DE102017111462B4

DE102017111462B4 - Aufgerollte magnetische kondensatoren und verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number: DE102017111462B4
Application number: DE102017111462.9A
Authority: DE
Inventors: Oliver G. Schmidt; Stefan Harazim; Shoichiro Suzuki
Original assignee: Leibniz Institut fuer Festkorper und Werkstofforschung Dresden eV; Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Leibniz Institut fuer Festkorper und Werkstofforschung Dresden eV; Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2017-05-24
Filing date: 2017-05-24
Publication date: 2022-11-17
Anticipated expiration: 2037-05-25
Also published as: DE102017111462A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung von aufgerollten magnetischen Kondensatoren, bei dem mindestens ein Schichtstapel verspannt auf ein Substrat oder eine Opferschicht aufgebracht wird, wobei der Schichtstapel aus mindestens jeweils zwei im Wesentlichen vollständig bedeckend übereinander abwechselnd angeordneten Schichten aus einem dielektrischen und/oder elektrisch isolierenden Material und aus einem elektrisch leitenden Material besteht, wobei- entweder als Material mindestens einer Schicht aus dem elektrisch leitfähigen Material mindestens teilweise ein magnetisches Material eingesetzt wird,- oder als Material mindestens einer Schicht aus dem elektrisch leitfähigen Material mindestens teilweise ein magnetisches Material und als Material mindestens einer weiteren, den Schichtstapel mindestens teilweise bedeckenden Schicht mindestens teilweise ein magnetisches Material eingesetzt wird,- oder mindestens eine weitere Schicht oder ein Teil einer weiteren Schicht aus einem magnetischen Material eingesetzt wird, und nachfolgend das selbstständige Aufrollen des Schichtstapels ausgelöst wird und mindestens zeitweise während des Aufrollens des Schichtstapels der Schichtstapel einem externen Magnetfeld ausgesetzt wird, dessen Feldstärke mindestens größer ist als die Feldstärke des Erdmagnetfeldes.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Mikro- und Nanoelektronik und betrifft aufgerollte magnetische Kondensatoren, wie sie beispielsweise in elektronischen Schaltkreisen und insbesondere in Smartphones als SMD („Surface Mounted Device“)-Kondensatoren eingesetzt werden können, und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
Kondensatoren sind in nahezu allen elektrischen und elektronischen Geräten zu finden.
Für die elektrische Kapazität eines Kondensators ist die Fläche, die den Kondensator ausmacht von Bedeutung. Je größer diese Fläche ist, desto größer ist die elektrische Kapazität.
Dabei ist jedoch zu beachten, dass Kondensatoren als elektronische Bauelemente in elektronischen Schaltkreisen in elektronischen oder elektrischen Geräten eingebaut werden. Derartige Kondensatoren sollen dabei eine möglichst geringe Baufläche innerhalb der Geräte einnehmen, damit die Funktionsdichte solcher Bauelemente weiter erhöht werden kann.
Bei der Roll-up-Technologie werden Schichten auf ein Substrat aufgebracht, die sich nachfolgend beim kontrollierten Ablösen vom Substrat von selbst aufrollen. Der Mechanismus des selbstständigen Aufrollens wird beispielsweise durch Aufbringen der Schichten in einem Verspannungszustand und nachfolgendes mechanisches Entspannen durch Ablösen der Schichten vom Substrat realisiert.
Gemäß der EP 2 023 357 B1 ist ein Verfahren zur Herstellung von Kondensatoren bekannt, bei dem ein Schichtaufbau durch Auflösung einer Opferschicht vom Substrat abgelöst wird und sich von selbst aufrollt.
Gemäß der DE 101 59 415 B4 ist die Herstellung mikro- und nanoskopischer Spulen, Transformatoren und Kondensatoren durch Einrollen oder Umklappen von Leiterschichten beim Ablösen von Hilfsschichten von einem Substrat bekannt. Dazu wird eine zuvor zwischen einer Leiterbahn und einem Substrat aufgebrachte Hilfsschicht von dem Substrat abgelöst und die Leiterbahn in Folge dessen aufgerollt.
Bekannt ist nach der DE 10 2014 223 873 B3 ein Verfahren zur Herstellung eines aufgerollten Bauelementes, bei dem auf ein Substrat mit einer Opferschicht mindestens zwei abwechselnd ganz oder teilweise übereinander angeordnete Funktions- und Isolationsschichten aufgebracht werden. Die Funktions- oder Isolationsschicht, die direkt auf der Opferschicht angeordnet ist, weist an den beiden Seiten, die im Wesentlichen parallel zur Rollrichtung angeordnet sind, eine Perforierung auf. Durch dieses Verfahren ist ein verbessertes Aufrollen des Schichtstapels möglich.
Weiter ist aus der WO 2016/031076 A1 ein aufgerollter Kondensator bekannt, der einen zylindrischen Teil aus einem Schichtstapel aus unterer und oberer Elektrode und dazwischenliegender dielektrischer Schicht aufweist und bei dem die untere und obere Elektrode jeweils mit einer externen Elektrode verbunden sind.
Gemäß der US 2015/0380162 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von planaren magnetischen Kondensatoren bekannt, bei dem zuerst ein elektrisch leitendes Material, dann ein ferromagnetisches Material, dann ein dielektrisches Material und dann ein zweites elektrisch leitendes Material aufeinander aufgebracht werden, wobei die Magnetisierung durch ein elektrisches Feld realisiert wird, welches senkrecht zu den elektrisch leitenden Materialien und periodisch entlang der Länge der dielektrischen Schicht einwirken muss.
Nachteilig bei den bekannten Lösungen des Standes der Technik ist immer noch, dass ein gerades Aufrollen der Schichtstapel über lange Distanzen nicht ausreichend reproduzierbar gewährleistet werden kann und dadurch die nutzbare Aufrolllänge begrenzt ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Angabe von aufgerollten magnetischen Kondensatoren, die im Wesentlichen vollständig parallele Außenkanten der jeweiligen Schichten des aufgerollten Schichtstapels aufweisen und weiterhin in der Angabe eines kostengünstigen, umweltfreundlichen und zeitsparenden Verfahrens zur Herstellung solcher aufgerollten magnetischen Kondensatoren.
Die Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von aufgerollten magnetischen Kondensatoren wird mindestens ein Schichtstapel verspannt auf ein Substrat oder eine Opferschicht aufgebracht, wobei der Schichtstapel aus mindestens jeweils zwei im Wesentlichen vollständig bedeckend übereinander abwechselnd angeordneten Schichten aus einem dielektrischen und/oder elektrisch isolierenden Material und aus einem elektrisch leitenden Material besteht, wobei

