TWI485726B - 多層陶瓷電容器、該多層陶瓷電容器的安裝板件，及該多層陶瓷電容器的製造方法 - Google Patents

多層陶瓷電容器、該多層陶瓷電容器的安裝板件，及該多層陶瓷電容器的製造方法 Download PDF

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Description

多層陶瓷電容器、該多層陶瓷電容器的安裝板件，及該多層陶瓷電容器的製造方法 相關申請案交互參照
本申請案主張2013年1月14日在韓國智慧財產局提出申請之第10-2013-0003985號韓國專利申請案的優先權，其揭露係合併引用於本文中。
本發明係關於多層陶瓷電容器、該多層陶瓷電容器的安裝板件、及該多層陶瓷電容器的製造方法。
一般而言，多層陶瓷電容器為一種多層晶片電子組件，係安裝在如包括液晶顯示器(LCD)、電漿顯示面板(PDP)等等顯示裝置、電腦、個人數位助理器(PDA)、行動電話等等之類各種電子產品上並且用於充放電之晶片型電容器。
由於多層陶瓷電容器(MLCC)具有如較小尺寸、高電容、易於安裝等等之類的優點，多層陶瓷電容器可作為各種電子裝置中的組件。
多層陶瓷電容器可其有其中，複數介電層與具有不 同極性並插置於介電層之間的內部電極係交替堆疊的結構。
然而，由於介電層具有壓電與電伸縮特性，當直流(DC)電壓或交流(AC)電壓施加於多層陶瓷電容器時，壓電現象可在內部電極之間出現，並且從而使電容器體積擴張與收縮所造成之振動可週期性產生。
此等振動可透過多層陶瓷電容器之外部電極和連接外部電極至印刷電路板之焊料轉移至其上安裝有多層陶瓷電容器之印刷電路板，以致整片印刷電路板可變成聲波反射表面以傳送振動聲音成為噪音。
在這種情況下，由於連接外部電極至印刷電路板之焊料係以預定高度對多層陶瓷電容器的兩末端上形成之外部電極表面傾斜，因此，多層陶瓷電容器之振動可輕易地轉移至印刷電路板，以致來自振動之雜訊產生可增加。
振動雜訊之頻率可對應於20至2000Hz範圍內之聲波頻率，其潛在造成聽者不舒服。如上述所造成聽者不舒服之振動雜訊係稱為噪音。深入研究降低此噪音之技術已屬必要。
多層陶瓷電容器和多層陶瓷電容器之安裝板件已揭露在底下專利文件1中，但其未提及其中，非導電環氧樹脂層係在外部電極的周邊表面上形成的結構。
[相關技術文件]
(專利文件1)第10-1058697號韓國專利案
本發明之一態樣提供能夠有效降低壓電現象所產生 振動係透過多層陶瓷電容器之外部電極和焊料轉移至印刷電路板之情況下所產生之雜訊的多層陶瓷電容器。
根據本發明之一態樣，提供有多層陶瓷電容器，其包括：陶瓷體，其中堆疊有複數介電層；複數第一與第二內部電極，在該複數介電層的至少一表面上形成，並且交替曝露於該陶瓷體的兩末端表面；第一與第二外部電極，在該陶瓷體的兩末端表面上形成，並且電連接至該各別第一與第二內部電極；以及第一與第二非導電環氧樹脂層，在該第一與第二外部電極之周邊表面但不包括第一與第二外部電極之安裝表面上形成。
該第一與第二非導電環氧樹脂層可具有大於等於該陶瓷體的高度的20%之高度。
該多層陶瓷電容器可復包括第一與第二電鍍層，在該第一與第二外部電極將插置於該第一和第二外部電極與該第一和第二非導電環氧樹脂層之間的表面上形成。
該第一與第二電鍍層可包括在該第一與第二外部電極之該表面上形成之鎳(Ni)電鍍層以及在該鎳(Ni)電鍍層之表面上形成之錫(Sn)電鍍層。
根據本發明之另一態樣，提供用於多層陶瓷電容器之安裝板件，該安裝板件包括：印刷電路板，具有第一與第二電極接墊形成於其上；以及多層陶瓷電容器，安裝在該印刷電路板上，其中，該多層陶瓷電容器包括：陶瓷體，其中堆疊有複數介電層；複數第一與第二內部電極，在該複數介電層的至少一表面上形成，並且交替曝露於該陶瓷體的兩末端表面；第一與第二外部電極，在該陶瓷體的兩末端面上形成、電連接至該各別第一與 第二內部電極、並且具有藉由焊料連接至該第一與第二電極接墊之下表面；以及第一與第二非導電環氧樹脂層，在該第一與第二外部電極之周邊表面但不包括該第一與第二外部電極之安裝表面上形成，用以使焊料不在其上形成。
