多层陶瓷电容器和该多层陶瓷电容器的安装板及制造方法
【专利摘要】提供了一种多层陶瓷电容器，所述多层陶瓷电容器包括：陶瓷本体，多个电介质层被堆叠在所述陶瓷本体中；多个第一内电极和第二内电极，所述多个第一内电极和第二内电极形成在所述多个电介质层的至少一个表面上并且交替地暴露于所述陶瓷本体的两个端部表面；第一外电极和第二外电极，所述第一外电极和第二外电极形成在所述陶瓷本体的两个端部表面上并且电连接到相应的第一内电极和第二内电极；和第一非导电环氧树脂层和第二非导电环氧树脂层，所述第一非传导性环氧树脂层和第二非传导性环氧树脂层形成在除了所述第一外电极和第二外电极的安装表面外的所述第一外电极和第二外电极的周边表面上。
【专利说明】多层陶瓷电容器和该多层陶瓷电容器的安装板及制造方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2013年I月14日在韩国知识产权局申请的韩国专利申请N0.10-2013-0003985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]本发明涉及多层陶瓷电容器、用于该多层陶瓷电容器的安装板以及该多层陶瓷电容器的制造方法。
【背景技术】
[0004]通常，多层陶瓷电容器(多层片式电子部件)是安装在各种电子产品的电路板上并且用于充电和放电的片式电容器，所述各种电子产品诸如包括液晶显示器(LCD)，等离子显示面板(PDP )等的显示装置、计算机、个人数字助理(PDA)、移动电话等。
[0005]由于多层陶瓷电容器(MLCC)具有诸如相对小的尺寸、高的电容、容易安装等等的优点，多层陶瓷电容器可以用作各种电子装置中的部件。
[0006]多层陶瓷电容器可以为多个电介质层与具有不同极性的内电极交替地堆叠的结构，且所述内电极 插在电介质层之间。
[0007]然而，由于电介质层具有压电和电致伸缩性质，当直流(DC)电压或交流(AC)电压施加于多层陶瓷电容器时，在内电极之间可能发生压电现象，并且因此可能周期性地产生由电容器的体积膨胀和收缩引起的振动。
[0008]这种振动可以通过多层陶瓷电容器的外电极和将外电极连接到印刷电路板的焊料转移到其上安装有多层陶瓷电容器的印刷电路板，使得整个印刷电路板可以变成声音反射表面以传输作为噪音的震动声。
[0009]在这种情况中，由于将外电极连接到印刷电路板的焊料相对于在预定高度形成在多层陶瓷电容器的两个端部上的外电极的表面倾斜，因此多层陶瓷电容器的振动可以容易地转移到印刷电路板，使得可能增加由振动产生的噪音的。
[0010]振动噪音可以具有对应于20到2000Hz的范围内的音频的频率，可能引起听者不舒服。如上所述的引起听者不舒服的振动噪音被称为噪音。研究减小这种噪音的技术已成为需要。
[0011]多层陶瓷电容器及安装在多层陶瓷电容器的板在以下专利文献I中被公开，但其中没有公开非导电环氧树脂层形成在外电极的周表面上的结构。
[0012]【现有技术文献】
[0013](专利文献I)韩国专利N0.10-1058697。
【发明内容】
[0014]本发明的一方面提供一种多层陶瓷电容器，该多层陶瓷电容器能够有效地减小在压电现象引起的振动通过多层陶瓷电容器的外电极和焊料传递到印刷电路板的情况中产生的噪音。
[0015]根据本发明的一个方面，提供一种多层陶瓷电容器，该多层陶瓷电容器包括:陶瓷本体，所述陶瓷本体中堆叠有多个电介质层；多个第一内电极和第二内电极，所述多个第一内电极和第二内电极形成在所述多个电介质层的至少一个表面上并且交替地暴露于所述陶瓷本体的两个端部表面；第一外电极和第二外电极，所述第一外电极和第二外电极形成在所述陶瓷本体的两个端部表面上并且电连接到相应的第一内电极和第二内电极；和第一非导电环氧树脂层和第二非导电环氧树脂层，所述第一非导电环氧树脂层和第二非导电环氧树脂层形成在除了所述第一外电极和第二外电极的安装表面外的所述第一外电极和第二外电极的周边表面上。