- entweder als Material mindestens einer Schicht aus dem elektrisch leitfähigen Material mindestens teilweise ein magnetisches Material eingesetzt wird,
- oder als Material mindestens einer Schicht aus dem elektrisch leitfähigen Material mindestens teilweise ein magnetisches Material und als Material mindestens einer weiteren, den Schichtstapel mindestens teilweise bedeckenden Schicht mindestens teilweise ein magnetisches Material eingesetzt wird,
- oder mindestens eine weitere Schicht oder ein Teil einer weiteren Schicht aus einem magnetischen Material eingesetzt wird, und nachfolgend das selbstständige Aufrollen des Schichtstapels ausgelöst wird und mindestens zeitweise während des Aufrollens des Schichtstapels der Schichtstapel einem externen Magnetfeld ausgesetzt wird, dessen Feldstärke mindestens größer ist als die Feldstärke des Erdmagnetfeldes.

Vorteilhafterweise wird ein externes Magnetfeld angelegt, bei dem die auf den noch nicht aufgerollten Schichtstapel projizierten magnetischen Feldlinien annähernd senkrecht oder exakt senkrecht zur Rollrichtung des Schichtstapels ausgerichtet sind.
Ebenfalls vorteilhafterweise werden mindestens zwei oder eine Vielzahl von Schichtstapeln mit mindestens einem magnetischen Material auf der Opferschicht verspannt angeordnet, wobei alle Schichtstapel in einer Rollrichtung angeordnet werden.
Und auch vorteilhafterweise werden die Schichten der Schichtstapel verspannt übereinander aufgebracht, wobei ein Verspannungsgradient über die Höhe der Schichtstapel aufgebaut wird.
Von Vorteil ist es auch, wenn mindestens eine der Schichten aus dem elektrisch leitfähigen Material im Wesentlichen quer zur Aufrollrichtung auf einer Seite über die Breite des Schichtstapels hinausreichend angeordnet wird, und mindestens eine zweite Schicht aus dem elektrisch leitfähigen Material im Wesentlichen quer zur Aufrollrichtung auf der anderen Seite über die Breite des Schichtstapels hinausreichend angeordnet wird.
Ebenfalls von Vorteil ist es, wenn mindestens zwei oder eine Vielzahl von Schichtstapeln mit einem magnetischen Material verspannt angeordnet werden, wobei mindestens ein Schichtstapel in einer und mindestens ein Schichtstapel in einer anderen Rollrichtung angeordnet werden, und zuerst mindestens zeitweise während des selbstständigen Aufrollens der oder die Schichtstapel mit der ersten Rollrichtung einem externen Magnetfeld ausgesetzt werden, dessen Feldstärke mindestens größer ist als die Feldstärke des Erdmagnetfeldes und dessen auf den noch nicht aufgerollten Schichtstapel projizierte magnetische Feldlinien annähernd senkrecht oder exakt senkrecht zu dieser ersten Rollrichtung des Schichtstapels ausgerichtet sind, und nachfolgend mindestens zeitweise während des selbstständigen Aufrollens der oder die Schichtstapel mit einer anderen Rollrichtung einem externen Magnetfeld ausgesetzt werden, dessen Feldstärke mindestens größer ist als die Feldstärke des Erdmagnetfeldes und dessen auf den noch nicht aufgerollten Schichtstapel projizierte magnetische Feldlinien annähernd senkrecht oder exakt senkrecht zu dieser anderen Rollrichtung des Schichtstapels ausgerichtet sind, und dieser Verfahrensablauf für jede Rollrichtung von Schichtstapeln nachfolgend hintereinander durchgeführt wird.
Weiterhin von Vorteil ist es, wenn ein externes Magnetfeld mit Feldstärken zwischen 1 mT und 1 T und/oder variierender Feldstärke und Feldrichtung eingesetzt wird.
Und auch von Vorteil ist es, wenn der oder die Schichtstapel während der gesamten Zeit des Aufrollens dem externen Magnetfeld ausgesetzt werden.
Vorteilhaft ist es auch, wenn die aufgerollten Kondensatoren von der Substratoberfläche mittels Anwendung mindestens eines magnetischen Feldes entfernt werden.
Weiterhin liegt erfindungsgemäß ein Verfahren zur Integration von aufgerollten magnetischen Kondensatoren, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt sind, vor, bei dem die aufgerollten magnetischen Kondensatoren unter Zuhilfenahme eines pick-and-place Prozesses in elektronischen Schaltkreisen integriert werden.
Vorteilhaft ist es, wenn die aufgerollten magnetischen Kondensatoren während eines pick-and-place Prozesses mindestens zeitweise einem externen Magnetfeld ausgesetzt werden.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten aufgerollten magnetischen Kondensatoren bestehen aus aufgerollten Schichtstapeln von mindestens abwechselnd übereinander, mindestens teilweise bedeckend, angeordneten Schichten aus dielektrischen und/oder elektrisch isolierenden und elektrisch leitfähigen Materialien, wobei

- das Material mindestens einer Schicht aus dem elektrisch leitfähigen Material mindestens teilweise ein magnetisches Material ist und der Schichtstapel eine Dicke von ≤ 1 µm aufweist, oder
- das Material mindestens einer Schicht aus dem elektrisch leitfähigen Material mindestens teilweise ein magnetisches Material ist und das Material mindestens einer weiteren, den Schichtstapel mindestens teilweise bedeckenden Schicht mindestens teilweise ein magnetisches Material ist oder
- das Material mindestens einer weiteren, den Schichtstapel mindestens teilweise bedeckenden weiteren Schicht mindestens teilweise ein magnetisches Material ist.

