CN1243359C - 电容器阵列 - Google Patents
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Abstract
构成一种具有良好抗落下冲击性的电容器阵列。以介电体薄片(12)的长边方向的中心对称，形成具有规定宽度的四个内部电极(13)及与这些内部电极导通的内部电极引出部(14)。其中的内部电极引出部(14)的形成间距P1比内部电极(13)的形成间距P0要窄。即，靠近配列方向的中央部形成内部电极引出部(14)。将这样形成的介电体薄片(12)按规定的层数叠层，在其上下叠层不形成电极的介电体薄片。在由这些叠层介电体薄片组成的组合体的侧面，形成与内部电极引出部连接的外部电极，构成在一个组合体内设有四个电容器的电容器阵列。
Description
技术领域
本发明涉及在一个组合体内具有多个电容器的电容器阵列。
背景技术
近年来，伴随着使用电子电路的通信等装置的小型化与集成化，对用在这些装置中的电子元件，也逐步形成小型化与集成化。其中的一个例子就是电容器的阵列化，这种需求在不断的增加。
关于已有的电容器阵列的结构，参照图7～图10加以说明。
图7是电容器阵列的外观立体图，图8是电容器阵列的外观立体图。
还有，图9是电容器阵列的俯视剖面图。图10是另一例的电容器阵列的俯视剖面图。
在图7～图10中，200是叠层型电容器阵列，201～204分别是单体的电容器。另外，21是？合体，22是介电体薄片，23是内部电极，24是内部电极引出部，25是外部电极。
如图8所示，组合体21是由形成内部电极23的介电体薄片22、与不形成内部电极的介电体薄片22按各自所规定的层数叠层而成。在形成内部电极的介电体薄片22中，在其表面上配置形成有四个内部电极23，同时还形成分别与内部电极23相导通的延长至可与外部相连接的介电体薄片22端部的四个内部电极引出部24。
组合体21按以下方法进行叠层。即，将不形成内部电极的介电体薄片22按所规定的层数叠层，在其上，使上下介电体薄片22的彼此之间不重叠，内部电极引出部24与形成有内部电极23的介电体薄片22交替地按规定的层数叠层，进而再在上面按规定的层数叠层不形成内部电极的介电体薄片22。通过对这个叠层的介电质薄片22进行烧结，从而形成组合体21。在该组合体的表面形成与内部电极引出部24相导通的外部电极25。
根据这样的结构可以得到如图7所示的，形成由分别具有内部电极(图中未表示)和外部电极25的各个电容器201～204所构成的容器阵列200。
这里，如图9所示，四个内部电极23以通过介电质体薄片22的长边方向中点的直线为对称而形成。内部电极引出部24的延长方向的中心线与内部电极的中心线一致。因此，内部电极23的形成间距P0与内部电极引出部24的形成间距P1相同。而且，由于在组合体21的外部形成的外部电极25是与内部电极引出部24的位置相对应，所以内部电极23的形成间距与外部电极25的形成间距相同。
另一方面，如图10所示，内部电极引出部24的与组合体外部相连接部分的间距P2具有比内部电极23的形成间距P0宽的结构。这种结构是在特开平11-154621中所公开的电容器阵列的结构，可以获得防止接头之间短路的效果。
然而，这样已有的电容器阵列，仍然存在着需要解决的问题。
图11(a)是表示对已有的电容器阵列实施了锡焊的状态的外观立体图，(b)是对单体的叠层电容器实施了锡焊的状态的外观立体图。
在图11中，200是电容器阵列，210是单体电容器，31、32分别是焊锡带。
