CN203179696U - 低噪声积层陶瓷电容器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型为一种低噪声积层陶瓷电容器，在一积层陶瓷本体内形成有多层的内电极，而于积层陶瓷本体的两相对外侧设有不同极性的外部电极，各内电极包含有一连接部及一耦合部，该连接部须与外部电极相连结，且其宽度为第一宽度d1，该耦合部的最大宽度为第二宽度d2，其中第二宽度d2大于第一宽度d1，藉由改变该内电极的结构，使其形成宽度不等的连接部与耦合部，本实用新型可有效降低积层陶瓷电容器的噪声问题。
Description
技术领域
本实用新型是关于一种积层陶瓷电容器，尤指一种可降低噪声(Acoustic emission orNoise)问题的积层陶瓷电容器。
背景技术
随着电子产品的微型化，积层陶瓷电容器也朝着小型化与功能化发展。电容值的计算公式为：C=ε(A/d)，其中C为电容值、ε为介电常数、A为有效反应电极面积及d为电极间距(介电层厚度)。为达到高容值化目的，积层陶瓷电容的介电层厚度d必须薄层化，同时元件的堆叠层数持续增加，为积层陶瓷电容器结构的基本发展方向。
一般高电容量的积层陶瓷电容器的介电材料是利用铁电性(Ferroelectric)材质组成，在外加电场后，会造成陶瓷体有结构上的扭曲，此一现象为压电效应(Piezoelectric Effect)所造成的电致伸缩效应(Electrostrictive Effect)。若一外加交流电场所产生的频率是介于音频范围(ca. 20Hz~ 20KHz)，便会与其共振而产生噪音(Acoustic emission or Noise)。又当此陶瓷电容器粘着于电路板(Printed Circuit Board，PCB)后，其所产生的机械能便会藉由焊点传递到电路板上，此时PCB便如同一扬声器产生扩大效果而发出嗡嗡声的噪音，有时震动过于剧烈时还会产生元件内部结构破损裂痕。
如中国台湾专利公告第I325597号（积层电容器）一案中所述，采用缩减有效反应电极面积的方式，藉由改变电容器内部电极的布局设计，如图12、图13所示，缩小上下层的内电极50重叠面积(即有效层)，或调整内电极的位置，可抑制因有效电极重叠面积过于集中时所产生的电致伸缩效应，进而减少电容元件产生噪声，其中各内电极50的形状如图13所示，为宽度一致的标准矩形。
前述专利案虽然具有降低噪声的效果，但其降低噪声的幅度仍不够明显，且会因为内电极上下层面积缩减而造成整体电容值偏低，在制作时需耗费较多程序调整电极堆叠方式。
实用新型内容
有鉴于传统陶瓷电容器降低噪声的效果不佳，本实用新型主要目的是提供一种能更加减小噪声问题的积层陶瓷电容器。
为达成前述目的，本新型的低噪声积层陶瓷电容器包含有：
一积层本体，于其两侧分别设有一第一外部电极及一第二外部电极，该第一外部电极及第二外部电极具有不同极性；
多层第一内电极及多层第二内电极，形成于该积层本体内部，各第一内电极及第二内电极皆具有一连接部及一耦合部，该连接部对应电性接触该第一外部电极及一第二外部电极；
其中，各第一内电极其耦合部的最大宽度大于该第一内电极本身连接部的宽度；各第二内电极其耦合部的最大宽度大于该第二内电极本身连接部的宽度。
藉由前述结构，本新型藉由改变该内电极的结构，使其形成宽度不等的连接部与耦合部，可有效降低积层陶瓷电容器的噪声问题。
附图说明
图1为本实用新型内电极堆叠排列结构第一实施例示意图。
图2为本实用新型内电极的第一实施例平面图。
图3为本实用新型内电极的第一实施例堆叠示意图。
图4为本实用新型内电极的第二实施例平面图。
图5为本实用新型内电极的第二实施例堆叠示意图。
图6为本实用新型内电极的第三实施例平面图。
图7为本实用新型内电极的第三实施例堆叠示意图。
图8为本实用新型内电极的第四实施例平面图。
图9为本实用新型内电极的第四实施例堆叠示意图。
