DE102011014967B4

DE102011014967B4 - Electrical multilayer component

Info

Publication number: DE102011014967B4
Application number: DE201110014967
Authority: DE
Inventors: Dr. Schmidt Johann
Original assignee: Epcos AG
Current assignee: TDK Electronics AG
Priority date: 2011-03-24
Filing date: 2011-03-24
Publication date: 2015-04-16
Anticipated expiration: 2031-03-25
Also published as: TW201250723A; TWI562174B; DE102011014967A1; WO2012126776A1

Abstract

Elektrisches Vielschichtbauelement, aufweisend einen Stapel (8) mit funktionalen Schichten (2) und wenigstens zwei freien Innenelektroden (7) sowie einem ersten und einem zweiten Außenkontakt (3, 4), wobei die Außenkontakte (3, 4) auf gegenüberliegenden Seitenflächen (91, 92) des Stapels (8) angeordnet sind, wobei – die freien Innenelektroden (7) weder mit dem ersten noch mit dem zweiten Außenkontakt (3, 4) direkt elektrisch leitend verbunden sind, – jede freie Innenelektrode (7) eine gleiche Elektrodenlänge 2E aufweist, – jede freie Innenelektrode (7) zu jeder in Schichtstapelrichtung (S) nächstliegenden freien Innenelektrode (7) einen Abstand H in Schichtstapelrichtung (S) aufweist, – jede freie Innenelektrode (7) einen Mittelpunkt (M) aufweist, wobei der Abstand der jeweiligen Mittelpunkte (M) zweier direkt in Schichtstapelrichtung (S) benachbarter freier Innenelektroden (7) senkrecht zur Schichtstapelrichtung (S) B' beträgt, und – der Abstand H, der Abstand B' und die Elektrodenlänge E ein Aspektverhältnis a = HB' und eine relative Elektrodenlänge l = EB' definieren, wobei amin ≤ a ≤ amax gilt mit amin = 20·e–11·l und amax = 150·e–9·l.Electrical multilayer component, comprising a stack (8) with functional layers (2) and at least two free internal electrodes (7) and a first and a second external contact (3, 4), wherein the external contacts (3, 4) on opposite side surfaces (91, 92) of the stack (8) are arranged, wherein - the free internal electrodes (7) are electrically connected directly to neither the first nor the second external contact (3, 4), - each free internal electrode (7) has a same electrode length 2E - Each free inner electrode (7) has a distance H in the layer stacking direction (S) for each free inner electrode (7) closest to the layer stacking direction (S), - Each free inner electrode (7) has a center (M), the distance between the respective ones Midpoints (M) of two directly in the layer stacking direction (S) adjacent free inner electrodes (7) perpendicular to the layer stacking direction (S) B 'is, and - the distance H, the distance B' and the electrode length E defines an aspect ratio a = HB 'and a relative electrode length l = EB', where amine ≤ a ≤ amax holds with amin = 20 · e-11 · l and amax = 150 · e-9 · l.

Description

Es wird ein elektrisches Vielschichtbauelement mit einem Stapel aus funktionalen Schichten und dazwischen angeordneten Innenelektroden angegeben. Zur elektrischen Kontaktierung der Innenelektroden können an den Seitenflächen des Stapels Außenkontakte befestigt sein. Ein derartiges elektrisches Vielschichtbauelement kann beispielsweise als Vielschichtwiderstandsbauelement, als Vielschichtvaristor oder als Vielschichtkondensator ausgeführt sein.An electrical multilayer component with a stack of functional layers and internal electrodes arranged between them is specified. For electrical contacting of the internal electrodes external contacts may be attached to the side surfaces of the stack. Such an electrical multilayer component can be designed, for example, as a multilayer resistance component, as a multilayer varistor or as a multilayer capacitor.

Die Druckschrift DE 10 2008 026 710 A1 zeigt ein elektronisches Bauelement aus Keramik, das einen Elementkörper aus Keramik und eine äußere Elektrode, die auf dem Elementkörper angeordnet ist, umfasst. Die äußere Elektrode umfasst eine erste und eine zweite Elektrodenschicht, welche auf der ersten Elektrodenschicht ausgebildet ist. Das elektronische Bauelement kann beispielsweise ein Mehrschicht-Chipvaristor sein, der einen Varistorelementkörper umfasst, welcher eine Vielzahl von Varistorschichten aufweist.The publication DE 10 2008 026 710 A1 shows a ceramic electronic component comprising a ceramic element body and an outer electrode disposed on the body member. The outer electrode includes first and second electrode layers formed on the first electrode layer. The electronic component may be, for example, a multilayer chip varistor comprising a varistor element body having a plurality of varistor layers.

Die Druckschrift DE 698 23 637 T2 beschreibt einen Varistor vom Laminat-Typ, der eine Dicke zwischen 0 und 800 μm aufweist, und der zwei Außenelektroden und zwei mit jeweils einer Außenelektrode verbundene Innenelektroden aufweist.The publication DE 698 23 637 T2 describes a laminate-type varistor having a thickness of between 0 and 800 μm and comprising two external electrodes and two internal electrodes connected to one external electrode each.

Die Druckschrift DE 10 2009 055 254 A1 zeigt ein keramisches Bauelement, das einen keramischen Sinterkörper, interne leitende Schichten und externe Elektroden umfasst. Weiterhin ist offenbart, dass die Distanz von der oberen bzw. unteren Fläche des keramischen Sinterkörpers zur nächsten leitenden Schicht zwischen 40 μm und 150 μm betragen kann.The publication DE 10 2009 055 254 A1 shows a ceramic device comprising a ceramic sintered body, internal conductive layers and external electrodes. Furthermore, it is disclosed that the distance from the upper and lower surfaces of the ceramic sintered body to the next conductive layer may be between 40 μm and 150 μm.

In der Druckschrift DE 100 60 942 A1 ist ein monolithisches halbleitendes elektronisches Bauelement beschrieben, das äußere Elektroden, halbleitende Keramikschichten und innere Elektrodenschichten umfasst. Das Verhältnis der Dicke S jeder halbleitenden Keramikschicht zur Dicke I jeder inneren Elektrodenschicht beträgt 10 bis 50. Die Dicke S beträgt in etwa 100 μm.In the publication DE 100 60 942 A1 A monolithic semiconductive electronic device is described that includes outer electrodes, semiconductive ceramic layers, and inner electrode layers. The ratio of the thickness S of each semiconducting ceramic layer to the thickness I of each internal electrode layer is 10 to 50. The thickness S is about 100 μm.

In der Druckschrift DE 199 04 725 A1 ist ein Hochspannungsmehrschichtkondensator beschrieben, der eine Mehrzahl von Herausführungsabschnitten, die zwischen der ersten und zweiten Endoberfläche eines Keramiksinterformteils seriell geschaltet sind, und interne Elektroden aufweist, die zwischen der ersten und der zweiten Endoberfläche gebildet sind.In the publication DE 199 04 725 A1 a high-voltage multilayer capacitor is described which has a plurality of lead-out portions connected in series between the first and second end surfaces of a ceramic sintered part and internal electrodes formed between the first and second end surfaces.

Die Druckschrift DE 198 14 388 A1 zeigt ein Thermistorelement, das ein Elektrodenpaar umfasst, welches einander gegenüberliegend auf einer unteren Oberfläche eines Thermistorkörpers gebildet ist. Eine dritte Elektrode kann auf der oberen Oberfläche des Thermistorkörpers gebildet sein, um den Widerstand zwischen dem Elektrodenpaar zu reduzieren.The publication DE 198 14 388 A1 shows a thermistor element comprising a pair of electrodes formed opposite to each other on a lower surface of a thermistor body. A third electrode may be formed on the upper surface of the thermistor body to reduce the resistance between the pair of electrodes.

In der Druckschrift US 5,324,986 ist ein Chipvaristor beschrieben, bei dem erste und zweite Innenelektroden, die jeweils mit Außenelektroden verbunden sind, in einem Sinterkörper eingebettet sind. Der Sinterkörper umfasst eine Mehrzahl an keramischen Hlableiterschichten. Weiterhin ist eine dritte Innenelektrode vorgesehen, die mit keinem der Außenelektroden elektrisch leitend verbunden ist.In the publication US 5,324,986 a chip varistor is described in which first and second internal electrodes, each connected to external electrodes, are embedded in a sintered body. The sintered body comprises a plurality of ceramic semiconductor layers. Furthermore, a third inner electrode is provided which is electrically connected to none of the outer electrodes.

In der Druckschrift DE 697 31 592 T2 ist ein Thermistorchip beschrieben, der Anschlusselektroden aufweist, die jeweils eine erste Metallschicht mit einer Dreischichtstruktur und eine zweite Metallschicht mit einer Dreischichtstruktur umfassen.In the publication DE 697 31 592 T2 a thermistor chip is described having terminal electrodes each comprising a first metal layer having a three-layer structure and a second metal layer having a three-layer structure.

