CN201247691Y

CN201247691Y - 积层陶瓷电容器结构

Info

Publication number: CN201247691Y
Application number: CNU2008201282715U
Authority: CN
Inventors: 唐锦荣; 叶辉邦; 陈瑞祥; 黄宜晨; 凌溢骏; 陈志荣
Original assignee: Holy Stone Enterprise Co Ltd
Current assignee: Holy Stone Enterprise Co Ltd
Priority date: 2008-07-14
Filing date: 2008-07-14
Publication date: 2009-05-27
Anticipated expiration: 2018-07-14

Abstract

本实用新型公开了一种积层陶瓷电容器结构，系包括介电质本体及复数端电极所组成，其中介电质本体为具有复数陶瓷层，并于各陶瓷层间设置有复数呈交错间隔堆栈的第一内电极及第二内电极，而可将介电质本体上二端斜对角位置处的端电极分别与第一、第二内电极形成电性连接后，再焊固于电路板上的金属接点形成电性导通，以此，便可在不更改、延长原先设计所需尺寸大小的基础上增加介电质本体斜对角位置处的二端电极的电极间距，以有效避免因间距不足导致瞬间电压通过产生电弧效应或是跳火所引发短路、危险事情等问题与缺失发生，藉此可符合安规距离的要求，进而也可相对延长使用寿命的效用者。

Description

积层陶瓷电容器结构

技术领域

本实用新型涉及一种积层陶瓷电容器结构，属于电子、电器及电气信息技术产品领域。具体说属于电容器结构，特别是陶瓷电容器结构的技术领域。

背景技术

现今电子产品及其外围相关的电子设备均需使用到主动组件与被动组件，其中，主动组件(如IC或CPU)可单独执行运算处理功能，而被动组件则是相对于主动组件在进行电流或电压改变时，使其电阻或阻抗不会随的改变的组件，一般为以电阻(Resistor)、电容(Capacitor)与电感(Inductor)合称作三大被动组件，然而，就以功能而言，电容器是以静电模式储存电荷，且可在预定的时间内将电能释放或是作为滤波、旁波协调使用；而电阻为可调整电路中的电压及电流使用；另外，电感器是以过滤电流内噪声、防止电磁波干扰为主要功能，便可藉由三者相互搭配应用于信息、通讯、消费电子或其它工业产品领域而达成电子回路控制的功能。

其次，被动组件的生产已朝向芯片化发展的趋势，随着积体电路高性能化和高密度化的发展趋势，再加上高速组装功能的表面黏着技术(Surface Mounting Technology；SMT)开发，促使许多电子组件逐渐改以芯片型表面黏着(SMT)取代传统插件型(Through Hole)的焊接方式，因此，芯片化的被动组件需求亦快速提升，使其要求尺寸也愈來愈小，其中电容器为由二导电物质间以极薄的介质屏蔽隔离，并将静电储存于其导电物质上而达成储存电荷、旁路、滤波、调谐及震荡等功能，又电容器的材质可分为铝质电解电容器、陶瓷电容器、塑料薄膜电容器、钽质电容器以及云母电容器等，且可依不同介质大致区分为固定电容器、可变电容器及芯片电容器三大类。

此外，陶瓷电容器又可分为单层及积层陶瓷电容器(Multi-Layer Ceramic Capacitor，MLCC)，其中，积层陶瓷电容器为具有介电系数高、绝缘度好、耐热佳、体积小、适合批量生产且稳定性及可靠度良好等特性，并因积层陶瓷电容器耐高电压和高热、运作温度范围广的优点，再加上芯片化的积层陶瓷电容器可透过表面黏着技术(SMT)直接焊接，生产制造的速度与数量亦较电解电容器、钽质电容器来得快许多，而使积层陶瓷电容器成为电容器产业的主流，更为电子产品日益朝小型化及多功能发展趋势下受到广泛且大量的使用。

