片式层压电子元件、用于安装该元件的板件及其封装单元的制作方法

文档序号:14681269发布日期:2018-06-12 22:17阅读:156来源:国知局
片式层压电子元件、用于安装该元件的板件及其封装单元的制作方法

本申请要求于2012年7月20日在韩国知识产权局提交的申请号为10-2012-0079529的韩国专利申请和于2012年11月5日在韩国知识产权局提交的申请号为10-2012-0124200的韩国专利申请的优先权,在此通过引用将这两个申请的全部内容并入本申请中。

技术领域

本发明涉及一种用于降低由片式层压电子元件所产生的噪声的片式层压电子元件、用于安装该元件的板件及其封装单元。



背景技术:

多层电容器是一种片式层压电子元件,其包括在多个电介质层之间形成的内电极。

当直流或者交流电压施加至多层电容器(该多层电容器具有与电介质层重叠的内电极,该电介质层插入内电极之间)时,在内电极之间会产生压电效应,从而产生振动。

随着电介质层的介电常数的升高以及以相同电容为基准基片的尺寸的增大,所产生的振动变得更为强烈。所产生的振动从多层电容器的外电极转移至安装该多层电容器的印刷电路板(PCB)上。这里,印刷电路板振动产生噪声。

当由于印刷电路板的振动而产生的杂音的频率处于成音频率内时,相应的振动声音会使用户感到不适,该声音被称为噪声。

为了降低噪声,本发明的发明者已经对多层电容器内的内电极相对于印刷电路板的安装方向进行了研究。作为研究结果,已经认识到,与将多层电容器在印刷电路板上的方向安装为使得多层电容器的内电极与印刷电路板相垂直的情况相比,将多层电容器在印刷电路板上安装为使得多层电容器的内电极与印刷电路板具有水平的方向性可以降低噪声。

然而,即使在将多层电容器在印刷电路板上安装为使得多层电容器的内电极与印刷电路板水平的情况下,仍可以测量到并确定噪声处于一定的或更高的程度,所以进一步降低噪声值得研究。

下述专利文件1公开了内电极安装成相对于印刷电路板具有水平的方向,但是该专利文件1具有减小信号线之间的间距(pitch)以降低高频噪声的技术特征。同时,专利文件2和专利文件3公开了多层电容器中的上覆盖层和下覆盖层的不同厚度。然而,这些文件没有提出任何增加或降低噪声的启示或解决方案。此外,这些文件完全没有公开或预示为了降低噪声而在本发明的权利要求和实施方式中提到的活性层的中心部偏离片式层压电容器的中心部的程度、上覆盖层和下覆盖层之间的比值、下覆盖层与陶瓷本体的厚度之间的比值、以及下覆盖层与活性层的厚度之间的比值等。

【现有技术文献】

(专利文献1)日本专利公开号1994-268464

(专利文献2)日本专利公开号1994-215978

(专利文献3)日本专利公开号1996-130160



技术实现要素:

本发明的一个方面提供一种多层电容器作为片式层压电容器,该多层电容器中下覆盖层的厚度大于上覆盖层的厚度,并且活性层的中心部设置成在一定范围内从陶瓷本体的中心部偏离。

本发明的另一个方面提供一种多层电容器,当从外部观察时,因包括在上覆盖层或者下覆盖层内的识别部的亮度和颜色的差异,而将该多层电容器中的上覆盖层和下覆盖层彼此区分。

本发明的另一个方面提供一种用于安装片式层压电子元件的板件,在该板件上,片式层压电子元件安装成使得该片式层压电子元件内的内电极水平于印刷电路板并且下覆盖层邻接于印刷电路板,从而降低噪声。

