DE102020118857B4 - Vielschichtkondensator - Google Patents

Abstract

Vielschichtkondensator (1) umfassend ein Kondensatorelement (2) mit mindestens zwei Segmenten (2A, 2B), wobei jedes Segment mehrere Schichtebenen umfasst darunter dielektrische Schichten (5) aus Keramik und dazwischen angeordnete Elektrodenschichten, die in einer Schichtreihenfolge übereinander angeordnet sind, wobei die Elektrodenschichten unterschiedliche Elektroden, darunter zumindest erste und zweite Elektroden (3, 4) unterschiedlicher Polarisierung, umfassen, wobei sich die unterschiedlich polarisierten Elektroden in aktiven Bereichen (9A) überlappen, wobei sich die unterschiedlich polarisierten Elektroden in passiven Bereichen (9B) nicht überlappen, wobei mehrere Segmente in Stapelrichtung übereinander angeordnet sind, wobei äußerste dielektrische Schichten zweier Segmente einen Verbindungsbereich (12) bilden, in dem die Segmente parallel zu den Schichtebenen fest miteinander verbunden sind, wobei der Verbindungsbereich einen Entlastungsbereich (13A, 13B) beinhaltet, und wobei der Entlastungsbereich zumindest den gesamten Bereich parallel zum passiven Bereich des Kondensators einnimmt, wobei jedes Segment zumindest drei verschiedene Arten von Elektrodenschichten umfasst, wobei in einer ersten Elektrodenschicht die ersten und die zweiten Elektroden (3A, 3B, 4A, 4B) gegenüberliegend ausgebildet sind und durch einen dielektrischen Abschnitt beabstandet sind, wobei in einer zweiten Elektrodenschicht nur erste Elektroden (3) ausgebildet sind und in einer dritten Elektrodenschicht nur zweite Elektroden (4) ausgebildet sind und wobei die ersten Elektrodenschichten jeweils die in Stapelrichtung äußersten Elektrodenschichten jedes Segments bilden.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft einen Vielschichtkondensator auf Keramikbasis, der dielektrische Schichten und dazwischen angeordnete Elektroden umfasst.
• Beispiele für Vielschichtkondensatoren sind dem Fachmann aus dem Stand der Technik bekannt.
• Beispielhafte Vielschichtkondensatoren werden in den Druckschriften JP - 2016 197 645 A , DE 10 2016 110 742 A1 , DE 10 2012 111 023 A1 und US 2015 / 0 124 372 A1 genannt.
• In Vielschichtkondensatoren auf Keramikbasis mit piezoelektrischen Eigenschaften treten bei Anlegen der Kondensatorspannung in der Regel Verformungen des elektrischen Keramikmaterials auf.
• Regelmäßige Verformungen können zu Materialermüdung und in der Folge zum Bruch des Keramikmaterials führen.
• Daher können gemäß der US 2018 / 0 012 706 A1 Hohlräume in der Keramik zur Entlastung in Bereichen hoher elektischer Spannungen vorgesehen werden.
• Darüber hinaus weisen die bekannten Vielschichtkondensatoren in der Anwendung verschiedene weitere technische Probleme auf.
• Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Vielschichtkondensator mit verbesserten Materialeigenschaften und verbesserter Geometrie bereitzustellen.
• Die Aufgabe wird zumindest teilweise durch den in Anspruch 1 offenbarten Vielschichtkondensator gelöst.
• Weitere Ausführungsformen sind den weiteren Ansprüchen zu entnehmen.
• Ausführungsformen der Beschreibung, die nicht unter Anspruch 1 fallen, sind Vergleichsbeispiele.
• Offenbart wird ein Vielschichtkondensator, der ein Kondensatorelement mit mindestens zwei Segmenten umfasst. Die Segmente weisen dielektrische Schichten aus Keramik und dazwischen angeordnete Elektrodenschichten auf, die in einer Schichtreihenfolge übereinander angeordnet sind. Die Elektrodenschichten umfassen hierbei unterschiedliche Elektroden, darunter zumindest erste und zweite Elektroden.
• Die unterschiedlichen Elektroden, also zum Beispiel erste und zweite Elektroden, überlappen in aktiven Bereichen. Die Bereiche, in denen sich keine unterschiedlichen Elektroden überlappen, heißen passive Bereiche.
• In einem passiven Bereich überlappen sich beispielsweise nur Elektroden derselben Art, also nur erste Elektroden oder nur zweite Elektroden oder nur eine beliebige andere einheitliche Art von Elektroden.
• Zusätzlich oder alternativ kann ein passiver Bereich ein Bereich des Kondensatorelements sein, in dem keine Elektroden angeordnet sind. Ein solcher Bereich kann zum Beispiel ein Randbereich, der an eine Außenseite des Kondensatorelements angrenzt, sein, da sich die Elektroden meist nicht über die gesamte Breite des Kondensatorelements erstrecken.
• Innerhalb des Kondensatorelements sind mehrere Segmente in Stapelrichtung übereinander angeordnet, wobei die äußersten dielektrischen Schichten zweier Segmente einen Verbindungsbereich bilden, in dem die Segmente parallel zu den Schichtebenen fest miteinander verbunden sind. Der Verbindungsbereich wird beispielsweise von der untersten dielektrischen Schicht eines oberen Segments und der obersten dielektrischen Schicht eines unteren Segments gebildet.
• Die beiden dielektrischen Schichten sind beispielsweise durch Sinterung fest miteinander verbunden. Durch das gemeinsame Sintern der übereinander angeordneten Segmente werden die benachbarten dielektrischen Schichten physikalisch und chemisch miteinander verbunden.
• Es kann eine beliebige Anzahl von Segmenten miteinander verbunden werden. Zwischen jeweils zwei Segmenten ist dabei ein Verbindungsbereich ausgebildet.
• Der Verbindungsbereich beinhaltet einen Entlastungsbereich, der in einer Ebene parallel zu den Elektroden angeordnet ist. Der Entlastungsbereich nimmt zumindest den gesamten passiven Bereich des Kondensators ein.
• Im Entlastungsbereich ist die Verbindung der Segmente geschwächt oder unterbrochen. Durch den Entlastungsbereich werden mechanische Spannungen im Vielschichtkondensator gering gehalten. Dabei ist die Dicke der Segmente vorzugsweise derart gering, dass mechanische Spannungen in den Segmenten nicht zur Entstehung von Rissen im Kondensator führen.
• Bevorzugt ist diese Schwächung in Stapelrichtung ausgeprägt, welche der Feldrichtung des Kondensators entspricht. Die Schwächung kann durch Ausprägen eines Spalts oder Verwendung von Materialien unterschiedlicher Elastizitäts-Module, bevorzugt Materialien geringerer Elastizitäts-Modul-Werte, erreicht werden. Alternativ kann die Schwächung durch Einfügen eines im Vergleich zur Keramik härteren bzw. spröderen Materials erreicht werden. Im Belastungsfall kann dieses Material brechen.
• Derartige mechanische Spannungen entstehen beispielsweise bei Anlegen der Kondensatorspannung. Insbesondere sind mechanische Spannungen zwischen aktiven Bereichen und passiven Bereichen zu erwarten, da diese verschieden elektrisch belastet werden. Wären innerhalb des Kondensators keine Entlastungsbereiche vorgesehen, würden sich solche Spannungen ungehindert über den gesamten Kondensator aufaddieren.
• Durch die Schwächung oder Unterbrechung der Verbindung der Segmente, insbesondere in den passiven Bereichen, wird vermieden, dass sich die mechanischen Spannungen derart addieren, dass Brüche oder Risse im Kondensator entstehen.
• In einer Ausführungsform ist der Entlastungsbereich als Bereich zwischen den Segmenten und parallel zu den Schichtebenen ausgebildet, in denen die Segmente nicht fest miteinander verbunden sind.
• Hierdurch kann einfach die beschriebene Schwächung der Verbindung zwischen den Segmenten erzielt werden.
• In einer Ausführungsform ist der Entlastungsbereich strukturiert. Insbesondere kann der Entlastungsbereich wenigstens eine Aussparung aufweisen. Beispielsweise ist innerhalb dieser Aussparung ein Verbindungsbereich gebildet, in dem die Segmente fest miteinander verbunden, insbesondere fest miteinander versintert sind.
• In einer Ausführungsform ist der Entlastungsbereich als Spalt zwischen den Segmenten ausgebildet.
• Insbesondere können die dielektrischen Schichten der verschiedenen Segmente im Entlastungsbereich voneinander beabstandet sein. Die dielektrischen Schichten können im Entlastungsbereich auch aneinander anliegen und nicht oder nur teilweise oder nur mit verminderter Haftfestigkeit miteinander verbunden sein.
• In zumindest einer Ausführungsform ist der Spalt zwischen den Segmenten weniger breit als die Dicke einer dielektrischen Schicht. Die einzelnen Schichtebenen eines Kondensatorelements weisen in der Regel jeweils dieselben Schichtdicken auf.
• In einer Ausführungsform des Vielschichtkondensators umfasst der Entlastungsbereich ein Material, dessen Elastizitäts-Modul sich von dem Elastizitäts-Modul der dielektrischen Schichten unterscheidet.
• Zur Herstellung des Vielschichtkondensators werden Grünfolien, insbesondere keramische Grünfolien, zur Ausbildung der dielektrischen Schichten bereitgestellt. Auf wenigstens einer Grünfolie, die später eine äußere dielektrische Schicht eines Segments bildet, wird eine erste Paste aufweisend z.B. ein organisches oder anorganisches Material aufgebracht, beispielsweise aufgedruckt. Die erste Paste wird vorzugsweise nur an den Stellen aufgetragen, an denen Entlastungsbereiche vorgesehen sind.
• Auf weitere Grünfolien, die später innere dielektrische Schichten eines Segments bilden, wird die zweite, metallische Paste für ein Elektrodenmaterial aufgedruckt. Die Bedruckung und Schichtung kann erfolgen, indem die Elektroden in dem Stapel wechselweise leicht versetzt zueinander aufgebracht werden, damit sie später kammartig einseitig an ihren jeweiligen Austrittsflächen kontaktiert werden können.
• Die Grünfolien werden zu einem Stapel angeordnet, der gesintert wird. Vorzugsweise ist die erste Paste derart ausgebildet, dass an den Stellen, an denen die erste Paste aufgetragen wird, ein Zusammensintern der dielektrischen Schichten ganz oder teilweise verhindert wird, so dass hier ein Entlastungsbereich gebildet wird.
• Der geschichtete und gepresste Stapel kann anschließend im Falle eines Massenfertigungsprozess in die einzelnen Kondensatoren zerteilt werden.
• Nach dem Schneiden wird aus den vereinzelten Kondensatoren zunächst der Binder ausgebacken (Entbindern). Danach erfolgt der Brennprozess (Sintern). Dabei wird das Keramikpulver bei Temperaturen vorzugsweise zwischen 900 °C und 1200 °C gesintert und erhält seine endgültige, vorwiegend kristalline Struktur. Die einzelnen dielektrischen Schichten verbinden sich während des Prozesses zu einer monolithischen Struktur. Auch die dielektrischen Schichten der übereinander angeordneten Segmente werden fest miteinander verbunden.
• Erst durch diesen Brennprozess erhält die Keramik ihr gewünschtes dielektrisches Verhalten. Dem Brennprozess folgen ein Reinigungsschritt und in mindestens einer Ausführungsform anschließend das Aufbringen der Außenkontaktierung.
• In einer Ausführungsform ist der Entlastungsbereich zumindest in allen an Außenseiten des Kondensatorelements angrenzenden Bereichen ausgeprägt.
• In einer Ausführungsform beträgt die Tiefe, bis zu der der Entlastungsbereich von der Außenseite aus in das Kondensatorelement hineinreicht, in etwa der Stapelhöhe der an den Entlastungsbereich angrenzenden Segmente bzw. der Abmessung zwischen oberster und unterster Elektrode in einem angrenzenden Segment. Die angrenzenden Segmente weisen in der Regel jeweils dieselbe Stapelhöhe auf.
• In einer weiteren Ausführungsform beträgt die Tiefe des passiven Bereichs an der Außenseite des Kondensators in etwa der Stapelhöhe der angrenzenden Segmente.
• Die Tiefe bis zu der der Entlastungsbereich von der Außenseite aus in das Kondensatorelement hineinreicht, entspricht in einer Ausführungsform dem Doppelten der Tiefe des passiven Bereichs an der Außenseite des Kondensators. Die Tiefe des Entlastungsbereichs hängt somit von der Tiefe des passiven Bereichs ab.
• Durch eine solche Abmessung des Entlastungsbereichs wird vermieden, dass sich die mechanischen Spannungen derart addieren, dass Risse oder ähnliche Ermüdungserscheinungen im Kondensator entstehen.
• Zusätzlich oder alternativ kann der Entlastungsbereich in einer Ausführungsform weitere Abschnitte umfassen, die nicht direkt an den Außenseiten des Kondensatorelements ausgeprägt sind. Die Abmessungen des Entlastungsbereichs sollten hier wiederum zumindest den im letzten Absatz beschriebenen Abmessungen entsprechen.
• In einer Ausführungsform ist der Entlastungsbereich zumindest teilweise in einem Bereich angeordnet, in dem die unterschiedlichen Elektroden überlappen. Der Entlastungsbereich ist also zumindest teilweise in einem aktiven Bereich des Kondensatorelements ausgeprägt.
