一种多层陶瓷电容器的制作方法

1.本实用新型涉及电子元件技术领域，尤其涉及一种多层陶瓷电容器。


背景技术：

2.目前，常规的串联设计多层陶瓷电容器采用“串联设计”来提高多层陶瓷电容器的耐电压性能，通常将电容器的第一内电极和第二内电极设置在和介电层的层叠方向上处于同一层面并且直接相对，第一内电极的末端和第二内电极的末端间的距离较小。在电容器加载高电压后，电荷主要集中在第一内电极的末端和第二内电极的末端，由于第一内电极末端和第二内电极末端间的距离较小，容易在该位置发生击穿烧毁。


技术实现要素：

3.本实用新型目的在于，提供一种多层陶瓷电容器，考虑到现有技术中由于电场高度集中造成的击穿烧毁问题，通过将第一内电极和第二内电极设置在不同的介电层且被第三内电极隔开，避免了第一内电极的末端和第二内电极的末端直接相对，增加两者之间的距离，防止击穿烧毁，提高耐电压性能。
4.为实现上述目的，本实用新型提供一种多层陶瓷电容器，包括：陶瓷体、第一端电极和第二端电极；
5.所述陶瓷体由多个介电层和多个内电极交替层叠组成，所述陶瓷体具有由所述多个介电层的侧面形成的上表面、下表面、第一端面、第二端面、第一侧面和第二侧面；所述上表面和所述下表面相对设置，所述第一端面和所述第二端面相对设置，所述第一侧面和所述第二侧面相对设置；
6.所述第一端电极位于所述第一端面且覆盖所述上表面、所述下表面、所述第一侧面和所述第二侧面的部分表面，所述第二端电极位于所述第二端面且覆盖所述上表面、所述下表面、所述第一侧面和所述第二侧面的部分表面；
7.所述内电极包括第一内电极、第二内电极和第三内电极，所述第一内电极、所述第二内电极和所述第三内电极分别被至少一个所述介电层隔开，其中，所述第三内电极设置在相邻的所述第一内电极和所述第二内电极之间；所述第一内电极的一端延伸至所述第一端面且与所述第一端电极连接，所述第一内电极的另一端延伸到与所述第二端电极形成绝缘间隙，所述第二内电极的一端延伸至所述第二端面且与所述第二端电极连接，所述第二内电极的另一端延伸到与所述第一端电极形成绝缘间隙。
8.在一实施例中，将所述第一内电极朝向所述第二端电极的一端作为第一内电极的末端，将所述第二内电极朝向所述第一端电极的一端作为第二内电极的末端；
9.所述第一内电极的末端与所述第二内电极的末端被所述第三内电极以及所述介电层隔开。
10.在一实施例中，所述第一内电极在所述第三内电极上的正投影与所述第三内电极部分重叠，所述第二内电极在所述第三内电极上的正投影与所述第三内电极部分重叠。
11.在一实施例中，所述第一内电极在所述第三内电极上的正投影与所述第三内电极部分重叠并产生对置面积，所述第二内电极在所述第三内电极上的正投影与所述第三内电极部分重叠并产生对置面积，所述第一内电极在所述第三内电极上产生的对置面积与所述第二内电极在所述第三内电极上产生的对置面积相等。
12.在一实施例中，所述第一内电极与所述第三内电极之间形成第一电容，所述第二内电极与所述第三内电极之间形成第二电容，所述第一电容与所述第二电容串联。
13.在一实施例中，所述第一内电极在所述第三内电极上的正投影与所述第二内电极在所述第三内电极上的正投影没有重叠。
14.在一实施例中，所述第一内电极与所述第一侧面的间隙距离小于所述第一内电极与所述第二侧面的间隙距离，且所述第一内电极和所述第二侧面的间隙距离大于所述第一侧面和所述第二侧面的距离的一半。
15.在一实施例中，所述第二内电极与所述第二侧面的间隙距离小于所述第二内电极与所述第一侧面的间隙距离，且所述第二内电极和所述第一侧面的间隙距离大于所述第一侧面和所述第二侧面的距离的一半。
16.在一实施例中，所述第一内电极的末端和所述第二端面的间隙距离小于所述第一端面和所述第二端面的距离的一半，所述第二内电极的末端和所述第一端面的间隙距离小于所述第一端面和所述第二端面的距离的一半。
17.在一实施例中，所述第一内电极和所述第一侧面的距离等于所述第一内电极和所述第二侧面的距离；
18.所述第二内电极和所述第一侧面的距离等于所述第二内电极和所述第二侧面的距离。
19.相对于现有技术，本实用新型的有益效果在于：