本发明的另一个方面提供一种片式层压电子元件的封装单元,在该封装单元中片式层压电子元件的内电极水平设置,并且以封装片的容纳部的下表面为基准定位。

根据本发明的一个方面,提供了一种片式层压电子元件,该片式层压电子元件包括:陶瓷本体,该陶瓷本体包括内电极和电介质层;外电极,该外电极形成为覆盖所述陶瓷本体沿长度方向的两个端部;活性层,该活性层中以相对的方式设置有所述内电极,并且该活性层具有插入所述内电极之间的所述电介质层,以形成电容;以及上覆盖层和下覆盖层,该上覆盖层和下覆盖层形成在所述活性层沿厚度方向的上部和下部,所述下覆盖层的厚度大于所述上覆盖层的厚度;其中,当所述陶瓷本体的总厚度的一半定义为A、所述下覆盖层的厚度定义为B、所述活性层的总厚度的一半定义为C、以及所述上覆盖层的厚度定义为D时,所述上覆盖层的厚度满足D≥4μm的范围,并且所述活性层的中心部偏离所述陶瓷本体的中心部的比值(B+C)/A满足1.063≤(B+C)/A≤1.745的范围,所述上覆盖层或者下覆盖层中的任意一者包括识别部,该识别部因其亮度或者颜色的差异而区分所述陶瓷本体的上部和下部。

所述上覆盖层的厚度与所述下覆盖层的厚度的比值(D/B)可以满足0.021≤D/B≤0.422。

所述下覆盖层的厚度与所述陶瓷本体的厚度的一半的比值(B/A)可以满足0.329≤B/A≤1.522。

所述活性层的厚度的一半与所述下覆盖层的厚度的比值(C/B)满足0.146≤C/B≤2.458。

所述识别部可以包括电介质层,该电介质层包括从镍(Ni)、锰(Mn)、铬(Cr)和钒(V)中选取的至少一种金属。

所述识别部可以形成为激光标记。

根据本发明的另一个方面,提供了一种片式层压电子元件,该片式层压电子元件包括:外电极,该外电极形成在具有六面体形状的陶瓷本体的沿长度方向的两个端部;活性层,该活性层形成在所述陶瓷本体内,并且包括彼此相对地设置的多个内电极,所述活性层具有插入所述多个内电极之间的电介质层,以形成电容;上覆盖层,该上覆盖层形成在所述活性层的最上部的内电极的上部;以及下覆盖层,该下覆盖层形成在所述活性层的最下部的内电极的下部,并且该下覆盖层的厚度大于所述上覆盖层的厚度;其中,当施加电压时,由于所述活性层的中心部中所产生的应变与所述下覆盖层中所产生的应变的不同,在所述陶瓷本体的沿长度方向的端部形成变形拐点PI,该变形拐点PI在厚度方向上低于所述陶瓷本体的中心部,当所述陶瓷本体的总厚度的一半定义为A、所述下覆盖层的厚度定义为B、所述活性层的总厚度的一半定义为C时,所述活性层的中心部偏离所述陶瓷本体的中心部的比值(B+C)/A满足1.063≤(B+C)/A≤1.745的范围,以及所述上覆盖层或者下覆盖层中的任意一者包括识别部,该识别部因其亮度或者颜色的差异而区分所述陶瓷本体的上部和下部。

当所述上覆盖层的厚度定义为D时,所述上覆盖层的厚度与所述下覆盖层的厚度的比值(D/B)可以满足0.021≤D/B≤0.422。

所述下覆盖层的厚度与所述陶瓷本体的厚度的一半的比值(B/A)可以满足0.329≤B/A≤1.522。

所述活性层的厚度的一半与所述下覆盖层的厚度的比值(C/B)可以满足0.146≤C/B≤2.458。

所述识别部可以包括电介质层,该电介质层包括从镍(Ni)、锰(Mn)、铬(Cr)和钒(V)中选取的至少一种金属。

所述识别部可以形成为激光标记。

根据本发明的另一个方面,提供了一种用于安装片式层压电子元件的板件,该板件包括:上述片式层压电子元件;电极极板,所述电极极板通过焊料与所述外电极电连接;以及印刷电路板,该印刷电路板上形成有所述电极极板,且所述片式层压电子元件安装在所述电极极板上,以使得所述内电极水平,并且所述下覆盖层设置在厚度方向上比所述上覆盖层更下侧的位置。

当施加电压时,由于所述活性层的中心部中所产生的应变与所述下覆盖层中所产生的应变的不同,所述陶瓷本体沿所述长度方向的两个端部所形成的变形拐点PI可以形成为低于所述焊料的高度。

