多層陶瓷電容器的制造方法
【專利摘要】一種多層陶瓷電容器,包括陶瓷主體、電極層和第一端電極和第二端電極,陶瓷主體包括多個層疊的介質(zhì)層,電極層包括多個第一內(nèi)電極層、多個第二內(nèi)電極層和兩個第三內(nèi)電極層,多個第一內(nèi)電極層和多個第二內(nèi)電極層交替地層疊于多個介質(zhì)層上而間隔設置,且多個第一內(nèi)電極層、第二內(nèi)電極層和介質(zhì)層形成兩端均為介質(zhì)層的層疊單元,兩個第三內(nèi)電極層分別設置于層疊單元的最外端的兩個介質(zhì)層上,第一內(nèi)電極層包括第一電極區(qū)域、第二電極區(qū)域和兩個第三電極區(qū)域;第二內(nèi)電極層包括第四電極區(qū)域、第五電極區(qū)域和兩個第六電極區(qū)域;兩個第三內(nèi)電極層均不與第一端電極和第二端電極連接。該多層陶瓷電容器的擊穿電壓和容量較高。
【專利說明】多層陶瓷電容器
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及電子元器件領域,特別是涉及一種多層陶瓷電容器。
【背景技術】
[0002] 多層陶瓷電容器由于其體積小、容量范圍廣、耐電壓安全余量大及壽命可靠性好 等諸多優(yōu)點,而獲得廣泛應用。隨著電子設備的技術發(fā)展,具有較高的額定電壓(100V? 250V),同時具有較高的容量1 μ F)的所謂中壓高容多層陶瓷電容器的市場需求顯著增 力口。該類多層陶瓷電容器多應用于工作電壓較高的場合,如各種電源線路等。
[0003] 常規(guī)的多層陶瓷電容器包括長方體的陶瓷體以及緊密附著于陶瓷體相對兩端的 兩個外電極。陶瓷體包括交替層疊并連接到極性相異的外電極的多個內(nèi)電極層以及多個分 別層疊于相異極性的內(nèi)電極層之間的介質(zhì)層,從而可以獲得高的容量值。兩個外電極分別 完全覆蓋陶瓷體相對的兩個端面,并且在與端面鄰接的其他四個面上延伸一段距離。傳統(tǒng) 的多層陶瓷電容器的內(nèi)電極層一般都是方形,多層陶瓷電容器充電后較多電荷集中在內(nèi)電 極層末端的邊角位置,故內(nèi)電極層的末端與外電極的延伸部分的末端之間成為場強特別大 的區(qū)域,如圖1(a)和圖1(b)中的虛線圓圈部分所示,較易發(fā)生擊穿。為了獲得高的容量, 需要較大面積的內(nèi)電極層,或者需要層疊更多的內(nèi)電極層。當內(nèi)電極層的面積較大時,會導 致內(nèi)電極層的末端與外電極的延伸部分的末端之間的距離縮短,更易發(fā)生擊穿。而層疊更 多的內(nèi)電極層使得處于最外側(cè)的內(nèi)電極層的末端與外電極的延伸部分的末端之間的距離 縮短,也易發(fā)生擊穿。
[0004] 為了在各種固定的封裝尺寸內(nèi)提高多層陶瓷電容器的擊穿電壓,已有本【技術領域】 人員所熟知的串聯(lián)式結(jié)構(gòu)設計,通過在同一個多層陶瓷電容器封裝內(nèi)的每一層形成兩個或 兩個以上的串聯(lián)的電容器,使串聯(lián)的每個電容器只承受一部分電壓,從而多層陶瓷電容器 可以承受更高的總電壓。但同樣是由于串聯(lián),這些多層陶瓷電容器無法獲得高的容量。
[0005] 所以,常規(guī)的多層陶瓷電容器難以在保證高容量的同時獲得高擊穿電壓。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006] 基于此,有必要提供一種擊穿電壓較高且容量較高的多層陶瓷電容器。
[0007] -種多層陶瓷電容器,包括陶瓷主體、設置于所述陶瓷主體內(nèi)部的電極層和分別 設置于所述陶瓷主體的相對兩端的第一端電極和第二端電極,所述陶瓷主體包括多個沿厚 度方向?qū)盈B的介質(zhì)層,所述電極層包括多個第一內(nèi)電極層、多個第二內(nèi)電極層和兩個第三 內(nèi)電極層,所述多個第一內(nèi)電極層和多個第二內(nèi)電極層交替地層疊于所述多個介質(zhì)層上使 得所述多個第一內(nèi)電極層和多個第二內(nèi)電極層間隔設置,且所述多個第一內(nèi)電極層、多個 第二內(nèi)電極層和多個介質(zhì)層形成兩端均為介質(zhì)層的層疊單元,所述兩個第三內(nèi)電極層分別 設置于所述層疊單元的最外端的兩個介質(zhì)層上,其中,
[0008] 所述第一內(nèi)電極層包括第一電極區(qū)域、第二電極區(qū)域和兩個第三電極區(qū)域,所述 第一電極區(qū)域的一端與所述第一端電極抵接,另一端向所述層疊單元內(nèi)部延伸并與所述第 二電極區(qū)域連接,所述第二電極區(qū)域與所述第二端電極形成有間隙,且所述第二電極區(qū)域 的寬度小于所述第一電極區(qū)域的寬度,所述兩個第三電極區(qū)域?qū)ΨQ設置于所述第二電極區(qū) 域的兩側(cè),且所述兩個第三電極區(qū)域分別與所述第一電極區(qū)域形成間隙,且所述兩個第三 電極區(qū)域分別與所述第二電極區(qū)域形成間隙;
[0009] 所述第二內(nèi)電極層包括第四電極區(qū)域、第五電極區(qū)域和兩個第六電極區(qū)域,所述 第四電極區(qū)域的一端與所述第二端電極抵接,另一端向所述層疊單元內(nèi)部延伸并與所述第 五電極區(qū)域連接,所述第五電極區(qū)域與所述第一端電極形成有間隙,且所述第五電極區(qū)域 的寬度小于所述第四電極區(qū)域的寬度,所述兩個第六電極區(qū)域?qū)ΨQ設置于所述第五電極區(qū) 域的兩側(cè),且所述兩個第六電極區(qū)域分別與所述第四電極區(qū)域形成間隙,且所述兩個第六 電極區(qū)域分別與所述第五電極區(qū)域形成間隙;
[0010] 所述兩個第三內(nèi)電極層均不與所述第一端電極和第二端電極連接,其中任意一個 所述第三內(nèi)電極層與所述第一內(nèi)電極層相鄰時,所述與第一內(nèi)電極層相鄰的第三內(nèi)電極層 在所述第一內(nèi)電極層上的投影覆蓋所述第三電極區(qū)域,任意一個所述第三內(nèi)電極層與所述 第二內(nèi)電極層相鄰時,所述與第二內(nèi)電極層相鄰的第三內(nèi)電極層在所述第二內(nèi)電極層上的 投影覆蓋所述第六電極區(qū)域。
[0011] 在其中一個實施例中,所述陶瓷主體為長方體,所述長方體具有第一表面、第二表 面、第三表面、第四表面、第五表面和第六表面,所述第一表面和第二表面平行,所述第三表 面和第四表面平行,所述第五表面和第六表面平行,所述第一端電極包括第一端電極主體, 所述第二端電極包括第二端電極主體,所述第一端電極主體和第二端電極主體分別設置于 所述第一表面和第二表面上,所述第一表面和第二表面均與所述第一電極區(qū)域的延伸方向 垂直,所述第一內(nèi)電極層、第二內(nèi)電極層及第三內(nèi)電極層均與所述第五表面和第六表面平 行;所述第一端電極主體分別向所述第三表面、第四表面、第五表面和第六表面彎折延伸一 段相同的距離,形成第一延伸部;所述第二端電極主體分別向所述第三表面、第四表面、第 五表面和第六表面彎折延伸一段相同的距離,形成第二延伸部;所述第一延伸部和第二延 伸部的寬度相等。
[0012] 在其中一個實施例中,所述第一電極區(qū)域的形狀為一端倒圓角的方形,所述第一 電極區(qū)域的遠離所述第一端電極的一端的兩個角倒圓角,所述第二電極區(qū)域的形狀為一端 倒圓角的方形,所述第二電極區(qū)域的不倒圓角的一端與所述第一電極區(qū)域的倒圓角的一端 連接,形成凸字結(jié)構(gòu),所述第三電極區(qū)域包括第一方形部及分別連接于所述第一方形部的 平行于所述第一表面和第二表面的兩個邊的兩個第一半圓部;所述第一方形部至所述第三 表面的距離等于所述第一電極區(qū)域至所述第三表面的距離。
[0013] 在其中一個實施例中,所述第一電極區(qū)域的圓角的半徑為0. 2毫米?0.4毫米,所 述第二電極區(qū)域的圓角的半徑為0. 25毫米?0. 5毫米,所述第三電極區(qū)域的第一半圓部的 直徑為〇. 1毫米?〇. 4毫米。
[0014] 在其中一個實施例中,遠離所述第二端電極主體的第一半圓部的與所述第二表面 平行的切線至所述第二端電極主體的距離大于所述第二延伸部的寬度。
