示的层叠陶瓷电容器10。在步骤S06中形成外部电极14和15的方法可以从已知方法中自由选择。
通过上述过程,完成层叠陶瓷电容器10。在这种制造方法中,因为一对侧缘部117形成在层叠体116的暴露导体图案112和113的一对被覆面F上,所以在陶瓷体11中在Z轴方向上彼此相邻的两个内部电极12和13的最外端部在Y轴方向上的位置在1.0μm以下的范围内对齐。
切割部K的其它构造示例
图12A至图19示出层叠陶瓷电容器10的内部电极12和13的切割部K的其它构造示例。在层叠陶瓷电容器10中,内部电极12和13的切割部K的构造不限于以下描述的构造,并且可以对每种构造进行各种修改。
根据图12A所示的构造A1的切割部K具有连接端点k1和k2的线性轮廓。在构造A1中,因为窄宽度部12b和13b分别具有向引出部12a和13a加宽的锥形形状,所以在步骤S03中沿切割线Lx切割时切割刀片进入层叠片104的方向被更有利地调节,并且层叠体16的一对被覆面F被更有效地避免倾斜。
根据图12B所示的构造A2的切割部分K与构造A1的不同之处在于,在与端点k2相邻的位置处设置平行于Y轴的切割边缘部Ka。在构造A2中,即使当切割位置在Y轴方向上从步骤S03中的切割线Lx略微偏移时,只要切割位置在切割边缘部Ka内,内部电极12或13暴露在被覆面F上的部分的尺寸就不变化。在构造A2中,切割边缘部Ka在Y轴方向上的尺寸优选为20μm以上且50μm以下。同样,在构造A2中,当窄宽度部12b和13b在距离被覆面F 150μm以内的位置处具有锥形时,可以获得与构造A1类似的效果。
根据图13A所示的构造B1的切割部K具有连接端点k1和k2的凸形曲线轮廓。根据图13B所示的构造B2的切割部K具有连接端点k1和k2的凹形曲线轮廓。根据图13C所示的构造B3的切割部K具有结合凸形和凹形曲线形状获得的形状的轮廓。
根据图14所示的构造C的切割部K具有由两个矩形部分形成的阶梯状轮廓,即,在端点k1一侧的第一部分Kb1和在端点k2一侧的第二部分Kb2。在构造C中,可以适当地确定各部分Kb1和Kb2的在Y轴方向的尺寸p1和p2以及在X轴方向的尺寸q1和q2。
根据图15A至图15C所示的构造D1至D3的切割部K与图5所示的切割部K的不同之处在于,切割部K的轮廓具有在Y轴方向上延伸的部分中的在端点k2一侧的斜坡。特别是,在构造D1中设置线性斜坡,在构造D2中设置凸形弯曲斜坡,在构造D3中设置凹形弯曲斜坡。
根据图16A所示的构造E1的切割部K与图5所示的切割部的不同之处在于,切割部K的轮廓具有在X轴方向上延伸的部分中的在端点k1一侧的线性斜坡。此外,图16B至图16D所示的切割部K与构造E1的切割部K的不同之处在于,切割部K的轮廓还具有在Y轴方向延伸的部分中的在端点k2一侧的另一斜坡。特别是,在构造E2中设置线性斜坡,在构造E3中设置凸形弯曲斜坡,并且在构造E4中设置凹形弯曲斜坡。
根据图17A所示的构造F1的切割部K与图5所示的切割部K的不同之处在于,切割部K具有在X轴方向上延伸的部分中在端点k1一侧的凸形弯曲斜坡。此外,图17B至图17D所示的切割部K与构造F1的切割部K的不同之处在于,切割部K的轮廓还具有在Y轴方向上延伸的部分中在端点k2一侧的另一斜坡。特别是,在构造F2中设置线性斜坡,在构造F3中设置凸形弯曲斜坡,并且在构造F4中设置凹形弯曲斜坡。
根据图18A所示的构造G1的切割部K与图5所示的切割部K的不同之处在于,切割部K的轮廓具有在X轴方向上延伸的部分中在端点k1一侧的凸形弯曲斜坡。此外,图18B至图18D所示的切割部K与构造G1的切割部K不同的是,切割部K的轮廓还具有在Y轴方向上延伸的部分中在端点k2一侧的另一斜坡。特别是,在构造G2中设置线性斜坡,在构造G3中设置凸形弯曲斜坡,并且在构造G4中设置凹形弯曲斜坡。
在根据上述构造中的任一种构造的切割部K中,为了更有效地抑制在层叠体16的被覆面F上发生倾斜,在X轴方向上的尺寸Q优选大于在Y轴方向上的尺寸P,即,连接端点k1和k2的直线与被覆面F之间的角度α优选小于45°。
窄宽度部12b和13b仅需设置在内部电极12和13的引出部12a和13a以外的部分,并且不必设置在内部电极12和13的侧面E这一侧的端部中。例如,如在图19所示的构造H中,切割部K可以设置在X轴方向上的中央部分,并且凹进的窄宽度部12b和13b可以形成在X轴方向上的中央部分。根据构造H,设置有切割部K的内部电极12和13在每个被覆面F的两个位置处分离地暴露,但暴露于每个被覆面F的部分在X轴方向上的总尺寸减小,由此实现与上述相同的优点。在根据构造H的切割部K中,可以适当地确定在Y轴方向上的尺寸P和在X轴方向上的尺寸Q。