Es ist eine zu lösende Aufgabe von bestimmten Ausführungsformen, eine Geometrie eines elektrischen Vielschichtbauelements, insbesondere eine Innen- und Außenelektrodenanordnung eines elektrischen Vielschichtbauelements, anzugeben, die im Vergleich zu bekannten Vielschichtbauelementen verbesserte Eigenschaften aufweist.It is a problem to be solved by certain embodiments to provide a geometry of an electrical multilayer component, in particular an inner and outer electrode arrangement of an electrical multilayer component, which has improved properties in comparison to known multilayer components.

Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Gegenstände gehen weiterhin aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen hervor.This object is solved by the subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments and further developments of the objects will become apparent from the following description and the drawings.

Die elektrischen Eigenschaften von Vielschichtbauelementen sind neben etlichen anderen Faktoren insbesondere auch von der geometrischen Anordnung der Innenelektroden abhängig. Die Dicke der funktionalen Schichten eines Vielschichtbauelements, wie zum Beispiel die Dicke der dielektrischen Schichten bei einem Vielschichtkondensator, kann üblicherweise produktionsbedingt nur sehr schlecht konstant gehalten werden. Die Dickenschwankungen der funktionalen Schichten wirken sich jedoch auf die elektrischen Werte des Vielschichtbauelements, wie zum Beispiel auf die Kapazität eines Vielschichtkondensators oder auf den Widerstand eines Vielschichtwiderstandsbauelements, also etwa eines PTC- oder NTC-Bauelements, aus. Um bei bekannten Herstellungsverfahren zu verhindern, dass die elektrischen Werte von Vielschichtbauelementen durch die produktionsbedingten Dickenschwankungen der funktionalen Schichten nicht zu sehr von einem vorgegebenen Sollwert abweichen, das heißt um entsprechend breite Toleranzbänder zu vermeiden, werden beispielsweise Folien, die später die funktionalen Schichten des fertigen Bauelements bilden, vorselektiert. Alternativ dazu erfolgt bei bekannten Herstellungsverfahren eine nachträgliche Selektion der fertigen Bauelemente, wobei Bauelemente, deren elektrische Eigenschaften zu sehr vom vorgegebenen Sollwerte abweichen, aussortiert werden. Des Weiteren lassen sich bei bekannten Herstellungsverfahren die elektrischen Werte eines Bauelements auch durch einen sogenannten Abgleich nachträglich anpassen, indem beispielsweise durch Wegschleifen oder Trimmen Teile des Vielschichtbauelements entfernt werden. Auch eine Kombination der genannten Möglichkeiten, die mit den produktionsbedingten Dickenschwankungen der funktionalen Schichten verbundenen Nachteile zu beseitigen oder zumindest zu vermindern, ist für bekannte Herstellungsverfahren üblich.The electrical properties of multilayer components are, in addition to several other factors in particular also dependent on the geometric arrangement of the internal electrodes. The thickness of the functional layers of a multilayer component, such as, for example, the thickness of the dielectric layers in a multilayer capacitor, can usually only be kept very poorly constant for production reasons. However, the variations in thickness of the functional layers affect the electrical values of the multilayer component, such as the capacitance of a multilayer capacitor or the resistance of a multilayer resistor component, such as a PTC or NTC device. In order to prevent in known manufacturing processes, that the electrical values of multilayer components by the production-related thickness variations of the functional layers do not deviate too much from a predetermined target value, that is, to avoid correspondingly wide tolerance bands, for example, films that later the functional layers of the finished device form, preselected. Alternatively, in known manufacturing processes, a subsequent selection of finished components, with components whose electrical properties differ too much from the specified setpoints, be sorted out. Furthermore, in the case of known production methods, the electrical values of a component can also be subsequently adjusted by a so-called adjustment, for example by removing parts of the multilayer component by path grinding or trimming. A combination of the abovementioned possibilities of eliminating or at least reducing the disadvantages associated with the production-related thickness fluctuations of the functional layers is also customary for known production methods.

Die Erfinder haben herausgefunden, dass die elektrischen Werte eines Vielschichtbauelements, wie beispielsweise der Widerstand und/oder die Kapazität eines Vielschichtbauelements, durch eine hier beschriebene Innenelektrodenanordnung weitestgehend unabhängig von Dickenschwankungen der funktionalen Schichten gemacht werden können.The inventors have found that the electrical values of a multilayer component, such as the resistance and / or the capacitance of a multilayer component, can be made largely independent of thickness variations of the functional layers by an internal electrode arrangement described here.

Nachfolgend wird zuerst eine Grundform eines Bauelements beschrieben. Das erfindungsgemäße Bauelement nach Anspruch 1 weist wenigstens zwei freie Innenelektroden auf. Das erfindungsgemäße Bauelement nach Anspruch 7 weist eine erste Innenelektrode, die mit einem ersten Außenkontakt elektrisch leitend verbunden ist, eine zweite Innenelektrode, die mit einem zweiten Außenkontakt elektrisch leitend verbunden ist, und eine freie Innenelektrode auf. Die erfindungsgemäßen Bauelemente lassen sich beispielsweise gedanklich durch eine mehrfache horizontale Anordnung bzw. Serienschaltung der Grundform bilden.Hereinafter, a basic form of a device will be described first. The device according to the invention according to claim 1 has at least two free internal electrodes. The device according to the invention according to claim 7, a first inner electrode, which is electrically conductively connected to a first outer contact, a second inner electrode, which is electrically conductively connected to a second outer contact, and a free inner electrode. The components according to the invention can be thoughtfully formed, for example, by a multiple horizontal arrangement or series connection of the basic form.

Gemäß einer Ausführungsform weist das elektrische Vielschichtbauelement einen Stapel mit funktionalen Schichten und wenigstens einer ersten und einer zweiten Innenelektrode auf. Die funktionalen Schichten können dielektrische Schichten oder elektrisch leitfähige Schichten sein, je nachdem, ob das elektrische Vielschichtbauelement als Kondensator, als Varistor oder als Thermistor ausgeführt ist. Durch ihre jeweiligen Eigenschaften bestimmen die funktionalen Schichten die Funktionsweise des Bauelements. Beispielsweise können die funktionalen Schichten Kunststoffschichten oder keramische Schichten sein.According to one embodiment, the multilayer electrical component has a stack with functional layers and at least one first and one second inner electrode. The functional layers may be dielectric layers or electrically conductive layers, depending on whether the multilayer electrical component is designed as a capacitor, as a varistor or as a thermistor. By their respective properties, the functional layers determine the operation of the device. For example, the functional layers may be plastic layers or ceramic layers.

Zur Herstellung des Vielschichtbauelements werden die funktionalen Schichten übereinander gestapelt, wodurch sich eine Stapelrichtung ergibt. Durch die Grenzflächen benachbarter funktionaler Schichten werden Schichtebenen des Vielschichtbauelements bestimmt, die entlang der Stapelrichtung der funktionalen Schichten übereinander angeordnet sind. Die Innenelektroden sind in solchen Schichtebenen angeordnet.To produce the multilayer component, the functional layers are stacked on top of each other, resulting in a stacking direction. Layer boundaries of the multilayer component, which are arranged one above the other along the stacking direction of the functional layers, are determined by the boundary surfaces of adjacent functional layers. The internal electrodes are arranged in such layer planes.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die erste Innenelektrode mit einem ersten Außenkontakt, der auf einer Seitenfläche des Stapels angeordnet ist, direkt elektrisch leitend verbunden. Die zweite Innenelektrode ist mit einem zweiten Außenkontakt, der ebenfalls auf einer Seitenfläche des Stapels angeordnet ist, direkt elektrisch leitend verbunden. Vorzugsweise sind die Außenkontakte, die zur Kontaktierung der Innenelektroden dienen, auf Seitenflächen des Stapels angeordnet. Beispielsweise können die Außenkontakte auf jeweils gegenüberliegenden Seitenflächen des Stapels oder auf verschiedenen Bereichen einer Seitenfläche des Stapels angeordnet sein. „Direkt elektrisch leitend verbunden” bedeutet hier und im Folgenden, dass eine Innenelektrode an einem Außenkontakt angrenzt und somit unmittelbar mit dem Außenkontakt verbunden ist. Ist der Außenkontakt an einer Seitenfläche des Stapels angeordnet, so erstreckt sich eine direkt mit dem Außenkontakt elektrisch leitend verbundene Innenelektrode bis zu dieser Seitenfläche.According to a further embodiment, the first inner electrode is directly electrically conductively connected to a first external contact, which is arranged on a side surface of the stack. The second inner electrode is directly electrically conductively connected to a second outer contact, which is also arranged on a side surface of the stack. Preferably, the external contacts, which serve for contacting the internal electrodes, are arranged on side surfaces of the stack. For example, the external contacts can be arranged on respectively opposite side surfaces of the stack or on different regions of a side surface of the stack. "Directly electrically connected" means here and below that an inner electrode adjacent to an external contact and thus is directly connected to the external contact. If the external contact is arranged on a side surface of the stack, then an internal electrode electrically conductively connected directly to the external contact extends up to this side surface.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weisen die erste und die zweite Innenelektrode eine gleiche Elektrodenlänge E auf. Dabei wird mit Elektrodenlänge E die laterale Ausdehnung der ersten beziehungsweise der zweiten Innenelektrode senkrecht zur Schichtstapelrichtung des Stapels in Richtung von der ersten zur zweiten Innenelektrode bezeichnet.According to a further embodiment, the first and the second inner electrode have a same electrode length E. In this case, electrode length E denotes the lateral extent of the first or the second inner electrode perpendicular to the layer stacking direction of the stack in the direction from the first to the second inner electrode.

