CN216928301U - 层叠陶瓷电容器 - Google Patents

Abstract

本实用新型通过抑制层叠体中的碎片、裂纹的产生而提供一种可靠性高的层叠陶瓷电容器。本实用新型的层叠陶瓷电容器(1)具备：层叠体(2)，具有将电介质层和内部电极层交替地层叠了多个的内层部(6)、以及配置在所述内层部的层叠方向上的两侧的外层部(7)；以及外部电极(3)，分别设置在所述层叠体的与所述层叠方向交叉的长度方向上的一方的第1端面以及另一方的第2端面，形成外层部的电介质的致密度P1和形成内层部的电介质层的电介质的致密度P2的关系为P1＜P2。

Description

层叠陶瓷电容器

技术领域

本实用新型涉及层叠陶瓷电容器。

背景技术

层叠陶瓷电容器具备包含内层部和外层部的层叠体，该内层部作为蓄积电荷的主要部分而将多个电介质层和多个内部电极层相互层叠而形成，该外层部配置为从层叠方向夹着该内层部。

通常，内层部的电介质层是通过对钛酸钡等介电陶瓷进行烧结而形成的薄膜层，但是形成薄膜层的陶瓷烧结体具有杨氏模量小且脆的倾向，因此存在如下的危险性，即，由于受到来自外部的冲击、应力，从而在层叠体产生碎片或裂纹，层叠陶瓷电容器发生故障。此外，钛酸钡在施加电压时由于电致伸缩现象而产生应力，因此还具有容易产生裂纹的倾向。

层叠陶瓷电容器是在广泛的领域用于电子电路的重要的部件，层叠陶瓷电容器的故障是重大的。因此，要求用于抑制层叠体中的碎片、裂纹的产生而得到可靠性高的层叠陶瓷电容器的开发。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-269918号公报

实用新型内容

实用新型要解决的课题

本实用新型的课题在于，抑制层叠体中的碎片、裂纹的产生，从而提供一种可靠性高的层叠陶瓷电容器。

用于解决课题的技术方案

为了解决上述课题，本实用新型的发明人进行了研究，结果发现，通过在层叠陶瓷电容器的层叠体的给定区域中改变电介质的致密度，从而能够有效地抑制层叠体中的碎片、裂纹的产生，由此完成了本实用新型。

即，本实用新型是一种层叠陶瓷电容器，其具备：层叠体，具有将电介质层和内部电极层交替地层叠了多个的内层部、以及配置在所述内层部的层叠方向上的两侧的外层部；以及外部电极，分别设置在所述层叠体的与所述层叠方向交叉的长度方向上的一方的第1端面以及另一方的第2端面，所述层叠陶瓷电容器的特征在于，形成外层部的电介质的致密度P1和形成内层部的电介质层的电介质的致密度P2的关系为P1＜P2。

进而，本实用新型是一种层叠陶瓷电容器，其特征在于，层叠体的层叠方向T上的厚度为170～190μm，长度方向L上的长度为400～440μm。

进而，本实用新型是一种层叠陶瓷电容器，其特征在于，内层部的电介质层的层叠方向T上的厚度为0.5～22μm，特别优选为0.5～1.0μm。

进而，本实用新型是一种层叠陶瓷电容器，其特征在于，多个内部电极层交替地排列了如下的层：将从第1端面侧伸出的第1长电极层和从第2端面侧伸出的第2短电极层设置给定的间隔进行配置而使得彼此的前端部分分离而成的层；以及将从第1端面侧伸出的第1短电极层和从第2端面侧伸出的第2长电极层设置给定的间隔进行配置而使得彼此的前端部分离而成的层。

进而，本实用新型是一种层叠陶瓷电容器，其特征在于，形成外层部的电介质的致密度P1、被从第1端面侧伸出的第1长电极层上下夹着的区域中的电介质或者被从第2端面侧伸出的第2长电极层上下夹着的区域中的电介质的致密度P21、以及被从第1端面侧伸出的第1长电极层和从第2端面伸出的第2长电极层上下夹着的区域中的电介质的致密度P22的关系为P1＜P21＜P22。

