多层电子组件和具有该多层电子组件的板的制作方法

技术领域

以下描述涉及一种多层电子组件和具有该多层电子组件的板。

背景技术：

目前，诸如功率模块和通信模块的装置的领域的显著技术趋势为系统集成化。根据电子装置的小型化和高水平性能的实现，诸如功率模块和通信模块的装置的驱动频率已逐渐地增大，因此，已研发了一种允许在包括有源元件和无源元件的电路组件中进行高水平的集成化的技术。

根据这种趋势，对高电压、高电容多层陶瓷电容器(MLCC)的需求已经增加。具体地讲，期望具有各种电容值的多层陶瓷电容器(MLCC)，以实现高度集成化的功率模块的平台。然而，大多数的MLCC被制造为其电容处于标准化的状态，使得根据相关技术的MLCC仅提供有限的电容。

例如，就现有的MLCC而言，仅使用一个MLCC难以实现特定电容。因此，基于使用MLCC的应用中所需要的电容的量，可使用一个MLCC，或者可使用串联或并联的两个或更多个MLCC。

然而，在大多数情况下，应用所需要的特定电容不会被满足。具体地讲，由于在高频率操作条件下整个功率模块的操作特性会由于小的电容误差而明显地改变，因此对具有可变电容的可变MLCC的需求已经增加。

技术实现要素：

提供该发明内容以简化形式来介绍选择的发明构思，以下在具体实施方式中进一步描述该发明构思。本发明内容无意限定所要求保护的主题的主要特征或必要特征，也无意用于帮助确定所要求保护的主题的范围。

在一个总的方面中，一种多层电子组件包括：陶瓷主体，包括堆叠的介电层，用于形成第一电容器部和第二电容器部，其中，第一电容器部具有恒定电容，第二电容器部具有可变电容；电压控制端子，形成在陶瓷主体的侧表面上；输入端子，设置在陶瓷主体的与第一电容器部相对应的另一侧表面上；输出端子，设置在陶瓷主体的与第二电容器部相对应的所述另一侧表面上，并且与输入端子分开，其中，所述侧表面与所述另一侧表面相对。

第一电容器部可包括设置在介电层上的第一内电极和第二内电极，其中，第一内电极电连接到电压控制端子，第二内电极电连接到输入端子。

第二电容器部可包括设置在介电层上的第三内电极和第四内电极，其中，第三内电极电连接到电压控制端子，第四内电极电连接到输出端子。

堆叠的第一内电极和第二内电极的数量可与堆叠的第三内电极和第四内电极的数量相同，或者可与堆叠的第三内电极和第四内电极的数量不同。

第一电容器部可具有与第二电容器部的厚度相同的厚度，或者可具有与第二电容器部的厚度不同的厚度。

所述电压控制端子可包括：第一主体部分，设置在陶瓷主体的所述侧表面上；第一带部分，从第一主体部分朝向所述另一侧表面延伸。

所述输入端子可包括：第二主体部分，设置在陶瓷主体的所述另一侧表面的上部上；第二带部分，从第二主体部分朝向陶瓷主体的所述侧表面延伸。所述输出端子可包括：第三主体部分，设置在陶瓷主体的所述另一侧表面的下部上；第三带部分，从第三主体部分朝向陶瓷主体的所述侧表面延伸。

包含介电材料的缓冲层可设置在第一电容器部与第二电容器部之间。

绝缘部可在陶瓷主体的所述另一侧表面上设置在输入端子与输出端子之间。

在另一总的方面中，一种具有多层电子组件的板包括：电路板；第一电极垫和第二电极垫，按照预定间隔设置在电路板上；多层电子组件。所述多层电子组件包括：陶瓷主体，包括堆叠的介电层，用于形成第一电容器部和第二电容器部，其中，第一电容器部具有恒定电容，第二电容器部具有可变电容；电压控制端子，形成在陶瓷主体的侧表面上；输入端子，设置在陶瓷主体的与第一电容器部相对应的另一侧表面上；输出端子，设置在陶瓷主体的与第二电容器部相对应的所述另一侧表面上，并且与输入端子分开。所述多层电子组件安装在电路板上，电压控制端子和输出端子分别连接到第一电 极垫和第二电极垫，其中，所述侧表面与所述另一侧表面相对。