根據本發明之另一態樣，提供多層陶瓷電容器之製造方法，該製造方法包括：備製複數陶瓷薄片；在該複數陶瓷薄片的至少一表面上形成第一與第二內部電極；堆疊其上形成有該第一與第二內部電極之複數陶瓷薄片，用以形成堆疊；切割堆疊同時使該第一與第二內部電極之末端分別交替曝露於該堆疊之兩末端表面；燒結該切割堆疊以形成具有複數第一與第二內部電極之陶瓷體；使用導電膏在該陶瓷體的兩末端表面上分別形成第一與第二外部電極以電連接至該第一與第二內部電極之曝露部位；以及對該第一與第二外部電極之周邊表面但不包括該第一與第二外部電極之安裝表面塗敷非導電環氧樹脂，以形成第一與第二非導電環氧樹脂。
1‧‧‧第一表面
2‧‧‧第二表面
3‧‧‧第三表面
4‧‧‧第四表面
5‧‧‧第五表面
100‧‧‧多層陶瓷電容器
110‧‧‧陶瓷體
111‧‧‧介電層
121‧‧‧第一內部電極
122‧‧‧第二內部電極
131‧‧‧第一外部電極
132‧‧‧第二外部電極
141‧‧‧第一非導電環氧樹脂層
142‧‧‧第二非導電環氧樹脂層
210‧‧‧印刷電路板
220‧‧‧焊料
本發明之以上和其它態樣、特徵及其它優點搭配附加圖式經由底下之詳細說明將得以更加清楚理解，其中，第1圖為示意性表示根據本發明一具體實施例多層陶瓷電容器之透視圖；第2圖為沿著第1圖畫線A-A’所採之剖面圖；第3圖為示意性表示第2圖多層陶瓷電容器安裝在印刷電路板上之狀態的縱向剖面圖；第4A與4B圖為表示根據相關技藝用於多層陶瓷電容器之安 裝板件之一表面的照片；第5A與5B圖為表示根據本發明具體實施例用於多層陶瓷電容器之安裝板件之一表面的照片；以及第6圖為表示根據相關技藝之多層陶瓷電容器與根據本發明具體實施例之多層陶瓷電容器之間噪音比較結果的曲線圖。
在下文中，將引用附加圖式詳細說明本發明之具體實施例。
然而，本發明可用許多不同形式予以具體實施以及不應該予以推斷成侷限於本文所提之具體實施例。反而，這些具體實施例之提供將使本揭露周密且完整，並且將完全傳達本發明之範疇給熟悉本技藝之人士。
在圖式中，元件之形狀與尺寸可為了清晰予以誇大，以及相同之元件符號將通篇用於指定相同或相似的元件。
請參閱第1與2圖，根據本發明具體實施例之多層陶瓷電容器100可包括其中堆疊有複數介電層111之陶瓷體110、在介電層111的至少一表面上形成之複數第一與第二內部電極121與122、分別在陶瓷體110的兩末端表面上形成並且電連接第一與第二內部電極121與122之第一與第二外部電極131與132、以及在第一與第二外部電極131與132之周邊表面但不包括用於第一與第二外部電極131與132之安裝表面上形成之第一與第二非導電環氧樹脂層141與142。
陶瓷體110可藉由堆疊並接著燒結複數陶瓷介電層111予以形成，其中，介電層111可予以整合以致相鄰介電層111 之間的分界可不顯而易見。
陶瓷體110一般可具有長方體形狀，但本發明不侷限於此。另外，陶瓷體110之尺寸未特別受限。例如，陶瓷體110可具有0.6 mm×0.3 mm或類似尺寸，藉以配置具有高電容之多層陶瓷電容器。另外，具有預定厚度由介電層(圖未示)構成之包覆部件可視需要進一步提供用以形成陶瓷體110之最上方與最下方部位。
介電層111有助於在電容器內形成電容，其中，單一介電層之厚度可根據要在多層陶瓷電容器100內形成之期望電容量非必要性地予以改變。單一介電層之厚度在燒結之後可為0.1至1.0微米，但本發明不侷限於此。
另外，介電層111可包含具有高度介電率之陶瓷材料，例如，基於BaTiO3 之陶瓷粉末等等，但本發明不侷限於此。
在基於BaTiO3 之陶瓷粉末中，其中，Ca、Zr等等在BaTiO3 中部份溶解之(Ba1-x Cax )TiO3 、Ba(Ti1-y Cay )O3 、(Ba1-x Cax )(Ti1-y Zry )O3 、或Ba(Ti1-y Zry )O3 可予以使用，但基於BaTiO3 之粉末不侷限於此。
同時，介電層111可復包含各種添加物，如過渡金屬氧化物或碳化物、稀土元素、錳(Mg)、鋁(Al)等等、有機溶劑、塑化劑、黏合劑與分散劑等等、以及陶瓷粉末。