[0015] 在其中一個實施例中,在所述第一內(nèi)電極層上的投影覆蓋所述第三電極區(qū)域的第 三內(nèi)電極層的遠離所述第二端電極主體的一端至所述第二端電極主體的距離大于所述第 二電極區(qū)域遠離所述第二端電極主體的一端至所述第二端電極主體的距離。
[0016] 在其中一個實施例中,相鄰的所述第一內(nèi)電極層和第二內(nèi)電極層之間的距離小于 或等于所述第三內(nèi)電極層與相鄰的所述第一內(nèi)電極層或第二內(nèi)電極層的距離。
[0017] 在其中一個實施例中,所述相鄰的所述第一內(nèi)電極層和第二內(nèi)電極層的距離為7 微米?30微米。
[0018] 在其中一個實施例中,所述第三內(nèi)電極層的形狀為四個角均倒圓角的方形,所述 第三內(nèi)電極層的圓角的半徑為〇. 25毫米?0. 5毫米。
[0019] 在其中一個實施例中,所述陶瓷主體還包括兩個保護層,所述兩個保護層分別設 置于所述兩個第三內(nèi)電極層上。
[0020] 上述多層陶瓷電容器,通過設置兩個均不與第一端電極和第二端電極連接的第三 內(nèi)電極層,并且第一內(nèi)電極層包括對稱設置于第二電極區(qū)域兩側(cè)的兩個第三電極區(qū)域,第 二內(nèi)電極層包括對稱設置于第五電極區(qū)域兩側(cè)的兩個第六電極區(qū)域,利用靜電平衡原理, 使第二電極區(qū)域靠近第二端電極的一端與第二端電極之間的電場線、第五電極區(qū)域靠近第 一端電極的一端和第一端電極之間的電場線以及各電極層中處于最外側(cè)的第一內(nèi)電極層 或第二內(nèi)電極層的一端和第二端電極或第一端電極之間的電場線得以均勻化地重新分布, 場強得以降低;并且,第一內(nèi)電極層、第二內(nèi)電極層、第三內(nèi)電極層、第一端電極和第二端電 極的合理設置,使得該多層陶瓷電容器分別在因尖端相互靠近并針鋒相對從而電場較為集 中的各個區(qū)域形成兩個電容串聯(lián)連接的結(jié)構(gòu),起到分壓的效果,如此不容易發(fā)生放電擊穿, 使得該多層陶瓷電容器的擊穿電壓得以提高。
[0021] 并且,相對于傳統(tǒng)的串聯(lián)式結(jié)構(gòu)多層陶瓷電容器,上述多層陶瓷電容器的第一內(nèi) 電極層和第二內(nèi)電極層并不構(gòu)成串聯(lián)結(jié)構(gòu)并且具有較大的正對面積,從而可以產(chǎn)生高容 量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022] 圖1 (a)為現(xiàn)有技術的多層陶瓷電容器的截面圖;
[0023] 圖1 (b)為現(xiàn)有技術的多層陶瓷電容器的另一個角度的截面圖;
[0024] 圖2為一實施方式的多層陶瓷電容器的立體結(jié)構(gòu)示意圖;
[0025] 圖3為沿圖2的III-III線的剖面圖;
[0026] 圖4為第一內(nèi)電極層層疊于介質(zhì)層上的狀態(tài)不意圖;
[0027] 圖5為第二內(nèi)電極層層疊于介質(zhì)層上的狀態(tài)示意圖;
[0028] 圖6為其中一個第三內(nèi)電極層層疊于介質(zhì)層上的狀態(tài)示意圖;
[0029] 圖7為一實施方式的多層陶瓷電容器的制備方法所使用的絲網(wǎng)圖案示意圖;
[0030] 圖8為一實施方式的多層陶瓷電容器的制備方法所使用的另一絲網(wǎng)圖案示意圖。
【具體實施方式】
[0031] 為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂,下面結(jié)合附圖對本發(fā)明 的【具體實施方式】做詳細的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā) 明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施,本領域技術人員可以在不 違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似改進,因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施的限制。
[0032] 請參閱圖2,一實施方式的多層陶瓷電容器100,包括陶瓷主體10、設置于陶瓷主 體10內(nèi)部的電極層(圖未標)和分別設置于陶瓷主體10的相對兩端的第一端電極20和 第二端電極30。
[0033] 陶瓷主體10為長方體。陶瓷主體10具有第一表面、第二表面、第三表面、第四表 面、第五表面和第六表面(圖未標)。其中,第一表面和第二表面相對且平行,第三表面和第 四表面相對且平行,第五表面和第六表面相對且平行。第三表面、第四表面、第五表面和第 六表面的長度相等。
[0034] 第一端電極20包括第一端電極主體22。第二端電極30包括第二端電極主體32。
[0035] 第一端電極20和第二端電極30分別設置于第一表面和第二表面上是指第一端電 極主體22和第二端電極主體32分別設置于第一表面上和第二表面上。并且,第一端電極主 體22完全覆蓋第一表面,第二端電極主體32完全覆蓋第二表面。優(yōu)選地,第一端電極主體 22分別向第三表面、第四表面、第五表面和第六表面彎折延伸一段相同的距離,形成第一延 伸部24。第一延伸部24的寬度設為D1,D1均小于第三表面、第四表面、第五表面和第六表 面的長度。第二端電極主體32分別向第三表面、第四表面、第五表面和第六表面彎折延伸 一段相同的距離,形成第二延伸部34。第二延伸部34的寬度設為D2。D1 = D2, D1+D2小 于第三表面的長度。
[0036] D1和D2過大則第一延伸部24和第二延伸部34之間的距離過小,短路的可能性 增加;D1和D2過小則不利于焊接組裝上的可靠性。因此,優(yōu)選地,D1 = D2 = 0. 4毫米?1 毫米。
[0037] 請同時參閱圖3,陶瓷主體10包括沿厚度方向?qū)盈B多個介質(zhì)層110。電極層包括 多個第一內(nèi)電極層107、多個第二內(nèi)電極層108和兩個第三內(nèi)電極層109。多個第一內(nèi)電極 層107和多個第二內(nèi)電極層108交替地層疊于多個介質(zhì)層110上使多個第一內(nèi)電極層107 和多個第二內(nèi)電極層108間隔設置,且多個第一內(nèi)電極層107、多個第二內(nèi)電極層108和多 個介質(zhì)層110形成兩端均為介質(zhì)層110的層疊單元。一個介質(zhì)層110對應一個第一內(nèi)電極 層107或一個第二內(nèi)電極層108,即每個第一內(nèi)電極層107層疊于其相鄰的介質(zhì)層110上, 每個第二內(nèi)電極層107層疊于其相鄰的介質(zhì)層110上。
[0038] 層疊單元的兩端分別為兩個介質(zhì)層110,即層疊單元的最外兩端分別為兩個介質(zhì) 層110。兩個第三內(nèi)電極層109分別層疊于層疊單元兩端的兩個介質(zhì)層110上。
[0039] 第一內(nèi)電極層107和第二內(nèi)電極層108平行于第五表面和第六表面。
[0040] 請同時參閱圖4,第一內(nèi)電極層107層疊于相鄰的介質(zhì)層110上。第一內(nèi)電極層 107包括第一內(nèi)電極區(qū)域1072、第二內(nèi)電極區(qū)域1074和兩個第三內(nèi)電極區(qū)域1076。
[0041] 第一電極區(qū)域1072的形狀為一端倒圓角的方形。具體地,本實施方式中,第一電 極區(qū)域1072的形狀為一端倒圓角的矩形,更具體為一個短邊倒圓角的矩形。第一電極區(qū)域 1072的寬度方向與第三表面至第四表面的垂線方向相同。第一電極區(qū)域1072至介質(zhì)層110 的相對兩個邊緣的距離均為D3,即第一電極區(qū)域1072靠近第三表面的邊緣至第三表面的 距離為D3,第一電極區(qū)域1072靠近第四表面的邊緣至第四表面的距離也為D3。第一電極 區(qū)域1072的不倒圓角的一個短邊與介質(zhì)層110的邊緣重合并與第一端電極主體22抵接, 第一電極區(qū)域1072的另一端水平延伸至層疊單元的內(nèi)部。第一表面和第二表面均與第一 電極區(qū)域1072的延伸方向垂直。第一電極區(qū)域1072的寬度為L1。
