CN217061779U - 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，包括陶瓷体和两个外电极；陶瓷体包括相互对置的上表面和下表面、第一侧面和第二侧面、第一端面和第二端面；陶瓷体内部以往复错位的方式层叠第一内电极和第二内电极，层叠方向垂直于陶瓷体上表面和下表面；第一内电极被引出至第一端面，第二内电极被引出至第二端面。本实用新型的多层陶瓷电容器通过增强外电极的致密性及外电极与陶瓷体的结合力，在电镀过程中防止电镀液渗入外电极，从而提高多层陶瓷电容器的可靠性及长期稳定性；第一外电极、第二外电极和第三外电极相互间接触面积大，外电极导电性好，不会发生因接触不良导致电容量异常的问题；外电极形成位置的精度要求较低，可以容易地制备外电极。

Description

一种多层陶瓷电容器

技术领域

本实用新型涉及电容器技术领域，尤其涉及一种多层陶瓷电容器。

背景技术

多层陶瓷电容器一般由包含内电极的陶瓷体和外电极构成。外电极的制备目前普遍采用浸涂法将含有玻璃粉的金属浆料涂覆在陶瓷体上，再通过烧结工艺形成外电极的基底层。利用烧结过程中玻璃成分对陶瓷体的烧渗，使外电极的基底层获得对陶瓷体的良好结合力。但采用这种工艺得到的外电极的基底层难免会存在微孔，致密性较差。此后，为了使电容器具备可焊性和耐焊性，需要用电镀工艺在外电极的基底层表面上依次形成镍层和锡层。在电镀过程中，电镀液会经由外电极的基底层中的微孔发生渗透。若电镀液到达暴露在陶瓷体表面的内电极处，则会通过内电极与陶瓷介质之间的微小缝隙进一步渗入到陶瓷体中，从而导致电容器的电性能恶化。

为了改善多层陶瓷电容器的外电极的致密性，业内有采用真空镀膜方法在陶瓷体上形成外电极的基底层、随后用电镀工艺在外电极的基底层表面上依次形成镍层和锡层的做法。虽然能够制得致密的外电极，但单一的真空镀膜方法无法保证外电极的基底层与陶瓷体的结合力，后期使用中易发生膜基脱离。其他增强外电极致密性的方法包括对烧结后的外电极的基底层进行适度的氧化处理，但外电极的致密性仍然不理想，反而容易产生过度氧化的外电极的基底层与镍层导电不良的问题。

专利申请CN202010677647.3公开了一种层叠陶瓷电容器，设置绝缘层来覆盖陶瓷层叠体4的端面从而提高耐湿性，并且依靠基底外部电极层9与导体层5的延伸到陶瓷层叠体4的第一主面4A的部分5a产生电连接，然而，基底外部电极层9和导体层5的部分5a均仅占第一主面4A的小部分面积，陶瓷层叠体4本身体积很小，尤其在电容器向小型化发展时，基底外部电极层9与导体层5的部分5a的接触面积极小，容易产生接触不良导致电容量异常的问题，而且要在精确的位置形成基底外部电极层9非常困难。

实用新型内容

本实用新型首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种多层陶瓷电容器。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：一种多层陶瓷电容器，包括陶瓷体和两个外电极。

所述陶瓷体包括相互对置的上表面和下表面、相互对置的第一侧面和第二侧面、相互对置的第一端面和第二端面。

优选地，所述陶瓷体为长方体。

所述陶瓷体内部以往复错位的方式层叠第一内电极和第二内电极，得到层叠基板，层叠方向垂直于陶瓷体的上表面和下表面；所述第一内电极和第二内电极被陶瓷薄膜间隔开，从而相互绝缘；所述第一内电极被引出至第一端面，第二内电极被引出至第二端面。

优选地，在所述层叠基板和陶瓷体上表面、下表面之间分别层叠陶瓷薄膜，防潮防污染。

优选地，所述陶瓷薄膜的厚度为1μm～60μm。

形成所述第一内电极和第二内电极的内电极浆料为铜浆料、镍浆料或铜镍合金浆料。

所述外电极为多层结构，从内层到外层依次为第一外电极、第二外电极和第三外电极。

所述第一外电极至少完全覆盖陶瓷体的第一端面和第二端面上与内电极接触的区域，致使第一内电极和第二内电极分别与一个第一外电极相连接；所述第二外电极至少完全覆盖在第一外电极上，并覆盖陶瓷体的一部分表面；所述第三外电极至少完全覆盖在第二外电极上。