根据本发明的另一个方面,提供了一种封装单元,该封装单元包括:上述片式层压电子元件;以及封装片,该封装片包括用于容纳所述片式层压电子元件的容纳部,其中,所述内电极设置成以所述容纳部的下表面为基准水平定位。

封装单元还可以包括封装膜,该封装膜连接于所述封装片并且覆盖所述片式层压电子元件。

容纳有所述片式层压电子元件的所述封装片可以卷绕成筒状。

容纳在所述容纳部内的每一个所述片式层压电子元件可以具有方向性,使得所述上覆盖层和下覆盖层中的任意一者朝向所述容纳部的下表面。

所述识别部可以包括电介质层,该电介质层包括从镍(Ni)、锰(Mn)、铬(Cr)和钒(V)中选取的至少一种金属。

所述识别部可以形成为激光标记。

附图说明

本发明的上述和其它方面、特征和优点将在下面结合附图的详细描述中更加清楚地得到理解,其中:

图1是根据本发明实施方式的片式层压电容器的剖开的立体示意图;

图2是沿图1中的片式层压电容器的长度和厚度方向截取的截面图;

图3是沿图1中的片式层压电容器的长度和厚度方向截取的显示有尺寸的截面示意图;

图4是图1中的片式层压电容器安装在印刷电路板(PCB)上的立体示意图;

图5是图4中的安装在印刷电路板上的片式层压电容器的俯视示意图;

图6是沿图4中的安装在印刷电路板上的片式层压电容器的长度方向和厚度方向截取的截面图;

图7是图4中的安装在印刷电路板上的片式层压电容器的截面示意图,其中片式层压电容器因被施加电压而变形;

图8A是显示当相关技术中的片式层压电容器的内电极垂直地和水平地安装在印刷电路板上时,噪声随电极极板尺寸的变化而变化的关系图;

图8B是显示当根据本发明的实施方式片式层压电容器安装在印刷电路板上使得内电极与印刷电路板水平、并且下覆盖层邻接于印刷电路板时噪声随电极极板尺寸的变化而变化的关系图;

图9是显示根据本发明的实施方式片式层压电容器安装到封装单元内的立体示意图;以及

图10是显示图9中的封装单元卷绕成筒形的截面示意图。

具体实施方式

现在,将参考附图对本发明的实施方式进行详细描述。但是,本发明可以通过多种不同的形式体现,并且不应该被理解为局限于此处所述的具体实施方式。更确切地说,提供这些实施方式的目的在于使得这些公开更加详尽和完整,并将本发明的范围完全传达给本领域的技术人员。

在附图中,出于清楚的目的,可能放大了部件的形状和尺寸,并且在全部附图中相同的附图标记用于表示相同或相似的部件。

根据本发明实施方式的片式层压电子元件可以在多层陶瓷电容器、层压变阻器、热敏电阻器、压电元件和多层基片等中使用。该片式层压电子元件使用了电介质层,并具有如下结构:内电极相对设置,并且所述电介质层插入内电极之间。

此外,在各个实施方式的附图中所示的在同样构思的范围内具有相同功能的元件将使用相同的附图标记来描述。

片式层压电容器

图1是根据本发明实施方式的片式层压电容器的剖开的立体示意图。图2是沿图1中的片式层压电容器的长度和厚度方向截取的截面图。图3是沿图1中的片式层压电容器的长度和厚度方向截取的显示有尺寸的截面示意图。

参考图1至图3,片式层压电容器10可以包括陶瓷本体12、外电极40、活性层60、上覆盖层53、下覆盖层55以及识别部30。

可以通过将导电浆料涂抹在陶瓷基片上以形成内电极20、层压并烧结其上形成有内电极20的陶瓷基片来制成陶瓷本体12。可以通过重复层压多个电介质层52和54以及内电极22和24来形成陶瓷本体12。

