多層陶瓷電容器和用於安裝該多層陶瓷電容器的板的製作方法

2023-04-23 06:34:46

技術領域

本公開涉及一種多層陶瓷電容器(MLCC)及用於安裝該多層陶瓷電容器的板。

背景技術：

MLCC具有諸如尺寸相對小、具有高電容且容易安裝的優點。

這樣的MLCC可安裝在諸如包括液晶顯示器(LCD)和等離子顯示面板(PDP)等的圖像顯示裝置、計算機、智慧型手機和行動電話的各種電子產品的電路板上，以對MLCC進行充電和放電。

這樣的MLCC包括使多個介電層和內電極層壓在其中的主體部。這裡，可在主體部的未形成內電極的邊緣部分產生臺階部。

當產生臺階部時，每個內電極在主體部的長度方向上的兩端在壓縮主體部的工藝中可被彎曲為填充其中形成了主體部的臺階部的空的空間。

因此，主體部在長度方向上的設置了內電極的端部的兩端的厚度可小於主體部的中心的厚度。當在MLCC中出現短路或將高電壓施加到MLCC時，電場集中在多個介電層的脆弱部分，導致使燒痕殘留其中的高電壓應力(HVS)故障。

技術實現要素：

本公開的一方面可提供一種多層陶瓷電容器(MLCC)，所述MLCC可使在基板上壓制和安裝層壓主體時產生的臺階部的影響減小。

根據本公開的一方面，可提供一種MLCC，所述MLCC包括：主體部以及第一外電極、第二外電極和第三外電極，其中，主體部通過在主體部的寬 度方向上層壓多個介電層以及多個第一內電極和多個第二內電極而形成，第一內電極和第二內電極中的每個包括彼此分開並分別通過主體部的安裝表面暴露的引出部，第一外電極至第三外電極設置在主體部的安裝表面上以連接到各個引出部，臺階部補償圖案形成在主體部中的未形成引出部的部位的部分上，以通過主體部的安裝表面暴露。

根據本公開的另一方面，可提供一種用於安裝多層陶瓷電容器的板，所述板包括：基板，具有設置在基板上的第一電極焊盤、第二電極焊盤和第三電極焊盤；如上所述的多層陶瓷電容器，所述第一外電極、第二外電極和第三外電極分別設置在第一電極焊盤、第二電極焊盤和第三電極焊盤上，並安裝在基板上。

附圖說明

通過下面結合附圖進行的詳細描述，本公開的以上和其他方面、特徵和優點將會被更清楚地理解，在附圖中：

圖1是根據本公開的示例性實施例的多層陶瓷電容器(MLCC)的示意性透視圖；

圖2是圖1的陶瓷主體部具有面向上方的安裝表面的透視圖；

圖3是圖1的第一內電極、第二內電極和臺階部補償層彼此層壓的結構的分解透視圖；

圖4是沿圖1的線I-I'截取的截面圖；

圖5是圖1的第一外電極至第三外電極的另一示例性實施例的透視圖；

圖6根據本公開的另一示例性實施例的MLCC的陶瓷主體部的示意性透明透視圖；

圖7A至圖7C分別是圖6的第一內電極和第二內電極以及臺階部補償層的平面圖；

圖8是分別設置在圖6的陶瓷主體部的在陶瓷主體部的長度方向上的兩個表面上的絕緣體的透明透視圖；

圖9是根據本公開的另一示例實施例的MLCC的透視圖；

圖10是使圖9的第一內電極、第二內電極和臺階部補償層彼此層壓的結構的分解透視圖；

圖11是沿圖9的線II-II'截取的截面圖；

圖12是圖9的第一外電極至第三外電極的另一示例性實施例的透視圖；

圖13是圖1的MLCC安裝在基板上的透視圖；

圖14是圖9的MLCC安裝在基板上的透視圖。

具體實施方式

在下文中，將參照附圖在下面描述本公開的實施例。

然而，本公開可以以許多不同的形式實施，並且不應被解釋為局限於在此闡述的具體實施例。更確切地說，提供這些實施例以使本公開將是徹底的和完整的，並將本公開的範圍充分地傳達給本領域技術人員。