• Der Entlastungsbereich in dieser Ausführungsform umfasst weiterhin alle Bereiche des Verbindungsbereichs die in einem passiven Bereich des Kondensatorelements angeordnet sind.
• Ein so vergrößerter Entlastungsbereich reduziert mechanische Spannungen zwischen den einzelnen Segmenten weiter.
• In einer Ausführungsform weist der Entlastungsbereich wenigstens einen Abschnitt auf, der nicht an die Außenseiten des Kondensatorelements grenzt.
• In einer Ausführungsform umfasst der Verbindungsbereich mehrere voneinander abgegrenzte Entlastungsbereiche. Die Entlastungsbereiche grenzen zumindest teilweise nicht an die Außenseiten des Kondensatorelements an.
• Die beiden letztgenannten Ausführungsformen sind vor allem bei großen Kondensatordurchmessern vorteilhaft.
• Ein so vergrößerter Entlastungsbereich bzw. mehrere Entlastungsbereiche in einem Verbindungsbereich reduzieren die mechanischen Spannungen zwischen den einzelnen Segmenten weiter.
• In einer Ausführungsform des Vielschichtkondensators überlappen die ersten und zweiten Elektroden zumindest teilweise.
• In ihrem Überlappungsbereich bilden die ersten und zweiten Elektroden einen aktiven Bereich, in welchem ein elektrisches Feld wirkt und in dem somit mechanische Spannungen innerhalb der dielektrischen Schichten erzeugt werden.
• In einer Ausführungsform umfassen die Elektroden eines oder mehrere aus der Gruppe von Kupfer, Silber, Nickel, Platin und Palladium. Diese Metalle sind vor allem aufgrund ihrer hohen elektrischen Leitfähigkeit geeignet.
• Für eine einfache und kostengünstige Fertigung ist es zu bevorzugen, dass wie oben beschrieben, der gesamte Vielschichtkondensator in einem Schritt gesintert wird. Der Sinterschritt findet also nach der Stapelung der einzelnen Schichten statt.
• Um ein solches Verfahren zu ermöglichen, darf die Sintertemperatur der für die dielektrischen Schichten verwendeten Keramik die Schmelztemperatur der für die Elektroden verwendeten Metalle nicht überschreiten. Dies kann durch die Wahl eines geeigneten Elektrodenmetalls oder einer geeigneten Keramik erreicht werden.
• In einer Ausführungsform sind auf Austrittsflächen auf der Außenseite des Kondensatorelements, auf denen Elektroden aus dem Kondensatorelement austreten, zwei separate Außenkontaktierungen zur Kontaktierung der ersten und zweiten Elektroden, aufgebracht.
• Die Außenkontaktierungen sind bevorzugt an gegenüberliegenden Außenflächen des Vielschichtkondensators aufgebracht.
• Mögliche dritte oder weitere Elektroden werden dagegen nicht von den Außenkontaktierungen kontaktiert.
• In einer Ausführungsform umfasst der Vielschichtkondensator wenigstens eine dritte Elektrode, die von keiner der Außenkontaktierungen kontaktiert ist, wobei die dritte Elektrodenschicht mit den ersten und den zweiten Elektroden überlappt.
• Eine derartige Elektrode wird auch als „floating“ Elektrode bezeichnet, auf Deutsch „schwebende“ Elektrode.
• In einer Ausführungsform umfasst der Vielschichtkondensator wenigstens eine dritte Elektrode, die an keine der Außenseiten des Kondensatorelements angrenzt.
• Vorzugsweise weist der Vielschichtkondensator und insbesondere jedes Segment des Vielschichtkondensators eine Vielzahl erster Elektroden, eine Vielzahl zweiter Elektroden und eine Vielzahl dritter Elektroden auf.
• In einer Ausführungsform weist der Kondensator wenigstens eine Serienschaltung zweier Kapazitäten auf. Insbesondere kann eine erste Kapazität durch die Überlappung wenigstens einer ersten Elektrode mit wenigstens einer dritten Elektrode und eine zweite Kapazität durch die Überlappung wenigstens einer zweiten Elektrode mit der wenigstens einen dritten Elektrode gebildet werden.
• In einer Ausführungsform umfasst der Vielschichtkondensator weitere Elektroden, die im passiven Bereich des Kondensators angeordnet sind und mit keinen Elektroden einer unterschiedlichen Polarität überlappen.
• Somit wird zwischen diesen Elektroden kein elektrisches Feld aufgebaut. Solche Elektroden werden als passiv oder Blindelektroden bezeichnet.
• Durch solche Blindelektroden werden mechanische Spannungen, die typischerweise zwischen Bereichen mit Elektroden und Bereichen ohne Elektroden innerhalb des Kondensatorelements auftreten, verringert.
• Durch den kombinierten Einsatz von Blindelektroden und Entlastungsbereichen können somit mechanische Spannungen im Vielschichtkondensator minimiert und die Robustheit des Kondensators erhöht werden. Die thermomechanische und elektrische Belastbarkeit des Vielschichtkondensators kann so optimiert werden.
• In einer weiteren Ausführungsform umfassen die Außenkontaktierungen eine mehrlagige Sputter-Schicht, die Schichten bestehend aus Chrom, Nickel und mindestens eines von Silber oder Gold umfasst, wobei die Schichten in dieser Reihenfolge auf den Austrittsflächen aufgebracht sind.
• Die Chromschicht, die direkt auf die Austrittsfläche aufgebracht ist, ermöglicht eine hohe Haftung der Sputter-Schicht an der Austrittsfläche. Die Schicht aus Silber oder Gold weist eine hohe Leitfähigkeit auf und dient somit vorwiegend der elektrischen Kontaktierung der Elektroden untereinander. Durch die beschriebene Sputter-Schicht können alle Elektroden einer Art elektrisch miteinander verbunden werden und so parallel geschaltet werden.
• Die mittlere Schicht aus Nickel dient der Diffusionssperre.
• Beispielsweise können alle ersten Elektroden, die alle an derselben ersten Fläche aus dem Kondensatorelement austreten über eine erste Sputter-Schicht elektrisch miteinander verbunden werden. Weiterhin können alle zweiten Elektroden, die alle an einer zweiten Fläche austreten über eine weitere zweite Sputter-Schicht elektrisch verbunden werden bzw. parallel geschaltet werden, sodass beispielsweise der gesamte Stapel umfassend alle ersten und alle zweiten Elektroden einen einzelnen Vielschichtkondensator bildet.
• In einer Ausführungsform umfassen die Außenkontaktierungen weiterhin ein feinmaschiges Kupfergitter, welches auf der Sputter-Schicht aufgebracht ist.
• Das Kupfergitter bedeckt die gesamte Sputter-Schicht. Somit kann das Kupfergitter die Bildung von Rissen in der Sputter-Schicht oder sogar das Abbröckeln der Sputter-Schicht im Fall von mechanischen Verformungen des Kondensatorelements vermeiden.
• In einer Ausführungsform umfassen die Außenkontaktierungen weiterhin Metallbleche, über welche das Kondensatorelement nach außen kontaktiert wird. Die Metallbleche sind auf der Sputter-Schicht angebracht.
• In einer Ausführungsform sind die Metallbleche mittels einer Lötverbindung auf der Sputter-Schicht angebracht.
• In einer weiteren Ausführungsform sind die Metallbleche mittels einer gesinterten Silberschicht auf der Sputter-Schicht aufgebracht.
• Während die beschriebene Sputter-Schicht üblicherweise eine Dicke im Nanometerbereich aufweist, weist die Silberschicht eine Dicke im Mikrometerbereich auf. Eine solche gesinterte Silberschicht, die die gesamte Sputter-Schicht bedeckt, hält die Sputter-Schicht im Falle von Verformungen des Kondensatorelements zusammen und verhindert beispielsweise das Abbröckeln der Sputter-Schicht.
• Die Silberschicht befestigt weiterhin die Metallbleche an der Sputter-Schicht. Somit sind keine weiteren Lötverbindungen notwendig. Hierzu werden das Silber auf der Sputter-Schicht aufgetragen und die Metallbleche direkt darauf platziert. Erst nach dem Platzieren der Metallbleche wird die Silberschicht bei möglichst niedrigem Druck gesintert.
• In zumindest einer Ausführungsform wird die Silberschicht bei einem so niedrigen Druck gesintert, dass eine Restporosität von ca. 35 % erreicht wird.
• Eine solche Porosität ist gering genug, um die elektrische und thermische Leitfähigkeit des Silbers nur geringfügig zu reduzieren. Aufgrund seiner hohen elektrischen und thermischen Leitfähigkeit ermöglicht die Silberschicht weiterhin eine gute elektrische Anbindung der Metallbleche an die Sputter-Schicht. Daneben weist Silber mit der genannten Porosität jedoch eine ausreichend hohe Duktilität auf, um eine thermomechanische Entlastung zu gewährleisten.
• Weiterhin weist eine gesinterte Silberschicht im Vergleich zu beispielsweise gelöteten Schichten bei mechanischer oder thermomechanischer Belastung geringere Materialermüdung auf.
• Da die Prozesstemperaturen beim Sintern in der Regel niedriger sind als beim Löten, treten weiterhin geringere thermomechanische Spannungen auf und der Prozess kann relativ einfach und kostengünstig durchgeführt werden.
• Der hohe Schmelzpunkt des gesinterten Silbers von maximal 962°C im Fall von Reinsilber garantiert eine hohe Temperaturstabilität der Silberschicht, was weitere Prozessschritte bei hohen Temperaturen ermöglicht.
• In einer Ausführungsform umfassen die Metallbleche zwei Kupferschichten und eine dazwischen angeordnete Invar-Schicht.
• Kupfer weist eine besonders gute elektrische und thermische Leitfähigkeit auf.
• Als Invar wird eine Eisen-Nickel-Legierung mit ca. 1/3 Nickel und 2/3 Eisen bezeichnet. Dieses Material weist einen besonders niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten auf.
• Insbesondere liegt der thermische Ausdehnungskoeffizient nahe am Ausdehnungskoeffizienten der Keramik. Aufgrund der Kombination mit Kupfer kann trotz einer geringen elektrischen Leitfähigkeit des Invar eine ausreichende Leitfähigkeit der Anschlusskontaktierung gewährleistet werden.
• Alternativ zu Invar können auch weitere Eisen-Nickel- bzw. Eisen-Nickel-Kobalt-Legierungen verwendet werden.
• Zur Herstellung des beschriebenen Metallblechs werden beispielsweise Kupferschichten auf ein Invar-Blech aufgewalzt.
• Die äußeren Oberflächen der Kupferschichten können versilbert sein, um die Anbindung zwischen dem Kupfer und der gesinterten Silberschicht zu verbessern. Die Versilberung ist in einer Ausführungsform per Galvanisierung aufgebracht.
• In einer Ausführungsform umfassen die Metallbleche der Außenkontaktierungen eine Kupferschicht mit mäandrierender Geometrie.
• Die Kupferschicht ist direkt auf die Silberschicht aufgebracht. Die Kupferschicht weist bevorzugt eine mäandrierende, gitterähnliche Geometrie auf. Die Kupferschicht kann ebenfalls versilbert sein. Die Versilberung ist bevorzugt durch Galvanisierung ausgeführt. Die Kupferschicht kann direkt mit der Silberschicht versintert werden.
• Kupfer wird aufgrund seiner hervorragenden thermischen und elektrischen Leitfähigkeit bevorzugt für die Außenkontaktierung des Kondensators verwendet.
• In einer Ausführungsform umfasst der Vielschichtkondensator separierbare Kondensatorelemente, die an einer Kontaktfläche beliebig zusammengesetzt und auseinandergenommen werden können, wobei die Kontaktfläche normal zu den Schichtebenen und den Außenkontaktierungen angeordnet ist.
• Somit kann flexibel ein beliebig großer Vielschichtkondensator aufgebaut werden. Die beschriebenen Kondensatorelemente können in Massenfertigung in einer Einheitsgröße produziert werden und dann entsprechend den Anforderungen zusammengesetzt werden.
• Die Fixierung der einzelnen Kondensatorelemente kann beispielsweise über eine an den Außenflächen angebrachte gesinterte Silberschicht erfolgen, welche sich über die Außenflächen aller Kondensatorelemente erstreckt und diese so zusammenhält.
• In einer Ausführungsform ist die Keramik ein anti-ferroelektrisches Dielektrikum.
• Die dielektrischen Schichten können ein piezoelektrisches oder elektrostriktives Verhalten aufweisen, sodass beim Anlegen einer Spannung an den Vielschichtkondensator eine Verformung der Schichten auftritt.
• In einer Ausführungsform umfasst die Keramik ein Blei-Zirkonat-Titanat. Dieses kristallisiert üblicherweise in einer Perowskit-Struktur. Bei einer solchen Keramik handelt es sich um ein anti-ferroelektrisches Dielektrikum, welches vorteilhaft in dem beschriebenen Vielschichtkondensator eingesetzt werden kann.
• In einer Ausführungsform weist die Keramik die folgende Zusammensetzung auf, welche vorteilhafte Eigenschaften bei der Verwendung im Kondensator hat: Pb _{(y-1,5a-0,5b+c+0,5d-0,5e-f)} Ca_aA_b (Zr_1-xTi_x) _(1-c-d-e-f) E_cFe_dNb_eW_fO₃, wobei
• A aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Na, K und Ag besteht;
• E aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Cu, Ni, Hf, Si und Mn besteht; und
$$\mathrm{0,05}\le \text{x}\le \mathrm{0,3};$$

