CN217035411U - 一种多层陶瓷电容器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多层陶瓷电容器，包括：陶瓷体、第一端电极和第二端电极；陶瓷体具有由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，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的部分表面，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的部分表面；内电极包括第一内电极、第二内电极和第三内电极，第一内电极与第一端电极连接，第二内电极与第二端电极连接，第三内电极分别与第一内电极和第二内电极被至少一个介电层隔开。提高了多层陶瓷电容器的耐电压性能。

Description

一种多层陶瓷电容器

技术领域

本实用新型涉及电子元件技术领域，尤其涉及一种多层陶瓷电容器。

背景技术

为了增加多层陶瓷电容器的耐电压性能，串联设计是高压多层陶瓷电容器普遍使用的设计方法之一，现有的技术通常设计电容器中的第一内电极和第二内电极的长和宽分别对应相等，且两者处于同一层面直接相对，由于第一内电极和第二内电极均匀分布的构造，造成相对的端面电场强度高度集中，易发生击穿烧毁。

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，考虑到现有技术中电容器中第一内电极与第二内电极直接相对设置造成角部位置距离较小的问题，改进了第一内电极与第二内电极相对距离，达到增大角部位置距离的目的，因而能承受更高的电压，提高了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、第一端电极和第二端电极；

所述陶瓷体由多个介电层和多个内电极交替层叠构成，所述陶瓷体具有由多个层叠的所述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的部分表面，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的部分表面；

所述内电极包括第一内电极、第二内电极和第三内电极，所述第一内电极与所述第一端电极连接，所述第二内电极与所述第二端电极连接，所述第三内电极分别与所述第一内电极和所述第二内电极被至少一个所述介电层隔开，所述第一内电极与所述第一端面及所述第二端面中的至少一部分平齐形成第一引出边，所述第二内电极与所述第一端面及所述第二端面中的至少一部分平齐形成第二引出边，所述第一引出边的长度大于所述第二引出边的长度。

在某一个实施例中，所述第一内电极与所述第一侧面及所述第二侧面之间形成有间隙。

在某一个实施例中，所述第二内电极与所述第一侧面及所述第二侧面之间形成有间隙。

在某一个实施例中，所述第一内电极与所述第一侧面及所述第二侧面之间形成的间隙距离小于所述第二内电极与所述第一侧面及所述第二侧面之间形成的间隙距离。

在某一个实施例中，所述第一内电极在所述第三内电极上的正投影与所述第三内电极部分重叠。

在某一个实施例中，所述第二内电极在所述第三内电极上的正投影与所述第三内电极部分重叠。

在某一个实施例中，所述第一内电极在所述第三内电极上的正投影产生的对置面积等于所述第二内电极在所述第三内电极上的正投影产生的对置面积。

在某一个实施例中，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，所述第一电容和所述第二电容串联。

在某一个实施例中，所述第一内电极和所述第二内电极层叠在同一个介电层。

在某一个实施例中，所述第三内电极分别与所述第一端面及所述第二端面之间形成有间隙。

相对于现有技术，本实用新型的有益效果在于：

第一内电极与第一端面及第二端面中的至少一部分平齐形成第一引出边，第二内电极与第一端面及第二端面中的至少一部分平齐形成第二引出边，第一引出边的长度大于第二引出边的长度。增大了第一内电极和第二内电极中的第一引出边和第二引出边的角部距离，降低了电场集中的程度，防止击穿烧毁。

进一步的，第一内电极在第三内电极上的正投影产生的对置面积等于第二内电极在第三内电极上的正投影产生的对置面积，进而使得第一电容等于第二电容，起到了平均分配电压的作用。

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截面示意图；

图4是本实用新型某一实施例提供的多层陶瓷电容器的结构示意图；

图5是常规的串联设计多层陶瓷电容器的截面示意图；

图6是常规的串联设计多层陶瓷电容器的等效电路；

图7是常规的串联设计多层陶瓷电容器的另一截面示意图；

图8是常规的串联设计多层陶瓷电容器的又一截面示意图。

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、c、d、第一内电极的末端角部位置；b、e、f、第二内电极的末端角部位置；x1、第一内电极的长度；y1、第一内电极的宽度；x2、第二内电极的长度；y2、第二内电极的宽度。