所述板的第一电容器部可包括设置在介电层上的第一内电极和第二内电极，其中，第一内电极电连接到电压控制端子，第二内电极电连接到输入端子。

所述板的第二电容器部可包括设置在介电层上的第三内电极和第四内电极，其中，第三内电极电连接到电压控制端子，第四内电极电连接到输出端子。

所述板的所述输入端子可包括：第二主体部分，设置在陶瓷主体的所述另一侧表面的上部上；第二带部分，从第二主体部分朝向陶瓷主体的所述侧表面延伸，所述输出端子包括：第三主体部分，设置在陶瓷主体的所述另一侧表面的下部上；第三带部分，从第三主体部分朝向陶瓷主体的所述侧表面延伸。

具有介电材料的缓冲层可设置在第一电容器部与第二电容器部之间。

其它特征和方面通过以下的具体实施方式、附图和权利要求将是明显的。

附图说明

图1是示意性地示出根据实施例的多层陶瓷电容器的透视图；

图2是示意性地示出图1中的一部分的剖切透视图；

图3是图1的截面图；

图4是示出图1中的多层陶瓷电容器的内电极的堆叠结构的分解透视图；

图5是图1中的多层陶瓷电容器的电路构造图；

图6是示意性地示出根据本公开的另一实施例的多层陶瓷电容器的透视图；

图7是示意性地示出图6中的一部分的剖切透视图；

图8是示意性地示出根据实施例的多层陶瓷电容器安装在电路板上的板的透视图；

图9是图8的截面图。

在整个附图和具体实施方式中，相同的标号指示相同的元件。附图可不按照比例绘制，并且为了清楚、说明和便利，可夸大附图中的相对尺寸、比例和描绘。

具体实施方式

提供以下具体实施方式，以帮助读者获得在此描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，在此所描述的方法、设备和/或系统的各种改变、修改及其等同物对于本领域普通技术人员将是明显的。在此描述的操作顺序仅仅是示例，并且其并不局限于在此所阐述的，而是除了必须以特定顺序出现的操作外，可做出对于本领域的普通技术人员将是明显的改变。此外，为了更加清楚和简洁，可省去对于本领域的普通技术人员公知的功能和结构的描述。

在此描述的特征可按照不同的形式实施，并且不被解释为限制于在此描述的示例。更确切地说，已提供在此描述的示例，以使本公开将是彻底的和完整的，并且将把本公开的全部范围传达给本领域的普通技术人员。

虽然在此可使用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种构件、组件、区域、层和/或部分，但是这些构件、组件、区域、层和/或部分不应被这些术语限制。这些术语仅用于将一个构件、组件、区域、层和/或部分与另一构件、组件、区域、层和/或部分区分开。因此，在不脱离示例性实施例的教导的情况下，可将下面论述的第一构件、组件、区域、层和/或部分称为第二构件、组件、区域、层和/或部分。

除非另外指出，否则第一层“位于”第二层或基板“上”的表述被解释为包含第一层直接接触第二层或基板的情况以及一个或更多个其它层设置在第一层与第二层或基板之间的情况二者。

可使用描述相对空间关系的词语(例如，“在…之下”、“在…下面”、“在…下方”、“下部”、“在…之上”、“在…上方”、“上部”、“顶部”、“左”、和“右”)，以便于描述一个装置或元件与另一装置或元件的空间关系。这样的词语被解释为包含装置的如附图中示出的方位以及在使用或操作时的其它方位。例如，装置基于附图中示出的装置的方位包括设置在第一层之上的第二层的示例也包括装置在使用或操作时被上下翻转的装置。

在此使用的术语仅用于描述具体实施例，而无意限制本发明构思。除非上下文中另外清楚地指明，否则如在此使用的单数形式也意于包括复数形式。还将理解的是，当在本说明书中使用术语“包括”和/或“包含”时，指示存在上述的特征、整体、步骤、操作、构件、元件、组件和/或它们的组合，而不排除存在或增加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、构件、元件、 组件和/或它们的组合。