再者，积层陶瓷电容器成份为可由高介电性质的钛酸钡所组成，而其电容值含量与产品表面积大小、陶瓷薄膜堆栈层数成正比，且内部为由一层电极层、一层介电层以及一层电极层呈交错间隔堆栈形成并联在一起的电容，也就是每一陶瓷层都被上、下二平行的电极层夹住形成一平板电容后，再藉由内部电极层与外部端电极相结合，使每一个电容并联起来，如此可提高电容器的总储存电量，并于电容并联时，电压V＝V₁＝V₂＝V₃＝...＝V_i，且因其带电量Q＝电容量C*电压V，故电容量C＝C₁+C₂+C₃+...+C_i，因此，积层陶瓷电容器的总电容量为各电容量的和，则并联可达到增加电容量或储存电荷的效用。

请参阅图6所示，系为习用的立体外观图，由图中可清楚看出，其中介电体A为概呈一长方体，并由复数上、下依序呈交错间隔堆栈的陶瓷层A1、第一内部电极A2及第二内部电极A3所构成，而介电质A本体二相对位置处结合有端部电极B，且由二端部电极B分别与第一内部电极A2、第二内部电极A3形成电性连接，由于电子产品为了符合高电压输出的需求，通常会采用高频变压器予以驱动，再加上电子产品皆朝轻、薄、短、小的设计需求迈进，所以使得习用的积层陶瓷电容器亦必须随的微小化而缩短二端部电极B直线间距d2，此时，便会产生有较高的瞬间电压通过，同时容易造成二端部电极B之间有电弧效应或是短路所引发跳火的危险情况，更严重时则会导致习用的积层陶瓷电容器毁损或烧融因而起火燃烧，不仅无法符合安全规格标准认证(简称安规)的要求，且使用上也会有危害生命财产安全的疑虑，故习用尚存在有较大的改善空间。

是以，如何解决习用积层陶瓷电容器因二电极间距不足以致使较高的瞬间电压通过产生有电弧效应或是跳火所引发短路、危险等问题与缺失，并在不更改、延长原先设计所需的尺寸大小基础上而达到增加电极间距、更能符合安规距离要求者，即为相关厂商所亟欲研究改善的方向所在。

发明内容

本实用新型提供了一种可增加电极间距且防止相互感应产生电弧效应、避免造成短路引发跳火的危险，提高耐雷击测试通过的次数、更能符合安规距离的积层陶瓷电容器结构。以实现解决习用积层陶瓷电容器因二电极间距不足以致使较高的瞬间电压通过产生有电弧效应或是跳火所引发短路、危险等问题与缺失，并在不更改、延长原先设计所需的尺寸大小基础上而达到增加电极间距、更能符合安规距离要求的目的。

为到上述目的本实用新型积层陶瓷电容器结构所采用的技术方案是：

一种积层陶瓷电容器结构，尤指于介电质本体上呈斜对角位置处形成有端电极的积层陶瓷电容器结构，包括介电质本体及复数端电极所组成，其中：

该介电质本体为具有复数陶瓷层，并于各陶瓷层间设置有复数呈交错间隔堆栈的第一内电极及第二内电极，而第一内电极上设有第一电极接点，以及第二内电极上设有第二电极接点，且各第一电极接点与第二电极接点呈斜对角的对应形式；

该复数端电极为结合于介电质本体上，并对应电性连接于第一电极接点及第二电极接点位置处，而于介电质本体上呈斜对角的对应形式。

该介电质本体的第一内电极、第二内电极端缘分别朝外延伸有对应位于陶瓷层呈斜对角位置处的第一电极接点及第二电极接点，而可供复数端电极形成电性连接。

该介电质本体为可由沾烧附方式将导电性良好的金属材质镀于第一内电极及第二内电极呈斜对角位置处的第一电极接点、第二电极接点上以形成有复数端电极。

该介电质本体的第一内电极及第二内电极可分别为矩形、圆形或椭圆形形状的片体。

采用本实用新型的技术方案：

由于介电质本体为具有复数陶瓷层，并于各陶瓷层间设置有复数呈交错间隔堆栈的第一内电极及第二内电极，而可将介电质本体上斜对角位置处的端电极分别与第一、第二内电极形成电性连接，则可在不更改、延长原先设计所需尺寸大小的基础上增加二端电极的电极间距，以有效避免因间距不足以致使瞬间电压通过产生有电弧效应或是跳火所引发短路、危险等问题与缺失发生，藉此可符合安规距离的要求，进而达到相对延长使用寿命的效用。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例的立体外观图。

