TWI891237B

TWI891237B - 積層陶瓷電容

Info

Publication number: TWI891237B
Application number: TW113104401A
Authority: TW
Inventors: 吳明駿; 鄭義冠; 楊凱勛; 張鼎張
Original assignee: 國巨股份有限公司
Priority date: 2024-02-05
Filing date: 2024-02-05
Publication date: 2025-07-21
Also published as: TW202533261A

Abstract

一種積層陶瓷電容，包含積層磚、及第一與第二端電極。積層磚包含陶瓷體、數個第一與第二內電極、第一上內電極、及第一下內電極。第一與第二內電極依序交錯且彼此相隔嵌設在陶瓷體中。第一內電極自陶瓷體之第一端面朝第二端面延伸。第二內電極自第二端面朝第一端面延伸。第一上內電極位於第一內電極上的陶瓷體中，且自第二端面朝第一端面延伸。第一下內電極位於第一與第二內電極下的陶瓷體中，且自第一端面朝第二端面延伸。第一與第二端電極分別設於第一與第二端面上且相隔。第一上內電極與第一下內電極之長度小於第一與第二內電極之長度。

Description

積層陶瓷電容

本揭露是有關於一種電容製造技術，且特別是有關於一種積層陶瓷電容(MLCC)。

積層陶瓷電容之外部端電極通常包含錫層。積層陶瓷電容在使用時，經施加電壓與電流，錫層中的錫原子易朝積層陶瓷電容之內部擴散，而會朝內電極產生尖端放電現象，進而導致漏電流。長時間使用時，積層陶瓷電容更會產生漏電流增加的效應，嚴重影響積層陶瓷電容的可靠度。

因此，亟需一種電容製作技術，以有效降低積層陶瓷電容於長時間使用時之漏電流增加的效應。

因此，本揭露之一目的就是在提供一種積層陶瓷電容，其可大幅降低積層陶瓷電容在長時間使用時之漏電流增加的效應，而可提升積層陶瓷電容在高溫環境下的漏電流耐受度。

根據本揭露之上述目的，提出一種積層陶瓷電容。此積層陶瓷電容包含積層磚、第一端電極、以及第二端電極。積層磚包含陶瓷體、數個第一內電極、數個第二內電極、第一上內電極、以及第一下內電極。陶瓷體具有彼此相對之第一表面與第二表面、以及彼此相對之第一端面與第二端面，其中第一端面與第二端面接合在第一表面與第二表面之間。數個第一內電極與數個第二內電極依序交錯且彼此實體相隔地嵌設在陶瓷體中。第一內電極自第一端面朝第二端面延伸且與第二端面相隔。第二內電極自第二端面朝第一端面延伸且與第一端面相隔。第一上內電極位於第一內電極之上方之陶瓷體中，且自第二端面朝第一端面延伸並與第一端面相隔。第一下內電極位於第一內電極與第二內電極之下方之陶瓷體中，且自第一端面朝第二端面延伸並與第二端面相隔。第一端電極自第一表面延伸經過第一端面至第二表面。第二端電極自第一表面延伸經過第二端面至第二表面。第一端電極與第二端電極彼此實體分隔。第一上內電極之長度與第一下內電極之長度小於第一內電極之長度與第二內電極之長度。

依據本揭露之一實施例，上述之第一上內電極之長度與第一下內電極之長度相等，且等於或小於積層磚之長度的7/9並大於0。

依據本揭露之一實施例，上述之第一內電極之數量與第二內電極之數量相等。

依據本揭露之一實施例，上述之第一內電極比第二內電極多一個。

依據本揭露之一實施例，上述之積層磚更包含第二上內電極以及第二下內電極。第二上內電極與第一上內電極等高，且自第一端面朝第一上內電極延伸，並與第一上內電極相隔。第二下內電極與第一下內電極等高，且自第二端面朝第一下內電極延伸，並與第一下內電極相隔。