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1-4，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和第二端电极24B。

陶瓷体20由多个介电层23和多个内电极交替层叠构成，陶瓷体20具有由多个层叠的介电层23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的部分表面，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的部分表面。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与第一端电极24A连接，第二内电极22B与第二端电极24B连接，第三内电极22C分别与第一内电极22A和第二内电极22B被至少一个介电层23隔开，第一内电极22A与第一端面S3及第二端面S4中的至少一部分平齐形成第一引出边，第二内电极22B与第一端面S3及第二端面S4中的至少一部分平齐形成第二引出边，第一引出边的长度大于第二引出边的长度。

请参阅图4，陶瓷体20由多个介电层23和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相互对置并垂直于介电层23和内电极的层叠方向，也就是垂直于多层陶瓷电容器200的厚度方向。第一端面S3和第二端面S4相互对置并垂直于多层陶瓷电容器200的长度方向,第一侧面S5和第二侧面S6相互对置并垂直于多层陶瓷电容器200的宽度方向。第一端电极24A完全覆盖第一端面S3并且顺沿着延伸覆盖上表面S1、下表面S2、第一侧面S5和第二侧面S6各自的一部分。第二端电极24B完全覆盖第二端面S4并且顺沿着延伸覆盖上表面S1、下表面S2、第一侧面S5和第二侧面S6各自的一部分。第一端电极24A和第二端电极24B相互间隔并且相互绝缘。

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1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。

第一内电极22A与第一端面S3及第二端面S4中的至少一部分平齐形成第一引出边，第二内电极22B与第一端面S3及第二端面S4中的至少一部分平齐形成第二引出边，第一引出边的长度大于第二引出边的长度。第一内电极22A与第一侧面S5及第二侧面S6之间形成的间隙距离小于第二内电极22B与第一侧面S5及第二侧面S6之间形成的间隙距离。具体的，第一内电极22A的长度为x1，第一内电极22A的宽度为y1，第二内电极22B的长度为x2，第二内电极22B的宽度为y2，则x1＜x2，y1＞y2。

请参阅图5-8，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的长度方向上对称地并排设置，第一内电极12A和第二内电极12B的长和宽分别对应相等，因此点a和点b之间的距离较小。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，第一内电极22A和第二内电极22B在多层陶瓷电容器200的长度方向上是非对称地并排设置，并且x1＜x2，y1＞y2，所以第一内电极22A的端部和第二内电极22B的端部之间的距离较大，尤其是点c和点e之间的距离以及点d和点f之间的距离较大，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。

在一实施例中，第一内电极22A与第一侧面S5及第二侧面S6之间形成有间隙。第二内电极22B与第一侧面S5及第二侧面S6之间形成有间隙。第一内电极22A与第一侧面S5及第二侧面S6之间形成的间隙距离小于第二内电极22B与第一侧面S5及第二侧面S6之间形成的间隙距离。

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上并且在多层陶瓷电容器200的长度方向上并排设置。第一内电极22A的一端延伸到第一端面S3并且与第一端电极24A连接，第一内电极22A的另一端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22B的一端延伸到第二端面S4并且与第二端电极24B连接，第二内电极22B的另一端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。将第一内电极22A朝向第二端电极24B的一端称为第一内电极22A的末端，将第二内电极22B朝向第一端电极24A的一端称为第二内电极22B的末端，令第一内电极22A的末端和第二内电极22B的末端间隔一定距离从而保证第一内电极22A和第二内电极22B相互绝缘。

第一内电极22A的长度为x1，第一内电极22A的宽度为y1，第二内电极22B的长度为x2，第二内电极22B的宽度为y2，则x1＜x2，y1＞y2。第一内电极22A的末端角部位置为点c和点d，第二内电极22B的末端角部位置为点e和点f。由于第一内电极22A与第一侧面S5及第二侧面S6之间形成的间隙距离小于第二内电极22B与第一侧面S5及第二侧面S6之间形成的间隙距离，角部位置的点c和点e的距离增大，角部位置的点d和点f的距离增大。用m表示陶瓷体20的长，用n表示陶瓷体20的宽，则优选的，1/5m＜x1＜1/3m，1/4m＜x2＜1/2m，1/2n＜y1＜9/10n，1/3n＜y2＜3/4n，这样可以使第一内电极22A的端部和第二内电极22B的端部之间的的距离较大，并且容易获得较大的电容量。