陶瓷本体12可以为六面体形状。当烧结基片时,陶瓷粉末收缩,所以陶瓷本体12可以不是具有全部的直线线条的六面体形状,但是该陶瓷本体12仍可以大体上是六面体形状。

为了使本发明的实施方式清楚明了,六面体的方向可以定义如下:图1中标示的L、W和T分别代表长度方向、宽度方向和厚度方向。这里,所述厚度方向可以与层压的电介质层的层压方向具有相同的概念。

图1中的实施方式为具有矩形平行六面体形状的片式层压电容器10,其中该片式层压电容器10的长度大于它的宽度和厚度。

可以将具有高K电介质(或高介电常数)的陶瓷粉末用作电介质层50的材料,以获取高电容。对于陶瓷粉末,可以使用例如钛酸钡(BaTiO3)基粉末和钛酸锶(SrTiO3)基粉末等,但本发明不限于此。

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浆料形成。对于包含在导电浆料中的用作金属粉末的金属,可以使用例如铜(Cu)、镍(Ni)或这两者的合金等,但本发明不会特定地受限于此。

内电极20可以包括第一内电极22和第二内电极24,且第一内电极22和第二内电极24可以分别与第一外电极42和第二外电极44电连接。

这里第一内电极22和第二内电极24可以包括:第一电极图案部分222和第二电极图案部分242,该第一电极图案部分222和第二电极图案部分242以相对的方式重叠且电介质层54(见图1)插入该第一电极图案部分222和第二电极图案部分242之间;以及第一导线部分224和第二导线部分244,该第一导线部分224和第二导线部分244分别引出到第一外电极42和第二外电极44。

第一电极图案部分222和第二电极图案部分242可以沿厚度方向连续地层压以构成活性层60,该活性层60用于形成陶瓷本体12内的电容。

基于片式层压电容器沿长度方向和厚度方向的截面,可以将除了活性层60之外的部分定义为边缘部分。在边缘部分中,可以特别地将沿厚度方向的活性层60的上部、下部边缘部分定义为上覆盖层53和下覆盖层55。

与形成在第一内电极22和第二内电极24之间的电介质层52和54一样,可以通过烧结陶瓷基片来形成上覆盖层53和下覆盖层55。

包括上覆盖层53和下覆盖层55的多个电介质层50处于烧结状态,并且相邻的电介质层50可以形成为一体,这样,在不使用扫描电子显微镜(SEM)时不易看出相邻的电介质层50之间的边界。

在本实施方式中,下覆盖层55的厚度大于上覆盖层53的厚度。即,相对于上覆盖层53而言,通过增加下覆盖层55的陶瓷基片的层数,可以使得下覆盖层55具有比上覆盖层53更大的厚度。

识别部30可以形成在陶瓷本体12内的具有不同厚度的上覆盖层53和下覆盖层55中的任意一者内,从而可以使得陶瓷本体12的上部和下部因其亮度和颜色的差异而彼此区分开来。

识别部30可以形成为具有从0.5μm到烧制后的上覆盖层和下覆盖层的总厚度的90%的厚度范围。识别部30可以形成为电介质层,该电介质层中烧制单个陶瓷基片或者层压和烧制多个陶瓷基片。识别部30可以包括在上覆盖层53或者下覆盖层55内。

识别部30的电介质层可以包括从镍(Ni),锰(Mn),铬(Cr),钒(V)中选取的至少一者,使得当从陶瓷本体12的外部观察时,可以根据该电介质层的亮度或者颜色将该电介质层与覆盖层区分开来。

在另一种实施方式中,在电介质层完全层压后,识别部30可以通过如下方式形成:使用激光在层压本体上进行标记,使得形成在识别部30上的标记或图案即使在烧制后也能保持清晰可辨。

激光标记由图9中的附图标记35表示。

参考图3,可以更清楚地定义根据本发明的实施方式的片式层压电容器。

首先,可以定义陶瓷本体12的总厚度的一半为A,下覆盖层55的厚度为B,活性层60的总厚度的一半为C,以及上覆盖层53的厚度为D。

陶瓷本体12的总厚度不包括覆盖在陶瓷本体12的上表面ST和下表面SB上的外电极40的厚度。在本实施方式中,从陶瓷本体12的上表面ST到下表面SB的距离(厚度)的一半定义为A。

