TWI395242B - 對同一印刷電路板焊盤圖形之具有多層陶瓷電容在其上之印刷電路板固定結構及其方法，多層陶瓷電容水平粘貼及排列方法之封裝單元 - Google Patents

對同一印刷電路板焊盤圖形之具有多層陶瓷電容在其上之印刷電路板固定結構及其方法，多層陶瓷電容水平粘貼及排列方法之封裝單元 Download PDF

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Description

對同一印刷電路板焊盤圖形之具有多層陶瓷電容在其上之印刷電路板固定結構及其方法，多層陶瓷電容水平粘貼及排列方法之封裝單元
本發明是有關於一種印刷電路板上多層陶瓷電容之固定結構及固定方法，以及印刷電路板之焊盤圖形。本發明亦提出一種水平粘貼多層陶瓷電容的封裝單元及其排列方法。本發明可藉由在印刷電路板上形成焊盤圖形以大幅降低多層陶瓷電容所產生的震動噪音。其中多層陶瓷電容電性連接焊盤和多層陶瓷電容上的外部端點電極以使多層陶瓷電容之內部電極層和印刷電路板沿水平方向排列。堆疊多層具有內部電極的介電質薄片(Dielectric Sheet)在印刷電路板上，並且以並聯方式形成外部端點電極在內部電極的兩端，其中導電物質電性連接外部端點電極和焊盤，此導電物質高度Ts 小於1/3之多層陶瓷電容厚度TMLCC 。
一般來說，多層陶瓷電容通常是一個表面接合裝置型(SMD Type，Surface Mount Device Type)的電容，並且對於多種電路的充電及放電扮演重要角色，例如行動電話、筆記型電腦、桌上型電腦，或是個人數位助理(Personal Digital Assistant，PDA)…等。
在大部份情況下，多層陶瓷電容具有依序堆疊內部電極層的結構。
這種多層陶瓷電容被廣泛的應用在多種電子產品上，其優點在於易於安裝，具有高容量，以及可以微型化。
具有相對高介電常數的鐵電材料(Ferroelectric Material)，像是鈦酸鋇(Barium Titanate)，通常被用做多層陶瓷電容中的介電材料。然而，由於這種鐵電材料具有壓電特性及電伸縮特性(Electrostrictive Property)，當施加外加電場在鐵電材料上時，會產生機械應力和形變在鐵電材料上。在這種情形下，當施加週期性電場在多層陶瓷電容上時，多層陶瓷電容會因為本身鐵電材料的壓電特性而產生形變，造成多層陶瓷電容的振動。這種振動藉由印刷電路板上的多層陶瓷電容傳遞至印刷電路板。
也就是當施加交流電壓到多層陶瓷電容上時，在多層陶瓷電容的裝置本身產生對應於X、Y、Z軸方向的應力Fx、Fy、Fz，以及對應上述應力產生的振動。這些振動由多層陶瓷電容傳遞至印刷電路板，並且發出噪音。
在上述情形裡，當印刷電路板產生的振動頻率介於人耳可聽見聲波範圍內(20~20,000Hz)時，這種噪音對於使用者會造成不舒服，因此必須解決這個問題。
近年來，為了解決類似這樣的問題，很多種技術被提出以解決振動的問題，例如是避免產生多層陶瓷電容中外部端點電極之彈性變形量的技術，或是利用補充外加元件來抑制壓電特性及電收縮特性產生的振動之傳遞的技術，以及在基板上多層陶瓷電容的周圍形成孔洞，來抑制振動從多層陶瓷電容傳遞至印刷電路板的技術。然而上述所提之技術需要額外的步驟來完成，並且和這些複雜的步驟相比，防止振動噪音的功效卻不夠顯著。
另一方面，在多層陶瓷電容之中，某些多層陶瓷電容中具有和厚度相同或是相近的寬度。當這種具有相近寬度和厚度的多層陶瓷電容被固定在印刷電路板上時，會造成各個多層陶瓷電容中的內部電極排列不具有方向性。造成這種情形的原因在於無法藉由外觀得知這些具有相近寬度和厚度的多層陶瓷電容中內部電極的方向性。
藉由安裝在印刷電路板上之多層陶瓷電容中內部電極的方向性，可以區分出多層陶瓷電容中電子和機械特徵的差別。同時，利用此方向性更可以特別地區分振動噪音大小的差異。
近期的實驗結果更特別顯示，多層陶瓷電容的安裝方向，以及用來連接多層陶瓷電容之外部端點電極和印刷電路板之焊盤的導電物質之數量，對於振動噪音的特性影響劇烈。
特別的是，可以藉著水平安裝印刷電路板表面上之內部電極的表面，以及減小用來連接多層陶瓷電容中外部端點電極和印刷電路板之焊盤的導電物質之高度，大幅減小振動噪音的產生。因此，有必要利用前述之安裝結構、安裝方法、印刷電路板之焊盤圖形、用來水平粘貼多層陶瓷電容的封裝單元，以及其排列的方式來達到本發明的目的。
本發明係用來克服前述問題，因此，根據本發明提出一種關於印刷電路板上具有多層陶瓷電容之固定結構，以及提出一種可以減小壓電現象所產生振動噪音的方法，及印刷電路板上之焊盤圖形，以及一種水平粘貼多層陶瓷電容的封裝單元，以及其排列方法。
根據本發明之一實施例，提出一種印刷電路板上多層陶瓷電容之固定結構，其中多層陶瓷電容由多層具有內部電極的介電質薄片(Dielectric Sheet)堆疊而成，外部端點電極依照並聯方式形成於內部電極之兩端。印刷電路板之焊盤和外部端點電極電性連接，以使多層陶瓷電容中多個內部電極層以一水平方向排列。其中導電物質電性連接外部端點電極和焊盤，導電物質高度Ts 小於1/3之多層陶瓷電容厚度TMLCC 。