依據本揭露之一實施例，上述之第一上內電極之長度大於第二上內電極之長度，第一下內電極之長度大於第二下內電極之長度。

依據本揭露之一實施例，上述之第二上內電極之長度與第二下內電極之長度等於或大於積層磚之長度的1/18，第一上內電極之長度與第一下內電極之長度等於或小於積層磚之長度的7/9。

依據本揭露之一實施例，上述之第一上內電極之長度等於第二上內電極之長度，第一下內電極之長度等於第二下內電極之長度。

依據本揭露之一實施例，上述之第一上內電極、第一內電極、第二內電極、與第一下內電極之任相鄰二者之間具有相同之間距。

依據本揭露之一實施例，上述之第一上內電極與相鄰之第一內電極之間之間距、以及第一下內電極與第一內電極及第二內電極之相鄰一者之間之間距大於第一內電極與第二內電極之任相鄰二者之間之間距。

透過縮短上內電極與下內電極之長度，可增加上內電極以及下內電極與相對側之端電極之間的距離，藉此可降低上內電極及下內電極與端電極之間的電場，甚至使上內電極及下內電極與端電極之間的電場趨近於零。如此一來，可大幅降低積層陶瓷電容於長時間使用時漏電流增加的效應，進而可有效提升積層陶瓷電容的可靠度。

100:積層陶瓷電容

100a:積層陶瓷電容

100b:積層陶瓷電容

100c:積層陶瓷電容

100d:積層陶瓷電容

100e:積層陶瓷電容

200:積層磚

200a:積層磚

200b:積層磚

200c:積層磚

200d:積層磚

200e:積層磚

210:陶瓷體

212:第一表面

214:第二表面

216:第一端面

218:第二端面

220:第一內電極

230:第二內電極

240:第一上內電極

240a:第一上內電極

250:第一下內電極

250a:第一下內電極

260:第二上內電極

260a:第二上內電極

270:第二下內電極

270a:第二下內電極

300:第一端電極

310:第一層

320:第二層

330:第三層

400:第二端電極

410:第一層

420:第二層

430:第三層

G1:間距

G2:間距

G3:間距

L:長度

L1:長度

L2:長度

L3:長度

L3a:長度

L4:長度

L4a:長度

L5:長度

L5a:長度

L6:長度

L6a:長度

從以下結合附圖所做的詳細描述，可對本揭露之態樣有更佳的了解。需注意的是，根據業界的標準實務，各特徵並未依比例繪示。事實上，為了使討論更為清楚，各特徵的尺寸都可任意地增加或縮減。

〔圖1〕係繪示依照本揭露之第一實施方式的一種積層陶瓷電容的剖面示意圖。

〔圖2〕係繪示依照本揭露之第二實施方式的一種積層陶瓷電容的剖面示意圖。

〔圖3〕係繪示依照本揭露之第三實施方式的一種積層陶瓷電容的剖面示意圖。

〔圖4〕係繪示依照本揭露之第四實施方式的一種積層陶瓷電容的剖面示意圖。

〔圖5〕係繪示依照本揭露之第五實施方式的一種積層陶瓷電容的剖面示意圖。

〔圖6〕係繪示依照本揭露之第六實施方式的一種積層陶瓷電容的剖面示意圖。

以下仔細討論本揭露的實施例。然而，可以理解的是，實施例提供許多可應用的概念，其可實施於各式各樣的特定內容中。所討論與揭示的實施例僅供說明，並非用以限定本揭露之範圍。本揭露的所有實施例揭露多種不同特徵，但這些特徵可依需求而單獨實施或結合實施。

另外，關於本文中所使用之「第一」、「第二」、...等，並非特別指次序或順位的意思，其僅為了區別以相同技術用語描述的元件或操作。

本揭露所敘述之二元件之間的空間關係不僅適用於圖式所繪示之方位，亦適用於圖式所未呈現之方位，例如倒置之方位。此外，本揭露所稱二個部件的「連接」、「電性連接」、或之類用語並非僅限制於此二者為直接的連接或電性連接，亦可視需求而包含間接的連接或電性連接。