在下文中，将描述根据实施例的多层电子组件，具体地讲，多层陶瓷电容器，但多层电子组件不限于此。

此外，将限定陶瓷电容器的方向，以清楚地描述本公开中的示例性实施例。附图中示出的L、W和T分别指的是长度(L)方向、宽度(W)方向和厚度(T)方向。这里，厚度方向与介电层进行堆叠的堆叠方向相同。

参照图1至图4，根据实施例的多层电容器100包括陶瓷主体110、电压控制端子131、输入端子132和输出端子133，并且输入端子132和输出端子133彼此分开。

陶瓷主体110通过沿着厚度T方向堆叠第一介电层111和第二介电层112然后对堆叠的第一介电层和第二介电层进行烧结而形成，相邻的第一介电层111或相邻的第二介电层112可以一体化，使得在不使用扫描电子显微镜(SEM)的情况下，相邻的第一介电层111或相邻的第二介电层112之间的界限不明显。内电极形成在第一介电层111和第二介电层112中的每个上。陶瓷主体110的形状不受具体限制，但可以为例如六面体。

此外，在本实施例中，为了便于解释，将陶瓷主体110的下表面和上表面限定为第一表面1和第二表面2。将陶瓷主体110的在W-T平面内延伸的两个表面限定为第三表面3和第四表面4，将陶瓷主体110的在L-T平面内延伸的两个表面限定为第五表面5和第六表面6。

第一介电层111或第二介电层112包含具有高介电常数的陶瓷材料，例如，碳酸钡(BaTiO₃)基陶瓷粉末。然而，第一介电层111和第二介电层112的材料不限于此，只要其可获得足够的电容即可。此外，除了陶瓷粉末之外，第一介电层111或第二介电层112还可包含各种陶瓷添加剂(例如，过渡金属氧化物或碳化物、稀土元素、镁(Mg)、铝(Al)或其它金属、有机溶剂、塑化剂、粘合剂或分散剂，或者它们的任何组合)，以获得期望的电容。虽然第一介电层111和第二介电层112可由相同的材料形成，但是第一介电层111和第二介电层112不限于此。如果需要，则第一介电层可由与第二介电层的材料不同的材料形成。

陶瓷主体110包括：第一电容器部C_c，置于陶瓷主体110的上部，并且具有恒定的电容；第二电容部C_v，置于陶瓷主体110的下部，并且具有可变的电容。在这种情况下，按照需要，第一电容部和第二电容部可具有相同的 厚度或不同的厚度。

此外，其上未形成有内电极的缓冲层115介于第一电容部与第二电容部之间，盖层113和114设置在陶瓷主体110在厚度方向上的上部和下部上。除了缓冲层115以及盖层113和114上未形成有内电极之外，缓冲层115以及盖层113和114具有与第一电容器部C_c的第一介电层111或第二电容器部C_v的第二介电层112相同的结构。此外，缓冲层115包含介电材料。

第一电容器部的第一内电极121和第二内电极122(为具有彼此不同的极性的电极)被交替地设置为关于介于它们之间的形成第一介电层111的各个陶瓷片彼此面对。第一内电极121的侧端部和第二内电极122的侧端部分别暴露于陶瓷主体110的第三表面3和第四表面4。这里，第一内电极121和第二内电极122通过介于它们之间的第一介电层111而彼此电绝缘。

第二电容器部的第三内电极123和第四内电极124(为具有彼此不同的极性的电极)被交替地设置为关于介于它们之间的形成第二介电层112的各个陶瓷片而彼此面对。第三内电极123的侧端部和第四内电极124的侧端部分别暴露于陶瓷主体110的第三表面3和第四表面4。这里，第三内电极123和第四内电极124通过介于它们之间的第二介电层112而彼此电绝缘。