为了使切割刀片的切割刃难以在Y轴方向上偏移并且为了更有效地防止在层叠体16的被覆面F上发生倾斜,每个内部电极12和13的切割部K的轮廓优选包括在X轴方向上的位移分量和在Y轴方向上的位移分量,即,包括相对于X轴和Y轴倾斜的部分,例如在图13A至图13C中所示,而不是如图4A、4B所示的只有沿X轴方向延伸的部分和沿Y轴方向延伸的部分。也就是说,在步骤S01中设置在各个陶瓷片101和102上的每个导体图案112和113的凹部R的轮廓具有在X轴方向上的位移分量和在Y轴方向上的位移分量,即,包括相对于X轴和Y轴倾斜的部分。此外,从同样的角度来看,切割部K的轮廓更优选包括在X轴方向上的位移分量大于在Y轴方向上的位移分量的部分,例如图13A中更靠近端点k2的端部,图13B中更靠近端点k1的端部,或图13C中的中央部分。也就是说,在步骤S01中设置在各个陶瓷片101和102上的每个导体图案112和113的凹部R的轮廓更优选地包括在X轴方向上的位移分量大于在Y轴方向上的位移分量的部分。
实施例
作为上述实施方式的实施例,制造层叠陶瓷电容器10的样品,其中只是内部电极12和13的切割部K的构造不同。对于每种构造,对1000个样品进行抽样检查,层叠体16的被覆面F相对于Z轴的角度超过2.5°的样品被判定为是有缺陷的,并获得缺陷率,即缺陷样品的比例。
此外,作为上述实施方式的比较例,制备层叠陶瓷电容器的样品,这些比较例样品与上述实施例的不同仅在于在构造中在内部电极12和13中不设置切割部K。在根据比较例的构造中,以与上述相同的方式对1000个样品进行抽样检查,其缺陷率为2.2%。
表1至表3示出上述构造的类型、切割部K的在Y轴方向上的尺寸P、在X轴方向上的尺寸Q以尺寸Q与尺寸P的比例Q/P。在表1至表3中,还示出对于各种构造获取的缺陷率。表1中的构造A0表示图5所示的切割部K的构造。
另外,在表2中示出的构造C的切割部K中,第一部分Kb1的在X轴方向的尺寸p1为30μm,第一部分Kb1的在Y轴方向的尺寸q1为40μm,第二部分Kb2的在X轴方向上的尺寸q1为30μm,第二部分Kb2的在X轴方向的尺寸q2为60μm。在表2中与构造C对应的一列中,尺寸P表示为尺寸p1和p2的和,尺寸Q表示为尺寸q1和q2的和。
表1
表2
构造 | P(μm) | Q(μm) | Q/P | 缺陷率(%) |
B1 | 100 | 40 | 0.4 | 1.7 |
B1 | 40 | 20 | 0.5 | 1.8 |
B1 | 40 | 40 | 1.0 | 0.9 |
B1 | 40 | 140 | 3.5 | 0.6 |
B1 | 40 | 320 | 8.0 | 0.2 |
B1 | 40 | 460 | 11.5 | 0 |
B2 | 100 | 40 | 0.4 | 1.9 |
B2 | 40 | 20 | 0.5 | 2 |
B2 | 40 | 40 | 1.0 | 1.1 |
B2 | 40 | 140 | 3.5 | 0.6 |
B2 | 40 | 320 | 8.0 | 0.1 |
B2 | 40 | 460 | 11.5 | 0 |
B2 | 40 | 460 | 11.5 | 0 |
C | 60 | 100 | 1.7 | 0.3 |
表3
构造 | P(μm) | Q(μm) | Q/P | 缺陷率(%) |
D1 | 40 | 140 | 3.5 | 0.5 |
D2 | 40 | 140 | 3.5 | 0.5 |
D3 | 40 | 140 | 3.5 | 0.4 |
E1 | 40 | 140 | 3.5 | 0.5 |
E2 | 40 | 140 | 3.5 | 0.3 |
E3 | 40 | 140 | 3.5 | 0.4 |
E4 | 40 | 140 | 3.5 | 0.4 |
F1 | 40 | 140 | 3.5 | 0.5 |
F2 | 40 | 140 | 3.5 | 0.3 |
F3 | 40 | 140 | 3.5 | 0.4 |
F4 | 40 | 140 | 3.5 | 0.4 |
G1 | 40 | 140 | 3.5 | 0.5 |
G2 | 40 | 140 | 3.5 | 0.3 |
G3 | 40 | 140 | 3.5 | 0.5 |
G4 | 40 | 140 | 3.5 | 0.4 |
H | 40 | 200 | 5.0 | 0.3 |
如表1至表3所示,在内部电极12和13中设置切割部K的实施例的所有构造中,缺陷率低于在内部电极12和13中未设置切割部K的比较例的构造的缺陷率。此外,在比例Q/P小于1的任何构造中,缺陷率被降低到非常低的值,即小于1%。
其它实施方式
