DE10064445A1 - Electrical multilayer component and arrangement with the component - Google Patents
Electrical multilayer component and arrangement with the componentInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein elektrisches Vielschichtbauelement mit wenigstens zwei voneinander verschiedenen, parallel ge schalteten Kapazitäten, die jeweils wenigstens zwei einander überlappende Elektrodenschichten mit einer dazwischen ange ordneten Dielektrikumschicht aufweisen, bei dem die Kapazitä ten so voneinander beabstandet sind, daß das Bauelement un terschiedliche, durch die Kapazitäten definierte Resonanzfre quenzen aufweist. Ferner betrifft die Erfindung eine Anord nung mit dem Bauelement.The invention relates to an electrical multilayer component with at least two different, parallel ge switched capacities, each at least two each other overlapping electrode layers with one in between have ordered dielectric layer in which the capacitance th are so spaced apart that the component un Different resonance-free defined by the capacities has sequences. The invention further relates to an arrangement with the component.
Aus der Druckschrift WO 98/50927 sind Vielschichtbauelemente der eingangs genannten Art bekannt, bei denen die Elektroden schichten in U-Form ausgeführt sind. Dabei sind die Elektro denschichten abwechselnd entgegengesetzt zueinander ausge richtet und übereinander in einem Vielschichtstapel angeord net. Jeweils übereinanderliegende Schenkel der U-förmigen Elektroden bilden die Teilkapazitäten einer ersten, größeren Kapazität beziehungsweise die Teilkapazitäten einer zweiten, kleineren Kapazität.From the publication WO 98/50927 are multilayer components of the type mentioned, in which the electrodes layers are designed in a U-shape. Here are the electro layers alternatingly opposed to each other aligned and arranged one above the other in a multilayer stack net. Each superimposed leg of the U-shaped Electrodes form the partial capacities of a first, larger one Capacity or the partial capacities of a second, smaller capacity.
Solche Vielschichtbauelemente werden als Doppelresonanzkon densatoren in Dual-Band-Mobiltelefonen verwendet zur Dämpfung der über eine Datenleitung eingekoppelten Trägerfrequenzen von 900 MHz und 1,8 GHz.Such multilayer components are called double resonance con capacitors used in dual band cell phones for attenuation the carrier frequencies coupled in via a data line of 900 MHz and 1.8 GHz.
Da gemäß dem in der oben genannten Druckschrift beschriebenen Aufbau jeweils eine Dielektrikumschicht, durch die die Elek trodenschichten voneinander getrennt sind, zu verschiedenen Kapazitäten gehört und diese somit miteinander gekoppelt sind, hat das bekannte Bauelement den Nachteil, daß zur räum lichen Trennung und damit zur Realisierung zweier verschiede ner Kapazitäten ein großer Abstand zwischen den Schenkeln der U-förmigen Elektroden notwendig ist. Daraus resultiert der Nachteil, daß das bekannte Vielschichtbauelement ein großes Volumen benötigt. Ein solches großes Volumen ist insbesondere bei der Verwendung der Vielschichtbauelemente in Mobilfunkge räten unerwünscht.Since according to that described in the above-mentioned document Build up a dielectric layer through which the elec Trode layers are separated from each other, to different Capacities are heard and thus linked to each other are, the known component has the disadvantage that to space separation and thus the realization of two different capacities a large distance between the legs of the U-shaped electrodes are necessary. This results in the Disadvantage that the known multilayer component is a big one Volume needed. Such a large volume is special when using the multilayer components in mobile radio advise undesirable.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Viel schichtbauelement bereitzustellen, bei dem der Abstand der voneinander entkoppelten Kapazitäten verringert ist.The aim of the present invention is therefore a lot Provide layer component in which the distance of the decoupled capacities is reduced.
Dieses Ziel wird erfindungsgemäß durch ein elektrisches-Viel schichtbauelement gemäß Patentanspruch 1 erreicht. Vorteil hafte Ausgestaltungen der Erfindung und eine Anordnung des erfindungsgemäßen Bauelements sind den weiteren Ansprüchen zu entnehmen.According to the invention, this goal is achieved by an electrical lot Layer component achieved according to claim 1. benefit adhesive embodiments of the invention and an arrangement of Component according to the invention are to the further claims remove.
