CN207038354U - 积层陶瓷电容器的改良结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型是提供一种积层陶瓷电容器的改良结构，其是在介电质本体具有上下叠层的多陶瓷诱电层，并在每两个相邻陶瓷诱电层内侧表面上设有彼此交错叠层的内电极，且介电质本体二端处设有外部端电极，而内电极包括电性连接在外部端电极的端部及由端部延伸出的芯部，其端部的宽度短于芯部并朝外部端电极方向延伸成为一收缩段，此种内电极的端部与芯部各边角或角偶部位为形成具有曲率半径的倒角，可避免蓄积高能量或应力集中产生的微观结构破坏，提升产品耐电压的效果，并在收缩段所延伸的长度使芯部与外部端电极维持预定间距的安全距离，可降低后续制作外部端电极过程中电镀液渗入的几率，确保整体的高电容值表现，进而提升产品合格率与可靠度。

Description

积层陶瓷电容器的改良结构

技术领域

本实用新型是提供一种积层陶瓷电容器的改良结构，尤指可改良介电质本体内部交错叠层的内电极的物理形状，以避免高能量或应力集中产生的微观结构破坏，并降低后续制作外部端电极过程中电镀液渗入影响总电容值表现的几率，进而提升产品合格率与可靠度。

背景技术

电子元件的制作逐渐被要求多任务发展，以符合高阶电子元件彼此之间复杂的讯号传递与运作，并使电容器朝着微型化、高电容量、高稳定性及可靠度等趋势迈进，而传统电容器转变为以芯片方式的积层陶瓷电容器，由于生产设备精进及工艺技术的持续突破，使积层陶瓷电容器不但大幅缩小其体积也降低了生产成本，通常也被加以高电容量及高信赖度的产品要求。

积层陶瓷电容器储存电荷的功能，主要源自多个彼此相互叠层的陶瓷诱电体层及内电极层，并由内电极层与陶瓷诱电体层二端的外电极作电性接续，其层状结构是可以储存电量的特殊容器，这种容器的电量储存原理，基本上是使用至少二片相互叠层平行但中间夹有一陶瓷绝缘物的金属片，陶瓷绝缘物的作用是阻隔金属片，使每两个相邻金属片彼此之间绝对不会发生接触，当二片金属片中的任一片与电池正极端接触时，另一片将同时吸引电子流蓄积并作为电池负极端，此时此金属片开始储存电荷，始称为电容。

由于电容储存电荷的能力与金属片及陶瓷绝缘物彼此之间所能叠层的层数成正比，这种层状结构形成积层陶瓷电容器的基本模型，当叠层层数不断增加时，电容值就自然会伴随着提升，而进一步地，为了使叠层的层数可以大幅增加，积层陶瓷电容器的多任务发展上遂开始减小金属片及陶瓷绝缘物厚度，目的不外乎使积层陶瓷电容器在有限的体积内能够做到最大数量的叠层设置，这种层状结构的叠层设置如同并联有最大数量的电 容，使积层陶瓷电容器总电容量等于各层电容量的总和(Ct＝C1+C2+C3+...+Ci)。

请参阅如图9所示，是常用积层陶瓷电容器的立体外观图，其中此介电质本体A包括相互叠层的多陶瓷基板A1，并在各陶瓷基板A1顶面设有一T形内电极B，且二相邻陶瓷基板A1上的T形内电极B是以交错的方向设置，而T形内电极B是由一短宽部B1连接一窄长部B2组成，其短宽部B1一侧边是平齐于其所对应陶瓷基板A1的一侧边，并在窄长部B2的自由端接近此陶瓷基板A1的相对另侧边，再在多陶瓷基板A1的相对二侧边分别设有与同侧边T形内电极B的短宽部B1电性连接的二外电极C。换言之，此种e常用积层陶瓷电容器的短宽部B1与外电极C之间的接触面积较大，透过结构强度增加将不致引发内电极端部附近发生内裂。