图10为本实用新型的内电极堆叠排列结构第二实施例示意图。
图11为本实用新型的内电极堆叠排列结构第三实施例示意图。
图12为现有技术积层陶瓷电容器其内电极堆叠排列结构示意图。
图13为现有技术积层陶瓷电容器其内电极堆叠排列结构另一示意图。
主要元件标号说明：
10 积层本体
20 第一内电极
21 连接部
22 耦合部
30 第二内电极
31 连接部
32 耦合部
200 第一外部电极
300 第二外部电极
50 内电极
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。
由于元件的噪声来自陶瓷材料本身的压电特性，而产生电致伸缩效应，使得高容量的积层陶瓷电容器(MLCC)在交流电驱动下所产生的振动、噪声更加明显。为了抑制该噪声，可以藉由改变电极的设计而将元件驱动时的电流压低，即可减缓电致伸缩效应。降低流经元件电流量的方式有很多种，从设计电极形状的角度，就是设法将元件电极经堆叠制造后可以提高等效串联电阻(ESR)或等效串联电感(ESL)，就可以达到噪声抑制或降低的功效。
请参考图1所示，本实用新型抗噪声积层电容器是利用多层陶瓷基材堆叠形成一积层本体10，在陶瓷基材上形成第一内电极20及第二内电极30，于该积层本体10两侧则分别形成第一外部电极200及第二外部电极300。该第一外部电极200及第二外部电极300分别与该第一内电极20及第二内电极30电性接触，因此该第一内电极20及第二内电极将具有不同的正、负极性。图1所示的第一内电极20、第二内电极30为正、负极交替间隔堆叠。
请参考图2、图3所示，本实用新型各个内电极20、30的形状不同于传统宽度一致的标准矩形，其结构包含有宽度不等的连接部21、31及耦合部22、32，藉由重叠的耦合部22、32而形成电容。该连接部21、31邻近陶瓷基材的侧缘，与对应的第一外电极20、第二外电极30电性接触，连接部21、31的宽度值为第一宽度d1；该耦合部22、32与连接部21、31一体连接，耦合部22、32的最大宽度值为第二宽度d2，且d2>d1。该第一宽度d1与第二宽度d2的定义，是指沿着同一轴向测量出的连接部21、31及耦合部22、32各自相对边缘距离。在第一实施例中，该耦合部22、32的形状为矩形。
如图4、图5所示，在本新型第二较佳实施例中，各个第一内电极20与第二内电极30同样具有一连接部21、31及一耦合部22、32，该耦合部22、32的形状可为圆形或椭圆形，其最宽处的第二宽度d2亦大于第一宽度d1。
如图6、图7所示，在本新型第三较佳实施例中，各个第一内电极20与第二内电极30其耦合部22、32的形状为多边形，例如六边形，其最宽处的第二宽度d2亦大于连接部21、22的第一宽度d1。
如图8、图9所示，在本新型第三较佳实施例中，各个第一内电极20与第二内电极30其耦合部22、32的形状为十字形，其最宽处的第二宽度d2亦大于连接部21、22的第一宽度d1。
前述众多实施例仅是举例说明而己，并非用以限制该内电极20、30的形状。该耦合部22、32所构成的共振腔体不仅可以降低流经元件电流量功效，还可以在电场作用下产生干涉区域，使声波在传递过程中遇到干涉区域时产生反射波，经声波波形迭加后使其振幅互相削减，达到声音减小等作用。请参考以下表一，说明在相同电容值的情形下，该第二宽度d2与第一宽度d1在不同比例时可得到的噪声降低效果，若以现有等宽度内电极(即d2:d1为1:1)为比较基准，当d2:d1的宽度比逐渐提高后，降低噪声的效果将变得更趋明显。表一是以积层陶瓷电容器的长度3.2为mm、宽度1.6mm、高度1.6mm，容值限定为10uF的条件下进行量测。
表一
再请参考下列表二，以不同耦合部22、32形状搭配不同的宽度比d2:d1所量测出的噪声数据，可发现当d2>d1时即具有降低噪声的功效，不受耦合部22、32形状限制。
表二