如此一來，利用像是捲軸(Reel)的封裝單元來封裝多層陶瓷電容時，利用粘貼標記來排列具有相近寬度WMLCC 和厚度TMLCC 的多層陶瓷電容朝向同一方向，以使多層陶瓷電容中內部電極可以一水平方向排列。因此，這些具有相近的寬度和厚度的多層陶瓷電容並不會造成物理性質上的相近，只有在一般人所見的外型和相似性上相近，其中這些多層陶瓷電容的長寬比大於等於0.75，並且小於等於1.25。
另一方面，當多層陶瓷電容中介電層數量較多，或是當多層陶瓷電容中介電層單位厚度之電場強度較高時，多層陶瓷電容中應力及機械形變量也因壓電現象而變大。同時，當介電層超過200層，或是介電層厚度小於3μm時，將會產生顯著的振動噪音。
根據以上內容，介電層可能超過200層，介電層厚度也可能小於3μm，也可能同時發生。
根據本發明之一實施例，提出一種印刷電路板上多層陶瓷電容之固定方法，其中多層陶瓷電容由多層具有內部電極的介電質薄片堆疊而成，而外部端點電極依照並聯方式形成於內部電極之兩端。印刷電路板之焊盤和外部端點電極電性連接，以使多層陶瓷電容中多個內部電極層以一水平方向排列。導電物質電性連接外部端點電極和焊盤，此導電物質高度Ts 小於1/3之多層陶瓷電容厚度TMLCC 。
承上，具有相等或是相近寬度WMLCC 和厚度TMLCC 的多層陶瓷電容水平地粘貼在印刷電路板上。
同時如前所述，介電層可能超過200層，介電層厚度也可能小於3μm，並且也可能同時發生。
此時，根據本發明之一實施例，提出一種印刷電路板上多層陶瓷電容之固定方法，其中多層陶瓷電容由多層具有內部電極的介電質薄片堆疊而成，而外部端點電極依照並聯方式形成於內部電極之兩端，其中此方法更包括：形成用來排列多層陶瓷電容之多個焊盤在印刷電路板表面上，其中印刷電路板之焊盤和外部端點電極電性連接，以使多層陶瓷電容中多層內部電極層以一水平方向排列。多個焊盤形成在印刷電路板之表面上，並且焊盤分離地設置對應多個形成在多層陶瓷電容上之外部端點電極。當多層陶瓷電容寬度為WMLCC ，多層陶瓷電容厚度為LMLCC ，而在印刷電路板上任一個焊盤到另一個焊盤之外圍距離為外圍焊盤寬度WLAND(a) 及外圍焊盤長度LLAND(a) ，對於其中多層陶瓷電容寬度WMLCC 、多層陶瓷電容長度LMLCC 、外圍焊盤寬度WLAND(a) 及外圍焊盤長度LLAND(a) 較佳地滿足以下關係：0<LLAND(a) /LMLCC ≦1.2以及0<WLAND(a) /WMLCC ≦1.2。其中焊盤代表印刷電路板上未被光阻層覆蓋的暴露部份。
同時，根據本發明之一實施例，提出一種印刷電路板上多層陶瓷電容之固定結構，其中多層陶瓷電容由多層具有內部電極的介電質薄片堆疊而成，而外部端點電極依照並聯方式形成於內部電極之兩端，其中包括：形成用來固定多層陶瓷電容之多個焊盤在印刷電路板表面上，印刷電路板之焊盤和外部端點電極電性連接，以使多層陶瓷電容中多層內部電極層以一水平方向排列。多個焊盤形成在印刷電路板表面上，並且焊盤分離地設置對應多個形成在多層陶瓷電容上外部端點電極之邊緣部份，用以減少焊接的數量。
其中，當多層陶瓷電容寬度為WMLCC ，多層陶瓷電容長度為LMLCC ，而在印刷電路板上任一個焊盤到另一個焊盤之外圍距離為外圍焊盤寬度WLAND(b) 及外圍焊盤長度LLAND(b) ，對於其中多層陶瓷電容寬度WMLCC 、多層陶瓷電容長度LMLCC 、外圍焊盤寬度WLAND(b) 及外圍焊盤長度LLAND(b) 滿足以下關係：0<LLAND(b) /LMLCC ≦1.2以及0<WLAND(b) /WMLCC ≦1.2。
依據前述之固定電路板方法，其中導電物質電性連接外部端點電極和焊盤，此導電物質高度Ts 小於1/3之多層陶瓷電容厚度TMLCC 。
同時，根據前述之固定電路板方法，當利用例如是捲軸的封裝單元來封裝多層陶瓷電容時，粘貼標記被用來排列具有相近寬度WMLCC 和厚度TMLCC 的多層陶瓷電容朝向同一方向，以使多層陶瓷電容中多個內部電極以一水平方向排列。因此，這些具有相近的寬度和厚度的多層陶瓷電容長寬比大於等於0.75，同時小於等於1.25。
與此同時，根據本發明之另一實施例提出一種具有多層陶瓷電容的印刷電路板上之焊盤圖形，多層陶瓷電容由多層具有內部電極的介電質薄片堆疊而成。外部端點電極依照並聯方式形成於內部電極之兩端。其中多個焊盤形成在印刷電路板之表面上，並且焊盤分離地設置對應多個多層陶瓷電容上之外部端點電極，其中當多層陶瓷電容寬度為WMLCC ，多層陶瓷電容長度為LMLCC ，而在印刷電路板上任一個焊盤到另一個焊盤之外圍距離為外圍焊盤寬度WLAND(a) 及外圍焊盤長度LLAND(a) ，對於其中多層陶瓷電容寬度WMLCC 、多層陶瓷電容厚度LMLCC 、外圍焊盤寬度WLAND(a) 及外圍焊盤長度LLAND(a) 滿足以下關係：0<LLAND(a) /LMLCC ≦1.2，並且0<WLAND(a) /WMLCC ≦1.2。