$$0<\text{a}<\mathrm{0,14};$$

$$0\le \text{b}\le \mathrm{0,12};$$

$$0\le \text{c}\le \mathrm{0,12};$$

$$0\le \text{d}\le \mathrm{0,12};$$

$$0\le \text{e}\le \mathrm{0,12};$$

$$0\le \text{f}\le \mathrm{0,12};$$

$$\mathrm{0,9}\le \text{y}\le \mathrm{1,5}\text{ und}$$

$$\mathrm{0,01}<\text{b}+\text{c}+\text{d}+\text{e}+\text{f}$$

gilt.
• Die beschriebene Keramik weist eine geringe Sinter-Temperatur zwischen 900 °C und 1200 °C auf. Weiterhin zeichnet sich die Keramik durch hohe Beständigkeit und geringe Materialermüdung aus.
• In einer Ausführungsform weist die Keramik die folgende Zusammensetzung auf, welche ähnliche vorteilhafte Eigenschaften bei der Verwendung im Kondensator hat: Pb_{(1-1,5a-0,5b+1,5d+e+0,5f)}A_aE_b (Zr_1-xTi_x) _(1-c-d-e-f) Li_dG_eF_efSi_cO₃ + y PbO, wobei
• A aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus La, Nd, Y, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er und Yb besteht;
• E aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Na, K und Ag besteht;
• G aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Cu, Ni, Co und Mn besteht;
• und
$$\mathrm{0,01}\le \text{x}\le \mathrm{0,3};$$