Weiterhin weist die erste Innenelektrode zur zweiten Innenelektrode in Schichtstapelrichtung einen Abstand H auf. Das kann insbesondere bedeuten, dass die erste und die zweite Innenelektrode in zwei verschiedenen Schichtebenen senkrecht zur Schichtstapelrichtung des Stapels angeordnet sind, wobei die beiden Schichtebenen zueinander einen Abstand H aufweisen. Vorzugsweise kann zwischen der ersten und der zweiten Innenelektrode genau eine funktionale Schicht vorhanden sein, die die Dicke H aufweist, oder es können mehrere funktionale Schichten vorhanden sein, die eine Gesamtdicke H aufweisen. Weiterhin sind die erste und die zweite Innenelektrode direkt zueinander benachbart. Mit anderen Worten ist die funktionale Schicht oder die Mehrzahl der funktionalen Schichten, die zwischen der ersten und der zweiten Innenelektrode angeordnet ist und direkt an die erste und die zweite Innenelektrode grenzt, frei von weiteren Innenelektroden. Direkt zueinander benachbarte Innenelektroden werden in Folgenden auch als zueinander nächstliegend bezeichnet.Furthermore, the first inner electrode has a distance H from the second inner electrode in the layer stacking direction. This may mean in particular that the first and the second inner electrode are arranged in two different layer planes perpendicular to the layer stacking direction of the stack, wherein the two layer planes have a distance H to each other. Preferably, there may be exactly one functional layer having the thickness H between the first and second inner electrodes, or there may be a plurality of functional layers having a total thickness H. Furthermore, the first and second inner electrodes are directly adjacent to each other. In other words, the functional layer or the plurality of functional layers, which is arranged between the first and the second inner electrode and directly adjoins the first and the second inner electrode, is free of further inner electrodes. Internal electrodes which are directly adjacent to one another are also referred to below as being closest to each other.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Stapel in Richtung von der ersten zur zweiten Innenelektrode senkrecht zur Schichtstapelrichtung eine Stapellänge B auf. Mit Stapellänge B wird hier die räumliche Ausdehnung des Stapels senkrecht zur Schichtstapelrichtung des Stapels und in Richtung von der ersten zur zweiten Innenelektrode bezeichnet, wobei die Stapellänge B vorzugsweise durch zwei gegenüberliegende Seitenflächen des Stapels begrenzt wird.According to another embodiment, the stack in Direction from the first to the second inner electrode perpendicular to the stacking direction, a staple length B on. Staple length B is here the spatial extent of the stack perpendicular to the stacking direction of the stack and in the direction from the first to the second inner electrode, wherein the staple length B is preferably limited by two opposite side surfaces of the stack.

Der Abstand H, die Stapellänge B und die Elektrodenlänge E definieren ein Aspektverhältnis a = H / B und eine relative Elektrodenlänge l = E / B . Dabei wird das Aspektverhältnis a von einem minimalen Aspektverhältnis a_min und einem maximalen Aspektverhältnis a_max begrenzt, also a_min ≤ a ≤ a_max, wobei a_min = 20·e^–11·l und a_max = 150·e^–9·l ist.The distance H, the staple length B and the electrode length E define an aspect ratio a = H / B and a relative electrode length l = E / B , In this case, the aspect ratio a is limited by a minimum aspect ratio a _min and a maximum aspect ratio a _max , ie a _min ≦ a ≦ a _max , where a _min = 20 · e ^{-11 · l} and a _max = 150 · e ^{-9 · l} is.

Man hat herausgefunden, dass der Widerstand und/oder die Kapazität eines Vielschichtbauelements, bei dem das oben definierte Aspektverhältnis a zwischen dem minimalen Aspektverhältnis a_min = 20·e^–11·l und dem maximalen Aspektverhältnis a_max = 150·e^–9·l liegt, mit Vorteil weitestgehend unabhängig von Dickenschwankungen der funktionalen Schichten ist. Dieser Vorteil kann insbesondere durch eine geeignete Wahl der Parameter H, B und E des Vielschichtbauelements erreicht werden.It has been found that the resistance and / or the capacitance of a multilayer component in which the above-defined aspect ratio a is between the minimum aspect ratio a _min = 20 * e ^{-11 * l} and the maximum aspect ratio a _max = 150 * e ^{-9 * l} is, with advantage largely independent of thickness variations of the functional layers. This advantage can be achieved in particular by a suitable choice of the parameters H, B and E of the multilayer component.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die erste Innenelektrode überlappungsfrei von der zweiten Innenelektrode angeordnet. Die erste Innenelektrode weist also keinen Teilbereich auf, der bei einer gedanklichen Projektion in Schichtstapelrichtung einen Teilbereich der zweiten Innenelektrode überdeckt.According to a further embodiment, the first inner electrode is arranged without overlapping of the second inner electrode. Thus, the first inner electrode has no subregion which, in the case of an intellectual projection in the layer stacking direction, covers a subregion of the second inner electrode.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform überlappt die erste Innenelektrode teilweise mit der zweiten Innenelektrode. Mit anderen Worten weist die erste Innenelektrode mindestens einen Teilbereich auf, der bei einer gedanklichen Projektion in Schichtstapelrichtung mit zumindest einem Teilbereich der zweiten Innenelektrode zur Deckung gebracht werden kann.According to a further embodiment, the first inner electrode partially overlaps with the second inner electrode. In other words, the first inner electrode has at least one partial region, which can be brought into coincidence with at least one partial region of the second inner electrode in the case of a mental projection in the layer stacking direction.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Vielschichtbauelement zumindest eine weitere erste und/oder zweite Innenelektrode auf. Die zumindest eine weitere erste und/oder zweite Innenelektrode weist dabei die Elektrodenlänge E auf. Mit Elektrodenlänge E wird dabei wiederum die räumliche Ausdehnung einer Innenelektrode in Richtung von der ersten zur zweiten Innenelektrode senkrecht zur Schichtstapelrichtung bezeichnet. Des Weiteren sind die ersten und zweiten Innenelektroden des Bauelements in Schichtstapelrichtung abwechselnd angeordnet. Jede Innenelektrode weist jeweils zu einer in Schichtstapelrichtung nächstliegenden Innenelektrode einen Abstand H in Schichtstapelrichtung auf. Insbesondere weist jede erste Innenelektrode zu jeder ihr direkt benachbarten zweiten Innenelektrode, ebenso wie jede zweite Innenelektrode zu jeder ihr direkt benachbarten ersten Innenelektrode, einen Abstand H in Schichtstapelrichtung auf.According to a further embodiment, the multilayer component has at least one further first and / or second inner electrode. The at least one further first and / or second inner electrode has the electrode length E. With electrode length E, the spatial extent of an inner electrode in the direction from the first to the second inner electrode perpendicular to the layer stacking direction is again referred to. Furthermore, the first and second internal electrodes of the device are alternately arranged in the layer stacking direction. Each inner electrode has in each case a distance H in the layer stacking direction in relation to an inner electrode which is closest in the layer stacking direction. In particular, each first inner electrode has a distance H in the layer stacking direction from each of its directly adjacent second inner electrodes, as well as every second inner electrode to each of its directly adjacent first inner electrodes.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind alle Innenelektroden des Bauelements in verschiedenen funktionalen Schichten angeordnet. Das kann insbesondere bedeuten, dass der Stapel keine Schichtebene senkrecht zur Schichtstapelrichtung aufweist, in der zwei oder mehr Innenelektroden angeordnet sind.According to a further embodiment, all internal electrodes of the component are arranged in different functional layers. This may mean, in particular, that the stack has no layer plane perpendicular to the layer stacking direction, in which two or more internal electrodes are arranged.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weisen alle Innenelektroden des Vielschichtbauelements eine gleiche Elektrodenbreite auf. Dabei wird mit Elektrodenbreite die laterale Ausdehnung der Innenelektroden senkrecht zur Elektrodenlänge E bezeichnet. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weisen alle Innenelektroden eine gleiche Elektrodenfläche auf.According to a further embodiment, all internal electrodes of the multilayer component have a same electrode width. In this case, the lateral extent of the internal electrodes perpendicular to the electrode length E is denoted by electrode width. According to a further embodiment, all inner electrodes have a same electrode surface.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Vielschichtbauelement einen Stapel mit funktionalen Schichten und wenigstens zwei freien Innenelektroden sowie einem ersten und einem zweiten Außenkontakt auf. Die freien Innenelektroden sind weder mit dem ersten noch mit dem zweiten Außenkontakt, die auf Seitenflächen des Stapels angeordnet sind, direkt elektrisch leitend verbunden. Die freien Innenelektroden erstrecken sich somit nicht bis zu den Außenkontakten hin sondern sind entlang ihrer Erstreckungsebene benachbart zu den Außenkontakten im Inneren des Stapels angeordnet. Jede freie Innenelektrode des Vielschichtbauelements weist eine gleiche Elektrodenlänge 2E auf.In accordance with a further embodiment, the multilayer component has a stack with functional layers and at least two free internal electrodes as well as a first and a second external contact. The free internal electrodes are not directly electrically conductively connected to either the first or the second external contact, which are arranged on side surfaces of the stack. The free internal electrodes thus do not extend as far as the external contacts, but are arranged along their plane of extent adjacent to the external contacts in the interior of the stack. Each free inner electrode of the multilayer component has a same electrode length 2E on.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist jede freie Innenelektrode zu jeder in Schichtstapelrichtung nächstliegenden freien Innenelektrode einen Abstand H in Schichtstapelrichtung auf.According to a further embodiment, each free inner electrode has a distance H in the layer stacking direction for each free inner electrode closest in the layer stacking direction.

