CN1481564A - 电的多层结构元件和具有该结构元件的抗干扰电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电的多层结构元件，它包括基体(1)，该基体具有相互叠堆的第一种和第二种电极层(2，3)。所述电极层(2，3)通过电介质层(4)相互分开并构成至少一个电容(C1，C2)。所述基体(1)具有外接触点(7)的两个触点副(5，6)，它们这样设置在所述基体(1)的相对置的侧面(8)上，使每一个触点副(5，6)中的一个外接触点(7)分别位于每个侧面(8)上并且使属于一个触点副(5，6)的外接触点(7)的直接连接相互交叉。所述外接触点(7)的第一触点副(5)与第一种电板层(2)接通而外接触点(7)的第二触点副(6)与第二种电极层(3)接通。所述外接触点(7)穿过所述结构元件的对角导通具有可以实现一个微型化结构形式的优点。
Description
本发明涉及一种电的多层结构元件，该部件包括一个基体，该基体具有相互叠堆的第一种和第二种电极层。这些电极层通过电介质层相互分开并构成至少一个电容。在基体的侧面设置两个外接触点副。分别从属于一个触点副的外接触点的直接连接相互交叉。第一外接触点副与第一种电极层接通，第二外接触点副与第二种电极层接通。
由文献US 5,889,445已知文首所述类的结构元件，其中在两个端面上并在两个纵向侧面上分别设置外接触点。这些结构元件以“馈通结构元件”的名字为本领域技术人员所知。通过将基体浸渍在导电膏中涂覆设置在端面上的外接触点并因此帽状地位于基体端面上。已知的结构元件由于外接触点的布置和其加工方法而存在缺陷，即，尺寸不可能不超过长度2.0mm和宽度1.25mm。因为外接触点相互间必需具有一个最小距离，以防止由于表面电流产生短路。
移动电话的实际设计要求小于上述结构尺寸，因此已知的结构元件不能被考虑用于这种类型。
已知结构元件的相当大的尺寸还存在缺陷，即，由此引起较大的寄生电感，它对于结构元件的衰减特性起到副作用，这种结构元件在移动电话中作为滤掉干扰频率的干扰保护元件。
已知的结构元件可以在电介质层中采用压敏陶瓷作为压敏电阻。在这种情况下结构元件较大的尺寸也存在缺陷，尤其是在寄生电感以及对于陡降脉冲时的相对较高端电压方面。
已知结构元件还存在缺陷，即，为了安置外接触点必需在四个不同的基体侧面覆层，这意味着相当高的费用、例如为了使结构元件转动。
因此本发明的目的是，给出文首所述类的结构元件，该部件可以微型化并容易制造。
按照本发明这个目的通过权利要求1所述的电的多层结构元件而实现。本发明的其它改进结构以及具有按照本发明的多层结构元件的抗干扰电路在其它权利要求中给出。
本发明提供一种电的多层结构元件，它包括一个基体，该基体包括相互叠堆的第一种和第二种电极层。此外基体具有使电极层相互分开的电介质层，由此构成至少一个电容。在基体的相对置的侧面上设置两个外接触点副。在此每一个触点副中的一个外接触点分别位于每个侧面上。此外这样设置外接触点，使从属于一个触点副的外接触点的直接连接相互交叉。对于本发明例如可以采用六面体形基体，通过将外接触点布置在靠近六面体拐角处可以实现近乎对角的导通路径。
第一外接触点副与第一种电极层接通。第二外接触点副相应地与第二种电极层接通。在第一种电极层中含有导电层，它使两个外接触点相互连接。此外在第二种电极层中含有一个导电层，它与外接触点中的一个触点连接。
按照本发明的多层结构元件具有优点，即，外接触点只设置在基体的两个侧面上。由此使它们特别容易加工，因为为了安置外接触点结构元件只需转动一次。按照本发明的多层结构元件还具有优点，即，通过将外接触点布置在基体的两个相对置的侧面上能够实现更小的结构形状。这一点尤其可以使没有外接触点的其它侧面用来作为外接触点之间的距离间隔。因此使外接触点相互间很好地绝缘。