[0042] 第二電極區(qū)域1074的形狀為一端倒圓角的方形。第二電極區(qū)域1074的不倒圓角 的一端與第一電極區(qū)域1072的遠離第一端電極20的一端連接,且第二電極區(qū)域1074與第 二端電極30形成間隙。第二電極區(qū)域1074的寬度為L2。第二電極區(qū)域1074與第一電極 區(qū)域1072平滑連接。第二電極區(qū)域1074的寬度方向與第三表面至第四表面的垂線方向相 同。L1大于L2。第二電極區(qū)域1074位于第一電極區(qū)域1072的中部,第二電極區(qū)域1074 與第一電極區(qū)域1072連接形成凸字結(jié)構(gòu),該凸字結(jié)構(gòu)的四個角均倒圓角。
[0043] 第二電極區(qū)域1074遠離第一電極區(qū)域1072的一端至第二端電極主體32的距離 為D4。優(yōu)選地,D4小于D2。D4小于D2,使得第二電極區(qū)域1074盡量靠近第二端電極主體 32,可以盡量增大第一內(nèi)電極層107和第二內(nèi)電極層108之間的正對面積,從而提高容量。
[0044] 兩個第三電極區(qū)域1076對稱設置于第二電極區(qū)域1074的兩側(cè)。兩個第三電極區(qū) 域1076分別與第二電極區(qū)域1074形成間隙,并分別與第一電極區(qū)域1072形成間隙。
[0045] 第三電極區(qū)域1076包括第一方形部10762和兩個第一半圓部10764。第一方形 部10762可以為正方形或矩形。本實施方式中,第一方形部10762為矩形。兩個第一半圓 部10764分別連接于第一方形部10762的平行于第一表面和第二表面的兩個邊,即兩個半 圓部10764分別連接于第一方形部10762的兩個寬邊。第一方形部10762靠近第二電極區(qū) 域1074的一端至第二電極區(qū)域1074的距離為D5。D5的值較大則有利于增加第二電極區(qū) 域1074的圓角與鄰近的第三電極區(qū)域1076的第一半圓部10764的距離,降低電場強度;較 小則有利于提高容量。因此,D5的值優(yōu)選為0. 2毫米?0. 4毫米。
[0046] 第一方形部10762至介質(zhì)層110的邊緣的最短距離為D6,即第一方形部10762靠 近第三表面的一端至第三表面的距離為D6。D3 = D6。
[0047] D3和D6的值應大于一定的值,否則在制備過程中,切割時容易切到或?qū)⒔械降?一內(nèi)電極層107,不利于多層陶瓷電容器100的可靠性,D3和D6的值較大,有利于提高第一 內(nèi)電極層107的防潮效果,提高可靠性。同時,D3和D6的值較大則有利于增加第二電極區(qū) 域1074與第二端電極30的第二延伸部34的末端的距離,降低電場強度;小則有利于提高 容量。因此,優(yōu)選地,D3 = D6 = 0. 15毫米?0. 4毫米。
[0048] 第三電極區(qū)域1076遠離第二端電極主體32的一端至第二端電極主體32的距離 為D7,即遠離第二端電極主體32的第一半圓部10764的與第二表面平行的切線至第二端 電極主體32的距離為D7。D7大于D2,使得兩個第三電極區(qū)域1076分別把與第二電極區(qū) 域1074相對的第二端電極30的第二延伸部34的末端完全擋住,有利于防止電場集中。其 中,第二延伸部34的末端是指第二延伸部34遠離第二端電極主體32的一端。
[0049] 第三電極區(qū)域1076靠近第二端電極主體32的一端至第二端電極主體32的距離 為D8,即靠近第二端電極主體32的第一半圓部10764的與第二表面平行的切線至第二端 電極主體32的距離為D8。D8 = D4,使得兩個第三電極區(qū)域1076分別把與第二電極區(qū)域 1074相對的第二端電極30的第二延伸部34的末端完全擋住,有利于防止電場集中。
[0050] D4和D8的值較大則有利于降低對切割精度的要求,提高切割加工合格率;較小則 有利于提高容量。因此,優(yōu)選地,D4 = D8 = 0. 2毫米?0. 4毫米。
[0051] 請同時參閱圖5,第二內(nèi)電極層108層疊于相鄰的介質(zhì)層110上。第二內(nèi)電極層 108包括第四內(nèi)電極區(qū)域1082、第五內(nèi)電極區(qū)域1084和兩個第六內(nèi)電極區(qū)域1086。
[0052] 第四電極區(qū)域1082的形狀為一端倒圓角的方形。具體地,本實施方式中,第四電 極區(qū)域1082的形狀為一端倒圓角的矩形,更具體為一個短邊倒圓角的矩形。第四電極區(qū)域 1082的寬度方向與第三表面至第四表面的垂線方向相同。第四電極區(qū)域1082至介質(zhì)層110 的相對兩個邊緣的距離均為D9,即第四電極區(qū)域1082靠近第三表面的邊緣至第三表面的 距離為D9,第四電極區(qū)域1082靠近第四表面的邊緣至第四表面的距離也為D9。D3 = D9。 第四電極區(qū)域1082的不倒圓角的一個短邊與介質(zhì)層110的邊緣重合并與第二端電極主體 32抵接,第四電極區(qū)域1082的另一端水平延伸至層疊單元的內(nèi)部。第一表面和第二表面均 與第四電極區(qū)域1082的延伸方向垂直。第四電極區(qū)域1082的寬度為L3, LI = L3。
[0053] 第五電極區(qū)域1084的形狀為一端倒圓角的方形。第五電極區(qū)域1084的不倒圓角 的一端與第四電極區(qū)域1082的遠離第二端電極主體32的一端連接,且第五電極區(qū)域1084 與第一端電極主體22形成間隙。第五電極區(qū)域1084的寬度為L4, L2 = L4。L3大于L4。 第五電極區(qū)域1084與第四電極區(qū)域1082平滑連接。第五電極區(qū)域1084的寬度方向與第 三表面至第四表面的垂線方向相同。第五電極區(qū)域1084位于第四電極區(qū)域1082的中部, 第五電極區(qū)域1084與第四電極區(qū)域1082連接形成凸字結(jié)構(gòu),該凸字結(jié)構(gòu)的四個角均倒圓 角。
[0054] 第五電極區(qū)域1084遠離第四電極區(qū)域1082的一端至第一端電極主體22的距離 為 DIO。 DIO = D4。
[0055] 兩個第六電極區(qū)域1086對稱設置于第五電極區(qū)域1084的兩側(cè)。兩個第六電極區(qū) 域1086分別與第五電極區(qū)域1084形成間隙,并分別與第四電極區(qū)域1082形成間隙。
[0056] 第六電極區(qū)域1086包括第二方形部10862及分別連接于第二方形部10862的兩 個寬邊的兩個第二半圓部10864。第二方形部10862靠近第三表面的一端至第三表面的距 離為 Dll。Dll = D6。
[0057] 第六電極區(qū)域1086遠離第一端電極主體22的一端至第一端電極主體22的距離 為D12,即遠離第一端電極主體22的第二半圓部10864的與第一表面平行的切線至第一端 電極主體22的距離為D12。D12 = D7。D7與D2的差值較大則有利于增加遠離第二端電極 主體32的第一半圓部10764與第二端電極30的第二延伸部34的末端的距離,降低電場強 度;較小則有利于提高容量。D12與D1的差值較大有利于增加遠離第一端電極主體22的 第二半圓部10864與第一端電極20的第一延伸部24的末端的距離,降低電場強度;較小則 有利于提高容量。因此,優(yōu)選地,D7或D12比D1大0.1毫米?0.4毫米。其中,第一延伸 部24的末端是指第一延伸部24遠離第一端電極主體22的一端。
[0058] 第六電極區(qū)域1086靠近第一端電極主體22的一端至第一端電極主體22的距離 為D13,即靠近第一端電極主體22的第二半圓部10864的與第一表面平行的切線至第一端 電極主體22的距離為D13。D13 = D4。
[0059] 綜上,第一內(nèi)電極層107和第二內(nèi)電極層108的形狀相同,設置方向相反。
