DE102004010001A1

DE102004010001A1 - Elektrisches Bauelement und schaltungsanordnung mit dem Bauelement

Info

Publication number: DE102004010001A1
Application number: DE102004010001A
Authority: DE
Inventors: Thomas Feichtinger; Günther Dr. Pudmich; Christian Block; Sebastian Dr. Brunner
Original assignee: Epcos AG
Current assignee: TDK Electronics AG
Priority date: 2004-03-01
Filing date: 2004-03-01
Publication date: 2005-09-22
Also published as: US20060170010A1; US7710710B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Bauelement mit einem Stapel aus übereinander liegenden keramischen Schichten (1, 11, 12), die einen Grundkörper bilden, mit zwischen den keramischen Schichten (1, 11, 12) angeordneten Elektrodenschichten (21, 22, 23, 24, 25), die wenigstens einen Kondensator (32, 33, 34, 35) bilden, mit wenigstens einem Phasenschieber (41, 42,43, 44), der auf einer keramischen Schicht (1, 11, 12) aufgebracht ist und bei dem die Elektrodenschichten (21, 22, 23, 24, 25) mittels im Innern des Grundkörpers verlaufenden Durchkontaktierungen (71, 72, 73, 74, 75) mit Kontaktflächen (61, 62, 63, 64, 65) elektrisch leitend verbunden sind. Ferner betrifft die Erfindung eine Schaltungsanordnung mit dem Bauelement. Die Erfindung hat den Vorteil, dass sehr platzsparende Filter in Flip-Chip-Bauweise hergestellt werden können.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Bauelement sowie eine Schaltungsanordnung mit dem Bauelement. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Bauelement um ein elektrokeramisches Vielschichtbauelement, das unter anderem Kapazitäten und einen Phasenschieber enthält.

Aus der Druckschrift JP03060148 ist ein laminiertes LCR-Element bekannt, bei dem in einem Stapel von übereinandergelegten Schichten eine Kapazität zwischen zwei Elektrodenschichten vorgesehen ist. Zur Kontaktierung der Elektrodenschichten sind diese bis an den Rand des Schichtstapels geführt, wobei an den Stirnflächen des Bauelementekörpers Außenkontakte angeordnet sind.

Aus der Druckschrift JP2000226689A ist ein Bauelement bekannt, bei dem in einem Vielschichtstapel innenliegende Elektrodenschichten kontaktiert sind, sowohl durch seitliche Außenelektroden als auch durch auf der Oberseite des Bauelements angebrachte Lotkugeln.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektrisches Bauelement anzugeben, das wenig Platz beansprucht.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Bauelement nach Patentanspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Bauelements sowie eine Schaltungsanordnung mit dem Bauelement sind Gegenstand der weiteren Patentansprüche.

Es wird ein elektrisches Bauelement angegeben, bei dem ein Stapel aus übereinanderliegenden keramischen Schichten vorgesehen ist. Vorzugsweise sind zwischen keramischen Schichten Elektrodenschichten vorgesehen. Die Elektrodenschichten können wenigstens einen Kondensator bilden.

Des weiteren ist es vorteilhaft, wenn die übereinanderliegenden keramischen Schichten einen Grundkörper bilden, wobei auf der äußeren Oberfläche des Grundkörpers Kontaktflächen angeordnet sind.

Neben dem mindestens einen Kondensator ist vorteilhafterweise in dem Bauelement noch eine weitere elektrische Funktion in Form eines Phasenschiebers integriert. Der Phasenschieber ist dabei auf einer keramischen Schicht aufgebracht.

Die Elektrodenschichten sind ferner mittels im Inneren des Grundkörpers verlaufender Durchkontaktierungen mit den Kontaktflächen elektrisch leitend verbunden.

Das hier angegebene Bauelement macht sich die Grundidee zunutze, wonach in einem elektrokeramischen Vielschichtbauelement Kondensatoren integriert sind. Indem die Kondensatoren mittels Durchkontaktierungen nach außen kontaktiert werden, können zum einen parasitäre Einflüsse, die sich nachteilig auf die Funktion bzw. die Eigenschaften des Bauelements auswirken, weitgehend eliminiert werden. Darüber hinaus gelingt mittels der Durchkontaktierungen auch eine äußerst platzsparende Kontaktierung des Bauelements.

Indem neben den Kondensatoren noch wenigstens ein weiterer Phasenschieber integriert ist, können besonders vorteilhaft Filterbauelemente realisiert werden. Dabei weist das Filter bauelement mit dem Kondensator und dem Phasenschieber zwei elektrische Grundkomponenten auf, die in einander entgegengesetzte Richtungen die Phase eines Wechselstromsignals wie drehen. Dadurch können Filter mit guten Eigenschaften z.B. hohe Einfügedämpfung bzw. breitbandiger Filtercharakteristik aufgebaut werden. Der Phasenschieber dreht dabei die Phase zwischen Spannung und Strom in eine entgegengesetzte Richtung als der Kondensator. Beispielsweise dreht der Kondensator die Phase in die positive Richtung, während der Phasenschieber die Phase in die negative Richtung dreht.

Indem der Phasenschieber auf eine keramische Schicht aufgebracht ist, kann der Phasenschieber in das Bauelement so integriert werden, dass wenig Platz verbraucht wird. Die Verbindung des Kondensators mit Kontaktflächen auf einer äußeren Oberfläche des Grundkörpers ermöglicht die einfache und bequeme Kontaktierung des Bauelements, beispielsweise auf einer Platine.

In einer vorteilhaften Ausführungsform des Bauelements kann der Phasenschieber durch einen Widerstand oder durch eine Induktivität repräsentiert sein. Besonders vorteilhaft kommt es in Betracht, den Phasenschieber als Schichtwiderstand auszuführen. Ein solcher Schichtwiderstand kann besonders platzsparend durch Aufbringen auf eine keramische Schicht in das Bauelement integriert werden.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des Bauelements bestehen alle keramischen Schichten aus dem gleichen Material. Dadurch kann erreicht werden, dass das Bauelement besonders leicht durch gemeinsame Sinterung keramischer Grünfolien hergestellt werden kann. Auf eine eventuelle Anpassung im Schwundverhalten muss in diesem Fall nicht geachtet werden.

In einer anderen Ausführungsform des Bauelements ist es vorgesehen, dass alle keramischen Schichten eine elektrische Funktionskeramik enthalten. Unter dem Begriff „Elektrische Funktionskeramiken" sind Materialien zu verstehen, die z.B. bei der Realisierung von Kondensatoren eine hohe Dielektrizitätskonstante oder beispielsweise bei der Realisierung von Varistoren eine geeignete Spannungsabhängigkeit ihres Widerstandes zur Verfügung stellen. Funktionskeramiken haben im Sinne des hier beschriebenen Bauelements vor allem die Eigenschaft, dass sie neben der mechanischen Trägerfunktion, die dem Bauelement seine mechanische Stabilität verleiht und die darüber hinaus Elektrodenschichten oder andere elektrisch leitfähige Elemente trägt, noch wenigstens eine elektrische Funktion zur Verfügung stellen. Die Spannungsabhängigkeit des elektrischen Widerstandes oder die Dielektrizitätskonstante wurden bereits genannt.

Es kommen aber auch andere Materialeigenschaften in Betracht, die aus einem gewöhnlichen, als Träger verwendeten Keramikmaterial eine elektrische Funktionskeramik machen können. Insbesondere kommen in Betracht eine Temperaturabhängigkeit des elektrischen Widerstands, eine Temperaturabhängigkeit der Dielektrizitätskonstante oder weitere ähnliche Eigenschaften. Insbesondere sind für die vorliegende Erfindung Materialien interessant, die für die Realisierung von Kondensatoren, Varistoren oder Induktivitäten benötigt werden.