在第一與第二內部電極121與122可在形成介電層111之陶瓷薄片上形成並堆疊之後，第一與第二內部電極121與122可藉由燒結而在陶瓷體110中形成，其間插置有介電層111。
如上所述之第一與第二內部電極121與122係具有相反極性之一對電極，可朝堆疊介電層111之方向彼此相向而 置，並且可藉由插置於其間之介電層111而彼此電絕緣。
另外，第一與第二內部電極121與122之末端可分別曝露於陶瓷體110之兩末端表面。如上所述交替曝露於陶瓷體110的兩末端表面之第一與第二內部電極121與122之末端可分別電連接至第一與第二外部電極131與132。
第一與第二內部電極121與122可由例如鎳、鎳合金等等之導電金屬所構成，但本發明不侷限於此。
因此，當電壓施加於第一與第二外部電極131與132時，電荷在彼此相向之第一與第二內部電極121與122之間累積。在此種情況下，多層陶瓷電容器100之電容量可朝堆疊介電層111之方向與第一和第二內部電極121和122之重疊面積成比例。
第一與第二外部電極131與132可藉由對含銅(Cu)之外部電極燒結導電膏予以形成用以透過優良的抗熱循環性、抗濕性等等提供高可靠度，同時具有優良的電氣特性，但本發明不侷限於此。
第一與第二非導電環氧樹脂層141與142係經提供用來使焊料於電容器安裝在印刷電路板上時不在第一與第二外部電極131與132除了安裝表面外之周邊表面上形成。
在本具體實施例中，第一與第二外部電極131與132可經形成以包括第一至第五表面1至5用以包覆陶瓷體110之兩末端表面。在本具體實施例中，非導電環氧樹脂層141與142係在第一與第二外部電極131與132之第一、第三、及第五表面1、3、及5上形成，但不在第一與第二外部電極131與132之第二及第4表面2及4上形成。
亦即，第一與第二非導電環氧樹脂層141與142可在第一與第二外部電極131與132之周邊表面上實質做成「[」形，但根據本發明具體實施例第一與第二非導電環氧樹脂層141與142之形狀不侷限於此。例如，第一與第二非導電環氧樹脂層141與142可視需要在做為第一與第二外部電極131與132的安裝表面之第四表面4、以及作為面向第四表面4之上表面之第二表面2上形成。
另外，考慮到焊料之一般高度，第一與第二非導電環氧樹脂層141與142之高度可大於或等於晶片高度之20%，但本發明不侷限於此。
同時，第一與第二電鍍層(圖未示)可進一步在第一與第二外部電極131與132之表面上形成而插置於第一及第二外部電極131及132與第一及第二非導電環氧樹脂層141及142之間。
第一與第二電鍍層係經提供用以在將電容器焊接並安裝於板件等等之時增加黏著強度。電鍍係藉由本技藝之已知方法予以實施，並且無鉛電鍍可較佳，但本發明不侷限於此。
另外，第一與第二電鍍層可包括在第一與第二外部電極131與132的外表面上形成之一對鎳(Ni)電鍍層(圖未示)以及在鎳(Ni)電鍍層的外表面上形成之一對錫(Sn)層(圖未示)。
第3圖為示意性表示根據本發明具體實施例用於多層陶瓷電容器之安裝板件的縱向剖面圖。
請參閱第3圖，根據本發明具體實施例用於多層陶瓷電容器100之安裝板件可包括其上安裝有多層陶瓷電容器100 之印刷電路板210以及彼此隔開在印刷電路板210上形成之第一與第二電極接墊(圖未示)。
在此種情況下，多層陶瓷電容器100可在其上未形成非導電環氧樹脂層141與142之第一與第二外部電極131與132之第四表面4係定位而接觸印刷電路板210的第一與第二電極接墊的狀態中，藉由焊料220電連接至印刷電路板210。
第4A與4B圖為根據相關技藝表示用於多層陶瓷電容器之安裝板件表面的照片。請參閱第4A與4B圖，在根據相關技藝的多層陶瓷電容器中，可確定的是，焊料係部份地形成在多層陶瓷電容器之第一、第三、以及第五表面上。
第5A與5B圖為根據本發明具體實施例表示用於多層陶瓷電容器之安裝板件表面的照片。請參閱第5A與5B圖，根據本發明之具體實施例，由於第一與第二非導電環氧樹脂層141與142係在第一與第二外部電極131與132之第一、第三、以及第五表面1、3、以及5上形成，因此，焊料220未在第一、第三、以及第五表面1、3、以及5上形成，與根據相關技藝之多層陶瓷電容器不同，以致焊料220僅在第一與第二外部電極131與132之第四表面4上並且以最小高度圍繞第四表面4形成。