Die Erfindung gibt ein elektrisches Vielschichtbauelement an, das zwei oder mehr verschiedene Kapazitäten enthält. Jede der Kapazitäten weist dabei wenigstens zwei einander überlappende Elektrodenschichten auf, die durch eine dazwischen angeordne te Dielektrikumschicht voneinander getrennt sind. Zudem sind die Kapazitäten zueinander parallel geschaltet. Desweiteren sind bei dem erfindungsgemäßen Vielschichtbauelement die Ka pazitäten zu einem Schichtstapel übereinander gestapelt und dabei durch jeweils wenigstens eine Zwischenschicht so weit voneinander beabstandet, daß das Vielschichtbauelement unter schiedliche Resonanzfrequenzen aufweist, wobei jede der Reso nanzfrequenzen durch eine der Kapazitäten mitbestimmt wird.The invention provides an electrical multilayer component, that contains two or more different capacities. Each of the Capacities have at least two overlapping one another Electrode layers, which are arranged in between te dielectric layer are separated from each other. Also are the capacities are connected in parallel to each other. Furthermore are the Ka in the multilayer component according to the invention capacities stacked one on top of the other and through at least one intermediate layer each so far spaced from each other that the multilayer component under has different resonance frequencies, each of the Reso is determined by one of the capacities.
Das erfindungsgemäße Vielschichtbauelement kann mehrere ver
schiedene Kapazitäten Cn (n = 1, 2, . . .) enthalten. Über den
Zusammenhang
The multilayer component according to the invention can contain several different capacitances C n (n = 1, 2,...). About the connection
gehen in die zu jeder Kapazität gehö renden Resonanzfrequenzen auch die zugehörigen Induktivitäten Ln (n = 1, 2, . . .) in die Resonanzfrequenz mit ein. Die In duktivitäten werden einerseits durch den inneren Aufbau der Bauelemente selbst, also durch die Elektrodenschichten und deren Ausdehnung, und andererseits durch die Umgebung des Bauelements, beispielsweise die Platine, auf die das Bauele ment aufgelötet werden kann oder auch Lötstellen etc. be stimmt.the associated inductances L n (n = 1, 2,...) also go into the resonance frequency in the resonance frequencies belonging to each capacitance. The ductivities are on the one hand by the internal structure of the components themselves, that is, by the electrode layers and their expansion, and on the other hand by the environment of the component, for example the circuit board, on which the component can be soldered or solder joints etc. be determined.
Das erfindungsgemäße Vielschichtbauelement hat den Vorteil, daß die verschiedenen Kapazitäten keine gemeinsame Dielektri kumschicht mehr aufweisen. Dies gelingt durch das Übereinan derstapeln der einzelnen Kapazitäten. Der erforderliche räum liche Abstand der Kapazitäten kann durch eine einfache Maß nahme, nämlich durch Einlegen einer entsprechend dimensio nierten Zwischenschicht leicht realisiert werden. Wegen der unterschiedlichen Ebenen, in denen die Kapazitäten angeordnet sind, genügt ein relativ kleiner Abstand zur Entkopplung der Kapazitäten, wodurch das Volumen des Vielschichtbauelements verringert wird.The multilayer component according to the invention has the advantage that the different capacities do not have a common dielectric have more cum layer. This is achieved through the overlapping of the individual capacities. The required space The capacitance can be separated by a simple measure take, namely by inserting a corresponding dimension nated intermediate layer can be easily realized. Because of the different levels in which the capacities are arranged are, a relatively small distance is sufficient to decouple the Capacities, which increases the volume of the multilayer component is reduced.
Für die Verwendung als Dielektrikumschicht in dem erfindungs gemäßen Bauelement kommt eine Vielzahl verschiedener Keramik materialien in Betracht. Es können insbesondere Keramikmate rialien für Kondensatoranwendungen, beispielsweise die unter den Namen "C0G", "X7R" usw. bekannten Keramiken für das Bau element verwendet werden. Es kommen aber auch Varistormate rialien in Betracht.For use as a dielectric layer in the Invention according to the component comes a variety of different ceramics materials into consideration. Ceramic mats in particular can be used rialien for capacitor applications, for example the under the names "C0G", "X7R" etc. known ceramics for construction element can be used. But there are also varistor mates rialien into consideration.
Es können je nach beabsichtigter Applikation des Bauelements verschiedene Keramikmaterialien für verschiedene Dielektri kumschichten verwendet werden.Depending on the intended application of the component different ceramic materials for different dielectrics cum layers are used.
Bei der Verwendung verschiedener Materialien für die Dielek trikumschichten kommt die Herstellung des Bauelements durch Gemeinsamsinterung, dem Fachmann auch bekannt unter dem Be griff "cofiring", oder durch Übereinanderkleben der Schichten in Betracht.When using different materials for the plank trical layers comes through the manufacture of the component Common sintering, also known to the expert under the Be gripped "cofiring", or by sticking the layers together into consideration.