Darüber hinaus ist ein Bauelement vorteilhaft, bei dem die Kontaktierung der Elektrodenschichten und der Phasenschieber ausschließlich über die Kontaktflächen erfolgt. Die Kontakt flächen befinden sich auf einer Außenseite des Grundkörpers, vorzugsweise auf der Ober- oder Unterseite des Grundkörpers, wobei die Kontaktflächen über Durchkontaktierungen kontaktiert werden. Diese Ausführungsform des Bauelements hat den Vorteil, dass eine besonders platzsparende Kontaktierung erfolgen kann. Darüber hinaus hat diese Ausführungsform den Vorteil, dass auf seitlich am Grundkörper aufzutragende Außenkontakte verzichtet werden kann, wodurch die insgesamt für die Kontakte benötigte Fläche drastisch reduziert wird, was die Störanfälligkeit des Bauelements sowie parasitäre Kapazitäten und Induktivitäten drastisch reduzierer kann.

In einer anderen Ausführungsform des Bauelements sind die Elektrodenschichten und die Phasenschieber in verschiedenen Ebenen angeordnet. Vorteilhafterweise sind die Elektrodenschichten und die Phasenschieber übereinander angeordnet. Dadurch kann der Vorteil erreicht werden, dass nur relativ wenig Grundfläche für den Aufbau des Bauelements verbraucht wird. Insbesondere bei sehr raumkritischen Anwendungen sind solche Bauelemente vorteilhaft einzusetzen.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann das Bauelement so gestaltet werden, dass der Bedarf an Grundfläche für den Grundkörper nur noch begrenzt ist durch die erforderliche Kapazität bzw, durch den erforderlichen elektrischen Widerstand oder die erforderliche Induktivität. Darüber hinaus ist die Grundfläche bei Integration mehrerer Kondensatoren, die nebeneinander im Bauelement liegen, noch begrenzt durch die Anzahl der Kondensatoren.

Eine Durchkontaktierung hat ganz allgemein die Eigenschaft, dass sie die Oberseite einer keramischen Schicht mit deren Unterseite elektrisch leitend verbindet und zu diesem Zweck durch die keramische Schicht in Dickenrichtung durchläuft. Eine Durchkontaktierung kann beispielsweise hergestellt werden, indem die keramische Schicht mit einem Loch versehen wird, welches mittels leitfähiger Paste gefüllt wird. Die Durchkontaktierung kann auch im Prozess der Gemeinsamsinterung während der Sinterung des Stapels von keramischen Schichten mitbearbeitet werden.

In einer anderen Ausführungsform des Bauelements bilden die Kondensatoren und die Phasenschieber eine Filterschaltung. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Verschaltung der am Filter beteiligten Elemente im Inneren des Grundkörpers erfolgt. Hier können beispielsweise die Durchkontaktierungen besonders hilfreich eingesetzt werden.

In einer anderen Ausführungsform des Bauelements ist im Zentralbereich der äußeren Oberfläche eine gemeinsame Kontaktfläche angeordnet, die mit einer oder mehreren Elektrodenschichten verbunden ist. Die Verbindung der gemeinsamen Kontaktfläche mit der oder den Elektrodenschichten erfolgt dabei vorzugsweise wieder durch eine Durchkontaktierung. Die mit der gemeinsamen Kontaktfläche verbundenen Elektrodenschichten bilden gemeinsame Elektroden für mehrere Kondensatoren. Dies bedeutet, dass die gemeinsamen Elektroden die Gegenelektroden für verschiedene Kondensatoren bilden können.

In einer anderen Ausführungsform des Bauelements ist eine symmetrische Gestaltung vorgesehen. Dabei ist das Bauelement symmetrisch zu einer Ebene gebildet, die durch die gemeinsame Kontaktfläche läuft. In diesem Fall bildet die gemeinsame äußere Kontaktfläche einen Symmetriepunkt, und das Bauelement kann um diesen Symmetriepunkt herum symmetrisch aufgebaut werden, was den Vorteil einer besonders einfach herzustellenden Gestaltung hat.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des Bauelements ist ein Phasenschieber als Schichtwiderstand oder als Schichtinduktivität ausgebildet. Auch können sämtliche Phasenschieber als Schichtwiderstand ausgebildet sein. Es ist auch möglich, eine Phasenschieber als Schichtwiderstand und andere Phasenschieber als Schichtinduktivitäten auszubilden.

Die Induktivität kann dabei als mehrfach gekrümmte elektrisch leitfähige Bahn, z.B. in Form eines Mäanders oder einer Spirale vorliegen.

In einer anderen Ausführungsform des Bauelements ist eine Vielzahl von Filtern integriert. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass sich der platzsparende Effekt noch vergrößert. Dies kann beispielsweise realisiert werden, indem mehrere Kondensatoren die gemeinsamen Elektroden nutzen.

In einer anderen Ausführungsform des Bauelements wird ein breitbandiges Filter für elektromagnetische Interferenzen gebildet. Ein solches Filter kann beispielsweise Frequenzbereiche zwischen 800 MHz und 2500 MHz filtern. Es ist jedoch auch möglich, mit dem hier beschriebenen Bauelement Filter gegen elektromagnetische Interferenzen (RFI-Filter) aufzubauen, die Frequenzen bis hinunter in den kHz-Bereich filtern.

In einer anderen Ausführungsform des Bauelements können ein oder mehrere Varistoren enthalten sein. Varistoren haben den Vorteil, dass sie den Aufbau von ESD-Filtern ermöglichen (ESD = „Electro-Static Discharge"). Varistoren sind dadurch ausgezeichnet, dass sie einen spannungsabhängigen Widerstand auf weisen. Sie können im Rahmen des hier beschriebenen Bauelements beispielsweise dadurch realisiert werden, dass zwischen zwei Elektrodenschichten eine keramische Schicht angeordnet ist, die ein Varistormaterial enthält. Dadurch erhält man aus den beiden Elektrodenschichten ein Bauelement, das eine Parallelschaltung aus einem Varistor und einem Kondensator darstellt.

In einer anderen Ausführungsform des Bauelements ist es vorgesehen, dass eine gemeinsame Elektrodenschicht an vier verschiedenen Bereichen von weiteren Elektrodenschichaen über lappt ist. Mit Hilfe einer solchen Ausführungsform können vier verschiedene Kondensatoren besonders platzsparend in ein Bauelement der hier beschriebenen Art und Weise integriert werden.

In einer anderen Ausführungsform des Bauelements können mehrere gleiche Filter integriert sein.

In einer anderen Ausführungsform des Bauelements können mehrere verschiedene Filter integriert sein.

Als gleiche Filter werden in diesem Zusammenhang diejenigen Filter bezeichnet, bei denen die Verschaltung der elektrischen Komponenten gleich ist und bei denen die elektrischen Komponenten im wesentlichen dieselben Kenndaten aufweisen.

In einer anderen Ausführungsform kann ein Schichtwiderstand zwischen zwei keramischen Schichten angeordnet sein. Bei dieser Ausführungsform wäre zu beachten, dass als Material für den Schichtwiderstand vorzugsweise ein Material in Betracht kommt, das mit den beteiligten keramischen Schichten gemeinsam gesintert (co-fired) werden kann. Insbesondere im Hin blick auf Varistorkeramiken ist es in diesem Fall vorteilhaft, für den Schichtwiderstand eine auch für die Elektrodenschichten verwendete metallhaltige Paste zu verwenden. Um relativ hohe Widerstandswerte zu erzielen, ist es dann vorteilhaft, den Schichtwiderstand in Form einer mehrfach gekrümmten Bahn auszuführen. Mit Hilfe einer solchen mehrfach gekrümmten Bahn können Widerstände zwischen 0,1 und 50 Ω realisiert werden. Ein solches Bauelement ist besonders dort vorteilhaft einzusetzen, wo geringe Verlustleistungen und mithin geringe Widerstände gewünscht sind.