在整個說明書中，將理解的是，當元件(諸如，層、區域或基板)被稱為「在」另一元件「上」、「連接到」另一元件或「結合到」另一元件時，其可直接「在」另一元件「上」、「連接到」另一元件或「結合到」另一元件，或者可存在介於它們之間的其他元件。相反，當元件被稱為「直接在」另一元件「上」、「直接連接到」另一元件或「直接結合到」另一元件時，可以不存在介於它們之間的元件或層。相同的標號始終指示相同的元件。如在此所使用的，術語「和/或」包括所列出的相關項的一項或更多項的任何和全部組合。

將明顯的是，雖然術語「第一」、「第二」、「第三」等可在此用於描述各個構件、組件、區域、層和/或部分，但這些構件、組件、區域、層和/或部分不應受這些術語的限制。這些術語僅用於將一個構件、組件、區域、層或部分與另一構件、組件、區域、層或部分區分開。因此，在不脫離示例性實施例的教導的情況下，下面論述的第一構件、組件、區域、層或部分可被命名為第二構件、組件、區域、層或部分。

在這裡可使用諸如「在……之上」、「在……上面」、「在……之下」和「在……下面」等的空間相對術語，以易於描述如附圖所示的一個元件與另一元件的關係。將理解的是，空間相對術語意圖包含除了在附圖中所描繪的方位之外裝置在使用或操作中的不同方位。例如，如果附圖中的裝置被翻轉，則被描述為在其他元件「之上」或「上面」的元件隨後將定位為在其他元件或特徵「之下」或「下面」。因此，術語「在……之上」可根據附圖的特定方向而包括「在……之上」和「在……之下」兩種方位。所述裝置可被另外定位(旋轉90度或者在其他方位)，並可對在這裡使用的空間相對描述 符做出相應的解釋。

在此使用的術語僅用於描述特定實施例，而不是意圖限制本公開。如在此所使用的，除非上下文另外清楚地指明，否則單數的形式也意圖包括複數的形式。還將理解的是，在該說明書中使用的術語「包含」和/或「包括」列舉存在的所陳述的特徵、整體、步驟、操作、構件、元件和/或他們組成的組，但不排除存在或添加一個或更多個其他特徵、整體、步驟、操作、構件、元件和/或他們組成的組。

在下文中，將參照示出本公開的實施例的示意圖描述本公開的實施例。在附圖中，例如，由於生產技術和/或公差，可估計所示出的形狀的變形。因此，本公開的實施例不應被解釋為局限於在此示出的區域的特定形狀，例如，本公開的實施例應被解釋為包括由於製造導致的形狀的改變。下面的實施例還可由一個或它們的組合構成。

下面描述的本公開的內容可具有各種構造，並僅提出了在此所需的構造，但其不限於此。

在限定六面體的方向以清楚地描述本公開的示例性實施例時，L、W和T分別指示長度方向、寬度方向和厚度方向。

這裡，寬度方向可用作具有與使介電層彼此層壓的層壓方向相同的含義。

多層陶瓷電容器(MLCC)

圖1是根據本公開的示例性實施例的多層陶瓷電容器(MLCC)的示意性透視圖。圖2是圖1的陶瓷主體部具有面向上方的安裝表面的透視圖。圖3是使第一內電極、第二內電極和臺階部補償層彼此層壓的結構的分解透視圖。圖4是沿圖1的線I-I'截取的截面圖。

參照圖1至圖4，根據示例性實施例的MLCC 100可包括主體部110以及第一外電極131至第三外電極133。

主體部110可包括：多個介電層111，沿寬度方向W層壓；多個第一內電極121和多個第二內電極122，沿寬度方向交替地設置，並且多個介電層111分別設置在多個第一內電極121和多個第二內電極122之間。

此外，示例性實施例的MLCC 100還可包括臺階部補償圖案141至143，臺階部補償圖案141至143通過主體部110的安裝表面暴露到其上未形成第一內電極121中每個的下述第一引出部和第二引出部以及第二內電極122中每個的下述第三引出部的部位的部分。

可通過對多個介電層111以及第一內電極121和第二內電極122沿寬度方向W層壓然後對其進行燒結來形成主體部110，主體部110不限於具體形狀，其可以是如圖1至圖4所示的近似六面體。

在示例性實施例中，主體部110可具有0201、0402、0603、1005、1608、2012或3216的尺寸。例如，在這裡，尺寸0603可被定義為長度×寬度(0.6×0.3mm)。