Die Verwendung der verschiedenen bekannten Kondensatormate rialien ermöglicht durch ein entsprechendes Design die Einstellung der Resonanzfrequenzen des Bauelements über weite Bereiche.The use of the various known capacitor mats rialien enables the setting with a corresponding design the resonance frequencies of the component over wide Areas.
Bei geeigneten Applikationen können die Zwischenschichten und die Dielektrikumschichten des Bauelements aus demselben Kera mikmaterial bestehen. Dadurch wird auf eine Materialvielfalt für Zwischenschichten beziehungsweise Dielektrikumschichten verzichtet, wodurch ein solches Bauelement besonders leicht durch Sintern eines Stapels von übereinanderliegenden kerami schen Grünfolien bei einheitlichen Sinterbedingungen, die für sämtliche Schichten des Bauelements gelten, hergestellt wer den kann. Dadurch ist eine besonders einfache und leicht zu kontrollierende Prozeßführung möglich.In the case of suitable applications, the intermediate layers and the dielectric layers of the component from the same Kera mic material exist. This leads to a variety of materials for intermediate layers or dielectric layers waived, making such a component particularly easy by sintering a stack of superimposed kerami green foils with uniform sintering conditions that are suitable for all layers of the component apply, who manufactured that can. This makes it particularly simple and easy to use Controlling process control possible.
Desweiteren ist es von Vorteil, wenn die Zwischenschichten und die Dielektrikumschichten des Bauelements aus jeweils ei ner oder mehreren Schichten derselben Schichtdicke herge stellt sind. Ein solches Bauelement hat den Vorteil einer einfacheren Herstellung, da von einer einzigen, leicht vor konfektionierbaren Schichtdicke bei der Herstellung ausgegan gen wird.Furthermore, it is advantageous if the intermediate layers and the dielectric layers of the component each made of egg ner or more layers of the same layer thickness represents are. Such a component has the advantage of simpler manufacture, since from a single, easily before ready-made layer thickness during the production will.
Besonders vorteilhaft ist ein solches Bauelement in Verbin dung mit dem oben genannten Bauelement, bei dem sämtliche Schichten aus ein und demselben Keramikmaterial hergestellt sind.Such a component in connection is particularly advantageous with the component mentioned above, in which all Layers made of the same ceramic material are.
Daraus resultiert insgesamt ein Bauelement, dessen Zwischen schichten und Dielektrikumschichten aus einem Keramikmaterial in Form einer Schicht, beispielsweise einer Grünfolie, nur einer einzigen Schichtdicke hergestellt werden kann. Eine solche Herstellung ist besonders leicht und unkompliziert durchführbar. Für das Bauelement ergeben sich dadurch Schichtdicken der Dielektrikumschichten beziehungsweise der Zwischenschichten, die ganzzahlige Vielfache einer kleinsten Schichtdicke sind. Somit können beispielsweise größere Abstände der Elektrodenschichten durch Übereinanderlegen mehre rer keramischer Grünfolien realisiert werden.The overall result is a component, the intermediate layers and dielectric layers made of a ceramic material in the form of a layer, for example a green sheet, only a single layer thickness can be produced. A such production is particularly easy and straightforward feasible. This results for the component Layer thicknesses of the dielectric layers or the Intermediate layers, the integer multiples of a smallest Are layer thickness. Thus, for example, larger distances of the electrode layers by superimposing them ceramic green foils.
Desweiteren ist ein Bauelement besonders vorteilhaft, bei dem die Außenkontur wenigstens einer Elektrodenschicht wenigstens einen seitlichen Einschnitt aufweist. Durch ein solches Bau element ist es möglich, die Induktivität innerhalb des Bau elements zu erhöhen. Insbesondere erhöht sich die Induktivi tät mit der Zahl der Einschnitte, falls diese abwechselnd von entgegengesetzten Seiten her vom Rand in das Innere der Elek trodenschicht geführt werden und somit eine Mäanderstruktur der Elektrodenschicht bilden.Furthermore, a component in which the outer contour of at least one electrode layer at least has a side incision. Through such a construction element it is possible to build the inductance within the building increase elements. In particular, the inductance increases with the number of cuts, if these alternate from opposite sides from the edge into the interior of the elec trode layer and thus a meandering structure form the electrode layer.
