电容器组件的制作方法

本公开涉及一种电容器组件。

背景技术：

作为电容器组件中的一种的多层陶瓷电容器(mlcc)是安装在诸如液晶显示器(lcd)和等离子体显示面板(pdp)的图像装置、计算机、智能手机、移动电话等的各种电子产品的印刷电路板上的片式电容器，以用于充电或放电。由于小型化、高容量和易于安装的优点，多层陶瓷电容器(mlcc)可用作各种电子装置的组件。

由于小型化、高容量和易于安装的优点，mlcc可用作各种电子装置的组件，并且近来正着眼于高容量和高可靠性的开发。

为了实现高容量电容器，可能存在增大形成电容器主体的材料的介电常数或者减小介电层和内电极的厚度以使堆叠层的数量增加的方法。然而，因为不容易开发高介电常数材料的组合物，并且目前使用的方法在减小介电层的厚度方面存在限制，所以这些方法在增大产品容量方面存在限制。

另外，正在开发这样的多层陶瓷电容器：在多层陶瓷电容器中，形成过孔(via)或通孔(throughhole)并利用导电材料填充过孔或通孔以形成连接到内电极的过孔电极，并且形成连接到过孔电极的下电极。

技术实现要素：

本公开的一方面可提供一种电容器组件，该电容器组件可以以高容量实现，并且即使当厚度增加时，也可通过减小连接电极之间的未对准来获得优异的电连接性和可靠性。

根据本公开的一方面，一种电容器组件可具有包括单元层叠体的多层结构。每个单元层叠体可包括多个内电极以及第一连接电极，所述第一连接电极在所述多个内电极的堆叠方向上延伸并连接到所述多个内电极中的部分内电极。所述单元层叠体之中彼此相邻的单元层叠体的第一连接电极可彼此连接。所述单元层叠体中的至少一个的第一连接电极的直径可不同于其他单元层叠体的第一连接电极的直径。

附图说明

通过下面结合附图的详细描述，本公开的以上和其它方面、特征和优点将被更清楚地理解，在附图中：

图1是示意性地示出根据本公开中的示例性实施例的电容器组件的透视图；

图2是示意性地示出沿图1的线i-i'截取的电容器组件的截面图；

图3是根据过孔的形成而发生的裂纹和分层的照片；

图4和图5示出了连接电极的可能连接形式；

图6是示意性地示出根据本公开中的另一示例性实施例的电容器组件的透视图；

图7是示意性地示出根据本公开中的另一示例性实施例的电容器组件的截面图；

图8是示出制造单元层叠体的示例的图；

图9是示出制造另一单元层叠体的示例的图；以及

图10是示意性地示出堆叠单元层叠体的截面图。

具体实施方式

现在将在下文中参照附图详细描述本公开的示例性实施例。

图1是示意性地示出根据本公开中的示例性实施例的电容器组件的透视图。图2是示意性地示出沿图1的线i-i'截取的电容器组件的截面图。图3是根据过孔的形成而发生的裂纹和分层的照片。图4和图5示出了连接电极的可能连接形式。

首先，参照图1和图2，根据本公开中的示例性实施例的电容器组件具有堆叠有多个单元层叠体110a、110b、110c和110d的多层结构101。这里，多个单元层叠体110a、110b、110c和110d之中彼此相邻的单元层叠体的连接电极彼此连接，并且多个单元层叠体110a、110b、110c和110d中的至少一个的连接电极的直径da、db、dc或dd与其他单元层叠体的连接电极的直径不同。

第一外电极141和第二外电极142可设置在电容器组件100的下部处。具体地，第一外电极141和第二外电极142可形成在单元层叠体110a、110b、110c和110d之中的设置在最下部处的单元层叠体110a的下表面上。

在此示例性实施例中，为了防止在形成过孔期间发生过孔周围的损坏、分层、裂纹等，同时有效地增加电容器组件100的容量，可形成单元层叠体110a、110b、110c和110d，然后将其堆叠。