[0060] 兩個第三內(nèi)電極層109平行于第五表面和第六表面。兩個第三內(nèi)電極層109均不 與第一端電極20和第二端電極30連接。請參閱圖6,圖6中的虛線為第一內(nèi)電極層107。 第三內(nèi)電極層109為四個角均為倒圓角的方形。
[0061] 可以理解,根據(jù)第一內(nèi)電極層107和第二內(nèi)電極層108的數(shù)量,兩個第三內(nèi)電極層 109中,兩個第三內(nèi)電極層109可以分別與兩個第一內(nèi)電極層107相鄰,也可以分別與兩個 第二內(nèi)電極層108相鄰,也可以是一個第三內(nèi)電極層109與第一內(nèi)電極層107相鄰,另一個 與第二內(nèi)電極層108相鄰。
[0062] 任意一個第三內(nèi)電極層109與第一內(nèi)電極層107相鄰時,與第一內(nèi)電極層107相 鄰的第三內(nèi)電極層109在第一內(nèi)電極層107上的投影覆蓋第三電極區(qū)域1076,任意一個第 三內(nèi)電極層109與第二內(nèi)電極層108相鄰時,與第二內(nèi)電極層108相鄰的第三內(nèi)電極層109 在第二內(nèi)電極層108上的投影覆蓋第六電極區(qū)域1086。
[0063] 本實施方式中,一個第三內(nèi)電極層109與第一內(nèi)電極層107相鄰,另一個第三內(nèi)電 極層109與第二內(nèi)電極層108相鄰。與第一內(nèi)電極層107相鄰的第三內(nèi)電極層109在第一 內(nèi)電極層107上的投影覆蓋第三電極區(qū)域1076,與第二內(nèi)電極層108相鄰的第三內(nèi)電極層 109在第二內(nèi)電極層108上的投影覆蓋第六電極區(qū)域1086。
[0064] 在第一內(nèi)電極層107上的投影覆蓋第三電極區(qū)域1076的第三內(nèi)電極層109的遠 離第二端電極主體32的一端至第二端電極主體32的距離為D14。
[0065] 在第二內(nèi)電極層108上的投影覆蓋第六電極區(qū)域1086的第三內(nèi)電極層109遠離 第一端電極主體22的一端至第一端電極主體22的距離等于D14。
[0066] 請再次參閱圖3,優(yōu)選地,相鄰的第一內(nèi)電極層107和第二內(nèi)電極層108的距離為 D15,第三內(nèi)電極層109與相鄰的第二內(nèi)電極層108的距離為D16,D16大于或等于D15。在 其他實施方式中,當?shù)谌齼?nèi)電極層109與第一內(nèi)電極層107相鄰時,第三內(nèi)電極層109與相 鄰的第一內(nèi)電極層107的距離為D16。
[0067] D15的值較大則不利于提高容量和元件小型化;過小則第一內(nèi)電極層107和第二 內(nèi)電極層108之間的電場強度增加而容易擊穿。因此,D15的值優(yōu)選為7微米?30微米。
[0068] D15小于或等于D16。優(yōu)選地,D16的值是D15的值的1?1.2倍,可以使第一內(nèi) 電極層107和第二內(nèi)電極層108與各自的相鄰的第三內(nèi)電極層109保持足夠的距離從而降 低電場強度,并有利于元件小型化。
[0069] 上述多層陶瓷電容器100,通過設置兩個均不與第一端電極20和第二端電極30 連接的第三內(nèi)電極層109,并且第一內(nèi)電極層107包括對稱設置于第二電極區(qū)域1074兩側(cè) 的兩個第三電極區(qū)域1076,第二內(nèi)電極層108包括對稱設置于第五電極區(qū)域1084兩側(cè)的 兩個第六電極區(qū)域1086,利用靜電平衡原理,使第二電極區(qū)域1074靠近第二端電極主體32 的一端與第二延伸部34的末端之間的電場線、第五電極區(qū)域1084靠近第一端電極主體22 的一端和第一延伸部24的末端之間的電場線以及各電極層中處于最外側(cè)的第一內(nèi)電極層 107或第二內(nèi)電極層108的靠近第二端電極主體32或第一端電極主體22的一端與第二延 伸部34或第一延伸部24的末端之間的電場線得以均勻化地重新分布,場強得以降低;并 且,第二電極區(qū)域1074和第二延伸部34均與第三電極區(qū)域1076產(chǎn)生正對部分,第五電極 區(qū)域1084和第一延伸部24均與第六電極區(qū)域1086產(chǎn)生正對部分,各電極層中處于最外側(cè) 的第一內(nèi)電極層107或第二內(nèi)電極層108和第二延伸部34或第一延伸部24均與第三內(nèi)電 極層109產(chǎn)生正對部分,從而分別形成兩個串聯(lián)連接的電容,即使得多層陶瓷電容器100分 別在因尖端相互靠近并針鋒相對從而電場較為集中的各個區(qū)域形成兩個電容串聯(lián)連接的 結(jié)構(gòu),起到分壓的效果,如此不容易發(fā)生放電擊穿,使得該多層陶瓷電容器100的擊穿電壓 得以提商。
[0070] 并且,相對于傳統(tǒng)的串聯(lián)式結(jié)構(gòu)多層陶瓷電容器,上述多層陶瓷電容器100的第 一內(nèi)電極層107和第二內(nèi)電極層108并不構(gòu)成串聯(lián)結(jié)構(gòu)并且具有較大的正對面積,從而可 以產(chǎn)生高容量。
[0071] 上述多層陶瓷電容器100通過合理設置第一內(nèi)電極層107、第二內(nèi)電極層108和第 三內(nèi)電極層109,以使電場合理的分布,并獲得較大的正對面積,從而提高擊穿電壓和容量。
[0072] 優(yōu)選地,第一電極區(qū)域1072和第四電極區(qū)域1082的圓角的半徑均為0. 2毫米? 〇. 4毫米。圓角的半徑較大時,有利于降低電荷密度;圓角的半徑較小時有利于提高容量。 綜合兩者考慮,圓角的半徑優(yōu)選為〇. 2毫米?0. 4毫米。
[0073] 優(yōu)選地,綜合電荷密度和容量考慮,第二電極區(qū)域1074和第五電極區(qū)域1084的圓 角的半徑均為〇. 25毫米?0. 5毫米。
[0074] 優(yōu)選地,第三電極區(qū)域1076的第一半圓部10764和第六電極區(qū)域1086的第二半 圓部10864的直徑均為0. 1毫米?0. 4毫米,即第一方形部10762和第二方形部10862的 寬度均為〇. 1毫米?〇. 4毫米。選用該直徑,一方面降低電荷密度,另一方面可以為第二電 極區(qū)域1074和第五電極區(qū)域1084騰出更多的空間以使第二電極區(qū)域1074和第五電極區(qū) 域1084的面積較大,從而提1?容量。
[0075] 優(yōu)選地,第三內(nèi)電極層109的四個圓角的半徑均為0. 25?0. 5毫米,有利于降低 電荷密度。
[0076] 請再次參閱圖6,第三內(nèi)電極層109靠近第三表面的一端至第三表面的距離為 D17,靠近第四表面的一端至第四表面的距離為D18,與第一內(nèi)電極層107相鄰時靠近第二 端電極主體32的一端至第二端電極主體32的距離為D19,與第二內(nèi)電極層108相鄰時靠 近第一端電極主體22的一端至第一端電極主體22的距離為D20(圖6未示),D17 = D18 =D3, D19 = D20 = D4。D17 = D18 = D3,可以增加第三內(nèi)電極層109的圓角與第二電極 區(qū)域1072或第五電極區(qū)域1082的圓角的距離,降低電場強度,并且制造較為方便。D19 = D20 = D4,分別把分別與第二電極區(qū)域1074和第五電極區(qū)域1074相對的第二端電極30的 第二延伸部34的末端和第一端電極20的第一延伸部24的末端完全擋住,并且制造較為方 便。
[0077] 請再次參閱圖4,第三電極區(qū)域1076的靠近第一電極區(qū)域1072的第一半圓部 10764的與第二表面平行的切線與第一電極區(qū)域1072的圓角的與第二表面平行的切線的 距離為D21。D21的值較大時有利于在制備中降低對內(nèi)電極印刷圖案精度的要求,提高印刷 加工合格率;D21的值較小時有利于提高容量。綜合考慮,D21的值優(yōu)選為0. 1毫米?0. 4 毫米。
