多层片式电子元件和用于安装该电子元件的板的制作方法
【专利摘要】提供一种多层片式电子元件，包括：陶瓷本体，该陶瓷本体包括内电极和电介质层；外电极，该外电极覆盖陶瓷本体的沿长度方向的两个端表面；第一镀层，该第一镀层形成外电极并且形成在陶瓷本体的外表面上；非导电层，该非导电层形成在第一镀层的外侧表面上；以及第二镀层，该第二镀层形成在第一镀层的除了非导电层之外的区域上。
【专利说明】多层片式电子元件和用于安装该电子元件的板
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2012年10月26日在韩国知识产权局申请的韩国专利申请N0.10-2012-0119642的优先权，在此通过引用将该申请公开的内容并入本申请中。
【技术领域】
[0003]本发明涉及一种多层片式电子元件以及用于安装该多层片式电子元件的板，当向所述多层片式电子元件施加电压的时，所述多层片式电子元件能够降低产生的噪声。
现有技术
[0004]多层片式电容器是一种多层片式电子元件，它包括形成在多个电介质层之间的内电极。
[0005]在直流(DC)电压和交流(AC)电压施加到内电极互相重叠并且具有插设在内电极之间的电介质层的多层片式电容器的情况下，内电极之间产生压电现象和振动。
[0006]振动可以从多层片式电容器的外电极传递到其上安装有多层片式电容器的印刷电路板。在这种情况下，印刷电路板振动从而产生噪声。
[0007]也就是说，当因印刷电路板的振动而产生的噪音包括在音频范围(20至20000Hz)内时，其可能引起听者的不适。这种噪声被称为声噪声。
[0008]当电压施加到多层片式电容器时，多层片式电容器可以以如下方式的变形。多层片式电容器的上表面和下表面沿厚度方向膨胀和收缩，并且其侧表面膨胀和收缩同时具有与其上表面和下表面相反的相位差。
[0009]由于多层片式电容器的侧表面的膨胀和收缩，多层片式电容器的振动可以通过将多层片式电容器固定到印刷电路板的角焊缝(solder fillet)传递到印刷电路板。
[0010]因此，已经需要对能够通过在低的高度形成角焊缝以防止多层片式电容器的振动传递到印刷电路板的多层片式电子元件进行研究。
[0011]下面的专利文件I公开了一种陶瓷电子元件，在该陶瓷电子元件中，导电树脂层分布于多层基体的主表面中的金属镀层的端部从而加强冲击抗力。另外，下面的专利文件2公开了一种陶瓷电部件，其能够通过调整形成外电极的镀钯层和镀金层的厚度来防止焊料的溢出。
[0012]然而，这些专利文件并没有公开或者期望使用本发明的权利要求和实施方式中提出的非导电层来防止焊料溢出的特征。
[0013][相关技术文件]
[0014](专利文件I)日本专利公开N0.2005-243944
[0015](专利文件2)日本专利公开N0.2003-109838
【发明内容】
[0016]本发明的一个方面，提供了一种多层片式电子元件，当印刷电路板和多层片式电子元件相互焊接时，该多层片式电子元件能够防止焊料溢流到多层片式电子元件的沿厚度方向的上部。
[0017]本发明的一个方面，还提供了一种用于安装多层片式电子元件的板，该板能够通过将多层片式电子元件安装到印刷电路板来降低噪声。
[0018]本发明的一个方面，提供一种多层片式电子元件，包括:陶瓷本体，该陶瓷本体包括内电极和电介质层；外电极，该外电极覆盖所述陶瓷本体的沿长度方向的两个端表面；第一镀层，该第一镀层形成外电极并且形成在所述陶瓷本体的外表面上；非导电层，该非导电层形成在所述第一镀层的外侧表面上；以及第二镀层，该第二镀层形成在所述第一镀层的除所述非导电层之外的区域上。
[0019]所述非导电层的沿厚度方向的至少一个端部可以延伸至所述陶瓷本体的上表面和下表面中的至少一者以及所述第一镀层的所述外侧表面的一部分。