然而，当作为内电极的金属片工艺越做越薄以后，纵使如何巧妙变化内电极形状，其材料本身承受瞬间电压或抗应力破坏的能力都会随之下降，若依据内电极的形状观察，则边角或角偶部位由于具有尖角，最容易因为蓄积高能量或应力集中在尖角处发生微观破裂，这种现象通常到后续制作外电极过程发生电镀液渗入而被再次的凸显，或在使用过程发生尖端放电效应继而冲击电容器介电性，并造成产品可靠度的劣化所导致绝缘阻抗下降、影响总电容值的表现等。再者，内电极端部与外电极两者之间的接口由于是应力交会处，容易形成延伸进入内电极的微观破裂，使电镀液沿着界面渗入内电极芯部，所以要如何有效抑制内电极在薄型化以后发生高能量或应力集中，并可防止电镀液的不当渗入，俨然成为从事此行业者所亟欲重新设计与持续解决的课题。

实用新型内容

鉴于上述现有的问题与缺失，搜集相关数据经由多方的评估及考虑，并利用从事于此行业的多年研发经验不断的试作与修改，才有此种积层陶瓷电容器的改良结构新型诞生。

本实用新型的主要目的在于此介电质本体具有上下叠层的多陶瓷诱电层，并在每两个相邻陶瓷诱电层内侧表面上都设有彼此交错叠层的内电极，且介电质本体二端处设有外部端电极，便可通过改良内电极的端部与芯部各边角或角偶部位为形成有倒角设计，以避免蓄积高能量或应力集中 产生的微观结构破坏，并在薄型化的状态下仍具有承受瞬间电压或抗应力破坏的能力，提升产品耐电压的效果；由于内电极的端部宽度短于芯部并朝外部端电极方向延伸成为宽度相对向内变窄的收缩段，可使芯部与外部端电极之间维持预定间距的安全距离，以强化陶瓷诱电层隔绝后续制作外部端电极的过程中电镀液渗入的几率，确保整体高电容值的表现，进而提升产品合格率与可靠度。

本实用新型的次要目的在于改良端部与芯部各边角或角偶部位的倒角物理形状(如弧形圆角或扇形等)，以增加内电极所能承受瞬间电压或抗应力破坏的能力，且可避免积层陶瓷电容器为追求叠层层数增加时，采用容易蓄积高能量或应力集中的具有尖角或方形图案的薄型化内电极，进而提升产品耐电压的效果。

本实用新型的另一目的在于此内电极在针对电镀液渗入影响总电容值表现的防范上，特别缩短内电极的端部与外部端电极共同接触的边长宽度，其中，该内电极的端部宽度最短的边长可为芯部宽度大约90％～25％的尺寸长度，并由端部都朝外部端电极方向直线延伸成为收缩段，使内电极与外部端电极之间接触的截面积缩小、陶瓷诱电层与外部端电极之间接触的截面积增加，可减少电镀液沿着端部寻找侵入的管道(如微观尺度上的破损或结构破坏)，以避免造成产品可靠度的劣化所导致绝缘阻抗下降、影响总电容值的表现等；另外，为了避免陶瓷诱电层烧结过程中材料发生过大体积收缩或结构产生破损，可透过内电极的端部特别延伸成为收缩段，使芯部与外部端电极之间维持有预定间距的安全距离，以强化陶瓷诱电层隔绝电镀液渗入芯部的几率。