当主体的厚度薄时，在形成过孔期间不太可能发生过孔周围的损坏、分层、裂纹等。然而，当为了获得高容量，同时堆叠多个介电层和内电极以增加主体的厚度，然后形成过孔时，可能发生过孔周围的损坏、分层、裂纹等。

为了形成过孔，可使用激光钻、机械销打孔器等。当主体的厚度过厚时，使用激光钻可能导致过孔周围的损坏，从而降低电极之间的连接性，并且使用机械销打孔器可能一次集中应力以形成过孔，由此引起如可从图3理解的分层、裂纹等。

然而，根据本公开中的示例性实施例，为单元层叠体110a、110b、110c和110d中的每个单独地形成过孔并堆叠单元层叠体的方法被用于防止分层、裂纹等的发生，同时确保高容量。根据此方法，能够通过有效的工艺来有效地增加电容器组件100的容量并且容易地调整容量或厚度。在这种情况下，如图2中所示，在此示例性实施例中描述了使用四个单元层叠体110a、110b、110c和110d的示例，但是可通过使用三个单元层叠体获得多层结构，并且可使用更多数量的单元层叠体来实现更高的容量。

此时，单元层叠体110a、110b、110c和110d的厚度可以是90μm至130μm。

如果单元层叠体110a、110b、110c和110d的厚度小于90μm，则需要大量的单元层叠体来确保高容量，这样使效率低下。如果单元层叠体110a、110b、110c和110d的厚度超过130μm，则在形成过孔期间可能发生过孔周围的损坏、分层、裂纹等。

为了确保连接电极与单元层叠体的粘合性并减少未对准，多个单元层叠体110a、110b、110c和110d中的至少一个的连接电极的直径da、db、dc或dd不同于其他单元层叠体的连接电极的直径。连接电极的截面形状没有具体限制，连接电极的截面可具有诸如圆形、矩形或三角形的形状。然而，为了更全面地描述本公开，将描述连接电极的截面形状是圆形的情况。

如图2中所示，在根据本公开的示例性实施例的电容器组件100中，多个单元层叠体110a、110b、110c和110d的连接电极的直径da、db、dc和dd可彼此不同。另外，单元层叠体110a、110b、110c和110d可按照连接电极的直径从最大到最小的顺序堆叠。也就是说，单元层叠体110a可设置在最下部处，单元层叠体110b可设置在单元层叠体110a上，单元层叠体110c可设置在单元层叠体110b上，单元层叠体110d可设置在单元层叠体110c上。

如图4中所示，当连接电极的中心轴彼此一致时，即使连接电极的直径da、db、dc和dd全部相同或不同，连接电极之间的连接性也可以是优异的。然而，如果堆叠多个单元层叠体，则连接电极的中心轴可能不彼此一致，并且如果连接电极的直径da、db、dc和dd全部相同，则可能发生未对准，从而降低连接电极之间的连接性。然而，如图5中所示，当连接电极的直径da、db、dc和dd不同时，连接电极的直径da、db、dc和dd的中心轴的未对准不太可能降低连接电极之间的连接性，只要连接电极中具有直径da、db、dc和dd中的相应两个直径的相邻的两个连接电极彼此叠置即可。

然而，在根据本公开中的示例性实施例的电容器组件100中，因为多个单元层叠体110a、110b、110c和110d的连接电极的直径da、db、dc和dd彼此不同，所以即使当如图5中所示的连接电极之间的中心轴不彼此一致时，也可以减小未对准并且可改善电连接性和可靠性。

此时，单元层叠体的连接电极的直径可以是50μm至300μm。

如果单元层叠体的连接电极的直径小于50μm，则可能难以确保电连接性，并且如果直径超过300μm，则可能难以确保容量。

例如，当如图2中所示的使用四个单元层叠体形成多层结构时，设置在最下部处的单元层叠体110a的连接电极的直径可以是250μm至300μm，设置在单元层叠体110a上的单元层叠体110b的连接电极的直径可以是200μm至250μm，设置在单元层叠体110b上的单元层叠体110c的连接电极的直径可以是150μm至200μm，设置在单元层叠体110c上的单元层叠体110d的连接电极的直径可以是100μm至150μm。