当所述外电极覆盖陶瓷体部分上表面、下表面、第一侧面、第二侧面时，所述外电极在陶瓷体的上表面、下表面、第一侧面、第二侧面的延伸长度不超过陶瓷体的长度的25％。

优选地，所述第一外电极和第二外电极的材料为铜、镍或者铜镍合金；更优选地，所述第二外电极的铜、镍或者铜镍合金材料中添加质量比为4％～15％的玻璃粉。

优选地，所述第三外电极为单层或双层；为单层结构时，材料为锡；为双层结构时，里层材料为镍，外层材料为锡。

优选地，所述第一外电极的厚度为2μm～10μm。

优选地，所述第二外电极的厚度为20μm～60μm。

优选地，所述第三外电极的厚度为5μm～15μm。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型的多层陶瓷电容器通过增强外电极的致密性及外电极与陶瓷体的结合力，能够在电镀过程中防止电镀液渗入外电极，从而提高多层陶瓷电容器的可靠性及长期稳定性；并且第一外电极、第二外电极和第三外电极相互间接触面积大，故外电极导电性好，不会发生因接触不良导致电容量异常的问题；并且外电极形成位置的精度要求较低，可以容易地制备外电极。

附图说明

图1为实施例一的多层陶瓷电容器的立体示意图；其中，1、陶瓷体，2、外电极，P1、上表面，P2、下表面，P3、第一侧面，P4、第二侧面，P5、第一端面，P6、第二端面；

图2为实施例一的多层陶瓷电容器的剖面示意图；其中，1、陶瓷体，2、外电极，11、第一内电极，12、第二内电极，13、陶瓷薄膜，21、第一外电极，22、第二外电极，23、第三外电极；

图3为实施例一的多层陶瓷电容器的制备流程图；

图4为实施例二的多层陶瓷电容器的剖面示意图；其中，1、陶瓷体，11、第一内电极，12、第二内电极，13、陶瓷薄膜，21、第一外电极，22、第二外电极，23、第三外电极；

图5为实施例三的多层陶瓷电容器的剖面示意图；其中，1、陶瓷体，11、第一内电极，12、第二内电极，13、陶瓷薄膜，21、第一外电极，22、第二外电极，23、第三外电极；

图6为实施例三的多层陶瓷电容器的陶瓷体的侧视图；其中，11、第一内电极，P5、第一端面。

图7为实施例四的多层陶瓷电容器的剖面示意图；其中，1、陶瓷体，11、第一内电极，12、第二内电极，13、陶瓷薄膜，21、第一外电极，22、第二外电极，23、第三外电极；

图8为实施例一的多层陶瓷电容器的实物剖面显微镜观察图。

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。

实施例一

如图1和图2所示，一种多层陶瓷电容器，包括陶瓷体1和两个外电极2。

陶瓷体1为长方体。陶瓷体1包括相互对置的上表面P1和下表面P2、相互对置的第一端面P5和第二端面P6、相互对置的第一侧面P3和第二侧面P4。陶瓷体1内部交替层叠有多个第一内电极11和多个第二内电极12，层叠方向垂直于陶瓷体1的上表面P1和下表面P2。第一内电极11和第二内电极12被厚度为10μm的陶瓷薄膜13间隔开，从而第一内电极11和第二内电极12绝缘。第一内电极11被引出至第一端面P5，第二内电极12被引出至第二端面P6。

图2只是示意性地示出各4层的第一内电极11和第二内电极12，实际上第一内电极11和第二内电极12的数量可以更多或更少。

内电极11和12的材料为铜。

外电极2为多层金属结构，从内到外依次为第一外电极21、第二外电极22和第三外电极23。

两个第一外电极21分别完全覆盖陶瓷体1的第一端面P5和第二端面P6，但并未覆盖陶瓷体1的上表面P1、下表面P2、第一侧面P3和第二侧面P4。其中一个第一外电极21与第一内电极11相连接，另一个第一外电极21与第二内电极12相连接。第一外电极21可以防止电镀液渗入第一内电极11和第二内电极12处，从而确保多层陶瓷电容器良好的电性能。

两个第二外电极22完全覆盖第一外电极21，并且通过在第一端面P5和第二端面P6的边缘处弯折延伸从而部分覆盖陶瓷体1的上表面P1、下表面P2、第一侧面P3和第二侧面P4，可以为外电极2提供良好的结合力。

两个第三外电极23覆盖在第二外电极22上，并接触到陶瓷体1。

第一外电极21的材料为镍。第一外电极21的厚度为8μm，可以确保第一外电极21能够阻挡电镀液的渗入，并且有利于多层陶瓷电容器的小型化。

第二外电极22的材料为铜镍合金，其中添加了玻璃粉。第二外电极22的厚度为30μm。烧结后得到的第二外电极22与陶瓷体1的结合力良好，从而在多层陶瓷电容器的后续加工以及使用过程中，不会发生外电极2与陶瓷体1脱离的不良现象。