主體部110可具有在厚度方向T上彼此背對的第一表面S1和第二表面S2、連接第一表面S1和第二表面S2並在長度方向L上彼此背對的第三表面S3和第四表面S4以及在寬度方向W上彼此背對的第五表面S5和第六表面S6。

在示例性實施例中，MLCC 100的安裝表面可被限定為主體部110的第一表面S1，將與MLCC 100一起描述其安裝表面。

在進行燒結時，介電層111可被一體化為在不使用掃描電子顯微鏡(SEM)的情況下會難以識別相鄰介電層111之間的邊界的程度。

這裡，每個介電層111的厚度可被任意的改變以適應MLCC 100的電容設計。在對介電層111進行燒結之後，優選地，厚度可被構造為1.00μm或更小。然而，本公開不限於此。

彼此層壓的介電層111的數量還可以是例如幾十或幾百層。

此外，介電層111可包括具有高介電常數的陶瓷粉末，例如，鈦酸鋇(BaTiO3)基粉末、鈦酸鍶(SrTiO3)基粉末或鈦酸鎂，但本公開不限於此，只要可獲得足夠的電容水平即可。

如果必要，還可將陶瓷添加劑、有機溶劑、塑化劑、粘合劑、分散劑等中的至少一種與陶瓷粉末一起添加到介電層111。

此外，主體部110可具有分別設置在主體部110的背對的最外表面上的覆蓋件112和113作為在寬度方向W上的邊緣。

除了覆蓋件112和113不包括內電極之外，覆蓋件112和113可具有與介電層111的材料和構造相同的材料和構造。

可通過分別在主體部110的在主體部110的寬度方向W上的背對的最外表面上層壓單個介電層或至少兩個介電層來設置這些覆蓋件112和113，這些覆蓋件112和113可從根本上防止由於物理或化學應力導致的對第一內電極121和第二內電極122的損壞。

可使第一外電極131至第三外電極133在主體部110的第一表面S1上在主體部110的長度方向L上順序地設置為彼此分開。

第一外電極131至第三外電極133還可設置為與主體部110的第三表面S3和第四表面S4分開。

在這種情況下，如果必要，第一外電極131至第三外電極133可包括形成在主體部110的第一表面S1上的鍍層131a、132a和133a以及分別形成在鍍層131a、132a和133a上的塗層。塗層可包括鎳(Ni)塗層131b、132b和133b以及分別形成在Ni塗層131b、132b和133b上的錫(Sn)塗層131c、132c和133c。

一般MLCC具有設置在主體部的在主體部的長度方向上的彼此背對的端部上的外電極。因此，當將交流電施加到外電極時，較長的電流路徑可導致將形成更大的電流環從而增大了感應磁場的大小，導致電子組件的電感增大。

在示例性實施例中，第一外電極131至第三外電極133中的全部可設置在主體部110的第一表面S1上，使電流路徑縮短以減小電流環的大小，從而降低電子組件的電感。

同時，如圖5所示，MLCC 100′的第一外電極131′至第三外電極133′可包括：連接件131a'、132a'和133a'，形成在主體部110的第一表面S1上；第一帶131b'、132b'和133b'，分別從連接件131a'、132a'和133a'延伸至主體部110的第五表面S5和第六表面S6的部分。因此，可增加第一外電極131′至第三外電極133′的固定強度。

第一內電極121和第二內電極122可接收不同的各個極性信號，可設置在主體部110中，並可與置於其之間的介電層在主體部110的寬度方向W上交替地設置。

在這種情況下，第一內電極121和第二內電極122可通過置於其之間的介電層111彼此電分離。

可根據其用途確定第一內電極121和第二內電極122的厚度，例如，考慮到陶瓷主體部110的尺寸，可將其確定為在0.2至1.0μm之間，但本公開不限於此。

形成第一內電極121和第二內電極122的材料也不限於具體材料，例如，可使用諸如鈀(Pd)或鈀-銀(Pd-Ag)合金的金屬以及包括Ni和銅(Cu)中的至少一種的導電膏來形成。

在這種情況下，可使用諸如絲網印刷或凹版印刷的印刷導電膏的方法，但本公開不限於此。

示例性實施例的第一內電極121和第二內電極122還可設置為分別與主體部110的第三表面S3和第四表面S4以一定的間隔分開，因此，與一定的間隔對應，邊緣可形成在主體部110上。