单元层叠体110a、110b、110c和110d可包括：主体；多个内电极121和122，设置在主体内部；以及连接电极131a、132a、131b、132b、131c、132c、131d和132d，在主体的厚度方向上延伸以连接到多个内电极121和122。在本示例性实施例中，多个内电极121和122被称为第一内电极121和第二内电极122，并且在连接电极131a、132a、131b、132b、131c、132c、131d和132d中，连接到第一内电极121的连接电极被称为第一连接电极131a、131b、131c和131d，连接到第二内电极122的连接电极被称为第二连接电极132a、132b、132c和132d。

主体可通过堆叠多个介电层111来形成，介电层可使用本领域已知的陶瓷等形成。例如，主体可通过烧结包含钛酸钡(batio3)基陶瓷材料等的生片来形成。在这种情况下，batio3基陶瓷粉末可以是钙(ca)、锆(zr)等部分地固溶在batio3中的例如，(ba1-xcax)tio3、ba(ti1-ycay)o3、(ba1-xcax)(ti1-yzry)o3、ba(ti1-yzry)o3等，batio3基陶瓷粉末不限于此。除了钛酸钡基陶瓷材料之外，可使用具有高介电常数的其他材料。例如，主体可使用钛酸锶(srtio3)基材料形成。另外，如果需要，陶瓷添加剂、有机溶剂、增塑剂、粘合剂、分散剂等可与陶瓷粉末一起添加到主体中。另一方面，通过烧结生片获得的介电层可一体化，而没有层间差异，至在不使用扫描电子显微镜(sem)的情况下无法确认的程度。

包括在每个单元层叠体110a、110b、110c和110d中的第一内电极121和第二内电极122具有不同的极性并且交替地设置，在第一内电极121和第二内电极122之间插设有介电层。在这种情况下，第一内电极121和第二内电极122可通过在陶瓷生片上印刷导电膏而形成。形成第一内电极121和第二内电极122的材料的示例可包括镍(ni)、铜(cu)、钯(pd)及它们的合金。另外，可使用丝网印刷法或凹版印刷法作为印刷导电膏的方法，但是印刷方法不限于此。

如图2中所示，第一连接电极131a、131b、131c和131d以及第二连接电极132a、132b、132c和132d可在主体的厚度方向(图2中的z轴方向)上延伸，并且可分别连接到第一内电极121和第二内电极122，并通过穿过主体来形成。

此时，第一内电极121和第二内电极122可各自包括第一绝缘部121a和第二绝缘部122a。第一绝缘部121a可指没有形成第一内电极121的区域，第二绝缘部122a可指没有形成第二内电极122的区域，并且第一绝缘部121a和第二绝缘部122a用于将第一内电极121和第二内电极122仅连接到具有不同极性的外电极。也就是说，第一连接电极131a、131b、131c和131d通过第二绝缘部122a与第二内电极122分开，第二连接电极132a、132b、132c和132d通过第一绝缘部121a与第一内电极121分开。

第一内电极121通过第一连接电极131a、131b、131c和131d连接到第一外电极141，第二内电极122通过第二连接电极132a、132b、132c和132d连接到第二外电极142，使得第一内电极121和第二内电极122彼此叠置并且在第一内电极121和第二内电极122之间插设有介电层111的区域可最大化，由此显著增加电容器组件100的电容容量。

同时，第一连接电极131a、131b、131c和131d以及第二连接电极132a、132b、132c和132d可通过在主体以及内电极121和122中形成过孔并利用导电材料填充过孔来形成。为了填充导电材料，可使用填充导电膏、镀覆等的方法。