下覆盖层55的厚度B定义为沿厚度方向从活性层60的最下部的内电极的下表面到陶瓷本体12的下表面SB的距离。上覆盖层53的厚度D定义为沿厚度方向从活性层60的最上部的内电极的上表面到陶瓷本体12的上表面ST的距离。

这里,活性层60的总厚度指的是从活性层60的最上部的内电极的上表面到活性层60的最下部的内电极的下表面的距离。C定义为活性层60的总厚度的一半。

在本实施方式中,上覆盖层53的厚度可以满足D≥4μm的范围。当D低于4μm时,内电极可能会从陶瓷本体12的上表面ST暴露出来,产生次品。

此外,在本实施方式中,活性层60的中心部偏离陶瓷本体12的中心部的比值(B+C)/A可以满足1.063≤(B+C)/A≤1.745的范围。

这里,所述活性层的中心部可以定义为相对于中心线CLA上、下1μm的范围、活性层60的最上部的内电极的上表面和活性层60的最下部的内电极的下表面之间的中心位置。

此外,陶瓷本体12的中心部可以定义为相对于陶瓷本体的中心线CLc上、下1μm范围、陶瓷本体12的上表面ST和下表面SB之间的中心位置。

当不同极性的电压施加在形成于片式层压电容器10的两个端部的第一外电极42和第二外电极44上时,由于电介质层50的逆压电效应,陶瓷本体12会沿厚度方向膨胀和收缩,而与陶瓷本体12沿厚度方向的膨胀和收缩相反,由于泊松效应,第一外电极42和第二外电极44沿厚度方向的两个端部也会收缩和膨胀。

这里,活性层60的中心部是第一外电极42和第二外电极44沿长度方向的两个端部最大限度地膨胀和收缩的部分,导致引起噪声。

在本实施方式中,为了降低噪声,活性层60的中心部限定为处于陶瓷本体12的中心部的外部。

同时,在本实施方式中,由于施加电压时活性层60的中心部中产生的应变(strain)与下覆盖层55中产生的应变不同,因此可能在陶瓷本体12沿长度方向的两个端部形成变形拐点,该变形拐点在厚度方向上低于陶瓷本体12的中心部。

为了降低噪声,在本实施方式中,上覆盖层53的厚度与下覆盖层55的厚度之间的比值(D/B)可以满足0.021≤D/B≤0.422的范围。

此外,下覆盖层55的厚度与陶瓷本体12的厚度的一半之间的比值(B/A)可以满足0.329≤B/A≤1.522的范围。

活性层60的厚度的一半与下覆盖层55的厚度之间的比值(C/B)可以满足0.146≤C/B≤2.458的范围。

同时,为了将厚度大于上覆盖层53的下覆盖层55安装为使得该下覆盖层55邻接于印刷电路板(PCB)的上表面,可以在陶瓷本体12的上覆盖层53或者下覆盖层55的任意一者内形成识别部30,使得识别部30可以区分陶瓷本体12的上部和下部。

用于安装片式层压电容器的板件

图4是图1中的片式层压电容器安装在印刷电路板(PCB)上时的立体示意图。图5是图4中的安装在印刷电路板上的片式层压电容器的俯视示意图。图6是沿图4中的安装在印刷电路板上的片式层压电容器的长度方向和厚度方向截取的截面图。

根据本发明实施方式的用于将片式层压电容器安装在其上的板件100可以包括:片式层压电子元件10、电极极板122和124以及印刷电路板120。

片式层压电子元件10可以为上面描述的片式层压电容器,并且可以将片式层压电子元件10安装在印刷电路板上,使得内电极22和24相对于印刷电路板120水平设置。

此外,可以将片式层压电子元件10安装在印刷电路板120上,使得在厚度方向上,与上覆盖层53相比,下覆盖层55安装在下侧,其中,在片式层压电容器10的陶瓷本体12中,下覆盖层55比上覆盖层53更厚。

当在安装在印刷电路板120上的片式层压电容器10上施加电压时,会产生噪声。这里,电极极板122和124的尺寸可以分别决定将第一外电极42连接于电极极板122的焊料142的用量,和将第二外电极44连接于电极极板124的焊料144的用量,并降低噪声。

