DE202023102286U1

DE202023102286U1 - Mehrschichtige elektrische Komponente

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Publication number: DE202023102286U1
Application number: DE202023102286.3U
Authority: DE
Original assignee: Knowles UK Ltd
Current assignee: Knowles UK Ltd
Priority date: 2022-05-02
Filing date: 2023-04-27
Publication date: 2023-05-23
Anticipated expiration: 2033-04-28
Also published as: GB202305798D0; CN116994878A; US20230352241A1; GB2619806A; CN219642670U

Abstract

Mehrschichtige elektrische Komponente, umfassend:
einen dielektrischen Körper;
erste und zweite leitfähige Enden, die durch den dielektrischen Körper getrennt sind;
eine Vielzahl von parallelen Plattenelektroden, die in den dielektrischen Körper eingebettet sind, wobei der dielektrische Körper und die Vielzahl der parallelen Plattenelektroden folgendes bilden:
eine erste kapazitive Schicht, die eine erste Reihe von Kondensatoren zwischen dem ersten leitfähigen Ende und dem zweiten leitfähigen Ende umfasst;
eine zweite kapazitive Schicht, die parallel zu und benachbart zu der ersten kapazitiven Schicht ist und eine zweite Reihe von Kondensatoren zwischen dem ersten leitfähigen Ende und dem zweiten leitfähigen Ende umfasst,
einen oder mehrere Kondensatoren der ersten kapazitiven Schicht, die andere Kapazitätswerte aufweisen als benachbarte Kondensatoren der zweiten kapazitiven Schicht,
wobei eine Gesamtkapazität der ersten kapazitiven Schicht äquivalent zu einer Gesamtkapazität der zweiten kapazitiven Schicht ist.

Description

BEREICH DER OFFENBARUNG
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein mehrschichtige elektrische Komponenten, wie Kondensatoren und Varistoren, die eine verbesserte Robustheit und Leistung aufweisen.
HINTERGRUND
Mehrschichtige Keramikkondensatoren („multilayer ceramic capacitors“, MLCCs) umfassen im Allgemeinen mehrere parallele Plattenelektroden, hier auch als „Elektroden“ bezeichnet, die in einen keramischen dielektrischen Körper eingebettet sind. Teile des dielektrischen Körpers trennen benachbarte Elektroden, die mit leitfähigen Enden entgegengesetzter Polarität verbunden sind, die Endabschnitte des dielektrischen Körpers abdecken. MLCC-Kondensatoren können auf einer Leiterplatte durch Rückflusslöten oder andere Oberflächenmontagetechniken für verschiedene Anwendungen, die unter anderem Hochspannungs- und Hochfrequenzanwendungen umfassen, oberflächenmontiert werden.
Der Stand der Technik veranschaulicht in 1 ein MLCC 100, das mehrere parallele Plattenelektroden umfasst, die in einen dielektrischen Körper 102 eingebettet sind, der mit leitfähigen Enden 104, 106 versehen ist. Jede Elektrode umfasst mehrere elektrisch isolierte Plattenabschnitte 108, 110, die in einer gemeinsamen Ebene liegen. Die äußerste Platte der Elektroden mit ungerader Nummer ist mit dem Ende 104 verbunden, die äußerste Platte der Elektroden mit gerader Nummer mit dem anderen Ende 106. Überlappende Plattenabschnitte benachbarter Elektroden bilden eine Reihenschaltung von Kondensatoren (beispielsweise C₁, C₃ und C₅) zwischen den Enden, parallel zu einer anderen Reihenschaltung von Kondensatoren (beispielsweise C₂, C₄ und C₆) zwischen den Enden. Jeder Reihenkondensator nimmt einen Abschnitt der an den leitfähigen Enden anliegenden Spannung ab. Diese und andere MLCCs sind jedoch anfällig für Spannungsbrüche aufgrund piezoelektrischer oder elektrostriktiver Kräfte entlang gemeinsamer Grenzen zwischen benachbarten Reihenkondensatoren (beispielsweise Grenzen zwischen den Kondensatoren C₁, C₃ und C₅, die mit Grenzen zwischen den Kondensatoren C₂, C₄ und C₆ ausgerichtet sind), wobei die Grenzen mit Spalten 111 verbunden sind, die die Plattenabschnitte benachbarter Elektroden trennen. Das Auftreten von Spannungsbrüchen wird bei Anwendungen, bei denen der MLCC höheren Spannungen und höheren Frequenzen ausgesetzt ist, noch verschlimmert.
Es besteht daher der Wunsch, mehrschichtige Kondensatoren bereitzustellen, die eine verbesserte Robustheit und Leistung aufweisen.
Figurenliste
Die Gegenstände, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet werden, besser ersichtlich. Die Zeichnungen stellen nur repräsentative Ausführungsformen dar und werden daher nicht als Einschränkung des Umfangs der Offenbarung angesehen.

1 ist eine schematische Schnittdarstellung eines mehrschichtigen Keramikkondensators nach dem Stand der Technik.
2 ist ein schematisches Schnittbild einer mehrschichtigen elektrischen Komponente, die mehrere kapazitive Schichten umfasst, die jeweils zwei Reihenkondensatoren aufweisen.