Des Weiteren weist jede freie Innenelektrode einen Mittelpunkt auf. Der Mittelpunkt einer freien Innenelektrode liegt dabei in der Schichtebene der Innenelektrode und bei einer gedanklichen Spiegelung am Mittelpunkt würde die Innenelektrode in sich selbst überführt. Weiterhin könnte jede freie Innenelektrode mittels einer Linie gedanklich in zwei gleich große Teile gleicher Fläche und gleicher Länge E geteilt werden, wobei diese Linie durch den Mittelpunkt der freien Innenelektrode verlaufen würde.Furthermore, each free inner electrode has a center. The center of a free inner electrode lies in the layer plane of the inner electrode and in a mental reflection at the center, the inner electrode would be converted into itself. Furthermore, each free inner electrode could be mentally divided into two equal parts of equal area and length E by means of a line, this line passing through the center of the free inner electrode.

Gemäß einer Ausführungsform beträgt der Abstand der jeweiligen Mittelpunkte zweier direkt in Schichtstapelrichtung benachbarter freier Innenelektroden senkrecht zur Schichtstapelrichtung B'.According to one embodiment, the distance between the respective center points of two free internal electrodes adjacent directly in the layer stacking direction is perpendicular to the layer stacking direction B '.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform definieren der Abstand H, der Abstand B' und die Elektrodenlänge E ein Aspektverhältnis a = H / B' und eine relative Elektrodenlänge l = E / B' , wobei das Aspektverhältnis a zwischen einem minimalen Aspektverhältnis a_min und einem maximalen Aspektverhältnis a_max liegt, also a_min ≤ a ≤ a_max gilt, wobei a_min = 20·e^–11·l und a_max = 150·e^–9·l ist.According to another embodiment, the distance H, the distance B 'and the electrode length E define an aspect ratio a = H / B ' and a relative electrode length l = E / B ' , wherein the aspect ratio a between a minimum aspect ratio a _min and a maximum aspect ratio a _max a _min ≤ a ≤ a _max , where a _min = 20 · e ^{-11 · l} and a _max = 150 · e ^{-9 · l} .

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das elektrische Vielschichtbauelement mindestens eine weitere Innenelektrode auf, die mit dem ersten oder mit dem zweiten Außenkontakt direkt elektrisch leitend verbunden ist. Vorzugsweise weist dabei die weitere Innenelektrode zu jeder in Schichtstapelrichtung nächstliegenden freien Innenelektrode einen Abstand H in Schichtstapelrichtung auf.According to a further embodiment, the multilayer electrical component has at least one further inner electrode, which is directly electrically conductively connected to the first or the second external contact. In this case, the further inner electrode preferably has a distance H in the layer stacking direction for each free inner electrode closest in the layer stacking direction.

Gemäß einer Ausführungsform weist das elektrische Vielschichtbauelement zwei weitere Innenelektroden auf, wobei eine der zwei weiteren Innenelektroden mit dem ersten Außenkontakt direkt elektrisch leitend verbunden ist und die andere der zwei weiteren Innenelektroden mit dem zweiten Außenkontakt direkt elektrisch leitend verbunden ist.According to one embodiment, the electrical multilayer component has two further internal electrodes, wherein one of the two further internal electrodes is directly electrically conductively connected to the first external contact and the other of the two further internal electrodes is directly electrically conductively connected to the second external contact.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist jede weitere Innenelektrode eine Länge F in Richtung der Elektrodenlänge E senkrecht zur Schichtstapelrichtung auf. Vorzugsweise ist dabei F ≥ E.According to a further embodiment, each further inner electrode has a length F in the direction of the electrode length E perpendicular to the layer stacking direction. Preferably, F ≥ E.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das elektrische Vielschichtbauelement einen Stapel mit funktionalen Schichten und einer ersten Innenelektrode, die mit einem ersten Außenkontakt auf eine Seitenfläche des Stapels direkt elektrisch leitend verbunden ist, einer zweiten Innenelektrode, die mit einem zweiten Außenkontakt auf einer Seitenfläche des Stapels direkt elektrisch leitend verbunden ist, und einer freien Innenelektrode, die weder mit dem ersten noch mit dem zweiten Außenkontakt direkt elektrisch leitend verbunden sind, auf.According to a further embodiment, the multilayer electrical component has a stack with functional layers and a first inner electrode which is directly electrically conductively connected to a first outer contact on one side surface of the stack, a second inner electrode which directly electrically connects to a second outer contact on a side surface of the stack is conductively connected, and a free inner electrode, which are connected directly to the first and the second external contact directly electrically conductive on.

Gemäß einer Ausführungsform weisen die erste Innenelektrode und die zweite Innenelektrode jeweils eine Elektrodenlänge E auf. Vorzugsweise weist die freie Innenelektrode eine Elektrodenlänge 2E auf.According to one embodiment, the first inner electrode and the second inner electrode each have an electrode length E. Preferably, the free inner electrode has an electrode length 2E on.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die freie Innenelektrode sowohl zur ersten als auch zur zweiten Innenelektrode einen Abstand H in Schichtstapelrichtung auf. Beispielsweise können die erste und die zweite Innenelektrode auf derselben funktionalen Schicht des Stapels aufgebracht und somit in derselben Ebene beziehungsweise Schichtebene angeordnet sein. Alternativ dazu können die erste und die zweite Innenelektrode aber auch in verschiedenen Ebenen angeordnet sein, die jeweils zur freien Innenelektrode einen Abstand H in Schichtstapelrichtung aufweisen. Die freie Innenelektrode kann im Stapel mittig angeordnet sein, das heißt, sie weist zu gegenüberliegenden Seitenflächen des Stapels jeweils einen gleichen Abstand auf.According to a further embodiment, the free inner electrode has a distance H in the layer stacking direction both to the first and to the second inner electrode. By way of example, the first and the second inner electrodes can be applied to the same functional layer of the stack and thus be arranged in the same plane or layer plane. Alternatively, however, the first and the second inner electrode can also be arranged in different planes, which in each case have a distance H in the layer stacking direction relative to the free inner electrode. The free inner electrode can be arranged centrally in the stack, that is, it has in each case an equal distance to opposite side surfaces of the stack.

Des Weiteren weist die freie Innenelektrode einen Mittelpunkt auf, wobei der Abstand des Mittelpunktes der freien Innenelektrode senkrecht zur Schichtstapelrichtung zu Seitenflächen des Stapels, an der die Außenkontakte die erste und die zweite Innenelektrode kontaktieren, jeweils B'' beträgt.Furthermore, the free inner electrode has a center, wherein the distance between the center of the free inner electrode perpendicular to the layer stacking direction to side surfaces of the stack at which the outer contacts contact the first and the second inner electrode, respectively B ''.

Durch den Abstand H, den Abstand B'' und die Elektrodenlänge E wird ein Aspektverhältnis a = H / B'' und eine relative Elektrodenlänge l = E / B'' definiert, wobei das Aspektverhältnis a zwischen einem minimalen Aspektverhältnis a_min einem maximalen Aspektverhältnis a_max liegt, also a_min ≤ a ≤ a_max ist mit a_min = 20·e^–11·l und a_max = 150·e^–9·l.By the distance H, the distance B '' and the electrode length E is an aspect ratio a = H / B '' and a relative electrode length l = E / B '' wherein the aspect ratio a is between a minimum aspect ratio a _{min and} a maximum aspect ratio a _max , ie a _min ≤ a ≤ a _max with a _min = 20 · e ^{-11 · l} and a _max = 150 · e ^{-9 · l} ,