[0020]所述非导电层的沿厚度方向的至少一个端部可以形成在沿厚度方向高于或者低于所述陶瓷本体的上表面和下表面中的至少一者的位置的位置。
[0021]所述非导电层的沿厚度方向的至少一个端部可以形成在沿厚度方向高于或者低于形成在所述陶瓷本体中的所述内电极中的最下方的内电极和最上方的内电极中的至少一者的位置的位置。
[0022]所述非导电层包含选自由环氧树脂、耐热聚合物、玻璃和陶瓷所构成的组中的至
少一者。
[0023]所述第二镀层可以仅形成在所述外电极的带状部。
[0024]所述第一镀层和所述第二镀层可以包含铜(Cu)、镍(Ni)和锡(Sn)中的至少一者。
[0025]根据本发明的另一方面，提供一种用于安装多层片式电子元件的板，该板包括:根据权利要求1所述的多层片式电子元件；电极垫(electrode pad),该电极垫通过角焊缝(soldering fillet)连接到所述第二镀层；以及印刷电路板，所述电极垫形成在所述印刷电路板上，其中，所述角焊缝形成在所述非导电层的邻近所述印刷电路板的各个端部。
[0026]所述非导电层的沿厚度方向的至少一个端部可以延伸至所述陶瓷本体的上表面和下表面中的至少一者以及所述第一镀层的所述外侧表面的一部分。
[0027]所述非导电层可以包含选自由环氧树脂、耐热聚合物、玻璃和陶瓷所构成的组中的至少一者。
[0028]所述第二镀层可以仅形成在所述外电极的带状部(band portion)。
[0029]所述第一镀层和所述第二镀层可以包含铜(Cu)、镍(Ni)和锡(Sn)中的至少一者。
[0030]根据本发明的另一方面，提供一种多层片式电子元件，该多层片式电子元件包括:第一镀层，该第一镀层形成在具有六面体形状的陶瓷本体的侧表面和上表面上；非导电层，该非导电层形成在所述陶瓷本体的所述侧表面上；和第二镀层，该第二镀层覆盖在所述第一镀层的除所述非导电层之外的区域上。
[0031]所述非导电层的沿厚度方向的至少一个端部可以延伸至所述陶瓷本体的上表面和下表面中的至少一者以及所述第一镀层的外侧表面的一部分。
[0032]所述非导电层的沿厚度方向的至少一个端部可以形成在沿厚度方向高于或者低于所述陶瓷本体的上表面和下表面中的至少一者的位置的位置。
[0033]所述非导电层的沿厚度方向的至少一个端部可以形成在沿厚度方向高于或者低于形成在所述陶瓷本体中的所述内电极中的最下方的内电极和最上方的内电极中的至少一者的位置的位置。
[0034]所述非导电层可以包含选自由环氧树脂、耐热聚合物(heat resistantpolymer)、玻璃和陶瓷所构成的组中的至少一者。
[0035]所述第二镀层可以仅形成在所述外电极的带状部。
[0036]所述第一镀层和所述第二镀层可以包含镍(Ni)和锡(Sn)中的至少一者。
[0037]根据本发明的另一方面，提供一种用于安装多层片式电子元件的板，该板包括:根据权利要求13所述的多层片式电子元件；电极垫，该电极垫通过角焊缝连接到所述第二镀层；以及印刷电路板，所述电极垫形成在所述印刷电路板上，其中，所述角焊缝形成在所述非导电层的邻近所述印刷电路板的各个端部。
【专利附图】
【附图说明】
[0038]本发明的上述和其它方面，特征和其它优点将通过下述结合附图的详细描述更清楚地理解。
[0039]图1是根据本发明的实施方式的多层片式电容器的示意性的局部剖切立体图；
[0040]图2是图1中的多层片式电容器沿长度方向和厚度方向截取的截面图；
[0041]图3是多层片式电容器的第一种实施例沿着长度方向和厚度方向截取的截面图；
[0042]图4是多层片式电容器的第二种实施例沿着长度方向和厚度方向截取的截面图；
[0043]图5是多层片式电容器的第三种实施例沿着长度方向和厚度方向截取的截面图；