當具有不同極性之電壓係在多層陶瓷電容器100安裝於印刷電路板210之狀態中施加於多層陶瓷電容器100的兩末端部位上形成之第一與第二外部電極131與132時，陶瓷體110藉由介電層111之逆壓電效應可朝厚度方向擴張與收縮，並且第一與第二外部電極131與132的兩末端部位藉由帕松(Poisson)效應可朝厚度方向與陶瓷體110之擴張與收縮反向進行收縮與擴張。
此處，多層陶瓷電容器100之中央部位，其為基於第一與第二外部電極131與132的兩末端部位朝長度方向之最大擴張部位，可為噪音產生之成因。
然而，在根據本發明具體實施例用於多層陶瓷電容器100之安裝板件中，焊料220的高度顯著降低，以致多層陶瓷電容器100的最大擴張中央部位所轉移之振動可減少，噪音亦可藉以降低。
亦即，請參閱第6圖，在未形成非導電環氧樹脂層之比較性實施例中，噪音為24.42dB，而在有形成非導電環氧樹脂層之本發明實施例中，噪音則為20.2dB。因此，可確定的是，噪音量在本實施例中與其在比較性實施例中相比較，顯著降低大約17%或超過。
在下文中，將說明根據本發明具體實施例用於多層陶瓷電容器之製造方法。
首先，可備製複數陶瓷薄片。經提供用以形成陶瓷體110的介電層111之陶瓷薄片可藉由混合陶瓷粉末、聚合物、及溶劑以備製漿料，並且以刮刀法(doctor blade method)等等使所備製之漿料成為厚度為數微米(μm)之薄片予以製造。
其次，第一與第二內部電極121與122可藉由在陶瓷薄片的至少一表面上印製具有預定厚度之導電膏而予以形成。在此種情況下，第一與第二內部電極121與122可分別曝露於陶瓷薄片之末端表面。另外，就導電膏之印製方法而言，可使用絲網印刷法、凹版印刷法等等，但本發明不侷限於此。
接著，其上形成有第一與第二內部電極121與122 之複數陶瓷薄片可朝堆疊方向予以交替堆疊並壓製(press)，以致複數陶瓷薄片以及在陶瓷薄片上形成之第一與第二內部電極121與122係受到壓縮而形成堆疊。
隨後，堆疊可沿著相應於電容器之分界予以切割成晶片同時允許第一與第二內部電極121與122之末端分別交替曝露於堆疊之兩末端表面。
再來，切割出的晶片可以高溫予以燒結，以致可得到具有複數第一與第二內部電極121與122之陶瓷體110。
然後，第一與第二內部電極131與132可在陶瓷體110之兩末端表面上形成。第一與第二外部電極131與132可由含銅(Cu)等等之導電膏所構成，致使電連接到各自的第一與第二內部電極121與122，同時包覆第一與第二內部電極121與122之曝露部位。
在此種情況下，可視需要在第一與第二外部電極131與132之表面上實施電鍍。鎳、錫、鎳錫合金等等可作為電鍍的材料，以及可在第一與第二外部電極131與132之表面上循序形成鎳電鍍層和錫電鍍層。
其次，非導電環氧樹脂可塗敷於第一與第二外部電極131與132之周邊表面或電鍍層之表面但不包括安裝表面並且予以乾化，藉以形成第一與第二非導電環氧樹脂層141與142。
如上所述，根據本發明之具體實施例，非導電環氧樹脂層係在外部電極之周邊表面但不包括外部電極之安裝表面上形成，藉以降低外部電極周邊表面上所形成焊料之高度，以致多層陶瓷電容器所產生之振動對印刷電路板之轉移可減少，藉以可 降低噪音。
儘管已連結具體實施例表示並說明本發明，不脫離本發明如申請專利範圍所界定之精神與範疇作修改及變化對於熟悉本技藝之人士仍將顯而易知。
1‧‧‧第一表面
2‧‧‧第二表面
3‧‧‧第三表面
4‧‧‧第四表面
5‧‧‧第五表面
100‧‧‧多層陶瓷電容器
110‧‧‧陶瓷體
131‧‧‧第一外部電極
132‧‧‧第二外部電極
141‧‧‧第一非導電環氧樹脂層
142‧‧‧第二非導電環氧樹脂層

Claims (12)