In einer anderen Ausführungsform ist der Schichtwiderstand auf einer Außenseite einer keramischen Schicht angeordnet. In diesem Fall besteht eine größere Auswahlmöglichkeit für die Materialien des Schichtwiderstandes, da bei Anbringen des Schichtwiderstandes auf einer Außenseite einer keramischen Schicht eine gemeinsame Sinterung nicht mehr unbedingt erforderlich ist. In diesem Fall kann auch besonders die bei Verwendung von üblicherweise für hohe Widerstände benutzten Materialien wie beispielsweise RuO₂ bestehende Gefahr von Schädigungen der Keramik sehr stark vermindert werden. Eine solche Gefahr besteht besonders bei Varistorkeramiken. In diesem Fall würde man zuerst den Stapel von übereinanderliegenden keramischen Schichten entbindern und anschließend sintern. Erst bei der Durchführung des letzten Temperaturschritts wird der Schichtwiderstand aufgetragen. Eine Schädigung der keramischen Schichten durch das Material des Schichtwiderstandes ist aufgrund der im letzten Temperaturschritt auftretenden moderaten Temperaturen nicht mehr möglich. Mit Hilfe eines solchen auf einer Außenseite einer keramischen Schicht bzw. auf einer Außenseite des Grundkörpers aufgetragenen Schichtwiderstandes lassen sich Widerstandswerte zwischen 0,05 und 100 kΩ oder sogar noch darüber realisieren. Diese Ausführung ist insbesondere bei Filteranwendungen von Vorteil, bei denen eine Impedanzanpassung erforderlich ist. Der an der Oberfläche aufgebrachte Schichtwiderstand kann durch nachträglich aufgebrachte isolierende Schutzschichten bedeckt sein.

In einer anderen Ausführungsform des Bauelements ist es vorgesehen, dass die Grundfläche des Grundkörpers kleiner als 2,5 mm² beträgt. Die Grundfläche ist dabei die Fläche der Ober- bzw. Unterseite des Grundkörpers, die parallel zu den keramischen Schichten liegen und von denen eine die Kontaktflächen trägt. In diesem Fall sind wenigstens vier Kondensatoren und zwei Phasenschieber integriert.

In einer anderen Ausführungsform des Bauelements beträgt die Grundfläche des Grundkörpers weniger als 5,12 mm². In diesem Fall sind mindestens acht Kondensatoren und mindestens vier Phasenschieber integriert.

In einer anderen Ausführungsform des Bauelements beträgt die Grundfläche des Grundkörpers weniger als 8 mm². In diesem Fall sind acht, zehn, zwölf oder sogar mehr Kondensatoren integriert. Ferner sind mindestens vier Phasenschieber integriert.

In einer anderen Ausführungsform des Bauelements weisen sämtliche im Grundkörper integrierten Kondensatoren die gleiche Kapazität auf. Ferner weisen sämtliche integrierte Phasenschieber die gleiche elektrische Kennzahl auf. Beispielsweise würden sämtliche integrierte Widerstände den gleichen Widerstand aufweisen. Sämtliche integrierte Induktivitäten würden die gleiche Induktivität aufweisen.

In einer anderen Ausführungsform des Bauelements sind wenigstens zwei Kondensatoren integriert, die unterschiedliche Kapazitäten aufweisen. Darüber hinaus sind wenigstens zwei Phasenschieber integriert, die unterschiedliche Kennzahlen aufweisen. Beispielsweise sind zwei Widerstände integriert, die unterschiedliche Widerstände aufweisen. Darüber hinaus können auch zwei Induktivitäten integriert sein, die unterschiedliche Induktivitäten aufweisen.

In einer anderen Ausführungsform des Bauelements ist als Material für die keramischen Schichten ein Kondensatormaterialvorgesehen. Insbesondere kommen als Kondensatormaterialien in Betracht: COG-, X7R-, Z5U-, Y5V- oder HQM-Materialien. Dabei handelt es sich um ein- oder mehrphasige Oxidsysteme mit spezifischer Charakteristik. Die Verwendung von Kondensatormaterialien kommt insbesondere in Betracht, wenn ein EMI-Breitbandfilter realisiert werden soll.

In einer anderen Ausführungsform des Bauelements ist als Material für die keramischen Schichten eine Varistorkeramik vorgesehen. In diesem Fall kann insbesondere ein ESD-Filter realisiert werden. Insbesondere kommen als Materialsysteme in Betracht: ZnO-Bi sowie ZnO-Pr.

In einer anderen Ausführungsform des Bauelements ist als Material für die Elektrodenschichten ein Material vorgesehen, das eines oder mehrere Materialien aus der folgenden Menge von Materialien enthält: Silber, Palladium, Platin, Silber-Palladium-Legierungen, Silber-Platin-Legierungen, Kupfer, Nickel.

Diese Materialien haben den Vorteil, dass sie eine gute elektrische Leitfähigkeit aufweisen. Darüber hinaus sind sie zusammen mit einer geeigneten Paste auch gemeinsam mit den vorzugsweise hier verwendeten keramischen Schichten sinterbar.

In einer anderen Ausführungsform des Bauelements ist als Material für Schichtwiderstände ein Material vorgesehen, das eines oder mehrere Elemente der folgenden Menge von Materialien enthält: Silber, Palladium, Platin, Silber-Palladium, Silber-Platin, Silber-Palladium-Platin.

Diese Materialien haben den Vorteil, dass sie mit den vor- zugsweise hier verwendeten Materialien für die keramischen Schichten gemeinsam sinterbar sind, und dass sie die hier beschriebenen Varistorkeramiken bei der gemeinsamen Sinterung nicht schädigen. In einer anderen Ausführungsform des Bauelements ist als Material für den Schichtwiderstand, insbesondere für einen auf der Oberfläche des Grundkörpers liegenden Schichtwiderstand, ein Material vorgesehen, das eines oder mehrere Elemente der folgenden Menge von Materialien enthält: RuO₂, Bi₂Ru₂O₇, C, Ti₂N, LaB₆, WO₂, Al₂O₃ sowie diverse PbO-Verbindungen.

In einer anderen Ausführungsform des Bauelements bilden in das Bauelement integrierte Bestandteile ein RC-Filter, ein T-Filter oder ein Π-Filter.

In einer anderen Ausführungsform des Bauelements bilden in das Bauelement integrierte Bestandteile ein ESD-Filter.

In einer anderen Ausführungsform des Bauelements sind sämtliche keramischen Schichten aus einem einheitlichen Keramikmaterial aufgebaut.

Es wird darüber hinaus eine Schaltungsanordnung mit dem Bauelement angegeben, wobei das Bauelement so ausgebildet ist, dass es zwei Filter enthält, und wobei das Bauelement zwischen einen Verstärker und einen Lautsprecher geschaltet ist.

Im Folgenden werden das Bauelement und eine Schaltungsanordnung anhand von Ausführungsbeispielen und den dazugehörigen Figuren näher erläutert.

1 zeigt ein Bauelement in einem schematischen Querschnitt.

2 zeigt eine Schnittansicht des Bauelements aus 1 durch die mit II-II bezeichnete Schnittebene.

3 zeigt eine Schnittansicht des Bauelements aus 1 durch die mit III-III bezeichnete Schnittebene.

4 zeigt eine Schnittansicht des Bauelements aus 1 durch die mit IV-IV bezeichnete Schnittebene.

5 zeigt eine Schnittansicht des Bauelements aus 1 durch die mit V-V bezeichnete Schnittebene.

6 zeigt eine perspektivische Darstellung des Bauelements aus 1.

7 zeigt ein Ersatzschaltbild der in den 1 bis 6 dargestellten Bauelemente.

8 zeigt ein weiteres Ersatzschaltbild entsprechend einem Teil von 7.

9 zeigt ein weiteres Bauelement in einem schematischen Querschnitt.

10 zeigt eine Draufsicht auf ein weiteres Bauelement.

11 zeigt eine Schaltungsanordnung mit dem Bauelement in einer schematischen Darstellung.

12 zeigt eine schematische Schnittansicht eines weiteren Bauelements.

13 zeigt eine Schnittansicht des Bauelements aus 12 durch die mit XIII-XIII bezeichnete Ebene.