更小的结构形状具有更小的寄生电感的优点，由此按照本发明的多层结构元件作为抗干扰元件具有更好的衰减特性。
此外，如果电介质层由压敏电阻层构成，由于降低结构元件电感而得到更小端电压的优点。
在本发明的一个特别有利的实施例中，外接触点设置在基体的平的侧面上。在这种情况下外接触点能够特别容易地通过一种膏印刷或也可以通过其它适当的措施涂覆到基体上。尤其是在这种情况下外接触点可以通过覆有导电材料层的辊在平的侧面上的滚动简单而经济地制成。这种简单的外接触点加工方法具有可在空间上实现精确界定结构的另一优点，由此可使结构元件进一步微型化。
当所采用的基体具有一个基础面和一个覆盖面时，其中这些表面中的一个表面用于装配到电路板上，则外接触点可以特别有利地设置在基体的那些相互间具有最小的距离的侧面上。如果采用六面体形式的基体，则可以是六面体载有外接触点的宽度面。这种结构元件具有电感更加微小的优点，因为通过由于侧面相互间微小的距离可以实现短的电流路径。
按照本发明的结构元件的这种结构还具有其它优点，通过基体的变窄和基体的同时延长而可以在保持高电容的情况下实现更加微小的寄生电感。
电介质层中的至少一个电介质层可以由具有与电压有关的电阻的压敏电阻层构成。这种结构元件具有优点，即一个或两个电容和一个与电压有关的电阻(VDR)一起集成在一个单一的结构元件里面。因此为了抗干扰功能也可以附加地实现相对于ESD(静电释放)的保护功能。
作为电介质层例如可以采用一个所谓的“C0G”陶瓷。一种这样的材料例如是一种(Sm，Ba)NdTiO3陶瓷。但是也可以考虑“X7R”陶瓷，例如掺杂钛酸钡。例如一种必要时掺杂镨或氧化铋的氧化锌陶瓷适合作为具有与电压有关的电阻的压敏电阻层。
在本发明的一个实施例中，其中在多层结构元件中含有唯一的电容，这样构成第二种电极层，使它含有使两个外接触点相互连接的导电层。
在另一实施例中按照本发明的多层结构元件也可以包含两个电容，其中在一个第二种电极层中含有两个相互间隔一定距离的导电层，它们分别与一个外接触点连接并且它们属于两个相互分开的电容。
对于按照本发明的结构元件含有两个电容的情况，如果在一个第一种电极层中含有两个相互间隔一定距离的导电层，它们分别与一个外接触点导电连接，则是特别有利的。此外相互间隔一定距离的导电层彼此通过一个电阻层连接。由此可以实现一个π电路，其中两个电容通过一个由电阻层代表的电阻相互连接。这样一种π电路具有一种更好的衰减特性，其中在两个由电容所确定的衰减频率之间变化的整个频带可以被衰减。
在这个实施例的一个变体中，第一种电极层也可以完全由使两个外接触点相互连接的电阻层构成。
在这个实施例的另一个变体中，在基体的表面上设置一个电阻层，它使第一外接触点副相互连接。
此外，如果对于结构元件的一个导电层和/或一个电阻层配有至少一个狭窄位置，则是特别有利的。通过插入一个或多个狭窄位置实现有目的地调整结构元件电特性。这种可以通过引入狭窄位置进行调整的电特性例如是电感、电阻或电容。由此可以使结构元件用于衰减所必需的谐振曲线具有一个适当的形状。
必要时，在按照本发明的结构元件中含有的电阻层可以有利地由含有钌的膏制成。通常为了制造导电层而采用银膏。通过对银膏添加钌提高了电阻，此外钌对于银在膏中的有利特性不会有其它损害。
按照本发明的结构元件可以有利地通过上下叠加的陶瓷生膜叠堆烧结而成。由此产生一个单片的、紧凑的结构元件，它可以非常快速而简单地大批量制造。
在本发明的另一有利的实施例中，相同的第一种电极层交替地与相同的第二种电极层叠堆。这种结构元件的简化设计具有容易实现的优点。通过交替地叠堆电极层产生梳状相互插入的结构，它们构成并联的电容。由此可以对于非常小的结构元件外形尺寸时达到最大的电容。