20.将第一内电极、第二内电极和第三内电极分别被至少一个介电层隔开，并且将第三内电极设置在相邻的第一内电极和第二内电极之间，避免了第一内电极与第二内电极直接相对，防止击穿烧毁。
21.进一步的，第一内电极与第三内电极之间形成第一电容，第二内电极与第三内电极之间形成第二电容，第一电容和第二电容串联且容量相等，可以起到平分工作电压的作用。由于避免了第一内电极的末端与第二内电极的末端直接相对，可以增加第一内电极和第二内电极与第三内电极之间的对置面积，从而提高电容量。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1是本实用新型某一实施例提供的多层陶瓷电容器的截面示意图；
24.图2是本实用新型另一实施例提供的多层陶瓷电容器的结构示意图；
25.图3是本实用新型又一实施例提供的多层陶瓷电容器的截面示意图；
26.图4是本实用新型某一实施例提供的多层陶瓷电容器的截面示意图；
27.图5是本实用新型另一实施例提供的多层陶瓷电容器的截面示意图；
28.图6是本实用新型又一实施例提供的多层陶瓷电容器的截面示意图；
29.图7是本实用新型某一实施例提供的多层陶瓷电容器的等效电路；
30.图8是常规的串联设计多层陶瓷电容器的截面示意图；
31.图9是常规的串联设计多层陶瓷电容器的某一截面示意图；
32.图10是常规的串联设计多层陶瓷电容器的另一截面示意图；
33.图11是本实用新型另一实施例提供的多层陶瓷电容器的截面示意图；
34.图12是本实用新型又一实施例提供的多层陶瓷电容器的截面示意图；
35.图13是本实用新型又一实施例提供的多层陶瓷电容器的截面示意图。
36.主要元件及符号说明：
37.100、200、多层陶瓷电容器；10、20、陶瓷体；s1、上表面；s2、下表面；s3、第一端面；s4、第二端面；s5、第一侧面；s6、第二侧面；12a、22a、第一内电极；12b、22b、第二内电极；12c、22c、第三内电极；13、23、介电层；14a、24a、第一端电极；14b、24b、第二端电极；a、第一内电极的末端角部位置；b、第二内电极的末端角部位置；x-x、多层陶瓷电容器宽度方向上的中线；y-y、多层陶瓷电容器长度方向上的中线。
具体实施方式
38.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
39.应当理解，文中所使用的步骤编号仅是为了方便描述，不对作为对步骤执行先后顺序的限定。
40.应当理解，在本实用新型说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本实用新型。如在本实用新型说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
41.术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
42.术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
43.请参阅图1，本实用新型某一实施例提供一种多层陶瓷电容器200，包括陶瓷体20、第一端电极24a和第二端电极24b。
44.陶瓷体20由多个介电层23和多个内电极交替层叠组成，陶瓷体具有由多个介电层的侧面形成的上表面s1、下表面s2、第一端面s3、第二端面s4、第一侧面s5和第二侧面s6。上表面s1和下表面s2相对设置，第一端面s3和第二端面s4相对设置，第一侧面s5和第二侧面s6相对设置。第一端电极24a位于第一端面s3且覆盖上表面s1、下表面s2、第一侧面s5和第二侧面s6的部分表面，第二端电极24b位于第二端面s4且覆盖上表面s1、下表面s2、第一侧面s5和第二侧面s6的部分表面。