[0078] D14大于第二電極區(qū)域1074遠離第二端電極主體32的一端至第二端電極主體32 的距離,即D14大于D7與D21之和,并且D14小于多層陶瓷電容器100的長度的一半。D14 大于D7與D21之和,使得第三內(nèi)電極層109把與第二電極區(qū)域1074和第三電極區(qū)域1076 相對的第二延伸部34的末端完全擋住,并且增加第三內(nèi)電極層109的圓角與第一電極區(qū)域 1072的圓角或第四電極區(qū)域1082的圓角的距離,有利于防止電場集中;D14小于多層陶瓷 電容器100的長度的一半,有利于防止第三內(nèi)電極層109的圓角與第一延伸部24的末端過 于接近而引起電場集中。優(yōu)選地,D14的值比D7與D21之和大0. 2毫米?0. 4毫米。
[0079] 第一內(nèi)電極層107和第二內(nèi)電極層108的厚度過小,貝U第一內(nèi)電極層107和第二 內(nèi)電極層108的連續(xù)性不佳而使容量下降,過大則不利于多層陶瓷電容器100的小型化。優(yōu) 選地,第一內(nèi)電極層107和第二內(nèi)電極層108的厚度均為1微米?2微米,更優(yōu)選為1. 2微 米?1. 5微米。
[0080] 優(yōu)選地,上述多層陶瓷電容器100還包括兩個保護層(圖未標)。兩個保護層分別 設置于兩個第三內(nèi)電極層109上。
[0081] 優(yōu)選地,保護層的厚度為150微米?280微米。設置該厚度的兩個保護層可以為 第一內(nèi)電極層107、第二內(nèi)電極層108、第三內(nèi)電極層109和介質(zhì)層110提供有效的保護,并 使第一端電極20和第二端電極30在陶瓷主體10的第一延伸部24和第二延伸部34與各 自相鄰的第三內(nèi)電極層109保持足夠的距離從而降低電場強度,并有利于多層陶瓷電容器 100的小型化。
[0082] 上述多層陶瓷電容器按如下方法制備:
[0083] 步驟S110 :制備多個陶瓷膜。
[0084] 將陶瓷粉、有機粘合劑和有機溶劑混合并球磨形成均勻的陶瓷漿料,采用流延法 將陶瓷漿料形成多個陶瓷膜。
[0085] 陶瓷粉、有機粘合劑和有機溶劑的質(zhì)量比為10:3?4:4?6。其中,陶瓷粉主要成 分為鈦酸鋇;有機粘合劑為聚乙烯醇縮丁醛;有機溶劑為甲苯和乙醇的混合溶劑,其中,甲 苯和乙醇的體積比優(yōu)選為1:1?2:1。
[0086] 步驟S120 :制備多個層疊有第一內(nèi)電極膜的陶瓷膜、多個層疊有第二內(nèi)電極膜的 陶瓷膜及多個層疊有第三內(nèi)電極膜的陶瓷膜。
[0087] 用絲網(wǎng)印刷工藝將鎳金屬漿料印刷在由步驟S110制得的陶瓷膜上,形成預定的 內(nèi)電極圖案,烘干后分別形成多個層疊有第一內(nèi)電極膜的陶瓷膜、多個層疊有第二內(nèi)電極 膜的陶瓷膜及多個層疊有第三內(nèi)電極膜的陶瓷膜。
[0088] 請參閱圖7和圖8,使用具有圖7所示的內(nèi)電極圖案的絲網(wǎng)在S110制得的陶瓷膜 上印刷鎳金屬漿料,可以在陶瓷膜上形成第一內(nèi)電極膜及第二內(nèi)電極膜。使用具有圖8所 示的內(nèi)電極圖案的絲網(wǎng)在S110制得的陶瓷膜上印刷鎳金屬漿料,可以在陶瓷膜上形成第 三內(nèi)電極膜。
[0089] 步驟S130 :將多個層疊有第一內(nèi)電極膜的陶瓷膜和多個層疊有第二內(nèi)電極膜的 陶瓷膜交替層疊得到第一層疊基板。
[0090] 步驟S140 :在第一層疊基板相對的兩個表面上分別層疊兩個層疊有第三電極膜 的陶瓷膜,得到第二層疊基板,切割第二層疊基板得到多個第一層疊體。
[0091] 將第二層疊基板用等靜壓法壓合,使第二層疊基板內(nèi)各膜層緊密粘接,然后按預 定尺寸縱橫切割,得到多個長方體形狀的第一層疊體。
[0092] 優(yōu)選地,在進行切割前,還包括在第二層疊基板相對的兩個表面上分別層疊多個 陶瓷膜的步驟。
[0093] 步驟S150 :將第一層疊體進行燒結(jié),形成多個陶瓷主體及分別設置于多個陶瓷主 體內(nèi)部的多個電極層,得到多個第二層疊體。
[0094] 在中性氣氛如氮氣氣氛中,將多個第一層疊體加熱至400?600°C并保溫3?6 小時以排除粘合劑;或者在空氣氣氛中,將多個第一層疊體加熱至250?300°C并保溫2? 4小時以排除粘合劑,再在由經(jīng)過加濕的氮氣和氫氣的混合氣體(氫氣的體積是氮氣的體 積的0. 1?2% )形成的還原氣氛中,將排除粘合劑后的多個第一層疊體加熱至1200? 1280°C并保溫2?3小時進行燒結(jié),得到多個陶瓷主體及分別設置于多個陶瓷主體上的多 個電極層,得到多個第二層疊體。
[0095] 其中,第一內(nèi)電極膜、第二內(nèi)電極膜和第三內(nèi)電極膜經(jīng)過燒結(jié)后,分別形成的第一 內(nèi)電極層、第二內(nèi)電極層和第三內(nèi)電極層,得到電極層;陶瓷膜經(jīng)燒結(jié)后,分別形成陶瓷主 體的各個介質(zhì)層,得到陶瓷主體。多個第一內(nèi)電極層和多個第二內(nèi)電極層間隔設置,多個第 一內(nèi)電極層和多個第二內(nèi)電極層交替地層疊于多個介質(zhì)層上,且多個第一內(nèi)電極層、多個 第二內(nèi)電極層和多個介質(zhì)層形成兩端均為介質(zhì)層的層疊單元,兩個第三內(nèi)電極層分別設置 于層疊單元的最外端的兩個介質(zhì)層上。
[0096] 燒結(jié)后,在第二層疊基板相對的兩個表面上分別層疊的多個陶瓷膜分別形成兩個 保護層。
[0097] 步驟S160 :將多個第二層疊體倒角研磨后,分別在每個研磨后的第二層疊體的相 對兩端附上第一端電極和第二端電極,得到多個多層陶瓷電容器。
[0098] 將多個第二層疊體倒角研磨,將研磨后的多個第二層疊體的相對兩端涂覆銅金 屬漿料,在中性氣氛如氮氣氣氛中,將多個涂覆有銅金屬漿料的第二層疊體加熱至780? 860°C并保溫10?12分鐘,以燒結(jié)銅金屬漿料,燒結(jié)后形成分別與陶瓷主體緊密結(jié)合并分 別與多個第一內(nèi)電極層和多個第二內(nèi)電極層抵接的第一端電極和第二端電極,得到多個多 層陶瓷電容器。
[0099] 優(yōu)選地,還包括分別在第一端電極和第二端電極上依次電鍍上鎳層和錫層的步 驟,以形成銅-鎳-錫三層結(jié)構(gòu)的端電極,增加多層陶瓷電容器的可應用性。
[0100] 以下為具體實施例。
[0101] 實施例1
[0102] 制備多層陶瓷電容器
[0103] 1、將主要成分為鈦酸鋇的陶瓷粉、聚乙烯醇縮丁醛及甲苯和乙醇按體積比2:1混 合的混合溶劑,按質(zhì)量比為10:4:5混合并球磨形成均勻的陶瓷漿料,采用流延法將該陶瓷 漿料流延形成多個陶瓷膜;
[0104] 2、在陶瓷膜上印刷鎳金屬漿料,烘干后形成多個層疊有第一內(nèi)電極膜的陶瓷膜、 多個層疊有第二內(nèi)電極膜的陶瓷膜及多個層疊有第三內(nèi)電極膜的陶瓷膜。
[0105] 3、將66個層疊有第一內(nèi)電極膜的陶瓷膜和66個層疊有第二內(nèi)電極膜的陶瓷膜交 替層疊得到第一層疊基板;
[0106] 4、在第一層疊基板相對的兩個表面上分別層疊兩個層疊有第三電極膜的陶瓷膜, 得到第二層疊基板,在第二層疊基板相對的兩個表面上分別層疊20個陶瓷膜,然后用等靜 壓法壓合,使各膜層緊密粘接,然后按預定尺寸縱橫切割,得到多個長方體芯片狀的第一層 疊體;
[0107] 5、在空氣氣氛中,將多個第一層疊體加熱至250°C并保溫3小時以排除粘合劑,再 在由經(jīng)過加濕的氮氣和氫氣的混合氣體(氫氣的體積是氮氣的體積的2% )形成的還原氣 氛中,將排除粘合劑后的多個第一層疊體加熱至1250°C并保溫2小時進行燒結(jié),形成多個 陶瓷主體及分別設置于多個陶瓷主體上的多個電極層,得到多個第二層疊體;
[0108] 6、將多個第二層疊體倒角研磨,分別在每個研磨后的第二層疊體的相對兩端涂覆 銅金屬漿料,在氮氣氣氛中,將多個涂覆有銅金屬漿料的第二層疊體加熱至810°C并保溫 12分鐘,以燒結(jié)銅金屬漿料,形成分別與陶瓷主體緊密結(jié)合并分別與多個第一內(nèi)電極層和 多個第二內(nèi)電極層抵接的第一端電極和第二端電極,分別在兩個端電極上依次電鍍上鎳層 和錫層,得到多個標稱容量為1 μ F、額定電壓為100V的1206規(guī)格(長3. 2mmX寬1. 6mm) 多層陶瓷電容器。
