CN216353801U - 一种多层陶瓷电容器 - Google Patents

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陆亨
卓金丽
安可荣
刘伟峰
何彦颖
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Abstract

本实用新型公开了一种多层陶瓷电容器,包括陶瓷体、第一端电极以及第二端电极;陶瓷体包括多个介电层和内电极,还包括陶瓷体的上表面和下表面相对设置,第一端面和第二端面相对设置,第一侧面和第二侧面相对设置;第一端电极位于第一端面且覆盖上表面、下表面、第一侧面和第二侧面部分表面,第二端电极位于第二端面且覆盖上表面、下表面、第一侧面和第二侧面部分表面;内电极包括第一内电极、第二内电极和第三内电极,第一内电极的一端与第一端电极连接,另一端与第二端电极形成间隙,第二内电极的一端与第二端面连接,另一端与第一端电极形成间隙,第三内电极分别与第一内电极和第二内电极之间设置有至少一个介电层。提高了电容器的耐电压性能。

Description

一种多层陶瓷电容器
技术领域
本实用新型涉及陶瓷电容器技术领域,尤其涉及一种多层陶瓷电容器。
背景技术
常规的多层陶瓷电容器为了增加耐电压性能,通常采用串联设计,通常将电容器中的第一内电极和第二内电极在介电层和内电极的层叠方向上处于同一层面并且直接相对,由于其末端的间隔距离较小,尤其是角部位置的电场高度集中,容易在该位置发生击穿烧毁。
实用新型内容
本实用新型目的在于,提供一种多层陶瓷电容器,考虑到现有技术中由于距离较小的内电极间的相对位置,造成角部位置的电场高度集中,易发生击穿的问题,将第一内电极的末端与第二内电极的末端在多层陶瓷电容器的长度方向上相互错开而不是直接相对,增大了内电极间的距离,避免电场集中,防止击穿烧毁,提高了多层陶瓷电容器的耐电压性能。
为实现上述目的,本实用新型提供一种多层陶瓷电容器,包括:陶瓷体、第一端电极以及第二端电极;
所述陶瓷体包括多个介电层和多个内电极,且在至少间隔一个所述介电层之间设置有所述内电极,所述陶瓷体具有由所述多个层叠的介电层的侧面形成的上表面、下表面、第一端面、第二端面、第一侧面和第二侧面,所述上表面和所述下表面相对设置,所述第一端面和所述第二端面相对设置,所述第一侧面和所述第二侧面相对设置;
所述第一端电极位于所述第一端面且覆盖所述上表面、所述下表面、所述第一侧面和所述第二侧面部分表面,所述第二端电极位于所述第二端面且覆盖所述上表面、所述下表面、所述第一侧面和所述第二侧面部分表面;
所述内电极包括第一内电极、第二内电极和第三内电极,所述第一内电极包括第一内电极的第一端和第一内电极的第二端,所述第二内电极包括第二内电极的第一端和第二内电极的第二端,其中,所述第一内电极的第一端与所述第一端电极连接,所述第一内电极的第二端向所述第二端面延伸且与所述第二端电极之间形成有间隙且相互绝缘,所述第二内电极的第一端与所述第二端面连接,所述第二内电极的第二端向所述第一端面延伸且与所述第一端电极之间形成有间隙且相互绝缘,所述第三内电极与所述第一内电极之间设置有至少一个介电层,所述第三内电极与所述第二内电极之间设置有至少一个介电层。
在某一实施例中,所述陶瓷体由多个所述介电层和多个所述内电极交替层叠而构成具有六个面的长方体;所述上表面和所述下表面相对设置且垂直于所述介电层和所述内电极的层叠方向,所述第一端面和所述第二端面相对设置且垂直于所述陶瓷体的长度方向,所述第一侧面和所述第二侧面相对设置且垂直于所述陶瓷体的宽度方向;
所述第一内电极的第二端与所述第二端电极沿所述陶瓷体的长度方向并排设置,所述第二内电极的第二端与所述第一端电极沿所述陶瓷体的长度方向并排设置。
在某一实施例中,所述第一内电极与所述第二内电极层叠在同一介电层。
在某一实施例中,所述第一内电极与所述第二内电极层叠在不同介电层。
在某一实施例中,所述第一内电极与所述第二内电极在所述第三内电极上的正投影分别与所述第三内电极部分重叠。
在某一实施例中,所述第一内电极与所述第三内电极之间形成第一电容,所述第二内电极与所述第三内电极之间形成第二电容,所述第一电容与所述第二电容串联。
在某一实施例中,所述第一内电极的第二端与所述第二端电极之间的间隙距离小于所述第二内电极的第二端向所述第一端面的延伸距离。
在某一实施例中,所述第二内电极的第二端与所述第一端电极之间的间隙距离小于所述第一内电极的第二端向所述第二端面的延伸距离。