3 ist eine schematische Schnittdarstellung einer mehrschichtigen elektrischen Komponente, die mehrere kapazitive Schichten umfasst, die jeweils vier Reihenkondensatoren aufweisen.
4 ist eine weitere schematische Schnittansicht einer alternativen mehrschichtigen elektrischen Komponente, die mehrere kapazitive Schichten umfasst, die jeweils drei Serienkondensatoren aufweisen.

Diejenigen, die sich in der Technik auskennen, werden verstehen, dass die Figuren der Einfachheit und Klarheit halber illustriert sind und daher möglicherweise nicht maßstabsgetreu gezeichnet sind und keine bekannten Merkmale aufweisen, dass die Reihenfolge des Auftretens von Handlungen oder Schritten von der beschriebenen Reihenfolge abweichen kann oder dass die Schritte oder Handlungen gleichzeitig ausgeführt werden können, sofern nicht anders angegeben, und dass die hier verwendeten Begriffe und Ausdrücke die Bedeutung haben, die von denjenigen, die sich in der Technik auskennen, verstanden wird, es sei denn, ihnen wird hier eine andere Bedeutung zugeschrieben.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die Offenbarung betrifft im Allgemeinen mehrschichtige elektrische Komponenten, wie Kondensatoren und Varistoren sowie andere Komponenten, die eine verbesserte Robustheit und Leistung aufweisen. Die mehrschichtige elektrische Komponente umfasst im Allgemeinen einen dielektrischen Körper, der leitfähige Enden trennt, die an mehrere parallele Plattenelektroden gekoppelt sind, die in den dielektrischen Körper eingebettet sind. Repräsentative Implementierungen werden des Weiteren hier beschrieben.
Die Zusammensetzung des Dielektrikums wird in der Regel auf Grundlage des Betriebstemperaturbereichs, der Temperaturstabilität, der Energiedichte, des Verlustfaktors und der relativen Dielektrizitätskonstante sowie anderer Anforderungen oder Spezifikationen der mehrschichtigen elektrischen Komponente ausgewählt. Geeignete Dielektrikum-Materialien umfassen Keramik und Porzellan sowie andere bekannte und zukünftige Materialien. Eine repräsentative Keramik umfasst Bariumtitanat und Zusätze wie Glas und seltene Erden. Eine andere repräsentative Keramik umfasst Bismutferrit, Strontiumtitanat und Zusätze wie Bariumtitanat sowie andere Elemente und Verbindungen. Andere repräsentative Keramiken umfassen unter anderem Magnesiumtitanat, Neodymtitanat, Strontiumtitanat oder Calciumzirkonat. Keramiken werden derzeit bevorzugt, weil sie sich durch Sintern eines Pulvers mit einer bestimmten Zusammensetzung während der Herstellung der elektrischen Komponente formen lassen.
Die Elektroden können aus einem edlen oder unedlen Metall gebildet werden. Die leitfähigen Abschlüsse können als Kappen ausgeführt werden, die an gegenüberliegenden Seiten oder Endabschnitten des dielektrischen Körpers ausgebildet sind. Die Enden können auch ein unedles Metall oder ein Edelmetall umfassen. Repräsentative Beispiele umfassen galvanisch abgeschiedenes Silber, Kupfer, Palladium/Silber und andere Metalle und Legierungen. Die Enden können auch Metalle und nichtmetallische Materialzusammensetzungen umfassen. Die mehrschichtige elektrische Komponente (beispielsweise Kondensator, Varistor...) kann für die Oberflächenmontage mit oder ohne Anschlussdrähte für die Durchgangsöffnung oder für eine andere bekannte oder künftige Montagetechnik konfiguriert werden.
Gemäß einem Aspekt der Offenbarung umfasst eine mehrschichtige elektrische Komponente erste und zweite leitfähige Enden, die durch einen dielektrischen Körper getrennt sind, und eine Vielzahl paralleler Plattenelektroden, die in den dielektrischen Körper eingebettet sind. Der dielektrische Körper und die Vielzahl der parallelen Plattenelektroden bilden mehrere kapazitive Schichten, die jeweils eine Reihe von Kondensatoren zwischen dem ersten und dem zweiten leitfähigen Ende umfassen. Einzelne Kondensatoren der kapazitiven Schichten sind wenigstens teilweise durch eine Spalte in einer der Elektroden definiert, wobei eine Spalte wenigstens einer kapazitiven Schicht relativ zu einer Spalte einer benachbarten kapazitiven Schicht seitlich versetzt ist. Durch den seitlichen Versatz der Spalten werden elektrostriktive und piezoelektrische Kräfte verteilt, die die mehrschichtige elektrische Komponente belasten können, wodurch die Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls verringert wird.
Die so konfigurierte mehrschichtige elektrische Komponente kann auch unter höheren angelegten Spannungen ohne Durchbruch betrieben werden.