附图说明

图1是本实用新型的立体外观图。

图2是本实用新型的立体分解图。

图3是本实用新型的侧视剖面图。

图4是本实用新型内电极的俯视图。

图5是本实用新型另一优选实施例的立体外观图。

图6是本实用新型另一优选实施例的立体分解图。

图7是本实用新型再一优选实施例内电极的俯视图。

图8是本实用新型又一优选实施例内电极的俯视图。

图9是现有积层陶瓷电容器的立体外观图。

【符号说明】

1、介电质本体

11、陶瓷诱电层

2、内电极

20、内电极层

201、第一内电极

202、第二内电极

203、浮动电极

21、端部

211、连接端

212、收缩段

2121、弯弧边

2122、直线边

2123、斜伸边

22、芯部

23、倒角

3、外部端电极

W1、宽度

W2、宽度

G、预定间距

R1、曲率半径

R2、曲率半径

R3、曲率半径

A、介电质本体

A1、陶瓷基板

B、T形内电极

B1、短宽部

B2、窄长部

C、外电极

具体实施方式

为达成上述目的及功效，本实用新型所采用的技术手段及其构造，现绘图就本实用新型的优选实施例详加说明其构造与功能如下，以利于完全了解。

如图1至图4所示，分别为本实用新型的立体外观图、立体分解图、侧视剖面图及内电极的俯视图，由图中可清楚看出，本实用新型的积层陶瓷电容器的改良结构为包括有介电质本体1、多内电极2及二外部端电极3，其中此介电质本体1具有上下叠层的多陶瓷诱电层11，并在每两个相邻陶瓷诱电层11相对内侧表面上都设有彼此交错叠层的内电极2，且介电质本体1二端处设有相对的外部端电极3，而内电极2为包括有电性连接在陶瓷诱电层11一端外部端电极3的端部21及由端部21所延伸出靠近陶瓷诱电层11另一端的芯部22，其端部21是具有平齐于陶瓷诱电层11短边的连接端211，且此端部21的宽度W1为短于芯部22的宽度W2并朝外部端电极3方向直线延伸成为宽度相对向内变窄的收缩段212，再在收缩段212沿着陶瓷诱电层11长边方向所延伸的长度形成有一预定间距G，以区隔芯部22与外部端电极3不会相互接触，且此端部21与芯部22各边长相交的边角或角偶部位分别形成具有曲率半径R1、R2的倒角23。

在本实施例中，内电极2的端部21宽度最短的连接端211边长为芯部22宽度的1/2(或50％)，但在实际应用时，亦可为芯部22宽度的9/10、7/10、4/5、3/5、2/5、1/2、1/3或1/4，即端部21宽度是芯部22宽度大约为90％～25％边长比例的尺寸长度，并在收缩段212二相对侧边的倒角23处分别形成有弯弧边2121，且收缩段212的弯弧边2121是呈一弧形圆角或扇形，再朝外部端电极3方向分别形成有延伸至连接端211二端上的直线边2122(如图2所示)，便可通过改良内电极2在各边长相交的边角或角偶部位的物理形状，使端部21与芯部22各边角或角偶部位分别形成有倒角23设计，以增加内电极2所能承受瞬间电压或抗应力破坏等的能力。

上述内电极2的倒角23结构设计可降低高能量或应力集中在各边角或角偶部位，并避免积层陶瓷电容器为追求叠层层数增加时，采用容易蓄 积高能量或应力集中的具有尖角或方形图案的薄型化内电极，因此，本实用新型在内电极2薄型化的状态下仍具有承受瞬间电压或抗应力破坏的能力，进而提升产品耐电压的效果。

再者，多内电极2在针对电镀液渗入影响总电容值表现的防范上，特别缩短内电极2的端部21与外部端电极3共同接触的连接端211边长宽度，并由端部21都朝外部端电极3方向延伸成为宽度相对向内变窄的收缩段212，使内电极2与外部端电极3之间接触的截面积被缩小，而陶瓷诱电层11与外部端电极3之间接触的截面积被增加，此种设计可减少电镀液沿着端部21寻找侵入的管道，如微观尺度上的破损或缺陷，以及应力集中产生的结构破坏等，使电镀液沿着内电极2的端部21渗入至芯部22的几率大幅降低，以避免造成产品可靠度的劣化所导致绝缘阻抗下降、影响总电容值的表现等；为了避免陶瓷诱电层11在烧结的过程中，其材料发生过大体积收缩或结构产生破损、缺陷等，可透过内电极2的端部21特别延伸成为一收缩段212，使芯部22与外部端电极3之间维持有预定间距G的安全距离，以强化陶瓷诱电层11隔绝电镀液渗入至芯部22的几率，确保整体高电容值的表现，进而提升产品合格率与可靠度。