[0109] 每個多層陶瓷電容器包括陶瓷主體、設置于陶瓷主體內(nèi)部的電極層和分別設置于 陶瓷主體的相對兩端的第一端電極和第二端電極,陶瓷主體包括多個沿厚度方向?qū)盈B的介 質(zhì)層,電極層包括多個第一內(nèi)電極層、多個第二內(nèi)電極層和兩個第三內(nèi)電極層,多個第一內(nèi) 電極層和多個第二內(nèi)電極層交替地層疊于多個介質(zhì)層上使得多個第一內(nèi)電極層和多個第 二內(nèi)電極層間隔設置,且多個第一內(nèi)電極層、多個第二內(nèi)電極層和多個介質(zhì)層形成兩端均 為介質(zhì)層的層疊單元,兩個第三內(nèi)電極層分別設置于層疊單元的最外端的兩個介質(zhì)層上, 其中,
[0110] 第一內(nèi)電極層包括第一電極區(qū)域、第二電極區(qū)域和兩個第三電極區(qū)域,第一電極 區(qū)域的一端與第一端電極抵接,另一端向?qū)盈B單元內(nèi)部延伸并與第二電極區(qū)域連接,第二 電極區(qū)域的遠離第一電極區(qū)域的一端與第二端電極形成有間隙,且第二電極區(qū)域的寬度小 于第一電極區(qū)域的寬度,兩個第三電極區(qū)域?qū)ΨQ設置于第二電極區(qū)域的兩側(cè),兩個第三電 極區(qū)域分別與第一電極區(qū)域形成間隙,且兩個第三電極區(qū)域分別與第二電極區(qū)域形成間 隙;
[0111] 第二內(nèi)電極層包括第四電極區(qū)域、第五電極區(qū)域和兩個第六電極區(qū)域,第四電極 區(qū)域的一端與第二端電極抵接,另一端向?qū)盈B單元內(nèi)部延伸并與第五電極區(qū)域連接,第五 電極區(qū)域的遠離第四電極區(qū)域的一端與第一端電極形成有間隙,且第五電極區(qū)域的寬度小 于第四電極區(qū)域的寬度,兩個第六電極區(qū)域?qū)ΨQ設置于第五電極區(qū)域的兩側(cè),兩個第六電 極區(qū)域分別與第四電極區(qū)域形成間隙,且兩個第六電極區(qū)域分別與第五電極區(qū)域形成間 隙;兩個第三內(nèi)電極層均不與第一端電極和第二端電極連接,其中一個第三內(nèi)電極層與第 一內(nèi)電極層相鄰,另一個第三內(nèi)電極層與第二內(nèi)電極層相鄰,與第一內(nèi)電極層相鄰的第三 內(nèi)電極層在第一內(nèi)電極層上的投影覆蓋第三電極區(qū)域,另一個第三內(nèi)電極層在第二內(nèi)電極 層上的投影覆蓋第六電極區(qū)域。
[0112] 其中,第一內(nèi)電極層和第二內(nèi)電極層均為66個、第三內(nèi)電極層2個、介質(zhì)層為133 個、保護層 2 個。其中,D1 = D2 = 0· 4 毫米,D3 = D6 = D9 = Dll = D17 = D18 = 0· 15 毫 米,D4 = D8 = DIO = D13 = D19 = D20 = 0· 2 毫米,D5 = 0· 2 毫米,D7 = D12 = 0· 5 毫 米,D14 = 0. 9毫米,D15 = 9微米,D16 = 9微米,D21 = 0. 2毫米,2個保護層的厚度分別 為150微米。第一電極區(qū)域和第四電極區(qū)域的圓角的半徑均為0. 2毫米,第二電極區(qū)域和 第五電極區(qū)域的圓角的半徑均為〇. 25毫米,第三電極區(qū)域的第一半圓部和第六電極區(qū)域 的第二半圓部的直徑均為〇. 1毫米。第三內(nèi)電極層的四個圓角的半徑均為〇. 25毫米,第一 內(nèi)電極層和第二內(nèi)電極層的厚度均為1微米。
[0113] 實施例2
[0114] 制備多層陶瓷電容器
[0115] 1、將主要成分為鈦酸鋇的陶瓷粉、聚乙烯醇縮丁醛及甲苯和乙醇按體積比2:1混 合的混合溶劑,按質(zhì)量比為10:4:4混合并球磨形成均勻的陶瓷漿料,采用流延法將該陶瓷 漿料流延形成多個陶瓷膜;
[0116] 2、在陶瓷膜上印刷鎳金屬漿料,烘干后形成多個層疊有第一內(nèi)電極膜的陶瓷膜、 多個層疊有第二內(nèi)電極膜的陶瓷膜及多個層疊有第三內(nèi)電極膜的陶瓷膜。
[0117] 3、將47個層疊有第一內(nèi)電極膜的陶瓷膜和46個層疊有第二內(nèi)電極膜的陶瓷膜交 替層疊得到第一層疊基板;
[0118] 4、在第一層疊基板相對的兩個表面上分別層疊兩個層疊有第三電極膜的陶瓷膜, 得到第二層疊基板,在第二層疊基板相對的兩個表面上分別層疊24個陶瓷膜,然后用等靜 壓法壓合,使各膜層緊密粘接,然后按預定尺寸縱橫切割,得到多個長方體芯片狀的第一層 疊體;
[0119] 5、在空氣氣氛中,將多個第一層疊體加熱至300°C并保溫2小時以排除粘合劑,再 在由經(jīng)過加濕的氮氣和氫氣的混合氣體(氫氣的體積是氮氣的體積的〇. 1% )形成的還原 氣氛中,將排除粘合劑后的多個第一層疊體加熱至1200°C并保溫2. 5小時進行燒結(jié),形成 多個陶瓷主體及分別設置于多個陶瓷主體上的多個電極層,得到多個第二層疊體;
[0120] 6、將多個第二層疊體倒角研磨,分別在每個研磨后的第二層疊體的相對兩端涂覆 銅金屬漿料,在氮氣氣氛中,將多個涂覆有銅金屬漿料的第二層疊體加熱至780°C并保溫 10分鐘,以燒結(jié)銅金屬漿料,形成分別與陶瓷主體緊密結(jié)合并分別與多個第一內(nèi)電極層和 多個第二內(nèi)電極層抵接的第一端電極和第二端電極,分別在兩個端電極上依次電鍍上鎳層 和錫層,得到多個標稱容量為1 μ F、額定電壓為250V的1812規(guī)格(長4. 5mmX寬3. 2mm) 多層陶瓷電容器。
[0121] 每個多層陶瓷電容器包括陶瓷主體、設置于陶瓷主體內(nèi)部的電極層和分別設置于 陶瓷主體的相對兩端的第一端電極和第二端電極,陶瓷主體包括多個沿厚度方向?qū)盈B的介 質(zhì)層,電極層包括多個第一內(nèi)電極層、多個第二內(nèi)電極層和兩個第三內(nèi)電極層,多個第一內(nèi) 電極層和多個第二內(nèi)電極層交替地層疊于多個介質(zhì)層上使得多個第一內(nèi)電極層和多個第 二內(nèi)電極層間隔設置,且多個第一內(nèi)電極層、多個第二內(nèi)電極層和多個介質(zhì)層形成兩端均 為介質(zhì)層的層疊單元,兩個第三內(nèi)電極層分別設置于層疊單元的最外端的兩個介質(zhì)層上, 其中,
[0122] 第一內(nèi)電極層包括第一電極區(qū)域、第二電極區(qū)域和兩個第三電極區(qū)域,第一電極 區(qū)域的一端與第一端電極抵接,另一端向?qū)盈B單元內(nèi)部延伸并與第二電極區(qū)域連接,第二 電極區(qū)域的遠離第一電極區(qū)域的一端與第二端電極形成有間隙,且第二電極區(qū)域的寬度小 于第一電極區(qū)域的寬度,兩個第三電極區(qū)域?qū)ΨQ設置于第二電極區(qū)域的兩側(cè),兩個第三電 極區(qū)域分別與第一電極區(qū)域形成間隙,且兩個第三電極區(qū)域分別與第二電極區(qū)域形成間 隙;
[0123] 第二內(nèi)電極層包括第四電極區(qū)域、第五電極區(qū)域和兩個第六電極區(qū)域,第四電極 區(qū)域的一端與第二端電極抵接,另一端向?qū)盈B單元內(nèi)部延伸并與第五電極區(qū)域連接,第五 電極區(qū)域的遠離第四電極區(qū)域的一端與第一端電極形成有間隙,且第五電極區(qū)域的寬度小 于第四電極區(qū)域的寬度,兩個第六電極區(qū)域?qū)ΨQ設置于第五電極區(qū)域的兩側(cè),兩個第六電 極區(qū)域分別與第四電極區(qū)域形成間隙,且兩個第六電極區(qū)域分別與第五電極區(qū)域形成間 隙;兩個第三內(nèi)電極層均不與第一端電極和第二端電極連接,兩個第三內(nèi)電極層分別與兩 個第一內(nèi)電極層相鄰,并且在第一內(nèi)電極層上的投影覆蓋第三電極區(qū)域。