此外，第一内电极121至第四内电极124由导电金属(例如，银(Ag)、钯(Pb)、铂(Pt)、镍(Ni)和铜(Cu)，或它们的任意组合)形成。然而，第一内电极121至第四内电极124的材料不限于此。此外，第一内电极121至第四内电极124可通过在第一介电层111和第二介电层112上印刷导电膏而形成。在这种情况下，可使用丝网印刷方法或凹版印刷方法作为印刷方法。然而，印刷方法不限于此。此外，按照需要，堆叠的第一内电极121和第二内电极122的数量以及堆叠的第三内电极123和第四内电极124的数量可以彼此相同或彼此不同。

电压控制端子131形成在陶瓷主体110的第三表面3上。电压控制端子131包括第一主体部分131a和第一带部分131b。第一主体部分131a为形成在陶瓷主体110的第三表面3上的一部分。第一主体部分131a电连接到第一内电极121和第三内电极123的暴露于陶瓷主体110的第三表面3的侧端部，从而串联连接到第一电容器部和第二电容器部。

第一带部分131b为从第一主体部131a沿着陶瓷主体110的第一表面1和第二表面2以及沿着第五表面5和第六表面6延伸的带部分。第一带部分 131b用作多层电容器100的安装表面，并且增大电压控制端子131对陶瓷主体110的粘附强度。

输入端子132在陶瓷主体110的第四表面4上设置在与第一电容器部C_c的位置相对应的位置。输入端子132包括第二主体部分132a和第二带部分132b。第二主体部分132a形成在陶瓷主体110的第四表面4的上部(靠近第二表面2)上。第二主体部分132a电连接到第二内电极122的暴露于陶瓷主体110的第四表面4的侧端部。

第二带部分132b为从第二主体部分132a沿着陶瓷主体110的第二表面2的一部分以及第五表面5和第六表面6的一部分延伸的带部分。第二带部分132b用作多层电容器100的安装表面，并且增大输入端子132对陶瓷主体110的粘附强度。

输出端子133设置在陶瓷主体110的第四表面4的与第二电容器部相对应的位置。输出端子133包括第三主体部分133a和第三带部分133b。

第三主体部分133a为形成在陶瓷主体110的第四表面4的下部(靠近第一表面1)上的一部分。第三主体部分133a电连接到第四内电极124的暴露于陶瓷主体110的第四表面4的端部。

第三带部分133b为从第三主体部分133a沿着陶瓷主体110的第一表面1的一部分以及第五表面5和第六表面6的一部分延伸的带部分。第三带部分133b用作多层电容器100的安装表面，并且增大输出端子133对陶瓷主体110的粘附强度。

此外，电压控制端子131、输入端子132和输出端子133由导电金属(例如，银(Ag)、镍(Ni)、铜(Cu)，或它们的任意组合)形成。如上所述的电压控制端子131、输入端子132和输出端子133可通过涂敷经由将玻璃料添加到导电金属粉末中而制备的导电膏然后对涂敷的导电膏进行烧结而形成，但是形成电压控制端子131、输入端子132和输出端子133的方法不限于此。此外，镀层可分别形成在电压控制端子131、输入端子132和输出端子133上。在使用焊料将多层电容器100安装到电路板上时，镀层增大多层电容器100与电路板之间的粘附强度。镀层可以包括例如分别形成在电压控制端子131、输入端子132和输出端子133上的镍(Ni)镀层以及形成在镍镀层上的锡(Sn)镀层，但镀层不限于此。

在根据实施例的多层电容器中，使用串联连接方法来设置内电极，以使 多层电容器可被操作为两个多层陶瓷电容器(MLCC)等效地彼此串联连接。

参照图5，在多层电容器100中，具有恒定电容C_C的第一电容器部C_c以及具有可变电容C_V的第二电容器部C_v彼此串联连接。第一电容器部C_c包括第一内电极121和第二内电极122。第二电容器部C_v包括第三内电极123和第四内电极124。将电压Vcon施加到第三内电极123和第四内电极124，以控制第二电容器部C_v的可变电容。输入端子132与输出端子133之间的总电容C_T可通过下面的等式1来表示。

[等式1]

例如，当施加到电压控制端子131的控制电压Vcon增大时，第三内电极123和第四内电极124的电容C_V成比例地减小，或根据由于下支线(lower leg)中增大的浮动电压导致的改变率而减小。在这种情况下，总电容C_T根据等式1而相似地减小。这里，恒定电容C_C大于可变电容C_V。