In einer anderen Ausführung bilden der dielektrische Körper und die Vielzahl von parallelen Plattenelektroden eine Vielzahl von kapazitiven Schichten, die parallel zwischen dem ersten und dem zweiten leitfähigen Ende angeordnet sind. Jede kapazitive Schicht umfasst eine entsprechende Reihe von Kondensatoren zwischen dem ersten und dem zweiten leitfähigen Ende. Ein oder mehrere Kondensatoren in wenigstens einer kapazitiven Schicht weisen andere Kapazitätswerte auf als benachbarte Kondensatoren in einer benachbarten kapazitiven Schicht. Die Gesamtkapazität jeder der kapazitiven Schichten ist gleich. In einigen Ausführungsformen kann jedoch eine unterste oder oberste kapazitive Schicht eine andere Gesamtkapazität aufweisen als die anderen kapazitiven Schichten, um einen Oberflächenüberschlag zu verhindern oder zu verringern. Die benachbarten kapazitiven Schichten, die unterschiedliche benachbarte Kapazitäten aufweisen, verteilen die elektrostriktiven und piezoelektrischen Kräfte, die die mehrschichtige elektrische Komponente belasten können, und verringern so die Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls. Die so konfigurierte mehrschichtige elektrische Komponente kann auch bei höheren angelegten Spannungen ohne Durchbruch betrieben werden.
In 2 umfasst eine mehrschichtige elektrische Komponente 200 eine Vielzahl von Elektroden, die in einen dielektrischen Körper 201 eingebettet sind und eine Vielzahl von kapazitiven Schichten bilden. Eine erste kapazitive Schicht umfasst eine erste Reihe von Kondensatoren C₁ und C₂, eine zweite kapazitive Schicht umfasst eine zweite Reihe von Kondensatoren C₃ und C₄, eine dritte kapazitive Schicht umfasst eine dritte Reihe von Kondensatoren C₅ und C₆, und eine vierte kapazitive Schicht umfasst eine vierte Reihe von Kondensatoren C₇ und C₈. Allgemeiner ausgedrückt kann die mehrschichtige elektrische Komponente mehr oder weniger kapazitive Schichten umfassen. Die kapazitiven Schichten sind alle parallel zwischen den leitfähigen Enden 202 und 204 angeordnet. In der ersten und zweiten benachbarten kapazitiven Schicht weisen die benachbarten Kondensatoren C₁ und C₃ unterschiedliche kapazitive Werte auf, und die benachbarten Kondensatoren C₂ und C₄ haben unterschiedliche Werte. In ähnlicher Weise weisen in der dritten und vierten benachbarten kapazitiven Schicht die benachbarten Kondensatoren C₅ und C₇ unterschiedliche kapazitive Werte und die benachbarten Kondensatoren C₆ und C₆ unterschiedliche Werte auf. Die Gesamtkapazitäten der kapazitiven Schichten sind jedoch gleichwertig (beispielsweise C₁+C₂ = C₃ + C₄...). Benachbarte Kondensatoren einiger benachbarter kapazitiver Schichten können denselben Wert aufweisen. In 2 weisen beispielsweise die benachbarten Kondensatoren C₃ und C₅ die gleichen Werte auf, und die Kondensatoren C₄ und C₆ haben die gleichen Werte. Wie bereits erwähnt, können die unterste und die oberste kapazitive Schicht in einigen Ausführungsformen andere Gesamtkapazitäten aufweisen als die anderen kapazitiven Schichten, um einen Überschlag an der Oberfläche zu verhindern oder zu verringern.
In 2 weisen die Kondensatoren C₁ und C₄ den gleichen Wert und die Kondensatoren C₂ und C₃ den gleichen Wert auf, aber die Reihenfolge der Anordnung dieser gemeinsam bewerteten Kondensatoren in der jeweiligen Reihe zwischen den Enden 202, 204 ist umgekehrt. Generell können die einzelnen Reihenkondensatoren benachbarter kapazitiver Schichten jedoch unterschiedliche Werte aufweisen, sofern die Gesamtkapazitäten der kapazitiven Schichten gleichwertig sind. Außerdem kann die Reihenfolge der Anordnung der Kondensatoren in der Reihe nicht umgekehrt, sondern gemischt sein, vorausgesetzt, dass wenigstens einige benachbarte Kondensatoren benachbarter kapazitiver Schichten unterschiedliche Kapazitätswerte aufweisen. Die einzelnen Reihenkondensatoren in jeder kapazitiven Schicht sind durch eine entsprechende Spalte getrennt. Wenigstens einige der Spalten in benachbarten kapazitiven Lagen sind aufgrund der unterschiedlichen kapazitiven Werte oder der unterschiedlichen Anordnung der einzelnen Kondensatoren in den benachbarten kapazitiven Lagen seitlich versetzt.