如图11(b)所示，单体电容器210从两外部电极端面(图中为右前与左后)到侧面分别形成焊锡带32，并被安装在基板上。即四侧面安装在基板上，其中一个部位的焊锡较多。另一方面，如图11(a)所示，电容器阵列200，是由构成阵列的各电容器的外部电极用焊锡焊接于基板，焊接的位置仅限于电容器阵列200主体的侧面。而且，由于电容器阵列的外形与所述单一叠层电容器大体相同，所以各外部电极较小，焊锡的面积也较小，焊锡的量也较少。还有，由于外部电极相互分开，所以焊锡不能集中，因此其强度较低。
在如图10所示的电容器阵列中，由于外部电极的间距大，外部电极间的间隙也大，所以支点间的距离较远，所以在基板被压弯时，电容器阵列所受的应力增大。因此，不能承受造成基板弯曲的落下冲击。
所以，对装载有电容器阵列的手机等移动通讯体，如果因落下等被施加了外力，就可能会在电容器阵列中发生裂纹。其主要原因，被认为是由于所增加的外力使安装有电容器阵列的基板发生了弯曲，所产生的应力使电容器阵列发生裂纹。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于，提供一种小型的电容器阵列的结构，使其能够即使在装载有电容器阵列的通讯装置在受到外力时也不发生剥离，并能够确保充分的焊锡焊接强度。
在本发明的电容器阵列的结构中，包括通过叠层具有分别排列设置在各电介质体薄片的表面上的多个内部电极和分别与该多个内部电极导通并且在所述电介质体薄片上沿着所述内部电极的排列方向的侧缘部延伸的内部电极引出部的多个介电质体薄片而构成的长方体状的组合体，并且在该组合体的两侧面上，设有与所述内部电极引出部交替连接的外部电极，设置在所述长方体形状组合体两侧面的外部电极的间距比与该外部电极导通的同一个平面上的所述内部电极的间距要窄。
在本发明的电容器阵列的结构中，相互邻接的外部电极之间的间隙为50μm以上。
还有，在本发明的电容器阵列的结构中，相对于组合体的侧面中央，在内部电极的并排设置的方向上对称设置外部电极。
附图说明
图1是本实施例中电容器阵列的外观立体图。
图2是本实施例中电容器阵列的分解立体图。
图3是本实施例中电容器阵列的俯视剖面图。
图4是其它结构的电容器阵列的俯视剖面图。
图5是另一个其它结构的电容器阵列的俯视剖面图。
图6是耐落下冲击性试验装置的外观立体图。
图7是以往的电容器阵列的外观立体图。
图8是以往的电容器阵列的分解立体图。
图9是以往的电容器阵列的俯视剖面图。
图10是具有其它结构的以往电容器阵列的俯视剖面图。
图11是以往的电容器阵列以及单体的叠层电容器的焊锡焊接状态的外观立体图。
图中：100、200—电容器阵列，101～104，201～204—电容器，210—叠层电容器，11、21—组合体，12、22—介电体薄片，13、23—内部电极，14、24—内部电极引出部，15、25—外部电极，31、32—焊锡带，51—电容器阵列实装样品基板，52—落下夹具，53—方向支撑棒，54—混凝土平台，P0—内部电极形成间距，P1～P5—内部电极引差距部以及外部电极形成间距，PG—相邻外部电极间的间隙。
具体实施方式
首先参照图1～图6，对第一实施例的电容器阵列的结构加以说明。
图1是本实施例中电容器阵列的外观立体图。
图2是本实施例中电容器阵列的分解立体图，图3是本实施例中电容器阵列的俯视剖面图。
图4、图5是设置有其它形状的内部电极引出部的电容器阵列的俯视剖面图。
图6是耐落下冲击性试验装置的外观立体图。
在图1～图5中，100是电容器阵列，101～104是电容器，11是组合体，12是介电体薄片，13是内部电极，14是内部电极引出部，15是外部电极。
还有，P0是内部电极13的形成间距，P3、P4、P5是与内部电极引出部14相导通的外部电极15的形成间距，PG是外部电极15的相邻电极之间的间隙。