在某一实施例中,所述第一内电极、所述第二内电极和所述第三内电极均与所述第一侧面之间形成间隙,所述第一内电极、所述第二内电极和所述第三内电极均与所述第二侧面之间形成间隙。
在某一实施例中,所述第一内电极的第一端沿所述陶瓷体的宽度方向,向所述第一侧面和所述第二侧面中的至少一个侧面延伸,所述第二内电极的第一端沿所述陶瓷体的宽度方向,向所述第一侧面和所述第二侧面中的至少一个侧面延伸。
相对于现有技术,本实用新型提供的一种多层陶瓷电容器的有益效果在于:
通过设置第一内电极的第一端与第一端电极连接,第一内电极的第二端向第二端面延伸且与第二端电极之间形成有间隙且相互绝缘,第二内电极的第一端与第二端面连接,第二内电极的第二端向第一端面延伸且与第一端电极之间形成有间隙且相互绝缘,将第一内电极的第二端与第二内电极的第二端的方向相互错开而不是直接相对,增加了两者之间的距离,避免电场集中,防止击穿烧毁,提高多层陶瓷电容器的耐电压性能,使之适用于高压应用。
进一步的,第一内电极的第二端与第二端电极沿陶瓷体的长度方向并排设置,第二内电极的第二端与第一端电极沿陶瓷体的长度方向并排设置,电流可以沿着多层陶瓷电容器的宽度方向流动,缩短了电流路径,从而可以减小等效串联电感,因此本实用新型的多层陶瓷电容器也适合用于滤除高频噪声。
进一步的,第一内电极与第三内电极之间形成第一电容,第二内电极与第三内电极之间形成第二电容,第一电容与第二电容串联且容量相等,可以起到平分工作电压的作用。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型的技术方案,下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型某一实施例提供的多层陶瓷电容器的截面示意图;
图2是本实用新型另一实施例提供的多层陶瓷电容器的截面示意图;
图3是本实用新型又一实施例提供的多层陶瓷电容器的结构示意图;
图4是本实用新型又一实施例提供的多层陶瓷电容器的截面示意图;
图5是本实用新型另一实施例提供的多层陶瓷电容器的等效电路;
图6是本实用新型某一实施例提供的多层陶瓷电容器的截面示意图;
图7是常规的多层陶瓷电容器的截面示意图;
图8是常规的多层陶瓷电容器的又一截面示意图;
图9是常规的串联设计多层陶瓷电容器的截面示意图。
主要元件及符号说明:
100、200、多层陶瓷电容器;10、20、陶瓷体;S1、上表面;S2、下表面;S3、第一端面;S4、第二端面;S5、第一侧面;S6、第二侧面;12A、22A、第一内电极;12B、22B、第二内电极;12C、22C、第三内电极;13、23、介电层;14A、24A、第一端电极;14B、24B、第二端电极;a、第一内电极的末端角部位置;b、第二内电极的末端角部位置;221A、第一内电极的第一端;222A、第一内电极的第二端;221B、第二内电极的第一端;222B、第二内电极的第二端。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
应当理解,文中所使用的步骤编号仅是为了方便描述,不对作为对步骤执行先后顺序的限定。
应当理解,在本实用新型说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本实用新型。如在本实用新型说明书和所附权利要求书中所使用的那样,除非上下文清楚地指明其它情况,否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在,但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合,并且包括这些组合。
请参阅图1至图4,本实用新型某一实施例提供一种多层陶瓷电容器,包括:陶瓷体20、第一端电极24A以及第二端电极24B。
陶瓷体20包括多个介电层23和多个内电极,且在至少间隔一个介电层23之间设置有内电极,陶瓷体20具有由多个层叠的介电层的侧面形成的上表面S1、下表面S2、第一端面S3、第二端面S4、第一侧面S5和第二侧面S6,上表面S1和下表面S2相对设置,第一端面S3和第二端面S4相对设置,第一侧面S5和第二侧面S6相对设置,第一端电极24A位于第一端面S3且覆盖上表面S1、下表面S2、第一侧面S5和第二侧面S6部分表面,第二端电极24B位于第二端面S4且覆盖上表面S1、下表面S2、第一侧面S5和第二侧面S6部分表面,内电极包括第一内电极22A、第二内电极22B和第三内电极22C,第一内电极22A包括第一内电极的第一端221A和第一内电极的第二端222A,第二内电极22B包括第二内电极的第一端221B和第二内电极的第二端222B,其中,第一内电极的第一端221A与第一端电极24A连接,第一内电极的第二端222A向第二端面S3延伸且与第二端电极24B之间形成有间隙且相互绝缘,第二内电极的第一端221B与第二端面S4连接,第二内电极的第二端222B向第一端面S3延伸且与第一端电极24A之间形成有间隙且相互绝缘,第三内电极22C与第一内电极22A之间设置有至少一个介电层23,第三内电极22C与第二内电极22B之间设置有至少一个介电层23。