請參照圖1，其係繪示依照本揭露之第一實施方式的一種積層陶瓷電容100的剖面示意圖。積層陶瓷電容100主要可包含積層磚200、第一端電極300、以及第二端電極400。積層磚200之形狀可根據產品需求而設計。舉例而言，積層磚200可為長方體或正方體。積層磚200主要可包含陶瓷體210、數個第一內電極220、數個第二內電極230、第一上內電極240、以及第一下內電極250。

陶瓷體210可例如為長方體或正方體。陶瓷體 210可為數個陶瓷胚片堆疊後，經燒結而成。陶瓷體210具有彼此相對之第一表面212與第二表面214、以及彼此相對之第一端面216與第二端面218。舉例而言，第一表面212與第二表面214可分別為陶瓷體210之上表面與下表面，第一端面216與第二端面218可分別為陶瓷體210之相對二側面。第一端面216與第二端面218接合在第一表面212與第二表面214之間。

數個第一內電極220與數個第二內電極230彼此實體相隔地嵌設在陶瓷體210中。這些第一內電極220與第二內電極230依序交錯排列，即先設置第一內電極220、再設置第二內電極230、接著設置第一內電極220，依此交錯排列。在圖1所示之實施例中，第一內電極220之數量與第二內電極230之數量相等。每個第一內電極220自陶瓷體210之第一端面216朝第二端面218延伸一段距離，且與第二端面218相隔。每個第二內電極230則自陶瓷體210之第二端面218朝第一端面216延伸一段距離，且與第一端面216相隔。在一些實施例中，第一內電極220與第二內電極230均平行第一表面212與第二表面214。第一內電極220之長度L1可與第二內電極230之長度L2實質相等。因此，第一內電極220之長度L1與第二內電極230之長度L2均較積層磚200的長度L短。第一內電極220與第二內電極230之材料可例如為銅、銀、或鎳。

第一上內電極240同樣嵌設於陶瓷體210中，且位於第一內電極220之上方，即位於所有第一內電極220 與第二內電極230之上。第一上內電極240自陶瓷體210之第二端面218朝第一端面216延伸，且與第一端面216相隔。因此，如圖1之剖面示意圖所示，第一上內電極240與第一內電極220分別從第二端面218與第一端面216延伸，且第一上內電極240與一個第一內電極220相鄰，並堆疊在此第一內電極220的一部分上。第一下內電極250嵌設於陶瓷體210中，且位於所有第一內電極220與第二內電極230之下。第一下內電極250自陶瓷體210之第一端面216朝第二端面218延伸，且與第二端面218相隔。因此，如圖1之剖面示意圖所示，第一下內電極250與第二內電極230分別從第一端面216與第二端面218延伸，且第一下內電極250與一個第二內電極230相鄰，而此第二內電極230堆疊在第一下內電極250的一部分上。在一些實施例中，第一上內電極240與第一下內電極250均平行第一表面212與第二表面214。第一上內電極240之長度L3可與第一下內電極250之長度L4實質相等，或不相等。第一上內電極240之長度L3與第一下內電極250之長度L4均小於第一內電極220之長度L1與第二內電極230之長度L2。在一些實施例中，第一上內電極240之長度L3與第一下內電極250之長度L4相等，且等於或小於積層磚200之長度L的7/9並大於0。第一上內電極240與第一下內電極250之材料可例如為銅、銀、或鎳。