实用新型效果

根据本实用新型，通过改变层叠体的给定区域中的电介质的致密度，从而能够抑制层叠体中的碎片、裂纹的产生，提供可靠性高的层叠陶瓷电容器。

附图说明

图1是层叠陶瓷电容器1的概略立体图。

图2是图1所示的层叠陶瓷电容器1的沿着II-II线的剖视图。

图3是图1所示的层叠陶瓷电容器1的沿着III-III线的剖视图。

附图标记说明

A：主面；

A1：第1主面；

A2：第2主面；

B：侧面；

Bi：第1侧面；

B2：第2侧面；

C：端面；

Ci：第1端面；

C2：第2端面；

1：层叠陶瓷电容器；

2：层叠体；

3：外部电极；

3A：第1外部电极；

3B：第2外部电极；

4：电介质层；

5：内部电极层；

5A：第1电极层；

5AL：第1长电极层；

5AS：第1短电极层；

5B：第2电极层

5BL：第2长电极层；

5BS：第2短电极层；

6：内层部；

7：外层部；

Ri：被第1长电极层5AL夹着的区域；

R2：被第2长电极层5BL夹着的区域；

R3：被第1长电极层5AL和第2长电极层5BL夹着的区域。

具体实施方式

以下，对本实用新型的实施方式涉及的层叠陶瓷电容器1进行说明。图1是层叠陶瓷电容器1的概略立体图。图2是图1所示的层叠陶瓷电容器1的沿着II-II线的、沿着长度方向L和层叠方向T通过宽度方向W中央部的剖视图。图3是图1所示的层叠陶瓷电容器1的沿着III-III线的剖视图。

(层叠陶瓷电容器1)

层叠陶瓷电容器1为大致长方体形状，具备层叠体2和设置在层叠体2的两端的一对外部电极3。层叠体2包含交替地层叠了多个电介质层4和多个内部电极层5的内层部6。

在以下的说明中，作为表示层叠陶瓷电容器1的朝向的用语，在层叠陶瓷电容器1中，将设置有一对外部电极3的方向设为长度方向L。将层叠有电介质层4和内部电极层5的方向设为层叠方向T。将与长度方向L以及层叠方向T均交叉的方向设为宽度方向W。另外，在实施方式中，宽度方向W与长度方向L以及层叠方向T均正交。

此外，在层叠体2的六个外表面之中，将在层叠方向T上相对的一对外表面设为第1主面A1和第2主面A2，将在宽度方向W上相对的一对外表面设为第1侧面B1和第2侧面B2，将在长度方向L上相对的一对外表面设为第1端面C1和第2端面C2。图2示出通过宽度方向W上的中央部并且在层叠方向T以及长度方向L上延伸的剖面。另外，实施方式的层叠陶瓷电容器1多数情况下以如下状态使用，即，第2主面A2侧为安装方向，且第1主面A1为上。

另外，在无需特别区分第1主面A1和第2主面A2而进行说明的情况下，统一作为主面A而进行说明，在无需特别区分第1侧面B1和第2侧面B2而进行说明的情况下，统一作为侧面B而进行说明，在无需特别区分第1端面C1和第2端面C2而进行说明的情况下，统一作为端面C而进行说明。

(层叠体2)

层叠体2具备内层部6和外层部7，外层部7配置在层叠方向T上，使得夹着该内层部，形成第1主面A1和第2主面A2(图3)。为了抑制碎片、裂纹的产生，关于层叠体2，优选地，层叠方向T以及宽度方向W为170μm以上且190μm以下，长度方向L为400μm以上且440μm以下。

(内层部6)

内层部6层叠有多个电介质层4和多个内部电极层5。内层部6将内部电极层5以及电介质层4分别包含5层以上且100层以下。

(外层部7)

外层部7配置为在层叠方向T上夹着内层部6，形成第1主面A1和第2主面A2。形成外层部7的电介质能够使用陶瓷材料。

(电介质层4)

为了抑制层叠体产生碎片、裂纹，电介质层4的层叠方向T上的厚度优选设为0.5μm以上且22μm以下，特别优选设为0.5μm以上且1.0μm以下。作为用于电介质层4的材质，例如，能够使用以钛酸钡(BaTi0₃)为主成分的陶瓷材料。此外，也可以使用在该主成分中添加了Mn化合物、Fe化合物、Cr化合物、Co化合物、Ni化合物等副成分的材料。