45.结合图示图2至图6，多层陶瓷电容器200，包括陶瓷体20和分别设置在陶瓷体20两个侧面的第一端电极24a和第二端电极24b，陶瓷体20由多个介电层23和多个内电极交替层叠而构成具有六个面的长方体，长可以为0.4mm～5.6mm，宽可以为0.2mm～5.0mm，厚可以为0.2mm～2.5mm，陶瓷体20包括上表面s1、下表面s2、第一端面s3、第二端面s4、第一侧面s5和第二侧面s6，上表面s1和下表面s2相对设置并垂直于介电层23和内电极的层叠方向，也就是垂直于多层陶瓷电容器200的厚度方向，第一端面s3和第二端面s4相对设置并垂直于多层陶瓷电容器200的长度方向,第一侧面s5和第二侧面s6相对设置并垂直于多层陶瓷电容器200的宽度方向。第一端电极24a完全覆盖第一端面s3并且顺沿着延伸覆盖上表面s1、下表面s2、第一侧面s5和第二侧面s6各自的一部分，第二端电极24b完全覆盖第二端面s4并且顺沿着延伸覆盖上表面s1、下表面s2、第一侧面s5和第二侧面s6各自的一部分。第一端电极24a和第二端电极24b相互间隔并且相互绝缘。
46.内电极包括第一内电极22a、第二内电极22b和第三内电极22c，第一内电极22a、第二内电极22b和第三内电极22c分别被至少一个介电层23隔开，其中，第三内电极22c设置在相邻的第一内电极22a和第二内电极22b之间。第一内电极22a的一端延伸至第一端面s3且与第一端电极24a连接，第一内电极22a的另一端延伸到与第二端电极24b形成绝缘间隙，第二内电极22b的一端延伸至第二端面s4且与第二端电极24b连接，第二内电极22b的另一端延伸到与第一端电极24a形成绝缘间隙。
47.可以理解的是，内电极的形状没有特别限制，但为了获得较大的体积利用率以及便于生产，优选为矩形薄层。内电极的厚度优选为1μm～3μm，内电极以平行于上表面s1和下表面s2的方式在陶瓷体20内部按预定数量被层叠。
48.请参阅图1，本实施例只是示例性地示出数量为3个的第一内电极22a、数量为2个的第二内电极22b以及数量为4个的第三内电极22c，实际上的数量没有限定，可以根据实际应用进行调整，但第一内电极22a、第二内电极22b和第三内电极22c的数量优选为至少1个，第一内电极22a、第二内电极22b和第三内电极22c分别层叠在不同的介电层23上，即第一内电极22a、第二内电极22b和第三内电极22c相互之间被一个或者多个介电层23隔开。
49.第一内电极22a的一端延伸到第一端面s3并且与第一端电极24a连接，第一内电极22a的另一端延伸到与第二端电极24b间隔一定距离的位置从而保证与第二端电极24b绝缘，即在两者之间形成绝缘间隙。第一内电极22a与第一侧面s5和第二侧面s6分别间隔一定距离。第二内电极22b的一端延伸到第二端面s4并且与第二端电极24b连接，第二内电极22b的另一端延伸到与第一端电极24a间隔一定距离的位置从而保证与第一端电极24a绝缘，即在两者之间形成绝缘间隙。第二内电极22b与第一侧面s5和第二侧面s6分别间隔一定距离。
50.在一实施例中，将第一内电极22a朝向第二端电极24b的一端作为第一内电极22a的末端，将第二内电极22b朝向第一端电极24a的一端作为第二内电极22b的末端，第一内电极22a的末端与第二内电极22b的末端被第三内电极22c以及介电层隔开。
51.从介电层23和内电极的层叠方向上看，第一内电极22a、第二内电极22b和第三内电极22c按照特定的顺序进行设置。具体的，第一内电极22a和第二内电极22b在介电层23和内电极的层叠方向上交替设置，每个第三内电极22c穿插设置在一对相邻的第一内电极22a和第二内电极22b之间，即每个第三内电极22c均被一对相邻的第一内电极22a和第二内电极22b夹在中间。将第一内电极22a朝向第二端电极24b的一端称为第一内电极22a的末端，
将第二内电极22b朝向第一端电极24a的一端称为第二内电极22b的末端，则第一内电极22a的末端和第二内电极22b的末端被第三内电极22c以及介电层23所隔开而不是直接相对。
