專利名稱：多層片狀電容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多層片狀電容器，更具體地，涉及一種在高頻電路中具有低等效串聯(lián)電感(ESL)的多層片狀電容器。
背景技術(shù)：
通常，多層片狀電容器具有小的尺寸，實現(xiàn)了高的電容，并易于安裝在基片上，因而被廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備。多層片狀電容器被用作高頻電路的電容元件，尤其被用作排列在LSI的電源電路中的去耦電容器。為了在高頻電路中使用多層片狀電容器，該多層片狀電容器必須具有低ESL值。隨著電子設(shè)備的高頻和高電流趨勢，上述要求不斷提高。
美國專利第5,880,925號提出了在相互交叉的排列中，將第一內(nèi)部電極的各引線結(jié)構(gòu)鄰接第二內(nèi)部電極的各引線結(jié)構(gòu)定位，以減少多層片狀電容器的ESL。圖1a中示出了上述排列。
圖1a是示出傳統(tǒng)多層片狀電容器的內(nèi)部電極形狀的分解立體圖。圖1b是利用圖1a的內(nèi)部電極制造的傳統(tǒng)多層片狀電容器的示意性立體圖。圖1c是圖1b的多層片狀電容器取X-X′線的截面圖。參照圖1a，內(nèi)部電極14在多個陶瓷制成的介電層11a和11b上形成。將內(nèi)部電極14分為具有不同極性的第一內(nèi)部電極12和第二內(nèi)部電極13。第一內(nèi)部電極12的引線16和第二內(nèi)部電極13的引線17分別連接至外部電極18中的一個(在圖1b中)。在集成布置中，第一內(nèi)部電極12的引線16位置鄰近第二內(nèi)部電極13的引線17。由于提供給鄰近電極的電壓極性不相同，所以由來自外部電極高頻電流而產(chǎn)生的磁通量在這些鄰近的引線之間被抵消了。因此，減少了ESL。然而，該ESL的減少量并未滿足用于高頻電路的去耦電容器所要求的程度。
如圖1b和圖1c所示，在傳統(tǒng)多層片狀電容器10中，內(nèi)部電極14位于電容器主體20的中心部分，以使電容器主體20的橫截面具有相對于中心線(L)上下對稱的結(jié)構(gòu)。即，電容器主體20包括下虛擬層51、上虛擬層52、以及在下虛擬層和上虛擬層51及52之間的激活層50。下層和上層51及52具有相同的厚度(a)。激活層50具有多個內(nèi)部電極14。如圖1a所示，將介電層11a和11b置于內(nèi)部電極14之間。虛擬層51及52對應(yīng)于具有主要有助于電容的內(nèi)部電極的區(qū)域。相反地，激活層50對應(yīng)于主要有助于電容的內(nèi)部電極的區(qū)域。虛擬層51及52用于保護(hù)內(nèi)部電極14，并用于確保多層片狀電容器10的指定厚度。下虛擬層和上虛擬層51及52是由與介電層11a及11b的材料相同的材料制成。
當(dāng)內(nèi)部電極14位于電容器主體20的中心部分時，從安裝于基片的多層片狀電容器10的底面(附著于基片的襯墊的表面)至最下面的內(nèi)部電極14的距離被拉長。即，下虛擬層51的厚度(a)通過將內(nèi)部電極14定位于電容器主體20的中心部分而相對地增加。當(dāng)增加下虛擬層51的厚度(a)時，由于電流流過來自于底面的外部電極18而產(chǎn)生的ESL部分將會增加。特別地，在具有多于兩個接線端的多個接線端的多層片狀電容器中，上述ESL部分占據(jù)了多層片狀電容器的整個ESL中的相當(dāng)大的部分。
圖1d是圖1b的多層片狀電容器取A-A′線的截面圖。圖1e是示出圖1d的多層片狀電容器的等效串聯(lián)電感的模型的示意圖。如圖1e中所示，傳統(tǒng)的多層片狀電容器10具有區(qū)域H中的電感(Lh)和區(qū)域V1及V2中的電感(Lv)。因而，多層片狀電容器的總電感是Lh+2Lv。因此，隨著下虛擬層51厚度(a)增加，電容器的ESL將會增加。
另外，在傳統(tǒng)多層片狀電容器10中，各內(nèi)部電極14具有四條引線，其導(dǎo)致了較小的ESR(等效串聯(lián)電阻)。當(dāng)各內(nèi)部電極12或13具有如圖1a所示的四條引線時，將由引線所產(chǎn)生的電阻并聯(lián)連接。因此，電容器10的總電阻將變得非常小。如果ESR非常小，那么將難以滿足目標(biāo)阻抗，并且不可能穩(wěn)定地設(shè)計配電系統(tǒng)。
為了防止ESR減小得太多，美國專利第6,441,459號提出每個內(nèi)部電極具有一個引線以增加ESR。然而，根據(jù)該美國專利，ESL將會增加，并且ESR是不可控的。
為了解決ESL增加的問題，如圖2所示，下虛擬層51′和上虛擬層52′可以具有減小的厚度(b′)，因而得到薄的多層片狀電容器。然而，當(dāng)多層片狀電容器太薄時，多層片狀電容器的機械強度將會下降。例如，當(dāng)多層片狀電容器設(shè)計為厚度小于0.3mm時，電容器在其制造過程中將會易于斷裂或損壞，從而降低了片狀電容器的產(chǎn)品生產(chǎn)率。特別地，當(dāng)電容器主體在燒結(jié)之后進(jìn)行拋光時或當(dāng)將制造的多層片狀電容器安裝于基片上時，該電容器的上述機械損壞將經(jīng)常發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容