[0016]所述第一非导电环氧树脂层和第二非导电环氧树脂层可以具有等于所述陶瓷本体的高度的20%或更高的高度。
[0017]所述多层陶瓷电容器还可以包括第一镀层和第二镀层，所述第一镀层和第二镀层形成在第一外电极和第二外电极的表面上以介于所述第一外电极和第二外电极与所述第一非导电环氧树脂层和第二非导电环氧树脂层之间。
[0018]所述第一镀层和第二镀层可以包括形成在所述第一外电极和第二外电极的表面上的镍(Ni)镀层和形成在所述镍(Ni)镀层的表面上的锡(Sn)镀层。
[0019]根据本发明的另一方面，提供一种用于多层陶瓷电容器的安装板，该安装板包括:印刷电路板，第一电极垫和第二电极垫形成在所述印刷电路板上；和安装在所述印刷电路板上的多层陶瓷电容器，其中所述多层陶瓷电容器包括:陶瓷本体，所述陶瓷本体中堆叠有多个电介质层；多个第一内电极和第二内电极，所述多个第一内电极和第二内电极形成在所述多个电介质层的至少一个表面上并且交替地暴露于所述陶瓷本体的两个端部表面；第一外电极和第二外电极，所述第一外电极和第二外电极形成在所述陶瓷本体的两个端部表面上且电连接到相应的第一内电极和第二内电极，并且具有通过焊料连接到所述第一电极垫和第二电极垫的下表面；和第一非导电环氧树脂层和第二非导电环氧树脂层，所述第一非导电环氧树脂层和第二非导电环氧树脂层形成在除了所述第一外电极和第二外电极的安装表面外的所述第一外电极和第二外电极的周边表面上以允许所述焊料不形成在其上。
[0020]根据本发明的另一方面，提供一种多层陶瓷电容器的制造方法，该制造方法包括:制备多个陶瓷基片；在所述多个陶瓷基片的至少一个表面上形成第一内电极和第二内电极；堆叠所述第一内电极和第二内电极形成在其上的所述多个陶瓷基片以形成堆叠体；在允许所述第一内电极和第二内电极的一个端部分别交替地暴露于所述堆叠体的两个端部表面的同时切割所述堆叠体；烧结切割的堆叠体以形成具有多个第一内电极和第二内电极的陶瓷本体；在所述陶瓷本体的两个端部表面上使用导电浆料形成第一外电极和第二外电极以分别电连接到第一内电极和第二内电极的暴露部分；和将非导电环氧树脂施加到除了所述第一外电极和第二外电极的安装表面外的所述第一外电极和第二外电极的周边表面以形成第一非导电环氧树脂层和第二非导电环氧树脂层。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]根据结合附图的以下详细描述，将更清楚地理解本发明的上述和其它方面、特征和其它优点，其中:[0022]图1是示意性地示出根据本发明的实施方式的多层陶瓷电容器的立体图；
[0023]图2是沿图1中的线A-A’剖切的剖视图；
[0024]图3是示意性地示图2中的多层陶瓷电容器安装在印刷电路板上的状态的纵向剖视图；
[0025】图4A和图4B是示出根据现有技术的多层陶瓷电容器的安装板的一个表面的照片;
[0026]图5A和5B是示出根据本发明的实施方式的多层陶瓷电容器的安装板的一个表面的照片；以及
[0027]图6是示出根据现有技术的多层陶瓷电容器和根据本发明的实施方式的多层陶瓷电容器之间的噪音的对比结果的图表。
【具体实施方式】
[0028]下面，将参考附图详细描述本发明的实施方式。
[0029]然而，本发明可以实施为许多不同形式并且不应当被解释为限于这里阐述的实施方式。更确切地说，提供这些实施例使得本公开将彻底且完整，并且将充分地把本发明的范围传达给本领域技术人员。
[0030]在图中，为了清楚起见可以夸大元件的形状和尺寸，并且相同的附图标记将始终用于标识相同或相似元件。