因此，由于如上所述的多层电容器仅通过改变控制电压Vcon来实现各种电容值，因此可实现具有高自由度的柔性电路的平台。

即使在不存在施加到电压控制端子131的输入(也就是说，不存在外部控制电压)的情况下，多层电容器也自动地实现自平衡控制功能。

例如，在V_Cc电压(偏置电压)由于特定原因(如在具有恒定电容的第一电容器部C_c的电容值改变的情况下)而增大的情况下，由于施加到第二电容器部C_v的下侧支线的浮动电压增大，因此第二电容器部C_v的电容减小，从而V_Cc电压可一直保持恒定和稳定。换句话说，第二电容器部C_v改变，以保持第一电容器部C_c的电容。例如，在传统的MLCC中，MLCC的电容值基于温度改变而受到极大的影响。然而，在多层电容器100中，能够一直实现多层电容器的恒定电容或恒定偏置电压V_Cc，如下面的等式2所示。

[等式2]

参照图6和图7，绝缘部141在陶瓷主体110的第四表面4上设置在输入端子132与输出端子133之间。绝缘部141改善输入端子132与输出端子133之间的绝缘。

参照图8和图9，多层电容器100设置在板200上。板200包括电路板210以及第一电极垫221和第二电极垫222。多层电容器100安装在电路板210上，以使陶瓷主体110的第一表面1面对电路板210的上表面。

第一电极垫221和第二电极垫222形成在电路板210的上表面上。第一电极垫221和第二电极垫222分别形成在电路板210的上表面上的与多层电容器的电压控制端子131和输出端子133相对应的位置。因此，在电压控制端子131的第一带部分131b和输出端子133的第三带部分133b被设置为分别连接第一电极垫221和第二电极垫222的状态下，多层电容器100通过焊料230电连接到电路板210。

如上所述，根据本公开的一个或更多个实施例，各种应用中所需要的任意的电容使用单个组件来提供，并且实现了具有高自由度、高集成和高频率功率模块的平台的柔性电路。

仅作为非详尽的示例，在此描述的装置可以是移动装置(诸如蜂窝电话、智能电话、可穿戴智能装置(例如，戒指、手表、眼镜、手链、脚链、腰带、项链、耳饰、发带、头盔或嵌入在衣服中的装置)、便携式个人计算机(PC，例如，膝上型电脑、笔记本电脑、小型笔记本电脑、上网本或超级移动PC(UMPC))、平板PC(平板电脑)、平板手机、个人数字助理(PDA)、数码相机、便携式游戏机、MP3播放器、便携式/个人多媒体播放器(PMP)、手持电子书、全球定位系统(GPS)导航装置，或者传感器)，或者固定装置(例如，台式PC、高清电视(HDTV)、DVD播放器、蓝光播放器、机顶盒或家用电器)，或者能够进行无线通信或网络通信的任何其它移动装置或固定装置。在一个示例中，可穿戴装置是被设计为可直接安装在用户的身体上的装置(例如，眼镜或手链)。在另一示例中，可穿戴装置是使用附着装置安装在用户的身体上的任何装置(例如，使用臂带附着到用户的手臂上或者使用绳带悬挂在用户的脖子上的智能电话或平板电脑)。

尽管本公开包含具体的示例，但是对于本领域普通技术人员将明显的是，在没有脱离权利要求及其等同物的精神和范围的情况下，可以对这些示例进行形式上和细节上的各种变化。这里所描述的示例将被认为仅出于描述性含义，而非出于限制的目的。每个示例中的特征或方面的描述将被认为是可适用于其它示例中的相似特征或方面。如果以不同的顺序执行所描述的技术，和/或如果以不同的方式组合描述的系统、构造、装置或者电路中的组件和/ 或用其它组件或者它们的等同物来替换或者补充所描述的系统、构造、装置或者电路中的组件，则可获得适当的结果。因此，本公开的范围并非由具体实施方式所限定，而是由权利要求及其等同物所限定，并且在权利要求及其等同物的范围内的所有变型将被解释为包含于本公开中。