图7是显示图4中的安装在印刷电路板上的片式层压电容器的截面示意图,其中,片式层压电容器因被施加电压而变形。

参考图7,片式层压电容器10安装在印刷电路板120上,当具有不同极性的电压施加在形成于片式层压电容器10的两个端部上的外电极42和44上时,由于电介质层50的逆压电效应,陶瓷本体12会沿厚度方向膨胀和收缩,而与陶瓷本体12沿厚度方向膨胀和伸缩相反,由于泊松效应,第一外电极42和第二外电极44沿长度方向的两个端部会收缩和膨胀。

同时,在本实施方式中,由于施加电压时活性层60的中心部产生的应变与在下覆盖层55产生的应变不同,因此可能在陶瓷本体12沿长度方向的两个端部形成变形拐点PI,该变形拐点在厚度方向上低于陶瓷本体12的中心部。

所述变形拐点为陶瓷本体12的外表面的状态发生改变的点。所述变形拐点可以形成在等于或者低于焊料142和144的高度的位置,该焊料142和144形成在电极极板122和124上的片式层压电容器10的外电极42和44上。

这里,活性层60的中心部是根据电压的施加而在第一外电极42和第二外电极44的两个端部沿长度方向最大限度地膨胀和收缩的部分。

在图7中,可以看出,片式层压电容器10沿长度方向的两个端部最大限度地膨胀,并且当片式层压电容器10沿长度方向的两个端部最大限度地膨胀时,由于发生膨胀,力①向外推压焊料142和144的上部,并且通过力①向外推压,在焊料142和144的下部产生了推压外电极的收缩力②。

这样,可以在低于焊料的高度的位置形成变形拐点。

参考图5,第一电极极板122和第二电极极板124的沿长度方向的两个端部之间的距离定义为L1,并且片式层压电容器10的第一外电极42的沿长度方向的外表面和第二外电极44的沿长度方向的外表面之间的距离定义为L2。另外,第一电极极板122的沿宽度方向的两个端部之间以及第二电极极板124的沿宽度方向的两个端部之间的距离定义为W1,并且第一外电极42和第二外电极44的沿宽度方向的外表面之间的距离定义为W2。

图8A显示了相关技术中的片式层压电容器的内电极垂直地和水平地安装在印刷电路板上时,噪声随电极极板尺寸的变化而变化的关系图。

参考图8A,可以看出,当电极极板的尺寸L1/L2减小至等于或小于1.34和1.17时,在片式层压电容器的内电极水平地安装在印刷电路板上的情形中,噪声降低。

然而,可以看出,在片式层压电容器的内电极垂直地安装在印刷电路板上的情形中,噪声降低不大。

也就是说,由于片式层压电容器的内电极水平地或者垂直地安装在印刷电路板上所形成的不同,使得电极极板的尺寸在降低噪声方面存在不同的趋势。

图8B显示了噪声随电极极板尺寸的变化而变化的关系图,此时,根据本发明的实施方式,片式层压电容器安装在印刷电路板上使得内电极与印刷电路板水平,并且下覆盖层邻接于印刷电路板。

参考图8B,可以看出,即使片式层压电容器在印刷电路板上安装为使得内电极与印刷电路板水平,也会由于下覆盖层或者上覆盖层的厚度的不同,使得噪声有所不同。因此,为了进一步降低噪声,可以看出需要考虑另外的参数。

根据本发明的实施方式,可以通过控制活性层的中心部偏离片式层压电容器的中心部的程度、上覆盖层与下覆盖层的比值、下覆盖层与陶瓷本体的厚度的比值以及下覆盖层与活性层的厚度的比值等来进一步降低噪声。

根据本发明的实施方式,可以看出活性层60的中心部偏离陶瓷本体12的中心部的比值(B+C)/A满足1.063≤(B+C)/A≤1.745时,即使电极极板很小使得焊料用量很小时,噪声也可以充分地降低,并且当电极极板较大时噪声还可以进一步降低。