In 2 umfasst die erste kapazitive Schicht eine erste parallele Plattenelektrode, die von einer zweiten parallelen Plattenelektrode durch einen Abschnitt des dielektrischen Körpers getrennt ist. Die erste parallele Plattenelektrode umfasst zwei elektrisch isolierte Plattenabschnitte 211, 213 und die zweite parallele Plattenelektrode umfasst einen schwimmenden Plattenabschnitt 214. Der schwimmende Plattenabschnitt 214 überlappt die beiden Plattenabschnitte 211, 213, und die überlappenden Plattenabschnitte bilden die erste Reihe von Kondensatoren C₁ und C₂. In ähnlicher Weise umfasst die zweite kapazitive Schicht die zweite parallele Plattenelektrode, die von einer dritten parallelen Plattenelektrode durch einen Abschnitt des dielektrischen Körpers getrennt ist. Die dritte parallele Plattenelektrode umfasst zwei elektrisch isolierte Plattenabschnitte 215, 217. Der schwimmende Plattenabschnitt 214 überlappt die beiden Plattenabschnitte 215, 217 der dritten parallelen Plattenelektrode, und die überlappenden Plattenabschnitte bilden die zweite Reihe von Kondensatoren C₃ und C₄. Eine Spalte 220, die die beiden Plattenabschnitte 211, 213 der ersten parallelen Plattenelektrode trennt, ist relativ zu einer Spalte 222, die die beiden Plattenabschnitte 215, 217 der dritten parallelen Plattenelektrode trennt, seitlich versetzt. Durch den seitlichen Versatz der Spalten zwischen Reihenkondensatoren benachbarter kapazitiver Schichten werden die elektrostriktiven und piezoelektrischen Kräfte auf ein größeres Volumen der mehrschichtigen elektrischen Komponente verteilt, wodurch eine robustere Komponente entsteht, die weniger störanfällig ist und mit höheren Spannungen und Frequenzen arbeiten kann. In 2 ist eine Spalte 224 zwischen den Reihenkondensatoren C₇ und C₆ mit der Spalte 220 zwischen den Reihenkondensatoren C₁ und C₂ ausgerichtet, aber in anderen Ausführungen können die Spalten 220 und 224 auch versetzt sein.
In der mehrschichtigen elektrischen Komponente 300 von 3 umfasst eine erste kapazitive Schicht eine erste parallele Plattenelektrode, die von einer zweiten parallelen Plattenelektrode durch einen Abschnitt des dielektrischen Körpers 310 getrennt ist. Die erste parallele Plattenelektrode umfasst drei elektrisch isolierte Plattenabschnitte und die zweite parallele Plattenelektrode umfasst zwei elektrisch isolierte Plattenabschnitte. Ein erster Plattenabschnitt 302 der zweiten parallelen Plattenelektrode überlappt den ersten und zweiten Plattenabschnitt 301, 303 der ersten parallelen Plattenelektrode. Ein zweiter Plattenabschnitt 304 der zweiten parallelen Plattenelektrode überlappt den zweiten und dritten Plattenabschnitt 303, 305 der ersten parallelen Plattenelektrode und bildet eine erste Reihe von Kondensatoren O₁, G₁, B₁, Y₁, die durch Spalten zwischen den Plattenabschnitten der ersten und zweiten parallelen Plattenelektrode getrennt sind. Eine zweite kapazitive Schicht umfasst eine dritte parallele Plattenelektrode, die von der zweiten parallelen Plattenelektrode durch einen Abschnitt des dielektrischen Körpers getrennt ist. Die dritte parallele Plattenelektrode umfasst drei elektrisch isolierte Plattenabschnitte. Der erste Plattenabschnitt 302 der zweiten parallelen Plattenelektrode überlappt den ersten und zweiten Plattenabschnitt 307, 309 der dritten parallelen Plattenelektrode. Der zweite Plattenabschnitt 304 der zweiten parallelen Plattenelektrode überlappt den zweiten und dritten Plattenabschnitt 309, 311 der dritten parallelen Plattenelektrode, und die überlappenden Plattenabschnitte bilden eine zweite Reihe von Kondensatoren O₂, G₂, B₂, Y₂, die durch Spalten zwischen den Plattenabschnitten der zweiten und dritten parallelen Plattenelektrode getrennt sind. Eine Spalte 320, die den ersten und den zweiten Plattenabschnitt der ersten parallelen Plattenelektrode trennt, ist seitlich versetzt gegenüber einer Spalte 321, die den ersten und den zweiten Plattenabschnitt der dritten parallelen Plattenelektrode trennt, und eine Spalte 322, die den zweiten und den dritten Plattenabschnitt der ersten parallelen Plattenelektrode trennt, ist seitlich versetzt gegenüber einer Spalte 323, die den zweiten und den dritten Plattenabschnitt der dritten parallelen Plattenelektrode trennt.
Allgemeiner ausgedrückt kann die mehrschichtige elektrische Komponente von 3 zusätzliche kapazitive Schichten umfassen. Zum Beispiel umfasst eine dritte kapazitive Schicht eine vierte parallele Plattenelektrode, die von der dritten parallelen Plattenelektrode durch einen Abschnitt des dielektrischen Körpers getrennt ist. Die vierte parallele Plattenelektrode umfasst zwei elektrisch isolierte Plattenabschnitte. Ein erster Plattenabschnitt 326 der vierten parallelen Plattenelektrode überlappt den ersten und zweiten Plattenabschnitt 307, 309 der dritten parallelen Plattenelektrode, und ein zweiter Plattenabschnitt 327 der vierten parallelen Plattenelektrode überlappt den zweiten und dritten Plattenabschnitt 309, 311 der dritten parallelen Plattenelektrode. Die überlappenden Plattenabschnitte der dritten und vierten parallelen Plattenelektrode bilden eine zweite Reihe von Kondensatoren O₃, G₃, B₃, Y₃, die durch Spalten zwischen den Plattenabschnitten der dritten und vierten parallelen Plattenelektrode getrennt sind. Eine Spalte 329, die den ersten und zweiten Plattenabschnitt der vierten parallelen Plattenelektrode trennt, ist relativ zu einer Spalte 330, die den ersten und zweiten Plattenabschnitt der zweiten parallelen Plattenelektrode trennt, seitlich versetzt.