因此，為了解決上述問題而作出了本發(fā)明，本發(fā)明的目的在于提供一種多層片狀電容器，其減少了由于電流從電容器的底面流過外部電極而產(chǎn)生的ESL部分。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種多層片狀電容器，其具有足夠的整體厚度，從而減少了機械損壞并具有改良的產(chǎn)品收率。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種多層片狀電容器，其可防止ESR減少太多并可容易地控制ESR。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，所提供的多層片狀電容器，包括上虛擬層和下虛擬層；多個內(nèi)部電極，置于上虛擬層和下虛擬層之間；以及外部電極，與內(nèi)部電極連接，其中下虛擬層的厚度小于上虛擬層的厚度。
優(yōu)選地，下虛擬層的厚度與上虛擬層的厚度的比率為0.8或小于0.8。
由于下虛擬層的厚度小于上虛擬層的厚度，因此多層片狀電容器具有下降的ESL值，以及具有足夠的機械強度。
在本發(fā)明的多層片狀電容器具有上下非對稱截面結(jié)構(gòu)的情況下，必須區(qū)分電容器的上表面和下表面，以將該電容器正確地安裝在基片上。通過檢測電容器的上表面和下表面所呈現(xiàn)的不同顏色來實現(xiàn)電容器上表面和下表面的區(qū)分?？蛇x地，在電容器上設(shè)置用于區(qū)分電容器上表面和下表面的標(biāo)記。該標(biāo)記是由如彩色玻璃制成。
相反地，在本發(fā)明的多層片狀電容器具有上下對稱截面結(jié)構(gòu)的情況下，不必區(qū)分電容器的上表面和下表面。因此，不再需要標(biāo)記。不用區(qū)分上表面和下表面就可將該電容器安裝在基片上。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，薄介電層形成于多個內(nèi)部電極之間；上虛擬層和下虛擬層是由與薄介電層的材料相同的材料制成。在這種情況下，用于上虛擬層的厚度大于下虛擬層的厚度，所以提高了電容器的機械強度。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，薄介電層形成于多個內(nèi)部電極之間；上虛擬層和下虛擬層是由與薄介電層的材料相同的材料制成；以及上增強層形成于上虛擬層上，并由與薄介電層的材料不相同的材料制成。上增強層增加了電容器的整體厚度，并提高了電容器的機械強度。上增強層是由塑料、玻璃、或陶瓷制成。
根據(jù)本發(fā)明的又一實施例，在上虛擬層上還可以包括一個或多個內(nèi)部電極。在這種情況下，多層片狀電容器可以具有上下非對稱截面結(jié)構(gòu)或上下對稱截面結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的多層片狀電容器可以是具有以相互交叉排列設(shè)置的引線的多個外部電極的多層片狀電容器。例如，本發(fā)明的多層片狀電容器可以是8、10、或12接線端型多層片狀電容器。本發(fā)明的多層片狀電容器還可以是兩接線端型多層片狀電容器。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所提供的多層片狀電容器包括上虛擬層和下虛擬層；多個第一內(nèi)部電極和第二內(nèi)部電極，置于上虛擬層和下虛擬層之間；以及與內(nèi)部電極連接的外部電極，其中下虛擬層的厚度小于上虛擬層的厚度，第一及第二內(nèi)部電極中的一個或兩個具有一個或多個槽。第一及第二電極是通過介電層分開并交替地層疊。各第一及第二電極具有一個或多個連接至外部電極的引線。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，各第一及第二電極具有一對相鄰的矩形導(dǎo)電圖案。在該對導(dǎo)電圖案中的每一個中，在從一個或多個側(cè)面朝向各導(dǎo)電圖案的中心形成一個或多個槽，以改變導(dǎo)電圖案中電流的方向。
在這種情況下，電流沿著彼此相對的方向流過該對導(dǎo)電圖案的相鄰區(qū)域。該對導(dǎo)電圖案可具有相同的極性?？蛇x地，該對導(dǎo)電圖案可具有不同的極性。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，電流可沿著相互垂直的方向在第一及第二內(nèi)部電極中流動。
在這種情況下，各第一內(nèi)部電極可具有第一矩形導(dǎo)電圖案，從第一導(dǎo)電圖案的兩個相對側(cè)向第一導(dǎo)電圖案的中心延伸的兩個槽形成于其中。各第二內(nèi)部電極可具有第二矩形導(dǎo)電圖案，其中當(dāng)使第二導(dǎo)電圖案的槽從第二導(dǎo)電圖案的相對兩側(cè)向第二導(dǎo)電圖案的中心延伸時，在第二導(dǎo)電圖案中形成垂直于第一導(dǎo)電圖案的槽的兩個槽。