Ebenfalls vorteilhafterweise weist der Schichtstapel eine Dicke von ≤ 1 µm auf.
Weiterhin vorteilhafterweise liegen mindestens 10 vollständige, vorteilhafterweise 20 bis 200 vollständige Windungen des aufgerollten Schichtstapels vor.
Und auch vorteilhafterweise ist das magnetische Material innerhalb einer Schicht in der Ebene zusammenhängend.
Vorteilhaft ist es, wenn die Schichten aus dem elektrisch leitfähigen Material aus Metallen oder Metalllegierungen oder elektrisch leitfähigen Keramiken oder aus 2D Materialien oder aus Kombinationen dieser Materialien bestehen.
Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn die Schichten aus dem dielektrischen und/oder elektrisch isolierenden Material aus AlO_x, vorteilhafterweise Al₂O₃, SiO_x, vorteilhafterweise SiO₂, AlTiO_x, SiTiO_x, HfO_x, TaO_x, ZrO_x, HfSiO_x, ZrSiO_x, TiZrO_x, TiZrWO_x, TiO_x, SrTiO_x, PbTiO_x, SiAlO_x, Metallnitride, Aluminiumnitride AlN_y, Siliziumnitride SiN_y, AlScN_y, Metaloxynitride, Aluminiumoxynitride AlO_xN_y, Siliziumoxynitride SiO_xN_y, HfSiO_xN_y und/oder SiC_zO_xN_y bestehen.
Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn das magnetische Material ferromagnetisch oder ferrimagnetisch oder paramagnetisch ist.
Und auch vorteilhaft ist es, wenn das magnetische Material aus Co, Fe, Nd, Ni, oder aus Co-, Fe-, Nd- oder Ni-Basislegierungen oder aus Legierungen dieser Materialien besteht.
Von Vorteil ist es auch, wenn

- nur genau eine elektrisch leitfähige Schicht mindestens teilweise aus magnetischem Material besteht oder
- nur genau eine weitere Schicht mindestens teilweise aus magnetischem Material besteht und die elektrisch leitfähigen Schichten nicht magnetisch sind.

Ebenfalls von Vorteil ist es, wenn

- nur genau eine elektrisch leitfähige Schicht zu 1 bis 80 % aus magnetischem Material besteht oder
- eine weitere Schicht vollständig aus magnetischem Material besteht und die Schichten zu 1 bis 80 % bedeckt.

Weiterhin von Vorteil ist es, wenn das magnetische Material als ein Streifen im Wesentlichen parallel zur und im Bereich der Kante der Schichten angeordnet ist, an der das Aufrollen des Schichtstapels beginnt.
Und auch von Vorteil ist es, wenn das magnetische Material maximal innerhalb der ersten inneren Windung in Rollrichtung angeordnet ist.
Vorteilhaft ist es auch, wenn mindestens zwei Schichten aus dem elektrisch leitfähigen Material an den beiden spiralförmigen Stirnseiten mit elektrisch leitfähigen Kontaktelektroden versehen sind.
Und es ist ebenfalls von Vorteil, wenn alle äußeren Oberflächen, mit Ausnahme der Kontaktelektroden, mit einer elektrisch isolierenden Schicht bedeckt sind.
Vorteilhafterweise sind die Kondensatoren einzeln verpackt.
Erfindungsgemäß erfolgt die Verwendung der erfindungsgemäßen aufgerollten magnetischen Kondensatoren, hergestellt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in elektronischen Schaltkreisen.
Vorteilhafterweise werden die Kondensatoren in einem oder mehreren Schaltkreisen eines tragbaren elektronischen Gerätes oder in anderen kompakten elektronischen Modulen verwendet.
Mit der vorliegenden Erfindung wird es erstmals möglich, aufgerollte magnetische Kondensatoren anzugeben, die im Wesentlichen parallele Außenkanten der jeweiligen Schichten des aufgerollten Schichtstapels aufweisen und weiterhin ein kostengünstiges, umweltfreundliches und zeitsparendes Verfahren zu ihrer Herstellung.
Erreicht wird dies durch aufgerollte magnetische Kondensatoren, die aus aufgerollten Schichtstapeln von abwechselnd angeordneten Schichten aus dielektrischen und/oder elektrisch isolierenden und elektrisch leitfähigen Materialien bestehen. Dabei kann als erste Schicht eine Schicht aus einem dielektrischen und/oder elektrisch isolierenden Material vorhanden sein, oder eine Schicht aus einem elektrisch leitfähigen Material.
Die jeweils gewählte Schichtabfolge kann zwei- oder mehrfach realisiert sein.
Die Schichten sind übereinander und mindestens teilweise bedeckend übereinander angeordnet.
Die aufgerollten Schichtstapel stellen die Kondensatoren dar und erfüllen die Anforderungen für die Funktion als Kondensator.
Die erfindungsgemäßen hergestellten aufgerollten magnetischen Kondensatoren zeigen mindestens 10, vorteilhafterweise 20 bis 200, vollständige Windungen über den Gesamtdurchmesser des aufgerollten Kondensators.
Erfindungsgemäß ist, dass bei diesen erfindungsgemäß hergestellten aufgerollten Schichtstapeln

- entweder das Material mindestens einer Schicht aus dem elektrisch leitfähigen Material mindestens teilweise ein magnetisches Material ist und der Schichtstapel eine Dicke von ≤ 1 µm aufweist, oder
- das Material mindestens einer Schicht aus dem elektrisch leitfähigen Material mindestens teilweise ein magnetisches Material ist und das Material mindestens einer weiteren, den Schichtstapel mindestens teilweise bedeckenden Schicht mindestens teilweise ein magnetisches Material ist oder
- mindestens eine weitere Schicht oder ein Teil einer weiteren Schicht aus einem magnetischen Material vorhanden ist.