[0044]图6是显示根据本发明的实施方式的多层片式电容器安装在印刷电路板上的形式的示意性立体图；
[0045]图7是显示图6中的多层片式电容器安装在印刷电路板上的形式的示意性俯视图；
[0046]图8是显示图6中的多层片式电容器安装到印刷电路板上的形式的沿着长度方向和厚度方向截取的截面图；
[0047]图9是示意性显示在多层片式电容器安装在印刷电路板上的情况下，当电压施加到多层片式电容器时，多层片式电容器变形的变形状态的截面图。
【具体实施方式】
[0048]下面，将参考附图详细描述本发明的实施方式。然而，本发明可以以多种不同的方式实现并且不应该认为限于这里提及的实施方式。更确切地说，提供这些实施方式旨在使得本发明的公开内容全面完整，并且将本发明的范围充分地传达给本领域技术人员。在附图中，为了清楚的目的可能将元件的形状和尺寸进行了放大，并且在全部的附图中使用相同的附图标记表示相同或者相似的元件。
[0049]根据本发明的实施方式的多层片式电子元件可以适当地使用在多层陶瓷电容器、多层变阻器、热敏电阻器、压电元件、多层基片等元件上，所述多层片式电子元件具有使用电介质层且内电极彼此相对，并且电介质层插设在内电极之间的结构。
[0050]多层片式电容器
[0051]图1是根据本发明的实施方式的多层片式电容器的示意性局部剖切立体图；并且图2是图1中的多层片式电容器的沿长度方向和厚度方向截取的截面图。
[0052]另外，图3是多层片式电容器的第一种实施例的沿长度方向和厚度方向截取的截面图；图4是多层片式电容器的第二种实施例的沿长度方向和厚度方向截取的截面图；并且图5是多层片式电容器的第三种实施例的沿长度方向和厚度方向截取的截面图。
[0053]参考图1至图5，多层片式电容器10可以包括陶瓷本体12、外电极40、内电极20和非导电层80。
[0054]可以通过将导电浆料涂抹到陶瓷基片上以使得在陶瓷基片上形成内电极20并且堆叠、压制然后烧制其上形成有内电极20的陶瓷基片来制造陶瓷本体12。陶瓷本体12可以通过反复地堆叠多个电介质层52和54以及内电极22和24形成。
[0055]陶瓷本体12可以具有六面体形状。尽管由于在烧制基片时陶瓷粉末的烧结收缩，陶瓷本体12可能不具有完全笔直的边的六面体形状，但它可以具有大体六面体形状。
[0056]为了清楚地描述本发明的实施方式，将定义六面体的方向。在附图1中示出的L、W和T分别指代长度方向、宽度方向和厚度方向。这里，厚度方向可以用于具有与电介质层堆叠的方向相同的意思。
[0057]图1中示出了具有长度大于宽度或厚度的长方体形式的多层片式电容器10。对于形成电介质层50的材料，为了实现高电容的电容器，可以使用具有高介电常数的陶瓷粉末。陶瓷粉末例如可以是钛酸钡(BaTi03)基粉末或钛酸钯(SrTi03)基粉末等，但是并不限于此。
[0058]内电极20可以包括第一内电极22和第二内电极24，该第一内电极22和第二内电极24分别电连接到第一外电极42和第二外电极44。
[0059]这里，第一内电极22和第二内电极24可以分别包括第一电极图案部222和第二电极图案部242以及第一引导部224和第二引导部244，第一电极图案部222和第二电极图案部242相互重叠并且相互面对，电介质层54位于第一内电极22和第二内电极24之间(见附图1)，第一引导部224和第二引导部244分别引导到第一外电极42和第二外电极44。
[0060]第一电极图案部222和第二电极图案部242可以沿厚度方向连续地堆叠以构成在陶瓷本体12中形成电容的工作层60。
[0061]在多层片式电容器的沿长度方向和厚度方向的横截面中，除去工作层60之外的部分可以定义为边缘部。在边缘部中，工作层60的沿厚度方向的上边缘部和下边缘部可以特别地定义为上覆盖层53和下覆盖层55。