可選地，各第一電極可具有通過第一槽分開的一對第一導(dǎo)電圖案。在這種情況下，各第二電極具有矩形第二導(dǎo)電圖案，其中當(dāng)使第二槽從第二導(dǎo)電圖案的相對兩側(cè)向第二導(dǎo)電圖案的中心延伸時，在第二導(dǎo)電圖案中形成垂直于第一槽的兩個第二槽。
還可選地，各第一電極可具有第一導(dǎo)電圖案，而各第二電極具有一對通過槽分開的第二導(dǎo)電圖案。
在本說明書中所用術(shù)語定義如下“虛擬層(dummy layer)”是不具有對電容有實質(zhì)性貢獻(xiàn)的內(nèi)部電極的區(qū)域?！凹せ顚?active layer)”是具有對電容有實質(zhì)性貢獻(xiàn)對電容有實質(zhì)性貢獻(xiàn)的內(nèi)部電極的區(qū)域。因此，多層片狀電容器可具有多于一個的激活層。
“下虛擬層”是設(shè)置在底面至多層片狀電容器最低的內(nèi)部電極之間的虛擬層?！吧咸摂M層”是設(shè)置在最靠近下虛擬層并被激活層分開的虛擬層。因而，其它的內(nèi)部電極或激活層可設(shè)置在上虛擬層上。而且，另外的虛擬層可設(shè)置在上虛擬層之上(見圖10和圖11)。電容器的底面(或下表面)是當(dāng)將電容器安裝在基片上時附著于基片襯墊的表面。電容器的上表面是與底面相對的表面。


通過參照附圖進(jìn)行以下詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述及其它優(yōu)點將變得更加顯而易見，其中圖1a是示出傳統(tǒng)多層片狀電容器的內(nèi)部電極的形狀的分解立體圖；圖1b是利用圖1a的內(nèi)部電極制造的傳統(tǒng)多層片狀電容器的示意性立體圖；圖1c是圖1b的多層片狀電容器取X-X′線的截面圖；圖1d是圖1b的多層片狀電容器取A-A′線的截面圖；圖1e是示出圖1d的多層片狀電容器的等效串聯(lián)電感的模型的示意圖；圖2是示出另一傳統(tǒng)多層片狀電容器的截面圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的多層片狀電容器的示意性立體圖；
圖4是取圖3的Y-Y′線的截面圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的多層片狀電容器的示意性立體圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的多層片狀電容器的立體圖，示出了多層片狀電容器的內(nèi)部；圖7是取圖6的Z-Z′線的截面圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的又一實施例的多層片狀電容器的截面圖；圖9是圖3的多層片狀電容器的變更實施例的示意性立體圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明的又一實施例的多層片狀電容器的截面圖；圖11是根據(jù)本發(fā)明的又一實施例的多層片狀電容器的截面圖；圖12是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的多層片狀電容器的內(nèi)部電極的平面圖；圖13是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的多層片狀電容器的內(nèi)部電極的平面圖；圖14是示出根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的多層片狀電容器的內(nèi)部電極的平面圖；圖15是示出根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的多層片狀電容器的內(nèi)部電極的平面圖；圖16是示出根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的多層片狀電容器的內(nèi)部電極的平面圖；
圖17是示出根據(jù)本發(fā)明的第六實施例的多層片狀電容器的內(nèi)部電極的平面圖；以及圖18至圖21是示出根據(jù)本發(fā)明的各種實施例的多層片狀電容器的外部電極和內(nèi)部電極的排列的平面圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。本發(fā)明的實施例可作出各種變更。上述實施例是為了方便更好地理解本發(fā)明，而并非限定本發(fā)明的范圍。相應(yīng)地，為了清楚起見，附圖的各元件的形狀和大小可能被放大了，并且相同的元件(其為基本上相同的)，即使其在不同的附圖中出現(xiàn)，也將用相同的標(biāo)號來表示。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的多層片狀電容器的示意性立體圖。