也就是说,当活性层60的中心部偏离陶瓷本体12的中心部的比值(B+C)/A满足1.063≤(B+C)/A≤1.745的范围时,不管电极极板的尺寸为多少,都可以显著降低噪声。

这可以理解成,当活性层60的中心部偏离陶瓷本体12的中心部的比值(B+C)/A)满足1.063≤(B+C)/A≤1.745的关系时,以活性层60的中心为基准的片式层压电容器的最大位移对应于陶瓷本体12的中心部的上部,如此一来,通过焊料传递到印刷电路板上的位移减小,从而实现噪声的降低。

片式层压电容器的封装单元

图9显示了根据本发明实施方式的片式层压电容器安装到封装单元内的立体示意图,以及图10是显示图9中的封装单元卷绕成筒形的截面示意图。

参考图9,根据本实施方式的用于封装片式层压电容器的封装单元200可以包括具有容纳部224的封装片220,且该容纳部224内容纳片式层压电容器10。

所述封装片220的容纳部224具有与电子元件10相对应的形状,且内电极可以以容纳部224的下表面225为基准水平设置。

所述片式层压电容器10保持在如下状态,即片式层压电容器中的内电极通过电子元件定位装置150水平定位,且通过传输装置170移动到封装片220。

电子元件定位装置150可以检测出在亮度或者颜色上具有差异的识别部30,并且将多个片式层压电容器10定位,使得上覆盖层53或者下覆盖层55沿相同的方向设置。

这样,内电极可以以容纳部224的下表面225为基准水平设置。在这种方式下,所有封装片220中的片式层压电容器10可以在封装片220中设置成具有相同的方向。

容纳在容纳部224中的每一个片式层压电容器10可以设置成使得下覆盖层55面向容纳部224的下表面。这里,用来区分上部和下部的识别部30可以形成在陶瓷本体12的上覆盖层53或者下覆盖层55的任意一者中。

用来封装片式层压电容器的封装单元200可以进一步包括覆盖封装片220的封装膜240,电子元件10容纳在封装片220内中使得内电极以容纳部的下表面为基准水平设置。

图10显示了用来封装片式层压电容器的卷绕成筒形的封装单元200。该封装单元200可以连续地卷绕形成。

实验例

根据本发明的实施例和对比例的多层陶瓷电容器(MLCC)由如下方法制成。

首先,将包括例如钛酸钡(BaTiO3)等粉末的浆料涂抹在载体膜上,然后干燥以制备多个厚度为1.8μm的陶瓷基片。

接着,通过使用滤网(screen)在陶瓷基片上涂敷用于镍内电极的导电浆料,以形成内电极。

将大约三百七十(370)个陶瓷基片层压,这里,在其上形成有内电极的陶瓷基片的下面比其上形成有内电极的陶瓷基片的上面层压有更多数量的不具有内电极的陶瓷基片。在85℃下以1000kgf/cm2的压力条件对层压物(或层压体)进行均衡施压。施压完成后的陶瓷层压体被切割成单独的基片,并通过将切割的基片在230℃的空气气氛中保持60个小时来进行脱脂处理。

之后,在还原气氛下将基片在1200℃下以10-11atm-10-10atm(atm即标准大气压)的氧分压(该氧分压低于Ni/NiO平衡氧分压)的条件进行烧结,从而使得内电极不被氧化。在烧结操作后,片式层压电容器的基片尺寸(长×宽(L×W))为1.64mm×0.88mm(L×W,1608量值(size))。这里,在长×宽上的制造公差确定为±0.1mm,并且在实验中测量满足制造公差的基片的噪声。

之后,基片经过例如外电极形成工序、电镀工序等工序,以制造多层陶瓷电容器。

【表1】

*表示对比例

表1中的数据以如下方式获取:以扫描电子显微镜(SEM)拍摄的图像为基准,测量片式层压电容器10的陶瓷本体12的中心部的截面的尺寸,该截面如图3所示在宽度(W)方向上从陶瓷本体12的中心部沿长度方向(L)和厚度方向(T)截取片式层压。