Eine erhöhte Induktivität des Bauelements hat den Vorteil, daß die für die Resonanzfrequenzen des Bauelements wichtigen LC-Konstanten nicht mehr so stark von den äußeren Gegebenhei ten, beispielsweise von der Form der Zuleitungen des Bauele ments auf einer Leiterplatte, abhängen. Somit kann also die elektrische Eigenschaft des Bauelements durch das Design weitgehend festgelegt werden und wird nur noch geringfügig durch die äußeren Faktoren, wie Zuleitungen etc., beeinflußt.An increased inductance of the component has the advantage that are important for the resonance frequencies of the component LC constants no longer depend so much on the external circumstances ten, for example on the shape of the leads of the component on a circuit board. So that can electrical property of the component through the design be largely determined and will only be marginal influenced by external factors such as supply lines etc.
Desweiteren ist die Anzahl und Größe der Einschnitte der Elektrodenschichten neben dem Abstand der Elektrodenschichten voneinander und dem Überlapp der eine Kapazität bildenden Elektrodenschichten ein weiterer Freiheitsgrad für die frei wählbare Gestaltung der gewünschten Kapazität.Furthermore, the number and size of the incisions is the Electrode layers next to the distance between the electrode layers from each other and the overlap of the one forming a capacitance Electrode layers another degree of freedom for the free selectable design of the desired capacity.
Desweiteren kann besonders vorteilhaft an der Außenseite des Bauelements eine Markierung angebracht sein, die dazu geeig net ist, die Oberseite des Schichtstapels von dessen Unter seite zu unterscheiden. Eine solche Markierung hat den Vor teil, daß sie erlaubt, das erfindungsgemäße Bauelement in ei ner ganz bestimmten Orientierung auf einer Leiterplatte anzu bringen. Vorzugsweise wird dabei eine Orientierung gewählt, bei der die kleinere der Kapazitäten näher an der Leiterplat te liegt als die größere der Kapazitäten, da es sich gezeigt hat, daß die elektrischen Eigenschaften des Bauelements von der Orientierung des Bauelements auf einer Leiterplatte ab hängen.Furthermore, can be particularly advantageous on the outside of the Component be a mark attached, which is suitable for this net is the top of the layer stack from its bottom to distinguish side. Such a marking has the fore part that it allows the component according to the invention in egg a very specific orientation on a circuit board bring. An orientation is preferably chosen here, where the smaller of the capacities is closer to the circuit board te lies as the larger of the capacities since it has been shown has that the electrical properties of the component of the orientation of the component on a circuit board hang.
Dementsprechend ist ein weiterer Gegenstand der Erfindung ei ne Anordnung des erfindungsgemäßen Bauelements auf einer Lei terplatte, bei der die Schichten des Bauelements parallel zur Leiterplatte angeordnet sind und bei der die kleinere Kapazi tät näher an der Leiterplatte liegt als die größere Kapazi tät. Eine solche Anordnung ist besonders vorteilhaft, da die elektrischen Eigenschaften des Bauelements, insbesondere die Dämpfungseigenschaften, von dem Abstand der Kapazitäten zur Leiterplatte abhängig sind. Dabei hat sich herausgestellt, daß eine Anordnung mit der kleineren Kapazität näher an der Leiterplatte günstiger ist, als der umgekehrte Fall, wo die größere Kapazität näher an der Leiterplatte liegt.Accordingly, another object of the invention is egg ne arrangement of the component according to the invention on a Lei terplatte, in which the layers of the component parallel to Printed circuit board are arranged and in which the smaller capaci is closer to the PCB than the larger capacitance ty. Such an arrangement is particularly advantageous because the electrical properties of the component, in particular the Damping properties, from the distance of the capacities to PCB are dependent. It turned out that an arrangement with the smaller capacity closer to the PCB is cheaper than the reverse case where the larger capacity is closer to the circuit board.
Desweiteren ist ein Bauelement besonders vorteilhaft, bei dem wenigstens eine der Dielektrikumschichten aus einem Material besteht, dessen Isolationswiderstand spannungsabhängig ist. Dadurch wird es möglich, eine weitere elektrische Funktion in das erfindungsgemäße Bauelement zu integrieren. Beispielswei se können Doppelresonanzkondensatoren mit Überspannungs schutzfunktion realisiert werden.Furthermore, a component in which at least one of the dielectric layers made of a material exists, the insulation resistance of which is voltage-dependent. This makes it possible to add another electrical function to integrate the component according to the invention. Beispielswei se can double resonance capacitors with overvoltage protective function can be realized.
Als Material, dessen Isolationswiderstand spannungsabhängig ist, kommt beispielsweise als wichtige Klasse von Keramikma terialen eine ZnO-basierte Varistorkeramik in Betracht.As a material whose insulation resistance depends on the voltage comes, for example, as an important class of ceramics a ZnO-based varistor ceramic.