$$0<\text{a}\le \mathrm{0,12};$$

$$0\le \text{b}\le \mathrm{0,12};$$

$$0\le \text{c}\le \mathrm{0,12};$$

$$0\le \text{d}\le \mathrm{0,12};$$

$$0<\text{e}\le \mathrm{0,12};$$

$$0\le \text{f}\le \mathrm{0,12};$$

$$0\le \text{y}\le 1\text{ und}$$

$$0<\text{b}+\text{d}+\text{e}+\text{f}$$

gilt.
• In einer weiteren Ausführungsform weist die Keramik die folgende Zusammensetzung auf, welche ähnliche vorteilhafte Eigenschaften bei der Verwendung im Kondensator hat: Pb_(1-1,5a+e)A_a (Zr_1-xTi_x) _(1-c-e)E_eSi_cO₃ + y PbO, wobei
• A aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus La, Nd, Y, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er und Yb besteht;
• E aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Cu und Ni besteht; und
$$\mathrm{0,05}\le \text{x}\le \mathrm{0,3};$$

$$0<\text{a}\le \mathrm{0,12};$$

$$0\le \text{c}\le \mathrm{0,12};$$

$$\mathrm{0,001}\le \text{e}\le \mathrm{0,12}\text{ und}$$

$$0\le \text{y}<1$$

gilt.
• In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Keramik ein Natrium-Strontium-Titanat. Auch bei einer solchen Keramik handelt es sich um ein anti-ferroelektrisches Dielektrikum, welches vorteilhaft in dem beschriebenen Vielschichtkondensator eingesetzt werden kann.
• In einer Ausführungsform weist die Keramik die folgende Zusammensetzung auf, welche vorteilhafte Eigenschaften bei der Verwendung im Kondensator hat: [Pb_(1-r) (Ba_xSr_yCa_z)_r] _{(1-1,5a-1,5b-0,5c)} (X_aY_b)A_c (Zr_1-dTi_d)O₃,
• wobei X und Y jeweils ein Seltenerdmetall darstellen, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus La, Nd, Y, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er und/oder Yb;A ein einwertiges Ion darstellt;
$$\text{x}+\text{y}+z=1;$$

$$0\le \text{x};$$

$$0\le \text{y};$$

$$0\le z;$$

$$0<\text{r}\le \mathrm{0,3};$$

$$0<\text{d}\le 1;$$

$$0<\text{a}\le \mathrm{0,2};$$

$$0\le \text{b}\le \mathrm{0,2}\text{ und}$$

$$0<\text{c}\le \mathrm{0,2}$$

gilt.
• In einer weiteren Ausführungsform weist die Keramik die folgende Zusammensetzung auf, welche ebenfalls vorteilhafte Eigenschaften bei der Verwendung im Kondensator hat: (Bi_aNa_bSr_c) (Mg_dTi_1-d)O₃,
• wobei
$$\mathrm{0,10}\le \text{a}\le \mathrm{0,65};$$

$$0<\text{b}\le \mathrm{0,45};$$

$$0<\text{c}\le \mathrm{0,85};$$

$$0<\text{d}<\mathrm{0,20}\text{ und}$$

$$\mathrm{0,95}\le \text{a}+\text{b}+\text{c}\le \mathrm{1,05}$$

gilt.
• In einer weiteren Ausführungsform weist die Keramik die folgende Zusammensetzung auf, welche ebenfalls vorteilhafte Eigenschaften bei der Verwendung im Kondensator hat: (Bi_aNa_bSr_c) (Zn_dTi_1-d)O₃, wobei $$\mathrm{0,09}\le \text{a}\le \mathrm{0,58,}$$

  

  $$\mathrm{0,09}\le \text{b}\le \mathrm{0,42,}$$

  

  $$\mathrm{0,05}\le \text{c}\le \mathrm{0,84};$$

  

  $$0<\text{d}\le \mathrm{0,08}\text{ und}$$

  

  $$\mathrm{0,95}\le \text{a}+\text{b}+\text{c}\le \mathrm{1,05}$$

  