相同情況下，根據本發明之另一實施例；提出一種印刷電路板上之焊盤圖形，印刷電路板上多層陶瓷電容由多個具有內部電極的介電質薄片堆疊而成，而外部端點電極依照並聯方式形成於內部電極之兩端。其中多個焊盤形成在印刷電路板之表面上，並且焊盤分別對應多個多層陶瓷電容上之外部端點電極的邊緣部份，用以減少焊接的數量。其中當多層陶瓷電容寬度為WMLCC ，多層陶瓷電容長度為LMLCC ，而在印刷電路板上任一個焊盤到另一個焊盤之外圍距離為外圍焊盤寬度WLAND(b) 及外圍焊盤長度LLAND(b) ，對於其中多層陶瓷電容寬度WMLCC 、多層陶瓷電容長度LMLCC 、外圍焊盤寬度WLAND(b) 及外圍焊盤長度LLAND(b) 滿足以下關係：0<LLAND(b) /LMLCC ≦1.2以及0<WLAMD(b) /WMLCC ≦1.2。
同時，根據本發明之另一實施例，提出一種用來封裝多層陶瓷電容的封裝單元，包括：由多層具有內部電極的介電質薄片堆疊而成的多層陶瓷電容，以及封裝板材包括用來容納多層陶瓷電容的容置空間，同時外部端點電極依照並聯方式形成於內部電極之兩端。其中內部電極根據該容置空間中之底面，和底面平行。
在此處用來封裝多層陶瓷電容的封裝單元並包括封裝層，耦接在封裝板材上，並且覆蓋多層陶瓷電容。
這裡多層陶瓷電容在該封裝單元中捲為滾軸的形狀。
另一方面，根據本發明之一實施例，提出一種排列多層陶瓷電容之方法，其中多層陶瓷電容具有多層陶瓷電容厚度TMLCC 在水平方向等於或是相近於多層陶瓷電容寬度WMLCC 。此方法包括將多層陶瓷電容固定在傳送單元上並持續地傳送，並且施加一磁場在被傳送單元傳送中之多層陶瓷電容上。
其中多層陶瓷電容中內部電極經過施加磁場之後，沿著傳送單元的底面水平排列。
其中傳送單元更包括一對導向單元，用來排列多層陶瓷電容。
當介於該對導向單元中之間隙為g，多層陶瓷電容寬度為WMLCC ，多層陶瓷電容厚度為TMLCC ，多層陶瓷電容長度為LMLCC 時，上述內容符合以下關係：
√(W2 MLCC +T2 MLCC )<g<min[√(L2 MLCC +T2 MLCC ),√(L2 MLCC +W2 MLCC )]。
為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
本發明中之較佳實施例，將配合下列圖式作為說明。然其本發明中之較佳實施例並非用以限定本發明。
本說明書中省略了一些習知的組成構件以及處理過程技術，並非用以隱藏本發明中之必要技術。本說明書內容揭露本發明之功能，同時可依據不同使用者或是操作者所需做更動。實施例內容根據本發明中之技術詳述如下。
本發明之技術特徵定義在本說明書中之申請專利範圍，本說明書中的實施例用意在於對於本發明技術領域中具有通常知識者，有效的詳述本發明的技術特徵。
首先，本發明內容將伴隨圖式詳述如下。
第1圖繪示本發明一實施例中，用來水平固定多層陶瓷電容10於印刷電路板上的結構。
印刷電路板20之多層陶瓷電容10的固定結構和固定方法，包括堆疊具有內部電極12的介電質薄片11，並以並聯方式形成外部端點電極14a及14b在多層陶瓷電容10的兩端點，用以和內部電極12電性連接。形成多個焊盤(第1圖中未繪出焊盤)在印刷電路板20之表面，水平固定多層陶瓷電容10於印刷電路板20的表面，並且電性連接焊盤和外部端點電極14a及14b。其中導電物質15電性連接外部端點電極14a、14b和焊盤22，導電物質高度Ts 小於1/3之多層陶瓷電容厚度TMLCC 。
如第1圖所繪示，多層陶瓷電容10包含交替堆疊介電層11和內部電極12形成的本體13，以及一對外部端點電極14a及14b。外部端點電極14a及14b位在本體13之兩端，且交替地電性連接平行相對之內部電極12。
介電層11由鐵電材料構成，通常是鈦酸鋇或可由其他類似鐵電材料所構成。
內部電極12由一層經過燒結過後之金屬膏(Metal Paste)所成的薄金屬層構成，金屬膏是由例如鎳、鉑、銀-鉑合金、銅，或是類似金屬作為主要組成物。
外部端點電極14a及14b由例如鎳及銅或是類似的金屬構成，電鍍形成在外部端點電極14a及14b的表面，用來增進焊料的濕潤性質(Wetting Property)。
焊盤形成於印刷電路板20之表面上，用來固定多層陶瓷電容10，其中焊盤代表金屬墊中暴露出而未被阻焊層覆蓋的部份。印刷電路板20可為多層印刷電路板或類似型態，不受限於此。
如第2圖所示，多層陶瓷電容10中之寬度W及厚度T相等或是相近(見第2a圖)，以及多層陶瓷電容10中之寬度大於厚度(件第2b圖)。在以下實施例中，由於多層陶瓷電容10的細長外型造成多層陶瓷電容10始終水平的固定。然而，，多層陶瓷電容隨意地水平或垂直排列。其中，多層陶瓷電容10中之相等或是相近的寬度WMLCC 以及厚度TMLCC 之間範圍介於0.75TMLCC /WMLCC 1.25。