參照圖3，多層片狀電容器100包括電容器主體120，多個內(nèi)部電極114形成于其中；以及多個外部電極118，形成于電容器主體120的外表面。內(nèi)部電極114被分為第一內(nèi)部電極112和第二內(nèi)部電極113，其具有不同的極性，并且靠近電容器100的下表面而不靠近電容器100的上表面進(jìn)行設(shè)置。內(nèi)部電極114具有多條引線，將其彼此靠近地排列并且是互相交叉的。本發(fā)明可以應(yīng)用于具有其他內(nèi)部電極結(jié)構(gòu)的任何一種多層片狀電容器，以及應(yīng)用于具有圖1a所示的內(nèi)部電極結(jié)構(gòu)的片狀電容器。
在圖3中，外部電極118從電容器主體120的底面向電容器主體120的上端延伸。可選地，外部電極118可從電容器主體120的底面僅延伸至最高的內(nèi)部電極112的高度處。圖9示出了上述實施例。參照圖9，多層片狀電容器100′的外部電極118′從電容器主體120的底面延伸至對應(yīng)于最高的內(nèi)部電極112的位置處，并基本上不是在電容器主體120外表面的比最高的內(nèi)部電極112的高度更高處形成。
圖4是取圖3的Y-Y′線的截面圖。參照圖4，電容器主體120包括下虛擬層151、上虛擬層152、以及多個置于下虛擬層和上虛擬層151及152之間的內(nèi)部電極114。介電層在多個內(nèi)部電極114之間形成。下虛擬層和上虛擬層151及152是由與介電層的材料相同的材料制成。如圖4所示，下虛擬層151的厚度(b)小于上虛擬層152的厚度(a)。從而，電容器主體120具有相對于中心線(M)的非對稱截面結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，下虛擬層151的厚度(b)與上虛擬層152的厚度(a)的比率為0.8或小于0.8。
通過形成上述非對稱截面結(jié)構(gòu)，減小了下虛擬層151的厚度(b)，從而減小了由于電流流過外部電極118而產(chǎn)生的ESL值。此外，由于上虛擬層152具有比下虛擬層151的厚度(b)更大的厚度(a)，所以多層片狀電容器100具有足夠的整體厚度，從而防止了電容器100的機械強度下降。
如上所述，由于多層片狀電容器100具有非對稱截面結(jié)構(gòu)，所以當(dāng)將電容器100安裝于基片上時，必須區(qū)分電容器100的上表面和下表面。即，為了減小由于電流流過外部電極118而產(chǎn)生的ESL值，電容器通過將下虛擬層151面向基片的方式來安裝至基片上。上述電容器100上表面和下表面的區(qū)分通過允許傳感器檢測電容器100上表面和下表面所呈現(xiàn)的不同顏色來實現(xiàn)。
特別地，由于下虛擬層151的厚度(b)小于上虛擬層152的厚度(c)，所以當(dāng)從外部觀察電容器100時，電容器100的下表面呈現(xiàn)出比電容器100的上表面的顏色更暗的顏色。通常，下虛擬層和上虛擬層151及152是由半透明的電介質(zhì)材料制成，并且內(nèi)部電極114呈現(xiàn)出暗色(例如，深藍(lán)色)。因此，由于下虛擬層151具有比上虛擬層152的厚度(c)更小的厚度(b)，所以電容器100的下表面呈現(xiàn)出藍(lán)色，而電容器100的上表面呈現(xiàn)出淺棕色。通過允許傳感器檢測由電容器100的上表面和下表面所呈現(xiàn)的顏色，來將電容器100的上表面和下表面相互區(qū)分，并將電容器100的下表面安裝在印刷電路板或接收帶(receipt tape)上。
區(qū)分電容器的上表面和下表面的另一種方法，是在電容器的上表面上做標(biāo)記。圖5示出了多層片狀電容器，其具有用于區(qū)分該電容器上表面和下表面的標(biāo)記。
除了在電容器200的上表面上印刷用于區(qū)分電容器200上部和下部的標(biāo)記130以外，圖5所示的多層片狀電容器200與圖3所示的多層片狀電容器100是相同的。通過在多層片狀電容器200上表面上印刷標(biāo)記130，可以容易而準(zhǔn)確地區(qū)分電容器130的上表面和下表面。例如，通過利用絲網(wǎng)印刷在介電層上形成指定形狀的標(biāo)記，并然后將介電層層疊在電容器200的最高層上，而獲得多層片狀電容器200的標(biāo)記130。利用絲網(wǎng)印刷形成的標(biāo)記由彩色玻璃材料制成(例如，呈現(xiàn)出深藍(lán)色)。通過允許傳感器檢測用上述過程印刷的電容器200的標(biāo)記130，可以容易而準(zhǔn)確地區(qū)分電容器200的上表面和下表面。