Mindestens im Falle, dass bei dem erfindungsgemäß hergestellten aufgerollten Schichtstapel die elektrisch leitfähigen Schichten vollständig aus magnetischem Material bestehen, weisen der Schichtstapel eine Dicke von ≤ 1 µm auf, und vorteilhafterweise auch mindestens 10 vollständige Windungen.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die aufgerollten magnetischen Kondensatoren magnetisiert sind. Dabei ist es dann auch vorteilhaft, dass die Schichten aus dem elektrisch leitfähigen Material auch vollständig aus magnetischem Material bestehen und magnetisiert sind.
Es ist von besonderem Vorteil, wenn der Schichtstapel eine Dicke von ≤ 1 µm aufweist.
Vorteilhaft ist es auch, wenn das magnetische Material innerhalb einer Schicht in der Ebene zusammenhängend ist.
Grundsätzlich ist es für die vorliegende Erfindung unerheblich, an welcher Stelle innerhalb des Schichtstapels das magnetische Material angeordnet ist. Es kann ebenfalls als unterste oder oberste Schicht im Schichtstapel angeordnet sein.
Vorteilhafterweise besteht die Schicht aus dem elektrisch leitfähigen Material aus Metallen oder Metalllegierungen oder aus elektrisch leitfähigen Keramiken oder aus 2D Materialien oder aus Kombinationen dieser Materialien.
Von Vorteil ist es auch, wenn die Schicht aus dem dielektrischen und/oder elektrisch isolierenden Material aus AlO_x, vorteilhafterweise Al₂O₃, SiO_x, vorteilhafterweise SiO₂, AlTiO_x, SiTiO_x, HfO_x, TaO_x, ZrO_x, HfSiO_x, ZrSiO_x, TiZrO_x, TiZrWO_x, TiO_x, SrTiO_x, PbTiO_x, SiAlO_x, Metallnitride, Aluminiumnitride AlN_y, Siliziumnitride SiN_y, AlScN_y, Metaloxynitride, Aluminiumoxynitride AlO_xN_y, Siliziumoxynitride SiO_xN_y, HfSiO_xN_y und/oder SiC_zO_xN_y bestehen.
Es ist auch von Vorteil, wenn die Schicht oder der Teil einer Schicht aus dem magnetischen Material aus Co, Fe, Nd, Ni, oder aus Co-, Fe-, Nd- oder Ni-Basislegierungen oder aus Legierungen dieser Materialien besteht, wobei das magnetische Material auch ein ferromagnetisches, ferrimagnetisches oder paramagnetisches Material sein kann.
Bei den erfindungsgemäß hergestellten aufgerollten magnetischen Kondensatoren besteht vorteilhafterweise nur genau eine elektrisch leitfähige Schicht mindestens teilweise aus magnetischem Material oder nur genau eine weitere Schicht besteht mindestens teilweise aus magnetischem Material und die elektrisch leitfähigen Schichten sind in diesem Falle nicht magnetisch.
Vorteilhaft ist es auch, dass erfindungsgemäß nur genau eine elektrisch leitfähige Schicht zu 1 bis 80 % aus magnetischem Material besteht oder eine weitere Schicht vollständig aus magnetischem Material besteht und die Schichten zu 1 bis 80 % bedeckt.
Sofern nur der Teil einer Schicht aus dem magnetischen Material vorhanden ist, kann dieser vorteilhafterweise in Streifenform vorhanden sein, wobei die Anordnung dabei als ein Streifen im Wesentlichen parallel zur und im Bereich der Kante der Schichten erfolgt, an der das Aufrollen des Schichtstapels beginnt. Dabei kann die Bedeckung der Schicht mit dem Streifen aus dem magnetischen Material bis zu 80 % realisiert sein.
Vorteilhaft ist auch, wenn das magnetische Material in Rollrichtung maximal innerhalb der ersten inneren Windung angeordnet ist.
Es ist vorteilhaft, wenn mindestens eine Schicht aus dem elektrisch leitenden Material im Wesentlichen quer zur Aufrollrichtung auf einer Seite über die Breite des Schichtstapels hinausreichend angeordnet ist, und die mindestens zweite Schicht aus dem elektrisch leitenden Material im Wesentlichen quer zur Aufrollrichtung auf der anderen Seite über die Breite des Schichtstapels hinausreichend angeordnet ist und mit zwei elektrisch nicht verbundenen Elektroden kontaktiert ist.
Ebenfalls ist es vorteilhaft, wenn mindestens zwei Schichten aus dem elektrisch leitfähigen Material an den beiden spiralförmigen Stirnseiten mit elektrisch leitfähigen Kontaktelektroden versehen sind.
Für den Fall, dass die äußere Oberflächen der aufgerollten Schichten aus einem elektrisch leitfähigen Material bestehen, ist es vorteilhaft, wenn diese äußeren Oberflächen, mit Ausnahme der Kontaktelektroden, mit einer elektrisch isolierenden Schicht bedeckt sind.
Weiterhin sind vorteilhafterweise die erfindungsgemäß hergestellten aufgerollten magnetischen Kondensatoren einzeln verpackt.
Erfindungsgemäß hergestellt werden aufgerollte magnetische Kondensatoren, indem mindestens ein Schichtstapel verspannt auf ein Substrat oder eine Opferschicht aufgebracht wird. Die Opferschicht befindet sich dabei ebenfalls auf einem Substrat. Unter Opferschicht soll im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Schicht verstanden werden, die teilweise oder vollständig vom Substrat und/oder dem aufgerollten Schichtstapel entfernt wird und/oder die derart modifiziert wird, dass diese Modifizierung das Aufrollen des Schichtstapels bewirkt. Die Modifizierung kann beispielsweise durch Änderung von Temperatur oder Druck oder durch Auslösen einer chemischen Reaktion realisiert werden.
Dabei werden die Schichten des Schichtstapels verspannt übereinander aufgebracht, wobei ein Verspannungsgradient über die Höhe des Schichtstapels aufgebaut wird. Zum Auslösen des selbstständigen Aufrollens wird dann die Verspannung gelöst. Dies kann beispielsweise im Falle des Vorhandenseins einer Opferschicht durch teilweises oder vollständiges nasschemisches Auflösen der Opferschicht erfolgen.
Der Schichtstapel wird dabei aus im Wesentlichen vollständig bedeckend übereinander abwechselnd angeordneten mindestens jeweils zwei Schichten aus einem dielektrischen und/oder elektrisch isolierenden Material und aus einem elektrisch leitenden Material hergestellt. Dabei kann als erste Schicht eine Schicht aus einem dielektrischen und/oder elektrisch isolierenden Material angeordnet werden, oder eine Schicht aus einem elektrisch leitfähigen Material. Vorteilhafterweise wird erst eine Schicht aus einem dielektrischen und/oder elektrisch isolierenden Material und darauf abwechselnd die anderen Schichten aufgebracht. Die jeweils gewählte Schichtabfolge kann zwei- oder mehrfach übereinander realisiert werden.
Erfindungsgemäß wird dabei

- entweder als Material mindestens einer Schicht aus dem elektrisch leitfähigen Material mindestens teilweise ein magnetisches Material eingesetzt,
- oder als Material mindestens einer Schicht aus dem elektrisch leitfähigen Material mindestens teilweise ein magnetisches Material und als Material mindestens einer weiteren, den Schichtstapel mindestens teilweise bedeckenden Schicht mindestens teilweise ein magnetisches Material eingesetzt,
- oder mindestens eine weitere Schicht oder ein Teil einer weiteren Schicht aus einem magnetischen Material eingesetzt.