當導電物質15，例如是焊料，作為多層陶瓷電容10及印刷電路板20之間傳遞振動介質時，當降低導電物質15的高度，從多層陶瓷電容10傳向印刷電路板20的振動將會減低。在水平固定印刷電路板上多層陶瓷電容的方式中，多層陶瓷電容的主要振動表面據估計為平行於印刷電路板表面。當導電物質的高度很低時，水平固定的多層陶瓷電容上表面的振動很難傳入印刷電路板中，是因為當導電物質的高度很低時，多層陶瓷電容上表面沒有振動介質可供傳遞振動。因此，當導電物質的高度很低時，水平設置在印刷電路板上之多層陶瓷電容振動所產生的噪音將大幅降低。
另一方面，在垂直固定印刷電路板上多層陶瓷電容的情況下，多層陶瓷電容中主要振動的表面據估計為垂直於印刷電路板表面。由於多層陶瓷電容振動的側表面具有傳遞振動介質在側表面的底部，垂直固定的多層陶瓷電容振動的側表面同樣能在導電物質高度很低的情況下傳遞振動。因此，儘管導電物質的高度降低，垂直固定的多層陶瓷電容產生的噪音降低的很慢，但是水平固定的多層陶瓷電容相較之下降低較多振動產生的噪音。
據此，為了降低多層陶瓷電容10產生的振動噪音，較佳地方式為選擇水平固定多層陶瓷電容10。這代表多層陶瓷電容10中的內部電極12和印刷電路板20的表面平行，並且導電物質15的高度減低。
多層陶瓷電容10的尺寸可以是0603(長X寬=0.6mmX0.3mm)、1005、1608、2012、3216及3225或是例如根據第2圖中多層陶瓷電容10的寬度W和長度L。當多層陶瓷電容10的尺寸等於或是相似於3216時，由於導電物質15的高度相對於多層陶瓷電容10來說很低，導電物質15的高度較佳地為1/4之多層陶瓷電容的高度，用以增進降低噪音的能力。
雖然導電物質15並未被明確限定為一種用以電性連接印刷電路板20和多層陶瓷電容10的物質，然而通常使用焊料作為導電物質。
第3圖繪示本發明另一實施例中具有焊盤圖形之印刷電路板俯視圖。
在此，多層陶瓷電容10固定於印刷電路板20上之焊盤21及焊盤22上，並且焊盤21及焊盤22可以形成多個且分離地對應第1圖中多層陶瓷電容10之外部端點電極14a及14b所在位置。其中焊盤21及焊盤22為印刷電路板上裸露出未受到阻焊層覆蓋的部位。
第3圖雖繪示一實施例中兩個形狀為矩形的焊盤，但並非限制其形狀。然而由於焊盤21及焊盤22上導電物質15的高度如之前內容所述影響到噪音產生，可以藉由第4圖中限制被焊盤21及焊盤22所佔據面積來減小導電物質15的高度。
第4圖繪示根據本發明之另一實施例中之多層陶瓷電容10以及焊盤21及焊盤22中長寬關係的模擬圖。多層陶瓷電容10的長和寬分別定義為LMLCC 及WMLCC ，如第4圖所繪示。當定義基板上焊盤21到另一個焊盤22之外圍距離為一外圍焊盤寬度WLAND(a) 及一外圍焊盤長度LLAND(a) ，其中較佳地多層陶瓷電容寬度WMLCC 、多層陶瓷電容長度LMLCC 、外圍焊盤寬度WLAND(a) 及外圍焊盤長度LLAND(a) 滿足以下關係：
0<LLAND(a) /LMLCC ≦1.2以及0<WLAND(a) /WMLCC ≦1.2
在外圍長寬超出上述範圍的情形下，位於焊盤21及焊盤22表面大量的導電物質15增進了由多層陶瓷電容10傳遞至印刷電路板20的振動。
第5圖繪示本發明另一實施例中印刷電路板俯視圖。
第5圖中多層陶瓷電容10固定於印刷電路板20上之焊盤21a、21b、22a、22b，並且焊盤21a、21b、22a、22b可以形成多個並分離地對應第1圖中每一個多層陶瓷電容10之外部端點電極14a及14b的邊緣部位，用以減少焊接量。
第5圖中雖然顯示其中四個焊盤之形狀為矩形，但用意並非在於限定其形狀。然而由於焊盤21a、焊盤21b、焊盤22a、焊盤22b上導電物質15的高度如之前內容所述影響到噪音產生，可以藉由第6圖中限制被焊盤21a、焊盤21b、焊盤22a、焊盤22b所佔據面積來減小導電物質15的高度。
第6圖繪示本發明另一實施例中多層陶瓷電容10之焊盤21a、焊盤21b、焊盤22a、焊盤22b長寬關係之模擬圖。多層陶瓷電容10之寬、長度分別定義為WMLCC 及LMLCC ，如第6圖所示。當定義基板上焊盤21a(或是22a)到另一個焊盤21b(或是22b)之一側外圍距離為外圍焊盤寬度WLAND(b) 及一側外圍焊盤長度LLAND(b) ，其中較佳地多層陶瓷電容寬度WMLCC 、多層陶瓷電容長度LMLCC 、外圍焊盤寬度WLAND(b) 及外圍焊盤長度LLAND(b) 滿足以下關係：
0<LLAND(b) /LMLCC ≦1.2以及0<WLAND(b) /WMLCC ≦1.2。
在超出上述式子範圍的情況下，焊盤21a、焊盤21b、焊盤22a、焊盤22b之表面上大量的導電物質15將增加更多振動由多層陶瓷電容10傳至印刷電路板20。
換句話說，在此情況下，導電物質15較佳地電性連接外部端點電極14a及14b和焊盤21及焊盤22，導電物質高度Ts 小於1/3之多層陶瓷電容厚度TMLCC ，較佳地小於1/4之多層陶瓷電容厚度TMLCC 。導電物質可以僅形成於多層陶瓷電容10上外部端點電極14a及14b之底部部份，而導電物質15的高度接近於0。