盡管上述實施例分別描述了具有8個外部電極的多層片狀電容器，但是本發(fā)明并不限定于此。例如，如圖6所示，本發(fā)明可應(yīng)用于具有兩個外部電極的多層片狀電容器。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的多層片狀電容器300的立體圖，示出了多層片狀電容器300的內(nèi)部，而圖7是取圖6的Z-Z′線的截面圖。參照圖6和圖7，外部接線端318及319分別在電容器主體320的兩側(cè)形成，多個內(nèi)部電極314在電容器主體320中形成。將內(nèi)部電極314分成具有不同極性的第一內(nèi)部電極312和第二內(nèi)部電極313。第一內(nèi)部電極312和第二內(nèi)部電極313分別連接至外部電極318及319，并交替地層疊。
如圖7所示，上述兩接線端型多層片狀電容器300具有上下非對稱截面結(jié)構(gòu)，并且下虛擬層351的厚度(d)小于上虛擬層352的厚度(e)。為了易于區(qū)分圖6所示的兩接線端型多層片狀電容器300的上表面和下表面，在電容器300上表面上設(shè)置了標(biāo)記。本發(fā)明可應(yīng)用于制備有各種數(shù)目的外部電極的多層片狀電容器，以及上述具有8個和2個外部電極的多層片狀電容器。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的又一實施例的多層片狀電容器的截面圖。參照圖8，多層片狀電容器400包括在內(nèi)部電極414之下形成的下虛擬層451，以及在內(nèi)部電極414之上形成的上虛擬層452。在多個內(nèi)部電極414之間設(shè)置薄的介電層。特別地，在本實施例中，上虛擬層452具有兩層結(jié)構(gòu)。具體地，上虛擬層452包括上虛擬介電層454，以及在上虛擬介電層454上形成的上增強層453。上增強層453用于加強電容器400的機械強度。例如，上增強層453是由塑料、玻璃、或陶瓷材料制成。下虛擬層451和上虛擬介電層454用與在內(nèi)部電極414之間的介電層的材料相同的材料制成。
在圖8所示的本實施例中，下虛擬層451的厚度(f)小于上虛擬層452的厚度(i)。即，下虛擬層451的厚度(i)小上虛擬介電層454的厚度(g)與上增強層453的厚度(h)的總厚度，從而減小了由于電流流過外部電極而產(chǎn)生的ESL值。此外，通過將上增強層453層疊在上虛擬介電層454上而提高了電容器400的機械強度。
圖10和圖11是根據(jù)本發(fā)明的又一實施例的多層片狀電容器的截面圖。在這些實施例中，在上虛擬層552及652上形成了附加的內(nèi)部電極和/或虛擬層。
參照圖10，電容器500包括下虛擬層551、上虛擬層552、以及具有插入虛擬層551與552之間的激活層550。下虛擬層551的厚度(j)小于上虛擬層552的厚度(k)。另外，內(nèi)部電極524、534設(shè)置在上虛擬層552之上。該附加層可用于調(diào)節(jié)電容至所需值。圖10的電容器具有上下非對稱截面結(jié)構(gòu)。用于必須區(qū)分電容器的上表面和下表面，優(yōu)選地，在電容器的上表面上設(shè)置標(biāo)記。
相反地，圖11的電容器具有上下對稱截面結(jié)構(gòu)。如圖11所示，電容器600包括下虛擬層651、第一激活層650、以及上虛擬層652。另外，電容器600還包括第二激活層600和在上虛擬層652之上的最高虛擬層661。上虛擬層652的厚度(m)大于下虛擬層651的厚度(1)。最高虛擬層661具有與下虛擬層651的厚度相同的厚度(1)。第一及第二激活層650、660分別具有多個內(nèi)部電極。由于電容器600具有上下對稱截面結(jié)構(gòu)，因此不需要區(qū)分電容器600的上表面和下表面。因而，不用區(qū)分上表面和下表面，就可將電容器安裝在基片上(未示出)。
根據(jù)本發(fā)明，電容器可以具有內(nèi)部電極結(jié)構(gòu)，其還可減小ESL并控制ESR，使ESR不會減小太多。在該電極結(jié)構(gòu)中，形成一個或多個槽。
圖12至圖17是示出根據(jù)本發(fā)明的電容器中包括的內(nèi)部電極的形狀的平面圖。
圖12是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的電容器的內(nèi)部電極的形狀的平面圖。參照圖12，各第一電極1041和第二電極1042具有連接至外部電極118的引線1413、1414、1423、1424(圖3中)。第一及第二內(nèi)部電極具有不同極性的電壓，因而抵消了由于高頻電流而產(chǎn)生的磁通量。
另外，各第一內(nèi)部電極1041和第二內(nèi)部電極1042具有設(shè)置在同一平面上的第一導(dǎo)電圖案1411、1421和第二導(dǎo)電圖案1412、1422。多條引線1413、1414、1423、1424連接至外部電極的正極(+)或負(fù)極(-)。
同一平面上的第一導(dǎo)電圖案1411或1421與第二導(dǎo)電圖案1412或1422具有不同的極性。在第一導(dǎo)電圖案1411或1421與第二導(dǎo)電圖案1412或1422的鄰近區(qū)域，流動相反方向的電流，因而抵消了由于該電流而產(chǎn)生的磁通量。此外，由于相反方向的電流在第一內(nèi)部電極1041和第二內(nèi)部電極1042的鄰近區(qū)域中流動，所以在第一及第二內(nèi)部電極1041、1042之間的磁通量被抵消了。