Erfindungswesentlich ist, dass nach dem Herstellen des oder der Schichtstapel das selbstständige Aufrollen des oder der Schichtstapel ausgelöst wird und mindestens zeitweise während des Aufrollens der oder die Schichtstapel einem externen Magnetfeld ausgesetzt werden. Dieses externe Magnetfeld weist eine Feldstärke auf, die mindestens größer ist als die Feldstärke des Erdmagnetfeldes, vorteilhafterweise zwischen 1 mT und 1 T und kann auch mit variierender, beispielsweise gepulster Feldstärke oder Feldrichtung eingesetzt werden. Der Schichtstapel wird mithilfe des vorgenannten Verfahrens in mindestens 10, vorteilhafterweise 20 bis 200, vollständigen Windungen aufgerollt.
Weiterhin ist von besonderer Bedeutung, dass die auf den noch nicht aufgerollten Schichtstapel projizierten magnetischen Feldlinien des externen Magnetfeldes annähernd senkrecht oder vorteilhafterweise exakt senkrecht zur Rollrichtung des Schichtstapels ausgerichtet sind.
Der oder die Schichtstapel sollen vorteilhafterweise während des gesamten Aufrollens dem externen Magnetfeld ausgesetzt sein.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren können vorteilhafterweise mindestens zwei oder eine Vielzahl der Schichtstapel mit einem magnetischen Material verspannt auf der Opferschicht angeordnet werden. Dadurch ist die gleichzeitige Herstellung einer Vielzahl von aufgerollten Kondensatoren möglich, die nach ihrer Herstellung verpackt und an ihren Einsatzort transportiert und in elektronische Schaltkreise integriert werden können.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass mindestens zwei oder eine Vielzahl der Schichtstapel mit einem magnetischen Material verspannt angeordnet werden, wobei mindestens ein Schichtstapel in einer und mindestens ein weiterer Schichtstapel in einer anderen Rollrichtung angeordnet werden.
In diesem Fall werden zuerst mindestens zeitweise während des selbstständigen Aufrollens der oder die Schichtstapel mit der ersten Rollrichtung einem externen Magnetfeld ausgesetzt, dessen Feldstärke mindestens größer ist als die Feldstärke des Erdmagnetfeldes und dessen auf den noch nicht aufgerollten Schichtstapel projizierte magnetische Feldlinien annähernd senkrecht oder exakt senkrecht zu dieser ersten Rollrichtung des Schichtstapels ausgerichtet sind. Nachfolgend werden mindestens zeitweise während des selbstständigen Aufrollens der oder die Schichtstapel mit einer anderen Rollrichtung einem externen Magnetfeld ausgesetzt, dessen Feldstärke mindestens größer ist als die Feldstärke des Erdmagnetfeldes und dessen auf den noch nicht aufgerollten Schichtstapel projizierten magnetischen Feldlinien annähernd senkrecht oder exakt senkrecht zu dieser anderen Rollrichtung des Schichtstapels ausgerichtet sind.
Dieser Verfahrensablauf kann nachfolgend hintereinander für jede Rollrichtung von Schichtstapeln durchgeführt werden.
Diese so erfindungsgemäß aufgerollten Kondensatoren können vorteilhafterweise gleich ortsfest an ihren späteren Einbauort in einem Schaltkreis hergestellt werden.
Das externe Magnetfeld kann durch einen Elektromagneten oder Permanentmagneten oder einer Kombination aus beiden erzeugt werden.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann ein nahezu exakt gerades oder exakt gerades Aufrollen der Schichtstapel realisiert werden und gleichzeitig können die aufgerollten magnetischen Kondensatoren in sehr viel kleineren Abmessungen hergestellt und eingesetzt werden, als dies bisher bei MLCC-(monolithic ceramic capacitor)Kondensatoren der Fall ist. Auch kann durch das erfindungsgemäße Verfahren eine Massenproduktion derartiger aufgerollter magnetischer Kondensatoren durchgeführt werden.
Nachfolgend wird die Erfindung an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Beispiel 1
Zur Herstellung eines aufgerollten magnetischen Kondensators mit einer Schichtstapellänge von 20 mm und einer Schichtstapelbreite von 0,5 mm wird auf ein Silizium-Substrat mit einer 1 µm-dicken thermischen Siliziumdioxidschicht vollständig bedeckend eine Schicht aus Methylcellulose als Opferschicht aufgebracht. Nachfolgend wird mittels des Verfahrens der Atomlagendeposition eine 11 nm dicke Al₂O₃-Schicht vollständig die Methylcelluloseschicht bedeckend bei 150°C abgeschieden. Diese dielektrisch wirkende Al₂O₃-Schicht dient auch als Isolationsschicht zwischen den beiden metallischen Elektroden nach dem Aufrollen und zum Schutz der Opferschicht vor den folgenden Prozessschritten und der Luftfeuchtigkeit.
Danach wird die erste leitfähige Schicht des Kondensators mittels Elektronenstrahlverdampfung bestehend aus 15 nm Ti und nachfolgend 15 nm Cr mit einer Rate von jeweils 0,1 nm/s abgeschieden. Diese Schicht hat eine Länge von 20 mm und eine Breite von 0,55 mm, wobei sie auf einer der langen Seite des finalen Schichtstapels 50 µm über die Schichtstapelbreite hinausreicht.
Danach wird eine zweite 11 nm dicke Al₂O₃-Schicht wieder mittels Atomlagendeposition auf die gesamte Oberfläche abgeschieden.