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das elektrische Vielschichtbauelement einen Widerstand und/oder eine Kapazität auf, die im Wesentlichen unempfindlich gegenüber Dickenschwankungen der funktionalen Schichten sind. Durch die hier beschriebene Innenelektrodenanordnungen können negative Auswirkungen fertigungsbedingter Schichtdickenschwankungen der funktionalen Schichten reduziert werden können. So kann, im Vergleich zu bekannten Bauelementen, bei den hier beschriebenen Bauelementen auch bei Dickenschwankungen der funktionalen Schichten von Bauelement zu Bauelement ein im Wesentlichen gleicher vorgegebener Sollwiderstand und/oder eine vorgegebene Kapazität bei diesen Bauelementen erreicht werden.According to a further embodiment, the multilayer electrical component has a resistance and / or a capacitance which are substantially insensitive to thickness variations of the functional layers. By means of the internal electrode arrangements described here, negative effects of manufacturing-related layer thickness fluctuations of the functional layers can be reduced. Thus, in comparison with known components, in the case of the components described here, even with variations in thickness of the functional layers from component to component, a substantially identical predetermined setpoint resistance and / or a predetermined capacitance can be achieved with these components.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das elektrische Vielschichtbauelement achsensymmetrisch aufgebaut. Beispielsweise kann das Vielschichtbauelement achsensymmetrisch zu einer oder mehreren Raumachsen sein. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das elektrische Vielschichtbauelement punktsymmetrisch aufgebaut. Vorzugsweise ist das Bauelement punktsymmetrisch bezüglich eines Mittelpunktes des Bauelements, der jeweils zu gegenüberliegenden Seitenflächen des Bauelements einen gleichen Abstand aufweist.According to a further embodiment, the electrical multilayer component is constructed axially symmetrical. For example, the multilayer component may be axisymmetric to one or more spatial axes. According to a further embodiment, the electrical multilayer component is constructed point-symmetrically. Preferably, the device is point-symmetrical with respect to a center of the device, which has in each case an equal distance to opposite side surfaces of the device.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das elektrische Vielschichtbauelement als Thermistorbauelement ausgeführt. Dabei kann es sich beispielsweise um einen NTC-Thermistor oder um einen PTC-Thermistor handeln.According to a further embodiment, the electrical multilayer component is designed as a thermistor device. This may be, for example, an NTC thermistor or a PTC thermistor.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das elektrische Vielschichtbauelement als Varistor ausgeführt.According to a further embodiment, the electrical multilayer component is designed as a varistor.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das elektrische Vielschichtbauelement als Kondensator ausgeführt.According to a further embodiment, the electrical multilayer component is designed as a capacitor.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen des elektrischen Vielschichtbauelements ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den 1 bis 8 beschriebenen Ausführungsformen.Further advantages and advantageous embodiments of the electrical multilayer component will become apparent from the following in Connection with the 1 to 8th described embodiments.

Es zeigenShow it

1 bis 5 Querschnitte verschiedener Ausführungsformen von hier beschriebenen Vielschichtbauelementen, 1 to 5 Cross sections of various embodiments of multilayer devices described herein,

6 ein Diagramm, das den Widerstand hier beschriebener Bauelemente in Abhängigkeit des Aspektverhältnisses darstellt, 6 a diagram showing the resistance of components described here as a function of the aspect ratio,

7 ein Diagramm, das das Aspektverhältnis a in Abhängigkeit der relativen Elektrodenlänge l darstellt. 7 a diagram illustrating the aspect ratio a as a function of the relative electrode length l.

8 ein Diagramm, das den Widerstand beziehungsweise die Kapazität eines Vielschichtbauelements in Abhängigkeit der Dicke der funktionalen Schichten darstellt. 8th a diagram illustrating the resistance or the capacity of a multilayer component as a function of the thickness of the functional layers.

In den Ausführungsbeispielen und Figuren können gleiche oder gleich wirkende Bestandteile jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen sein. Die dargestellten Elemente und deren Größenverhältnisse untereinander sind grundsätzlich nicht als maßstabsgerecht anzusehen, vielmehr können einzelne Elemente, wie zum Beispiel Schichten, Bauteile und Bereiche zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben dick oder groß dimensioniert dargestellt sein.In the exemplary embodiments and figures, identical or identically acting components may each be provided with the same reference numerals. The illustrated elements and their proportions with each other are basically not to be considered as true to scale, but individual elements, such as layers, components and areas for better representability and / or for better understanding can be shown exaggerated thick or large.

1 zeigt einen Querschnitt eines elektrischen Vielschichtbauelements 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel, das einen Stapel 8 mit funktionalen Schichten 2, die in einer Stapelrichtung S aufeinander angeordnet sind, aufweist. Des Weiteren weist das Vielschichtbauelement 1 eine erste Innenelektroden 5 und eine zweite Innenelektrode 6 auf, die in Schichtebenen des Vielschichtbauelements 1 angeordnet sind, wobei die Schichtebenen durch die Grenzflächen von zueinander benachbarten funktionalen Schichten 2 bestimmt sind. Beispielsweise durch Versintern wird ein wie in 1 gezeigter monolithischer Körper gebildet, in dem die funktionalen Schichten 2 und die Innenelektroden 5, 6 miteinander verbunden sind, so dass Grenzflächen zwischen direkt aneinander angrenzenden funktionalen Schichten 2 nicht mehr erkennbar sind. 1 shows a cross section of a multilayer electrical component 1 according to an embodiment, a stack 8th with functional layers 2 , which are arranged one above the other in a stacking direction S. Furthermore, the multilayer component has 1 a first internal electrodes 5 and a second inner electrode 6 on, in layer planes of the multilayer component 1 are arranged, wherein the layer planes through the interfaces of adjacent functional layers 2 are determined. For example, by sintering becomes like in 1 shown monolithic body in which the functional layers 2 and the internal electrodes 5 . 6 interconnected so that interfaces between directly adjacent functional layers 2 are no longer recognizable.

Auf zwei Seitenflächen 91, 92 des Stapels 8 sind zwei Außenkontakte 3, 4 angeordnet. Die Seitenflächen 91, 92 sind, wie in 1 gezeigt, gegenüberliegende Seitenflächen. Alternativ dazu können die Seitenflächen beispielsweise auch aneinander angrenzende Seitenflächen des Stapels 8 sein. Die Außenkontakte 3, 4 bedecken im gezeigten Ausführungsbeispiel jeweils eine gesamte Seitenfläche 91, 92 des Stapels 8. Alternativ dazu können die Außenkontakte 3, 4 auch Teilbereiche der Seitenflächen des Stapels 8 bedecken oder als kappenförmige Außenkontakte ausgeführt sein, welche kantenübergreifend auf mehreren Seitenflächen des Stapels 8 angeordnet sind. Derartige kappenförmige Außenkontakte sind beispielsweise durch Eintauchen des Stapels 8 in eine leitfähige Paste herstellbar.On two side surfaces 91 . 92 of the pile 8th are two external contacts 3 . 4 arranged. The side surfaces 91 . 92 are, as in 1 shown, opposite side surfaces. Alternatively, the side surfaces may, for example, also adjacent side surfaces of the stack 8th be. The external contacts 3 . 4 cover in the embodiment shown in each case an entire side surface 91 . 92 of the pile 8th , Alternatively, the external contacts 3 . 4 also partial areas of the side surfaces of the stack 8th Cover or be designed as a cap-shaped external contacts which edge over several side surfaces of the stack 8th are arranged. Such cap-shaped external contacts are, for example, by dipping the stack 8th can be produced in a conductive paste.

Des Weiteren weist das Vielschichtbauelement 1 eine erste Innenelektrode 5, die mit dem ersten Außenkontakt 3 direkt elektrisch leitend verbunden ist, und eine zweite Innenelektrode 6, die mit dem zweiten Außenkontakt 4 direkt elektrisch leitend verbunden, auf. Die erste und die zweite Innenelektrode 5, 6 weisen beide eine gleiche Elektrodenlänge E auf. Weiterhin weist die erste Innenelektrode 5 zur zweiten Innenelektrode 6 in Schichtstapelrichtung einen Abstand H auf. Die erste Innenelektrode 5 und die zweite Innenelektrode 6 sind direkt zueinander benachbart. Dies bedeutet insbesondere, dass die funktionale Schicht 2 oder alternativ auch die Mehrzahl von funktionalen Schichten 2, die zwischen der ersten und zweiten Innenelektrode 5, 6 angeordnet ist, und in direktem Kontakt mit der ersten und zweiten Innenelektrode 5, 6 ist, frei von weiteren Innenelektroden ist. Der Stapel 8 weist in Richtung von der ersten zur zweiten Innenelektrode senkrecht zur Schichtstapelrichtung eine Stapellänge B auf.Furthermore, the multilayer component has 1 a first inner electrode 5 that with the first external contact 3 directly electrically connected, and a second inner electrode 6 that with the second external contact 4 directly electrically connected, on. The first and second inner electrodes 5 . 6 both have an equal electrode length E. Furthermore, the first inner electrode 5 to the second inner electrode 6 in layer stacking direction a distance H. The first inner electrode 5 and the second inner electrode 6 are directly adjacent to each other. This means in particular that the functional layer 2 or alternatively, the plurality of functional layers 2 between the first and second inner electrodes 5 . 6 is arranged, and in direct contact with the first and second inner electrode 5 . 6 is, free of other internal electrodes. The stack 8th has a staple length B in the direction from the first to the second inner electrode perpendicular to the layer stacking direction.