在各第一導(dǎo)電圖案1411或1421與第二導(dǎo)電圖案1412或1422中，分別形成了從相對側(cè)朝向?qū)щ妶D案中心的槽。因而，在第一及第二導(dǎo)電圖案中，磁通量也被抵消了。因此ESL被進(jìn)一步減小。
另外，由于延伸向?qū)щ妶D案中心的各槽延長了導(dǎo)電圖案中電流的路徑，所以防止了ESR減少太多。而且，通過調(diào)節(jié)槽的長度，可控制ESR至所需值。因此，易于滿足目標(biāo)阻抗。此外，配電系統(tǒng)也可設(shè)計得更穩(wěn)定。
在上述實施例中，在一個導(dǎo)電圖案中僅形成一個槽。然而，在各導(dǎo)電圖案中可形成兩個或多于兩個槽。此外，各第一內(nèi)部電極或第二內(nèi)部電極可具有僅一個導(dǎo)電圖案。另外，各內(nèi)部電極可具有不同數(shù)量的引線或可具有僅一條引線。
圖13是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的電容器的內(nèi)部電極的平面圖。參照圖13，在第一導(dǎo)電圖案1511或1521與第二導(dǎo)電圖案1512或1522中形成的槽以相反方向設(shè)置。如圖13中的箭頭所示，相反方向的電流在第一導(dǎo)電圖案與第二導(dǎo)電圖案之間流動，在相鄰的第一及第二內(nèi)部電極之間流動，以及在各內(nèi)部電極的鄰近區(qū)域之間流動。因此，由于該電流而產(chǎn)生的磁通量被抵消，從而還減小了ESL。另外，還可以通過槽控制ESR。標(biāo)號1513、1514、1523及1524表示引線。
根據(jù)本發(fā)明，在第一及第二內(nèi)部電極之間，電流可沿著相互垂直的方向流動。圖14至圖17示出了這些實施例。
圖14是示出根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的多層片狀電容器的內(nèi)部電極的平面圖。參照圖14，各第一內(nèi)部電極1061和(第二)內(nèi)部電極1062分別具有一個導(dǎo)電圖案1611、1621。在各導(dǎo)電圖案1611、1621中，兩個槽1612、1613或1622、1623由排列成直線的兩個槽形成。此外，第一內(nèi)部電極1061的導(dǎo)電圖案1611中的槽1612、1613垂直于第二內(nèi)部電極1062的導(dǎo)電圖案1621中的槽1622、1623。在這種情況下，垂直方向的電流在第一內(nèi)部電極和第二內(nèi)部電極之間流動，因而抵消了磁通量。標(biāo)號1614及1624表示引線。
圖15是示出根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的多層片狀電容器的內(nèi)部電極的平面圖。參照圖15，第一內(nèi)部電極1071具有一對通過槽1712分開的導(dǎo)電圖案1711。第二內(nèi)部電極1072具有一個有兩個排列為直線的槽1722、1723形成于其中的導(dǎo)電圖案1721。第一電極1071的槽1712垂直于在導(dǎo)電圖案1721中形成的槽1722、1723。因此，垂直方向的電流沿著第一內(nèi)部電極和第二內(nèi)部電極之間流動，因而抵消了磁通量。標(biāo)號1713及1724表示引線。
圖16是示出根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的多層片狀電容器的內(nèi)部電極的平面圖。參照圖16，第一內(nèi)部電極1081具有一個有兩個排列為直線的槽1813、1822形成于其中的導(dǎo)電圖案1811。第二內(nèi)部電極1082具有由槽1822分開的兩個導(dǎo)電圖案1821。槽1813垂直于槽1822。因此，垂直方向的電流沿著第一內(nèi)部電極和第二內(nèi)部電極之間流動，因而抵消了磁通量。標(biāo)號1812、1814及1823表示引線。
圖17是示出根據(jù)本發(fā)明的第六實施例的多層片狀電容器的內(nèi)部電極的平面圖。參照圖17，第一內(nèi)部電極1091具有一個沒有槽的導(dǎo)電圖案1912。第二電極1092具有由槽1922分開的一對導(dǎo)電圖案1921。在這種情況下，垂直方向的電流也是沿著第一內(nèi)部電極和第二內(nèi)部電極之間流動，因而抵消了磁通量。標(biāo)號1912及1913表示引線。
圖18至圖21是示出根據(jù)本發(fā)明的各種實施例的多層片狀電容器的外部電極和內(nèi)部電極的排列的平面圖。在圖18至圖21中，左邊列示出了第一內(nèi)部電極，右邊列示出了第二內(nèi)部電極。根據(jù)圖18至圖21中所示的實施例，不同方向的電流沿著第一及第二內(nèi)部電極之間流動，沿著由槽分開的一對導(dǎo)電圖案之間流動，以及在具有一個或多個槽的導(dǎo)電圖案之中流動。此外，在導(dǎo)電圖案中形成的槽延長了電流路徑，因而防止了ESR減小得太多。另外，通過選擇合適長度的槽，可以控制ESR。