陶瓷体20由多个介电层23和多个内电极交替层叠而构成具有六个面的长方体,长可以为0.4mm~5.6mm,宽可以为0.2mm~5.0mm,厚可以为0.2mm~2.5mm。上表面S1和下表面S2相对设置且垂直于介电层23和内电极的层叠方向,第一端面S3和第二端面S4相对设置且垂直于陶瓷体20的长度方向,第一侧面S5和第二侧面S6相对设置且垂直于陶瓷体20的宽度方向,第一内电极的第二端222A与第二端电极24B沿陶瓷体20的长度方向并排设置,第二内电极的第二端222B与第一端电极24A沿陶瓷体20的长度方向并排设置。
在常规的串联设计多层陶瓷电容器100中,第一内电极12A和第二内电极12B层叠在同一个介电层13上并且在多层陶瓷电容器100的长度方向上并排设置。在本实施方式中,第一内电极22A和第二内电极22B虽然也是层叠在同一个介电层23上,但与常规的串联设计多层陶瓷电容器100不同的是,层叠在同一个介电层23上的第一内电极22A和第二内电极22B在多层陶瓷电容器200的宽度方向上并排设置,并且第一内电极22A的末端和第二内电极22B的末端在多层陶瓷电容器200的长度方向上相互错开而不是直接相对,两者之间的距离大幅增加,显著降低了电场集中的程度,防止击穿烧毁,进一步提高多层陶瓷电容器200的耐电压性能。
内电极的形状没有特别限制,但为了获得较大的体积利用率以及便于生产,优选为矩形薄层,内电极的厚度优选为1μm~3μm,内电极以平行于上表面S1和下表面S2的方式在陶瓷体20内部按预定数量被层叠,内电极包括第一内电极22A、第二内电极22B和第三内电极22C。图4中只是示例性地示出数量分别为5个的第一内电极22A和第二内电极22B以及数量为4个的第三内电极22C,实际上它们的数量没有限定,可以根据实际应用进行调整,但第一内电极22A、第二内电极22B和第三内电极22C的数量优选为至少1个。
将内电极的各个角部圆角化,可以减少电荷集中,进一步提高多层陶瓷电容器200的耐电压性能。
在本实施方式中,第一内电极22A、第二内电极22B和第三内电极22C均为矩形。
第一内电极22A和第二内电极22B层叠在同一个介电层23上,第一内电极的第一端221A延伸到第一端面S3并且与第一端电极24A连接,第一内电极的第二端222A延伸到与第二端电极24B间隔一定距离的位置从而保证与第二端电极24B绝缘。第二内电极的第一端221B延伸到第二端面S4并且与第二端电极24B连接,第二内电极的第二端222B延伸到与第一端电极24A间隔一定距离的位置从而保证与第一端电极24A绝缘。第一内电极的第二端222A与第二端电极24B之间的间隙距离小于第二内电极的第二端222B向第一端面S3的延伸距离,即第一内电极的第二端222A比第二内电极的第二端222B更靠近第二端电极24B。第二内电极的第二端222B与第一端电极24A之间的间隙距离小于第一内电极的第二端222A向第二端面S4的延伸距离,即第二内电极的第二端222B比第一内电极的第二端222A更靠近第一端电极24A。即第一内电极的第二端222A和第二内电极的第二端222B在多层陶瓷电容器的长度方向上相互错开而不是直接相对。
在某一个实施例中,第一内电极22A与第二内电极22B在第三内电极22C上的正投影分别与第三内电极22C部分重叠。
具体的,第三内电极22C作为浮置电极,与第一端面S3和第二端面S4均间隔一定距离,因此第三内电极22C不与第一端电极24A和第二端电极24B中的任一个连接。第三内电极22C与第一内电极22A被一个介电层23隔开,第三内电极22C与第二内电极22B被一个介电层23隔开。第一内电极22A和第二内电极22B在第三内电极22C上的正投影分别与第三内电极22C部分重叠,即第一内电极22A和第二内电极22B分别与第三内电极22C产生对置面积,从而第一内电极12A与第三内电极12C之间可形成第一电容C1,第二内电极12B与第三内电极12C之间可形成第二电容C2,第一电容C1和第二电容C2串联连接,可以起到分配电压的作用,提高多层陶瓷电容器200的耐电压性能。第一内电极22A和第三内电极22C的对置面积与第二内电极22B和第三内电极22C的对置面积相等,如此则C1=C2,可以平分电压,在其他的实施例中,上述两个对置面积也可以不相等。