[0062]可以通过烧结多个陶瓷基片来形成上覆盖层53和下覆盖层55，不同于形成在第一内电极22和第二内电极24之间的电介质层52和54,用于形成上覆盖层53和下覆盖层55的陶瓷基片未涂抹用于形成内电极的导电浆料。
[0063]多个包括上覆盖层53和下覆盖层55的电介质层50可以处于烧结状态。邻近的电介质层相互形成一体，从而使得在不使用扫描电子显微镜(SEM)时难以辨别它们之间的边界。
[0064]外电极40可以覆盖陶瓷本体12的沿长度方向的两个端表面。这里，形成在陶瓷本体12的一个端表面上的一个外电极可以定义为第一外电极42,并且形成在陶瓷本体12的另一个端表面上的另一个外电极可以定义为第二外电极44。
[0065]由于形成在陶瓷本体12的除沿长度方向的端部表面之外的外侧表面、上表面St和下表面Sb上的部分分别具有预定宽度的带状，故外电极40的这些部分可以定义为带状部。
[0066]虽然本实施方式中描述的是具有形成在其长度方向的两个端表面上的外电极的多层片式电容器，然而本发明并不限于此，并且还可以适用于多个外电极形成在陶瓷本体12的侧表面上的阵列型多层片式电容器(array type multilayered chip capacitor)。
[0067]第一外电极42和第二外电极44可以由包含金属粉末的导电衆料形成。第一外电极42和第二外电极44可以具有直接覆盖在陶瓷本体12的外表面上的第一镀层422和442。这里，第一镀层422和442可以包含铜(Cu)、镍(Ni)和锡(Sn)中的至少一者，但是并不特别地局限于此。
[0068]非导电层80可以形成在第一镀层422和442的外侧表面上。另外，第二镀层424和444可以通过电镀的方法覆盖在第一镀层422和442的除了非导电层80之外的区域上。
[0069]非导电层80可以防止第二电镀层424和444被覆盖。另外，当多层片式电容器10表面安装在印刷电路板120上时(见图6)，非导电层80可以防止形成在电极垫122 (见附图6)上的焊膏变得潮湿，以使非导电层80不会被焊料污染。
[0070]因此，当多层片式电容器10表面安装在印刷电路板120上时(见图6)，非导电层80允许将多层片式电容器10固定在印刷电路板120上的角焊缝142和144的高度降低(见图6)。
[0071]这里，第二镀层424和444可以包含Cu、Ni和Sn中的至少一者，但是并不特别地限于此。
[0072]图3至图5示出了多层片式电容器的根据非导电层80的形式的各个实施例。
[0073]在图3的多层片式电容器10中，非导电层80的沿厚度方向的至少一个端部82或84可以延伸至陶瓷本体12的上表面St和下表面Sb以及第一镀层422和442的外侧表面Ss的至少一部分。
[0074]如图3所示，当多层片式电容器10形成在印刷电路板上时，延伸到外电极40的各个带状部的一部分的非导电层80可以允许角焊缝的高度明显地降低。
[0075]在图4的多层片式电容器10中，非导电层80的沿厚度方向的至少一个端部82或84可以形成在沿厚度方向高于或者低于陶瓷本体12的上表面St和下表面Sb中的至少一者的位置的位置(在低于Dl所示的位置)。
[0076]在图3和图4的实施例的情况下，第二镀层424和444可以仅形成在外电极40的带状部上。
[0077]在图5的多层片式电容器10中，非导电层80的沿厚度方向的至少一个端部82或84可以形成在沿厚度方向高于或者低于形成在陶瓷本体12中的内电极中的最下方的内电极Sn和最上方的内电极Sib中的至少一者的位置的位置(在低于D2所示的位置)。
[0078]在非导电层80形成为以如图4和图5中所示的形式的情况中，角焊缝142和144的高度相比于图3中的情况更高，但是可以提高安装的可靠性。
