DE4342818C2

DE4342818C2 - Zusammengesetztes elektronisches Bauteil

Info

Publication number: DE4342818C2
Application number: DE19934342818
Authority: DE
Inventors: Harufumi Mandai; Noboru Kato; Koji Shiroki
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1992-12-26
Filing date: 1993-12-15
Publication date: 2001-06-28
Anticipated expiration: 2013-12-16
Also published as: GB2273818A; JPH06204397A; GB9326361D0; DE4342818A1; GB2273818B; JP2822825B2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein zusammenge setztes elektronisches Bauteil, insbesondere bezieht sie sich auf ein zusammengesetztes elektronisches Bauteil, das ein elektronisches Bauteil, wie z. B. ein induktives Bau element oder eine IC (IC = integrated circuit = integrierte Schaltung), auf einem Körper aufweist, in dem ein Kondensa tor hergestellt ist.

Fig. 13 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung, die ein Beispiel eines herkömmlichen firmenintern bekannten, LC-Filters, das ein Hinter grund der Erfindung ist, darstellt. Ein LC-Filter 1 ist aus mehreren Schichten 2, die aus einem dielektrischen Material bestehen, zusammengesetzt. Eine Masse-Elektrode 3, Kondensa tor-Elektroden 4 und 5, eine Kondensator-Elektrode 6 bzw. eine Kondensator-Elektrode 7 sind auf den Schichten 2 gebil det. Die Masse-Elektrode 3 hat in einem Mittenabschnitt einen Leerraum und die Masse-Elektrode 3 ist an beiden Enden der Schicht 2 herausgeführt. Die Kondensator-Elektroden 4 und 5 sind derart gebildet, daß sie gegenüber der Masse- Elektrode 3 liegen, und der Kondensator wird zwischen der Masse-Elektrode 3 und den Kondensator-Elektroden 4, 5 her gestellt.

Die Kondensator-Elektrode 6 ist derart gebildet, daß sie der Kondensator-Elektrode 4 gegenüberliegt, und ist zu dem dem Herausführungsabschnitt der Kondensator-Elektrode 5 gegen überliegenden Abschnitt herausgeführt. Deshalb wird zwischen der Kondensator-Elektrode 4 und der Kondensator-Elektrode 6 eine Kapazität hergestellt. Die Kondensator-Elektrode 7 ist derart gebildet, daß sie der Kondensator-Elektrode 6 gegen überliegt, und ist zu dem dem Herausführungsabschnitt der Kondensator-Elektrode 4 gegenüberliegenden Abschnitt heraus geführt. Deshalb wird zwischen der Kondensator-Elektrode 6 und der Kondensator-Elektrode 7 eine Kapazität hergestellt.

Zwei Verbindungselektroden 8a und 8b sind auf der oberen Schicht 2 gebildet. Die Verbindungselektroden 8a bzw. 8b sind zu den den Herausführungsabschnitten der Kondensator- Elektroden 4 und 5 entsprechenden Abschnitten herausgeführt. Ein induktives Bauelement 9 und ähnliches ist mit den Ver bindungselektroden 8a und 8b verbunden. Die Kondensator- Elektroden 4, 7 und die Verbindungselektrode 8a sind durch eine äußere Elektrode verbunden, und die Kondensator-Elek trode 5, 6 und die Verbindungselektrode 8b sind über eine äußere Elektrode verbunden.

Wie in Fig. 14 gezeigt ist, hat das LC-Filter eine parallele Schaltung von Kapazitäten. Die parallele Schaltung kann äquivalent als eine Kapazität ausgedrückt werden, wie in Fig. 15 gezeigt. Eine Resonanzschaltung ist durch das pa rallele Verbinden der Kapazität und der Induktivität gebil det. Die Resonanzschaltung ist über zwei Kapazitäten ge erdet.

Bei dem herkömmlichen LC-Filter ist jedoch der Herausfüh rungsabschnitt der Kondensator-Elektrode 6 lang. An dem Herausführungsabschnitt wird eine unnötige Induktivität er zeugt, und die Induktivität ist mit der Kapazität in Serie verbunden, wie in Fig. 14 und 15 gezeigt. Erwünschte Charak teristika können aufgrund der unnötigen Induktivität nicht erreicht werden. Es wird vorgeschlagen, daß ein Durchgangs loch durch die Schichten gebildet ist, und die Elektroden über das Durchgangsloch verbunden sind, um die Erzeugung einer unnötigen Induktivität zu unterdrücken. Die Herstel lung des zusammengesetzten elektronischen Bauteils wird jedoch komplex, weil das Bildungsverfahren des Durchgangs lochs zur Zeit der Herstellung des LC-Filters notwendig ist.