另一方面，在本發明中，多層陶瓷電容10以水平方向粘貼並且寬度WMLCC 及厚度TMLCC 彼此相等或是相近。雖然一般來說很難在粘貼過程中使得多層陶瓷電容10之間方向性皆相同，本發明可以藉由均勻地在水平方向粘貼多層陶瓷電容在印刷電路板上，獲得降低印刷電路板上振動的效果。
關於多層陶瓷電容之封裝單元。
為了達成將多層陶瓷電容10均勻地粘貼於前述之水平方向上，本發明提供一個用來從水平方向均勻排列多層陶瓷電容10的封裝單元。
第7圖繪示依據本發明之一實施例中水平設置多層陶瓷電容的封裝單元。第8圖繪示本發明之一實施例中多層陶瓷電容在封裝單元中纏繞為滾軸形狀。
回到第7圖，本發明實施例中多層陶瓷電容封裝單元40能包括封裝薄片42，其中具有容置空間45，用來容納多層陶瓷電容10。
封裝薄片42中容置空間45依據多層陶瓷電容10而成型。在內部電極12依據容置空間45底部表面水平地設置後，多層陶瓷電容10從傳送單元上移到封裝單元40之容置空間45。
多層陶瓷電容封裝單元40更可進一步包括封裝層44，用來覆蓋封裝薄片42及封裝薄片42中的多層陶瓷電容10，其中內部電極12水平設置於容置空間45底部表面。
第8圖繪示捲為捲軸形狀之多層陶瓷電容中封裝單元，可利用收集滾軸(Collecting Roll，未繪示)來連續地包捲第7圖實施例中之多層陶瓷電容封裝單元40。
關於水平方向排列多層陶瓷電容的方法
為了能使多層陶瓷電容中的封裝單元依照前述之本發明中均勻地在水平方向排列，本發明提供一種水平方向排列多層陶瓷電容10之方法，其中多層陶瓷電容10之寬度相等或相近於其厚度。
其中，多層陶瓷電容10中相等或是相近的寬度及厚度可介於以下範圍：0.75≦TMLCC /WMLCC ≦1.25。
如上所述，為了大幅降低寬度相等或相近於厚度之多層陶瓷電容中因為壓電現象產生的噪音，使用者必須在封裝過程中在水平方向排列多層陶瓷電容10，藉此確保多層陶瓷電容10中內部電極表面能在印刷電路板表面上維持在水平方向。
據此，本發明提供一種利用磁場來排列的方法，請參照第9圖。本發明利用此磁場的性質，當磁鐵接近多層陶瓷電容時，多層陶瓷電容僅會依照如第9a圖及第9b圖中多層陶瓷電容10及10’的形式吸附在磁鐵上，以此方式降低磁阻(Magnetic Reluctance)，同時多層陶瓷電容並不會以第9c圖中多層陶瓷電容10”的形式吸附在磁鐵上。
為了將具有相等或相近寬度及厚度的多層陶瓷電容10利用磁場的性質水平放置在封裝單元上，在傳送過程中磁鐵可設置於傳送單元之一側，如第10圖所示。
第9c圖中的多層陶瓷電容10”被磁力旋轉排列於傳送單元100的水平方向。
然而，雖然在傳送過程中可能會造成如第9b圖中多層陶瓷電容10’成為如第11圖所示之排列方式，但可藉由增加具有預定間隙的一對導向單元110(如第12圖所示)在傳送單元100上來解決這個問題。
假設定義此導向單元之間隙為g，而多層陶瓷電容10之寬度、厚度、長度分別為WMLCC 、TMLCC 、LMLCC 時，以上內容符合以下關係：√(W2 MLCC +T2 MLCC )<g<min[√(L2 MLCC +T2 MLCC ),√(L2 MLCC +W2 MLCC )]。
本發明提出兩個例子來幫助理解實施例。
第一例中，評估將多層陶瓷電容水平和垂直固定在印刷電路板的情況下，導電物質高度對於噪音產生的影響。
首先，當多層陶瓷電容水平或是垂直固定在印刷電路板時，為了評估焊料高度對產生噪音的影響，並量測振動所產生的噪音，利用一個微鑽頭(Micro Drill)來減低焊料的高度。
第13a圖繪示多層陶瓷電容水平固定在印刷電路板上的模擬圖，第13b圖繪示多層陶瓷電容垂直固定在印刷電路板上的模擬圖。第14圖繪示在多層陶瓷電容水平及垂直固定在印刷電路板上量測噪音的結果。
如第14圖所示，在水平及垂直之固定方式下，產生之噪音隨著焊料高度的降低而減小。特別的是，水平固定的方式比垂直固定方式更能有效降低噪音。
檢視前述之結果，導電材料15，例如是焊料，在多層陶瓷電容10及印刷電路板20中擔任傳遞振動介質的角色。因此，降低導電材料15的高度將減低由多層陶瓷電容傳遞到印刷電路板的振動。在多層陶瓷電容水平固定在印刷電路板上的情形裡，多層陶瓷電容中的主要振動平面和印刷電路板的平面平行。當多層陶瓷電容水平固定在印刷電路板上時，由於導電材料的高度很低，造成多層陶瓷電容的上表面並不具有傳遞振動的介質，因此多層陶瓷電容上表面的振動很難傳遞到印刷電路板上。由此可知，多層陶瓷電容水平固定在印刷電路板上的情形裡，當導電材料的高度降低時，噪音也大幅降低。另一方面，在多層陶瓷電容垂直固定在印刷電路板上的情形裡，多層陶瓷電容主要振動表面垂直於印刷電路板的表面，在多層陶瓷電容垂直固定在印刷電路板的情況下，由於在多層陶瓷電容的底部部份還是具有傳遞振動的介質，因此即便是導電材料的高度很低，多層陶瓷電容的側表面還是能夠傳遞振動到印刷電路板上。由此可知，即便當導電材料的高度降低時，在多層陶瓷電容垂直固定在印刷電路板的情況下，降低振動的效果較水平固定多層陶瓷電容的情況小。根據以上結論，使用者將多層陶瓷電容10較佳地水平固定在印刷電路板20上，並且令焊料的數量(高度)很小，用以減低噪音的產生。