这里,如上所述,A定义为陶瓷本体的总厚度的一半,B定义为下覆盖层的厚度,C定义为活性层的总厚度的一半,以及D定义为上覆盖层的厚度。

为了测量噪声,将用于测量噪声的每个板件上单独的样品(片式层压电容器)在竖直方向上区分开并安装在印刷电路板上,然后,将板件安装在测量夹具上。之后,通过使用直流供电电源和信号发生器(或函数发生器)将直流电压和交变电压施加在安装在测量夹具上的样品的两端。通过直接安装在印刷电路板上方的扩音器来测量噪声。

在表1中,样品1至3为具有对称的覆盖结构的对比例,其中下覆盖层的厚度B几乎与上覆盖层的厚度D相同。样品4至13为具有上覆盖层的厚度D厚于下覆盖层的厚度B的结构的对比例。样品14、15和35至37为具有下覆盖层的厚度B厚于上覆盖层的厚度D的结构的对比例。样品16至34为本发明的实施例。

本发明的实施例可以具有厚度D等于或大于4μm的上覆盖层。如果上覆盖层的厚度D小于4μm,内电极会从陶瓷本体12的上表面ST暴露出来,导致产生次品。

(B+C)/A几乎等于1的情形意味着活性层的中心部几乎不偏离于陶瓷本体的中心部。具有对称的覆盖结构(也就是说,下覆盖层的厚度B几乎与上覆盖层的厚度D相等)的样品1至3的比值(B+C)/A约等于1。

(B+C)/A大于1的情形意味着活性层的中心部向上偏离于陶瓷本体的中心部,而(B+C)/A小于1的情形意味着活性层的中心部向下偏离于陶瓷本体的中心部。

首先,可以看出,在样品16至34(即本发明的实施例)中,活性层的中心部偏离陶瓷本体的中心部的比值(B+C)/A)满足1.063≤(B+C)/A≤1.745,显著地使噪声降低至小于20dB。

样品1至15中,通过使活性层的中心部偏离陶瓷本体的中心部的比值(B+C)/A低于1.063,得到活性层的中心部几乎不偏离陶瓷本体的中心部或者几乎不从活性层的中心部向下偏离的结构。可以看出比值(B+C)/A低于1.063的样品1至15不具有降低噪声的效果。

在样品35至37中,(B+C)/A超过1.763,该样品35至37电容不足。也就是说,样品35至37的电容显著地低于目标电容。在表1中,关于“电容的实现”的“NG”(即每一个样品的电容相对于目标电容的比例)意味着当目标电容为100%时,样品的电容小于目标电容的80%。

另外,可以看出上覆盖层的厚度D与下覆盖层的厚度B的比值(D/B)满足0.021≤D/B≤0.422的实施例显著地降低了噪声。

上覆盖层的厚度D与下覆盖层的厚度B的比值(D/B)超过0.422的对比例不具有降低噪声的效果。如果比值D/B小于0.021,则下覆盖层的厚度B远远大于上覆盖层的厚度D,以至于可能发生开裂或者不可接受的分层现象,并且样品的电容相对于目标电容较低,以至于可能发生电容不足的现象。

可以看出,在样品19至34中,下覆盖层的厚度B与陶瓷本体的厚度的一半A的比值(B/A)满足0.329≤B/A≤1.522,以及活性层的厚度的一半C与下覆盖层的厚度B的比值(C/B)满足0.146≤C/B≤2.458,该样品19至34相对而言进一步将噪声降低至小于18dB。

在样品35至37中,下覆盖层的厚度B与陶瓷本体的厚度的一半A的比值(B/A)大于1.522,或者活性层的厚度的一半C与下覆盖层的厚度B的比值(C/B)小于0.146,该样品35至37电容不足。

如上所述,在根据本发明的实施方式的片式层压电容器和安装该片式层压电容器的板件的情况中,可以显著地降低噪声。

此外,上覆盖层和下覆盖层可以因颜色和亮度的差异而彼此区分开来,以使得当每一个片式层压电子元件安装在封装单元内时上覆盖层和下覆盖层可以具有方向性。

虽然结合实施方式展示并描述了本发明,但是对本领域技术人员来说,在不脱离所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下对本发明所做的修改和变化是显然的。

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