Danach folgt die Abscheidung der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht von 15 nm Ti und 15 nm Cr mit einer Länge von 20 mm und einer Breite von 0,55 mm, wobei diese Schicht auf der gegenüberliegenden langen Seite des Schichtstapels um 50 µm hinausreicht.
Im Abstand von 1 µm von der und parallel zur Kante des Schichtstapels, an der das Aufrollen starten soll, wird ein Streifen aus Ni als magnetisches Material von 150 µm Länge entlang der langen Seite des Schichtstapels, 0,5 mm Breite entlang der Anfangskante des Schichtstapels mittig in Bezug auf die langen Kanten und 15 nm Dicke auf den Schichtstapel mittels Elektronenstrahlverdampfen aufgebracht.
Nachfolgend wird durch reaktives Ionenätzen die Startkante des Aufrollprozesses definiert, indem an der kurzen Seite der Schichtstapel, an der sich auch der Ni Streifen befindet, die Al₂O₃-Schichten und ein Teil des Substrats weggeätzt werden und so Zugang zu der Opferschicht gewährleistet wird.
Nachfolgend wird das Substrat mit dem aufgebrachten Schichtstapel in Wasser gelegt, wodurch die Opferschicht aufgelöst wird und sich der verspannte Schichtstapel mit einer Geschwindigkeit von 10 mm/min von selbst in 150 vollständigen Windungen aufrollt.
Kurz vor Beginn des Aufrollens wird der Schichtstapel mit Hilfe eines Elektromagneten einem homogenen Magnetfeld mit einer Feldstärke von 500 mT ausgesetzt, wobei die auf den noch nicht aufgerollten Schichtstapel projizierten magnetischen Feldlinien des Magnetfeldes annähernd senkrecht oder exakt senkrecht zur Rollrichtung des Schichtstapels ausgerichtet sind.
Durch die Wirkung des Magnetfeldes auf das ferromagnetische Material Ni im Schichtstapel erfolgt ein exakt gerades Aufrollen, was zu parallelen Außenkanten der Schichten des aufgerollten magnetischen Kondensators führt.
Der Kondensator wird von der Substratoberfläche entfernt und die über die Schichtstapel hinausreichenden Schichten aus dem elektrisch leitenden Material werden auf jeder Seite mit Kupfer kontaktiert. Der Kondensator wird auf der äußeren Oberfläche nach außen elektrisch gut isoliert. Nachdem der Kondensator verpackt worden ist, wird er transportiert und durch ein pick-and-place Verfahren in den Schaltkreis auf einem Board in einem Smartphone integriert
Der so hergestellte aufgerollte Kondensator hat einen Durchmesser von 80 µm und eine absolute elektrische Speicherkapazität von 0.12 µF bei einer Grundfläche von 500 × 80 µm².
Die Herstellung mehrerer parallel angeordneter Schichtstapel und deren Aufrollen kann zur gleichen Zeit auf einem Substrat durchgeführt werden. Diese können dann ebenfalls nach Fertigstellung an den Ort ihrer Verwendung in einem Schaltkreis transportiert und dort integriert werden.
Beispiel 2
Zur Herstellung eines aufgerollten magnetischen Kondensators mit einer Schichtstapellänge von 10 mm und einer Schichtstapelbreite von 0,5 mm wird auf ein Silizium-Substrat mit einer 1 µm-dicken thermischen Siliziumdioxidschicht vollständig bedeckend eine Schicht aus Methylcellulose als Opferschicht aufgebracht. Nachfolgend wird mittels des Verfahrens der Atomlagendeposition eine 11 nm dicke Al₂O₃-Schicht vollständig die Methylcelluloseschicht bedeckend bei 150°C abgeschieden. Diese dielektrisch wirkende Al₂O₃-Schicht dient auch als Isolationsschicht zwischen den beiden metallischen Elektroden nach dem Aufrollen und zum Schutz der Opferschicht vor den folgenden Prozessschritten und der Luftfeuchtigkeit.
Danach wird die erste leitfähige Schicht des Kondensators mittels Elektronenstrahlverdampfung bestehend aus 15 nm Ti und nachfolgend 15 nm Cr mit einer Rate von jeweils 0,1 nm/s abgeschieden. Diese Schicht hat eine Länge von 20 mm und eine Breite von 0,55 mm, wobei sie auf einer der langen Seite des finalen Schichtstapels 50 µm über die Schichtstapelbreite hinausreicht.
Danach wird eine zweite 11 nm dicke Al₂O₃-Schicht wieder mittels Atomlagendeposition auf die gesamte Oberfläche abgeschieden.
Danach folgt die Abscheidung der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht von 15 nm Ti und 15 nm Cr mit einer Länge von 20 mm und einer Breite von 0,55 mm, wobei diese Schicht auf der gegenüberliegenden langen Seite des Schichtstapels um 50 µm hinausreicht.
Im Abstand von 1 µm von der und parallel zur Kante des Schichtstapels, an der das Aufrollen starten soll, wird ein Streifen aus Fe als magnetisches Material von 150 µm Länge entlang der langen Seite des Schichtstapels, 0,5 mm Breite entlang der Anfangskante des Schichtstapels mittig in Bezug auf die langen Kanten und 15 nm Dicke auf den Schichtstapel mittels Elektronenstrahlverdampfen aufgebracht.
Nachfolgend wird durch reaktives Ionenätzen die Startkante des Aufrollprozesses definiert, indem an der kurzen Seite der Schichtstapel, an der sich auch der Fe-Streifen befindet, die Al₂O₃-Schichten und ein Teil des Substrats weggeätzt werden und so Zugang zu der Opferschicht gewährleistet wird.
Nachfolgend wird das Substrat mit dem aufgebrachten Schichtstapel in Wasser gelegt, wodurch die Opferschicht aufgelöst wird und sich der verspannte Schichtstapel mit einer Geschwindigkeit von 10 mm/min von selbst in 80 vollständigen Windungen aufrollt.