Der Abstand H, die Stapellänge B und die Elektrodenlänge E definieren ein Aspektverhältnis a = H / B und eine relative Elektrodenlänge l = E / B , wobei a_min ≤ a ≤ a_max gilt mit a_min = 20·e^–11·l und a_max = 150·e^–9·l.The distance H, the staple length B and the electrode length E define an aspect ratio a = H / B and a relative electrode length l = E / B , where a _min ≤ a ≤ a _max with a _min = 20 · e ^{-11 · l} and a _max = 150 · e ^{-9 · l} .

In 8 ist ein Diagramm dargestellt, welches qualitativ den elektrischen Leitwert l/R beziehungsweise die Kapazität C eines solchen Vielschichtbauelements in Abhängigkeit der Schichtdicke d der funktionalen Schichten zeigt. Dabei entspricht die Kurve A dem typischen Leitwert- beziehungsweise Kapazitätsverlauf bei bekannten Vielschichtbauelementen, deren Innenelektroden im sogenannten „Gap-Design” 501 angeordnet sind, das heißt, deren Innenelektroden überlappungsfrei und mit einer Lücke, also einem Gap, angeordnet sind. Bei einem derartigen „Gap-Design” bildet sich ein elektrisches Feld oder ein Stromfluss im Wesentlichen parallel zu den Innenelektroden aus und die Kapazität oder der Widerstand solcher Bauelemente steigt in etwa proportional zur Schichtdicke an.In 8th a diagram is shown which qualitatively shows the electrical conductance l / R or the capacitance C of such a multilayer component as a function of the layer thickness d of the functional layers. In this case, the curve A corresponds to the typical conductance or capacitance profile in known multilayer components whose internal electrodes are in the so-called gap design. 501 are arranged, that is, whose inner electrodes are arranged without overlap and with a gap, so a Gap. In such a gap design, an electric field or current flow is formed substantially parallel to the internal electrodes, and the capacitance or resistance of such devices increases approximately in proportion to the layer thickness.

Die Kurve B zeigt den typischen Leitwert- beziehungsweise Kapazitätsverlauf von bekannten Vielschichtbauelementen, deren Innenelektroden in einem sogenannten „Überlappdesign” 502 oder „T-Design” 503 angeordnet sind. Beim Überlappdesign überlappen jeweils in Schichtstapelrichtung abwechselnd angeordnete Innenelektroden. Ein elektrisches Feld oder ein Stromfluss bildet sich beim Überlappdesign im Wesentlichen in Stapelrichtung, also senkrecht zu den Innenelektroden, aus. Das T-Design stellt im Wesentlichen eine Serienschaltung von zwei Überlappdesigns dar. Die Kapazität oder der Leitwert solcher Bauelemente nimmt in etwa indirekt proportional mit zunehmender Schichtdicke ab.Curve B shows the typical conductance or capacitance curve of known multilayer components whose internal electrodes are in a so-called "overlap design". 502 or "T-Design" 503 are arranged. In the overlap design, alternating inner electrodes alternately overlap in the layer stacking direction. An electric field or current flow forms in the overlapping design substantially in the stacking direction, ie perpendicular to the internal electrodes, off. The T design essentially represents a series connection of two overlap designs. The capacitance or the conductance of such components decreases approximately indirectly proportionally with increasing layer thickness.

Bei den bekannten Bauelement-Designs wirken sich Schichtdickenvariationen also direkt auf die elektrischen Werte aus, wodurch prozessbedingte Schichtdickenschwankungen zu Bauelementen mit unterschiedlichen elektrischen Werten führen.In the case of the known component designs, layer thickness variations thus have a direct effect on the electrical values, as a result of which process-related layer thickness fluctuations lead to components with different electrical values.

Bei den hier beschriebenen Vielschichtbauelementen kann eine Überlagerung der vorgenannten Effekte der bekannten Bauelemente erreicht werden, wie in 8 anhand der Kurve Z gezeigt ist. Durch die besondere Innenelektrodenanordnung überlagern sich die im Zusammenhang mit den Kurven A und B beschriebenen jeweiligen Abhängigkeiten der elektrischen Werte von der Schichtdicke der funktionalen Schichten. Es ist gut zu erkennen, dass die Kurve Z in einem Bereich, der durch die zwei gestrichelten vertikalen Linien 98, 99 kenntlich gemacht ist, einen annähernd ebenen Verlauf aufweist. Dies bedeutet, dass der Widerstand beziehungsweise die Kapazität der hier beschriebenen Vielschichtbauelemente in diesem Bereich nahezu unabhängig von produktionsbedingten Dickenschwankungen der funktionalen Schichten ist, was insbesondere in Bezug auf den oben angegebenen Bereich für das Aspektverhältnis a gilt.In the case of the multilayer components described here, a superimposition of the aforementioned effects of the known components can be achieved, as in 8th is shown by the curve Z. Due to the special internal electrode arrangement, the respective dependencies of the electrical values described in connection with the curves A and B are superimposed on the layer thickness of the functional layers. It is good to see that the curve Z is in an area passing through the two dashed vertical lines 98 . 99 indicated, has a nearly flat course. This means that the resistance or the capacitance of the multilayer components described here in this area is almost independent of production-related thickness fluctuations of the functional layers, which applies in particular with respect to the above-mentioned range for the aspect ratio a.

6 zeigt ein Diagramm, in dem der Widerstand R eines Bauelements für verschiedene relative Elektrodenlängen l in Abhängigkeit des Aspektverhältnisses a dargestellt ist. Die verschiedenen Widerstandskurven weisen jeweils einen mehr oder weniger breiten flachen Bereich auf. In diesem Bereich ist das Bauelement relativ unempfindlich gegenüber Dickenschwankungen der funktionalen Schichten, das heißt in diesem Bereich ändert sich der Widerstand des Bauelements bei variierender Dicke der funktionalen Schichten nur wenig. 6 shows a diagram in which the resistance R of a device for different relative electrode lengths l is shown as a function of the aspect ratio a. The various resistance curves each have a more or less wide flat area. In this area, the device is relatively insensitive to variations in thickness of the functional layers, that is, in this area, the resistance of the device changes only slightly with varying thickness of the functional layers.

In 7 ist die Breite dieses Bereichs dargestellt, wobei das Aspektverhältnis a in Abhängigkeit der relativen Elektrodenlänge l dargestellt ist. Mathematisch können die Kurven durch die oben angegebenen Beziehungen a_min = 20·e^–11·l und a_max = 150·e^–9·l beschrieben werden.In 7 the width of this range is shown, wherein the aspect ratio a is shown as a function of the relative electrode length l. Mathematically, the curves can be described by the above relationships a _min = 20 * e- ^{11 * l} and a _max = 150 * e ^{-9 * l} .

Das in 1 dargestellte Vielschichtbauelement 1 zeigt das hier beschriebene Vielschichtbauelement in seiner einfachsten Form, sozusagen als eine Art Grundelement. Alle weiteren, im Folgenden gezeigten Bauelemente bauen auf dieser einfachsten Form auf und werden durch eine Anordnung von Grundelementen gebildet.This in 1 illustrated multilayer component 1 shows the multilayer component described here in its simplest form, so to speak, as a kind of basic element. All other components shown below build on this simplest form and are formed by an array of basic elements.

2 zeigt einen Querschnitt eines Vielschichtbauelements 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, bei dem im Vergleich zu dem in 1 dargestellten Vielschichtbauelement weitere erste und zweite Innenelektroden 5, 6 vorhanden sind. Das Vielschichtbauelement 1 weist also eine Mehrzahl von ersten Innenelektroden 5 und eine Mehrzahl an zweiten Innenelektroden 6 auf. Die ersten und zweiten Innenelektroden 5, 6 weisen alle eine gleiche Elektrodenlänge E auf. Alle ersten Innenelektroden sind in Schichtstapelrichtung deckungsgleich übereinander angeordnet, d. h. sie weisen in Schichtebene zueinander keinen Versatz auf. Ebenso sind alle zweiten Innenelektroden deckungsgleich übereinander angeordnet. 2 shows a cross section of a multilayer component 1 according to a further embodiment, in which compared to the in 1 shown multilayer component further first and second internal electrodes 5 . 6 available. The multilayer component 1 thus has a plurality of first internal electrodes 5 and a plurality of second internal electrodes 6 on. The first and second internal electrodes 5 . 6 all have the same electrode length E. All first internal electrodes are arranged congruently one above the other in the layer stacking direction, ie they have no offset to one another in the layer plane. Likewise, all second internal electrodes are arranged congruently one above the other.

Weiterhin weist jede Innenelektrode jeweils zu einer in Schichtstapelrichtung S nächstliegenden Innenelektrode einen Abstand H in Schichtstapelrichtung S auf. In 2 sind die ersten in Innenelektroden 5 überlappungsfrei von den zweiten Innenelektroden 6 angeordnet. Alternativ können die ersten Innenelektroden auch mit den zweiten Innenelektroden überlappen.Furthermore, each inner electrode has a spacing H in the layer stacking direction S relative to an inner electrode which is closest to the layer stacking direction S. In 2 are the first in internal electrodes 5 without overlapping of the second internal electrodes 6 arranged. Alternatively, the first internal electrodes may also overlap with the second internal electrodes.