在图6中，51是安装有电容器阵列的样品基板，52是落下夹具，53是方向支撑棒，54是混凝土平台。
图1中所示的组合体是，如图2中所示那样的由形成内部电极13的介电体薄片12与不形成内部电极的介电体薄片12，各自按规定的层数叠层而成。形成内部电极13的介电体薄片12在其表面配列形成四个内部电极13，并形成分别与内部电极相导通并向能够与外部连接的介电体薄片12的端部延长的四个内部电极引出部14。
组合体11按以下的方法叠层。即，先将不形成内部电极的介电体薄片12按规定的片数叠层，然后在其上按规定的片数叠层形成内部电极13的介电体薄片12，叠层时使重合的上下介电体薄片12与介电体薄片12的内部电极引出部14不重叠。进而在其上按规定的片数叠层不形成内部电极的介电体薄片12。然后对这样叠层的介电体薄片12进行烧结，从而形成组合体11。在该组合体11的表面，形成与内部电极引出部14相导通的外部电极15。
根据这样的结构，由设置有各自的内部电极(图中未表示)与外部电极15的各个电容器101～104构成了如图1所示的电容器阵列100。
而且，如图3所示，四个内部电极13以及与这些内部电极相导通的内部电极引出部14，是以一定的宽度并以介电体薄片12的长边方向的中心S-S为对称轴而形成。这里，形成内部电极引出部14时，要使内部电极引出部14的形成间距P3比内部电极13的形成间距P0窄。即，形成内部电极引出部14时，使内部电极引出部14的中心轴偏离内部电极13的中心轴，向排列方向的中心偏移。
还有，作为其它的内部电极引出部14的结构，也可以采用如图4所示的结构。如图4所示，从内部电极13的端部至介电体薄片12的端部，从内部电极13的中心线倾斜地形成具有规定宽度的内部电极引出部14。这里，使内部电极引出部14的形成间距P4比内部电极13的形成问距P0窄。
而且，如图5所示，还可以考虑使内部电极引出部14不向排列方向的中心偏移，而是向排列方向的端部偏移的结构。即使在这种情况下，也是要使内部电极引出部14的形成间距P4比内部电极13的形成间距P0窄。
关于这些电容器阵列与以往的电容器阵列的耐冲击性以及焊锡焊接性的实验结果如下。
对表示了所述实验形式的图3、图4、图5，与表示了以往已有技术的图9、图10的结构的电容器阵列，进行了实验。
这里，这些电容器的共同的结构及制造方法如下。
使用BaTiO3系3μm厚的介电体薄片，叠层180片形成内部电极及内部电极引出部的介电体薄片，在其上下各叠层65片不形成电极的介电体薄片，加压制成块状。将该块状切削成规定的形状，形成具有四个电容器的电容器组合体的生坯。该生坯经1300℃烧结而形成组合体。接着，为了在组合体的侧面连接内部电极引出部，用铜等组成的导电软膏涂敷，在氮气气氛中进行850℃的烧结，然后镀Ni或Sn，而形成外部电极。这样，就形成了外部尺寸为3.2mm×1.6mm×1.15mm的，具有四个容量为1μF的电容器的电容器阵列。
这里，内部电极引出部以及外部电极的宽度为400μm，内部电极的形成间距为800μm。
对于这样的电容器阵列，以内部电极引出部以及外部电极的形成间距P1～P5，以及相邻内部电极引出部以及外部电极间的间隙PG作为参数，进行了耐落下冲击性以及焊锡焊接性的实验。
耐落下冲击性实验由图6所示的装置进行。
将安装有电容器阵列的基板51用螺母等夹住，使其有一定的距离地被固定在150mm见方的约400g的树脂制落下夹具52上。落下夹具52由方向支撑棒53被固定在距混凝土平台54垂直距离为1.5mm的位置，解除固定时，就落下到混凝土平台54的表面上。重复该落下动作，观测电容器阵列所发生的裂纹，并记录其结果。
还有，关于焊锡焊接性实验，是将各种结构的电容器阵列以全部相同的条件流程焊锡焊接工序，观测所发生的短路。