图2为本实用新型较佳实施例的俯视剖面图。

图3为本实用新型较佳实施例的另一俯视剖面图。

图4为本实用新型较佳实施例的侧视剖面图。

图5为本实用新型较佳实施例使用时的立体示意图。

图6为习用的立体外观图。

主要元件符号说明

1 介电质本体

11 陶瓷层 13 第二内电极

12 第一内电极 131 第二电极接点

121 第一电极接点

2 端电极

3 电路板

31 金属接点

4 锡膏

A 介电体

A1 陶瓷层 A3 第二内部电极

A2 第一内部电极

B 端部电极

具体实施方式

为达成上述目的及功效，本实用新型所采用的技术手段及其构造，兹绘图就本实用新型的较佳实施例详加说明其特征与功能如下。

请参阅图1、图2、图3、图4所示，系分别为本实用新型较佳实施例的立体外观图、俯视剖面图、另一俯视剖面图及侧视剖面图，由图中可清楚看出，本实用新型积层陶瓷电容器结构，系包括有介电质本体1及复数端电极2所组成，故就本实用新型的主要构件及特征详述如后；其中：

该介电质本体1为具有复数陶瓷层11，并于各陶瓷层11间设置有复数呈交错间隔堆栈的第一内电极12及第二内电极13，而第一、第二内电极12、13端缘分别朝外延伸有对应位于陶瓷层11呈斜对角位置处的第一电极接点121及第二电极接点131，而使各第一电极接点121与第二电极接点131系呈斜对角的对应形式。

该复数端电极2为结合于介电质本体1上，并对应于第一内电极12的第一电极接点121及第二内电极13的第二电极接点131呈斜对角位置处，而与第一电极接点121、第二电极接点131形成电性连接，达到端电极2于介电质本体1上呈斜对角的对应形式，并可利用表面黏着技术(Surface Mounting Technology；SMT)与电路板3上对应的金属接点31焊固形成电性导通(如图5所示)。

本实用新型的积层陶瓷电容器结构于加工制造时，主要为由前段生胚制程(Brick)、黏结剂烧除、熟导、沾烧附及电镀等加工程序制造出熟胚(BULK)，再进行后续的焊接、功能测试与包装等作业，然而此种制造方法所得到的积层陶瓷电容器结构系为习知技术，且该流程步骤说明并非本实用新型的要点，兹不再进行赘述，在不影响整体保护特征下亦可省略，乃仅需提供本案的介电质本体1为可由沾烧附方式将导电性良好的金属材质镀于第一内电极12及第二内电极13呈斜对角位置处的第一电极接点121、第二电极接点131上以形成有端电极2，则可供介电质本体1二端斜对角位置处的端电极2对角线间距d1(如图1所示)为大于习用积层陶瓷电容器二相对位置处的端部电极B直线间距大小d2(如图6所示)；另外，介电质本体1内部的第一内电极12、第二内电极13较佳实施例是以矩形片体为例，但于实际应用时，则并非是以此作为局限，其仅只需提供第一、第二内电极12、13可分别为圆形、椭圆形或特定、不特定形状的片体，也可依使用需求或设计的不同而予以更改第一、第二内电极12、13形状、甚至是可移除所有第一、第二内电极12、13，藉此来改变本实用新型积层陶瓷电容器内部的结构，乃仅使复数端电极2为分别设置于介电质本体1二端斜对角位置处而具有电容器的特性即可，举凡可达成前述效果的制造方法、步骤流程皆应受本实用新型所涵盖，此种简易修饰及等效结构变化，均应同理包含于本实用新型专利范围内，合予陈明。

请同时参阅图2、图3、图5所示，系分别为本实用新型较佳实施例的立体外观图、俯视剖面图、另一俯视剖面图及使用时的立体示意图，由图中可清楚看出，上述积层陶瓷电容器于使用时，系先将介电质本体1位于斜对角处的二端电极2分别准确对位于电路板3上的二金属接点31，同时使金属接点31表面涂布有锡膏4，再与二端电极2利用表面黏着技术(SMT)的方式予以焊固，使其可具有电容器特性，再进行后续功能测试。