14 zeigt ein Ersatzschaltbild für ein Filter aus dem Bauelement nach 12.

15 zeigt ein Ersatzschaltbild für das Bauelement aus 12.

16 zeigt ein weiteres Bauelement in einer schematischen Schnittansicht.

17 zeigt eine Draufsicht auf das Bauelement nach 16.

18 zeigt eine Schnittansicht eines weiteren Bauelements.

19 zeigt eine Draufsicht auf das Bauelement aus 18.

20 zeigt ein Ersatzschaltbild für einen Teil des Bauelements aus 18.

21 zeigt eine schematische Schnittansicht eines weiteren Bauelements.

22 zeigt ein Ersatzschaltbild für das Bauelement aus 21.

Dabei sind gleiche Elemente oder Elemente mit den gleichen Funktionen bzw. der gleichen Struktur durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet.

1 zeigt ein Bauelement in einem schematischen Querschnitt. Das Bauelement umfasst einen Grundkörper, der gebildet ist aus keramischen Schichten 1, 11, 12. Keramische Schichten 1 sind übereinandergestapelt und durch einen gemeinsamen Sinterungsprozess miteinander verbunden bzw. miteinander versintert. Ebenfalls mit den keramischen Schichten 1 durch gemeinsames Sintern verbunden ist die oberste keramische Schicht 11 sowie die unterste keramische Schicht 12 des Stapels. Zwischen keramischen Schichten 1 sind Elektrodenschichten 21, 22, 23 angeordnet. Die Elektrodenschichten 21 bilden einen Stapel von übereinanderliegenden Elektrodenschichten 21. Sie sind durch eine Durchkontaktierung 71 gemeinsam mit einer an der Oberseite des Bauelements liegenden Kontaktfläche 61 elektrisch leitend verbunden.

Die Durchkontaktierung 71 sowie die Kontaktfläche 61 und der Masseanschluss GND, der in dem Beispiel aus 1 als Lotkugel ausgebildet ist, ist gestrichelt dargestellt, d. h. dass sich diese Elemente nicht in der Schnittebene sondern dahinter befinden. Sie sind lediglich zur Verdeutlichung zu sätzlich zu den Elementen, die im Schnitt sichtbar sind, dargestellt.

Die Elektrodenschichten 21 bilden dabei zusammen mit den Elektrodenschichten 22 und den Elektrodenschichten 23, die auf gegenüberliegenden Seiten der Durchkontaktierung 71 angeordnet sind, jeweils einen Kondensator 32, 33. Die dem Kondensator 32 zugehörenden Elektrodenschichten 22 sind mittels der Durchkontaktierung 72 mit einer Kontaktfläche 62 verbunden, die auf der Oberseite des Bauelements angeordnet ist.

In ähnlicher Art und Weise sind die Elektrodenschichten 23 mittels der Durchkontaktierung 73 mit einer Kontaktfläche 63 auf der Oberseite des Bauelements verbunden.

Die Kontaktflächen 61, 62, 63 können mit Lotkugeln bestückt sein, um Anschlüsse A₁, A₃ und GND zu bilden. Zu beachten ist in diesem Zusammenhang, dass die Elektrodenschichten nicht bis zum Rand des Bauelements herausgeführt sind, da eine Kontaktierung von den Seitenflächen des Grundkörpers her nicht erforderlich ist. Die Kontaktierung erfolgt vielmehr ausschließlich über Durchkontaktierungen 71, 72, 73. Diese Durchkontaktierungen 71, 72, 73 verlaufen senkrecht zu den keramischen Schichten 1, 11, 12.

Im unteren Bereich des Grundkörpers, in einer Ebene, die verschieden ist zu allen Ebenen, in denen eine Elektrodenschicht 21, 22, 23 angeordnet ist, ist ein Phasenschieber 41 angeordnet. In dem Beispiel aus 1 hat der Phasenschieber 41 die Form eines Schichtwiderstands 81. Der Schichtwiderstand 81 ist, wie in 5 zu erkennen ist, in Form einer mehrfach gekrümmten Bahn ausgeführt. Kontaktiert ist der Schichtwiderstand 81 mit denselben Durchkontaktierungen 72, 73, die auch die Elektrodenschichten 22, 23 kontaktieren. Indem die Durchkontaktierungen 72, 73 sowohl zur Kontaktierung der Elektrodenschichten 22, 23 als auch zur Kontaktierung des Schichtwiderstands 81 benutzt werden, kann der Platzbedarf des Bauelements vorteilhaft reduziert werden, da für den Schichtwiderstand 81 keine zusätzlichen Kontaktierungen erforderlich sind. Der Schichtwiderstand 81 kann genauso gut auch im oberen Bereich des Grundkörpers angeordnet sein.

Der in 1 gezeigte Schichtwiderstand 81 ist angeordnet zwischen zwei keramischen Schichten 1. Daher ist es besonders vorteilhaft, wenn der Schichtwiderstand 81 aus einem Material besteht, das zusammen mit den keramischen Schichten 1, 11, 12 gemeinsam gesintert werden kann. Hierfür kommt es insbesondere in Betracht, ein Material zu verwenden, das auch für die Elektrodenschichten 22, 21, 23 verwendet wird. Es kann beispielsweise Silber, Palladium oder auch ein anderes, weiter oben beschriebenes geeignetes Material sein.

Die Lotkugeln in 1 sind nicht unbedingt erforderlich, man könnte sie auch weglassen und die Kontaktierung lediglich mittels der Kontaktflächen 61, 62, 63 vornehmen.

Die Schichten 21 und 22 bzw. 21 und 23 bilden jeweils Vielschichtkondensatoren.

2 zeigt einen Querschnitt durch ein Bauelement nach 1, wobei durch die Fläche des Quadrats die Grundfläche a des Bauelements angezeigt wird. Diese Grundfläche a beträgt in dem Beispiel von 2 weniger als 2,5 mm², typischerweise 1,37 mm², und entspricht damit der Bauform 0505.

In 2 ist noch ein Schnitt bezeichnet mit I-I, was die Ebene des Schnitts von 1 anzeigt. Es sind dargestellt die Durchkontaktierungen 72, 73, 74, 75, welche jeweils ein Bündel von Elektrodenschichten mit einer Kontaktfläche auf der Oberseite des Bauelements verbindet. Dabei kontaktiert die Durchkontaktierung 72 die Elektrodenschichten 22, die Durchkontaktierung 73 die Elektrodenschichten 23, die Durchkontaktierung 74 die Elektrodenschichten 24 und die Durchkontaktierung 75 die Elektrodenschichten 25. Zu beachten ist, dass auch in 2, wie in allen anderen folgenden Figuren, Elemente, die nicht in der jeweiligen schnittebene liegen, durch gestrichelte Konturen angedeutet sind. Es ist in 2 noch die Elektrodenschicht 21 dargestellt, die gemäß 1 mit der gemeinsamen Kontaktfläche 61, welche den GND-Anschluss bildet, kontaktiert ist. 2 zeigt, wie eine gemeinsame Elektrodenschicht 21 von vier zu unterschiedlichen Kondensatoren gehörenden Elektrodenschichten 22, 23, 24, 25 überlappt wird. Diese Darstellung zeigt auch das sehr kompakte Konzept, mit dessen Hilfe vier Kondensatoren platzsparend in ein einziges Bauelement integriert werden können.

3 zeigt weitere Elektrodenschichten 22, 23, 24, 25, welche mit den entsprechenden Durchkontaktierungen 72, 73, 74, 75 verbunden sind. In der Mitte von 3 ist auch die Durchkontaktierung 71 dargestellt. Aus 3 geht auch hervor, dass die Elektrodenschichten, die jeweils zu einer anderen Durchkontaktierung gehören, einander nicht überlappen. Sie überlappen jeweils nur mit einer gemeinsamen Elektrodenschicht 21, wie es aus 2 ersichtlich ist.

4 zeigt eine gemeinsame Elektrodenschicht 21, welche durch die gestrichelt dargestellten Elektrodenschichten 22, 23, 24, 25 überlappt wird.