Das mit einer Überspannungsschutzfunktion ausgerüstete Bau element kann parallel zu einer zu schützenden elektronischen Schaltung geschaltet werden. Bei kleinen Spannungen ist das Bauelement hochohmig. Bei Auftreten einer Überspannung wird das Bauelement niederohmig und die Überspannung fällt im we sentlichen an der Spannungsquelle ab. Dadurch wird die elek tronische Schaltung vor Beschädigungen auf Grund zu hoher Spannungen geschützt. The building equipped with a surge protection function element can be parallel to an electronic to be protected Circuit can be switched. At low voltages it is High impedance component. If an overvoltage occurs the component has a low resistance and the overvoltage drops in the we considerably from the voltage source. This will make the elec tronic circuit from damage due to excessive Tensions protected.
Desweiteren kann zur Vereinfachung der Herstellung und zur Reduktion der Materialvielfalt ein Bauelement vorgesehen sein, bei dem sämtliche Dielektrikumschichten aus einer Vari storkeramik bestehen. Insbesondere kommen hier Dielektrikum schichten in Betracht, die aus ZnO-Bi2O3-Sb2O3 hergestellt sind. Eine solche Varistorkeramik hat gleichzeitig hervorra gende Eigenschaften bezüglich ihrer Eignung als Dielektrikum schicht für Kondensatoren bei bestimmten Anwendungen.Furthermore, in order to simplify the manufacture and to reduce the variety of materials, a component can be provided in which all the dielectric layers consist of a vari-ceramic. In particular, dielectric layers which are produced from ZnO-Bi 2 O 3 -Sb 2 O 3 come into consideration here. Such a varistor ceramic also has excellent properties with regard to its suitability as a dielectric layer for capacitors in certain applications.
Das erfindungsgemäße Bauelement kann besonders vorteilhaft durch Sintern eines Stapels von übereinanderliegenden kerami schen Grünfolien hergestellt sein. Eine solche Herstellung hat den Vorteil, daß dünne Schichten in einem einzigen Sin terprozeß zu einem monolithischen Bauteil verbunden werden. Aufgrund der dünnen Keramikschichten kann schon mit einer kleinen Grundfläche des Bauelements eine hohe Kapazität er reicht werden.The component according to the invention can be particularly advantageous by sintering a stack of superimposed kerami green foils. Such a manufacture has the advantage that thin layers in a single sin terprocess to be connected to a monolithic component. Due to the thin ceramic layers, one can small footprint of the component has a high capacity be enough.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei spielen und den dazu gehörigen Figuren näher erläutert.In the following the invention is based on exemplary embodiments play and explained the associated figures in more detail.
Fig. 1 zeigt beispielhaft ein erfindungsgemäßes Bauelement im schematischen Querschnitt. Fig. 1 shows an example of a component of the invention in schematic cross section.
Fig. 2 zeigt die Einfügedämpfung des Bauelements aus Fig. 1 gemessen in Abhängigkeit von der Frequenz. FIG. 2 shows the insertion loss of the component from FIG. 1 measured as a function of the frequency.
Fig. 3 zeigt beispielhaft ein weiteres erfindungsgemäßes Bauelement mit Varistorkeramik im schematischen Querschnitt. Fig. 3 shows an example of a further component of the invention with varistor in schematic cross section.
Fig. 4 zeigt die Einfügedämpfung des in Fig. 3 darge stellten Bauelements gemessen in Abhängigkeit von der Frequenz. Fig. 4 shows the insertion loss of the component shown in Fig. 3 Darge measured depending on the frequency.
Fig. 5 zeigt beispielhaft verschiedene Elektrodenschich ten, deren Außenkonturen seitliche Einschnitte auf weisen, in Draufsicht. Fig. 5 shows an example of various electrode layers th, the outer contours of which have lateral incisions, in plan view.
Fig. 6 zeigt beispielhaft eine erfindungsgemäße Anordnung eines Bauelements auf einer Leiterplatte im schema tischen Querschnitt. Fig. 6 shows an example of an inventive arrangement of a component on a circuit board in schematic cross-section.
Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes elektrisches Vielschicht bauelement, das zwei voneinander verschiedene Kapazitäten C1 und C2 aufweist. Die Kapazitäten C1 und C2 sind jeweils ge bildet aus übereinanderliegenden Elektrodenschichten 1 und dazwischenliegenden Dielektrikumschichten 2. Die Kapazitäten C1 und C2 bilden einen Schichtstapel 3, wobei zwischen den Kapazitäten C1, C2 eine Zwischenschicht 4 angeordnet ist. Auf der Oberseite des Schichtstapels 3 ist eine Markierung 5 auf gebracht, die beispielsweise eine farbige Lackierung sein kann. Der Abstand d1 der Elektrodenschichten 1 der größeren Kapazität C1 beträgt 25 µm. Der Abstand d2 der Elektroden schichten 1 der kleineren Kapazität C2 beträgt ebenfalls 25 µm. Fig. 1 shows an electrical multilayer component according to the invention, which has two different capacitances C 1 and C 2 . The capacitances C 1 and C 2 are each formed from electrode layers 1 lying one above the other and dielectric layers 2 lying between them. The capacitances C 1 and C 2 form a layer stack 3 , an intermediate layer 4 being arranged between the capacitances C 1 , C 2 . On the top of the layer stack 3 , a mark 5 is placed, which can be a colored paint finish, for example. The distance d 1 of the electrode layers 1 of the larger capacitance C 1 is 25 μm. The distance d 2 of the electrode layers 1 of the smaller capacitance C 2 is also 25 μm.
Die Dicke D der Zwischenschicht 4 zwischen den beiden Kapazi täten C1, C2 beträgt 500 µm. Eine solche Dicke D ist ausrei chend, um die beiden Kapazitäten C1, C2 so voneinander zu entkoppeln, daß das Bauelement unterschiedliche Resonanzfre quenzen, die durch die Kapazitäten C1 und C2 definiert sind, erhält. Die Überlappfläche der Elektrodenschichten 1 der grö ßeren Kapazität C1 beträgt 0,27 mm2. Die Überlappfläche der Elektrodenschichten 1 der kleineren Kapazität C2 beträgt 0,21 mm2. Die Elektrodenschichten 1 selbst bestehen aus Sil ber/Palladium oder das einen anderen geeigneten Metall, zum Beispiel Ni oder Cu, und weisen eine Dicke von 1 bis 2 µm auf. The thickness D of the intermediate layer 4 between the two capacities C 1 , C 2 is 500 μm. Such a thickness D is sufficient to decouple the two capacitances C 1 , C 2 from one another such that the component receives different resonance frequencies, which are defined by the capacitances C 1 and C 2 . The overlap area of the electrode layers 1 of the larger capacitance C 1 is 0.27 mm 2 . The overlap area of the electrode layers 1 of the smaller capacitance C 2 is 0.21 mm 2 . The electrode layers 1 themselves consist of silver / palladium or another suitable metal, for example Ni or Cu, and have a thickness of 1 to 2 μm.
Die geometrischen Abmessungen des in Fig. 1 dargestellten Bauelements betragen in der Länge 1,44 mm, in der Breite 0,70 mm und in der Höhe 0,8 mm.The geometric dimensions of the component shown in FIG. 1 are 1.44 mm in length, 0.70 mm in width and 0.8 mm in height.
Die Dielektrikumschichten 2 sind aus keramischen Grünfolien einer Dicke von 36 µm hergestellt. Als Keramik für die Die lektrikumschichten 2 wurde eine C0G-Kondensatorkeramik ver wendet, die aus Nd-Titanat besteht.The dielectric layers 2 are made from ceramic green foils with a thickness of 36 μm. A C0G capacitor ceramic, which consists of Nd titanate, was used as the ceramic for the dielectric layers 2 .
Die Gesamtkapazität C1 + C2 beträgt 35,15 pF, gemessen bei ca. 1 kHz.The total capacitance C 1 + C 2 is 35.15 pF, measured at approx. 1 kHz.
Entsprechend den unterschiedlichen Kapazitäten C1 und C2 er gibt sich der in der Fig. 2 dargestellt Verlauf der Einfüge dämpfung S21 in Abhängigkeit von der Frequenz f mit den Reso nanzfrequenzen f1 und f2, wobei f1 = 960 MHz und f2 = 1,880 MHz. Dabei gehört die kleinere Resonanzfrequenz f1 zur größe ren Kapazität C1 und die größere Resonanzfrequenz f2 zur kleineren Kapazität C2.Corresponding to the different capacitances C 1 and C 2 , there is the course of the insertion attenuation S21 shown in FIG. 2 as a function of the frequency f with the resonance frequencies f 1 and f 2 , where f 1 = 960 MHz and f 2 = 1.880 MHz. The smaller resonance frequency f 1 belongs to the larger capacitance C 1 and the larger resonance frequency f 2 to the smaller capacitance C 2 .