Im Allgemeinen ist ein Abschnitt von wenigstens einigen der parallelen Plattenelektroden elektrisch mit einem oder mehreren der ersten und zweiten leitfähigen Enden verbunden. In 2 sind die äußersten Plattenabschnitte 211, 213 der ersten parallelen Plattenelektrode mit den ersten bzw. zweiten Anschlüssen verbunden, und die parallele Elektrodenplatte 214 ist potentialfrei. In ähnlicher Weise sind in 3 die äußersten Elektroden 301, 305 der ersten parallelen Plattenelektrode mit den entsprechenden Anschlüssen 340, 342 verbunden, und die Plattenabschnitte 302, 304 der zweiten parallelen Elektrode sind potentialfrei. Die übrigen parallelen Plattenelektroden in den und folgen den gleichen Mustern.
In 4 umfasst die mehrschichtige elektrische Komponente 400 eine Vielzahl von parallelen Plattenelektroden, die in einen dielektrischen Körper 401 eingebettet sind. Eine erste parallele Plattenelektrode umfasst einen äußersten Abschnitt 402, der mit einem leitfähigen Ende 404 verbunden ist, und einen schwimmenden Plattenabschnitt 406. Eine zweite parallele Plattenelektrode umfasst einen ersten Plattenabschnitt 408, der mit einem Ende 410 verbunden ist, und einen schwimmenden Plattenabschnitt 412. Überlappende Plattenabschnitte 402 und 412 bilden einen ersten Kondensator G₁, überlappende Plattenabschnitte 406 und 412 bilden einen zweiten Kondensator B₁, und überlappende Plattenabschnitte 406 und 408 bilden einen dritten Kondensator O₁, wobei die Serienkondensatoren G₁, B₁ und O₁ eine erste kapazitive Schicht bilden. Die übrigen parallelen Plattenelektroden in 4 umfassen jeweils entsprechende Plattenabschnitte, wobei überlappende Plattenabschnitte benachbarter paralleler Plattenelektroden Reihenkondensatoren in kapazitiven Schichten bilden, die durch die benachbarten parallelen Plattenelektroden definiert sind. Wie hierin beschrieben, sind eine oder mehrere Spalten zwischen Plattenabschnitten, die wenigstens zwei benachbarte kapazitive Schichten definieren, versetzt, um die Robustheit der mehrschichtigen elektrischen Komponente zu verbessern.
In einigen Ausführungsformen kann die Anfälligkeit für Spannungsbrüche reduziert werden, indem Spalten, die mit Gruppen benachbarter kapazitiver Schichten verbunden sind, ausgeglichen werden, wobei die Spalten innerhalb jeder Gruppe benachbarter kapazitiver Schichten ausgerichtet sind. In 1 aus dem Stand der Technik können benachbarte kapazitive Schichten beispielsweise in zwei oder mehr Gruppen unterteilt werden, die jeweils mehrere benachbarte kapazitive Schichten umfassen, die ausgerichtete Spalten aufweisen. Gemäß dieser Implementierung sind die ausgerichteten Spalten einer Gruppe relativ zu den ausgerichteten Spalten einer benachbarten Gruppe versetzt. Die Gesamtkapazität der kapazitiven Schichten innerhalb jeder Gruppe ist gleich, und die Gesamtkapazität der kapazitiven Schichten in benachbarten Gruppen ist ebenfalls gleich.
Die Anzahl der kapazitiven Schichten, die Dicke der kapazitiven Schichten, die dielektrische Zusammensetzung, die Gesamtabmessung, die Volumenschicht, die Frequenz, mit der die Spalten in den kapazitiven Schichten versetzt werden, und andere Merkmale der mehrschichtigen elektrischen Komponente hängen unter anderem von der Spezifikation der Komponente und den Anforderungen des Anwendungsfalls ab. Nicht einschränkende, repräsentative Dicken der kapazitiven Schichten können im Bereich von 10 µm bis 200 µm liegen, typischerweise 10 µm bis 100 µm und noch typischer 20 µm bis 70 µm. Ein typischer Bereich liegt zwischen 20 und 100 Elektroden. Einige mehrschichtige Vorrichtungen können jedoch weniger als 20 Elektroden und bis zu 300 oder mehr Elektroden umfassen. Die Dicke der dielektrischen Grundschicht über und unter dem Elektrodenstapel kann, falls vorhanden, zwischen 65 µm und 1 mm oder mehr betragen, typischerweise jedoch zwischen 70 µm und 150 µm. Eine repräsentative mehrschichtige elektrische Komponente kann die folgenden Abmessungen aufweisen: eine Länge von wenigstens 1 mm und typischerweise im Bereich von 3,2 mm bis 20,5 mm oder 2 bis 25 mm; eine Breite von wenigstens 0,5 mm und typischerweise im Bereich von 1,6 mm bis 15,5 mm oder 1 mm bis 20 mm; und eine Tiefe von wenigstens 0,5 mm, typischerweise im Bereich von 1,6 mm und 4 mm oder bis zu einem Maximum von 5 mm. Die Abmessungen einer repräsentativen mehrschichtigen elektrischen Komponente sind: eine Breite von 5 mm; eine Länge von 5,7 mm; und eine Dicke von 2,6 mm oder 3,2 mm. Die hier beschriebenen Abmessungen und die Anzahl der Elektroden sind nichtbegrenzende repräsentative Beispiele.