  gilt.
• Neben den genannten Zusammensetzungen sind weitere Zusammensetzungen möglich, die nicht explizit genannt werden.
• Der Kondensator mit obigen Eigenschaften eignet sich für den Einsatz als DC-Link- bzw. Snubber-Kondensator.
• Aufgrund der Eigenschaften des Kondensators ist es in manchen Anwendungen möglich, bei einem Einsatz als DC-Link-Kondensator auf einen zusätzlichen Snubber-Kondensator zu verzichten.
• Eine weitere Anwendung des beschriebenen Kondensators ist der Einsatz als Filter-Kondensator. Durch dessen HochfrequenzEigenschaften können Störsignale bis in den MHz-Bereich hinein gut gedämpft und gefiltert werden.
• Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen detailliert beschrieben. Die Erfindung ist nicht auf die aufgeführten Beispiele beschränkt.
• Die Figuren zeigen:
• 1: Seitenansicht einer schematischen Darstellung einer ersten nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform des Vielschichtkondensators umfassend erste und zweite Elektroden in einem Segment.
• 2a: Seitenansicht einer schematischen Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels des Vielschichtkondensators umfassend erste und zweite Elektroden in zwei Segmenten.
• 2b: Draufsicht einer schematischen Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels des Vielschichtkondensators umfassend erste und zweite Elektroden in zwei Segmenten.
• 3a: Seitenansicht einer schematischen Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels des Vielschichtkondensators umfassend erste und zweite Elektroden in zwei Segmenten.
• 3b: Draufsicht einer schematischen Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels des Vielschichtkondensators umfassend erste und zweite Elektroden in zwei Segmenten.
• 4a: Seitenansicht einer schematischen Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels des Vielschichtkondensators umfassend erste, zweite und dritte Elektroden in zwei Segmenten.
• 4b: Draufsicht einer schematischen Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels des Vielschichtkondensators umfassend erste, zweite und dritte Elektroden in zwei Segmenten.
• 5a: Seitenansicht einer schematischen Darstellung eines fünften Ausführungsbeispiels des Vielschichtkondensators umfassend erste und zweite Elektroden in zwei Segmenten.
• 5b: Draufsicht einer schematischen Darstellung eines fünften Ausführungsbeispiels des Vielschichtkondensators umfassend erste und zweite Elektroden in zwei Segmenten.
• 6a: Seitenansicht einer schematischen Darstellung eines sechsten Ausführungsbeispiels des Vielschichtkondensators umfassend erste und zweite Elektroden in zwei Segmenten.
• 6b: Draufsicht einer schematischen Darstellung eines sechsten Ausführungsbeispiels des Vielschichtkondensators umfassend erste und zweite Elektroden in zwei Segmenten.
• 7a: Seitenansicht einer schematischen Darstellung eines siebenten Ausführungsbeispiels des Vielschichtkondensators umfassend erste bis sechste Elektroden in zwei Segmenten.
• 7b: Draufsicht einer schematischen Darstellung eines siebenten Ausführungsbeispiels des Vielschichtkondensators umfassend erste bis sechste Elektroden in zwei Segmenten.
• 8a: Seitenansicht einer schematischen Darstellung eines achten Ausführungsbeispiels des Vielschichtkondensators umfassend erste und zweite, sowie vierte und fünfte Elektroden in zwei Segmenten.
• 8b: Draufsicht einer schematischen Darstellung eines achten Ausführungsbeispiels des Vielschichtkondensators umfassend erste und zweite, sowie vierte und fünfte Elektroden in zwei Segmenten.
• 9: Seitenansicht einer schematischen Darstellung eines neunten Ausführungsbeispiels des Vielschichtkondensators umfassend Außenkontaktierungen.
• 10: Seitenansicht einer schematischen Darstellung eines Metallblechs der Außenkontaktierung des neunten Ausführungsbeispiels des Vielschichtkondensators.
• 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des Vielschichtkondensators 1. Die Figur beschränkt sich im Wesentlichen auf die Darstellung des Kondensatorelements 2. Weitere Komponenten wie die Außenkontaktierungen sind in 1 nicht dargestellt.
• Der dargestellten Kondensator 1 ist analog zu einem Beispiel des Vielschichtkondensators aufgebaut, umfasst jedoch keine Verbindungsbereiche und Entlastungsbereiche.
• Das Kondensatorelement 2 umfasst einen Stapel umfassend 3 erste Elektroden 3, drei zweite Elektroden 4 und zwischen bzw. um diese Elektroden angeordnete dielektrische Schichten 5. Die Schichten sind in einer definierten Stapelrichtung übereinander angeordnet.
• Die ersten Elektroden 3 und zweiten Elektroden 4 treten an zwei gegenüberliegenden Seiten aus dem quaderförmigen Kondensatorelement 2 aus. Diese Flächen werden erste und zweite Austrittsfläche 6/7 genannt. Die Austrittsflächen 6/7 sind normal zur Stapelrichtung angeordnet.
• An den Austrittsflächen 6/7 sind die jeweils zusammengehörigen Elektroden über eine elektrisch leitfähige Außenkontaktierung 8 miteinander verbunden. Die Außenkontaktierungen 8 bedecken jeweils einen Großteil der Austrittsflächen 6/7. In anderen Ausführungsbeispielen können die Außenkontaktierungen 8 auch kleinere Teile der Austrittsflächen 6/7 bzw. die gesamten Austrittsflächen 6/7 bedecken.
• Da die Elektroden 3/4 nicht bis zur jeweils gegenüberliegenden Austrittsfläche 7/6 reichen, ergeben sich zwei zu unterscheidende Bereiche im Vielschichtkondensator 1. In den Bereichen im Zentrum des Kondensatorelements 2 überlappen sich erste und zweite Elektroden 3/4. Diese Bereiche werden aktive Bereiche 9A genannt. An den an die Austrittsflächen grenzenden Bereichen liegen jeweils nur erste bzw. nur zweite Elektroden 3/4 vor. Diese Bereiche werden passive Bereiche 9B genannt.
• An die beiden Seitenflächen des Kondensatorelements 2 normal zu den Austrittsflächen 6/7 und normal zur Stapelrichtung grenzen jeweils Bereiche frei von Elektroden an. Diese Bereiche werden ebenfalls passive Bereiche 9B genannt (Vergleiche 2b).
• Die überlappen Elektroden 3/4 fungieren bei Anlegen einer elektrischen Spannung über die Außenkontaktierungen 8 als Kondensator. Aufgrund der Spannung zwischen den ersten und zweiten Elektroden 3/4 wirkt im aktiven Bereich 9A des Vielschichtkondensators 1 dann ein elektrisches Feld.
• Zu beachten ist hierbei, dass auch in den aktiven Bereichen 9A nicht über die gesamte Stapelhöhe ein elektrisches Feld vorliegen muss. Ein elektrisches Feld wirkt vielmehr nur zwischen Elektroden verschiedener elektrischer Polarisierung aufgebaut, beispielsweise also in dielektrischen Schichten 5, die zwischen ersten und zweiten Elektroden 3/4 angeordnet sind. Auch zwischen Innenelektroden und Außenkontaktierungen wird bei unterschiedlicher elektrischer Polarisierung ein Feld aufgebaut.
• Die dielektrischen Schichten 5 des vorliegenden Vielschichtkondensators 1 bestehen aus einem antiferroelektrischen, keramischen Material. Im elektrischen Feld kommt es zu einer Polarisation der Domänen der Kristallstruktur der Keramik.
• Die Elektroden bestehen aus einem elektrisch leitenden Material wie Kupfer, Silber, Nickel, Palladium oder Platin.
• Die Polarisation führt zu einer Gitterdeformation in der Keramik. Aufgrund der Gitterdeformation bauen sich innerhalb des Vielschichtkondensators 1 mechanische Spannungen auf.
• Aufgrund der geringen Stapelhöhe können diese mechanischen Spannungen im ersten Beispiel vernachlässigt werden.
• Bei dem Keramikmaterial des Ausführungsbeispiels handelt es sich um eine Perowskit-Keramik. Eine Perowskit-Keramik weist in der Regel anti-ferroelektrische Eigenschaften auf. Durch eine Zusammensetzung der Keramik können darüber hinaus für einen Kondensator vorteilhafte Eigenschaften wie hohe mechanische Beständigkeit und hohe Lebensdauer erreicht werden.
• Der in den 2a und 2b dargestellte Vielschichtkondensator 1 entspricht im Wesentlichen dem Vielschichtkondensator 1 des ersten Beispiels.
• In der Draufsicht in 2b sind auch die bereits zuvor eingeführten Seitenflächen 10/11 des Kondensatorelements 2 normal zu den Austrittsflächen 6/7 und normal zur Stapelrichtung abgebildet.
• Über den in 1 dargestellten Kondensator hinaus weist der Kondensator in 2 ein zweites Segment auf, wobei die Segmente in Stapelrichtung übereinander angeordnet sind. Ein einzelnes Segment des zweiten Ausführungsbeispiels entspricht dem Segment des ersten Beispiels. Die Segmente sind über einen Verbindungsbereich 12 verbunden. Innerhalb des Verbindungsbereichs 12 liegen Entlastungsbereiche 13 vor. Damit handelt es sich bei dem zweiten Ausführungsbeispiel um eine Ausführungsform der beanspruchten Erfindung. Merkmale und Eigenschaften des zweiten Beispiels, die dem Vielschichtkondensator 1 des ersten Beispiels entsprechen, sind nicht erneut ausgeführt.
• Der Verbindungsbereich 12 umfasst dasselbe dielektrische Keramikmaterial wie die dielektrischen Schichten in den Segmenten 2A und 2B des Kondensatorelements 2.
• Der Verbindungsbereich 12 umfasst die unterste dielektrische Schicht eines ersten Segments 2A und die oberste dielektrische Schicht eines zweiten Segments 2B, welche übereinander in Stapelrichtung angeordnet sind. Innerhalb des Verbindungsbereichs 12 befindet sich keine Elektrode.
• Am Rand des Verbindungsbereichs befindet sich entlang des gesamten Außenumfangs des Kondensatorelements 2 ein durchgehender Entlastungsbereich 13. Der Entlastungsbereich 13 ist zwischen der untersten dielektrischen Schicht des ersten Segments 2A und der obersten dielektrischen Schicht des zweiten Segments 2B angeordnet.
• Die Tiefe des Entlastungsbereichs 13, gemessen von der Außenseite des Kondensatorelements 2 bis zur innersten Stelle im Kondensatorelement 2 entspricht bevorzugt der Stapelhöhe eines Segments.
• So kann sichergestellt werden, dass sich die mechanischen Spannungen aufgrund der Deformation der Keramik im elektrischen Feld, nicht über die Segmente hinweg aufaddieren und so beispielsweise zu Rissen im Material führen.
• Der Entlastungsbereich 13 umfasst alle passiven Bereiche 9B des Vielschichtkondensators 1. D.h. der Entlastungsbereich 13 ist innerhalb des Verbindungsbereichs 12 parallel zu allen Abschnitten in den Segmenten, die nur eine Art von Elektroden bzw. keine Elektroden umfassen, angeordnet. Weiterhin erstreckt sich der Entlastungsbereich 13 teilweise in den aktiven Bereich 9A des Kondensatorelements 2.