Bei dem herkömmlichen LC-Filter ist es schwierig, eine er wünschte Kapazität zu erhalten, weil die Kapazität durch die Elektroden in dem Körper hergestellt ist. Obwohl die LC-Re sonanzschaltung eine Kapazitätsabweichung unter 2% erfor dert, hat die LC-Resonanzschaltung aus Fig. 13 eine Kapa zitätsabweichung von etwa 5%.

In US 4573101 ist eine zusammmengesetzte LC-Komponente eines Chiptyps beschrieben, die aus einem laminierten Kondensator abschnitt und einem Abschnitt eines induktiven Bauelements gebildet ist.

Aus US 3721871 ist ein monolithischer Hochspannungs-Keramik kondensator mit einer Reihenstruktur bekannt. Dabei sind je weils nicht angeschlossene, gemeinsame Elektroden zur Ver bindung zwischen zwei seriellen Kapazitäten verwendet.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein zusammen gesetztes elektronisches Bauteil zu schaffen, das so gut wie keine unnötige Induktivität erzeugt und das eine Kapazität hat, deren Abweichung klein ist.

Diese Aufgabe wird durch ein zusammengesetztes elektroni sches Bauteil nach Patentanspruch 1 gelöst.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Kapazitätsabwei chung durch Verbindung der Kapazitäten in Serie klein sein. Deshalb können erforderte Kapazitätswerte, die eine kleine Abweichung haben, durch paralleles Verbinden mehrerer Kapa zitäten, deren Abweichung klein sind, erreicht werden. Ent worfene Charakteristika können erhalten werden, weil die un nötige Induktivität auf einem minimalen Wert ist.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung, die ein LC-Filter als ein Beispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 2 eine perspektivische Explosionsdarstellung, die einen Körper zeigt, der für das LC-Filter aus Fig. 1 verwendet wird;

Fig. 3 ein Ersatzschaltbild des LC-Filters, das in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigt ist;

Fig. 4 ein Ersatzschaltbild, das die in Fig. 3 gezeigte Schaltung teilweise zusammenfaßt;

Fig. 5 ein Ersatzschaltbild eines Verzögerungsentzerrers als ein weiteres Beispiel der vorliegenden Erfin dung;

Fig. 6 ein Ersatzschaltbild, das die in Fig. 5 gezeigte Schaltung teilweise zusammenfaßt;

Fig. 7 eine perspektivische Explosionsdarstellung, die ein Hochpaßfilter wiederum als ein weiteres Beispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 8 ein Ersatzschaltbild des Hochpaßfilters, das in Fig. 7 gezeigt ist;

Fig. 9 ein Ersatzschaltbild, das die in Fig. 8 gezeigte Schaltung teilweise zusammenfaßt;

Fig. 10 eine perspektivische Explosionsdarstellung, die ein aktives Filter als ein weiteres Beispiel der vor liegenden Erfindung zeigt;

Fig. 11 ein Ersatzschaltbild des aktiven Filters, das in Fig. 10 gezeigt ist;

Fig. 12 ein Ersatzschaltbild, das die in Fig. 11 gezeigte Schaltung teilweise zusammenfaßt;

Fig. 13 eine perspektivische Explosionsdarstellung, die ein herkömmliches LC-Filter zeigt, das der Hintergrund der vorliegenden Erfindung ist;

Fig. 14 ein Ersatzschaltbild des LC-Filters, das in Fig. 13 gezeigt ist; und

Fig. 15 ein Ersatzschaltbild, das die in Fig. 14 gezeigte Schaltung teilweise zusammenfaßt

Fig. 1 ist eine perspektivische Darstellung, die ein Bei spiel der vorliegenden Erfindung zeigt. Bei diesem Ausfüh rungsbeispiel ist ein LC-Filter als ein Beispiel eines zu sammengesetzten elektronischen Bauteils erläutert. Das LC- Filter 10 schließt einen Körper 12 ein, der aus einem di elektrischen Material besteht. Wie in Fig. 2 gezeigt, ist der Körper 12 aus mehreren Schichten zusammengesetzt. Eine Masse-Elektrode 16 ist auf einer ersten Schicht gebildet. Die Masse-Elektrode 16 ist fast auf der gesamten Oberfläche der ersten Schicht 14 gebildet und hat an einem Mittenab schnitt einen Leerraum 18. Die Masse-Elektrode 16 ist zu den gegenüberliegenden Enden der ersten Schicht 14 herausge führt.