第二例中，評估將多層陶瓷電容水平和垂直固定在印刷電路板的情況下，焊盤尺寸對於噪音產生的影響。
根據第一例中焊料高度對於噪音的所造成的改變，噪音另一方面可依據焊盤的尺寸來做量測，如第15圖所繪示。
如第15圖所繪示內容，當焊盤的尺寸變小時，由於焊料的高度同樣也減小，造成由多層陶瓷電容傳遞到印刷電路板的振動效能也降低，因此產生的噪音也相對變小。經過證實，當焊盤尺寸變小時，在多層陶瓷電容垂直固定在印刷電路板的情況下，降低振動的效果較水平固定多層陶瓷電容的情況小。
另一方面，多層陶瓷電容10的尺寸可以為0603(長X寬=0.6mmX0.3mm)、1005、1608、2012、3216，以及3225或是其他依據第2圖中之多層陶瓷電容10的寬度W和長度L。當多層陶瓷電容10的尺寸等於或是大於3216時，可由前述例子得知多層陶瓷電容在所有前述尺寸下水平固定在印刷電路板上，同時焊盤的尺寸都很小，因此降低噪音的現象顯著。然而，當多層陶瓷電容10的尺寸等於或是大於3216時，由於導電材料15的總量很大，儘管導電材料15的相對高度對多層陶瓷電容10的厚度來說相對低，還是必須將導電材料15的相對高度降至更低，用以增加降低噪音的效果。
和本發明中固定多層陶瓷電容在印刷電路板上之方法及印刷電路板上之焊盤圖形一致，此方法和焊盤圖形利用一個簡單的原理阻止多層陶瓷電容傳遞振動到基板，有效地減少噪音的產生。
綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10、10’、10”．．．多層陶瓷電容
11．．．介電質薄片
12．．．內部電極
13．．．本體
14a、14b．．．外部端點電極
15．．．導電材料
20．．．印刷電路板
21、21a、21b、22、22a、22b．．．焊盤
40．．．多層陶瓷電容封裝單元
42．．．封裝薄片
44．．．封裝層
45．．．容置空間
100．．．傳送單元
110．．．導向單元
WMLCC ．．．多層陶瓷電容寬度
TMLCC ．．．多層陶瓷電容厚度
LMLCC ．．．多層陶瓷電容長度
LLAND(a) 、LLAND(b) ．．．外圍焊盤長度
WLAND(a) 、WLAND(b) ．．．外圍焊盤寬度
Ts．．．導體材料高度
第1圖繪示本發明實施例中，用來水平固定多層陶瓷電容於印刷電路板上的結構。
第2a圖繪示多層陶瓷電容中之寬度W及厚度T相等或是相近。
第2b圖繪示多層陶瓷電容中之寬度大於厚度。
第3圖繪示本發明另一實施例中具有焊盤圖形之印刷電路板俯視圖。
第4圖繪示和本發明之實施例一致之多層陶瓷電容以及焊盤21及焊盤20中長寬關係的模擬圖。
第5圖繪示本發明另一實施例中之印刷電路板俯視圖。
第6圖繪示本發明另一實施例中多層陶瓷電容之焊盤、焊盤、焊盤、焊盤長寬關係之模擬圖。
第7圖繪示依據本發明實施例中水平設置多層陶瓷電容的封裝單元。
第8圖繪示本發明實施例中多層陶瓷電容在封裝單元中纏繞為滾軸形狀。
第9a圖繪示多層陶瓷電容以此形式吸附在磁鐵上。
第9b圖繪示多層陶瓷電容以此形式吸附在磁鐵上。
第9c圖繪示多層陶瓷電容以此形式吸附在磁鐵上。。
第10圖繪示傳送過程中磁鐵設置於傳送單元之一側。
第11圖繪示多層陶瓷電容在傳送單元上之排列方式。
第12圖繪示導向單元設置在傳送單元之示意圖。
第13a圖繪示多層陶瓷電容水平固定在印刷電路板上的模擬圖。
第13b圖繪示多層陶瓷電容垂直固定在印刷電路板上的模擬圖。
第14圖繪示在多層陶瓷電容水平及垂直固定在印刷電路板上量測噪音的結果。
第15圖繪示焊盤尺寸對噪音的關係圖。
10．．．多層陶瓷電容
11．．．介電質薄片
12．．．內部電極
13．．．本體
14a、14b．．．外部端點電極
15．．．導電材料
20．．．印刷電路板
TMLCC ．．．多層陶瓷電容厚度
Ts．．．導體材料高度

Claims (27)

  1. 一種印刷電路板之固定結構，該印刷電路板上具有一多層陶瓷電容，該多層陶瓷電容係由複數個介電質薄片(Dielectric Sheet)堆疊而成，其中該些介電層薄片具有複數個內部電極，該多層陶瓷電容具有複數個外部端點電極(External Terminal Electrodes)，在該些內部電極的兩端以並聯方式和該些內部電極電性連接，該固定結構包括：複數個焊盤，設置在該印刷電路板上，該焊盤和該些外部端點電極電性連接，以使該多層陶瓷電容中該些內部電極層以一水平方向排列，其中，一導電物質電性連接該些外部端點電極和該些焊盤，該導電物質高度(Ts )小於1/3之該多層陶瓷電容厚度(TMLCC )。