尽管已在上文描述了本发明的实施方式,但本发明不限于上述实施方式,并且可以以各种方式对本发明进行修改。
例如,在各个内部电极12和13的窄宽度部12b和13b中,一对切割部K的构造可以彼此不同。此外,在各个内部电极12和13的窄宽度部12b和13b中,切割部K设置在一对被覆面F的两侧上的构造不是必须的,并且切割部K可以仅设置在一对被覆面F的一侧上。
Claims (14)
1.一种层叠陶瓷电容器,包括:
陶瓷体,其包括层叠体和一对侧缘部,所述层叠体包括在第一轴方向上层叠的多个陶瓷层、插置在所述多个陶瓷层之间的多个内部电极、垂直于与所述第一轴正交的第二轴的一对端面、以及垂直于与所述第一轴和所述第二轴正交的第三轴的一对侧面,所述一对侧缘部覆盖所述一对侧面;和
一对外部电极,其分别覆盖所述一对端面,
其中,所述多个内部电极中的每个内部电极包括引出部和窄宽度部,所述引出部引出到所述层叠体的所述一对端面之一,所述窄宽度部在所述第三轴方向上的宽度小于所述引出部在所述第三轴方向上的宽度。
2.根据权利要求1所述的层叠陶瓷电容器,其中,在与所述第二轴正交的截面中,在所述多个内部电极中的在所述第一轴方向上彼此相邻的两个内部电极的最外端部在所述第三轴方向上的位置在所述第三轴方向上在1.0μm以内对齐。
3.根据权利要求2所述的层叠陶瓷电容器,其中,在任何两个相邻内部电极中且在与所述第二轴正交的任何截面处,在与所述第二轴正交的截面中在所述第一轴方向上彼此相邻的两个内部电极的最外端部在所述第三轴方向上的位置在所述第三轴方向上在1.0μm以内对齐的比例为50%以上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的层叠陶瓷电容器,其中,所述层叠体和所述侧缘部是分别形成的。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的层叠陶瓷电容器,其中,所述多个内部电极中的每个内部电极包括切割部,所述切割部在所述窄宽度部中分别形成在所述第三轴方向上从所述一对侧面向内凹进的轮廓。
6.根据权利要求5所述的层叠陶瓷电容器,其中,在所述多个内部电极中的每个内部电极中,每个切割部在所述第二轴方向上的尺寸大于每个切割部在所述第三轴方向上的尺寸。
7.根据权利要求5或6所述的层叠陶瓷电容器,其中,每个切割部的轮廓包括具有在所述第二轴方向上的位移分量以及在所述第三轴方向上的位移分量的部分。
8.根据权利要求7所述的层叠陶瓷电容器,其中,在每个切割部的轮廓的所述部分中,在所述第二轴方向上的位移分量大于在所述第三轴方向上的位移分量。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的层叠陶瓷电容器,其中,在所述多个内部电极中的每个内部电极中,所述窄宽度部设置于在所述第二轴方向上与所述引出部相对的端部。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的层叠陶瓷电容器,其中,在所述多个内部电极中的每个内部电极中,所述窄宽度部设置于所述第二轴方向上的中央部分。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的层叠陶瓷电容器,其中,所述多个内部电极的层叠数量是50层以上。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的层叠陶瓷电容器,其中,所述陶瓷体在所述第一轴方向上的尺寸大于所述陶瓷体在所述第三轴方向上的尺寸。
13.一种制造层叠陶瓷电容器的方法,所述方法包括以下步骤:
在第一轴方向上层叠多个陶瓷片以制备层叠片,每个陶瓷片具有在其上形成的导体图案;
沿着多条切割线在所述第一轴方向上切割所述层叠片以将所述层叠片切分成多个层叠体,所述多条切割线包括沿着与所述第一轴正交的第二轴延伸的第一切割线,每个层叠体具有垂直于与所述第一轴和所述第二轴正交的第三轴的一对侧面;以及
分别在所述多个层叠体中的每个层叠体的所述一对侧面上形成一对侧缘部,
其中,所述导体图案被形成为使得所述导体图案在所述第三轴方向上连续,并且使得其与所述第一切割线邻接的部分沿着所述第二轴方向的总尺寸小于在所述第三轴方向上与所述第一切割线相邻但分开的部分沿着所述第二轴方向上的总尺寸。
14.根据权利要求13所述的方法,其中,所述导体图案形成有凹部,所述凹部设置在沿着所述第一切割线的部分中,并且所述凹部的轮廓包括在所述第二轴方向上的位移分量大于在所述第三轴方向上的位移分量的部分。
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