第三外电极23为单层结构，材料为锡，锡层起助焊作用，便于将多层陶瓷电容器焊接到线路板。第三外电极23的厚度为10μm，可以使多层陶瓷电容器具备良好的焊接性能。

两个外电极2之间存有间隙从而相互绝缘。

如图3所示，多层陶瓷电容器的制备方法，包括以下步骤：

1、采用球磨法将陶瓷粉、粘合剂与有机溶剂充分混合，得到陶瓷浆料，以陶瓷浆料为原料采用薄膜流延方法制备陶瓷薄膜。粘合剂为聚乙烯醇缩丁醛，有机溶剂为甲苯。陶瓷粉、粘合剂与有机溶剂的质量比为10：4：8。

2、采用丝网印刷的方法将铜浆料印刷于陶瓷薄膜上，在陶瓷薄膜的一侧表面形成内电极图案。

3、按预定的数量(第一内电极11和第二内电极12各30层)将形成有内电极图案的陶瓷薄膜以往复错位的方式层叠，然后压紧，得到层叠基板。

4、切割层叠基板，得到多个大致长方体的层叠体。在氮气中，将层叠体加热至500℃并保温6h以排胶，然后在包含氢气的弱还原性环境气氛下，将排胶后的层叠体加热至1000℃并保温2h进行烧结，得到陶瓷体1。

5、采用真空镀膜工艺、以镍为材料在陶瓷体1的第一端面P5和第二端面P6形成厚度为8μm的第一外电极21。两个第一外电极21分别完全覆盖陶瓷体1的第一端面P5和第二端面P6，但并未覆盖陶瓷体1的上表面P1、下表面P2、第一侧面P3和第二侧面P4。其中一个第一外电极21与第一内电极11相连接，另一个第一外电极21与第二内电极12相连接。

6、采用浸涂的方法将金属浆料(铜镍合金，含有质量比为10％的玻璃粉)涂覆在第二外电极21的表面上，并且使金属浆料部分覆盖陶瓷体1的上表面P1、下表面P2、第一侧面P3和第二侧面P4，然后在氮气的环境气氛下，将涂覆有金属浆料的陶瓷体1加热至800℃并保温10min以烧结金属浆料，得到厚度为30μm的第二外电极22。

7、采用滚筒电镀的方法在第二外电极22上电镀形成第三外电极23。第三外电极23为单层结构，材料为锡。第三外电极23的厚度为10μm，可以使多层陶瓷电容器具备良好的焊接性能。

本例的多层陶瓷电容器第一外电极21的厚度为8μm，可以确保第一外电极21能够阻挡电镀液的渗入，从而确保多层陶瓷电容器良好的电性能，并且有利于多层陶瓷电容器的小型化。

实施例二

如图4所示，与实施例一不同之处在于，两个第一外电极21分别完全覆盖陶瓷体1的第一端面P5和第二端面P6，并且通过在第一端面P5和第二端面P6的边缘处弯折延伸从而部分覆盖陶瓷体1的上表面P1、下表面P2、第一侧面P3和第二侧面P4。第二外电极22在陶瓷体1的上表面P1、下表面P2、第一侧面P3和第二侧面P4上的延伸长度大于第一外电极21在陶瓷体1的上表面P1、下表面P2、第一侧面P3和第二侧面P4上的延伸长度，这样第二外电极22的一部分直接覆盖陶瓷体1的一部分表面，为外电极2提供良好的结合力。

实施例三

如图5和图6所示，与实施例一不同之处在于，两个第一外电极21分别覆盖虚线框所示的区域A，区域A的面积小于第一端面P5和第二端面P6的面积，并且区域A完全覆盖暴露在第一端面P5和第二端面P6上的第一内电极11和第二内电极12。第二外电极22完全覆盖陶瓷体1的第一端面P5和第二端面P6，并且通过在第一端面P5和第二端面P6的边缘处弯折延伸从而部分覆盖陶瓷体1的上表面P1、下表面P2、第一侧面P3和第二侧面P4。在本实施例中，第一外电极21与陶瓷体1的接触面积比实施例一减小，从而第二外电极22与陶瓷体1的接触面积比实施例一更大，可以进一步提高第二外电极22与陶瓷体1的结合力，并且电镀液被致密的第一外电极21阻挡，不能到达第一内电极11和第二内电极12处，从而确保多层陶瓷电容器良好的电性能。