(内部电极层5)

多个内部电极层5包含层叠的第1内部电极层5A和第2内部电极层5B。第1内部电极层5A在第1端面C1露出，并与第1外部电极3A连接。此外，第2内部电极层5B在第2端面C2露出，并与第2外部电极3B连接。

如后所述，多个第1内部电极层5A可以在层叠方向T的方向上重复排列有比较长的第1长电极层5AL和比较短的第1短电极层5AS，多个第2内部电极5B可以在层叠方向T的方向上重复排列有比较短的第2短电极层5BS和比较长的第2长电极层5BL。

内部电极层5没有特别限定，但是在实施方式中，层叠方向T上的厚度为0.5μm以上且0.6μm以下，宽度方向W为80μm以上且150μm以下。此外，作为内部电极层的材质，能够使用Ni、Cu、Ag、Pd、Ti、Cr以及Au等金属、或者这些金属的合金等。

(外部电极3)

外部电极3具备设置在层叠体2的第1端面C1的第1外部电极3A和设置在层叠体2的第2端面C2的第2外部电极3B。另外，在无需特别区分第1外部电极3A和第2外部电极3B而进行说明的情况下，统一作为外部电极3而进行说明。

外部电极3覆盖端面C，进而还覆盖主面A侧以及侧面B侧的一部分。外部电极3例如通过涂敷包含导电性金属和玻璃的导电性膏并进行烧附而形成。外部电极3优选包含例如从包含Cu、Ni、Ag、Pd、Ag-Pd合金以及Au等的组选择的至少一种金属。此外，外部电极3也可以在其外侧具备镀敷层。

(电介质的致密性)

若以暗视野使用光学显微镜对沿着II-II线的剖面进行观察，则致密性越高的区域，出现的颜色越深，致密性越低的区域，出现的颜色越浅，因此能够通过颜色的深浅对致密性进行评价(图2)。

此外，作为致密性的评价方法，还能够使用市面销售的二维图像分析软件对由扫描型电子显微镜得到的剖面图像进行分析，并根据算出的气孔率等对致密度进行评价。

形成内层部6的电介质层4的电介质的致密性比形成外层部7的电介质高，形成外层部7的电介顾的致密度P1和形成内层部6的电介顾层4的电介质的致密度P2的关系式能够表示为P1＜P2。若基于该关系式来形成层叠体，则能够有效地抑制层叠体的碎片、裂纹的产生。

致密的电介质层能够通过如下方式来得到，即，在对陶瓷材料进行烧结而形成电介质层时，抑制粒子生长而形成致密的结晶体。例如，若使夹着电介质层的内部电极层中的Ni的含量增加，则在烧成时一部分的Ni向电介质层扩散，能够抑制电介质层中的粒子生长，能够得到致密的电介质层。

除此以外，通过对烧结温度、添加剂、形成电介质层、外层部中的电介质的陶瓷材料的组成进行调整，也能够抑制粒子生长。

多个第1内部电极层5A可以在层叠方向T的方向上重复排列有比较长的第1长电极层5AL和比较短的第1短电极层5AS，多个第2内部电极5B可以在层叠方向T的方向上重复排列有比较短的第2短电极层5BS和比较长的第2长电极层5BL。由此，多个内部电极层5能够形成交替地排列有如下的层的构造(图2)：将从第1端面C1侧伸出的第1长电极层5AL和从第2端面C2侧伸出的第2短电极层5BS设置给定的间隔进行配置而使得彼此的前端部分分离而成的层；以及将从第1端面C1侧伸出的第1短电极层5AS和从第2端面C2侧伸出的第2长电极层5BL设置给定的间隔进行配置而使得彼此的前端部分离而成的层。

通过交替地排列由从第1端面C1侧伸出的第1长电极层5AL和从第2端面C2侧伸出的第2短电极层5BS形成的内部电极层、以及由从第1端面侧伸出的第1短电极层5AS和从第2端面C2侧伸出的第2长电极层5BL形成的内部电极层，从而在层叠体2的内层部6中，能够使电介质的致密度按每个区域变化，能够有效地抑制层叠体的碎片、裂纹的产生。