第一內電極121中的每個可包括第一主體部121a以及第一引出部121b和第二引出部121c。第一主體部121a可與下述第二內電極122中每個的第二主體部122a重疊，以有助於形成電容。第一引出部121b和第二引出部121c可從第一主體部121a延伸，以通過主體部110的第一表面S1暴露。

在這種情況下，第一引出部121b和第二引出部121c可設置為在主體部110的長度方向L上彼此分開，並可分別接觸第一外電極131和第三外電極133，以電連接到第一外電極131和第三外電極133。

第二內電極122中的每個可包括第二主體部122a和第三引出部122b。第二主體部122a可與在寬度方向W上與第二內電極122相鄰設置的每個第一內電極121的第一主體部121a重疊，以有助於形成電容。第三引出部122b可從第二主體部122a延伸以通過主體部110的第一表面S1暴露。

在這種情況下，第三引出部122b可在主體部110的長度方向L上設置在第一引出部121b和第二引出部121c之間，並可接觸第二外電極132，以電連接到第二外電極132。

如以上闡述，示例性實施例的MLCC 100可允許每個第一內電極121的第一引出部121b和第二引出部121c以及每個第二內電極122的第三引出部122b設置為最接近主體部110的第一表面S1，從而減小MLCC 100的等效串聯電感(ESL)。

將在下文中描述示例性實施例的臺階部補償圖案。臺階部補償圖案可包括第一臺階部補償圖案141至第三臺階部補償圖案143。

第一臺階部補償圖案141至第三臺階部補償圖案143可包括與包含在第一內電極121和第二內電極122中的材料相同的材料，並可如下所述與第一內電極121和第二內電極122以一定的間隔分開。

第一臺階部補償圖案141可在設置有每個第一內電極121的每個介電層111上沿主體部110的長度方向L設置在第一引出部121b與第二引出部121c之間。第一臺階部補償圖案141還可在寬度方向W上與第三引出部122b重 疊。

第二臺階部補償圖案142和第三臺階部補償圖案143可在設置有每個第二內電極122的每個介電層111上沿主體部110的長度方向L設置在第三引出部122b的兩側。第二臺階部補償圖案142和第三臺階部補償圖案143還可在寬度方向W上分別與第一引出部121b和第二引出部121c重疊。

如上所述形成的第一臺階部補償圖案141至第三臺階部補償圖案143可填充介電層111的邊緣。

例如，位於第一引出部121b與第二引出部121c之間的第一臺階部補償圖案141可以以第三引出部122b的尺寸填充邊緣，在第三引出部122b兩側的第二臺階部補償圖案142和第三臺階部補償圖案143可分別以第一引出部121b與第二引出部121c的尺寸填充邊緣。

同時，示例性實施例的MLCC 100還可包括沿寬度方向W設置在主體部110中的至少一個臺階部補償層124。

在這種情況下，可沿寬度方向W依次設置兩個或更多個臺階部補償層124。即使在設置多個臺階部補償層124的情況下，也可按照使臺階部補償層124可彼此單獨分開的形式通過第一內電極121和第二內電極122使臺階部補償層124分別分開。

還可能由於第一內電極121和第二內電極122的厚度之間的差異產生臺階部，可與第一內電極121和第二內電極122一起同時印刷至少一個臺階部補償層124，因此，至少一個臺階部補償層124的厚度和層壓的臺階部補償層124的數量可分別與第一內電極層121和第二內電極層122的厚度和數量一致。

除了臺階部補償層124不包括內電極之外，臺階部補償層124可包括與包含在介電層111中的材料相同的材料。在這種情況下，還可在介電層111上分別形成介電圖案123。介電圖案123可形成在主體部110的使介電圖案123在寬度方向W上不與第一內電極121和第二內電極122重疊的邊緣上。

在這種情況下，介電圖案123可包括絕緣材料，例如，可包括與形成主體部110的介電層111中所包括的材料相同的材料，但本公開不限於此。

例如，介電圖案123中的每個可形成在與第一引出部121b和第三引出部122b之間的空間對應的部分123b上、與第二引出部121c和第三引出部122b之間的空間對應的部分123c上、與第一內電極121和第二內電極122中的每 個在長度方向L上的兩個邊緣對應的部分123a和123d上以及與安裝表面的背對側上設置的邊緣對應的部分123e上。