实施例四

如图7所示，与实施例三不同之处在于，第二外电极22只覆盖陶瓷体1的第一端面P5和第二端面P6，因此第二外电极22形成位置的精度要求较低，采用浸渍法可以容易地制备第二外电极22；并且，第二外电极22直接覆盖第一端面P5和第二端面P6未被第一外电极覆盖的区域，可以保持第二外电极22与陶瓷体1良好的结合力；因为外电极没有延伸到上表面P1、下表面P2、第一侧面P3和第二侧面P4，从而将多层陶瓷电容器焊装到线路板上后，多层陶瓷电容器的两侧不会附着焊料，所以外电极与焊料的接触面积较小，可以减少由多层陶瓷电容器的反压电效应造成的振动传递到线路板上，降低噪音。

实施例五

与实施例一不同之处在于，第三外电极23为双层结构，里层的材料为镍，外层的材料为锡。镍层可以保护第二外电极22，防止焊接时发生浸析现象。在步骤7中，先在第一外电极21和第二外电极22上电镀形成镍层，再电镀形成锡层。镍层的厚度是3μm，锡层的厚度为6μm。

将实施例一的多层陶瓷电容器进行电性能和外电极结合力的测定。多层陶瓷电容器的尺寸规格为0201(长0.6mm，宽0.3mm)，标称电容量为100nF。电性能包括电容量和绝缘电阻两个检测项目，结果见表1。外电极结合力的检测项目为拉力试验，结果见表2。另外，将实施例一的多层陶瓷电容器切片，用显微镜观察外电极，结果见图8。

表1多层陶瓷电容器的电性能结果

表2多层陶瓷电容器的拉力试验结果

由表1、表2和图8可见，实施例一的多层陶瓷电容器的电性能和拉力试验均合格；其中，绝缘电阻体现了外电极致密性好；因为外电极导电性好，所以电容量分布集中没有因导电不良造成的异常；因为第二外电极22部分覆盖陶瓷体1的上表面P1、下表面P2、第一侧面P3和第二侧面P4，为外电极提供良好的结合力，所以拉力试验合格。实施例一的多层陶瓷电容器可见到一层连续致密的第一外电极21(图8中箭头所指处)，覆盖在第一外电极21一侧表面的为第二外电极22(图8中紧邻第一外电极21的上方区域)，虽然在电镀镍层时有电镀液渗入了第二外电极22中，但电镀液并不能渗入第一外电极21中，从而电镀液不能渗入陶瓷体，所以实施例一的样品没有因电镀液渗入造成的绝缘电阻不良。

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 (9)

1.一种多层陶瓷电容器，其特征在于，包括陶瓷体和两个外电极；所述陶瓷体包括相互对置的上表面和下表面、相互对置的第一侧面和第二侧面、相互对置的第一端面和第二端面；所述陶瓷体内部以往复错位的方式层叠第一内电极和第二内电极，得到层叠基板，层叠方向垂直于陶瓷体的上表面和下表面；所述第一内电极和第二内电极被陶瓷薄膜间隔开，从而相互绝缘；所述第一内电极被引出至第一端面，第二内电极被引出至第二端面；所述外电极为多层结构，从内层到外层依次为第一外电极、第二外电极和第三外电极。

2.根据权利要求1所述多层陶瓷电容器，其特征在于，在所述层叠基板和陶瓷体上表面、下表面之间分别层叠陶瓷薄膜。

3.根据权利要求1或2所述多层陶瓷电容器，其特征在于，所述陶瓷薄膜的厚度为1μm～60μm。

4.根据权利要求1所述多层陶瓷电容器，其特征在于，形成所述第一内电极和第二内电极的内电极浆料为铜浆料、镍浆料或铜镍合金浆料。

5.根据权利要求1所述多层陶瓷电容器，其特征在于，所述第一外电极至少完全覆盖陶瓷体的第一端面和第二端面上与内电极接触的区域，致使第一内电极和第二内电极分别与一个第一外电极相连接；所述第二外电极至少完全覆盖在第一外电极上，并覆盖陶瓷体的一部分表面；所述第三外电极至少完全覆盖在第二外电极上。

6.根据权利要求5所述多层陶瓷电容器，其特征在于，当所述外电极覆盖陶瓷体部分上表面、下表面、第一侧面、第二侧面时，所述外电极在陶瓷体的上表面、下表面、第一侧面、第二侧面的延伸长度不超过陶瓷体的长度的25％。

7.根据权利要求1所述多层陶瓷电容器，其特征在于，所述第一外电极和第二外电极的材料为铜、镍或者铜镍合金；所述第三外电极为单层或双层；为单层结构时，材料为锡；为双层结构时，里层材料为镍，外层材料为锡。

8.根据权利要求1所述多层陶瓷电容器，其特征在于，所述第一外电极的厚度为2μm～10μm；所述第二外电极的厚度为20μm～60μm；所述第三外电极的厚度为5μm～15μm。

9.根据权利要求1所述多层陶瓷电容器，其特征在于，所述陶瓷体为长方体。

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