第一种电极层与第二种电极层的导电层面积相互间的偏差可以小于10％，由此可以实现一个具有两个接近相同电容的多层结构元件。
但是通过与第一种电极层中的导电层面积相互间偏差大于20％，也可以实现一个具有不同电容的结构元件。这一点由此实现，即，电容的大小主要由电容电极的面积给定。
按照本发明的结构元件尤其可以以一个微型形状实现，其中基体的基面小于2.5mm2。这种基面例如可以通过基体的结构形状实现，其中长度为1.25mm，宽度为1.0mm。已知这种结构形状的名称为“0405”。
此外本发明提出一种具有按照本发明的结构元件的抗干扰电路，其中所述结构元件与另一相同的结构元件一起设置在电路板上。结构元件基体的配有外接触点的外表面相对于电路板的印制导线垂直地竖立，印制导线本身沿着三条平行的直线延伸。两个外接触点沿着两条外边的直线设置而四个外接触点沿着内部的直线设置。由此得到一个非常紧凑的布置，它可以由两个具有极其微小空间需求的导线实现。
在按照本发明的抗干扰电路的另一有利改进结构中，印制导线包括一个接地线，它分别在三个印制导线外边缘上延伸并且它与结构元件中的另两个印制导线交叉。这种电路具有优点，即，接地从一个外侧引到另一个外侧，由此可以容易且非常节省空间地例如连接在屏蔽插头的接地接点上。
下面借助于实施例和附图详细描述本发明：
图1以简化纵剖面图示例性地示出按照本发明的结构元件，
图2示出图1中的D-D剖面图，
图3示出图1中的F-F剖面图，
图4示出按照图1的结构元件的另一实施例的F-F剖面图，
图5示出按照图1的结构元件的另一实施例的F-F剖面图，
图6简示出图1所示结构元件的等效电路图，
图7以简化纵剖面图示例性地示出另一种按照本发明的结构元件，
图8示出图7的E-E剖面图，
图9示出图7中另一实施例的E-E剖面图，
图10简示出图7所示结构元件的等效电路图，
图11示出图7中的D-D剖面图，
图12示出图7中另一实施例的D-D剖面图，
图13简示出图7和图11所示结构元件的等效电路图，
图14简示出图7和图11所示另一结构元件的等效电路图，
图15简示出图4所示结构元件的衰减特性，
图16以俯视图示例性地示出按照本发明的抗干扰电路。
在图3，4，5，8，9，11和12中未配有标记符号的元件对应于图2中的元件。
图1以简化纵剖面图示出按照本发明的结构元件，它包括基体1和第一种电极层2和第二种电极层3。第一种电极层2与第二种电极层3交替地叠堆。在电极层2，3之间设置电介质层4。通过在结构元件边缘上的适当连接，能够实现分电容的并联电路，由此使电容器产生相对较大的电容量。
图2示出图1的D-D剖面图。第一种电极层2包括一个导电层9，它使外接触点7的第一触点副5相互间导电连接。在基体的两个相对置的侧面8上设置外接触点7。四个外接触点组成触点副5，6，其中每个触点副5，6中的一个外接触点7分别设置在每个侧面8上。
图3示出图1的F-F剖面图。在图2中所示的第二种电极层3包括一个导电层10，它使第二外接触点副6相互连接。在图3中所示的其它元件对应于在图2中所示的元件。
图4示出图1中变体的F-F剖面图。在图4中所示的第二种电极层3具有导电层10，它具有大致设置在中间的狭窄位置14。
图5示出图1中变体的F-F剖面图。在图5中所示的第二种电极层3具有一个导电层10，它具有两个狭窄位置14。
图6简示出按照图1，图2和图3构成的结构元件的等效电路图。电极层可以通过借助于外接触点实现的并联电路组成一个电容器C1。图6中的接点A1至A4可以如下从属于图2中的外接触点7：A1对应于左上外接触点7。A2对应于左下外接触点7。A3对应于右上外接触点7而A4对应于右下外接触点7。