Kurz vor Beginn des Aufrollens wird der Schichtstapel mit Hilfe eines Elektromagneten einem homogenen Magnetfeld mit einer Feldstärke von 250 mT ausgesetzt, wobei die auf den noch nicht aufgerollten Schichtstapel projizierten magnetischen Feldlinien des Magnetfeldes annähernd senkrecht oder exakt senkrecht zur Rollrichtung des Schichtstapels ausgerichtet sind.
Durch die Wirkung des Magnetfeldes auf das magnetische Material Fe im Schichtstapel erfolgt ein exakt gerades Aufrollen, was zu parallelen Außenkanten der Schichten des aufgerollten magnetischen Kondensators führt.
Der Kondensator wird von der Substratoberfläche entfernt und die über die Schichtstapel hinausreichenden Schichten aus dem elektrisch leitenden Material werden auf jeder Seite mit Kupfer kontaktiert. Der Kondensator wird auf der äußeren Oberfläche nach außen elektrisch gut isoliert. Nachdem der Kondensator verpackt worden ist, wird er transportiert und durch ein pick-and-place Verfahren in den Schaltkreis auf einem Board in einem Smartphone integriert
Der so hergestellte aufgerollte Kondensator hat einen Durchmesser von 40 µm und eine absolute elektrische Speicherkapazität von 0.08 µF bei einer Grundfläche von 500 × 40 µm².
Die Herstellung mehrerer parallel angeordneter Schichtstapel und deren Aufrollen kann zur gleichen Zeit auf einem Substrat durchgeführt werden. Diese können dann ebenfalls nach Fertigstellung an den Ort ihrer Verwendung in einem Schaltkreis transportiert und dort integriert werden.
Beispiel 3
Zur Herstellung eines aufgerollten magnetischen Kondensators mit einer Schichtstapellänge von 10 mm und einer Schichtstapelbreite von 0,5 mm wird auf ein Silizium-Substrat mit einer 1 µm-dicken thermischen Siliziumdioxidschicht vollständig bedeckend eine Schicht aus Methylcellulose als Opferschicht aufgebracht. Nachfolgend wird mittels des Verfahrens der Atomlagendeposition eine 11 nm dicke SiO₂-Schicht vollständig die Methylcelluloseschicht bedeckend bei 150°C abgeschieden. Diese dielektrisch wirkende SiO₂-Schicht dient auch als Isolationsschicht zwischen den beiden metallischen Elektroden nach dem Aufrollen und zum Schutz der Opferschicht vor den folgenden Prozessschritten und der Luftfeuchtigkeit.
Danach wird die erste leitfähige Schicht des Kondensators mittels Elektronenstrahlverdampfung bestehend aus 15 nm Ni mit einer Rate von jeweils 0,1 nm/s abgeschieden. Diese Schicht hat eine Länge von 10 mm und eine Breite von 0,55 mm, wobei sie auf einer der langen Seite des finalen Schichtstapels 50 µm über die Schichtstapelbreite hinausreicht.
Danach wird eine zweite 11 nm dicke SiO₂-Schicht wieder mittels Atomlagendeposition auf die gesamte Oberfläche abgeschieden.
Danach folgt die Abscheidung der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht von 15 nm Ni mit einer Länge von 10 mm und einer Breite von 0,55 mm, wobei diese Schicht auf der gegenüberliegenden langen Seite des Schichtstapels um 50 µm hinausreicht.
Nachfolgend wird durch reaktives Ionenätzen die Startkante des Aufrollprozesses definiert, indem an der kurzen Seite der Schichtstapel die SiO₂-Schichten und ein Teil des Substrats weggeätzt werden und so Zugang zu der Opferschicht gewährleistet wird.
Nachfolgend wird das Substrat mit dem aufgebrachten Schichtstapel in Wasser gelegt, wodurch die Opferschicht aufgelöst wird und sich der verspannte Schichtstapel mit einer Geschwindigkeit von 10 mm/min von selbst in 20 vollständigen Windungen aufrollt. Die Dicke des Schichtstapels beträgt (11nm+15nm+11nm+15nm= 0,052 µm).
Kurz vor Beginn des Aufrollens wird der Schichtstapel mit Hilfe eines Elektromagneten einem homogenen Magnetfeld mit einer Feldstärke von 500 mT ausgesetzt, wobei die auf den noch nicht aufgerollten Schichtstapel projizierten magnetischen Feldlinien des Magnetfeldes annähernd senkrecht oder exakt senkrecht zur Rollrichtung des Schichtstapels ausgerichtet sind.
Durch die Wirkung des Magnetfeldes auf das ferromagnetische Material Ni im Schichtstapel erfolgt ein exakt gerades Aufrollen, was zu parallelen Außenkanten der Schichten des aufgerollten magnetischen Kondensators führt.
Der Kondensator wird von der Substratoberfläche entfernt und die über die Schichtstapel hinausreichenden Schichten aus dem elektrisch leitenden Material werden auf jeder Seite mit Kupfer kontaktiert. Der Kondensator wird auf der äußeren Oberfläche nach außen elektrisch gut isoliert. Nachdem der Kondensator verpackt worden ist, wird er transportiert und durch ein pick-and-place Verfahren in den Schaltkreis auf einem Board in einem Smartphone integriert
Der so hergestellte aufgerollte Kondensator hat eine absolute elektrische Speicherkapazität von 0.06 µF bei einer Grundfläche von 500 × 40 µm².
Die Herstellung mehrerer parallel angeordneter Schichtstapel und deren Aufrollen kann zur gleichen Zeit auf einem Substrat durchgeführt werden. Diese können dann ebenfalls nach Fertigstellung an den Ort ihrer Verwendung in einem Schaltkreis transportiert und dort integriert werden.