5 zeigt Schichtwiderstände 81, 82, welche Phasenschieber 41, 42 bilden und welche im unteren Bereich des Bauelements angeordnet sind. Jeder Schichtwiderstand 81, 82 weist die Form einer mehrfach gekrümmten Bahn auf, durch die auch bei Verwendung relativ gut leitender Materialien noch ein brauchbarer elektrischer Widerstand erzeugt werden kann, indem die Bahn durch die mehrfache Krümmung und die dadurch auch bei beengten Platzverhältnissen erzielbare große elektrische Leitungslänge und durch die gleichzeitige geringe Breite einen hohen Widerstand aufweist.

6 zeigt das Bauelement aus 1 in einer perspektivischen Darstellung, wo Außenanschlüsse A₁, A₂, A₃, A₄ sowie ein Masseanschluss GND gezeigt sind. Die Anschlüsse befinden sich dabei auf der Oberfläche des Bauelements.

Beispielsweise bildet die unterste keramische Schicht 12 mit ihrer Unterseite die Grundfläche des Grundkörpers. Dann bildet die oberste keramische Schicht 11 mit ihrer Oberseite die Deckfläche des Grundkörpers. Die übrigen ebenen Oberflächen des Grundkörpers können als Seitenflächen bezeichnet werden. In diesem Fall sind die Anschlüsse A₁, A₂, A₃, A₄ sowie ein Masseanschluss GND auf der Grundfläche oder auf der Deckfläche des Bauelements angeordnet, um die hier dargestellten besonderen Vorteile des Bauelements zu erreichen.

8 zeigt ein einfaches Ersatzschaltbild für einen Teil des Bauelements, der in 1 zu sehen ist. Zwischen den Anschlüssen A₁ und A₃ sowie dem Masseanschluss GND wird ein Π-Filter gebildet. Dieses Π-Filter wird gebildet durch einen Widerstand R₁, welcher repräsentiert ist durch den Schichtwiderstand 81. Zwischen dem Anschluss A₁ und dem Masseanschluss GND ist ein erster Kondensator C₁ geschaltet. Dieser Kondensator wird repräsentiert durch den Kondensator 32. Zwischen dem Anschluss A₃ und dem Masseanschluss GND ist ein zweiter Kondensator C₂ geschaltet. Dieser Kondensator C₂ wird repräsentiert durch den Kondensator 33 in 1. Insgesamt bilden die Bauelemente ein Π-Filter, wie es aus 8 hervorgeht. Ein solches Π-Filter kann vorzugsweise dadurch gebildet werden, dass für die keramischen Schichten eine Kondensatorkeramik verwendet wird.

7 zeigt eine weitere Variante für das Ersatzschaltbild der in 1 beteiligten Komponenten. Der Hauptunterschied zu 8 besteht darin, dass anstelle der Kondensatorkeramik eine Varistorkeramik für die keramischen Schichten 1, 11, 12 verwendet ist. In diesem Fall erhält man parallel zu jedem Kondensator C₁, C₂, C₃, C₄ noch einen spannungsabhängigen Widerstand VDRl, VDR2, VDR3, VDR4. Im übrigen ist in 7 im Unterschied zu 8 noch ein Schaltungsteil gezeigt, der in 1 nicht zu sehen ist, der jedoch in den 2 bis 5 zumindest teilweise zu erkennen ist. Die Kondensatoren C₃ und C₄ werden dabei gebildet durch die gemeinsame Elektrodenschicht 21 und die Elektrodenschichten 25 bzw. 24. Der Widerstand R₂, der zwischen den Anschlüssen A₂ und A₄ liegt, wird gebildet durch den Schichtwiderstand 82.

Mit den in 7 gezeigten Komponenten kann ein ESD-Filter aufgebaut werden.

8 zeigt eine weitere Ausführungsform für ein Bauelement. Ein wesentlicher Unterschied zu 1 besteht darin, dass der Phasenschieber, der wieder die Form eines Schichtwiderstands 81 hat, nicht zwischen zwei keramischen Schichten angeordnet ist. Vielmehr ist der Schichtwiderstand 81 zwi schen der untersten keramischen Schicht 12 und einer Verglasungsschicht 13 angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass für den Schichtwiderstand 81 Materialien verwendet werden können, die nicht gemeinsam mit den keramischen Schichten gesintert werden können. Problematisch ist beispielsweise die gemeinsame Sinterung von für Schichtwiderstände vorzugsweise verwendeten Materialien wie beispielsweise RuO₂ und die für Varistoren bzw. ESD-Filter verwendeten Varistorkeramiken. Aus diesem Grund wird das Bauelement nach 9 dergestalt hergestellt, dass zunächst die keramischen Schichten entbindert und gesintert werden und anschließend der Auftrag des Schichtwiderstands 81 bzw. der den Schichtwiderstand bildenden RuO₂-Paste erfolgt. In dem darauffolgenden Temperaturschritt wird dann der Schichtwiderstand fixiert und verfestigt, ohne jedoch die Varistorkeramik noch in größerem Maße zu schädigen. Anschließend wird die Verglasungsschicht 13 aufgebracht, die den Schichtwiderstand 81 nach außen abdeckt und so in das Bauelement bzw. in den Grundkörper integriert. Abgesehen von diesem Unterschied gilt für das in 9 gezeigte Bauelement das für das in 1 gezeigte Bauelement Gesagte.

10 zeigt eine Draufsicht auf ein weiteres Bauelement, das zehn verschiedene Kondensatoren enthält. Jeder der zehn Kondensatoren ist nach außen hin kontaktiert durch Anschlüsse A₁, A₂, A₃, A₄, A₅, A₆, A₇, A₈, A₉, A₁₀, A₁₁, A₁₂. In einem mittleren Bereich des Bauelements sind Masseanschlüsse GND vorgesehen. Diese Masseanschlüsse GND könnten auch zu einem gemeinsamen einzigen zentralen Masseanschluss GND zusammengeführt werden. Gezeigt ist in 10 eine Draufsicht auf die Oberfläche 5 des Bauelements. Man kann sich das Bauelement nach 10 zusammengesetzt denken aus drei Bauelementen entsprechend 6, die nebeneinandergelegt werden. Die einzelnen Elektrodenschichten der Kondensatoren sind dabei unverändert und unabhängig voneinander. Lediglich die gemeinsamen Elektrodenschichten, die den gemeinsamen Massenanschlüssen zugeführt werden, werden über die gesamte Länge des Bauelements aus 10 durchgeführt.

Die 10 zeigt also ein Bauelement, das beispielsweise der Bauform 0612 entspricht und das zwölf Kondensatorflächen enthält. Die Grundfläche des Bauelements ist dabei kleiner als 8 mm², und beträgt vorzugsweise 5,12 mm².

11 zeigt eine Schaltungsanordnung mit einem hier beschriebenen Bauelement, wobei ein Verstärker 91 an einen Lautsprecher 92 angeschlossen ist. Eine solche Anordnung ist beispielsweise denkbar in einem Mobiltelefon. Der Verstärker 91 ist mittels zweier Leitungen mit dem Lautsprecher 92 verbunden. Zwischen dem Verstärker 91 und dem Lautsprecher 92 ist ein elektrisches Bauelement der hier beschriebenen Art geschaltet. Die beiden Eingänge mit den Anschlüssen A₁ und A₂ sind mit dem Lautsprecher 91 verbunden. Die beiden Ausgänge des Bauelements 93 mit den Anschlüssen A₄ und A₃ sind mit dem Lautsprecher verbunden. Ferner ist an dem Bauelement 93 noch ein Masseanschluss vorgesehen. Das Bauelement 93 kann beispielsweise ein EMI-Filter sein. Dadurch können elektromagnetische Interferenzen, die zwischen dem Verstärker 91 und dem Lautsprecher 92 als Signal bzw. als Störsignal übertragen werden, herausgefiltert werden.