图7示例性地以纵剖面图示出另一种按照本发明的具有两个电容的结构元件。所示元件对应于图1中的元件。与图1的不同在于，电极层2，3的导电层具有不同的形状。
例如可以这样构成第一种电极层2，如同图2中D-D剖面图所示的那样。在图2中所示的导电层9也可以是由电阻浆料制成的层。
图8示出图7中的E-E剖面图。在图8中所示的第二种电极层3包括一个导电层10和一个导电层101，它们分别与外接触点7的第二触点副5的一个外接触点7导电连接。通过图8所示的第二种电极层3的结构可以实现使一个结构元件具有两个电容。在此导电层10和101属于不同的电容。导电层10和101具有大致相同的面积，由此两个电容也具有基本相同的大小。
图9示出图7变体的E-E剖面图。在图9中所示的第二种电极层3包括两个导电层10，101，它们与外接触点的第一触点副5连接。导电层10，101具有明显不同的面积，由此可以实现具有两个不同电容的多层结构元件。
图10示例性地简示出图7结构元件的等效电路图。两个电容C1和C2相互并联连接。以与在图6中所述方式类似的方式给出接点A1至A4的配置。
图11示出图7变体的D-D剖面图。在图11中所述的第一种电极层2具有导电层9，它与外接触点7的第一触点副5的一个外接触点7连接。此外第二种电极层3具有一个导电层11，它与第一触点副5的另一外接触点7连接。导电层9，11彼此通过电阻层12相互连接。通过电阻层12可以实现一个π电路，如同在图13中所示的那样，其中两个电容C1和C2通过电阻R相互连接。
图12示出图7中按照本发明的结构元件变体的D-D剖面图。在图12中所示的第一种电极层2具有一个电阻层13，它使第一触点副5的外接触点7相互连接。与图11所示第一种电极层2结构相比完全舍弃了导电层。按照图12也可以实现具有电阻的π滤波器，该电阻使两个电容相互连接。
图12以俯视图示出图7中的结构元件。在基体1表面设置一个电阻层13，它使外接触点7的第一触点副5相互连接。在图12中所示的相对于图11的变体也可以采用与涂覆到结构元件内部电阻浆料相同的电阻浆料，实现图13所示的π滤波器。
图14简示出一个按照本发明的结构元件的等效电路图，该结构元件按照图7，图11和图9构成。此外一个电介质层构成压敏电阻层。通过相应的结构元件的结构可以实现，C1＝60pF，C2＝25pF。此外电阻R选择为10Ω。
图15示出图14所示结构元件的介入损耗。介入损耗S描绘在频率f上。由两个电容C1，C2确定的谐振频率f1，f2显示出增大的衰减。由于实现π电路的电阻，结构元件在两个谐振频率f1，f2之间也具有非常好的衰减，由此使结构元件适用于一个频带的抗干扰，该频带位于谐振频率f1(从属于C1)与谐振频率f2(从属于C2)之间。
电容C1和C2分别确定在图15中所示的谐振频率f1和f2。
图16以俯视图示出按照本发明的抗干扰电路。在一个电路板17上设置按照本发明的第一结构元件15和按照本发明的第二结构元件16。结构元件15，16的外接触点7沿着三条平行延伸的直线设置。两个外接触点7分别沿着外边的直线设置。四个外接触点7沿着内部的直线设置。印制导线18在电路板17上沿着直线延伸。在左侧下部的印制导线18和在右侧上部的印制导线18构成接地线19。在结构元件15，16中接地线19使另两个印制导线18交叉。在图16所示的布置中具有非常紧凑的优点，并且接地线19可以分别在印制导线18组的边缘上导引。
本发明不局限于所示实施例，而是通过权利要求1在其一般形式中确定。
Claims (19)
1.电的多层结构元件