Eine zweite Schicht 20 ist auf die Masse-Elektrode 16 lami niert. Eine erste Kondensator-Elektrode 22 und eine zweite Kondensator-Elektrode 24 sind auf der zweiten Schicht 20 ge bildet. Die erste Kondensator-Elektrode 22 und die zweite Kondensator-Elektrode 24 sind jeweils so gebildet, daß sie den Abschnitten der Masse-Elektrode 16 auf beiden Seiten des Leerraums 18 gegenüberliegen. Die erste Kondensator-Elektro de 22 und die zweite Kondensator-Elektrode 24 sind zu einem Ende der zweiten Schicht 20 herausgeführt.

Eine dritte Schicht 26 ist auf die erste Kondensator-Elek trode 22 und die zweite Kondensator-Elektrode 24 laminiert. Eine gemeinsame Elektrode 28 ist so gebildet, daß sie der ersten Kondensator-Elektrode 22 und der zweiten Kondens ator-Elektrode 24 gemeinsam gegenüberliegt.

Eine vierte Schicht 30 ist auf die gemeinsame Elektrode 28 laminiert. Eine dritte Kondensator-Elektrode 32 und eine vierte Kondensator-Elektrode 34 sind auf der vierten Schicht 30 gebildet. Die dritte Kondensator-Elektrode 32 und die vierte Kondensator-Elektrode 34 sind jeweils auf gegenüberliegenden Abschnitten der ersten Kondensator-Elektrode 22 und der zweiten Kondensator-Elektrode 24 gebildet. Die ge meinsame Elektrode 28 liegt deshalb der dritten Kondensa tor-Elektrode 32 und der vierten Kondensator-Elektrode 34 gemeinsam gegenüber. Die dritte Kondensator-Elektrode 32 und die vierte Kondensator-Elektrode 34 sind zu einem Ende der vierten Schicht 30 herausgeführt.

Eine fünfte Schicht 36 ist auf die dritte Kondensator-Elek trode 32 und die vierte Kondensator-Elektrode 34 laminiert. Zwei Verbindungselektroden 38 und 40 sind auf der fünften Schicht 36 gebildet. Die Verbindungselektroden 38 und 40 sind zu einem Ende der fünften Schicht 36 herausgeführt. Ein induktives Bauelement 42 ist mit den Verbindungselektroden 38 und 40 verbunden.

Die Schichten 14, 20, 26, 30 und 36 werden zusammengebaut und äußere Elektroden 44a, 44b, 44c und 44d sind auf ihren Seitenflächen gebildet. Die äußere Elektrode 44a ist mit der ersten Kondensator-Elektrode 22, der dritten Kondensator- Elektrode 32 und der Verbindungselektrode 38 verbunden. Die äußere Elektrode 44c ist mit der zweiten Kondensator-Elek trode 24, der vierten Kondensator-Elektrode 34 und der Ver bindungselektrode 40 verbunden. Die äußeren Elektroden 44b und 44d sind mit der Masse-Elektrode 16 verbunden.

Wie in Fig. 3 gezeigt, ist bei dem LC-Filter 10 eine Kapazi tät zwischen der ersten Kondensator-Elektrode 22 und der ge meinsamen Elektrode 28 hergestellt, und eine Kapazität ist zwischen der zweiten Kondensator-Elektrode 24 und der ge meinsamen Elektrode 28 hergestellt. Deshalb ist die Serien schaltung der Kapazitäten mit der Induktivität, die durch das induktive Bauelement 42 hergestellt ist, parallel ver bunden. Eine Kapazität ist zwischen der dritten Kondens ator-Elektrode 32 und der gemeinsamen Elektrode 28 herge stellt, und eine Kapazität ist zwischen der vierten Konden sator-Elektrode 34 und der gemeinsamen Elektrode 28 herge stellt. Deshalb ist eine weitere Serienschaltung von Kapazitäten parallel mit der Induktivität, die durch das induk tive Bauelement 42 gebildet ist, verbunden. Bei dem LC-Fil ter 10 sind zwei Serienschaltungen aus Kondensatoren und eine Induktivität parallel verbunden. Eine Kapazität ist zwischen der ersten Kondensator-Elektrode 22 und der Masse- Elektrode 16 hergestellt, und eine Kapazität ist zwischen der zweiten Kondensator-Elektrode 24 und der Masse-Elektrode 16 hergestellt. Deshalb ist die Schaltung, die aus der In duktivität und den Kapazitäten besteht, über zwei Kapa zitäten geerdet.