[0079]同时，非导电层80可以包含选自由环氧树脂、耐热聚合物、玻璃和陶瓷所构成的组中的至少一者。
[0080]用于安装多层片式电容器的板
[0081]图6是显示根据本发明的实施方式的多层片式电容器安装在印刷电路板上的形式的示意性立体图；图7是显示图6中的多层片式电容器安装在印刷电路板上的形式的示意性俯视图。
[0082]参考图6和图7，根据本发明的实施方式的用于安装多层片式电容器的板100包括多层片式电子元件10、电极垫122和124以及印刷电路板120。
[0083]多层片式电子元件10可以是上述的多层片式电容器。多层片式电容器10可以安装在印刷电路板120上，以使内电极22和24与印刷电路板120相互平行。
[0084]另外，印刷电路板120和多层片式电子元件10的第二镀层424和444可以通过角焊缝142和144连接到电极垫122和124，并且角焊缝142和144可以形成在非导电层80的邻近印刷电路板120的各个端部。
[0085]在多层片式电容器10安装到印刷电路板120上的情况下，当电压施加到多层片式电容器10时，可能会产生噪音。噪音可以通过降低角焊缝122和124的高度而降低。
[0086]图8是显示图6中的多层片式电容器安装在印刷电路板上的形式的沿长度方向和厚度方向截取的截面图；并且图9是示意性显示在多层片式电容器安装在印刷电路板上的情况下，当电压施加到多层片式电容器时，多层片式电容器变形的状态的剖视图。
[0087]当具有不同极性的电压施加到形成在多层片式电容器10的两个端表面的第一外电极42和第二外电极44时，由于电介质层的逆压电效应，陶瓷本体12可以在厚度方向膨胀和收缩，并且由于泊松效应，第一外电极42和第二外电极44的沿长度方向的两个端部可以沿垂直于陶瓷本体12的沿厚度方向的膨胀和收缩的方向收缩和膨胀(沿图9中的P方向)。
[0088]这里，图9显示了在具有不同极性的电压施加到第一外电极42和第二外电极44的情况下印刷电路板120根据角焊缝142和144的尺寸的变形量。
[0089]图9中示出的虚点线表示角焊缝142’和144’形成为对应于接近陶瓷本体12的中心的高度的情况。也就是说，在角焊缝142’和144’形成为对应于接近陶瓷本体12的中心的高度的情况下，陶瓷本体12的变形量可以传递到角焊缝142’和144’。在这种情况下，作用在角焊缝142’和144’上的力Fl (沿①方向)大于作用在根据本发明的实施方式的角焊缝142和144上的力F2 (沿②方向)。也就是说，在角焊缝142’和144’的高度较高的情况下，印刷电路板120的变形可能很大的并且噪声的量级(magnitude)可能很高。
[0090]因此，在角焊缝142和144的高度通过根据本发明的实施方式的非导电层80限定的情况下，印刷电路板120几乎不变形，并且可以明显地降低噪声。
[0091]如上所述，在根据本发明的实施方式的多层片式电容器和用于安装该多层片式电容器的板中，可以明显地降低噪声。
[0092]虽然已经结合实施方式展示并描述了本发明，但在不脱离由所附的权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，对于本领域技术人员来说作出修改和变形是显而易见的。
【权利要求】
1.一种多层片式电子元件，该多层片式电子元件包括: 陶瓷本体,该陶瓷本体包括内电极和电介质层； 外电极，该外电极覆盖所述陶瓷本体的沿长度方向的两个端表面； 第一镀层，该第一镀层形成所述外电极并且形成在所述陶瓷本体的外表面上； 非导电层，该非导电层形成在所述第一镀层的外侧表面上；以及 第二镀层，该第二镀层形成在所述第一镀层的除所述非导电层之外的区域上。
2.根据权利要求1所述的多层片式电子元件，其中，所述非导电层的沿厚度方向的至少一个端部延伸至所述陶瓷本体的上表面和下表面中的至少一者以及所述第一镀层的所述外侧表面的一部分。