本发明人有鉴于习用积层陶瓷电容器因二电极间距不足以致使较高的瞬间电压通过产生有电弧效应或是跳火所引发短路的问题与缺失，经由多次辛苦实验，再透过不断的实作、测试与修改，乃设计出此种介电质本体1为以沾烧附方式将金属材质镀于第一内电极12及第二内电极13呈斜对角位置处的第一电极接点121、第二电极接点131形成有端电极2，而可由勾股定理(Pythagorean Theorem)可清楚得知，直角边的平方和为等于斜边的平方(For a right trianglewith legs a and b and hypotenusec，a²+b²＝c²)；

因此，本实用新型积层陶瓷电容器结构在不更改、延长原先设计所需尺寸大小的基础上乃可供介电质本体1二端斜对角位置处的端电极2对角线间距d1(如图1所示)为较大于习用积层陶瓷电容器二相对位置处的端部电极B直线间距大小d2(如图6所示)，而达到增加电极间距的效用，以此结构设计，便可有效避免因二电极间距不足以致使瞬间电压通过产生电弧效应，或是跳火所引发短路、危险情事等问题与缺失发生。

再者，请参阅表一所示，系本实用新型积层陶瓷电容器结构与习用积层陶瓷电容器将中芯片尺寸、介电常数、电容量及工作电压分别为2422/X7R/1000pF/1KV的产品在同样规格上各作十个(PCS)，并分别依据雷击测试、通过次数及电极间距进行耐高压防跳火测试实验所得分析加以整合、比较的结果而产生的数据，其中：可由表中左半部清楚看出，习用积层陶瓷电容器二相对位置处的端部电极B直线间距d2平均值为介于5.7～5.8mm之间，且在2.5KV雷击测试下仅能通过7～8次，再于右半部可清楚看出，本实用新型积层陶瓷电容器结构二端斜对角位置处的端电极2对角线间距d1平均值为介于6.5～6.6mm之间，并于2.5KV雷击测试下能通过20次以上，则可明确比较出本实用新型积层陶瓷电容器结构各项测试数据皆较习用积层陶瓷电容器大幅改善，而具有显著的功效增进，得以作为参考的数据、数据来支持本实用新型专利范围，藉此不仅可增加二端斜对角位置处的端电极2的电极间距、提高耐雷击测试通过次数，更能符合安全规格标准认证(简称安规)的距离要求，进而达到相对延长使用寿命的效用者，举凡运用本实用新型说明书及图式内容所为的简易修饰及等效结构变化，均应同理包含于本实用新型的专利范围内，合予陈明。

表一耐高压防跳火测试实验

是以，本实用新型主要特征在于电质本体1为具有复数陶瓷层11，并于各陶瓷层11间设置有复数呈交错间隔堆栈的第一内电极12及第二内电极13，并以介电质本体1二端斜对角位置处的端电极2为与第一、第二内电极12、13形成电性连接为保护重点，而可增加二端电极2的电极间距、有效避免因间距不足以致使瞬间电压通过产生有电弧效应或是跳火所引发短路、危险情事等问题与缺失发生，藉此可符合安规距离的要求，进而达到相对延长本实用新型的积层陶瓷电容器结构使用寿命者。

上述的详细说明为针对本实用新型一种较佳的可行实施例说明而已，惟该实施例并非用以限定本实用新型的申请专利范围，凡其它未脱离本实用新型所揭示的技艺精神下所完成的均等变化与修饰变更，均应包含于本实用新型所涵盖的专利范围中。

Claims

1、一种积层陶瓷电容器结构，尤指于介电质本体上呈斜对角位置处形成有端电极的积层陶瓷电容器结构，包括介电质本体及复数端电极所组成，其特征在于：

2、如权利要求1所述的积层陶瓷电容器结构，其特征在于该介电质本体的第一内电极、第二内电极端缘分别朝外延伸有对应位于陶瓷层呈斜对角位置处的第一电极接点及第二电极接点，而可供复数端电极形成电性连接。

3、如权利要求1所述的积层陶瓷电容器结构，其特征在于该介电质本体为可由沾烧附方式将导电性良好的金属材质镀于第一内电极及第二内电极呈斜对角位置处的第一电极接点、第二电极接点上以形成有复数端电极。

4、如权利要求1所述的积层陶瓷电容器结构，其特征在于该介电质本体的第一内电极及第二内电极可分别为矩形、圆形或椭圆形形状的片体。