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之固定結構，其中該多層陶瓷電容沿著一水平方向粘貼固定，並且該多層陶瓷電容厚度(TMLCC )等於或是相近於該多層陶瓷電容寬度(WMLCC )。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之固定結構，其中該多層陶瓷電容中具有複數個介電層，並且該些介電層數量多於200層。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之固定結構，其中該多層陶瓷電容中之一介電層厚度小於3μm。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之固定結構，其中該多層陶瓷電容之介電層數量多於200層，並且介電層厚度小於3μm。
  6. 一種印刷電路板的固定方法，其中該印刷電路板上具有一多層陶瓷電容，該多層陶瓷電容係由複數個介電質薄片(Dielectric Sheet)堆疊而成，其中該些介電層薄片具有複數個內部電極，該多層陶瓷電容具有複數個外部端點電極，在該些內部電極的兩端以並聯方式和該些內部電極電性連接，該固定方法包括：電性連接印刷電路板之複數個焊盤和複數個外部端點電極，以使該多層陶瓷電容中該些內部電極以一水平方向排列，其中，一導電物質電性連接該些外部端點電極和該些焊盤，該導電物質高度(Ts )小於1/3之該多層陶瓷電容高度(TMLCC )。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之固定方法，其中該多層陶瓷電容之設置沿著一水平方向粘貼固定，並且該多層陶瓷電容厚度(TMLCC )等於或是相近於該多層陶瓷電容寬度(WMLCC )。
  8. 如申請專利範圍第6項或第7項所述之固定方法，其中該多層陶瓷電容中具有複數個介電層，並且該些介電層數量多於200層。
  9. 如申請專利範圍第6項或第7項所述之固定方法，其中該多層陶瓷電容中之一介電層厚度小於3μm。
  10. 如申請專利範圍第6項或第7項所述之方法，其中該多層陶瓷電容中之介電層數量多於200層，並且介電層厚度小於3μm。
  11. 一種印刷電路板的固定方法，其中該印刷電路板上具有一多層陶瓷電容，該多層陶瓷電容係由複數個介電質薄片(Dielectric Sheet)堆疊而成，其中該些介電層薄片具有複數個內部電極，該多層陶瓷電容具有複數個外部端點電極，在該些內部電極的兩端以並聯方式和該些內部電極電性連接，該固定方法包括：形成複數個焊盤，用來固定該多層陶瓷電容在該印刷電路板之一表面上，其中，該印刷電路板之該些焊盤和該些外部端點電極電性連接，以使該多層陶瓷電容中該些內部電極層以一水平方向排列；該些焊盤具有複數個數量，形成在該印刷電路板之一表面上，並且該些焊盤分別對應形成在該多層陶瓷電容上之該些外部端點電極；以及定義該多層陶瓷電容寬度為WMLCC ，該多層陶瓷電容長度為LMLCC ，並定義在該印刷電路板上任一個焊盤到另一個焊盤之外圍距離為一外圍焊盤寬度WLAND(a) 及一外圍焊盤長度LLAND(a) ；其中該多層陶瓷電容寬度WMLCC 、該多層陶瓷電容長度LMLCC 、該外圍焊盤寬度WLAND(a) 及該外圍焊盤長度LLAND(a) 滿足以下關係：0<LLAND(a) /LMLCC ≦1.2以及0<WLAND(a) /WMLCC ≦1.2
  12. 一種印刷電路板的固定方法，其中該印刷電路板上具有一多層陶瓷電容，該多層陶瓷電容係由複數個介電質薄片(Dielectric Sheet)堆疊而成，其中該介電層薄片具有複數個內部電極，該多層陶瓷電容具有複數個外部端點電極，在該些內部電極的兩端以並聯方式和該些內部電極電性連接，該固定方法包括：形成複數個焊盤，用來固定該多層陶瓷電容在該印刷電路板之一表面上，其中，該印刷電路板之該些焊盤和該些外部端點電極電性連接，以使該多層陶瓷電容中該些內部電極以一水平方向排列；以及該焊盤具有複數個數量，形成在該印刷電路板之一表面上，並且該些焊盤分別對應形成在該多層陶瓷電容之該些外部端點電極的邊緣部分，用以減少焊接量。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之固定方法，其中定義該多層陶瓷電容寬度為WMLCC ，該多層陶瓷電容長度為LMLCC ，並定義在該印刷電路板上任一個焊盤到另一個焊盤之外圍距離為一外圍焊盤寬度WLAND(b) 及一外圍焊盤長度LLAND(b) ；其中該多層陶瓷電容寬度WMLCC 、該多層陶瓷電容長度LMLCC 、該外圍焊盤寬度WLAND(b) 及該外圍焊盤長度LLAND(b) 滿足以下關係：0<LLAND(b) /LMLCC ≦1.2以及0<WLAND(b) /WMLCC ≦1.2
  14. 如申請專利範圍第11~13項其中之一所述之固定方法，其中一導電物質電性連接該些外部端點電極和該些焊盤，該導電物質高度(Ts )小於1/3之該多層陶瓷電容厚度(TMLCC )。