第一端電極300自陶瓷體210之第一表面212 延伸經過第一端面216而至第二表面214。具體而言，第一端電極300自第一表面212鄰近第一端面216的區域順著第一端面216向下延伸，再進一步延伸至第二表面214鄰近第一端面216的區域。第一端電極300可概呈倒C字型。第一端電極300可為單層結構或多層結構。在一些實施例中，第一端電極300包含依序堆疊之第一層310、第二層320、與第三層330。即，第一層310覆蓋並接觸部分之第一表面212、第一端面216、與部分之第二表面214，第二層320覆蓋並接觸第一層310，第三層330覆蓋並接觸第二層320。舉例而言，第一層310之材料可為銅、銀、或銀鈀合金，第二層320之材料可為鎳，第三層330之材料可為錫。

第二端電極400自第一表面212延伸經過第二端面218而至第二表面214。具體而言，第二端電極400自第一表面212鄰近第二端面218的區域順著第二端面218向下延伸，再進一步延伸至第二表面214鄰近第二端面218的區域。因此，第二端電極400可概呈C字型，且與第一端電極300彼此相對。此外，第二端電極400與第一端電極300彼此實體分隔。第二端電極400同樣可為單層結構或多層結構。在一些實施例中，第二端電極400包含依序堆疊在部分之第一表面212、第二端面218、與部分之第二表面214上之第一層410、第二層420、與第三層430。舉例而言，第一層410之材料可為銅、銀、或銀鈀合金，第二層420之材料可為鎳，第三層430之材料可為錫。

透過縮減第一上內電極240之長度L3、以及第一下內電極250之長度L4，可增加第一上內電極240與對側之第一端電極300之間的距離、以及第一下內電極250與對側之第二端電極400之間的距離。因此，可降低第一上內電極240與第一端電極300之間的電場、以及第一下內電極250與第二端電極400之間電場，甚至使電場趨近於零。如此一來，可防止第一端電極300與第二端電極400之尖端放電，而可大幅降低積層陶瓷電容100於長時間使用時之漏電流增加的效應，進而可提升積層陶瓷電容100在高溫環境下的漏電流耐受度。

上述實施方式之積層陶瓷電容100的第一上內電極240與第一下內電極250之間所夾之第一內電極220與第二內電極230之總數量為雙數，然本揭露不限於此。

請參照圖2，其係繪示依照本揭露之第二實施方式的一種積層陶瓷電容100a的剖面示意圖。積層陶瓷電容100a之架構大致與上述之積層陶瓷電容100之架構相同，積層陶瓷電容100a與100之間的差異在於積層陶瓷電容100a之積層磚200a內之第一內電極220的數量與第二內電極230的數量不同。由於第一內電極220與第二內電極230是交錯排列，因此第一上內電極240與第一下內電極250之間所夾之第一內電極220與第二內電極230之總數量為單數。在圖2所示之實施例中，第一內電極220之數量為3，第二內電極230之數量為2，第一內電極220 比第二內電極230多一個。因此，如圖2之剖面示意圖所示，第一上內電極240與最上方之一個第一內電極220相鄰，且堆疊在此第一內電極220的一部分上。此外，第一下內電極250與最下方之另一個第一內電極220相鄰，且此第一內電極220堆疊在第一下內電極250上。

上述之實施方式之積層陶瓷電容100僅具有單一個第一上內電極240與單一個第一下內電極250，然本揭露不限於此。

請參照圖3，其係繪示依照本揭露之第三實施方式的一種積層陶瓷電容100b的剖面示意圖。積層陶瓷電容100b之架構大致與上述之積層陶瓷電容100之架構相同，積層陶瓷電容100b與100之間的差異在於積層陶瓷電容100b之積層磚200b包含二個上內電極與二個下內電極。具體而言，除了第一上內電極240與第一下內電極250外，積層磚200b更包含第二上內電極260與第二下內電極270。

第二上內電極260嵌設於陶瓷體210中，且與第一上內電極240等高。第二上內電極260自陶瓷體210之第一端面216朝第一上內電極240延伸，且與第一上內電極240彼此相隔。第二上內電極260之長度L5同樣小於第一內電極220之長度L1。在圖3所示之實施例中，第一上內電極240之長度L3大於第二上內電極260之長度L5。在一些實施例中，第一上內電極240之長度L3與第二上內電極260之長度L5的總和實質等於第一內電極 220之長度L1。第二上內電極260之材料可例如與第一上內電極240之材料相同。