Die Schaltung, die in Fig. 3 gezeigt ist, kann äquivalent durch eine Schaltung ausgedrückt werden, die in Fig. 4 ge zeigt ist. Die vier Kapazitäten, die in Fig. 3 gezeigt sind, sind in Fig. 4 als eine Kapazität gezeigt, die Kapazität in Fig. 4 ist eine kombinierte Kapazität aus den vier Kapazi täten aus, Fig. 3. Bei dem LC-Filter 10 ist eine Resonanz schaltung durch eine Parallelschaltung der Induktivität und der Kapazitäten gebildet. Wenn mehrere Kapazitäten in Serie verbunden sind, wird die kombinierte Kapazität klein. Des halb kann ein Fehler der Kapazität durch Verbinden mehrerer Kapazitäten in Serie sogar reduziert werden, wenn eine Ab weichung der Kapazität, die zwischen den Kondensator-Elek troden und der gemeinsamen Elektrode gebildet ist, besteht. Die kombinierte Kapazität wird durch paralleles Verbinden der Serienschaltungen der Kapazitäten groß. Die Abweichung der gesamten kombinierten Kapazität ist klein, weil mehrere Kapazitäten mit einer kleinen Abweichung kombiniert sind.

Bei dem LC-Filter 10 sind die Herausführungsabschnitte der Kondensator-Elektroden 22, 24, 32, 34 und der Masse-Elektro de 16 auf einem kürzesten Weg an das Ende der jeweiligen Schichten herausgeführt. Deshalb kann die Induktivitätser zeugung an den Herausführungsabschnitten auf einen minimalen Wert gedrückt werden. Nachdem die Kapazitätsabweichung klein ist und die Erzeugung einer unnötigen Induktivität gering ist, können entworfene Charakteristika erreicht werden. Ein Verfahren zum Trimmen und ähnlichem zur Einstellung ist unnötig, weil die Kapazitätsabweichung klein ist.

Ein sekundärer Verzögerungsentzerrer kann durch Erden der Masse-Elektrode 16 über eine Induktivität erhalten werden, wie in Fig. 5 und 6 gezeigt. Bei der Schaltung, die in Fig. 6 gezeigt ist, sind die drei Kapazitäten in einer Delta-Form verbunden.

Fig. 7 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung, die ein Hochpaßfilter zeigt. Bei dem Hochpaßfilter 50 sind eine erste Kondensator-Elektrode 54, eine zweite Kondensator- Elektrode 56 und eine dritte Kondensator-Elektrode 58 auf einer ersten Schicht 52 gebildet. Zwei gemeinsame Elektroden 62 und 64 sind auf einer zweiten Schicht 60 gebildet. Die gemeinsame Elektrode 62 ist so gebildet, daß sie den Konden sator-Elektroden 54 und 56 gemeinsam gegenüberliegt, und die gemeinsame Elektrode 64 ist so gebildet, daß sie den Kon densator-Elektroden 56 und 58 gemeinsam gegenüberliegt.

Eine vierte Kondensator-Elektrode 68, eine fünfte Kondensa tor-Elektrode 70 und eine sechste Kondensator-Elektrode 72 sind auf einer dritten Schicht 66 gebildet. Die Kondensa tor-Elektroden 68, 70 und 72 sind an den jeweiligen gegen überliegenden Abschnitten zu den Kondensator-Elektroden 54, 56 und 58 gebildet. Verbindungselektroden 76 und 78 sind auf einer vierten Schicht 74 gebildet, und ein induktives Bau element 80 ist mit den Verbindungselektroden 76 und 78 ver bunden. Die erste Kondensator-Elektrode 54 und die vierte Kondensator-Elektrode 68 sind durch eine äußere Elektrode verbunden, und die zweite Kondensator-Elektrode 56, die fünfte Kondensator-Elektrode 70 und die Verbindungselektrode 76 sind durch eine äußere Elektrode verbunden, und die drit te Kondensator-Elektrode 58 und die sechste Kondensator- Elektrode 72 sind durch eine äußere Elektrode verbunden. Die Verbindungselektrode 78 ist geerdet.