在某一个实施例中,第一内电极22A与第三内电极22C之间形成第一电容C1,第二内电极22B与第三内电极22C之间形成第二电容C2,第一电容C1与第二电容C2串联。
具体的,将层叠在同一个介电层23上的第一内电极22A和第二内电极22B视作第一电极单元,将第三内电极22C视作第二电极单元,通过将多个第一电极单元和多个第二电极单元在介电层23和内电极的层叠方向上交替设置,相当于将多个第一电容C1和第二电容C2的串联组合进行并联,形成如图5所示的等效电路,可以增加多层陶瓷电容器200的电容量,即第一电极单元和第二电极单元的数量越多,多层陶瓷电容器200的电容量越大。
在某一个实施例中,第一内电极22A、第二内电极22B和第三内电极22C均与第一侧面S5之间形成间隙,第一内电极22A、第二内电极22B和第三内电极22C均与第二侧面S6之间形成间隙。
请参阅图6,在某一个实施例中,第一内电极的第一端221A沿陶瓷体20的宽度方向,向第一侧面S5和第二侧面S6中的至少一个侧面延伸,第二内电极的第一端221B沿陶瓷体20的宽度方向,向第一侧面S5和第二侧面S6中的至少一个侧面延伸。
具体的,第一内电极22A与第一端电极24A连接的一端还沿着多层陶瓷电容器200的宽度方向分别向第一侧面S5和第二侧面S6延伸,即第一内电极22A被形成为T字形的形状,类似的,第二内电极22B与第二端电极24B连接的一端还沿着多层陶瓷电容器200的宽度方向分别向第一侧面S5和第二侧面S6延伸,即第二内电极22B被形成为T字形的形状。第一内电极22A可以延伸到第一侧面S5和第二侧面S6,也可以与第一侧面S5和第二侧面S6的任一个间隔一定距离,也可以与第一侧面S5和第二侧面S6都间隔一定距离,第二内电极22B与第一内电极22A类似设置,不再赘述。通过将第一内电极22A和第二端电极24B形成为T字形的形状,可以增加第一内电极22A和第一端电极24A的接触面积以及第二内电极22B和第二端电极24B的接触面积,保证可靠的电路连接,并且提高第一端电极24A和第二端电极24B对陶瓷体20的结合力。
示例性的,多层陶瓷电容器200也可以用作比如去耦电容器,用来滤除高频噪声,由于串联设计的多层陶瓷电容器200便于获得较小的电容量,较小电容量的多层陶瓷电容器200对高频噪声呈现较低的阻抗,可以提高滤除效果。并且,第一内电极22A和第二内电极22B在多层陶瓷电容器200的宽度方向上并排设置,电流可以沿着多层陶瓷电容器200的宽度方向流动,缩短了电流路径,从而可以减小等效串联电感,因此进一步提高滤除高频噪声的效果。
在某一实施例中,第一内电极22A与第二内电极22B层叠在不同介电层23,即第一内电极22A和第二内电极22B被一个介电层23隔开。
在某一实施例中,第一内电极22A、第二内电极22B和第三内电极22C均与第一侧面S5和第二侧面S6间隔一定距离,以便提高多层陶瓷电容器200的防潮性能。
相较于如图7-图9所示的现有多层陶瓷电容器,包括陶瓷体10和分别设置在陶瓷体10两个侧面的第一端电极14A和第二端电极14B。陶瓷体10包括交替层叠的多个介电层13和内电极。内电极包括第一内电极12A、第二内电极12B和第三内电极12C。第一内电极12A与第一端电极14A连接,第二内电极12B与第二端电极14B连接,第三内电极12C作为浮置电极,不与第一端电极14A和第二端电极14B中的任一个连接,从而在第一内电极12A与第三内电极12C之间形成电容C1,在第二内电极12B与第三内电极12C之间形成电容C2,C1和C2串联连接并且容量相等,可以起到平分电压的作用,提高多层陶瓷电容器的耐电压性能。然而,将第一内电极12A和第二内电极12B在介电层13和内电极的层叠方向上处于同一层面并且直接相对,其末端的间隔距离较小。在多层陶瓷电容器加载高电压后,电荷主要集中在第一内电极12A和第二内电极12B的末端,尤其是角部位置比如点a和点b之间的电场高度集中,而因为两点之间的距离较小,容易在该位置发生击穿烧毁,所以多层陶瓷电容器的耐电压性能欠佳。
因此,本实用新型通过将第一内电极的第二端222A与第二内电极的第二端222B的方向相互错开而不是直接相对,增加了两者之间的距离,避免电场集中,防止击穿烧毁,提高多层陶瓷电容器的耐电压性能,使之适用于高压应用。第一内电极的第二端222A与第二端电极24B沿陶瓷体的长度方向上并排设置,第二内电极的第二端222B与第一端电极24A沿陶瓷体20的长度方向上并排设置,电流可以沿着多层陶瓷电容器200的宽度方向流动,缩短了电流路径,从而可以减小等效串联电感,因此本实用新型的多层陶瓷电容器也适合用于滤除高频噪声。第一内电极22A与第三内电极22C之间形成第一电容C1,第二内电极22B与第三内电极22C之间形成第二电容C2,第一电容C1与第二电容C2串联且容量相等,可以起到平分工作电压的作用。