[0124] 其中,第一內(nèi)電極層為47個,第二內(nèi)電極層為46個、第三內(nèi)電極層2個、介質(zhì)層為 94 個、保護層 2 個。其中,D1 = D2 = 0· 8 毫米,D3 = D6 = D9 = Dll = D17 = D18 = 0· 25 毫米,D4 = D8 = DIO = D13 = D19 = 0· 3 毫米,D5 = 0· 3 毫米,D7 = D12 = 1. 1 毫米,D14 =1.7毫米,D15 = 19微米,D16 = 21微米,D21 = 0.3毫米,2個保護層的厚度分別為200 微米。第一電極區(qū)域和第四電極區(qū)域的圓角的半徑均為0. 3毫米,第二電極區(qū)域和第五電 極區(qū)域的圓角的半徑均為0.4毫米,第三電極區(qū)域的第一半圓部和第六電極區(qū)域的第二半 圓部的直徑均為〇. 3毫米。第三內(nèi)電極層的四個圓角的半徑均為0. 35毫米,第一內(nèi)電極層 和第二內(nèi)電極層的厚度均為2微米。
[0125] 實施例3
[0126] 制備多層陶瓷電容器
[0127] 1、將主要成分為鈦酸鋇的陶瓷粉、聚乙烯醇縮丁醛及甲苯和乙醇按體積比1.5:1 混合的混合溶劑,按質(zhì)量比為10:3:6混合并球磨形成均勻的陶瓷漿料,采用流延法將該陶 瓷漿料流延形成多個陶瓷膜;
[0128] 2、在陶瓷膜上印刷鎳金屬漿料,烘干后形成多個層疊有第一內(nèi)電極膜的陶瓷膜、 多個層疊有第二內(nèi)電極膜的陶瓷膜及多個層疊有第三內(nèi)電極膜的陶瓷膜。
[0129] 3、將22個層疊有第一內(nèi)電極膜的陶瓷膜和22個層疊有第二內(nèi)電極膜的陶瓷膜交 替層疊得到第一層疊基板;
[0130] 4、在第一層疊基板相對的兩個表面上分別層疊兩個層疊有第三電極膜的陶瓷膜, 得到第二層疊基板,在第二層疊基板相對的兩個表面上分別層疊24個陶瓷膜,然后用等靜 壓法壓合,使各膜層緊密粘接,然后按預定尺寸縱橫切割,得到多個長方體芯片狀的第一層 疊體;
[0131] 5、在氮氣氣氛中,將多個第一層疊體加熱至500°C并保溫4小時以排除粘合劑,再 在由經(jīng)過加濕的氮氣和氫氣的混合氣體(氫氣的體積是氮氣的體積的1% )形成的還原氣 氛中,將排除粘合劑后的多個第一層疊體加熱至1280°C并保溫3小時進行燒結(jié),形成多個 陶瓷主體及分別設置于多個陶瓷主體上的多個電極層,得到多個第二層疊體;
[0132] 6、將多個第二層疊體倒角研磨,分別在每個研磨后的第二層疊體的相對兩端涂覆 銅金屬漿料,在氮氣氣氛中,將多個涂覆有銅金屬漿料的第二層疊體加熱至860°C并保溫 11分鐘,以燒結(jié)銅金屬漿料,形成分別與陶瓷主體緊密結(jié)合的第一端電極和第二端電極,分 別在兩個端電極上依次電鍍上鎳層和錫層,得到多個標稱容量為1 μ F、額定電壓為250V的 2225規(guī)格(長5. 7mmX寬6. 3mm)多層陶瓷電容器。
[0133] 每個多層陶瓷電容器包括陶瓷主體、設置于陶瓷主體內(nèi)部的電極層和分別設置于 陶瓷主體的相對兩端的第一端電極和第二端電極,陶瓷主體包括多個沿厚度方向?qū)盈B的介 質(zhì)層,電極層包括多個第一內(nèi)電極層、多個第二內(nèi)電極層和兩個第三內(nèi)電極層,多個第一內(nèi) 電極層和多個第二內(nèi)電極層交替地層疊于多個介質(zhì)層上使得多個第一內(nèi)電極層和多個第 二內(nèi)電極層間隔設置,且多個第一內(nèi)電極層、多個第二內(nèi)電極層和多個介質(zhì)層形成兩端均 為介質(zhì)層的層疊單元,兩個第三內(nèi)電極層分別設置于層疊單元的最外端的兩個介質(zhì)層上, 其中,
[0134] 第一內(nèi)電極層包括第一電極區(qū)域、第二電極區(qū)域和兩個第三電極區(qū)域,第一電極 區(qū)域的一端與第一端電極抵接,另一端向?qū)盈B單元內(nèi)部延伸并與第二電極區(qū)域連接,第二 電極區(qū)域的遠離第一電極區(qū)域的一端與第二端電極形成有間隙,且第二電極區(qū)域的寬度小 于第一電極區(qū)域的寬度,兩個第三電極區(qū)域?qū)ΨQ設置于第二電極區(qū)域的兩側(cè),兩個第三電 極區(qū)域分別與第一電極區(qū)域形成間隙,且兩個第三電極區(qū)域分別與第二電極區(qū)域形成間 隙;
[0135] 第二內(nèi)電極層包括第四電極區(qū)域、第五電極區(qū)域和兩個第六電極區(qū)域,第四電極 區(qū)域的一端與第二端電極抵接,另一端向?qū)盈B單元內(nèi)部延伸并與第五電極區(qū)域連接,第五 電極區(qū)域的遠離第四電極區(qū)域的一端與第一端電極形成有間隙,且第五電極區(qū)域的寬度小 于第四電極區(qū)域的寬度,兩個第六電極區(qū)域?qū)ΨQ設置于第五電極區(qū)域的兩側(cè),兩個第六電 極區(qū)域分別與第四電極區(qū)域形成間隙,且兩個第六電極區(qū)域分別與第五電極區(qū)域形成間 隙;兩個第三內(nèi)電極層均不與第一端電極和第二端電極連接,其中一個第三內(nèi)電極層與第 一內(nèi)電極層相鄰,另一個第三內(nèi)電極層與第二內(nèi)電極層相鄰,與第一內(nèi)電極層相鄰的第三 內(nèi)電極層在第一內(nèi)電極層上的投影覆蓋第三電極區(qū)域,另一個第三內(nèi)電極層在第二內(nèi)電極 層上的投影覆蓋第六電極區(qū)域。
[0136] 其中,第一內(nèi)電極層和第二內(nèi)電極層均為22個、第三內(nèi)電極層2個、介質(zhì)層為45 個、保護層 2 個。其中,D1 = D2 = 1 毫米,D3 = D6 = D9 = Dll = D17 = D18 = 0· 4 毫米, D4 = D8 = DIO = D13 = D19 = D20 = 0· 4 毫米,D5 = 0· 35 毫米,D7 = D12 = 1. 4 毫米, D14 = 2. 2毫米,D15 = 30微米,D16 = 36微米,D21 = 0. 4毫米,2個保護層的厚度分別為 280微米。第一電極區(qū)域和第四電極區(qū)域的圓角的半徑均為0.4毫米,第二電極區(qū)域和第五 電極區(qū)域的圓角的半徑均為0. 5毫米,第三電極區(qū)域的第一半圓部和第六電極區(qū)域的第二 半圓部的直徑均為〇. 4毫米。第三內(nèi)電極層的四個圓角的半徑均為0. 5毫米,第一內(nèi)電極 層和第二內(nèi)電極層的厚度均為1.5微米。
[0137] 對比例
[0138] 制備多層陶瓷電容器
[0139] 1、將主要成分為鈦酸鋇的陶瓷粉、聚乙烯醇縮丁醛及甲苯和乙醇按體積比2:1混 合的混合溶劑,按質(zhì)量比為10:4:5混合并球磨形成均勻的陶瓷漿料,采用流延法將該陶瓷 漿料流延形成多個陶瓷膜;
[0140] 2、在陶瓷膜上印刷鎳金屬漿料,烘干后形成多個層疊有第一內(nèi)電極膜的陶瓷膜、 多個層疊有第二內(nèi)電極膜的陶瓷膜。
[0141] 3、將66個層疊有第一內(nèi)電極膜的陶瓷膜和66個層疊有第二內(nèi)電極膜的陶瓷膜交 替層疊得到第一層疊基板;
[0142] 4、在第一層疊基板相對的兩個表面上分別層疊20個陶瓷膜,然后用等靜壓法壓 合,使各膜層緊密粘接,然后按預定尺寸縱橫切割,得到多個長方體芯片狀的第一層疊體;
[0143] 5、在空氣氣氛中,將多個第一層疊體加熱至250°C并保溫3小時以排除粘合劑,再 在由經(jīng)過加濕的氮氣和氫氣的混合氣體(氫氣的體積是氮氣的體積的2% )形成的還原氣 氛中,將排除粘合劑后的多個小層疊體加熱至1250°C并保溫2小時進行燒結(jié),形成多個陶 瓷主體及分別設置于多個陶瓷主體上的多個電極層,得到多個第二層疊體;
[0144] 6、將多個第二層疊體倒角研磨,分別在每個研磨后的第二層疊體的相對兩端涂覆 銅金屬漿料,在氮氣氣氛中,將多個涂覆有銅金屬漿料的第二層疊體加熱至810°C并保溫 12分鐘,以燒結(jié)銅金屬漿料,形成分別與陶瓷主體緊密結(jié)合并分別與多個第一內(nèi)電極層和 多個第二內(nèi)電極層抵接的第一端電極和第二端電極,分別在兩個端電極上依次電鍍上鎳層 和錫層,得到多個標稱容量為1 μ F、額定電壓為100V的1206規(guī)格(長3. 2mmX寬1. 6mm) 多層陶瓷電容器。