[0031]参考图1和2，根据本发明的实施方式的多层陶瓷电容器100可以包括:陶瓷本体110，多个电介质层111被堆叠在该陶瓷本体中；形成在电介质层111的至少一个表面上的多个第一内电极121和第二内电极122 ;第一外电极131和第二外电极132,该第一外电极131和第二外电极132形成在陶瓷本体110的两个端部表面上并且分别电连接至第一内电极121和第二内电极122 ;以及第一非导电环氧树脂层141和第二非导电环氧树脂层142，该第一非导电环氧树脂层141和第二非导电环氧树脂层142形成在除了用于第一外电极131和第二外电极132的安装表面外的第一外电极131和第二外电极132的周边表面上。
[0032]陶瓷本体110可以通过堆叠多个陶瓷电介质层111并且随后烧结它而形成，其中电介质层111可以成一体使得相邻的电介质层111之间的边界可能不是特别明显。
[0033]该陶瓷本体110通常可以具有长方体形状，但本发明不限于此。此外，陶瓷本体110的尺寸不被特别限制。例如，陶瓷本体110可以具有0.6mmX 0.3mm的尺寸或类似尺寸，因此构成具有高的电容的多层陶瓷电容器。此外，在需要时，还可以设置具有预定厚度的由电介质层形成的覆盖部分(未示出)以形成陶瓷本体110的最上部分和最下部分。
[0034]电介质层111有助于在电容器中形成电容，其中，根据要在多层陶瓷电容器100内形成的电容的希望的量，可以适应性地改变单个电介质层的厚度。在烧结之后单个电介质层的厚度可以是0.1到1.0 μ m，但本发明不限于此。
[0035]此外，电介质层111可以包含具有高的介电常数的陶瓷材料，例如，钛酸钡(BaTiO3)基陶瓷粉末等等，但本发明不限于此。
[0036]在钛酸钡(BaTiO3)基陶瓷粉末中，可以使用Ca、Zr等等部分地溶解在钛酸钡(BaTiO3)中的(BahCax)TiO3, Ba(Ti1^yCay)O3, (Ba1^xCax) (TihyZry)O3 或 Ba(TihyZry)O3，但钛酸钡(BaTiO3)基陶瓷粉末不限于此。[0037]同时，电介质层111还可以包含各种陶瓷添加剂(诸如过渡金属氧化物或碳化物、稀土元素、镁(Mg)、铝(Al)等等)、有机溶剂、塑化剂、粘结剂和分散剂等等以及陶瓷粉末。
[0038]在第一内电极121和第二内电极122可能形成在形成电介质层111的陶瓷基片上并且堆叠之后，可以通过烧结使第一内电极121和第二内电极122形成在陶瓷本体110中，且一个电介质层111插在第一内电极121和第二内电极122之间。
[0039]如上所述的第一内电极121和第二内电极122 (具有相反极性的一对电极)可以布置成沿堆叠电介质层111的方向彼此面对，并且可以通过插在其间的电介质层111彼此电绝缘。
[0040]此外，第一内电极121和第二内电极122的一个端部可以分别暴露于陶瓷本体110的两个端部表面。如上所述交替地暴露于陶瓷本体Iio的两个端部表面的第一内电极121和第二内电极122的一个端部可以分别电连接到第一外电极131和第二外电极132。
[0041]第一内电极121和第二内电极122可以由例如镍、镍合金等等的导电金属形成，但本发明不限于此。
[0042]因此，当电压被施加到第一外电极131和第二 132时，电荷积聚在彼此面对的第一内电极121和第二内电极122之间。在这种情况中，多层陶瓷电容器100的电容可以与沿堆叠电介质层111的方向的第一内电极121和第二内电极122的重叠面积成比例。
[0043]为了通过优良的热循环阻力、抗湿性等提供高度的可靠性，第一外电极131和第二外电极132可以通过烧结包含铜(Cu)的用于外电极的传导性浆料而形成，同时第一外电极131和第二外电极132可具有优良的电性质，但本发明不限于此。
[0044]当电容器安装在印刷电路板上时，第一非导电环氧树脂层141和第二非导电环氧树脂层142设置成允许焊料不形成在第一外电极131和第二外电极132的除了安装表面以外的周边表面上。
[0045]在本实施方式中，第一外电极131和第二外电极132可以形成为包括第一到第五表面I到5以便覆盖陶瓷本体110的两个端部表面。在本实施方式中，非导电环氧树脂层141和142形成在第一外电极131和第二外电极132的第一、第三和第五表面1、3和5上，但不形成在第一外电极131和第二外电极132的第二和第四表面2和4上。