Claims

Verfahren zur Herstellung von aufgerollten magnetischen Kondensatoren, bei dem mindestens ein Schichtstapel verspannt auf ein Substrat oder eine Opferschicht aufgebracht wird, wobei der Schichtstapel aus mindestens jeweils zwei im Wesentlichen vollständig bedeckend übereinander abwechselnd angeordneten Schichten aus einem dielektrischen und/oder elektrisch isolierenden Material und aus einem elektrisch leitenden Material besteht, wobei - entweder als Material mindestens einer Schicht aus dem elektrisch leitfähigen Material mindestens teilweise ein magnetisches Material eingesetzt wird, - oder als Material mindestens einer Schicht aus dem elektrisch leitfähigen Material mindestens teilweise ein magnetisches Material und als Material mindestens einer weiteren, den Schichtstapel mindestens teilweise bedeckenden Schicht mindestens teilweise ein magnetisches Material eingesetzt wird, - oder mindestens eine weitere Schicht oder ein Teil einer weiteren Schicht aus einem magnetischen Material eingesetzt wird, und nachfolgend das selbstständige Aufrollen des Schichtstapels ausgelöst wird und mindestens zeitweise während des Aufrollens des Schichtstapels der Schichtstapel einem externen Magnetfeld ausgesetzt wird, dessen Feldstärke mindestens größer ist als die Feldstärke des Erdmagnetfeldes.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem ein externes Magnetfeld angelegt wird, bei dem die auf den noch nicht aufgerollten Schichtstapel projizierten magnetischen Feldlinien annähernd senkrecht oder exakt senkrecht zur Rollrichtung des Schichtstapels ausgerichtet sind.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem mindestens zwei oder eine Vielzahl von Schichtstapeln mit einem magnetischen Material auf der Opferschicht verspannt angeordnet werden, wobei alle Schichtstapel in einer Rollrichtung angeordnet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Schichten der Schichtstapel verspannt übereinander aufgebracht werden, wobei ein Verspannungsgradient über die Höhe der Schichtstapel aufgebaut wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem mindestens eine der Schichten aus dem elektrisch leitfähigen Material im Wesentlichen quer zur Aufrollrichtung auf einer Seite über die Breite des Schichtstapels hinausreichend angeordnet wird, und mindestens eine zweite Schicht aus dem elektrisch leitfähigen Material im Wesentlichen quer zur Aufrollrichtung auf der anderen Seite über die Breite des Schichtstapels hinausreichend angeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem mindestens zwei oder eine Vielzahl von Schichtstapeln mit einem magnetischen Material verspannt angeordnet werden, wobei mindestens ein Schichtstapel in einer und mindestens ein Schichtstapel in einer anderen Rollrichtung angeordnet werden, und zuerst mindestens zeitweise während des selbstständigen Aufrollens der oder die Schichtstapel mit der ersten Rollrichtung einem externen Magnetfeld ausgesetzt werden, dessen Feldstärke mindestens größer ist als die Feldstärke des Erdmagnetfeldes und dessen auf den noch nicht aufgerollten Schichtstapel projizierte magnetische Feldlinien annähernd senkrecht oder exakt senkrecht zu dieser ersten Rollrichtung des Schichtstapels ausgerichtet sind, und nachfolgend mindestens zeitweise während des selbstständigen Aufrollens der oder die Schichtstapel mit einer anderen Rollrichtung einem externen Magnetfeld ausgesetzt werden, dessen Feldstärke mindestens größer ist als die Feldstärke des Erdmagnetfeldes und dessen auf den noch nicht aufgerollten Schichtstapel projizierte magnetische Feldlinien annähernd senkrecht oder exakt senkrecht zu dieser anderen Rollrichtung des Schichtstapels ausgerichtet sind, und dieser Verfahrensablauf für jede Rollrichtung von Schichtstapeln nachfolgend hintereinander durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem ein externes Magnetfeld mit Feldstärken zwischen 1 mT und 1 T und/oder variierender Feldstärke und Feldrichtung eingesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der oder die Schichtstapel während der gesamten Zeit des Aufrollens dem externen Magnetfeld ausgesetzt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die aufgerollten Kondensatoren von der Substratoberfläche mittels Anwendung mindestens eines magnetischen Feldes entfernt werden.
Verfahren zur Integration von aufgerollten magnetischen Kondensatoren, hergestellt nach einem Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem die aufgerollten magnetischen Kondensatoren unter Zuhilfenahme eines pick-and-place Prozesses in elektronischen Schaltkreisen integriert werden.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem die aufgerollten magnetischen Kondensatoren während eines pick-and-place Prozesses mindestens zeitweise einem externen Magnetfeld ausgesetzt werden.
Aufgerollte magnetische Kondensatoren, hergestellt nach dem Verfahren nach Anspruch 1, bestehend aus aufgerollten Schichtstapeln von mindestens abwechselnd übereinander, mindestens teilweise bedeckend, angeordneten Schichten aus dielektrischen und/oder elektrisch isolierenden und elektrisch leitfähigen Materialien, wobei - das Material mindestens einer Schicht aus dem elektrisch leitfähigen Material mindestens teilweise ein magnetisches Material ist und der Schichtstapel eine Dicke ≤ 1 µm aufweist, oder - das Material mindestens einer Schicht aus dem elektrisch leitfähigen Material mindestens teilweise ein magnetisches Material ist und das Material mindestens einer weiteren, den Schichtstapel mindestens teilweise bedeckenden Schicht mindestens teilweise ein magnetisches Material ist oder - das Material mindestens einer weiteren, den Schichtstapel mindestens teilweise bedeckenden weiteren Schicht mindestens teilweise ein magnetisches Material ist.
Kondensatoren nach Anspruch 12, bei denen der Schichtstapel eine Dicke ≤ 1 µm aufweist.
Kondensatoren nach Anspruch 12, bei denen mindestens 10 vollständige, vorteilhafterweise 20 bis 200 vollständige Windungen des aufgerollten Schichtstapels vorliegen.
Kondensatoren nach Anspruch 12, bei denen das magnetische Material innerhalb einer Schicht in der Ebene zusammenhängend ist.
Kondensatoren nach Anspruch 12, bei denen die Schichten aus dem elektrisch leitfähigen Material aus Metallen oder Metalllegierungen oder elektrisch leitfähigen Keramiken oder aus 2D Materialien oder aus Kombinationen dieser Materialien bestehen.
Kondensatoren nach Anspruch 12, bei denen die Schichten aus dem dielektrischen und/oder elektrisch isolierenden Material aus AlO_x, vorteilhafterweise Al₂O₃, SiO_x, vorteilhafterweise SiO₂, AlTiO_x SiTiO_x, HfO_x, TaO_x, ZrO_x, HfSiO_x, ZrSiO_x, TiZrO_x, TiZrWO_x, TiO_x, SrTiO_x, PbTiO_x, SiAlO_x, Metallnitride, Aluminiumnitride AlN_y, Siliziumnitride SiN_y, AlScN_y, Metaloxynitride, Aluminiumoxynitride AlO_xN_y, Siliziumoxynitride SiO_xN_y, HfSiO_xN_y und/oder SiC_zO_xN_y bestehen.
Kondensatoren nach Anspruch 12, bei denen das magnetische Material ferromagnetisch oder ferrimagnetisch oder paramagnetisch ist.
Kondensatoren nach Anspruch 12, bei denen das magnetische Material aus Co, Fe, Nd, Ni, oder aus Co-, Fe-, Nd- oder Ni-Basislegierungen oder aus Legierungen dieser Materialien besteht.
Kondensatoren nach Anspruch 12, bei denen - nur genau eine elektrisch leitfähige Schicht mindestens teilweise aus magnetischem Material besteht oder - nur genau eine weitere Schicht mindestens teilweise aus magnetischem Material besteht und die elektrisch leitfähigen Schichten nicht magnetisch sind.
Kondensatoren nach Anspruch 12, bei denen - nur genau eine elektrisch leitfähige Schicht zu 1 bis 80 % aus magnetischem Material besteht oder - eine weitere Schicht vollständig aus magnetischem Material besteht und die Schichten zu 1 bis 80 % bedeckt.
Kondensatoren nach Anspruch 12, bei denen - das magnetische Material als ein Streifen im Wesentlichen parallel zur und im Bereich der Kante der Schichten angeordnet ist, an der das Aufrollen des Schichtstapels beginnt.
Kondensatoren nach Anspruch 12, bei denen das magnetische Material maximal innerhalb der ersten inneren Windung in Rollrichtung angeordnet ist.
Kondensatoren nach Anspruch 12, bei denen mindestens zwei Schichten aus dem elektrisch leitfähigen Material an den beiden spiralförmigen Stirnseiten mit elektrisch leitfähigen Kontaktelektroden versehen sind.
Kondensatoren nach Anspruch 24, bei denen alle äußeren Oberflächen, mit Ausnahme der Kontaktelektroden, mit einer elektrisch isolierenden Schicht bedeckt sind.
Kondensatoren nach Anspruch 12, die einzeln verpackt sind.
Verwendung von aufgerollten magnetischen Kondensatoren nach mindestens einem der Ansprüche 12 bis 26 und hergestellt nach einem Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9 in elektronischen Schaltkreisen.
Verwendung nach Anspruch 27 in einem oder mehreren Schaltkreisen eines tragbaren elektronischen Gerätes oder in anderen kompakten elektronischen Modulen.