52.在一实施例中，第一内电极22a在第三内电极22c上的正投影与第三内电极22c部分重叠，第二内电极22b在第三内电极22c上的正投影与第三内电极22c部分重叠。第一内电极22a在第三内电极22c上的正投影与第三内电极22c部分重叠并产生对置面积，第二内电极22b在第三内电极22c上的正投影与第三内电极22c部分重叠并产生对置面积，第一内电极22a在第三内电极22c上产生的对置面积与第二内电极22b在第三内电极22c上产生的对置面积相等。第一内电极22a与第三内电极22c之间形成第一电容c1，第二内电极22b与第三内电极22c之间形成第二电容c2，第一电容c1与第二电容c2串联。第一内电极22a在第三内电极22c上的正投影与第二内电极22b在第三内电极22c上的正投影没有重叠。
53.具体的，第一内电极22a和第二内电极22b在第三内电极22c上的正投影分别与第三内电极22c部分重叠，即第一内电极22a和第二内电极22b分别与第三内电极22c产生对置面积，从而第一内电极12a与第三内电极12c之间可形成第一电容c1，第二内电极12b与第三内电极12c之间可形成第二电容c2，c1和c2串联连接，可以起到分配电压的作用，提高多层陶瓷电容器200的耐电压性能。第一内电极22a和第三内电极22c的对置面积与第二内电极22b和第三内电极22c的对置面积相等，如此则c1＝c2，可以平分电压，但上述两个对置面积也可以不相等。第三内电极22c与第一侧面s5和第二侧面s6分别间隔一定距离，以便提高多层陶瓷电容器200的防潮性能。
54.通过将多个第一内电极22a、第二内电极22b和第三内电极22c在介电层23和内电极的层叠方向上交替设置，相当于将多个c1和c2的串联组合进行并联，形成如图7所示的等效电路，可以增加多层陶瓷电容器200的电容量，即第一内电极22a、第二内电极22b和第三内电极22c的数量越多，多层陶瓷电容器200的电容量越大。
55.请参阅图8-图10，在常规的串联设计多层陶瓷电容器100中，第一内电极12a和第二内电极12b层叠在同一个介电层13上并且在多层陶瓷电容器100的长度方向上并排设置，在多层陶瓷电容器加载高电压后，电荷主要集中在第一内电极12a和第二内电极12b的末端，尤其是角部位置比如点a和点b之间的电场高度集中，而因为两点之间的距离较小，容易在该位置发生击穿烧毁，所以多层陶瓷电容器的耐电压性能欠佳。而本实施方式与常规的串联设计多层陶瓷电容器100不同的是，第一内电极22a和第二内电极22b层叠在不同的介电层23上，这样第一内电极22a的末端和第二内电极22b的末端被第三内电极22c以及介电层23所隔开而不是直接相对，两者之间的距离大幅增加，并且内电极之间的电场分布均匀化，有效防止击穿烧毁，进一步提高多层陶瓷电容器200的耐电压性能。
56.第一内电极22a和第二内电极22b在第三内电极22c上的正投影没有重叠，即第一内电极22a与第二内电极22b不产生对置面积。这是因为如果第一内电极22a和第二内电极22b产生对置面积，则第一内电极22a和第二内电极22b发生耦合而产生额外的电容，该电容将承担全额的电压，而不像c1和c2那样平均分担电压，因此会增加击穿烧毁的风险。
57.示例性的，将内电极的各个角部圆角化，可以减少电荷集中，进一步提高多层陶瓷电容器200的耐电压性能。
58.在常规的串联设计多层陶瓷电容器100中，第一内电极12a和第二内电极12b层叠在同一个介电层13上并且在多层陶瓷电容器100的长度方向上并排设置，为了防止击穿，本
领域技术人员往往有意增加第一内电极12a的末端和第二内电极12b的末端之间的距离，这样不仅效果有限，还带来了因对置面积减小导致的电容量削减，而在本实施方式中，由于第一内电极22a和第二内电极22b层叠在不同的介电层23上，避免了第一内电极22a的末端与第二内电极22b的末端直接相对，可以在保证第一内电极22a与第二内电极22b不产生对置面积的前提下，增加第一内电极22a和第二内电极22b与第三内电极22c之间的对置面积，从而提高电容量。
59.在介电层23和内电极的层叠方向上处于最外侧的内电极为第一内电极22a和第二内电极22b之中的任一个。这是因为如果处于最外侧的内电极为第三内电极22c，则该第三内电极22c对产生电容量没有贡献，造成体积利用率下降。
60.示例性的，多层陶瓷电容器200也可以用作比如去耦电容器，用来滤除高频噪声，由于串联设计的多层陶瓷电容器200便于获得较小的电容量，较小电容量的多层陶瓷电容器200对高频噪声呈现较低的阻抗，可以提高滤除效果。