[0046]也就是说，第一非导电环氧树脂层141和第二非导电环氧树脂层142可以在第一外电极131和第二外电极132的周边表面上基本上形成为具有“[”形状，但根据本发明的实施方式的第一非导电环氧树脂层141和第二非导电环氧树脂层142的形状不限于此。例如，根据需要，第一导电环氧树脂层141和第二非导电环氧树脂层142可以形成在第四表面4 (第一外电极131和第二外电极132的安装表面)和第二表面2 (面向第四表面4的上表面)上。
[0047]此外，考虑到焊料通常的高度，第一非导电环氧树脂层141和第二非导电环氧树脂层142的高度可以等于基片的高度的20%或更大，但本发明不限于此。
[0048]同时，第一镀层和第二镀层(未示出)还可以形成在第一外电极131和第二外电极132的表面上以便插在第一外电极131和第二外电极132与第一非导电环氧树脂层141和第二非导电环氧树脂层142之间。
[0049]在将电容器焊接和安装在该板上等等时，第一镀层和第二镀层设置成增加粘合强度。通过现有技术中已知的方法来进行镀敷，并且可以优选无铅镀，但本发明不限于此。[0050]此外，第一镀层和第二镀层可以包括形成在第一外电极131和第二外电极132的外表面上的双层镍(Ni)镀层(未示出)和形成在镍(Ni)镀层的外表面上的双层锡(Sn)层(未示出)。
[0051]图3是示意性地示出根据本发明的实施方式的多层陶瓷电容器的安装板的纵向首1J视图。
[0052]参考图3，根据本发明的实施方式的多层陶瓷电容器100的安装板可以包括:印刷电路板210，多层陶瓷电容器100安装在该印刷电路板上；和第一电极垫和第二电极垫(未示出)，该第一电极垫和第二电极垫彼此间隔开地形成在印刷电路板210上。
[0053]在这种情况下，多层陶瓷电容器100可以在以下状态中通过焊料220电连接到印刷电路板210:其上不形成非导电环氧树脂层141和142的第一外电极131和第二外电极132的第四表面4布置成接触印刷电路板210的第一电极垫和第二电极垫。当在如上所述的多层陶瓷电容器100安装在印刷电路板210上的状态中施加电压时，可以产生噪音。
[0054]图4A和图4B是示出根据现有技术的多层陶瓷电容器的安装板的一个表面的照片。参考图4A和图4B，在根据现有技术的多层陶瓷电容器中，可以确认焊料部分地形成在多层陶瓷电容器的外电极的第一、第三和第五表面上。
[0055]图5A和图5B是示出根据本发明的实施方式的多层陶瓷电容器的安装板的一个表面。参考图5A和图5B，根据本发明的实施方式，由于与根据现有技术的多层陶瓷电容器不同，第一非导电环氧树脂层141和第二非导电环氧树脂层142形成在第一外电极131和第二外电极132的第一、第三和第五表面1、3和5上,焊料220不形成在第一、第三和第五表面1、3和5上，使得焊料220仅形成在第一外电极131和第二外电极132的第四表面4上并且以最小高度围绕第四表面4。
[0056]当在多层陶瓷电容器100安装在印刷电路板210上的状态中具有不同极性的电压被施加于形成在多层陶瓷电容器100的两个端部上的第一外电极131和第二外电极132时，陶瓷本体110可以通过电介质层111的逆压电效应沿厚度方向膨胀和收缩，并且与陶瓷本体110沿厚度方向的膨胀和收缩相反，第一外电极131和第二外电极132的两个端部可以通过泊松效应收缩和膨胀。
[0057]在这里，多层陶瓷电容器100的中心部分(沿长度方向基于第一外电极131和第二外电极132的两个端部最大化地膨胀的部分)可能是噪音产生的原因。
[0058]然而，在根据本发明的实施方式的多层陶瓷电容器100的安装板中，焊料220的高度显著减小，使得可以减小由多层陶瓷电容器100的最大化地膨胀的中心部分转移的振动，因此也可以减小噪音。