请搭配参阅图5、图6所示，是分别为本实用新型另一优选实施例的立体外观图及立体分解图，由图中可清楚看出，彼此交错叠层的陶瓷诱电层11及内电极层20，而内电极层20包括有分别电性连接在外部端电极3的第一内电极201及第二内电极202(如图6所示)，并分别电性连接在介电质本体1二端处的外部端电极3，及完全未与任何外部端电极3电性连接的浮动电极203(如图6所示)，其中，第一内电极201与第二内电极202成对的设置在陶瓷诱电层11同一平面上彼此相隔有一间距，并分别透过端部21的连接端211电性连接在外部端电极3，且各浮动电极203设置在另一相邻陶瓷诱电层11的不同平面上，可使浮动电极203与第一内电极201、第二内电极202彼此交错叠层，以及浮动电极203位于第一内电极201与第二内电极202之间部分面积重叠。

在本实施例中，此浮动电极203沿着长度方向的中心线二侧处为分别具有宽度相对向内变窄的收缩段212，并在收缩段212二相对侧边的倒角23处分别形成有弯弧边2121，再朝中心线方向分别形成有延伸至中心在 线的直线边2122。另外，从浮动电极203的中心线二外部端电极3方向分别形成有第一内电极201与第二内电极202，而第一内电极201与第二内电极202具有彼此互相连结在一起的端部21及由端部21所延伸出以中心线为基线并彼此镜向对称的芯部22，且各第一内电极201与第二内电极202的端部21是分别具有平齐于陶瓷诱电层11短边的连接端211。

本实施例的第一内电极201及第二内电极202，由于是适用在浮动电极203的设计机构，故电容器内电极层交错情况较特殊，但端部21与芯部22各边角及角偶部位的物理形状分别形成有倒角23设计，以及端部21的宽度W1为短于芯部22的宽度W2并形成有一预定间距G的特征仍属于本实用新型范畴，本实用新型的技巧特征并不局限于此，凡本领域技术人员可轻易思及的变化或修饰等，均应同理被涵盖在以下本案的申请专利范围内。

进一步地，请参阅图7所示，是为本实用新型又一优选实施例内电极的俯视图，由图中可清楚看出，在本实施例中内电极2的端部21位于收缩段212二相对侧边的倒角23处为分别形成具有曲率半径R1的第一弯弧边2121，并由第一弯弧边2121皆反折形成具有曲率半径R3的第二弯弧边2121，再朝外部端电极3方向分别形成有延伸至连接端211二端上的直线边2122，且收缩段212的第一弯弧边2121与第二弯弧边2121曲率半径可为相同或不相同。

请参阅图8所示，是为本实用新型又一优选实施例内电极的俯视图，由图中可清楚看出，在本实施例中内电极2的端部21位于收缩段212二相对侧边的倒角23处为分别形成具有曲率半径R1的弯弧边2121，并由弯弧边2121皆朝外部端电极3方向渐缩形成有斜伸边2123，再分别转折出一延伸至连接端211二端上的直线边2122，此种端部21的收缩段212亦可依实际的应用调整其二相对侧边所有形状的组合变化，并使内电极2与外部端电极3之间接触的截面积被缩小，可减少后续制作外部端电极3的过程中电镀液沿着端部21的连接端211侵入的管道，且因陶瓷诱电层11与外部端电极3之间接触的截面积被增加而产生一安全距离，以强化陶瓷诱电层11隔绝电镀液渗入芯部22的几率，借此可确保产品的合格率与可靠度。

因此，本实用新型主要针对介电质本体1每两个相邻上下叠层的陶瓷诱电层11内侧表面上设有彼此交错叠层的内电极2，并由内电极2的端部21与陶瓷诱电层11二端的外部端电极3作电性接续，便可通过改良内电极2的端部21与芯部22在各边角或角偶部位形成具有曲率半径的倒角23设计，以避免蓄积高能量或应力集中产生的微观结构破坏，提升产品耐电压的效果；由于内电极2的端部21宽度短于芯部22并朝外部端电极3方向直线延伸成为一收缩段212，可使芯部22与外部端电极3之间维持预定间距G的安全距离，以降低后续制作外部端电极3的过程中电镀液沿着端部21渗入的几率，确保整体高电容值的表现，进而提升产品合格率与可靠度。