Während die Offenbarung und das, was gegenwärtig als die beste Ausführungsform davon angesehen wird, in einer Art und Weise beschrieben wurde, die den Besitz begründet und es dem Fachmann ermöglicht, diese herzustellen und zu verwenden, wird es verstanden und gewürdigt, dass es viele Äquivalente zu den hierin beschriebenen repräsentativen Ausführungsformen gibt und dass unzählige Modifikationen und Variationen daran vorgenommen werden können, ohne vom Umfang und Geist der Erfindung abzuweichen, die nicht durch die beschriebenen Ausführungsformen, sondern durch die beigefügten Ansprüche und ihre Äquivalente begrenzt werden soll.

Claims

Mehrschichtige elektrische Komponente, umfassend: einen dielektrischen Körper; erste und zweite leitfähige Enden, die durch den dielektrischen Körper getrennt sind; eine Vielzahl von parallelen Plattenelektroden, die in den dielektrischen Körper eingebettet sind, wobei der dielektrische Körper und die Vielzahl der parallelen Plattenelektroden folgendes bilden: eine erste kapazitive Schicht, die eine erste Reihe von Kondensatoren zwischen dem ersten leitfähigen Ende und dem zweiten leitfähigen Ende umfasst; eine zweite kapazitive Schicht, die parallel zu und benachbart zu der ersten kapazitiven Schicht ist und eine zweite Reihe von Kondensatoren zwischen dem ersten leitfähigen Ende und dem zweiten leitfähigen Ende umfasst, einen oder mehrere Kondensatoren der ersten kapazitiven Schicht, die andere Kapazitätswerte aufweisen als benachbarte Kondensatoren der zweiten kapazitiven Schicht, wobei eine Gesamtkapazität der ersten kapazitiven Schicht äquivalent zu einer Gesamtkapazität der zweiten kapazitiven Schicht ist.
Mehrschichtige elektrische Komponente nach Anspruch 1, wobei der dielektrische Körper und die Vielzahl der parallelen Plattenelektroden folgendes bilden: eine dritte kapazitive Schicht, die eine dritte Reihe von Kondensatoren zwischen dem ersten leitfähigen Ende und dem zweiten leitfähigen Ende umfasst; wobei die zweite kapazitive Schicht parallel zu und zwischen der ersten kapazitiven Schicht und der dritten kapazitiven Schicht liegt, wobei ein oder mehrere Kondensatoren der dritten kapazitiven Schicht andere kapazitive Werte aufweisen als benachbarte Kondensatoren der zweiten kapazitiven Schicht, wobei eine Gesamtkapazität jeder der ersten, zweiten und dritten kapazitiven Schicht äquivalent ist.
Mehrschichtige elektrische Komponente nach Anspruch 1, wobei einzelne Kondensatoren der ersten kapazitiven Schicht die gleichen kapazitiven Werte aufweisen wie einzelne Kondensatoren der zweiten kapazitiven Schicht, wobei eine Reihenfolge der Anordnung der ersten Reihe von Kondensatoren zwischen dem ersten und dem zweiten leitfähigen Ende anders ist als eine Reihenfolge der Anordnung der zweiten Reihe von Kondensatoren zwischen dem ersten und dem zweiten leitfähigen Ende.
Mehrschichtige elektrische Komponente nach Anspruch 3, wobei die Reihenfolge der ersten Kondensatorreihe im Verhältnis zur Reihenfolge der zweiten Reihe von Kondensatoren vertauscht ist.
Mehrschichtige elektrische Komponente nach Anspruch 1, wobei einzelne Kondensatoren der ersten kapazitiven Schicht durch eine Spalte getrennt sind, und einzelne Kondensatoren der zweiten kapazitiven Schicht durch eine Spalte getrennt sind, wobei eine oder mehrere Spalten der ersten kapazitiven Schicht relativ zu einer oder mehreren Spalten der zweiten kapazitiven Schicht seitlich versetzt sind.
Mehrschichtige elektrische Komponente nach Anspruch 1, wobei die erste kapazitive Schicht eine erste Plattenelektrode umfasst, die von einer zweiten Plattenelektrode durch einen Abschnitt des dielektrischen Körpers getrennt ist, wobei die erste Plattenelektrode zwei elektrisch isolierte Abschnitte umfasst und die zweite Plattenelektrode einen schwebenden Plattenabschnitt umfasst, der die beiden Plattenabschnitte der ersten Plattenelektrode überlappt, wobei die überlappenden Abschnitte der ersten und zweiten Plattenelektrode die erste Reihe von Kondensatoren umfassen, wobei eine Spalte, die die beiden Abschnitte der ersten parallelen Plattenelektrode trennt, relativ zu einer Spalte, die die beiden Abschnitte der dritten parallelen Plattenelektrode trennt, seitlich versetzt ist.