[0059]也就是说，参考图6，在不形成非导电环氧树脂层的对比例中，噪音为24.42dB，而在形成非导电环氧树脂层的发明例中，噪音为20.2dB。因此，可以确认，与对比例中的噪音相比，发明例中的噪音显著地减小了大约17%的量或更多的量。
[0060]下面，将描述根据本发明的实施方式的多层陶瓷电容器的制造方法。
[0061]首先，可以制备多个陶瓷基片。被提供用来形成陶瓷本体110的电介质层111的陶瓷基片可以通过以下步骤被制造:将陶瓷粉末、聚合物和溶剂混合以制备浆料；和通过刮刀法等等使制备的浆料成形为具有数微米的厚度的基片。
[0062]接下来，通过将传导性浆料印刷在陶瓷基片的至少一个表面上以具有预定厚度，可以形成第一内电极121和第二内电极122。在这种情况中，第一内电极121和第二内电极122可以分别暴露到陶瓷基片的两个端部表面。此外，作为导电浆料的印刷方法，可以使用丝网印刷方法，凹版印刷方法等等，但本发明不限于此。
[0063]然后，第一内电极121和第二内电极121形成在其上的多个陶瓷基片可以交替地堆叠并且沿堆叠方向被挤压，使得多个陶瓷基片和形成在陶瓷基片上的第一内电极121和第二内电极122被压缩以形成堆叠体。
[0064]接下来，所述堆叠体沿对应于一个电容器的边界被切割为基片，同时允许第一内电极121和第二内电极122的端部分别交替地暴露于所述堆叠体的两个端部表面。
[0065]接下来，切割的基片可以在高温下被烧结，使得可以获得具有多个第一内电极121和第二内电极122的陶瓷本体110。
[0066]然后，第一外电极131和第二外电极132可以形成在陶瓷本体110的两个端部表面上。第一外电极131和第二外电极132可以由包含铜(Cu)等等的导电浆料形成，以便电连接到相应的第一内电极121和第二内电极122，同时覆盖第一内电极121和第二内电极122的暴露部分。
[0067]在这种情况中，根据需要，可以在第一外电极131和第二外电极132的表面上进行镀敷。作为镀敷中使用的材料，可以使用镍、锡、镍锡合金等等，并且镍镀层和锡镀层可以依次地形成在第一外电极131和第二外电极132的表面上。
[0068]接下来，非导电环氧树脂可以被施加到除了安装表面外的镀层的表面或第一外电极131和第二外电极132的周边表面并且被干燥，从而形成第一非导电环氧树脂层141和第二非导电环氧树脂层142。
[0069]如上所述，根据本发明的实施方式，非导电环氧树脂层形成在除了外电极的安装表面外的外电极的周边表面上，因此减小了形成在外电极的周边表面上的焊料的高度，使得多层陶瓷电容器产生的振动到印刷电路板的转移减少，因此可以减小噪音。
[0070]虽然已经结合实施方式示出且描述了本发明，但对本领域技术人员来说将显然的是，在不脱离如所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下可以做出修改和变形。
【权利要求】
1.一种多层陶瓷电容器，所述多层陶瓷电容器包括: 陶瓷本体,所述陶瓷本体中堆叠有多个电介质层； 多个第一内电极和第二内电极，所述多个第一内电极和第二内电极形成在所述多个电介质层的至少一个表面上并且交替地暴露于所述陶瓷本体的两个端部表面； 第一外电极和第二外电极，所述第一外电极和第二外电极形成在所述陶瓷本体的两个端部表面上并且电连接到相应的所述第一内电极和第二内电极；和 第一非导电环氧树脂层和第二非导电环氧树脂层，所述第一非导电环氧树脂层和第二非导电环氧树脂层形成在除了所述第一外电极和第二外电极的安装表面之外的所述第一外电极和第二外电极的周边表面上。
2.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器，其中所述第一非导电环氧树脂层和第二非导电环氧树脂层具有等于所述陶瓷本体的高度的20%的高度或更高的高度。