• Aus Stapelrichtung betrachtet wie in 2B dargestellt weist der aktive Bereich 9A die Form eines Rechtecks auf. Der passive Bereich 9B bildet einen rechteckigen Rahmen, der den aktiven Bereich 9A umgibt. Der Entlastungsbereich 13 bildet einen rechteckigen Rahmen, der den passiven Bereich 9B umfasst und weiterhin teilweise mit dem aktiven Bereich 9A überlappt.
• Bei dem Entlastungsbereich 13 handelt es sich um einem Bereich, in dem die übereinandergestapelten dielektrischen Schichten 5 nicht fest oder nur teilweise miteinander verbunden sind.
• Zur Herstellung eines derartigen Vielschichtkondensators 1 nach dem zweiten Ausführungsbeispiel werden keramische Grünfolien, umfassend ein Perowskit-Material, zur Ausbildung der dielektrischen Schichten 5 bereitgestellt. Auf die oberste Grünfolie des zweiten Segments 2B wird eine erste Paste aufweisend ein organisches Material aufgedruckt.
• Auf weitere Grünfolien wird in den gewünschten Bereichen eine zweite, metallische Paste zur Bildung der Elektroden aufgedruckt. Die Grünfolien werden zu einem Stapel angeordnet, der gesintert wird.
• Die erste, organische Paste ist derart ausgebildet, dass an den Stellen, an denen die erste Paste aufgetragen ist, ein Zusammensintern der dielektrischen Schichten 5 ganz oder teilweise verhindert wird, so dass hier ein Entlastungsbereich 13 gebildet wird.
• 3 stellt ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel des Vielschichtkondensators 1 dar.
• Wesentliche Merkmale des Ausführungsbeispiels 3 entsprechen denen des Ausführungsbeispiels 2. Diese Merkmale sind nicht erneut aufgeführt.
• Der Entlastungsbereich 13 umfasst im vorliegenden Beispiel neben dem äußeren Abschnitt 13A entlang des Umfangs des Kondensatorelements 2 einen inneren Abschnitt 13B, der sich zwischen den Außenseiten, parallel zu den Austrittsflächen 6/7 des Kondensatorelements 2 erstreckt. Die Breite dieses inneren Abschnitts kann beliebig variiert werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel übertrifft die Breite des inneren Abschnitts die Breite des äußeren Abschnitts.
• Der innere Abschnitt des Entlastungsbereichs 13 ist vollständig parallel zum aktiven Bereich 9A des Vielschichtkondensators 1 angeordnet.
• Durch einen solchen zusätzlichen inneren Abschnitt des Entlastungsbereichs 13 kann eine Aufaddition der im Kondensator 1 auftretenden mechanischen Spannungen auch bei großen Abmessungen der einzelnen Schichten bzw. hoher Stapelhöhe effektiv vermieden werden.
• Der Entlastungsbereich 13 hat hier bei Betrachtung in Stapelrichtung die Form eines rechteckigen Rahmens, dessen Längsseiten mittels eines Querbalkens verbunden sind. Der Querbalken entspricht dem inneren Abschnitt des Entlastungsbereichs 13.
• Zu beachten ist, dass beim dargestellten Aufbau des dritten Ausführungsbeispiels des Kondensators 1 eine ungewollte Migration geladener Teilchen von außen in das Innere des Kondensators möglich ist. Die geladenen Teilchen können beispielsweise Protonen sein, die aufgrund von Feuchtigkeit in einer äußeren Oberfläche des Kondensators 1 vorliegen. Grund hierfür ist, dass sich zwischen der obersten zweiten Elektrode 4A und einer ersten Außenkontaktierung ein elektrisches Feld in der äußersten dielektrischen Schicht 5A des Kondensators 1 aufbauen kann. Dieser Effekt kann noch verstärkt werden, wenn die Außenkontaktierung beispielsweise aufgrund eines Fehlers bei der Auftragung auch einen Teil der Oberseite 1A des Kondensators 1 bedeckt.
• In 4 wird ein viertes Ausführungsbeispiel des Vielschichtkondensators 1 gezeigt, dessen Merkmale teilweise mit denen der vorhergehenden Ausführungsbeispiele übereinstimmen. Diese Merkmale werden nicht erneut erläutert.
• Im Unterschied zu den vorherigen Ausführungsbeispielen umfasst der Vielschichtkondensator 1 in der vierten Ausführungsform neben ersten und zweiten Elektroden noch dritte Elektroden 14. Die dritten Elektroden 14 sind innere, so genannte schwebende Elektroden, die nicht an die Außenflächen des Kondensatorelements 2 angrenzen. Somit sind die dritten Elektroden 14 nicht von außen kontaktiert.
• Im Unterschied zu den vorherigen Ausführungsbeispielen sind die ersten und zweiten Elektroden 3/4 jeweils in derselben Schichtebene angeordnet, jedoch weiterhin durch einen dielektrischen Abschnitt getrennt.
• Zwischen den Schichtebenen, die erste und zweite Elektroden umfassen, sind Schichtebenen angeordnet, die die dritten Elektroden 14 umfassen.
• So wird ein Vielschichtkondensator 1 gebildet, der zwei in Reihe geschaltete Kondensatoren umfasst. Einen ersten Kondensator 1B der zwischen den ersten und dritten Elektroden ausgebildet wird und einen zweiten Kondensator 1C, der zwischen den dritten und zweiten Elektroden ausgebildet wird.
• Zwischen den beiden aktiven Bereichen 9A der Kondensatoren 1B und 1C besteht ein passiver Bereich 9B, in dem nur dritte Elektroden 14 vorliegen, und sich somit keine Elektroden verschiedener Art überlappen.
• Der Entlastungsbereich 13 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel analog zum dritten Ausführungsbeispiel ausgeführt. Der Entlastungsbereich 13 umfasst somit einen äußeren Abschnitt entlang des Umfangs des Kondensatorelements 2 und einen inneren Abschnitt.
• Durch den zusätzlichen inneren Abschnitt wird weiter der gesamte passive Bereich 9B des Kondensatorelements 2 durch den Entlastungsbereich 13 abgedeckt. Weiterhin erstreckt sich der Entlastungsbereich 13 auch in die äußeren Bereiche der beiden aktiven Bereiche 9A der Kondensatoren 1B und 1C.
• Vorteilhaft in der beschriebenen vierten Ausführungsform ist weiterhin, dass zwischen den äußersten ersten bzw. zweiten Elektroden 3A/4A jedes Segments 2A/2B des Kondensators 1 und den angrenzenden Außenkontaktierungen kein elektrisches Feld aufgebaut wird, da diese jeweils dieselbe elektrische Polarisierung aufweisen. Damit weisen also auch einzelne Schichten innerhalb des aktiven Bereichs 9A kein elektrisches Feld auf.
• Somit kann eine ungewollte Migration geladener Teilchen von außen in das Innere des Kondensators 1 vermieden werden. Solche geladenen Teilchen können beispielsweise Protonen sein, die aufgrund von Feuchtigkeit an der Außenseite des Kondensators 1 vorliegen können.
• 5 zeigt ein fünftes Beispiel des Vielschichtkondensators 1. Merkmale, die den vorangegangenen Ausführungsformen entsprechen, werden nicht erneut beschrieben. Die vorliegende Ausführungsform entspricht der Erfindung gemäß Anspruch 1.
• Der dargestellte Vielschichtkondensator 1 umfasst wiederum nur erste und zweite Elektroden. Die Elektroden weisen jedoch verschiedene Abmessungen auf. In einer ersten Schichtebene sind erste und zweite Elektroden gegenüberliegend ausgebildet, die durch einen dielektrischen Abschnitt beabstandet sind. Diese ersten Schichtebenen sind analog zur vierten Ausführungsform ausgeführt.
• Die ersten Schichtebenen bilden jeweils die erste und letzte Schichtebene jedes Segments. Da die ersten und zweiten Elektroden 3A, 3B und 4A, 4B jeweils dieselbe elektrische Polarisierung wie die benachbarten Außenkontaktierungen aufweisen, baut sich hier in den äußeren Abschnitten der Segmente 2A/2B bzw. zwischen den beiden Segmenten kein elektrisches Feld auf.
• Verstärkend kommt hinzu, dass die Elektroden 3A, 3B und 4A, 4B im Unterschied zu den Elektroden 3 und 4 auch innerhalb des Kondensators 1 nicht mit Elektroden einer entgegengesetzten elektrischen Polarisierung benachbart sind. Somit baut sich in einem vergleichsweise größeren Bereich kein elektrisches Feld auf. Damit weisen also auch einzelne Schichten innerhalb des aktiven Bereichs 9A kein elektrisches Feld auf.
• Vorteilhaft in der beschriebenen Ausführungsform ist wiederum, dass zwischen den äußersten ersten bzw. zweiten Elektroden 3A/4A/3B/4B jedes Segments 2A/2B des Kondensators 1 und den angrenzenden Außenkontaktierungen kein elektrisches Feld aufgebaut wird, da diese jeweils dieselbe elektrische Polarisierung aufweisen. Somit kann eine ungewollte Migration geladener Teilchen von außen in das Innere des Kondensators 1 vermieden werden.
• Dies hat den Vorteil einer höheren Beständigkeit gegenüber durch Feuchte induzierter Materialveränderung.
• Der Abstand zwischen erster und zweiter Elektrode in der ersten Schichtebene entspricht mindestens der Dicke einer dielektrischen Schicht 5 in Stapelrichtung. Bevorzugt beträgt der Abstand das 1,5- bis Dreifache dieser Dicke. Hierdurch kann beispielsweise ein Stromfluss direkt von der ersten Elektrode 3B zur gegenüberliegenden zweiten Elektrode 4A vermieden werden.
• Durch diesen Abstand ist die maximale Abmessung der Elektroden in der ersten Schichtebene vorgegebenen. Die minimale Abmessung derselben Elektroden entspricht der Tiefe des passiven Bereichs 9B entlang des äußeren Umfangs des Kondensators. Bevorzugt entspricht die Tiefe der Elektroden zumindest dem Doppelten dieser Tiefe.
• Daneben bestehen zweite Schichtebenen, in denen nur eine erste Elektrode 3 vorliegt, und dritte Schichtebenen in denen nur eine zweite Elektrode 4 vorliegt. In diesen Schichtebenen erstrecken sich die jeweiligen Elektroden fast bis zur gegenüberliegenden Austrittsfläche. Der Abstand einer Elektrode zur gegenüberliegenden Austrittsfläche entspricht der Tiefe des passiven Bereichs entlang des Umfangs der Schichtebenen. Diese Schichtebenen sind analog zum dritten Ausführungsbeispiel ausgeführt.
• Zweite und dritte Schichtebenen sind abwechselnd übereinander angeordnet. Dazwischen befinden sich jeweils die dielektrischen Schichten 5.
• Der Verbindungsbereich 12 und der Entlastungsbereich 13 sind wie in den vorhergehenden Beispielen ausgeführt. Der Entlastungbereich 13 umfasst einen äußeren rahmenförmigen Abschnitt und einen inneren, querbalkenförmigen Abschnitt.
• Der äußere, passive Bereich 9B und Teile des inneren aktiven Bereichs 9A werden vom Entlastungsbereich 13 abgedeckt, wie in 5 grafisch dargestellt.
• Anders als im vierten Ausführungsbeispiel liegt hier kein passiver Bereich 9B im Zentrum des Kondensatorelements 2 vor.
• 6 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel des Vielschichtkondensators 1. Die einzelnen Segmente sind analog zum vierten Ausführungsbeispiel ausgeführt. Das sechste Ausführungsbeispiel unterscheidet sich jedoch in der Ausprägung der Entlastungsbereiche 13 vom vierten Ausführungsbeispiel.