Beispielsweise kann das Bauelement 93 in 11 eine Schaltungsanordnung nach 7 repräsentieren, wo zwischen den Anschlüssen A₁ und A₃ und zwischen den Anschlüssen A₂ und A₄ jeweils eine Filterschaltung in Form eines Π-Filters mit zusätzlich integrierten Varistoren realisiert ist.

12 zeigt eine weitere Ausführungsform des Bauelementes, wo als Phasenschieber Schichtwiderstände 81, 82 im oberen Bereich des Bauelementes integriert sind. 12 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie XII-XII, die in 13 durch eine gestrichelte Linie gezeigt ist. 13 wiederum zeigt einen Querschnitt entlang der Ebene XIII-XIII, die in 12 gezeigt ist.

Die in 12 gezeigten Schichtwiderstände 81, 82 sind jeweils zwischen zwei keramischen Scheichten 1 angeordnet. Jedem der Kondensatoren 32, 33 sind dabei drei Schichtwiderstände 81 bzw. 82 zugeordnet, die in unterschiedlichen Ebenen übereinandergestapelt sind. Die Verbindung der Schichtwiderstände 81, 82 einerseits mit den Kontaktflächen 62, 63 und andererseits mit den Durchkontaktierungen 72, 73 erfolgt mittels weiterer Durchkontaktierungen 76, die jeweils nur eine keramische Schicht 1 durchqueren und im übrigen seitlich zueinander versetzt sind, so dass ein mäanderförmiger Strompfad durch die obersten keramischen Schichten 11, 1 entsteht. Der jeweils oberste der Schichtwiderstände 81, 82 ist in Form einer mehrfach gekrümmten, mäanderförmig verlaufenden elektrisch leitenden Bahn ausgebildet. Die darunterliegenden Schichtwiderstände 81, 82 verlaufen als geradlinige Bahnen zwischen zwei weiteren Durchkontaktierungen 76. Die Durchkontaktierungen dienen hier auch der Verschaltung von im Grundkörper enthaltenen Komponenten. Zwischen den jeweils untersten Schichtwiderständen 81, 82 ist noch zur elektrischen Verbindung eine leitende Schicht 26 vorgesehen.

13 zeigt den schon weiter oben beschriebenen Schnitt in einer Ebene der 12, wobei darauf hinzuweisen ist, dass der untere Bereich des Bauelements aus 12 im wesentli chen genauso aussieht, wie in den 1 und. 9, wobei insgesamt 4 äußere Anschlüsse A₁, A₂, A₃, A₄ vorgesehen sind und jedem dieser Anschlüsse der Anschluss einer Filterschaltung zugeordnet ist. 13 ist zu entnehmen, dass insgesamt vier Gruppen von Schichtwiderständen 81, 82, 83, 84 in dem Bauelement integriert sind. Dementsprechend kann eine Filterschaltung realisiert werden, wie sie in 14 für zwei der Anschlüsse A₁, A₃ gezeigt ist. 14 zeigt ein T-Filter. Zwischen den Anschlüssen A₁ und A₃ sind zwei ohmsche Widerstände R₁, R₂ in Reihe geschaltet. Diese ohmschen Widerstände sind ihrem Widerstandsvaert nach festgelegt durch die jeweils übereinanderliegenden Schichtwiderstände 81 bzw. 82 aus 12. Sie sind also letztlich eine Reihenschaltung mehrerer einzelner Widerstände.

Es ist ferner zwischen den Widerständen ein Mittelabgriff vorgesehen, der mit einem Masseanschluss GND verbunden ist, wobei zwischen dem Mittelabgriff und dem Masseanschluss eine Parallelschaltung zweier Kondensatoren C₁, C₂ geschaltet ist. Diese Kondensatoren C₁, C₂ werden gebildet durch die Kondensatoren 32, 33 aus 12.

15 zeigt eine weitere Variante für eine mit einem Bauelement nach 12 zu realisierenden Filterschaltungen. 15 entspricht dabei in der Zuordnung der äußeren Anschlüsse A₁, A₂, A₃, A₄ der 7. Dem Unterschied zur 7 handelt es sich aber nicht um Π-Filter, sondern um T-Filter. Durch Verwenden eines Varistormaterials für die keramischen Schichten 1, 11, 12 kann parallel zu jedem Kondensator, der seinerseits eine Parallelschaltung aus zwei Kondensatoren ist (vgl. 14), noch ein spannungsabhängiger Widerstand realisiert werden. Somit entstehen zwei Filterschaltungen, wobei zwischen den äußeren Anschlüssen A₁, A₃ ein erstes T-Filter und zwischen den äußeren Anschlüssen A₂, A₄ ein zweites T-Filter geschaltet ist. Jedes dieser T-Filter enthält zwei ohmsche Widerstände, die in Reihe geschaltet sind und ein gegen den Masseanschluss geschalteten, mit dem Mittelabgriff verbundenen, kombinierten spannungsabhängigen Widerstand VDR1, VDR2 und Kondensator C₁, C₂. Jeder Kondensator C₁, C₂ ist seinerseits eine Parallelschaltung von zwei Kondensatoren. C₁ wird z.B. gebildet aus einer Parallelschaltung der Kondensatoren 32 und 33 aus 12.

16 zeigt eine weitere Ausführungsform für ein Bauele- ment der hier beschriebenen Art. Ein Schichtwiderstand 81 ist auf der Oberfläche des Grundkörpers aufgebracht. Er wird mittels einer weiteren Durchkontaktierung 76 mit inneren Elementen des Grundkörpers verbunden. Insbesondere wird der Schichtwiderstand 81 mittels der weiteren Durchkontaktierung 76 mit einer elektrisch leitenden Schicht 26 verbunden, welche ihrerseits wieder eine Verbindung zu einer Durchkontaktierung 72 und mithin zu einem Kondensator 32 herstellt.

17 zeigt eine Draufsicht von oben auf das Bauelement nach 16. Es sind insgesamt 4 Schichtwiderstände 81, 82, 83, 84 gezeigt, die jeweils von einem äußeren Anschluss A₁, A₂, A₃, A₄ in Richtung auf einen benachbarten äußeren Anschluss verlaufen und anschließend mittels einer weiteren Durchkontaktierung 76 mit weiteren innenliegenden Elementen des Grundkörpers verbunden sind. Die Schichtwiderstände 81, 82, 83, 84 sind im Unterschied zu 13 und 5 als geradlinige verlaufende Bahnen ausgeführt. Das Aufbringen von außen auf die Oberfläche des Grundkörpers hat den Vorteil, dass eine breitere Materialvielfalt für das Material des Schichtwiderstands 81, 82, 83, 84 zur Verfügung steht. Es muss nämlich nicht darauf geachtet werden, dass das Material des Schichtwiderstands mit dem Material der keramischen Schichten gemeinsam sinterbar ist. Das nachträgliche Aufbringen des Schichtwiderstands kann nämlich auch nach dem Sintern und gegebenenfalls vor einem weiteren Temperaturschritt, der auf den Stapel von übereinanderliegenden keramischen Schichten 1, 11, 12 verwendet wird, erfolgen.

Die Filterschaltungen, die mit einem Bauelement nach 16 bzw. 17 realisiert werden können, entsprechen denen, die mit den Bauelementen nach 12 bzw. 13 realisiert werden können, mit dem Unterschied, dass größere ohmsche Widerstände realisiert werden können. In diesem Fall entspricht der Schichtwiderstand 82 in 17 dem Widerstand R₂ in 14 bzw. 15.

18 zeigt eine weitere Ausführungsform eines elektrischen Bauelements, wobei gemäß 19 eine Vielzahl äußerer Anschlüsse I1, I2, I3, I4, I5, I6, I7, I8, I9, I10 sowie fünf Masseanschlüsse GND und weitere äußere Anschlüsse O1, O2, O3, O4, O5, O6, O7, O8, O9, O10 vorgesehen sind. Die Anschlüsse I1 bis I10 sind dabei als Signaleingänge vorgesehen. Die Anschlüsse O1 bis O10 sind als Signalausgänge gedacht. Die Massenanschlüsse GND sind dafür gedacht, mit einer Masse verbunden zu werden.