以上所述是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种多层陶瓷电容器,其特征在于,包括:陶瓷体、第一端电极以及第二端电极;
所述陶瓷体包括多个介电层和多个内电极,且在至少间隔一个所述介电层之间设置有所述内电极,所述陶瓷体具有由所述多个层叠的介电层的侧面形成的上表面、下表面、第一端面、第二端面、第一侧面和第二侧面,所述上表面和所述下表面相对设置,所述第一端面和所述第二端面相对设置,所述第一侧面和所述第二侧面相对设置;
所述第一端电极位于所述第一端面且覆盖所述上表面、所述下表面、所述第一侧面和所述第二侧面部分表面,所述第二端电极位于所述第二端面且覆盖所述上表面、所述下表面、所述第一侧面和所述第二侧面部分表面;
所述内电极包括第一内电极、第二内电极和第三内电极,所述第一内电极包括第一内电极的第一端和第一内电极的第二端,所述第二内电极包括第二内电极的第一端和第二内电极的第二端,其中,所述第一内电极的第一端与所述第一端电极连接,所述第一内电极的第二端向所述第二端面延伸且与所述第二端电极之间形成有间隙且相互绝缘,所述第二内电极的第一端与所述第二端面连接,所述第二内电极的第二端向所述第一端面延伸且与所述第一端电极之间形成有间隙且相互绝缘,所述第三内电极与所述第一内电极之间设置有至少一个介电层,所述第三内电极与所述第二内电极之间设置有至少一个介电层。
2.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器,其特征在于,所述陶瓷体由多个所述介电层和多个所述内电极交替层叠而构成具有六个面的长方体;所述上表面和所述下表面相对设置且垂直于所述介电层和所述内电极的层叠方向,所述第一端面和所述第二端面相对设置且垂直于所述陶瓷体的长度方向,所述第一侧面和所述第二侧面相对设置且垂直于所述陶瓷体的宽度方向;
所述第一内电极的第二端与所述第二端电极沿所述陶瓷体的长度方向并排设置,所述第二内电极的第二端与所述第一端电极沿所述陶瓷体的长度方向并排设置。
3.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器,其特征在于,所述第一内电极与所述第二内电极层叠在同一介电层。
4.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器,其特征在于,所述第一内电极与所述第二内电极层叠在不同介电层。
5.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器,其特征在于,所述第一内电极与所述第二内电极在所述第三内电极上的正投影分别与所述第三内电极部分重叠。
6.根据权利要求5所述的多层陶瓷电容器,其特征在于,所述第一内电极与所述第三内电极之间形成第一电容,所述第二内电极与所述第三内电极之间形成第二电容,所述第一电容与所述第二电容串联。
7.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器,其特征在于,所述第一内电极的第二端与所述第二端电极之间的间隙距离小于所述第二内电极的第二端向所述第一端面的延伸距离。
8.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器,其特征在于,所述第二内电极的第二端与所述第一端电极之间的间隙距离小于所述第一内电极的第二端向所述第二端面的延伸距离。
9.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器,其特征在于,所述第一内电极、所述第二内电极和所述第三内电极均与所述第一侧面之间形成间隙,所述第一内电极、所述第二内电极和所述第三内电极均与所述第二侧面之间形成间隙。
10.根据权利要求2所述的多层陶瓷电容器,其特征在于,所述第一内电极的第一端沿所述陶瓷体的宽度方向,向所述第一侧面和所述第二侧面中的至少一个侧面延伸,所述第二内电极的第一端沿所述陶瓷体的宽度方向,向所述第一侧面和所述第二侧面中的至少一个侧面延伸。
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