Fig. 3 zeigt ein weiteres erfindungsgemäßes Bauelement, wo bei die Bezugszeichen denen der Fig. 1 entsprechen. Im Un terschied zu Fig. 1 sind für die Dielektrikumschichten 2 und für die Zwischenschicht 4 Grünfolien einer Dicke von 60 µm verwendet worden. Diese Grünfolien bestehen aus einer Vari storkeramik, die z. B. ein Zn-Bi-Sb-System sein kann. Der Ab stand d1 der Elektrodenschichten 1 der größeren Kapazität C1 beträgt 65 µm (resultierend aus zwei übereinanderliegenden Grünfolien o. g. Dicke und dem Schwund der Grünfolien beim Sintern). Der Abstand d2 der Elektrodenschichten 1 der klei neren Kapazität C2 beträgt 100 µm (resultierend aus drei übereinanderliegenden Grünfolien o. g. Dicke und dem Schwund der Grünfolien beim Sintern). Die Überlappfläche der Elektro denschichten 1 der größeren Kapazität C1 beträgt genauso wie der Überlapp der Elektrodenschichten 1 der kleineren Kapazi tät C2 0,21 mm2 im gesinterten Zustand der Keramik. FIG. 3 shows a further component according to the invention, where the reference numerals correspond to those of FIG. 1. In contrast to FIG. 1, green foils with a thickness of 60 μm have been used for the dielectric layers 2 and for the intermediate layer 4 . These green foils consist of a Vari storkeramik z. B. can be a Zn-Bi-Sb system. The distance d 1 of the electrode layers 1 of the larger capacitance C 1 is 65 μm (resulting from two green foils of the above-mentioned thickness and the shrinkage of the green foils during sintering). The distance d 2 of the electrode layers 1 of the smaller capacitance C 2 is 100 μm (resulting from three superimposed green foils of the above thickness and the shrinkage of the green foils during sintering). The overlap area of the electrode layers 1 of the larger capacitance C 1 is just like the overlap of the electrode layers 1 of the smaller capacitance C 2 0.21 mm 2 in the sintered state of the ceramic.
Die Abmessungen des in Fig. 3 dargestellten Bauelements sind in der Länge 1,44 mm, in der Breite 0,72 mm und in der Höhe 0,85 mm.The dimensions of the component shown in FIG. 3 are 1.44 mm in length, 0.72 mm in width and 0.85 mm in height.
Die Dicke D der Zwischenschicht 4 beträgt 350 µm. Die Gesamt kapazität C1 + C2 beträgt 60,8 pF, gemessen bei ca. 1 kHz.The thickness D of the intermediate layer 4 is 350 μm. The total capacitance C 1 + C 2 is 60.8 pF, measured at approx. 1 kHz.
Entsprechend den unterschiedlichen Kapazitäten C1 und C2 er geben sich die in Fig. 4 dargestellten Resonanzfrequenzen f1 und f2, die entsprechend Fig. 2 aus dem Kurvenverlauf S21(f) abgelesen werden können. Die kleinere Resonanzfrequenz f1 be trägt 805 MHz, während die größere Resonanzfrequenz f2 1,76 MHz beträgt.Corresponding to the different capacitances C 1 and C 2 , the resonance frequencies f 1 and f 2 shown in FIG. 4 result, which can be read from curve S21 (f) in accordance with FIG. 2. The smaller resonance frequency f 1 be 805 MHz, while the larger resonance frequency f 2 is 1.76 MHz.
Die Fig. 5A, 5B und 5C zeigen Elektrodenschichten 1 in un terschiedlicher Ausführung, wie sie zur Erhöhung der Indukti vität des Bauelements gemäß der Erfindung verwendet werden können. Die Elektrodenschichten 1 gemäß Fig. 5A und 5C wei sen bezüglich ihrer Außenkontur wenigstens teilweise die Form eines Mäanders auf, der aus mehreren seitlichen Einschnitten 9 resultiert. Die Elektrodenschicht 1 gemäß Fig. 5B weist nicht die Form eines Mäanders auf, sondern sie weist nur ei nen seitlichen Einschnitt 9 auf. Entscheidend ist bei allen in Fig. 5A, Fig. 5B und Fig. 5C dargestellten Ausführungs beispielen der Elektrodenschichten 1, daß die Elektroden schichten 1 von einer geradlinigen Struktur abweichen und so einen die entsprechende Kapazität aufladenden elektrischen Strom zwingen, einen nicht geradlinigen Weg zu beschreiben, wodurch die Induktivität einer solchen Elektrodenschicht 1 erhöht ist. Mit zunehmender Anzahl von einzelnen Krümmungen, wie sie in der Reihenfolge Fig. 5B, 5A und 5C dargestellt sind, nimmt auch die Induktivität der Elektrodenschicht 1 und damit die Induktivität des erfindungsgemäßen Vielschichtbau elements zu.Of the device of the invention can be used in accordance with FIGS. 5A, 5B and 5C are electrode layers 1 in un terschiedlicher embodiment as tivity to increase the Induct. The electrode layers 1 shown in FIG. 5A and 5C wei sen respect to its outer contour at least partially in the form of a meander on a result of having a plurality of lateral sipes. 9 The electrode layer 1 according to FIG. 5B does not have the shape of a meander, but rather only has a lateral incision 9 . Is critical in all in Fig. 5A, Fig. 5B and Fig. Execution illustrated 5C examples of the electrode layers 1 that the electrode layers 1 deviate from a straight-line structure, and thus force a corresponding capacitance charging electric current to describe a non-rectilinear path , whereby the inductance of such an electrode layer 1 is increased. With an increasing number of individual curvatures, as shown in the sequence of FIGS. 5B, 5A and 5C, the inductance of the electrode layer 1 and thus the inductance of the multilayer component according to the invention also increases.