實施例本申請人進(jìn)行了以下實驗，將傳統(tǒng)多層片狀電容器的ESL特性與根據(jù)本發(fā)明的三個實例(第一至第三實施例)的多層片狀電容器進(jìn)行比較，以觀察本發(fā)明的多層片狀電容器的ESL特性的改進(jìn)。傳統(tǒng)多層片狀電容器具有圖1a所示的內(nèi)部電極結(jié)構(gòu)以及圖1c所示的對稱截面結(jié)構(gòu)。第一至第三實例的電容器具有圖13所示的內(nèi)部電極結(jié)構(gòu)。第一實施例的多層片狀電容器具有圖4所示的上下非對稱截面結(jié)構(gòu)，第二實施例的電容器具有圖10所示的上下非對稱截面結(jié)構(gòu)，以及第三實施例的電容器具有圖11所示的上下對稱截面結(jié)構(gòu)。所有傳統(tǒng)多層片狀電容器和本發(fā)明的三個實施例的多層片狀電容器都具有8個外部電極。
傳統(tǒng)多層片狀電容器和這三個實施例的多層片狀電容器的尺寸為2.0mm×1.25mm，高度為0.85mm。特別地，本發(fā)明的三個實施例的多層片狀電容器分別包括厚度為50μm的下虛擬層。另一方面，傳統(tǒng)多層片狀電容器包括厚度大于350μm的下虛擬層和上虛擬層。傳統(tǒng)多層片狀電容器和本發(fā)明的三個實施例的多層片狀電容器利用鎳(Ni)電極作為內(nèi)部電極，利用銅(Cu)電極作為外部電極。傳統(tǒng)多層片狀電容器和本發(fā)明的三個實施例的多層片狀電容器的電容都為1μF。
表1示出了傳統(tǒng)多層片狀電容器和本發(fā)明的三個實施例的多層片狀電容器的ESL的結(jié)果，其從上述實驗中獲得。
表1

如表1所示，與傳統(tǒng)多層片狀電容器比較而言，本發(fā)明的三個實施例的多層片狀電容器的ESL特性有了很大改進(jìn)。如表1所示，與傳統(tǒng)多層片狀電容器的ESL值相比較，本發(fā)明的第一及第二實施例的多層片狀電容器的ESL值減少了約65％。在具有8個外部電極的傳統(tǒng)多層片狀電容器無法獲得約為25pH的ESL值。在使用傳統(tǒng)多層片狀電容器的情況下，只要傳統(tǒng)多層片狀電容器具有至少12個外部電極，就可獲得小于30pH的ESL值。然而，在增加電容器的外部電極的數(shù)量的情況下，將使外部電極之間的間距變窄，從而當(dāng)將電容器安裝于基片上時，易于使外部電極之間發(fā)生短路。因此，不采用具有至少12個外部電極的傳統(tǒng)多層片狀電容器，而是采用根據(jù)本發(fā)明的具有8個外部電極的多層片狀電容器，這是有益處的?？晒﹨⒖嫉氖?，在多層片狀電容器包括具有比上虛擬層的厚度更大的厚度的下虛擬層的情況下，該多層片狀電容器的ESL值約為100pH。
從以上描述中可明顯看出，本發(fā)明提供了其中下虛擬層的厚度小于上虛擬層的厚度的多層片狀電容器，從而減少了由于電流從外部電極流動而產(chǎn)生的ESL，從而減少了整個電容器的ESL。此外，本發(fā)明的多層片狀電容器具有足夠的厚度，因而加強了電容器的機械強度。因此，當(dāng)將該多層片狀電容器用于高頻電路時，可以改進(jìn)該高頻電路的電特性并防止電容器遭受機械斷裂。
另外，通過在內(nèi)部電極中形成一個或多個槽，防止了ESR下降太多，并且可將ESR控制為所需要值。因此易于滿足目標(biāo)阻抗，并將配電系統(tǒng)設(shè)置得穩(wěn)定。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種多層片狀電容器，包括上虛擬層和下虛擬層；多個內(nèi)部電極，置于所述上虛擬層和所述下虛擬層之間；以及多個外部電極，與所述內(nèi)部電極連接，其中所述下虛擬層的厚度小于所述上虛擬層的厚度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層片狀電容器，其中，所述下虛擬層的厚度與所述上虛擬層的厚度的比率為0.8或小于0.8。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層片狀電容器，其中，所述電容器的上表面和下表面呈現(xiàn)不同的顏色。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層片狀電容器，其中，在所述電容器的所述上表面上設(shè)置用于區(qū)分所述電容器的上表面和下表面的標(biāo)記。