第二下內電極270嵌設於陶瓷體210中，且與第一下內電極250等高。第二下內電極270自陶瓷體210之第二端面218朝第一下內電極250延伸，且與第一下內電極250彼此相隔。第二下內電極270之長度L6也小於第二內電極230之長度L2。第一下內電極250之長度L4大於第二下內電極270之長度L6。在一些實施例中，第一下內電極250之長度L4與第二下內電極270之長度L6的總和實質等於第二內電極230之長度L2。第二下內電極270之材料可與第一下內電極250之材料相同。

在一些實施例中，第二上內電極260之長度L5與第二下內電極270之長度L6等於或大於積層磚200b之長度L的1/18，第一上內電極240之長度L3與第一下內電極250之長度L4等於或小於積層磚200b之長度L的7/9。

透過縮短第一上內電極240與第二上內電極260、以及第一下內電極250與第二下內電極270，可增加第一上內電極240及第二下內電極270與第一端電極300之間的距離、以及第二上內電極260及第一下內電極250與第二端電極400之間的距離。因此，可更有效地降低積層陶瓷電容100b在長時間使用下漏電流增加的效應。

請參照圖4，其係繪示依照本揭露之第四實施方式的一種積層陶瓷電容100c的剖面示意圖。積層陶瓷電容 100c之架構大致與上述之積層陶瓷電容100b之架構相同，積層陶瓷電容100c與100b之間的差異在於積層陶瓷電容100c之積層磚200c之第一上內電極240a的長度L3a等於第二上內電極260a的長度L5a，第一下內電極250a的長度L4a等於第二下內電極270a的長度L6a。

透過縮減第一上內電極240a的長度L3a、第二上內電極260a的長度L5a、第一下內電極250a的長度L4a、以及第二下內電極270a的長度L6a，並使第一上內電極240a與第二上內電極260a等長、以及第一下內電極250a與第二下內電極270a等長，不僅可更有效提升積層陶瓷電容100c在高溫環境下的漏電流耐受度，且積層陶瓷電容100c更容易製作。

請參照圖5，其係繪示依照本揭露之第五實施方式的一種積層陶瓷電容100d的剖面示意圖。積層陶瓷電容100d之架構大致與積層陶瓷電容100b之架構相同，積層陶瓷電容100d與100b之間的差異在於積層陶瓷電容100d之積層磚200d之第一內電極220之數量比第二內電極230之數量多一個。

請參照圖6，其係繪示依照本揭露之第六實施方式的一種積層陶瓷電容100e的剖面示意圖。積層陶瓷電容100e之架構大致與積層陶瓷電容100c之架構相同，積層陶瓷電容100e與100c之間的差異在於積層陶瓷電容100e之積層磚200e之第一內電極220之數量比第二內電極230之數量多一個。

請再次參照圖1與圖2，第一內電極220與第二內電極230之任相鄰二者之間具有間距G1，第一上內電極240與相鄰之第一內電極220之間具有間距G2，第一下內電極250與相鄰之第二內電極230或相鄰之第一內電極220之間具有間距G3。在一些實施例中，間距G1、間距G2、與間距G3相等。在另一些實施例中，間距G2與間距G3大於間距G1。

由上述之實施方式可知，本揭露透過縮短上內電極與下內電極之長度，來增加上內電極以及下內電極與相對側之端電極之間的距離，藉此可降低上內電極及下內電極與端電極之間的電場，甚至使上內電極及下內電極與端電極之間的電場趨近於零。如此一來，可大幅降低積層陶瓷電容於長時間使用時漏電流增加的效應，進而可有效提升積層陶瓷電容的可靠度。

雖然本揭露已以實施例揭示如上，然其並非用以限定本揭露，任何在此技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。