实验结果如表1所示。
[表1]
| 形状(参照图) | 外部电极间距P1 | 外部电极间隙PG | 落下实验结果(n＝10个) | 实际安装短路不良率 | |
| ① | 图3 | 600μm | 200μm | 30～50次裂纹发生 | 0 |
| ② | 图4 | 460μm | 60μm | 50次以上OK | 0 |
| ③ | 图5 | 460μm | 60μm | 50次以上OK | 0 |
| ④ | 图4 | 450μm | 50μm | 50次以上OK | 100ppm |
| ⑤ | 图9 | 800μm | 400μm | 不到10次裂纹发生 | 0 |
| ⑥ | 图10 | 900μm | 500μm | 不到5次裂纹发生 | 0 |
图3、4、5为本发明的一个实施例
图9、10为以往的一个实施例
如表1所示，对于本实施例中的电容器阵列，根据落下冲击性实验，至少在30次以上也没有发生裂纹。另一方面，以往的电容器阵列不到10次就有了裂纹的发生。由该结果可知，如本实施例所示，可以认为是由于使内部电极引出部以及外部电极形成间距变窄，从而改善了耐落下冲击性。而且，由于图4、图5的电容器阵列的耐落下冲击性优于图3的电容器阵列，所以可认为外部电极形成间距越窄，耐落下冲击性就越好。由此可知，外部电极形成间距，即安装电容器阵列的基板与焊锡部的间距越窄，耐落下冲击性越好。其理由可以认为是安装电容器阵列的基板因落下而受到冲击时，由于基板的弯曲而使电容器阵列的焊接部所受的应力变小的缘故。
这里，如果外部电极间的间隙过小，就有可能发生焊锡的短路(表中④的情况)。所以，根据实验，希望外部电极间的间隙在50μm以上。
还有，对于图5所示的电容器阵列(表中⑤的情况)，虽然在耐落下冲击性以及焊锡焊接性方面没有特别的问题，但由于外部电极向一侧的端部靠近，所以电容器阵列具有方向性。这样，在将电容器阵列安装与基板时，就必须注意其方向性。进而，在自动安装电容器阵列的情况下，在其前阶段的部件盘卷缠绕时，必须进行方向一致的包装，这使制品制造工序的负担增大。所以，为了去除方向性，希望外部电极能够相对于电容器阵列的侧面中央而对称形成。
根据本发明，由于在略呈长方体形状的组合体的两侧面设置的外部电极的形成间距，比与该外部电极导通的所述内部电极的形成间距要窄，所以能够构成耐落下冲击性优异的电容器阵列。
而且，根据本发明，由于相互邻接的所述外部电极之间的间隙为50μm以上，所以能够构成耐落下冲击性优异、且焊锡焊接性得到改善的电容器阵列。
而且，根据本发明，由于所述外部电极对于所述组合体的侧面中央，在所述内部电极的并排设置的方向上对称设置，所以能够构成无方向性、能够控制实际安装不良、且包装容易的电容器阵列。
Claims (3)
1.一种电容器阵列，包括通过叠层具有分别排列设置在各电介质体薄片的表面上的多个内部电极和分别与该多个内部电极导通并且在所述电介质体薄片上沿着所述内部电极的排列方向的侧缘部延伸的内部电极引出部的多个介电质体薄片而构成的长方体状的组合体，并且在该组合体的两侧面上，设有与所述内部电极引出部交替连接的外部电极，其特征在于：设置在所述长方体形状组合体两侧面的外部电极的间距比与该外部电极导通的同一个平面上的所述内部电极的间距要窄。
2.根据权利要求1所述的电容器阵列，其特征在于：相互邻接的所述外部电极之间的间隙为50μm以上。
3.根据权利要求1或2所述的电容器阵列，其特征在于：所述外部电极相对于所述组合体的侧面中央，在所述内部电极的并排设置的方向上对称设置。
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