因此，第一臺階部補償圖案141至第三臺階部補償圖案143以及臺階部補償層124的介電圖案123可填充在主體部110中的可能產生臺階部的邊緣，從而即使在層壓內電極的數量高的電容中也有效地減少了在主體部110中可能產生的臺階部的數量。

同時，可根據主體部的邊緣和電介質膏的流動性確定層壓的臺階部補償層的數量和介電圖案的厚度。這裡，主體部的邊緣可被限定為主體部的介電區域中未印刷內電極的區域。

例如，使緩衝層沿著層壓方向插入到主體部的中心的傳統結構可滿足印刷電極的厚度×邊緣面積×層壓的內電極的數量＝印刷電介質的厚度×流動度，使至少一個臺階部補償層124施加到主體部110作為示例性實施例的本公開可滿足印刷電極的厚度×邊緣面積×層壓的內電極的數量＝緩衝厚度。

變型

圖6根據本公開的另一示例性實施例的MLCC的陶瓷主體部的示意性透明透視圖。圖7A至圖7C分別是圖6的第一內電極和第二內電極以及臺階部補償層的平面圖。圖8是分別設置在圖6的陶瓷主體部的在陶瓷主體部的長度方向上的兩個表面上的絕緣體的透明透視圖。

這裡，將省略與上述示例性實施例的部件相同部件的描述，將更詳細地描述具有與上述示例性實施例的結構不同結構的第一內電極和第二內電極、絕緣體以及臺階部補償層。

參照圖6至圖8，第一內電極1210和第二內電極1220可分別通過主體部110的第三表面S3和第四表面S4暴露，第一主體1210a和第二主體1220a在主體部110的長度方向L上的兩個端部以及第一引出部1210b和第二引出部1210c在主體部110的長度方向L上的兩端均未被介電層111的邊緣覆蓋。

此外，主體部110的第三表面S3和第四表面S4可具有分別設置在其上的絕緣體151和152，以覆蓋第一內電極1210和第二內電極1220的暴露部分。

在這種情況下，每個第一臺階部補償圖案141'可在設置有每個第一內電極1210的每個介電層111上沿主體部110的長度方向L設置在第一引出部1210b和1210c之間，以在寬度方向W上與第三引出部1220b重疊。

分別設置在第三引出部1220b的兩側的第二臺階部補償圖案142'和第三臺階部補償圖案143'的兩端可被設置為在設置有每個第二內電極1220的每個介電層111上在主體部110的長度方向上通過主體部110的第三表面S3和第四表面S4暴露。

在這種情況下，第二臺階部補償圖案142'和第三臺階部補償圖案143'可在寬度方向W上分別與第一引出部1210b和第二引出部1210c重疊。

同時，示例性實施例的每個臺階部補償層1240可具有形成在其表面上的介電圖案1230，介電圖案1230可形成在使介電圖案1230沿寬度方向W不與第一內電極1210和第二內電極1220重疊的部分上。

例如，介電圖案1230可形成在與第一引出部1210b和第三引出部1220b之間的空間對應的部分1230a中、與第二引出部1210c和第三引出部1220b之間的空間對應的部分1230b中以及與主體部110的安裝表面的相對側上設置的邊緣對應的部分1230c中。

圖9是根據本公開的另一示例性實施例的MLCC的透視圖。圖10是使圖9的第一內電極、第二內電極和階梯補償層彼此層壓的結構的分解透視圖。圖11是沿圖9的線II-II'截取的截面圖。

這裡，將省略與上述示例性實施例的部件相同的部件的詳細描述，將更詳細地描述具有與上述示例性實施例的結構不同結構的第一內電極和第二內電極以及第四外電極至第六外電極。

參照圖9至圖11，根據示例性實施例的MLCC 100″可包括設置在主體部110的第二表面S2上的第四外電極134、第五外電極135和第六外電極136。

第四外電極134至第六外電極136可在主體部110的長度方向L上順序地設置為彼此分開。

在這種情況下，第四外電極134和第六外電極136可分別設置為與主體部110的第三表面S3和第四表面S4分開。

如圖12所示，MLCC 100″′的第四外電極134′至第六外電極136′可包括：連接件134a、135a和136a，形成在主體部110的第二表面S2上；第四帶134b、第五帶135b和第六帶136b，分別從連接件134a、135a和136a延伸至主體部110的第五表面S5和第六表面S6的部分。因此，可增加第四外電極134′至第六外電極136′的固定強度。