3.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器，所述多层陶瓷电容器还包括第一镀层和第二镀层，所述第一镀层和第二镀层形成在所述第一外电极和第二外电极的表面上以介于所述第一外电极和第二外电极与所述第一非导电环氧树脂层和第二非导电环氧树脂层之间。
4.根据权利要求3所述的多层陶瓷电容器，其中所述第一镀层和第二镀层包括形成在所述第一外电极和第二外电极的表面上的镍镀层以及形成在所述镍镀层的表面上的锡镀层。
5.一种用于多层陶瓷电容器的安装板，所述安装板包括: 印刷电路板，所述印刷电路板上形成有第一电极垫和第二电极垫；和 多层陶瓷电容器，所述多层陶瓷电容器安装在所述印刷电路板上， 其中所述多层陶瓷电容器包括: 陶瓷本体,所述陶瓷本体中堆叠有多个电介质层； 多个第一内电极和第二内电极，所述多个第一内电极和第二内电极形成在所述多个电介质层的至少一个表面上并且交替地暴露于所述陶瓷本体的两个端部表面； 第一外电极和第二外电极，所述第一外电极和第二外电极形成在所述陶瓷本体的两个端部表面上，所述第一外电极和第二外电极电连接到相应的所述第一内电极和第二内电极，并且所述第一外电极和第二外电极具有通过焊料连接到所述第一电极垫和第二电极垫的下表面；和 第一非导电环氧树脂层和第二非导电环氧树脂层，所述第一非导电环氧树脂层和第二非导电环氧树脂层形成在除了所述第一外电极和第二外电极的安装表面之外的所述第一外电极和第二外电极的周边表面上，以允许所述焊料不会形成在除了所述第一外电极和第二外电极的安装表面之外的所述第一外电极和第二外电极的周边表面上。
6.根据权利要求5所述的安装板，其中所述第一非导电环氧树脂层和第二非导电环氧树脂层具有等于所述陶瓷本体的高度的20%的高度或更高的高度。
7.根据权利要求5所述的安装板，其中所述多层陶瓷电容器还包括第一镀层和第二镀层，所述第一镀层和第二镀层形成在所述第一外电极和第二外电极的表面上，以介于所述第一外电极和第二外电极与所述第一非导电环氧树脂层和第二非导电环氧树脂层之间。
8.根据权利要求7所述的安装板，其中所述第一镀层和第二镀层包括形成在所述第一外电极和第二外电极的 表面上的镍镀层和形成在所述镍镀层的表面上的锡镀层。
9.一种多层陶瓷电容器的制造方法，所述制造方法包括: 制备多个陶瓷基片； 在所述多个陶瓷基片的至少一个表面上形成第一内电极和第二内电极； 将形成有所述第一内电极和第二内电极的所述多个陶瓷基片堆叠以形成堆叠体；在允许所述第一内电极和第二内电极的一个端部分别交替地暴露于所述堆叠体的两个端部表面的同时切割所述堆叠体； 烧结切割的堆叠体以形成具有多个第一内电极和第二内电极的陶瓷本体； 使用导电浆料在所述陶瓷本体的两个端部表面上形成第一外电极和第二外电极，以使所述第一外电极和第二外电极分别电连接到第一内电极和第二内电极的暴露部分；和将非导电环氧树脂施加到除了所述第一外电极和第二外电极的安装表面之外的所述第一外电极和第二外电极的周边表面以形成第一非导电环氧树脂层和第二非导电环氧树脂层。
10.根据权利要求9所述的制造方法，其中所述第一非导电环氧树脂层和第二非导电环氧树脂层形成为具有等于所述陶瓷本体的高度的20%的高度或更高的高度。
11.根据权利要 求9所述的制造方法，所述制造方法还包括在形成所述第一非导电环氧树脂层和第二非导电环氧树脂层之前在所述第一外电极和第二外电极的表面上形成第一镀层和第二镀层。
12.根据权利要求11所述的制造方法，其中，在形成所述第一镀层和第二镀层的过程中，将镍镀层形成在所述第一外电极和第二外电极的表面上，并且将锡镀层形成在所述镍镀层的表面上。
【文档编号】H01G4/12GK103928231SQ201310118407
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2013年4月8日 优先权日:2013年1月14日
【发明者】洪京杓, 具贤熙, 金斗永, 安永圭, 金昶勋 申请人:三星电机株式会社