• Während im vierten Ausführungsbeispiel neben dem äußeren Abschnitt des Entlastungbereichs 13A nur ein einzelner Abschnitt des Entlastungsbereichs 13B im Inneren des Kondensators besteht, weist das sechste Ausführungsbeispiel eine Vielzahl verschiedener Abschnitte 13B im Inneren auf. Alle diese Abschnitte 13B sind untereinander, bzw. mit dem äußeren Abschnitt 13A des Entlastungsbereichs verbunden. Sie sind vorzugsweise so ausgeführt, dass eine gleichmäßige Entlastung der mechanischen Spannungen ermöglicht wird. Die inneren Abschnitte 13B des Entlastungsbereichs können parallel zueinander angeordnet sein oder sich kreuzen. Die Anzahl der Abschnitte und deren Form und Abmessungen können beliebig variiert werden.
• 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Vielschichtkondensators 1. Das Ausführungsbeispiel 7 entspricht im Wesentlichen dem Ausführungsbeispiel 4. Es umfasst erste, zweite und dritte Elektroden 3, 4 und 14.
• Im Unterschied zum vierten Ausführungsbeispiel sind im siebten Ausführungsbeispiel weiterhin vierte, fünfte und sechste Elektroden 15, 16 und 17 ausgeprägt. Es handelt sich hierbei um Blindelektroden, die die passiven Bereiche 9B ausfüllen, ohne selbst aktive Bereiche 9A zu erzeugen.
• Die vierten und fünften Elektroden 15 und 16 sind im äußeren passiven Bereich der Kondensatorelemente 2 angeordnet. Sie sind nahe der Außenkontaktierungen angeordnet und können diese berühren. Die vierten und fünften Elektroden erzeugen kein elektrisches Feld, da sie nur mit Elektroden derselben Polarität überlappen.
• Vierte Elektroden 15, die mit der ersten Außenkontaktierung in Kontakt stehen, überlappen nur mit ebensolchen vierten Elektroden 15 oder ersten Elektroden 3.
• Fünfte Elektroden 16, die mit der zweiten Außenkontaktierung in Kontakt stehen, überlappen nur mit ebensolchen fünften Elektroden 16 oder zweiten Elektroden 4.
• Die sechsten Elektroden 17 sind mittig im Kondensatorelement 2 zwischen den ersten und zweiten Elektroden 3 und 4, in denselben Schichtebenen wie erste und zweite Elektroden angeordnet. Die sechsten Elektroden 17 überlappen nur mit weiteren sechsten Elektroden 17 und dritten Elektroden 14. Da in diesem Bereich somit keine Überlappung verschiedener Elektroden unterschiedlicher Polarität vorliegt, handelt es sich hier ebenso um einen passiven Bereich 9B des Kondensatorelements 2. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die sechsten Elektroden deckungsgleich übereinander in Stapelrichtung angeordnet.
• Der Abstand der Blindelektroden zu den aktiven Elektroden entspricht senkrecht zur Feldrichtung mindestens der Dicke einer dielektrischen Schicht 5, bevorzugt dem 1,5- bis Dreifachen der Dicke einer dielektrischen Schicht 5.
• Durch den Einsatz von Blindelektroden werden mechanische Spannungen und mechanischer Pressverzug, die typischerweise zwischen Bereichen mit Elektroden und Bereichen ohne Elektroden auftreten, verringert.
• Durch den Einsatz von Blindelektroden und Entlastungsbereichen können somit mechanische Spannungen im Vielschichtkondensator 1 minimiert und die Robustheit des Kondensators erhöht werden. Die thermomechanische und elektrische Belastbarkeit des Vielschichtkondensators 1 kann somit optimiert werden.
• 8 zeigt ein achtes Ausführungsbeispiel des Vielschichtkondensators 1, welches im Wesentlichen einer Kombination aus fünftem und siebtem Ausführungsbeispiel entspricht.
• Zusätzlich zu ersten und zweiten Elektroden 3 und 4 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel vierte und fünfte Elektroden 15 und 16 entlang des Außenumfangs der Elektrodenschichten vorhanden. Die vierten und fünften Elektroden 15 und 16 liegen wiederum in denselben Schichten wie die ersten und zweiten Elektroden 3 und 4.
• Die vierten und fünften Elektroden 15, 16 sind analog zum Ausführungsbeispiel 7 als Blindelektroden ausgebildet. Sie überlappen jeweils nur mit Elektroden derselben Polarität. Der Abstand der vierten und fünften Elektroden 15, 16 zu den aktiven Elektroden entspricht bevorzugt dem 1,5- bis Dreifachen der Dicke einer dielektrischen Schicht 5, mindestens jedoch der Dicke der dielektrischen Schicht 5, um einen Stromfluss zwischen aktiven Elektroden und gegenüberliegenden Blindelektroden zu vermeiden.
• Die Elektroden 15 und 16 in den jeweils äußersten Segmentschichten erfüllen damit denselben Zweck wie die Elektroden 3A und 4B im fünften Ausführungsbeispiel, sind aber mit einer minimalen geeigneten Tiefe ausgeführt.
• Da die Schichten beinhaltend erste und fünfte Elektroden 3 und 16 bzw. zweite und vierte Elektroden 4 und 15 immer dieselbe Elektrodengeometrie aufweisen, bzw. die Elektroden nur jeweils gespiegelt angeordnet sind, kann zum Aufdrucken der Elektrodenschichten jedes Mal dieselbe Schablone verwendet werden.
• 9 zeigt ein neuntes Ausführungsbeispiel des Vielschichtkondensators 1. Das Kondensatorelement 2 kann entsprechend eines der vorherigen Beispiele ausgeführt sein.
• Auf den Austrittsflächen der Elektroden 6 und 7 sind weiterhin Außenkontaktierungen 8 aufgebracht. Die Außenkontaktierungen 8 umfassen mehrere Schichten. Direkt auf den Austrittsflächen 6/7 sind die Sputter-Schichten 8A aufgebracht, die die gesamten Austrittsflächen 6/7 bedecken. Die Sputter-Schicht 8A umfasst drei Lagen, die aus Chrom, Nickel und Silber bestehen.
• Durch die beschriebenen Sputter-Schichten 8A können jeweils alle ersten bzw. alle zweiten Elektroden elektrisch miteinander verbunden werden und so parallel geschaltet werden.
• Auf den Sputter-Schichten 8A sind die Metallbleche 18 zur Außenkontaktierung mittels gesinterter Silberschichten 19 aufgebracht.
• Die gesinterten Silberschichten 19, die die gesamte Sputter-Schicht 8A bedecken, halten die Sputter-Schichten 8A im Falle von Verformungen des Kondensatorelements 2 zusammen und verhindern beispielsweise ein Abbröckeln von den Sputter-Schichten 8A.
• Die Silberschicht 19 weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Dicke von ca. 20 µm bis 30 µm auf. Die Porosität des Silbers in der Schicht beträgt 35 %.
• Die Silberschichten 19 befestigen weiterhin die Metallbleche 18 an den Sputter-Schichten 8A. Somit sind keine Lötverbindungen notwendig. Hierzu werden das Silber auf der Sputter-Schicht aufgetragen und die Metallbleche 18 direkt darauf platziert. Erst nach dem Platzieren der Metallbleche 18 wird die Silberschicht 19 gesintert.
• Aufgrund seiner hohen elektrischen Leitfähigkeit ermöglicht die Silberschicht 19 weiterhin eine gute elektrische Anbindung der Metallbleche 18 an die Sputter-Schichten 8A.
• Um die Haftung der Metallbleche 18 an der Silberschicht 19 zu verbessern, sind die Oberflächen der Metallbleche 18 im vorliegenden Beispiel versilbert. Bevorzugt sind die Oberflächen galvanisch versilbert. Auf der Oberfläche der Metallbleche 18 ist somit eine Galvanik-Silberschicht 20 ausgebildet, die zwischen den Metallblechen 18 und der Silberschicht 19 angeordnet ist. Die Dicke der Galvanik-Silberschicht 20 beträgt zwischen 5 µm und 10 um.
• Die Metallbleche 18 der Außenkontaktierungen umfassen in der vorliegenden Ausführungsform wie in der Detailansicht in 10 gezeigt ist zwei Kupferschichten 18B und eine dazwischen angeordnete Invar-Schicht 18A. Anstelle von Invar kann die mittlere Schicht auch eine andere Eisen-Nickel- oder Eisen-Nickel-Kobalt-Legierung umfassen.
• Durch die mittige Invar-Schicht weist das Metallblech 18 die erforderliche mechanische Festigkeit auf. Durch die geringe thermische Ausdehnung des Invars kann ein mechanischer Spannungsaufbau bei Temperaturwechseln vermieden werden. Eine Rissbildung in der Außenkontaktierung oder der Keramik des Kondensators kann so weitgehend verhindert werden.
• Auf die Invar-Schicht 18A werden außen Kupferschichten 18B aufgetragen, bevorzugt aufgewalzt. Die Kupferschichten 18B weisen eine hohe thermische und eine hohe elektrische Leitfähigkeit auf. Somit kann eine Außenkontaktierung bereitgestellt werden, die einerseits ein geringen thermischen Ausdehnungskoeffizienten und somit hohe mechanische Stabilität aufweist und andererseits hohe thermische und elektrische Leitfähigkeit aufweist.
• Die Kupferschichten 18B werden in gleicher Schichtstärke auf beiden Seiten der Invar-Schicht 18A aufgetragen. Durch das gleichmäßige Aufbringen des Kupfers auf beide Seiten wird die Bildung eines Bimetallstreifens mit bezogen auf diese Anwendung unvorteilhaften Eigenschaften vermieden. Das Verhältnis der Schichtdicken für Kupfer-Invar-Kupfer beträgt bevorzugt 1:3:1. Im vorliegenden Beispiel wird ein Metallblech mit gesamtdicke von 0,15 mm verwendet. Die Dicke der Invar-Schicht 18A beträgt 90 µm, die der Kupferschichten 18B jeweils 30 um.
• Durch die Verwendung von im Wesentlichen Silber und Kupfer im beschriebenen Schichtaufbau der Außenkontaktierungen werden Außenkontaktierungen mit hoher elektrischer und thermischer Leitfähigkeit erreicht.
• Durch den beschriebenen Schichtaufbau kann weiterhin der thermische Ausdehnungskoeffizient angepasst, die thermomechanische Belastbarkeit und somit die Dauerbeständigkeit erhöht und die maximale Stromtragfähigkeit verbessert werden. Dies führt zu einer optimierten Ausfallssicherheit im Betrieb.
• Der Kondensator mit obigen Eigenschaften eignet sich für den Einsatz als DC-Link- bzw. Snubber-Kondensator. Aufgrund der geringen parasitären Größen, insbesondere der geringen Ersatzserieninduktivität, und der Fähigkeit des Kondensators nahe an einem Halbleiter angebracht zu werden, können Kommutierungskreise klein gehalten werden. Dadurch kann im Abschaltvorgang eine induzierte Überspannung gut gedämpft werden. Aufgrund der Eigenschaften des Kondensators ist es in manchen Anwendungen möglich, bei einem Einsatz als DC-Link-Kondensator auf einen zusätzlichen Snubber-Kondensator zu verzichten.
• Eine weitere Anwendung des beschriebenen Kondensators ist der Einsatz als Filter-Kondensator. Durch dessen HochfrequenzEigenschaften können Störsignale auch weit über der Arbeitsfrequenz eines Leistungsumrichters bis in den MHz-Bereich hinein gut gedämpft und gefiltert werden.
• In einem weiteren, nicht dargestellten, Ausführungsbeispiel ist anstelle des Metallblechs 18 eine Kupferschicht auf die Silberschicht 19 aufgetragen. Die Kupferschicht weist in dem Beispiel eine mäandrierende, gitterähnliche Geometrie auf. Die Kupferschicht ist hier ebenfalls versilbert. Die Versilberung ist durch Galvanisierung ausgeführt. Die Kupferschicht wird direkt mit der Silberschicht versintert.
• Bezugszeichenliste