在這種情況下，第四外電極134至第六外電極136(諸如連接件134a、 135a和136a)可包括形成在主體部的第二表面S2上的鍍層以及分別形成在鍍層上的塗層。

塗層可包括Ni塗層以及分別形成在Ni塗敷層上的Sn塗層。

每個第一內電極121可包括從第一主體部121a延伸並分別通過主體部110的第二表面S2暴露的第四引出部121d和第五引出部121e。

在這種情況下，第四引出部121d和第五引出部121e可設置為沿主體部110的長度方向L彼此分開，並可分別接觸第四外電極134和第六外電極136，以電連接到第四外電極134和第六外電極136。

每個第二內電極122可包括從第二主體部122a延伸並通過主體部110的第二表面S2暴露的第六引出部122c。

在這種情況下，第六引出部122c可沿主體部110的長度方向L設置在第四引出部121d和第五引出部121e之間，並可接觸第五外電極135，以電連接到第五外電極135。

此外，除了上述第一臺階部補償圖案141至第三臺階部補償圖案143之外，示例性實施例的MLCC 100″還可包括第四臺階部補償圖案144、第五臺階部補償圖案145和第六臺階部補償圖案146。

第四臺階部補償圖案144可在設置有每個第一內電極121的每個介電層111上在主體部110的長度方向L上設置在第四引出部121d與第五引出部121e之間，以沿寬度方向W與第六引出部122c重疊。

第五臺階部補償圖案145和第六臺階部補償圖案146可在設置有每個第二內電極122的每個介電層111上在主體部110的長度方向L上設置在第六引出部122c的兩側，以分別沿寬度方向W與第四引出部121d和第五引出部121e重疊。

同時，示例性實施例的每個臺階部補償層124′可具有形成在其表面上的介電圖案123′，介電圖案123′可形成在使介電圖案123′沿寬度方向不與第一內電極121和第二內電極122重疊的部分上。

例如，介電圖案123'可形成在與第一引出部121b和第三引出部122b之間的空間對應的部分123b上、與第二引出部121c與第三引出部122b之間的空間對應的部分123c上、與第四引出部121d和第六引出部122c之間的空間對應的部分123f上、與第五引出部121e和第六引出部122c之間的空間對應的部分123g上以及每個臺階部補償層124'的在長度方向L上的兩端123a和 123d上。

根據以上描述的示例性實施例，當MLCC 100」的內外結構豎直對稱時，可忽略MLCC 100」的方向性。

因此，由於MLCC 100」的第一表面S 1和第二表面S2中的任意一個可設置為其安裝表面，因此當在基板上安裝MLCC 100」時可不需要考慮安裝表面的方向。

MLCC的板

圖13是圖1的MLCC 100安裝在基板上的透視圖。

參照圖13，根據示例性實施例的用於安裝MLCC 100的板200可包括：基板210，其上安裝了MLCC 100；第一電極焊盤221、第二電極焊盤222和第三電極焊盤223，在基板210的上表面上彼此分開。

當第一外電極131至第三外電極133設置在第一電極焊盤221至第三電極焊盤223之上以分別接觸第一電極焊盤221至第三電極焊盤223時，可通過焊料230使MLCC 100電連接到基板210。

同時，示例性實施例示出了圖1的MLCC 100的安裝形式，但本公開不限於此。作為示例，如圖14所示，圖9中示出的MLCC 100″還可通過利用與圖13的板200的結構類似的結構安裝在基板上而形成安裝了MLCC 100″的板。

如以上闡述的，根據本公開的示例性實施例，臺階部補償圖案可通過主體部的安裝表面暴露到主體部中未形成引出部的部位的部分，以填充主體部的邊緣，從而使在MLCC的層壓工藝之後在壓縮主體部的工藝中可能產生的臺階部最少化。

雖然上面已經示出並描述了示例性實施例，但是對於本領域技術人員將明顯的是，在不脫離由權利要求限定的本發明的範圍的情況下，可做出修改和變型。