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多層片狀電容器，其中，所述標(biāo)記是由彩色玻璃制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層片狀電容器，其中薄介電層形成于所述多個內(nèi)部電極之間；以及所述上虛擬層和所述下虛擬層是由與所述介電層的材料相同的材料制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層片狀電容器，其中薄介電層形成于所述多個內(nèi)部電極之間；以及所述上虛擬層包括上虛擬介電層，由與所述介電層的材料相同的材料制成；以及上增強層，形成于所述上虛擬層上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多層片狀電容器，其中，所述上增強層是由塑料、玻璃、或陶瓷制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層片狀電容器，其中，在所述上虛擬層上面還包括一個或多個內(nèi)部電極。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層片狀電容器，其中，在所述上虛擬層上面還包括一個或多個虛擬層。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層片狀電容器，其中，所述多層片狀電容器具有上下非對稱的截面結(jié)構(gòu)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層片狀電容器，其中，所述多層片狀電容器具有上下對稱的截面結(jié)構(gòu)。
13.一種多層片狀電容器，包括上虛擬層和下虛擬層；多個第一內(nèi)部電極和第二內(nèi)部電極，置于所述上虛擬層和所述下虛擬層之間；以及外部電極，與所述內(nèi)部電極連接，其中所述下虛擬層的厚度小于所述上虛擬層的厚度，所述第一及第二內(nèi)部電極通過介電層分開并交替地層疊，并且各所述第一及第二電極具有與所述外部電極連接的一條或多條引線，以及所述第一及第二內(nèi)部電極中的一個或兩個具有一個或多個槽。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的多層片狀電容器，其中，各所述第一及第二內(nèi)部電極具有一對相鄰的矩形導(dǎo)電圖案，在所述對導(dǎo)電圖案中的每一個中，一個或多個槽從一個或多個側(cè)面朝向所述導(dǎo)電圖案中心形成，以改變所述導(dǎo)電圖案內(nèi)電流的方向，并且電流沿彼此相對的方向流過所述對導(dǎo)電圖案的相鄰區(qū)域。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的多層片狀電容器，其中，所述對導(dǎo)電圖案具有相同的極性。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的多層片狀電容器，其中，所述對導(dǎo)電圖案具有不同的極性。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的多層片狀電容器，其中，電流沿著相互垂直的方向在所述第一及第二內(nèi)部電極中流動。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的多層片狀電容器，其中，各所述第一內(nèi)部電極具有第一矩形導(dǎo)電圖案，在所述第一矩形導(dǎo)電圖案中形成從所述第一導(dǎo)電圖案的兩個相對側(cè)向所述第一導(dǎo)電圖案的中心延伸的兩個槽，以及各所述第二內(nèi)部電極具有第二矩形導(dǎo)電圖案，在所述第二矩形導(dǎo)電圖案中形成垂直于所述第一導(dǎo)電圖案的槽的兩個槽，同時使所述第二導(dǎo)電圖案的槽從所述第二導(dǎo)電圖案的相對兩側(cè)向所述第二導(dǎo)電圖案的中心延伸。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的多層片狀電容器，其中，各所述第一電極具有通過第一槽分開的一對第一導(dǎo)電圖案，以及各所述第二電極具有矩形的第二導(dǎo)電圖案，其中在所述第二導(dǎo)電圖案中形成垂直于所述第一槽的兩個第二槽，同時使所述第二槽從所述第二導(dǎo)電圖案的相對側(cè)向所述第二導(dǎo)電圖案的中心延伸。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的多層片狀電容器，其中，各所述第一電極具有第一導(dǎo)電圖案，以及各所述第二電極具有通過槽分開的一對第二導(dǎo)電圖案。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多層片狀電容器，其可減少由于電流流過外部電極而產(chǎn)生的低等效串聯(lián)電感并且可確保具有提高的機械強度。多層片狀電容器包括上虛擬層和下虛擬層；多個內(nèi)部電極，置于上虛擬層和下虛擬層之間；以及外部電極，與內(nèi)部電極連接，其中下虛擬層的厚度小于上虛擬層的厚度。
文檔編號H01G4/12GK1808649SQ20051006952
公開日2006年7月26日 申請日期2005年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月20日
發(fā)明者李炳華, 沈昌勛, 丁海碩, 樸東錫, 樸祥秀, 樸珉哲 申請人:三星電機株式會社