Das Hochpaßfilter 50 hat eine äquivalente T-Schaltung, wie in Fig. 8 und Fig. 9 gezeigt, nachdem die Kapazitäten zwischen den Kondensator-Elektroden und den gegenüberliegenden gemeinsamen Elektroden hergestellt sind. Das Hochpaßfilter 50 hat eine erwünschte Kapazität, eine geringe Kapazitätsab weichung und eine geringe unnötige Induktivität ähnlich zu dem LC-Filter, das in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigt ist. Deshalb können entworfene Charakteristika ohne das Verfahren des Trimmens und ähnliches erhalten werden.

Fig. 10 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung, die ein Beispiel eines aktiven Filters zeigt. Bei dem aktiven Filter 90 ist eine fünfte Schicht 92 auf die erste Schicht des Körpers, der in Fig. 7 gezeigt ist, laminiert. Eine siebte Kondensator-Elektrode 94 ist auf der fünften Schicht 92 an dem zu der zweiten Kondensator-Elektrode 56 gegenüber liegenden Abschnitt gebildet. Ein Operationsverstärker 96 und zwei Widerstände 98 und 100 sind auf der vierten Schicht 74 befestigt. Das aktive Filter 90 hat ein Ersatzschaltbild, das in Fig. 11 und Fig. 12 gezeigt ist. Das aktive Filter 90 hat eine erwünschte Kapazität, eine kleine Kapazitätsab weichung und eine geringe unnötige Induktivität. Deshalb können ohne das Verfahren des Trimmens und ähnliches ent worfene Charakteristika erhalten werden.

Claims

1. Elektronisches Bauteil mit folgenden Merkmalen:
einer ersten dielektrischen Schicht (14), auf der eine Masseelektrode (16) angeordnet ist, die mit einem He rausführungsanschluß versehen ist;
einer zweiten dielektrischen Schicht (20), auf der zu mindest eine erste und eine zweite Kondensatorelektrode (22, 24) angeordnet sind, die der Masseelektrode (16) gegenüberliegen, um Kapazitäten zwischen der ersten und der zweiten Kondensatorelektrode (22, 24) und der Mas seelektrode (16) zu bilden, wobei jede der Kondensator elektroden einen Herausführungsanschluß aufweist;
einer dritten dielektrischen Schicht (26), auf der zu mindest eine gemeinsame Kondensatorelektrode (28) ange ordnet ist, die nicht mit anderen verbunden ist;
einer vierten dielektrischen Schicht (30), auf der zu mindest eine dritte und eine vierte Kondensatorelektro de (32, 34) angeordnet sind, wobei jede der Kondensa torelektroden einen Herausführungsanschluß aufweist;
einem induktiven Bauelement (42), wobei ein Ende des selben mit der ersten und der dritten Kondensatorelek trode (22, 32) verbunden ist, während das andere Ende desselben mit der zweiten und der vierten Kondensator elektrode (24, 34) verbunden ist, um eine Resonanz schaltung mit einem Kondensator zu bilden;
wobei der Kondensator aus zumindest zwei Serienschal tungen, die parallel verbunden sind, gebildet ist, wobei eine der Serienschaltungen mehrere Kapazitäten auf weist, die durch die erste Kondensatorelektrode (22) und die gemeinsame Kondensatorelektrode (28) sowie durch die zweite Kondensatorelektrode (24) und die ge meinsame Kondensatorelektrode (28) definiert sind, und wobei die andere der Serienschaltungen mehrere Serien kapazitäten aufweist, die durch die dritte Kondensator elektrode (32) und die gemeinsame Kondensatorelektrode (28) sowie durch die vierte Kondensatorelektrode (34) und die gemeinsame Kondensatorelektrode (28) definiert sind.

2. Elektronisches Bauteil nach Anspruch 1, bei dem die di elektrischen Schichten (14, 20, 26, 30, 36) miteinander laminiert sind, um einen Körper (12) zu bilden.

3. Elektronisches Bauteil nach Anspruch 2, bei dem die erste, zweite, dritte und vierte Kondensator-Elektrode (22, 24, 32, 34) jeweils auf dem kürzesten Weg zu den Enden der jeweiligen dielektrischen Schicht (20, 30) he rausgeführt sind.

4. Elektronisches Bauteil nach Anspruch 2 oder 3, bei dem Verbindungselektroden (38, 40) auf dem Körper (12) zur Verbindung des elektronischen Bauteils gebildet sind.