在这种情况下，单元层叠体110a、110b、110c和110d的过孔h1和h2(在图8和图9中示出)可通过使用激光钻、机械销打孔器等对陶瓷生片进行穿孔来获得。

第一外电极141和第二外电极142可设置为电容器组件100安装在板等上的区域，如果需要，可具有多层结构。如在本示例性实施例中，第一外电极141和第二外电极142可仅形成在电容器组件100的下部上，并且可不形成在电容器组件100的上表面或侧表面上。也就是说，第一外电极141和第二外电极142可分别连接到第一连接电极131a、131b、131c和131d以及第二连接电极132a、132b、132c和132d，并且可形成在多个单元层叠体之中的设置在最下部处的单元层叠体110a的下表面上。

然而，如根据图6的变型的电容器组件200，电容器组件200可包括形成在上部上的外电极143和144。这里，上部可理解为多个单元层叠体之中的设置在最上部处的单元层叠体110d的上表面。

图7是示意性地示出根据本公开中的另一示例性实施例的电容器组件的截面图。

参照图7，电容器组件300可具有多个单元层叠体像上述示例性实施例那样堆叠的结构，并且可具有这样的多层结构301：具有相同直径的第一连接电极的单元层叠体堆叠为不彼此相邻。

当具有相同尺寸的连接电极的单元层叠体110a、110b、110c和110d的数量两两存在并且堆叠总共八个单元层叠体时，具有不同直径da、db、dc和dd的连接电极的单元层叠体110a、110b、110c和110d按照连接电极的直径从最大到最小的顺序堆叠，使得具有相同直径的连接电极的单元层叠体不彼此相邻，然后可再次按照连接电极的直径从最大到最小的顺序从单元层叠体110a进行堆叠，使得可制备多层结构301。

也就是说，如图7中所示，单元层叠体110a可设置在最下部处，单元层叠体110b可设置在单元层叠体110a上，单元层叠体110c可设置在单元层叠体110b上，单元层叠体110d可设置在单元层叠体110c上，然后可再次按照连接电极的直径从最大到最小的顺序从单元层叠体110a进行堆叠。

图8至图10示出制造电容器组件的示例，并且通过此制造方法的描述，上述电容器组件的结构可变得更清楚。

首先，参照图8，通过堆叠经过在介电层的陶瓷生片的一个表面上印刷包含导电金属的膏至预定厚度而获得的片来制备主体。接着，可通过利用物理穿透方法形成与连接电极的直径da匹配的过孔h1和h2并且通过利用导电材料填充过孔h1和h2而形成第一连接电极131a和第二连接电极132a来获得单元层叠体110a。

参照图9，通过堆叠通过在介电层的陶瓷生片的一个表面上印刷包含导电金属的膏至预定厚度而获得的片来制备主体。接着，可通过利用物理穿透方法形成与连接电极的直径db匹配的过孔h1和h2并且通过利用导电材料填充过孔h1和h2而形成第一连接电极131b和第二连接电极132b来获得单元层叠体110b。

与上述获得单元层叠体110a和110b的方法类似，可通过形成与连接电极的直径dc匹配的过孔h1和h2并且通过利用导电材料填充过孔h1和h2而形成第一连接电极131c和第二连接电极132c来获得单元层叠体110c，可通过形成与连接电极的直径dd匹配的过孔h1和h2并且通过利用导电材料填充过孔h1和h2而形成第一连接电极131d和第二连接电极132d来获得单元层叠体110d。

此后，如图10中所示，可通过按照连接电极的直径从最大到最小的顺序堆叠单元层叠体110a、110b、110c和110d来获得多层结构。如上所述，可考虑所需容量、厚度条件等来调整单元层叠体110a、110b、110c和110d的数量。

在获得多层结构之后，可执行在设置在最下部处的单元层叠体110a的下表面上形成外电极的工艺。

如上面所阐述的，根据本公开的示例性实施例，电容器组件可以以高容量实现，并且即使当厚度增加时，也可通过减少连接电极之间的未对准来获得优异的电连接性和可靠性。

尽管上面已经示出和描述了示例性实施例，但是对于本领域技术人员将明显的是，可在不脱离本发明的由所附权利要求限定的范围的情况下进行修改和改变。