  15. 如申請專利範圍第11~13項其中之一所述之固定方法，其中該多層陶瓷電容沿著一水平方向粘貼固定，並且該多層陶瓷電容厚度(TMLCC )等於或是相近於一多層陶瓷電容寬度(WMLCC )。
  16. 如申請專利範圍第14項所述之固定方法，其中該多層陶瓷電容沿著一水平方向粘貼固定，並且該多層陶瓷電容厚度(TMLCC )等於或是相近於該多層陶瓷電容寬度(WMLCC )。
  17. 一種焊盤圖形，設置在一印刷電路板，該印刷電路板上具有一多層陶瓷電容，該多層陶瓷電容係由複數個介電質薄片(Dielectric Sheet)堆疊而成，其中該介電層薄片具有複數個內部電極，該多層陶瓷電容具有複數個外部端點電極，在該些內部電極的兩端以並聯方式和該些內部電極電性連接，其中，該焊盤圖形具有複數個的數量，形成在該印刷電路板之一表面上，並且該焊盤圖形分別對應形成在該多層陶瓷電容上之該些外部端點電極，其中，當定義該多層陶瓷電容寬度為WMLCC ，該多層陶瓷電容長度為LMLCC ，並定義在該印刷電路板上任一個焊盤到另一個焊盤之外圍距離為一外圍焊盤寬度WLAND(a) 及一外圍焊盤長度LLAND(a) 時，其中該多層陶瓷電容寬度WMLCC 、該多層陶瓷電容長度LMLCC 、該外圍焊盤寬度WLAND(a) 及該外圍焊盤長度LLAND(a) 滿足以下關係：0<LLAND(a) /LMLCC ≦1.2以及0<WLAND(a) /WMLCC ≦1.2
  18. 一種焊盤圖形，設置在一印刷電路板上，該印刷電路板上具有一多層陶瓷電容，該多層陶瓷電容係由複數個介電質薄片(Dielectric Sheet)堆疊而成，其中該介電層薄片具有複數個內部電極，該多層陶瓷電容具有複數個外部端點電極，在該些內部電極的兩端以並聯方式和該些內部電極電性連接，其中，該焊盤圖形具有複數個數量，形成在該印刷電路板之一表面上，並且該焊盤圖形分別對應形成在該多層陶瓷電容上之該些外部端點電極，用以減少焊接量，其中，當定義該多層陶瓷電容寬度為WMLCC ，該多層陶瓷電容厚度為TMLCC ，並定義在該印刷電路板上任一個焊盤到另一個焊盤之外圍距離為一外圍焊盤寬度WLAND(b) 及一外圍焊盤長度LLAND(b) ；其中該多層陶瓷電容寬度WMLCC 、該多層陶瓷電容長度LMLCC 、該外圍焊盤寬度WLAND(b) 及該外圍焊盤長度LLAND(b) 滿足以下關係：0<LLAND(b) /LMLCC ≦1.2以及0<WLAND(b) /WMLCC ≦1.2
  19. 一種多層陶瓷電容的封裝單元，包括：由複數個介電質薄片(Dielectric Sheet)堆疊而成之多層陶瓷電容，其中該些介電層薄片具有複數個內部電極，該多層陶瓷電容具有複數個外部端點電極，在該些內部電極的兩端以並聯方式和該內些部電極電性連接；以及一封裝薄片(Packing Sheet)，包括一容置空間，用來容納該多層陶瓷電容；其中該些內部電極水平排列於該容置空間中之一底面。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之封裝單元，更包括：一封裝層，耦接在該封裝薄片上，並且覆蓋該多層陶瓷電容。
  21. 如申請專利範圍第19項或第20項所述之封裝單元，其中該多層陶瓷電容在該封裝單元中纏繞為一滾軸形狀。
  22. 如申請專利範圍第19項或第20項所述之封裝單元，其中該多層陶瓷電容沿著一水平方向粘貼固定，並且該多層陶瓷電容厚度TMLCC 等於或是相近於該多層陶瓷電容寬度WMLCC 。
  23. 如申請專利範圍第21項所述之封裝單元，其中該多層陶瓷電容沿著一水平方向粘貼固定，並且該多層陶瓷電容厚度TMLCC 等於或是相近於該多層陶瓷電容寬度WMLCC 。
  24. 一種在水平方向排列多層陶瓷電容之方法，其中該多層陶瓷電容厚度TMLCC 等於或是相近於該多層陶瓷電容寬度WMLCC ，該排列方法包括：固定該多層陶瓷電容在一傳送單元上，以持續地傳送該多層陶瓷電容；以及施加一磁場在該傳送單元上傳送中之該多層陶瓷電容上，用來排列內部電極層於相同方向上。
  25. 如申請專利範圍第24項所述之排列方法，其中該多層陶瓷電容中之該內部電極層利用該施加磁場，水平設置在該傳送單元中一底部平面。
  26. 如申請專利範圍第24項所述之排列方法，其中該傳送單元更包括：一對導向單元，用來排列該多層陶瓷電容中之該內部電極層。
  27. 如申請專利範圍第26項所述之排列方法，其中當定義介於該對導向單元中之一間隙為g，該多層陶瓷電容寬度為WMLCC ，該多層陶瓷電容厚度為TMLCC ，該多層陶瓷電容長度為LMLCC 時，符合以下關係：√(W2 MLCC +T2 MLCC )<g<min[√(L2 MLCC +T2 MLCC ),√(L2 MLCC +W2 MLCC )]。
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