请参考图10所示，为本新型第一内电极20、第二内电极30的另一种堆叠实施例，该第一内电极20及第二内电极30堆叠构成多个共振腔C1~C3，本实施例中以三个共振腔C1~C3为例，每个共振腔C1~C3中包含有多层相堆叠的第一内电极20、第二内电极30。共振腔C1~C3将具有相同极性的内电极相邻堆叠，因为内电极上的极性有同极相斥的效果，故可区分出不同共振腔C1~C3，例如该第一共振腔C1与第二共振腔C2之间便是以具有相同极性的第一内电极20区隔分开，两相邻第一内电极20之间的距离(即不同共振腔之间的间距)为y，透过调整相同极性的电极间隔y的距离，可改变振鸣(噪声)的抑制能力。
请参考图11，为本新型的另一种堆叠实施例，该共振腔C1~C3可具有不同的内电极耦合数目，耦合层数较多者，表示重叠面积总和较多，即电容值较高；耦合层数较少者，表示其重叠面积总和较少，即电容值较低。例如在第二实施例中，第一、第三共振腔C1、C3其内电极20、30的耦合层数，多于第二共振腔C2的内电极20、30耦合层数。藉由改变内电极的耦合层数，亦能达到改变振鸣(噪声)的抑制能力。
以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。
Claims (10)
1.一种低噪声积层陶瓷电容器，其特征在于，包含有：
一积层本体，于其两侧分别设有一第一外部电极及一第二外部电极，该第一外部电极及第二外部电极具有不同极性；
多层第一内电极及多层第二内电极，形成于该积层本体内部，各第一内电极及第二内电极皆具有一连接部及一耦合部，各第一内电极的连接部对应电性接触该第一外部电极，各第二内电极的连接部对应电性接触该第二外部电极；
其中，各第一内电极其耦合部的最大宽度大于该第一内电极本身连接部的宽度；各第二内电极其耦合部的最大宽度大于该第二内电极本身连接部的宽度。
2.如权利要求1所述的低噪声积层陶瓷电容器，其特征在于，各第一内电极及第二内电极的耦合部为一矩形耦合部。
3.如权利要求1所述的低噪声积层陶瓷电容器，其特征在于，各第一内电极及第二内电极的耦合部为一圆形耦合部。
4.如权利要求1所述的低噪声积层陶瓷电容器，其特征在于，各第一内电极及第二内电极的耦合部为一椭圆形耦合部。
5.如权利要求1所述的低噪声积层陶瓷电容器，其特征在于，各第一内电极及第二内电极的耦合部为一多边形耦合部。
6.如权利要求1所述的低噪声积层陶瓷电容器，其特征在于，各第一内电极及第二内电极的耦合部为一十字形耦合部。
7.如权利要求1至6任一项所述的低噪声积层陶瓷电容器，其特征在于，该第一宽度与第二宽度指根据相同方向的连接部及耦合部各自的相对边缘距离。
8.如权利要求7所述的低噪声积层陶瓷电容器，其特征在于，各第一内电极及第二内电极其各自的耦合部与连接部为一体连接。
9.如权利要求8所述的低噪声积层陶瓷电容器，其特征在于，该多层第一内电极及多层第二内电极堆叠构成多个共振腔，相邻共振腔之间以具有相同极性的第一内电极或第二内电极区隔分开。
10.如权利要求9所述的低噪声积层陶瓷电容器，其特征在于，该多个共振腔内部的第一内电极及第二内电极的堆叠耦合层数目不同。
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| CN113257573A (zh) * | 2020-02-13 | 2021-08-13 | Tdk株式会社 | 电子部件 |
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- 2013-03-29 CN CN 201320152983 patent/CN203179696U/zh not_active Expired - Lifetime
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