  1. 一種多層陶瓷電容器，其包含：陶瓷體，其中，堆疊有複數介電層；複數第一與第二內部電極，在該複數介電層的至少一表面上形成，並且交替曝露於該陶瓷體的兩末端表面；第一與第二外部電極，在該陶瓷體的兩末端表面上形成，並且電連接至該各別第一與第二內部電極；以及第一與第二非導電環氧樹脂層，分別形成在該第一與第二外部電極之整個側表面上，但沒有分別形成在該第一與第二外部電極之安裝表面上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之多層陶瓷電容器，其中，該第一與第二非導電環氧樹脂層之高度等於或大於該陶瓷體的高度的20%。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之多層陶瓷電容器，復包含第一與第二電鍍層，該第一與第二電鍍層在該第一與第二外部電極將被插置於該第一和第二外部電極與該第一與第二非導電環氧樹脂層之間的表面上形成。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之多層陶瓷電容器，其中，該第一與第二電鍍層包括形成於該第一與第二外部電極的該表面上之鎳(Ni)電鍍層以及形成於該鎳(Ni)電鍍層的表面上之錫(Sn)電鍍層。
  5. 一種用於多層陶瓷電容器之安裝板件，該安裝板件包含：印刷電路板，具有第一與第二電極接墊形成其上；以及多層陶瓷電容器，安裝於該印刷電路板上， 其中，該多層陶瓷電容器包括：陶瓷體，其中堆疊有複數介電層；複數第一與第二內部電極，在該複數介電層的至少一表面上形成並且交替曝露於該陶瓷體的兩末端表面；第一與第二外部電極，在該陶瓷體的兩末端表面上形成、電連接至該各別第一與第二內部電極、並且具有藉由焊料連接至該第一與第二電極接墊之下表面；以及第一與第二非導電環氧樹脂層，分別形成在該第一與第二外部電極之整個側表面上，但沒有分別形成在該第一與第二外部電極之安裝表面上，以使該焊料未形成於其上。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之安裝板件，其中，該第一與第二非導電環氧樹脂層之高度等於或大於該陶瓷體的高度的20%。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之安裝板件，其中，該多層陶瓷電容器復包括第一與第二電鍍層，在該第一與第二外部電極將插置於該第一和第二外部電極與該第一與第二非導電環氧樹脂層之間的表面上形成。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之安裝板件，其中，該第一與第二電鍍層包括形成於該第一與第二外部電極的該表面上之鎳(Ni)電鍍層以及形成於該鎳(Ni)電鍍層的表面上之錫(Sn)電鍍層。
  9. 一種多層陶瓷電容器之製造方法，該製造方法包含：備製複數陶瓷薄片；在該複數陶瓷薄片的至少一表面上形成第一與第二內部電極；堆疊其上形成有該第一與第二內部電極之該複數陶瓷薄 片，用以形成堆疊；切割該堆疊同時使該第一與第二內部電極之末端分別交替曝露於該堆疊之兩末端表面；燒結該切割堆疊，以形成具有該複數第一與第二內部電極之陶瓷體；利用導電膏在該陶瓷體的兩末端表面上形成第一與第二外部電極，以分別電連接至該第一與第二內部電極的曝露部位；以及將非導電環氧樹脂分別塗敷於該第一與第二外部電極之整個側表面上，但沒有分別形成於該第一與第二外部電極之安裝表面上，以形成第一與第二非導電環氧樹脂層。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之製造方法，其中，該第一與第二非導電環氧樹脂層係經形成而具有等於或大於該陶瓷體的高度20%之高度。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之製造方法，其復包含在形成該第一與第二非導電環氧樹脂層之前，在該第一與第二外部電極的表面上形成第一與第二電鍍層。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之製造方法，其中，在形成該第一與第二電鍍層時，鎳(Ni)電鍍層係在該第一與第二外部電極的該表面上形成、而錫(Sn)電鍍層係在該鎳(Ni)電鍍層的表面上形成。
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