61.在一实施例中，第一内电极22a与第一侧面s5的间隙距离小于第一内电极22a与第二侧面s6的间隙距离，且第一内电极22a和第二侧面s6的间隙距离大于第一侧面s5和第二侧面s6的距离的一半。第二内电极22b与第二侧面s6的间隙距离小于第二内电极22b与第一侧面s5的间隙距离，且第二内电极22b和第一侧面s5的间隙距离大于第一侧面s5和第二侧面s6的距离的一半。
62.请参阅图4和图5，第一内电极22a偏向第一侧面s5，第二内电极22b偏向第二侧面s6，并且第一内电极22a和第二内电极22b均不跨越多层陶瓷电容器200宽度方向上的中线x-x，这样电流可以沿着多层陶瓷电容器200的宽度方向流动，缩短了电流路径，从而可以减小等效串联电感，因此进一步提高滤除高频噪声的效果。
63.第一内电极22a、第二内电极22b和第三内电极22c均为矩形。第一内电极22a的一端延伸到第一端面s3并且与第一端电极24a连接，第一内电极22a的另一端延伸到与第二端电极24b间隔一定距离的位置从而保证与第二端电极24b绝缘。第一内电极22a与第一侧面s5和第二侧面s6分别间隔一定距离。在本实施方式中，第一内电极22a偏向第一侧面s5。第一内电极22a不跨越多层陶瓷电容器200宽度方向上的中线x-x。第二内电极22b的一端延伸到第二端面s4并且与第二端电极24b连接，第二内电极22b的另一端延伸到与第一端电极24a间隔一定距离的位置从而保证与第一端电极24a绝缘。第二内电极22b与第一侧面s5和第二侧面s6分别间隔一定距离。在本实施方式中，第二内电极22b偏向第二侧面s6。第二内电极22b不跨越多层陶瓷电容器200宽度方向上的中线x-x。第三内电极22c作为浮置电极，与第一端面s3和第二端面s4均间隔一定距离，因此第三内电极22c不与第一端电极24a和第二端电极24b中的任一个连接。
64.在一实施例中，第一内电极22a的末端和第二端面s4的间隙距离小于第一端面s3和第二端面s4的距离的一半，第二内电极22b的末端和第一端面s3的间隙距离小于第一端面s3和第二端面s4的距离的一半，第一内电极22a和第一侧面s5间的距离等于第一内电极22a和第二端面s4间的距离，第二内电极22b和第一侧面s5间的距离等于第二内电极22b和第二端面s4间的距离。
65.请参阅图11、图12和图13，与上一实施例不同之处在于，第一内电极22a与第一侧面s5和第二侧面s6的距离相等，并且第一内电极22a不跨越多层陶瓷电容器200长度方向上
的中线y-y，第二内电极22b与第一侧面s5和第二侧面s6的距离相等，并且第二内电极22b不跨越多层陶瓷电容器200长度方向上的中线y-y。这样，第一内电极22a的末端和第二内电极22b的末端被第三内电极22c以及介电层23所隔开而不是直接相对，两者之间的距离大幅增加，并且内电极之间的电场分布均匀化，有效防止击穿烧毁，提高多层陶瓷电容器200的耐电压性能，并且第一内电极22a和第二内电极22b在第三内电极22c上的正投影没有重叠，可以防止因第一内电极22a与第二内电极22b产生耦合电容导致的击穿烧毁。
66.本实用新型将第一内电极、第二内电极和第三内电极分别被至少一个介电层隔开，并且将第三内电极设置在相邻的第一内电极和第二内电极之间，避免了第一内电极与第二内电极直接相对，防止击穿烧毁。
67.进一步的，第一内电极与第三内电极之间形成第一电容，第二内电极与第三内电极之间形成第二电容，第一电容和第二电容串联且容量相等，可以起到平分工作电压的作用。由于避免了第一内电极的末端与第二内电极的末端直接相对，可以增加第一内电极和第二内电极与第三内电极之间的对置面积，从而提高电容量。第一内电极与第二内电极在多层陶瓷电容器的宽度方向上并排设置，电流可以沿着多层陶瓷电容器的宽度方向流动，缩短了电流路径，从而可以减小等效串联电感，因此本实用新型的多层陶瓷电容器也适合用于滤除高频噪声。
68.以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。