上述详细说明为针对本实用新型一种优选的可行实施例说明而已，惟此实施例并非用以限定本实用新型的申请专利范围，凡其他未脱离本实用新型所揭示的技艺精神下所完成的均等变化与修饰变更，均应包含在本实用新型所涵盖的专利范围中。

综上所述，本实用新型上述的积层陶瓷电容器的改良结构使用时确实能达到其功效及目的，故本实用新型诚为一实用性优异的创作，符合新型专利的申请条件，依法提出申请，盼审委早日给予本案授权，以保障新型创作人的辛苦创作。

Claims (15)

1.一种积层陶瓷电容器的改良结构，是包括介电质本体、多内电极及二外部端电极，此介电质本体具有上下叠层的多陶瓷诱电层，并在每两个相邻陶瓷诱电层相对内侧表面上都设有彼此交错叠层的内电极，且介电质本体二端处设有相对的外部端电极，其特征在于：

此内电极包括电性连接在陶瓷诱电层一端外部端电极上的端部，以及由端部延伸出靠近陶瓷诱电层另一端的芯部，并在端部具有与外部端电极接触的连接端，而端部的宽度短于芯部，并朝外部端电极方向延伸成为宽度相对向内变窄的收缩段，且收缩段所延伸至连接端的长度形成一预定间距，以区隔该芯部与外部端电极，再在端部与芯部各边长相交部位分别形成具有曲率半径的倒角。

2.根据权利要求1所述的积层陶瓷电容器的改良结构，其特征在于，此内电极位于端部的连接端为平齐于陶瓷诱电层短边。

3.根据权利要求1所述的积层陶瓷电容器的改良结构，其特征在于，此内电极位于端部的连接端边长为芯部宽度的1/2。

4.根据权利要求1所述的积层陶瓷电容器的改良结构，其特征在于，此内电极位于端部的连接端边长为芯部宽度的1/3。

5.根据权利要求1所述的积层陶瓷电容器的改良结构，其特征在于，此内电极位于端部的连接端边长为芯部宽度的1/4。

6.根据权利要求1所述的积层陶瓷电容器的改良结构，其特征在于，此内电极位于端部的连接端边长为芯部宽度的2/5。

7.根据权利要求1所述的积层陶瓷电容器的改良结构，其特征在于，此内电极位于端部的连接端边长为芯部宽度的3/5。

8.根据权利要求1所述的积层陶瓷电容器的改良结构，其特征在于，此内电极位于端部的连接端边长为芯部宽度的4/5。

9.根据权利要求1所述的积层陶瓷电容器的改良结构，其特征在于，此内电极位于端部的连接端边长为芯部宽度的7/10。

10.根据权利要求1所述的积层陶瓷电容器的改良结构，其特征在于，此内电极位于端部的连接端边长为芯部宽度的9/10。

11.根据权利要求1所述的积层陶瓷电容器的改良结构，其特征在于，此内电的端部宽度是芯部宽度的90％～25％边长比例。

12.根据权利要求1所述的积层陶瓷电容器的改良结构，其特征在于，此内电极的端部位于收缩段二相对侧边的倒角处为分别形成有延伸至连接端二端上的弯弧边，且弯弧边是呈弧形圆角或扇形。

13.根据权利要求1所述的积层陶瓷电容器的改良结构，其特征在于，此内电极位于端部的收缩段二相对侧边为分别形成有延伸至连接端二端上的弯弧边。

14.根据权利要求1所述的积层陶瓷电容器的改良结构，其特征在于，此内电极的端部位于收缩段二相对侧边为分别形成一弯弧边，再朝外部端电极方向分别形成有延伸至连接端二端上的直线边。

15.根据权利要求1所述的积层陶瓷电容器的改良结构，其特征在于，此内电极的端部位于收缩段二相对侧边为分别形成一第一弯弧边，并由第一弯弧边反折形成第二弯弧边，再朝外部端电极方向分别形成有延伸至连接端二端上的直线边，且收缩段的第一弯弧边与第二弯弧边曲率半径相同或不相同。