Die ersten und zweiten Innenelektroden 5, 6 sind alle in verschiedenen Schichten 2 des Stapels 8 angeordnet. Des Weiteren weisen alle ersten und alle zweiten Innenelektroden 5, 6 eine gleiche Elektrodenbreite auf. Insbesondere weisen alle Innenelektroden eine gleiche Fläche auf. Das in 2 dargestellte Vielschichtbauelement wird durch eine mehrfache Anordnung beziehungsweise Wiederholung des Bauelements aus 1 in vertikaler Richtung, das heißt in Schichtstapelrichtung S, gebildet.The first and second internal electrodes 5 . 6 are all in different layers 2 of the pile 8th arranged. Furthermore, all first and second internal electrodes have 5 . 6 a same electrode width. In particular, all internal electrodes have an equal area. This in 2 shown multilayer component is characterized by a multiple arrangement or repetition of the device 1 in the vertical direction, that is in the layer stacking direction S formed.

3 zeigt einen Querschnitt eines elektrischen Vielschichtbauelements 1 mit einer ersten Innenelektrode 5, die mit einem ersten Außenkontakt 3 direkt elektrisch leitend verbunden ist und mit einer zweiten Innenelektrode 6, die mit einem zweiten Außenkontakt 4 direkt elektrisch leitend verbunden ist. Weiterhin weist das elektrische Vielschichtbauelement 1 eine freie Innenelektrode 7 auf, die weder mit dem ersten Außenkontakt 3 noch mit dem zweiten Außenkontakt 4 direkt elektrisch leitend verbunden ist. Die freie Innenelektrode 7 weist eine Länge 2E auf. Die erste und die zweite Innenelektrode 5, 6 weisen jeweils eine Elektrodenlänge E auf. Die erste Innenelektrode 5 und die zweite Innenelektrode 6 sind in einer gleichen Schicht des Stapels 8 angeordnet. 3 shows a cross section of a multilayer electrical component 1 with a first inner electrode 5 that with a first external contact 3 is electrically connected directly and with a second inner electrode 6 that with a second external contact 4 is electrically connected directly. Furthermore, the electrical multilayer component 1 a free inner electrode 7 on, with neither the first external contact 3 still with the second external contact 4 is electrically connected directly. The free inner electrode 7 has a length 2E on. The first and second inner electrodes 5 . 6 each have an electrode length E. The first inner electrode 5 and the second inner electrode 6 are in a same layer of the stack 8th arranged.

Die freie Innenelektrode 7 weist sowohl zur ersten Innenelektrode 5 als auch zur zweiten Innenelektrode 6 in Schichtstapelrichtung S einen Abstand H auf. Der Abstand des Mittelpunktes M der freien Innenelektrode 7 zur Seitenfläche 91 des Stapels 8, an der der erste Außenkontakt 3 die erste Innenelektrode 5 direkt kontaktiert, und zur Seitenfläche 92 des Stapels 8, an der der zweite Außenkontakt 4 die zweite Innenelektrode 6 direkt kontaktiert, beträgt jeweils B''. Dabei definieren der Abstand H, der Abstand B'' und die Elektrodenlänge E ein Aspektverhältnis a = H / B'' und eine relative Elektrodenlänge l = E / B'' , wobei wiederum a_min ≤ a ≤ a_max gilt mit a_min = 20·e^–11·l und a_max = 150·e^–9·l.The free inner electrode 7 points to both the first inner electrode 5 as well as to the second inner electrode 6 in layer stacking direction S on a distance H. The distance of the center M of the free inner electrode 7 to the side surface 91 of stack 8th at the first external contact 3 the first inner electrode 5 contacted directly, and to the side surface 92 of the pile 8th at which the second external contact 4 the second inner electrode 6 directly contacted, is B '' each. The distance H, the distance B "and the electrode length E define an aspect ratio a = H / B '' and a relative electrode length l = E / B '' , again with a _min ≤ a ≤ a _max with a _min = 20 · e ^{-11 · l} and a _max = 150 · e ^{-9 · l} .

Das in 3 dargestellte Vielschichtbauelement 1 wird durch eine zweifache Wiederholung bzw. Serienschaltung der Innenelektrodenanordnung des Bauelements aus 1 in horizontaler Richtung, das heißt senkrecht zur Schichtstapelrichtung S in Richtung von der ersten Innenelektrode zur zweiten Innenelektrode, gebildet.This in 3 illustrated multilayer component 1 is characterized by a double repetition or series connection of the internal electrode arrangement of the device 1 in the horizontal direction, that is to say perpendicular to the layer stacking direction S in the direction from the first inner electrode to the second inner electrode.

In 4 ist ein elektrisches Vielschichtbauelement 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel gezeigt, welches eine erste Innenelektrode 5, die mit einem ersten Außenkontakt 3 direkt elektrisch leitend verbunden ist, eine zweite Innenelektrode 6, welche mit einem zweiten Außenkontakt 4 direkt elektrisch leitend verbunden ist, und zwei freie Innenelektroden 7, die weder mit dem ersten noch mit dem zweiten Außenkontakt 3, 4 direkt elektrisch leitend verbunden sind, aufweist. Die zwei freien Innenelektroden 7 weisen jeweils eine gleiche Elektrodenlänge 2E und einen Mittelpunkt M auf, wobei der Abstand der jeweiligen Mittelpunkte M der zwei in Schichtstapelrichtung benachbarten freien Innenelektroden senkrecht zur Schichtstapelrichtung S gleich B' ist. Die zwei freien Innenelektroden 7 weisen weiterhin in Schichtstapelrichtung S einen Abstand H zueinander auf.In 4 is an electrical multilayer component 1 according to a further embodiment, which is a first inner electrode 5 that with a first external contact 3 is directly electrically connected, a second inner electrode 6 , which with a second external contact 4 is electrically connected directly, and two free internal electrodes 7 that does not interfere with either the first or the second external contact 3 . 4 directly electrically connected, has. The two free internal electrodes 7 each have a same electrode length 2E and a center M, wherein the distance between the respective centers M of the two adjacent in the stacking direction free inner electrodes perpendicular to the layer stacking direction S is B '. The two free internal electrodes 7 continue to have in layer stacking direction S a distance H to each other.

Die erste und die zweite Innenelektrode 5, 6 weisen jeweils zu der in Schichtstapelrichtung S nächstliegenden freien Innenelektrode einen Abstand H in Schichtstapelrichtung S auf. Die erste Innenelektrode 5 und die zweite Innenelektrode 6 weisen weiterhin jeweils eine Länge F in Richtung der Elektrodenlänge E senkrecht zur Schichtstapelrichtung S auf, welche größer oder gleich E ist.The first and second inner electrodes 5 . 6 each have a distance H in the layer stacking direction S to the free inner electrode closest in the layer stacking direction S. The first inner electrode 5 and the second inner electrode 6 Furthermore, each have a length F in the direction of the electrode length E perpendicular to the layer stacking direction S, which is greater than or equal to E.

Für den Abstand H, den Abstand B' und die Elektrodenlänge E soll ein Aspektverhältnis a = H / B' und eine relative Elektrodenlänge l = E / B' gelten, wobei das Aspektverhältnis a zwischen einem minimalen Aspektverhältnis a_min einem maximalen Aspektverhältnis a_max liegt, also a_min ≤ a ≤ a_max gilt, wobei a_min = 20·e^–11·l und a_max = 150·e^–9·l ist.For the distance H, the distance B 'and the electrode length E an aspect ratio a = H / B ' and a relative electrode length l = E / B ' where the aspect ratio a is between a minimum aspect ratio a _{min and} a maximum aspect ratio a _max , ie a _min ≦ a ≦ a _max , where a _min = 20 · e ^{-11 · l} and a _max = 150 · e ^{-9 · l} is.

Das in 4 dargestellte Bauelement 1 kann gedanklich durch eine mehrfache horizontale Anordnung bzw. Serienschaltung von Grundelementen aus 1 gebildet werden.This in 4 illustrated component 1 can mentally by a multiple horizontal arrangement or series connection of basic elements 1 be formed.

5 zeigt ein elektrisches Vielschichtbauelement 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, das eine Vielzahl von freien Innenelektroden 7 aufweist. Insbesondere weist das Vielschichtbauelement 1 eine Mehrzahl von freien Innenelektroden 7, die in einer gleichen Schichtebene angeordnet sind, sowie eine Mehrzahl von freien Innenelektroden 7, die jeweils in Schichtstapelrichtung S übereinander angeordnet sind, auf, wobei alle freien Innenelektroden eine gleich Elektrodenlänge 2E aufweisen. Die freien Innenelektroden 7, die jeweils in Schichtstapelrichtung S übereinander angeordnet sind, sind deckungsgleich übereinander angeordnet, d. h. sie weisen in Richtung der Schichtebenen zueinander keinen Versatz auf. 5 shows an electrical multilayer component 1 According to a further embodiment, the plurality of free internal electrodes 7 having. In particular, the multilayer component has 1 a plurality of free internal electrodes 7 , which are arranged in a same layer plane, as well as a plurality of free internal electrodes 7 , which are arranged one above the other in the layer stacking direction S, wherein all free internal electrodes have an equal electrode length 2E exhibit. The free internal electrodes 7 , which are arranged one above the other in each layer stacking direction S, are arranged congruently one above the other, ie they have no offset to one another in the direction of the layer planes.