在长度方向L上，从第1端面C1侧伸出的第1长电极层5AL和从第2端面C2侧伸出的第2长电极层5BL的长度未必一定要相同，此外，从第2端面C2侧伸出的第2短电极层5BS和从第1端面侧伸出的第1短电极层5AS的长度未必一定要相同，但是如果将从第1端面C1侧伸出的第1长电极层5AL和从第2端面C2侧伸出的第2长电极层5BL设为相同或者近似的长度，并将从第2端面C2侧伸出的第2短电极层5BS和从第1端面C1侧伸出的第1短电极层5AS设为相同或者近似的长度，则能够按每个区域明确地划分层叠体内部的电介质的致密度，因此能够更有效地抑制层叠体的碎片、裂纹的产生。

若对形成外层部7的电介质的致密性、被从第1端面C1侧伸出的第1长电极层5AL上下夹着的区域R1中的电介质或者被从第2端面侧伸出的第2长电极层5BL上下夹着的区域R2中的电介质的致密度性、以及被从第1端面侧伸出的第1长电极层5AL和从第2端面伸出的第2长电极层5BL上下夹着的区域R3中的电介质的致密性进行比较，则形成外层部7的电介质的致密性最低，相对于此，区域R1中的电介质或者区域R2中的电介质的致密性高，区域R3中的电介质的致密性最高。

形成外层部7的电介质的致密度P1、被从第1端面C1侧伸出的第1长电极层5AL上下夹着的区域R1中的电介质或者被从第2端面侧伸出的第2长电极层5BL上下夹着的区域R2中的电介质的致密度P21、以及被从第1端面侧伸出的第1长电极层5AL和从第2端面伸出的第2长电极层5BL上下夹着的区域R3中的电介质的致密度P22的关系式能够表示为P1＜P21＜P22。

若将层叠体形成为满足该关系式，则能够显著地抑制层叠体的碎片、裂纹的产生，能够防止层叠陶瓷电容器的故障。

以上，对本实用新型的优选的实施方式进行了说明，但是本实用新型并不限定于此，能够进行各种变更。

Claims (6)

1.一种层叠陶瓷电容器，具备：

层叠体，具有将电介质层和内部电极层交替地层叠了多个的内层部、以及配置在所述内层部的层叠方向上的两侧的外层部；以及

外部电极，分别设置在所述层叠体的与所述层叠方向交叉的长度方向上的一方的第1端面以及另一方的第2端面，

所述层叠陶瓷电容器的特征在于，

形成外层部的电介质的致密度P1和形成内层部的电介质层的电介质的致密度P2的关系为P1＜P2。

2.根据权利要求1所述的层叠陶瓷电容器，其特征在于，

层叠体的层叠方向T上的厚度为170～190μm，长度方向L上的长度为400～440μm。

3.根据权利要求1所述的层叠陶瓷电容器，其特征在于，

内层部的电介质层的层叠方向T上的厚度为0.5～22μm。

4.根据权利要求1所述的层叠陶瓷电容器，其特征在于，

内层部的电介质层的层叠方向T上的厚度为0.5～1.0μm。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的层叠陶瓷电容器，其特征在于，

多个内部电极层交替地排列了如下的层：

将从第1端面侧伸出的第1长电极层和从第2端面侧伸出的第2短电极层设置给定的间隔进行配置而使得彼此的前端部分分离而成的层；以及

将从第1端面侧伸出的第1短电极层和从第2端面侧伸出的第2长电极层设置给定的间隔进行配置而使得彼此的前端部分离而成的层。

6.根据权利要求5所述的层叠陶瓷电容器，其特征在于，

形成外层部的电介质的致密度P1、被从第1端面侧伸出的第1长电极层上下夹着的区域中的电介质或者被从第2端面侧伸出的第2长电极层上下夹着的区域中的电介质的致密度P21、以及被从第1端面侧伸出的第1长电极层和从第2端面伸出的第2长电极层上下夹着的区域中的电介质的致密度P22的关系为P1＜P21＜P22。

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