3.根据权利要求1所述的多层片式电子元件，其中，所述非导电层的沿厚度方向的至少一个端部形成在沿厚度方向高于或者低于所述陶瓷本体的上表面和下表面中的至少一者的位置的位置。
4.根据权利要求1所述的多层片式电子元件，其中，所述非导电层的沿厚度方向的至少一个端部形成在沿厚度方向高于或者低于形成在所述陶瓷本体中的所述内电极中的最下方的内电极和最上方的内电极中的至少一者的位置的位置。
5.根据权利要求1所述的多层片式电子元件，其中，所述非导电层包含选自由环氧树月旨、耐热聚合物、玻璃和陶瓷所构成的组中的至少一者。
6.根据权利要求1所述的多层片式电子元件，其中，所述第二镀层仅形成于所述外电极的带状部。
7.根据权利要求1所述`的多层片式电子元件，其中，所述第一镀层和所述第二镀层包含铜、镍和锡中的至少一者。
8.一种用于安装多层片式电子元件的板，该板包括: 根据权利要求1所述的多层片式电子元件； 电极垫，该电极垫通过角焊缝连接到所述第二镀层；以及 印刷电路板，所述电极垫形成在所述印刷电路板上， 其中，所述角焊缝形成在所述非导电层的邻近所述印刷电路板的各个端部。
9.根据权利要求8所述的板，其中，所述非导电层的沿厚度方向的至少一个端部延伸至所述陶瓷本体的上表面和下表面中的至少一者以及所述第一镀层的所述外侧表面的一部分。
10.根据权利要求8所述的板，其中，所述非导电层包含选自由环氧树脂、耐热聚合物、玻璃和陶瓷所构成的组中的至少一者。
11.根据权利要求8所述的板，其中，所述第二镀层仅形成于所述外电极的带状部。
12.根据权利要求8所述的板，其中，所述第一镀层和所述第二镀层包含铜、镍和锡中的至少一者。
13.一种多层片式电子元件，该多层片式电子元件包括: 第一镀层，该第一镀层形成在具有六面体形状的陶瓷本体的侧表面和上表面上； 非导电层，该非导电层形成在所述陶瓷本体的所述侧表面上；和 第二镀层，该第二镀层覆盖在所述第一镀层的除所述非导电层之外的区域上。
14.根据权利要求13所述的多层片式电子元件，其中，所述非导电层的沿厚度方向的至少一个端部延伸至所述陶瓷本体的上表面和下表面中的至少一者以及所述第一镀层的外侧表面的一部分。
15.根据权利要求13所述的多层片式电子元件，其中，所述非导电层的沿厚度方向的至少一个端部形成在沿厚度方向高于或者低于所述陶瓷本体的上表面和下表面中的至少一者的位置的位置。
16.根据权利要求13所述的多层片式电子元件，其中，所述非导电层的沿厚度方向的至少一个端部形成在沿厚度方向高于或者低于形成在所述陶瓷本体中的所述内电极中的最下方的内电极和最上方的内电极中的至少一者的位置的位置。
17.根据权利要求13所述的多层片式电子元件，其中，所述非导电层包含选自由环氧树脂、耐热聚合物、玻璃和陶瓷所构成的组中的至少一者。
18.根据权利要求13所述的多层片式电子元件，其中，所述第二镀层仅形成于所述外电极的带状部。
19.根据权利要求13所述的多层片式电子元件，其中，所述第一镀层和所述第二镀层包含镍和锡中的至少一者。
20.一种用于安装多层片式电子元件的板，该板包括: 根据权利要求13所述的多层片式电子元件； 电极垫，该电极垫通过角焊缝连接到所述第二镀层；以及 印刷电路板，所述电极垫形成在所述印刷电路板上， 其中，所述角焊缝形成在所述非导电层的邻近所述印刷电路板的各个端部。
【文档编号】H01G4/30GK103794364SQ201310112139
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2013年4月2日 优先权日:2012年10月26日
【发明者】全炳俊, 李炳华, 具贤熙, 金昶勋, 安永圭 申请人:三星电机株式会社