—包括基体(1)，其具有相互叠堆的第一种和第二种电极层(2，3)，它们通过电介质层(4)相互分开并构成至少一个电容(C1，C2)，
—其中所述基体(1)具有外接触点(7)的两个接触副(5，6)，它们这样设置在所述基体(1)的相对置的侧面(8)上，使每一个触点副(5，6)的一个外接触点(7)分别位于每个侧面(8)上并且使属于一个触点副(5，6)的外接触点(7)的直接连接相互交叉，
—其中所述外接触点(7)的第一触点副(5)与第一种电极层(2)接通而外接触点(7)的第二触点副(6)与第二种电极层(3)接通，
—其中在一个第一种电极层(2)中含有一个导电层(9)，它使两个外接触点(7)相互连接，
—其中在一个第二种电极层(3)中含有一个导电层(10)，它与一个外接触点(7)连接。
2.如权利要求1所述的结构元件，其中所述外接触点(7)设置在一个平的侧面(8)上。
3.如权利要求1至2所述的结构元件，其中所述外接触点(7)设置在基体(1)的不平行于电极层(3)延伸的侧面(8)上，这些侧面相互间具有最小距离。
4.如权利要求1至3所述的结构元件，其中所述电介质层(4)中的至少一个层是压敏电阻层，它具有与电压有关的电阻。
5.如权利要求1至4所述的结构元件，其中在第二种电极层(3)中含有一个导电层(10)，它将两个外接触点(7)相互连接。
6.如权利要求1至4所述的结构元件，其中在第二种电极层(3)中含有两个相互间隔一定距离的导电层(10)，它们分别与外接触点(7)连接并且它们属于两个相互分开的电容(C1，C2)。
7.如权利要求1至6所述的结构元件，其中在第一种电极层(2)中含有两个相互间隔一定距离的导电层(9，11)，它们分别与一个外接触点(7)连接并且它们彼此通过一个电阻层(12)相互连接。
8.如权利要求1至7所述的结构元件，其中在第一种电极层(2)中含有一个电阻层，它使两个外接触点(7)相互连接。
9.如权利要求1至8所述的结构元件，其中在所述基体(1)的表面上设置一个电阻层(13)，它使外接触点(7)的第一触点副(5)相互连接。
10.如权利要求1至9所述的结构元件，其中一个导电层(9，10)和/或一个电阻层(12)具有一个狭窄位置(14)。
11.如权利要求1至10所述的结构元件，其中一个电阻层(12)由一种含有钌的膏制成。
12.如权利要求1至11所述的结构元件，所述结构元件通过烧结上下叠加的陶瓷生膜叠堆制成。
13.如权利要求1至12所述的结构元件，其中相同的第一种电极层(2)与相同的第二种电极层(3)相互叠堆。
14.如权利要求1至13所述的结构元件，其中所述外接触点(7)通过覆有导电材料层的辊在侧面(8)上的滚动而制成。
15.如权利要求7所述的结构元件，其中所述导电层(10，101)面积相互间的偏差小于10％。
16.如权利要求7所述的结构元件，其中所述导电层(10，101)面积相互间的偏差大于20％。
17.如权利要求1至16所述的结构元件，其中所述基体(1)的基面小于2.5mm2。
18.具有如权利要求1至17所述的结构元件的抗干扰电路，
—其中所述结构元件(15)与另一相同的结构元件(16)设置在一个电路板(17)上，
—其中基体(1)和配有外接触点(7)的外表面(8)相对于印制导线(18)垂直地竖立，所述印制导线沿着三条平行直线延伸，
—其中两个外接触点(7)分别沿着两条外边的直线设置而四个外接触点(7)沿着内部的直线设置。
19.如权利要求18所述的电路，其中所述印制导线(18)包括一条接地线(19)，它在三条印制导线(18)的外边缘上延伸并且它使另两条印制导线(18)在结构元件(16，17)中交叉。
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