Zur Erläuterung des inneren Aufbaus des Bauelements wird in 18 ein Schnitt entlang der Linie 18-18 in 19 gezeigt.

Auf der Oberfläche 5 des Bauelements sind wie in den anderen Beispielen gezeigt, Kontaktflächen angeordnet, die wahlweise noch mit Lotkugeln bestückt sein können. Der Eingang I8 ist dabei mittels Durchkontaktierungen mit Elektrodenschichten 22 verbunden, die mit Elektrodenschichten 21 der Massenelektrode GND einen Kondensator 32 bilden. Symmetrisch dazu ist für den Ausgang O8 ein entsprechender Kondensator 33 gebildet. Die Durchkontaktierungen 72, 73 verlaufen nicht geradlinig von oben nach unten durch den Grundkörper. Sie sind vielmehr seitlich zueinander versetzt, um das Bauelement geometrisch variantenreicher zu machen, womit eine höhere Kompaktheit erzielt werden kann.

Mit der Massenelektrode GND ist neben der Elektrodenschicht 21 die die Kondensatoren 32, 33 bildet, nöch eine weitere darunterliegende Elektrodenschicht 21 mittels der Durchkontaktierung 71 verbunden. Die untere Elektrodenschicht 21 scheint in drei unterschiedliche Teile zu zerfallen. Dies ist jedoch nur in der Ebene des Querschnitts der Fall. In der Querschnittsebene laufen nämlich die Durchkontaktierungen 72, 73 durch die untere Elektrodenfläche 21. Die Durchkontaktierungen 72, 73 haben keinen elektrischen Kontakt zur unteren Elektrodenschicht 21. Um anzudeuten, dass die drei Teile der unteren Elektrodenschicht 21 elektrisch leitend miteinander verbunden sind, sind Doppelpfeile eingezeichnet. Die untere Elektrodenschicht 21 bildet mit Elektrodenschichten 24 bzw. mit Elektrodenschichten 25 zwei weitere Kondensatoren 34, 35. Diese Kondensatoren 34, 35 sind mittels Durchkontaktierungen 74, 75 mit dem Ausgang I3 bzw. dem Ausgang O3 verbunden.

Im unteren Teil des Grundkörpers sind noch Verschaltungsstrukturen zur Integration von Widerständen zu erkennen. Schichtwiderstände 82, 83, 81 sind auf der Unterseite des Grundkörpers aufgebracht. In einer beispielhaften Ausführungsform kann der Schichtwiderstand 81 den Wert 100 Ω aufweisen, während die Schichtwiderstände 82 und 83 den Wert 50 Ω aufweisen. Der Schichtwiderstand 81 wird dabei mittels der Durchkontaktierungen 72 und 73 mit dem Eingang I8 und dem Ausgang O8 verbunden. Die Schichtwiderstände 82, 83 sind durch ein innenliegendes Verschaltungselement, nämlich die leitende Schicht 26 miteinander verbunden. Es wird eine Reihenschaltung zwischen dem Schichtwiderstand 82 und dem Schichtwiderstand 83 gebildet. Die leitende Schicht 26 ist ebenso wie die untere Elektrodenschicht 21 nicht, wie der Zeichnung möglicherweise zu entnehmen, unterbrochen in drei verschiedene Teile, sondern die Teile der Schicht 26 sind leitend miteinander verbunden, so wie es durch die gekrümmten Doppelpfeile angedeutet ist. Die Ieitende Schicht 26 ist mittels weiterer Durchkontaktierungen 76 mit den Schichtwiderständen 82, 83 verbunden. Über die Durchkontaktierungen 74, 75 sind die Schichtwiderstände 82, 83 mit dem Eingang I3 bzw. dem Ausgang O3 verbunden.

Die Durchkontaktierungen 74 und 75 weisen einen Bereich auf, in dem ein Versatz v vorgesehen ist. Mittels dieses Versatzes wird erreicht, dass die massenseitige Elektrodenschicht 21 eine ausreichende Isolationszone zur Durchführung 74 vorfindet, um elektrische Überschläge zu vermeiden.

Vorteilhaft ist dabei, wenn der Abschnitt der Durchkontaktierung 74, der seitlich versetzt ist zu den übrigen Abschnitten der Durchkontaktierung 74, eine Höhe aufweist, die dem Abstand der beiden Elektrodenschichten 24 entspricht. In diesem Fall ist der Versatz besonders leicht und einfach realisierbar.

20 zeigt ein Ersatzschaltbild für das Bauelement aus 18 für die Schaltung zwischen dem Eingang I8 und dem Ausgang O8. Es handelt sich dabei um ein Π-Filter, wobei zwischen dem Eingang und dem Ausgang ein Widerstand R₁ geschal tet ist, der durch den Schichtwiderstand 81 repräsentiert ist. Die Kondensatoren C₁ und C₂ sind gebildet durch die Kondensatoren 32, 33 aus 18.

Zwischen dem Eingang I3 und dem Ausgang O3 ist ein weiteres Π-Filter geschaltet, wobei der Widerstand R₁ ersetzt ist durch eine Reihenschaltung aus Widerständen R₂ und R₃. Durch geeignete Wahl der Widerstandswerte R₂ und R₃ kann sichergestellt werden, dass das Filter, das zwischen dem Eingang I3 und dem Ausgang O3 geschaltet ist, dieselben elektrischen Kenndaten aufweist, wie das Filter, das zwischen I8 und O6 geschaltet ist. Im einzelnen kann gelten: R₁ = R₂ + R₃. Im übrigen können auch die Werte für die Kapazitäten gleich sein. Dann würde gelten: C₁ = C₂ = C₃ = C₄.

Insgesamt kann mit einem Bauelement nach 19 also eine Vielzahl von zehn Filtern in ein einziges Bauelement integriert werden. Dies gelingt mit einer relativ kleinen Grundfläche a, die kleiner als 5,12 mm² sein kann.

21 zeigt ein Bauelement, das ähnlich aufgebaut ist, wie das Bauelement aus 16. Im Unterschied zum Bauelement aus 16 ist keine Kontaktierung zwischen der weiteren Durchkontaktierung 76 und der Durchkontaktierung 73 vorgesehen. D.h., dass die leitende Schicht 26 auf ihrer rechten Seite an der weiteren Durchkontaktierung 76 endet. Darüber hinaus ist zwischen der Durchkontaktierung 72 und der Durchkontaktierung 73 noch ein Schichtwiderstand 82 vorgesehen, der die Form einer mäanderförmigen Leiterbahn hat und der die beiden Durchkontaktierungen 72, 73 miteinander verbindet. Im übrigen ist auch die Draufsicht von 17 für das Bauelement aus 21 zutreffend.

22 zeigt als Ersatzschaltbild für das Bauelement nach. 21 ein Π -Filter, das zusätzlich noch zwei Matchingwiderstände R₁ und R₃ aufweist, die der Impedanzanpassung dienen und die typischerweise 50 Ω betragen.

Zur weiteren Erläuterung sind noch die Knotenpunkte x1, x2, die in 22 zwischen dem Widerstand R₁ und R₂ bzw. zwischen dem Widerstand R₃ und R₂ liegen, in 21 eingezeichnet.

Die Kapazitäten C₁ und C₂ werden gebildet durch die Kapazitäten 32, 33 aus 21. Der Widerstand R₁ wird gebildet aus dem Schichtwiderstand 81 auf der Oberfläche des Bauelements in 21. Der Widerstand R₂ wird gebildet durch den Schichtwiderstand 82 aus 21. Der Widerstand R₃ ist nur in der Draufsicht von 17 zu erkennen. Er wird gebildet durch den Schichtwiderstand 85.

Die beschriebene Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie umfasst ferner auch alle fachmännischen Abwandlungen sowie Teil- und Unterkombinationen der beschriebenen und/oder dargestellten Merkmale und Maßnahmen. Insbesondere kann das Bauelement noch weitere zusätzliche Elemente enthalten.