Mehrschichtige elektrische Komponente nach Anspruch 6, wobei ein äußerster Abschnitt der Plattenelektroden wenigstens einiger der parallelen Plattenelektroden elektrisch mit den leitfähigen Anschlüssen verbunden ist.
Mehrschichtige elektrische Komponente nach Anspruch 1, wobei die erste kapazitive Schicht eine erste Plattenelektrode umfasst, die von einer zweiten Plattenelektrode durch einen Abschnitt des dielektrischen Körpers getrennt ist, wobei die erste Plattenelektrode drei elektrisch isolierte Abschnitte umfasst und die zweite Plattenelektrode zwei elektrisch isolierte Abschnitte umfasst, wobei ein erster Abschnitt der zweiten Plattenelektrode erste und zweite Abschnitte der ersten Plattenelektrode überlappt und ein zweiter Abschnitt der zweiten Plattenelektrode die zweiten und dritten Abschnitte der ersten Plattenelektrode überlappt, wobei die zweite kapazitive Schicht eine dritte parallele Plattenelektrode umfasst, die von der zweiten parallelen Plattenelektrode durch einen Abschnitt des dielektrischen Körpers getrennt ist, wobei die dritte parallele Plattenelektrode drei elektrisch isolierte Plattenabschnitte umfasst, wobei der erste Plattenabschnitt der zweiten parallelen Plattenelektrode den ersten und den zweiten Plattenabschnitt der dritten parallelen Plattenelektrode überlappt und der zweite Plattenabschnitt der zweiten parallelen Plattenelektrode den zweiten und den dritten Plattenabschnitt der dritten parallelen Plattenelektrode überlappt, wobei eine Spalte, die den ersten und den zweiten Plattenabschnitt der ersten parallelen Plattenelektrode trennt, relativ zu einer Spalte, die den ersten und den zweiten Plattenabschnitt der dritten parallelen Plattenelektrode trennt, seitlich versetzt ist, und wobei eine Spalte, die den zweiten und den dritten Plattenabschnitt der ersten parallelen Plattenelektrode trennt, relativ zu einer Spalte, die den zweiten und den dritten Plattenabschnitt der dritten parallelen Plattenelektrode trennt, seitlich versetzt ist.
Mehrschichtige elektrische Komponente nach Anspruch 8, des Weiteren umfassend: eine dritte kapazitive Schicht, die eine vierte parallele Plattenelektrode umfasst, die von der dritten parallelen Plattenelektrode durch einen Abschnitt des dielektrischen Körpers getrennt ist, wobei die vierte parallele Plattenelektrode zwei elektrisch isolierte Plattenabschnitte umfasst, wobei ein erster Plattenabschnitt der vierten parallelen Plattenelektrode erste und zweite Plattenabschnitte der dritten parallelen Plattenelektrode überlappt, und ein zweiter Plattenabschnitt der vierten parallelen Plattenelektrode zweite und dritte Plattenabschnitte der dritten parallelen Plattenelektrode überlappt, wobei die überlappenden Abschnitte der dritten und vierten parallelen Plattenelektrode eine dritte Reihe von Kondensatoren der dritten kapazitiven Schicht bilden, wobei eine Spalte, die den ersten und den zweiten Plattenabschnitt der vierten parallelen Plattenelektrode trennt, relativ zu einer Spalte, die den ersten und den zweiten Plattenabschnitt der zweiten parallelen Plattenelektrode trennt, seitlich versetzt ist.
Mehrschichtige elektrische Komponente nach Anspruch 1, wobei der dielektrische Körper ein Keramikmaterial umfasst und die leitfähigen Enden ein unedles Metall oder ein Edelmetall umfassen.
Mehrschichtige elektrische Komponente nach Anspruch 10, die ein oberflächenmontierbarer Kondensator ist.
Mehrschichtige elektrische Komponente, umfassend: einen dielektrischen Körper; erste und zweite leitfähige Enden, die durch den dielektrischen Körper getrennt sind; eine erste Reihe von Kondensatoren zwischen dem ersten und dem zweiten leitfähigen Ende, die eine erste parallele Plattenelektrode umfasst, die von einer zweiten parallelen Plattenelektrode durch einen Abschnitt des dielektrischen Körpers getrennt ist, wobei die erste parallele Plattenelektrode zwei elektrisch isolierte Plattenabschnitte in einer gemeinsamen Ebene umfasst, und die zweite parallele Plattenelektrode einen Plattenabschnitt umfasst, der die beiden Plattenabschnitte der ersten parallelen Plattenelektrode überlappt; eine zweite Reihe von Kondensatoren zwischen dem ersten und dem zweiten leitfähigen Ende, die die zweite parallele Plattenelektrode umfasst, die von einer dritten parallelen Plattenelektrode durch einen Abschnitt des dielektrischen Körpers getrennt ist, wobei die dritte parallele Plattenelektrode zwei elektrisch isolierte Plattenabschnitte in einer gemeinsamen Ebene umfasst, wobei der Plattenabschnitt der zweiten parallelen Plattenelektrode die beiden Plattenabschnitte der dritten parallelen Plattenelektrode überlappt, eine Spalte, die die beiden Plattenabschnitte der ersten parallelen Plattenelektrode trennt, seitlich versetzt im Verhältnis zu einer Spalte, die die beiden Plattenabschnitte der dritten parallelen Plattenelektrode trennt.