Fig. 6 zeigt ein erfindungsgemäßes Vielschichtbauelement mit Bezugszeichen, die Fig. 1 entsprechen, das gemäß der erfindungsgemäßen Anordnung auf einer Leiterplatte 6 angeordnet ist. Die Kapazitäten C1 und C2 sind mittels eines Außenkon takts 7 miteinander verbunden und somit parallel geschaltet. Der Außenkontakt 7 kann beispielsweise durch eine Silberein brennpaste realisiert sein. Mittels Löten ist das Bauelement über seine Außenkontakte 7 mit Leiterbahnen 8, die sich auf der Leiterplatte 6 befinden, elektrisch leitend verbunden. FIG. 6 shows a multilayer component according to the invention with reference numerals corresponding to FIG. 1, which is arranged on a printed circuit board 6 according to the arrangement according to the invention. The capacitances C 1 and C 2 are connected to each other by means of an external contact 7 and are therefore connected in parallel. The external contact 7 can be implemented, for example, by a silver paste. By means of soldering, the component is electrically conductively connected via its external contacts 7 to conductor tracks 8 which are located on the printed circuit board 6 .
Mit Hilfe der Markierung 5 kann beim Bestücken der Leiter platte 6 leicht dafür Sorge getragen werden, daß die größere Kapazität C1 einen größeren Abstand von der Leiterplatte 6 aufweist, als die kleinere Kapazität C2. Die Markierung 5 kann beispielsweise eine optisch erkennbare Markierung 5 in Form einer Farbschicht sein. Es kommt aber auch eine mecha nisch erkennbare Markierung 5 in Form von Vertiefungen auf der Außenseite des Bauelements in Betracht. Durch die gemäß Fig. 6 gewählten Abstandsverhältnisse zwischen den Kapazitä ten C1 und C2 einerseits und der Leiterplatte 6 andererseits kann das Dämpfungsverhalten des elektrischen Bauelements nochmals in vorteilhafter Weise beeinflußt werden.When loading with the aid of the label 5 of the printed circuit board 6 can easily be ensured that the larger capacity C at a greater distance from the circuit board 6 1, than the smaller capacity C. 2 The marking 5 can be, for example, an optically recognizable marking 5 in the form of a color layer. But there is also a mechanically recognizable mark 5 in the form of depressions on the outside of the component. By the FIG. 6 selected distance ratios between the Kapazitä C 1 and C 2 th one hand, and the circuit board 6 on the other hand, the damping behavior of the electrical component again advantageously be influenced.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele, sondern ist in ihrer allgemeinen Form durch Patentanspruch 1 definiert.The invention is not limited to that shown Embodiments, but is in its general form defined by claim 1.
Claims (10)
- - mit wenigstens zwei voneinander verschiedenen, parallel geschalteten Kapazitäten (C1, C2), die jeweils wenigstens zwei einander überlappende Elektrodenschichten (1) mit einer dazwischen angeordneten Dielektrikumschicht (2) aufweisen,
- - bei dem die Kapazitäten (C1, C2) zu einem Schichtstapel (3) übereinander gestapelt und durch jeweils wenigstens eine Zwischenschicht (4) so voneinander beabstandet sind, daß das Bauelement unterschiedliche, durch die Kapazitä ten (C1, C2) definierte Resonanzfrequenzen (f1, f2) auf weist.
- with at least two mutually different capacitors (C 1 , C 2 ) connected in parallel, each having at least two overlapping electrode layers ( 1 ) with a dielectric layer ( 2 ) arranged between them,
- - In which the capacitances (C 1 , C 2 ) are stacked to form a layer stack ( 3 ) and are spaced apart from one another by at least one intermediate layer ( 4 ) in such a way that the component has different capacitances (C 1 , C 2 ) defined resonance frequencies (f 1 , f 2 ).
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