1

Vielschichtkondensator

1A

Oberseite des Kondensators

1B

erster Kondensator

1C

zweiter Kondensator

2

Kondensatorelement

2A,B

Segmente

3,3A,3B

erste Elektroden

4,4A,4B

zweite Elektroden

5

dielektrische Schichten

6

erste Austrittsfläche

7

zweite Austrittsfläche

8

Außenkontaktierung

8A

Sputter-Schicht

9A

aktiver Bereich

9B

passiver Bereich

10,11

Seitenflächen

12

Verbindungsbereich

13

Entlastungsbereich

13A

äußerer Abschnitt des Entlastungsbereichs

13B

innerer Abschnitt des Entlastungsbereichs

14

dritte Elektroden

15

vierte Elektroden

16

fünfte Elektroden

17

sechste Elektroden

18

Metallbleche

18A

Invar-Schicht

18B

Kupferschicht

19

Silberschichten

20

Galvanik-Silberschicht

Claims (22)

1. Vielschichtkondensator (1) umfassend ein Kondensatorelement (2) mit mindestens zwei Segmenten (2A, 2B), wobei jedes Segment mehrere Schichtebenen umfasst darunter dielektrische Schichten (5) aus Keramik und dazwischen angeordnete Elektrodenschichten, die in einer Schichtreihenfolge übereinander angeordnet sind, wobei die Elektrodenschichten unterschiedliche Elektroden, darunter zumindest erste und zweite Elektroden (3, 4) unterschiedlicher Polarisierung, umfassen, wobei sich die unterschiedlich polarisierten Elektroden in aktiven Bereichen (9A) überlappen, wobei sich die unterschiedlich polarisierten Elektroden in passiven Bereichen (9B) nicht überlappen, wobei mehrere Segmente in Stapelrichtung übereinander angeordnet sind, wobei äußerste dielektrische Schichten zweier Segmente einen Verbindungsbereich (12) bilden, in dem die Segmente parallel zu den Schichtebenen fest miteinander verbunden sind, wobei der Verbindungsbereich einen Entlastungsbereich (13A, 13B) beinhaltet, und wobei der Entlastungsbereich zumindest den gesamten Bereich parallel zum passiven Bereich des Kondensators einnimmt, wobei jedes Segment zumindest drei verschiedene Arten von Elektrodenschichten umfasst, wobei in einer ersten Elektrodenschicht die ersten und die zweiten Elektroden (3A, 3B, 4A, 4B) gegenüberliegend ausgebildet sind und durch einen dielektrischen Abschnitt beabstandet sind, wobei in einer zweiten Elektrodenschicht nur erste Elektroden (3) ausgebildet sind und in einer dritten Elektrodenschicht nur zweite Elektroden (4) ausgebildet sind und wobei die ersten Elektrodenschichten jeweils die in Stapelrichtung äußersten Elektrodenschichten jedes Segments bilden.
2. Vielschichtkondensator nach Anspruch 1, wobei der Entlastungsbereich als Bereich zwischen den Segmenten und parallel zu den Schichtebenen ausgebildet ist, in denen die Segmente nicht fest miteinander verbunden sind.
3. Vielschichtkondensator nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Entlastungsbereich als Spalt zwischen den Segmenten ausgebildet ist.
4. Vielschichtkondensator nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Entlastungsbereich ein Material umfasst, dessen Elastizitäts-Modul sich von dem Elastizitäts-Modul der dielektrischen Schichten unterscheidet.
5. Vielschichtkondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Entlastungsbereich zumindest in allen an Außenseiten des Kondensatorelements angrenzenden Bereichen (13A) ausgeprägt ist.
6. Vielschichtkondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Entlastungsbereich zumindest teilweise in einem aktiven Bereich ausgeprägt ist.
7. Vielschichtkondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Entlastungsbereich wenigstens einen Abschnitt (13B) aufweist, der nicht an die Außenseiten des Kondensatorelements grenzt.
8. Vielschichtkondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Verbindungsbereich mehrere voneinander abgegrenzte Entlastungsbereiche umfasst.
9. Vielschichtkondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die ersten und zweiten Elektroden zumindest teilweise überlappen.
10. Vielschichtkondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Elektroden Kupfer oder Silber umfassen.
11. Vielschichtkondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei auf Austrittsflächen (6, 7) auf der Außenseite des Kondensatorelements, auf denen Elektroden aus dem Kondensatorelement austreten, zwei separate Außenkontaktierungen (8) zur Kontaktierung der ersten und zweiten Elektroden, aufgebracht sind.
12. Vielschichtkondensator nach Anspruch 11, wobei die Außenkontaktierungen eine mehrlagige Sputter-Schicht (8A) umfassen, die Schichten bestehend aus Chrom, Nickel und mindestens eines von Silber oder Gold umfasst, wobei die Schichten in dieser Reihenfolge auf den Austrittsflächen aufgebracht sind.
13. Vielschichtkondensator nach Anspruch 12, wobei die Außenkontaktierungen Metallbleche (18) umfassen, die mittels einer Lötverbindung auf der Sputter-Schicht angebracht sind.
14. Vielschichtkondensator nach Anspruch 12, wobei die Außenkontaktierungen Metallbleche (18) umfassen, die mittels einer gesinterten Silberschicht (19) auf der Sputter-Schicht angebracht sind.
15. Vielschichtkondensator nach Anspruch 13 oder 14, wobei die Metallbleche zwei Kupferschichten (18B) und eine dazwischen angeordnete Invar-Schicht (18A) umfassen.
16. Vielschichtkondensator nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei die Metallbleche eine Kupferschicht mit mäandrierender Geometrie umfassen.
17. Vielschichtkondensator nach einem der Ansprüche 11 bis 16, wobei der Vielschichtkondensator separierbare Kondensatorelemente umfasst, die an einer Kontaktfläche (10,11) beliebig zusammengesetzt und auseinandergenommen werden können, wobei die Kontaktfläche normal zu den Schichtebenen und den Außenkontaktierungen angeordnet ist.
18. Vielschichtkondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei die Keramik ein anti-ferroelektrisches Dielektrikum ist.
19. Vielschichtkondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei die Keramik ein Blei-Zirkonat-Titanat umfasst.
20. Vielschichtkondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei die Keramik ein Natrium-Strontium-Titanat umfasst.
21. Vielschichtkondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 20, wobei der Kondensator als DC-Link- und/oder Snubber- und/oder Filter-Kondensator angewendet wird.
22. Vielschichtkondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 21, umfassend weitere Elektroden (15, 16) die im passiven Bereich des Kondensators angeordnet sind und mit keinen Elektroden einer unterschiedlichen Polarität überlappen.

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