Mehrschichtige elektrische Komponente nach Anspruch 12, wobei eine Gesamtkapazität der ersten Reihe von Kondensatoren einer Gesamtkapazität der zweiten Reihe von Kondensatoren entspricht.
Mehrschichtige elektrische Komponente nach Anspruch 13, wobei die erste Plattenelektrode drei elektrisch isolierte Plattenabschnitte umfasst und die zweite Plattenelektrode zwei elektrisch isolierte Plattenabschnitte umfasst, wobei ein erster Plattenabschnitt der zweiten Plattenelektrode erste und zweite Plattenabschnitte der ersten Plattenelektrode überlappt und ein zweiter Plattenabschnitt der zweiten Plattenelektrode die zweiten und dritten Plattenabschnitte der ersten Plattenelektrode überlappt, wobei die dritte parallele Plattenelektrode drei elektrisch isolierte Plattenabschnitte umfasst, wobei der erste Plattenabschnitt der zweiten parallelen Plattenelektrode den ersten und zweiten Plattenabschnitt der dritten parallelen Plattenelektrode überlappt und der zweite Plattenabschnitt der zweiten parallelen Plattenelektrode den zweiten und dritten Plattenabschnitt der dritten parallelen Plattenelektrode überlappt, wobei eine Spalte, die den ersten und den zweiten Plattenabschnitt der ersten parallelen Plattenelektrode trennt, relativ zu einer Spalte, die den ersten und den zweiten Plattenabschnitt der dritten parallelen Plattenelektrode trennt, seitlich versetzt ist, und wobei eine Spalte, die den zweiten und den dritten Plattenabschnitt der ersten parallelen Plattenelektrode trennt, relativ zu einer Spalte, die den zweiten und den dritten Plattenabschnitt der dritten parallelen Plattenelektrode trennt, seitlich versetzt ist.
Mehrschichtige elektrische Komponente nach Anspruch 12, des Weiteren umfassend: eine dritte Reihe von Kondensatoren zwischen dem ersten und dem zweiten leitfähigen Ende, die eine vierte Plattenelektrode umfasst, die von der dritten Plattenelektrode durch einen Abschnitt des dielektrischen Körpers getrennt ist, wobei die vierte Plattenelektrode zwei elektrisch isolierte Plattenabschnitte umfasst, wobei ein erster Plattenabschnitt der vierten Plattenelektrode einen ersten und einen zweiten Plattenabschnitt der dritten Plattenelektrode überlappt, und ein zweiter Plattenabschnitt der vierten Plattenelektrode einen zweiten und einen dritten Plattenabschnitt der dritten Plattenelektrode überlappt, wobei eine Spalte, die den ersten und den zweiten Plattenabschnitt der zweiten parallelen Plattenelektrode trennt, relativ zu einer Spalte, die den ersten und den zweiten Plattenabschnitt der vierten parallelen Plattenelektrode trennt, seitlich versetzt ist, wobei eine Gesamtkapazität jeder der ersten, zweiten und dritten Reihe von Kondensatoren äquivalent ist.
Mehrschichtige elektrische Komponente nach Anspruch 13, wobei das dielektrische Gehäuseelement ein Keramikmaterial umfasst und die leitfähigen Enden ein unedles Metall oder ein Edelmetall umfassen.
Mehrschichtige elektrische Komponente, umfassend: einen dielektrischen Körper; erste und zweite leitfähige Enden, die durch den dielektrischen Körper getrennt sind; eine Vielzahl von parallelen Plattenelektroden, die in den dielektrischen Körper eingebettet sind, wobei der dielektrische Körper und die Vielzahl von parallelen Plattenelektroden bilden: eine Vielzahl von kapazitiven Schichten, die jeweils eine Reihe von Kondensatoren zwischen dem ersten leitfähigen Ende und dem zweiten leitfähigen Ende umfassen, wobei jeder Kondensator der kapazitiven Schichten teilweise durch eine Spalte in einer der parallelen Plattenelektroden definiert ist; wobei eine Spalte der einen kapazitiven Schicht relativ zu einer Spalte einer benachbarten kapazitiven Schicht seitlich versetzt ist und eine Gesamtkapazität jeder der Vielzahl von kapazitiven Schichten gleichwertig ist.
Mehrschichtige elektrische Komponente nach Anspruch 17, wobei wenigstens einige Einzelkondensatoren der ersten und zweiten kapazitiven Schicht unterschiedliche Kapazitäten aufweisen.
Mehrschichtige elektrische Komponente nach Anspruch 17, wobei ein Abschnitt von wenigstens einigen der parallelen Plattenelektroden elektrisch mit einem oder mehreren der ersten und zweiten leitfähigen Enden verbunden ist.
Mehrschichtige elektrische Komponente nach Anspruch 17, die ein oberflächenmontierbarer Kondensator ist, wobei das dielektrische Gehäuseelement ein Keramikmaterial umfasst und die leitfähigen Enden ein unedles Metall oder ein Edelmetall umfassen.