请参阅图6，在一实施例中，第一内电极22A在第三内电极22C上的正投影与第三内电极22C部分重叠。第二内电极22B在第三内电极22C上的正投影与第三内电极22C部分重叠。第一内电极22A在第三内电极22C上的正投影产生的对置面积等于第二内电极22B在第三内电极22C上的正投影产生的对置面积。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和第二电容C2串联。

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22A与第三内电极22C之间可形成第一电容C1，第二内电极22B与第三内电极22C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。

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C1和C2的串联组合进行并联，形成如图6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。

示例性的，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。通过将x1、x2、y1、y2设置成合适的数值，可以使第一内电极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，从而使电压被平均分配。

在一实施例中，第一内电极22A和第二内电极22B层叠在同一个介电层23。

在一实施例中，第一内电极22A和第二内电极22B也可以层叠在不同的介电层23上，即第一内电极22A和第二内电极22B被一个介电层23隔开。在这种情况下，可以调整x1、x2、y1、y2的数值，以便补偿介电层的厚度差异所带来的电容量差异，保持C1＝C2。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。

在一实施例中，第三内电极22C分别与第一端面S3及第二端面S4之间形成有间隙。

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。

本实用新型通过第一内电极22A与第一端面S3及第二端面S4中的至少一部分平齐形成第一引出边，第二内电极22B与第一端面S3及第二端面S4中的至少一部分平齐形成第二引出边，第一引出边的长度大于第二引出边的长度。增大了第一内电极22A和第二内电极22B中的第一引出边和第二引出边的角部距离，同时，设置第一内电极22A的长度小于第二内电极22B的长度，第一内电极22A的宽度大于第二内电极22B的宽度，进而角部位置的距离加大，降低了电场集中的程度，防止击穿烧毁。

进一步的，第一内电极22A在第三内电极22C上的正投影产生的对置面积等于第二内电极22B在第三内电极22C上的正投影产生的对置面积，进而使得第一电容C1等于第二电容C2，起到了分配电压的作用。

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、第一端电极和第二端电极；

所述陶瓷体由多个介电层和多个内电极交替层叠构成，所述陶瓷体具有由多个层叠的所述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的部分表面，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的部分表面；

所述内电极包括第一内电极、第二内电极和第三内电极，所述第一内电极与所述第一端电极连接，所述第二内电极与所述第二端电极连接，所述第三内电极分别与所述第一内电极和所述第二内电极被至少一个所述介电层隔开，所述第一内电极与所述第一端面及所述第二端面中的至少一部分平齐形成第一引出边，所述第二内电极与所述第一端面及所述第二端面中的至少一部分平齐形成第二引出边，所述第一引出边的长度大于所述第二引出边的长度。

2.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器，其特征在于，所述第一内电极与所述第一侧面及所述第二侧面之间形成有间隙。

3.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器，其特征在于，所述第二内电极与所述第一侧面及所述第二侧面之间形成有间隙。

4.根据权利要求2或3任一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一侧面及所述第二侧面之间形成的间隙距离小于所述第二内电极与所述第一侧面及所述第二侧面之间形成的间隙距离。

5.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器，其特征在于，所述第一内电极在所述第三内电极上的正投影与所述第三内电极部分重叠。

6.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器，其特征在于，所述第二内电极在所述第三内电极上的正投影与所述第三内电极部分重叠。

7.根据权利要求5或6任一所述的多层陶瓷电容器，其特征在于，所述第一内电极在所述第三内电极上的正投影产生的对置面积等于所述第二内电极在所述第三内电极上的正投影产生的对置面积。

8.根据权利要求7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，所述第一电容和所述第二电容串联。

9.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器，其特征在于，所述第一内电极和所述第二内电极层叠在同一个介电层。

10.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器，其特征在于，所述第三内电极分别与所述第一端面及所述第二端面之间形成有间隙。

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