Das Bauelement kann insbesondere ein elektrokeramisches Vielschichtbauelement sein, das hergestellt wird durch Übereinanderstapeln keramischer Grünfolien, welche durch Bedrucken mit Elektrodenschichten, enthaltend eine Metallpaste sowie durch Austanzen von Löchern in den keramischen Schichten und Einfüllen einer geeigneten metallhaltigen Paste zur Herstellung der Durchkontaktierungen hergestellt sein.

1, 11, 12: Keramische Schicht
13: Verglasungsschicht
21, 22, 23, 24, 25: Elektrodenschicht
26: Leitende Schicht
32, 33, 34, 35: Kondensator
41, 42, 43, 44: Phasenschieber
5: Oberfläche
61, 62, 63, 64, 65: Kontaktfläche
71, 72, 73, 74, 75: Durchkontaktierung
76: Weitere Durchkontaktierung
81, 82, 83, 84, 85: Schichtwiderstand
91: Verstärker
92: Lautsprecher
93: Bauelement
VDR1, VDR2, VDR3, VDR4: Varistor
C1, C2, C3, C4: Kondensator
GND: Massenanschluss

A1, A2, A3, A4: Anschluss
a: Grundfläche
d: Isolationszone
v: Versatz
I₁, I₂, I₃, I₄, I₅,
I₆, I₇,I₈, I₉, I₁₀: Eingang
O₁, O₂, O₃, O₄, O₅,
O₆, O₇, O₈, O₉, O₁₀: Ausgang
x1, x2: Knotenpunkte

Claims

Elektrisches Bauelement – mit einem Stapel aus übereinanderliegenden keramischen Schichten (1, 11, 12), die einen Grundkörper bilden, – mit zwischen den keramischen Schichten (1, 11, 12) angeordneten Elektrodenschichten (21, 22, 23, 24, 25), die wenigstens einen Kondensator (32, 33, 34, 35) bilden, – mit wenigstens einem Phasenschieber (41, 42, 43, 44), der auf einer keramischen Schicht (1, 11, 12) aufgebracht ist, –bei dem auf der äußeren Oberfläche (5) des Grundkörpers Kontaktflächen (61, 62, 63, 64, 65) angeordnet sind, – und bei dem die Elektrodenschichten (21, 22, 23, 24, 25) mittels im Innern des Grundkörpers verlaufenden Durchkontaktierungen (71, 72, 73, 74, 75) mit den Kontaktflächen (61, 62, 63, 64, 65) elektrisch leitend verbunden sind.
Bauelement nach Anspruch 1, bei dem alle keramischen Schichten (1, 11, 12) aus dem gleichen Material bestehen,
Bauelement nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem alle keramischen Schichten (1, 11, 12) eine elektrische Funktionskeramik enthalten.
Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Kontaktierung der Elektrodenschichten (21, 22, 23, 24, 25) und der Phasenschieber (41, 42, 43, 44) ausschließlich über die Kontaktflächen (61, 62, 63, 64, 65) erfolgt.
Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Elektrodenschichten (21, 22, 23, 24, 25) und die Phasenschieber (41, 42, 43, 44) in verschiedenen Ebenen angeordnet sind.
Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Kondensatoren (32, 33, 34, 35) und die Phasenschieber (41, 42, 43, 44) eine Filterschaltung bilden.
Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem in einem Zentralbereich der äußeren Oberfläche (5) eine gemeinsame Kontaktfläche (71) angeordnet ist, die mit einer oder mehreren Elektrodenschichten (21) verbunden ist, welche gemeinsame Elektroden für mehrere Kondensatoren (32, 33, 34, 35) bilden.
Bauelement nach Anspruch 7, das symmetrisch zu einer Ebene durch die gemeinsame Kontaktfläche (71) aufgebaut ist.
Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem der Phasenschieber (41, 42, 43, 44) ein Schichtwiderstand (81, 82, 83, 84) oder eine Schichtinduktivität ist.
Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem eine Vielzahl von Filtern integriert ist.
Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, das eines oder mehrere breitbandige Filter für elektromagnetische Interferenzen enthält.
Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 11, das ein oder mehrere Varistoren (VDR1, VDR2, VDR3, VDR4) enthält.
Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem eine gemeinsame Elektrodenschicht (21) an vier verschiedenen Bereichen von weiteren Elektrodenschichten (21, 22, 23, 24, 25) überlappt ist.
Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 13, in das mehrere gleiche oder unterschiedliche Filter integriert sind.
Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 14 bei dem ein Schichtwiderstand (81, 82, 83, 84) zwischen zwei keramischen Schichten (1, 11, 12) angeordnet ist und einen elektrischen Widerstand zwischen 0,01 und 50 Ω aufweist.
Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 15, bei dem ein Schichtwiderstand (81, 82, 83, 84) auf einer Außenseite einer keramischen Schicht (1, 11, 12) angeordnet ist und bei dem der Schichtwiderstand (81, 82, 83, 84) einen elektrischen Widerstand zwischen 0,05 und 100 kΩ aufweist.
Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 16, bei dem der Grundkörper eine Grundfläche (a) kleiner als 2,5 mm² aufweist und bei dem wenigstens vier Kondensatoren (32, 33, 34, 35) und wenigstens zwei Phasenschieber(41, 42, 43, 44) integriert sind.
Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 16, bei dem der Grundkörper eine Grundfläche (a) kleiner als 5,12 mm² aufweist und bei dem mindestens acht Kondensatoren (32, 33, 34, 35) und mindestens vier Phasenschieber (41, 42, 43, 44) integriert sind.
Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 16, bei dem der Grundkörper eine Grundfläche (a) kleiner 8 mm² aufweist und bei dem acht, zehn, zwölf oder mehr Kondensatoren (32, 33, 34, 35) und mindestens vier Phasenschieber (41, 42, 43, 44) integriert sind.
Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 19, bei dem alle enthaltene Kondensatoren (32, 33, 34, 35) im wesentlichen die gleiche Kapazität aufweisen und bei dem alle enthaltenen Widerstände im wesentlichen den gleichen Widerstandswert aufweisen.
Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 19, bei dem wenigstens zwei Kondensatoren (32, 33, 34, 35) unterschiedliche Kapazitäten aufweisen und bei dem wenigstens zwei Widerstände unterschiedliche Widerstandswerte aufweisen.
Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 21, bei dem wenigstens eine keramische Schicht (1, 11, 12) ein Kondenstormaterial enthält, das ausgewählt ist aus der folgenden Menge von Materialien: COG, X7R, Z5U, Y5V, HQM.
Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 22, bei dem wenigstens eine keramische Schicht (1, 11, 12) eine Varistorkeramik enthält, die ausgewählt ist aus der folgenden Menge von Varistorkeramiken: ZnO-Bi, ZnO-Pr.
Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 23, bei dem eine Elektrodenschicht (21, 22, 23, 24, 25) Silber, Palladium, Platin, eine Silber-Palladium-Legierung, eine Silber-Platin-Legierung, Kupfer oder Nickel enthält.
Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 24, bei dem ein Schichtwiderstand (81, 82, 83, 84) vorgesehen ist und bei dem der Schichtwiderstand (81, 82, 83, 84) Silber, Palladium, Platin, Silber-Palladium, Silber-Platin oder Silber-Palladium-Platin enthält.
Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 25, bei dem ein Schichtwiderstand (81, 82, 83, 84) vorgesehen ist, welcher eines oder mehrere der folgenden Materialien enthält: RuO₂, Bi₂Ru₂O₇, C, Ti₂N, LaB₆, WO₂, Al₂O₃ sowie eine PbO-Verbindung.
Schaltungsanordnung mit einem Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 26, bei der zwischen einem Verstärker (91) und einem Lautsprecher (92) ein Bauelement (91) nach einem der Ansprüche 1 bis 26 geschaltet ist, wobei das Bauelement (91) mit einem Masseanschluss (GND) verbunden ist.