[0145] 每個多層陶瓷電容器包括陶瓷主體、設置于陶瓷主體內(nèi)部的電極層和分別設置于 陶瓷主體的相對兩端的第一端電極和第二端電極,陶瓷主體包括多個沿厚度方向?qū)盈B的介 質(zhì)層,電極層包括多個第一內(nèi)電極層、多個第二內(nèi)電極層,多個第一內(nèi)電極層和多個第二內(nèi) 電極層交替地層疊于多個介質(zhì)層上使得多個第一內(nèi)電極層和多個第二內(nèi)電極層間隔設置, 其中,
[0146] 第一內(nèi)電極層為如圖1 (b)所不的方形,第一內(nèi)電極層的一端與第一端電極抵接, 另一端向?qū)盈B單元內(nèi)部延伸并與第二端電極形成有間隙;
[0147] 第二內(nèi)電極層為如圖1(b)所示的方形,第二內(nèi)電極層的一端與第二端電極抵接, 另一端向?qū)盈B單元內(nèi)部延伸并與第一端電極形成有間隙。
[0148] 其中,第一內(nèi)電極層和第二內(nèi)電極層均為66個、第三內(nèi)電極層2個、介質(zhì)層為131 個、保護層2個。其中,相鄰的第一內(nèi)電極層和第二內(nèi)電極層的距離為9微米,2個保護層的 厚度分別為150微米,第一內(nèi)電極層和第二內(nèi)電極層的厚度均為1微米。
[0149] 測試上述實施例1?實施例3和對比例的多層陶瓷電容器的容量和擊穿電壓,用 HP4278A電容表在25°C下以ΙΚΗζ測試頻率及1. OVrms測試電壓測試容量,用耐壓測試儀測 試擊穿電壓。測試結(jié)果見下表1。
[0150] 表1測試結(jié)果
[0151]
【權利要求】
1. 一種多層陶瓷電容器,其特征在于,包括陶瓷主體、設置于所述陶瓷主體內(nèi)部的電極 層和分別設置于所述陶瓷主體的相對兩端的第一端電極和第二端電極,所述陶瓷主體包括 多個沿厚度方向?qū)盈B的介質(zhì)層,所述電極層包括多個第一內(nèi)電極層、多個第二內(nèi)電極層和 兩個第三內(nèi)電極層,所述多個第一內(nèi)電極層和多個第二內(nèi)電極層交替地層疊于所述多個介 質(zhì)層上使得所述多個第一內(nèi)電極層和多個第二內(nèi)電極層間隔設置,且所述多個第一內(nèi)電極 層、多個第二內(nèi)電極層和多個介質(zhì)層形成兩端均為介質(zhì)層的層疊單元,所述兩個第三內(nèi)電 極層分別設置于所述層疊單元的最外端的兩個介質(zhì)層上,其中, 所述第一內(nèi)電極層包括第一電極區(qū)域、第二電極區(qū)域和兩個第三電極區(qū)域,所述第一 電極區(qū)域的一端與所述第一端電極抵接,另一端向所述層疊單元內(nèi)部延伸并與所述第二電 極區(qū)域連接,所述第二電極區(qū)域與所述第二端電極形成有間隙,且所述第二電極區(qū)域的寬 度小于所述第一電極區(qū)域的寬度,所述兩個第三電極區(qū)域?qū)ΨQ設置于所述第二電極區(qū)域的 兩側(cè),且所述兩個第三電極區(qū)域分別與所述第一電極區(qū)域形成間隙,且所述兩個第三電極 區(qū)域分別與所述第二電極區(qū)域形成間隙; 所述第二內(nèi)電極層包括第四電極區(qū)域、第五電極區(qū)域和兩個第六電極區(qū)域,所述第四 電極區(qū)域的一端與所述第二端電極抵接,另一端向所述層疊單元內(nèi)部延伸并與所述第五電 極區(qū)域連接,所述第五電極區(qū)域與所述第一端電極形成有間隙,且所述第五電極區(qū)域的寬 度小于所述第四電極區(qū)域的寬度,所述兩個第六電極區(qū)域?qū)ΨQ設置于所述第五電極區(qū)域的 兩側(cè),且所述兩個第六電極區(qū)域分別與所述第四電極區(qū)域形成間隙,且所述兩個第六電極 區(qū)域分別與所述第五電極區(qū)域形成間隙; 所述兩個第三內(nèi)電極層均不與所述第一端電極和第二端電極連接,其中任意一個所述 第三內(nèi)電極層與所述第一內(nèi)電極層相鄰時,所述與第一內(nèi)電極層相鄰的第三內(nèi)電極層在所 述第一內(nèi)電極層上的投影覆蓋所述第三電極區(qū)域,任意一個所述第三內(nèi)電極層與所述第二 內(nèi)電極層相鄰時,所述與第二內(nèi)電極層相鄰的第三內(nèi)電極層在所述第二內(nèi)電極層上的投影 覆蓋所述第六電極區(qū)域。
2. 根據(jù)權利要求1所述的多層陶瓷電容器,其特征在于,所述陶瓷主體為長方體,所述 長方體具有第一表面、第二表面、第三表面、第四表面、第五表面和第六表面,所述第一表面 和第二表面平行,所述第三表面和第四表面平行,所述第五表面和第六表面平行,所述第一 端電極包括第一端電極主體,所述第二端電極包括第二端電極主體,所述第一端電極主體 和第二端電極主體分別設置于所述第一表面和第二表面上,所述第一表面和第二表面均與 所述第一電極區(qū)域的延伸方向垂直,所述第一內(nèi)電極層、第二內(nèi)電極層及第三內(nèi)電極層均 與所述第五表面和第六表面平行;所述第一端電極主體分別向所述第三表面、第四表面、第 五表面和第六表面彎折延伸一段相同的距離,形成第一延伸部;所述第二端電極主體分別 向所述第三表面、第四表面、第五表面和第六表面彎折延伸一段相同的距離,形成第二延伸 部;所述第一延伸部和第二延伸部的寬度相等。
3. 根據(jù)權利要求2所述的多層陶瓷電容器,其特征在于,所述第一電極區(qū)域的形狀為 一端倒圓角的方形,所述第一電極區(qū)域的遠離所述第一端電極的一端的兩個角倒圓角,所 述第二電極區(qū)域的形狀為一端倒圓角的方形,所述第二電極區(qū)域的不倒圓角的一端與所述 第一電極區(qū)域的倒圓角的一端連接,形成凸字結(jié)構(gòu),所述第三電極區(qū)域包括第一方形部及 分別連接于所述第一方形部的平行于所述第一表面和第二表面的兩個邊的兩個第一半圓 部;所述第一方形部至所述第三表面的距離等于所述第一電極區(qū)域至所述第三表面的距 離。
4. 根據(jù)權利要求3所述的多層陶瓷電容器,其特征在于,所述第一電極區(qū)域的圓角的 半徑為〇. 2毫米?0. 4毫米,所述第二電極區(qū)域的圓角的半徑為0. 25毫米?0. 5毫米,所 述第三電極區(qū)域的第一半圓部的直徑為〇. 1毫米?〇. 4毫米。
5. 根據(jù)權利要求3所述的多層陶瓷電容器,其特征在于,遠離所述第二端電極主體的 第一半圓部的與所述第二表面平行的切線至所述第二端電極主體的距離大于所述第二延 伸部的寬度。
6. 根據(jù)權利要求3所述的多層陶瓷電容器,其特征在于,在所述第一內(nèi)電極層上的投 影覆蓋所述第三電極區(qū)域的第三內(nèi)電極層的遠離所述第二端電極主體的一端至所述第二 端電極主體的距離大于所述第二電極區(qū)域遠離所述第二端電極主體的一端至所述第二端 電極主體的距離。
7. 根據(jù)權利要求3所述的多層陶瓷電容器,其特征在于,相鄰的所述第一內(nèi)電極層和 第二內(nèi)電極層之間的距離小于或等于所述第三內(nèi)電極層與相鄰的所述第一內(nèi)電極層或第 二內(nèi)電極層的距離。
8. 根據(jù)權利要求7所述的多層陶瓷電容器,其特征在于,所述相鄰的所述第一內(nèi)電極 層和第二內(nèi)電極層的距離為7微米?30微米。
9. 根據(jù)權利要求1所述的多層陶瓷電容器,其特征在于,所述第三內(nèi)電極層的形狀為 四個角均倒圓角的方形,所述第三內(nèi)電極層的圓角的半徑為0. 25毫米?0. 5毫米。
10. 根據(jù)權利要求1所述的多層陶瓷電容器,其特征在于,所述陶瓷主體還包括兩個保 護層,所述兩個保護層分別設置于所述兩個第三內(nèi)電極層上。
【文檔編號】H01G4/005GK104240941SQ201410469833
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月15日 優(yōu)先權日:2014年9月15日
【發(fā)明者】陸亨, 程志強, 劉蘭蘭, 祝忠勇, 劉偉峰, 宋子峰, 安可榮, 覃海 申請人:廣東風華高新科技股份有限公司