Des Weiteren weist das elektrische Vielschichtbauelement 1 mehrere erste Innenelektroden 5, die mit einem ersten Außenkontakt direkt elektrisch leitend verbunden sind, und mehrere zweite Innenelektroden 6, die mit einem zweiten Außenkontakt 4 direkt elektrisch leitend verbunden sind, auf.Furthermore, the electrical multilayer component 1 several first internal electrodes 5 which are directly electrically connected to a first external contact, and a plurality of second internal electrodes 6 that with a second external contact 4 are electrically connected directly on.

Jede freie Innenelektrode 7 weist einen Mittelpunkt M auf, wobei die jeweiligen Mittelpunkte M zweier direkt in Schichtstapelrichtung S benachbarter zueinander nächstliegender freier Innenelektroden 7 senkrecht zur Schichtstapelrichtung S den Abstand B' aufweisen. Jede freie Innenelektrode 7 weist zu jeder in Schichtstapelrichtung S nächstliegenden freien Innenelektrode 7 einen Abstand H in Schichtstapelrichtung S auf. Ebenso weist jede erste und jede zweite Innenelektrode 5, 6 zu jeder in Schichtstapelrichtung S nächstliegenden freien Innenelektrode 7 einen Abstand H in Schichtstapelrichtung S auf. Dabei gilt für den Abstand H, den Abstand B' und die Elektrodenlänge E ein Aspektverhältnis a = H / B' und eine relative Elektrodenlänge l = E / B' , wobei das Aspektverhältnis a zwischen einem minimalen Aspektverhältnis a_min und einem maximalen Aspektverhältnis a_max liegt, also a_min ≤ a ≤ a_max gilt, wobei a_min = 20·e^–11·l und a_max = 150·e^–9·l ist.Each free inner electrode 7 has a center M, wherein the respective centers M of two directly adjacent in the layer stacking direction S adjacent to each other free inner electrodes 7 perpendicular to the stacking direction S have the distance B '. Each free inner electrode 7 points to each in the stacking direction S closest free inner electrode 7 a distance H in the layer stacking direction S on. Likewise, each first and every second inner electrode 5 . 6 to each in the stacking direction S closest free inner electrode 7 a distance H in the layer stacking direction S on. In this case, an aspect ratio a = applies to the distance H, the distance B 'and the electrode length E H / B ' and a relative electrode length l = E / B ' , wherein the aspect ratio a is between a minimum aspect ratio a _min and a maximum aspect ratio a _max , ie a _min ≦ a ≦ a _max , where a _min = 20 · e ^{-11 · l} and a _max = 150 · e ^{-9 · l} is.

Das in 5 dargestellte Vielschichtbauelement 1 kann gedanklich durch eine wiederholte Anordnung von Grundelementen aus 1 in horizontaler sowie vertikaler Richtung, also durch eine mehrfache Parallel und -Serienschaltung, gebildet werden. Dabei spielt bei den in 4 und 5 gezeigten Bauelementen die Länge F der ersten und zweiten Innenelektroden, welche größer oder gleich E ist, also insbesondere nicht gleich E sein muss, eine untergeordnete Rolle, da Strompfade bzw. elektrische Felder in Bereichen nahe der Außenkontakte 3, 4 im Wesentlichen parallel zu den ersten beziehungsweise zweiten Innenelektroden 5, 6 verlaufen.This in 5 illustrated multilayer component 1 can be thought of through a repeated arrangement of basic elements 1 in horizontal and vertical direction, ie by a multiple parallel and -Seriesschaltung be formed. It plays at the in 4 and 5 components shown, the length F of the first and second internal electrodes, which is greater than or equal to E, so in particular not equal to E, a minor role, since current paths or electric fields in areas near the external contacts 3 . 4 substantially parallel to the first and second internal electrodes, respectively 5 . 6 run.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: VielschichtbauelementMultilayer component
22: funktionale Schichtfunctional layer
33: erster Außenkontaktfirst external contact
44: zweiter Außenkontaktsecond external contact
55: erste Innenelektrodefirst inner electrode
66: zweite Innenelektrodesecond inner electrode
77: freie Innenelektrodefree inner electrode
88th: Stapelstack
91, 9291, 92: Seitenfläche des StapelsSide surface of the stack
SS: SchichtstapelrichtungLayer stacking direction
E, 2E, FE, 2E, F: Elektrodenlängeelectrode length
HH: Abstand in StapelrichtungDistance in the stacking direction
BB: Stapellängestaple length
B', B''B ', B' ': Abstand senkrecht zur StapelrichtungDistance perpendicular to the stacking direction
MM: Mittelpunkt einer InnenelektrodeCenter of an inner electrode
aa: Aspektverhältnisaspect ratio
ll: relative Elektrodenlängerelative electrode length

Claims

Electrical multilayer component comprising a stack ( 8th ) with functional layers ( 2 ) and at least two free internal electrodes ( 7 ) and a first and a second external contact ( 3 . 4 ), whereby the external contacts ( 3 . 4 ) on opposite side surfaces ( 91 . 92 ) of the stack ( 8th ) are arranged, wherein - the free internal electrodes ( 7 ) with neither the first nor the second external contact ( 3 . 4 ) are electrically connected directly, - each free inner electrode ( 7 ) an equal electrode length 2E has, - each free inner electrode ( 7 ) to each in the stacking direction (S) closest free inner electrode ( 7 ) has a distance H in the layer stacking direction (S), - each free inner electrode ( 7 ) has a center (M), wherein the distance of the respective center points (M) of two directly in the layer stacking direction (S) of adjacent free internal electrodes ( 7 ) is perpendicular to the stacking direction (S) B ', and - the distance H, the distance B' and the electrode length E an aspect ratio a =

H / B '

and a relative electrode length l =

E / B '

where a _min ≤ a ≤ a _max with a _min = 20 · e ^{-11 · l} and a _max = 150 · e ^{-9 · l} .

Component according to Claim 1, in which the free internal electrodes ( 7 ) are arranged without overlapping from each other.

Component according to Claim 1, in which the free internal electrodes ( 7 ) partially overlap with each other.

Component according to one of Claims 1 to 3, in which at least one further inner electrode ( 5 . 6 ) provided with the first or the second external contact ( 3 . 4 ) is electrically conductively connected and to each in layer stacking direction (S) nearest free inner electrode ( 7 ) has the distance H in the layer stacking direction (S).

Component according to claim 4, wherein the further inner electrode ( 5 . 6 ) has a length F in the direction of the electrode length E perpendicular to the layer stacking direction (S), where F ≥ E.

Component according to one of claims 1 to 5, comprising a plurality of free internal electrodes ( 7 ), which are arranged in a same layer plane, and a plurality of free internal electrodes ( 7 ), which are arranged one above the other in the layer stacking direction (S).

Electrical multilayer component ( 1 ), comprising a stack ( 8th ) with functional layers ( 2 ), a first inner electrode ( 5 ) with a first external contact ( 3 ) on a side surface ( 91 ) of the stack ( 8th ) is electrically conductively connected, a second inner electrode ( 6 ) connected to a second external contact ( 4 ) on a side surface ( 92 ) of the stack ( 8th ) is directly electrically connected and a free inner electrode ( 7 ) with neither the first nor the second external contact ( 3 . 4 ) is electrically connected directly, wherein - the external contacts ( 3 . 4 ) on opposite side surfaces ( 91 . 92 ) of the stack ( 8th ), - the first inner electrode ( 5 ) and the second inner electrode ( 6 ) are arranged in the same layer and each have a same electrode length E, - the free inner electrode ( 7 ) an electrode length 2E has, - the free inner electrode ( 7 ) to the first and the second inner electrode ( 5 . 6 ) has a distance H in the layer stacking direction (S), - the free inner electrode ( 7 ) has a center (M), wherein the distance of the center (M) of the free inner electrode ( 7 ) to side surfaces ( 91 . 92 ) of the stack ( 8th ), at which the external contacts ( 3 . 4 ) the first and the second inner electrode ( 5 . 6 ), is perpendicular to the layer stacking direction (S) B '', and - the distance H, the distance B '' and the electrode length E an aspect ratio a =

H / B ''

and a relative electrode length l =

E / B ''

Component according to Claim 7, in which the first and / or the second inner electrode ( 5 . 6 ) from the free inner electrode ( 7 ) is arranged without overlap.

Component according to Claim 7, in which the first and / or the second inner electrode ( 5 . 6 ) with the free inner electrode ( 7 ) partially overlapped.

Component according to one of the preceding claims, wherein the multilayer component ( 1 ) Axially symmetrical to at least one spatial axis and / or point-symmetrical with respect to a center of the device, each to opposite side surfaces of the device has an equal distance, is constructed.

Component according to one of the preceding claims, wherein the multilayer component ( 1 ) is an NTC thermistor, a PTC thermistor, a varistor or a capacitor device.