DE4410753A1 - Kondensator-Array - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kondensator-Array gemäß dem Oberbegriff des An­ spruchs 1.

Im Zuge der Miniaturisierung von elektronischen Einrichtungen wurden gro­ ße Fortschritte bei der Miniaturisierung von elektronischen Bauelementen und der Erhöhung der Montagedichte erreicht. So ist beispielsweise ein ke­ ramischer Kleinst-Mehrschichtkondensator (Subminiatur-Kondensator) ent­ wickelt worden, und es wurden Schaltungen hergestellt bei denen eine gro­ ße Anzahl solcher Kleinst-Mehrschichtkondensatoren auf einer gedruckten Schaltungsplatine montiert sind.

Um eine hohe Montagedichte der elektronischen Bauelemente zu erreichen, ist ein Kondensator-Array mit einer Vielzahl integrierter Kondensatoren ver­ wendet worden. Bei einem solchen Kondensator-Array sind zahlreiche Kon­ densatoreinheiten Seite an Seite in einem gesinterten keramischen Körper angeordnet. Jede Kondensatoreinheit besteht aus einander überlagerten in­ neren Elektroden, die jeweils durch eine Keramikschicht des gesinterten Körpers voneinander getrennt sind. Durch Verwendung eines solchen Kon­ densator-Arrays ist es möglich, die Anzahl der herzustellenden Kondensator­ bausteine zu verringern und den Montagevorgang zu vereinfachen.

Um eine hohe Montagedichte der elektronischen Bauelemente zu erreichen, ist es wünschenswert, die Abmessungen der Mehrschichtkondensatoren noch weiter zu verringern. Je kleiner jedoch der Mehrschichtkondensator ist, desto kleiner ist auch die Fläche der inneren Elektroden, und desto leichter wird der Baustein. Wenn ein solcher einzelner Mehrschichtkonden­ sator auf der gedruckten Schaltungsplatine montiert wird, so kann die Ober­ flächenspannung des geschmolzenen Lötmittels dazu führen, daß sich der Mehrschichtkondensator aufrichtet, so daß er mit einer äußeren Elektrode auf der Schaltungsplatine steht, während die andere äußere Elektrode ober­ halb der Schaltungsplatine in dem Lötmittel treibt (ein sogenannter Grab­ steineffekt). Aufgrund dieses Phänomens wird es mit abnehmender Größe der Mehrschichtkondensatoren zunehmend schwierig, den Kondensator auf der gedruckten Schaltungsplatine zu montieren.

Wenn dagegen das oben beschriebene Kondensator-Array verwendet wird, so ist die Vielzahl der Kondensatoreinheiten in einem einzigen gesinterten Kör­ per ausgebildet, so daß der oben beschriebene Grabsteineffekt aufgrund der Oberflächenspannung des geschmolzenen Lötmittels nicht so leicht auftritt. Ein Problem besteht bei dem Kondensator-Array jedoch darin, daß die Kon­ densatoreinheiten Seite an Seite in dem gemeinsamen gesinterten Körper angeordnet sind, so daß Streukapazitäten zwischen den benachbarten Kon­ densatoreinheiten kaum zu vermeiden sind. Die Funktion einer elektroni­ schen Schaltung, in der ein solches Kondensator-Array verwendet wird, kann deshalb in einigen Fällen durch die Streukapazitäten beeinträchtigt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Kondensator-Array zu schaffen, das stabil auf einer gedruckten Schaltungsplatine montiert werden kann und eine hohe Montagedichte der Kondensatoreinheiten ermöglicht, und bei dem die nachteiligen Effekte von Streukapazitäten zwischen benachbarten Kondensatoreinheiten verringert sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

In dem erfindungsgemäßen Kondensator-Array sind die in dem gesinterten Körper angeordneten Kondensatoreinheiten voneinander durch eine Schicht getrennt, die eine kleinere Dielektrizitätskonstante als das Keramikmaterial aufweist. Folglich werden die Streukapazitäten zwischen den benachbarten Kondensatoreinheiten beträchtlich verringert, so daß die nachteiligen Effek­ te solcher Streukapazitäten vermieden werden können. Wenn erfindungsge­ mäße Kondensator-Arrays verwendet werden, läßt sich das Aufrichten der Bauelemente bei der Montage verhindern, so daß die Montagekosten im Ver­ gleich zu der herkömmlichen Verwendung von einzelnen Kleinstkondensato­ ren verringert werden können. Darüber hinaus werden durch die Erfindung auch bei hoher Dichte der Kondensatoreinheiten die unerwünschten Streu­ kapazitäten vermieden, so daß mit Hilfe des Kondensator-Arrays elektroni­ sche Schaltungen hergestellt werden können, die zuverlässig die gewünsch­ ten Eigenschaften aufweisen.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Gemäß einer speziellen Ausführungsform der Erfindung wird die Schicht mit der kleineren Dielektrizitätskonstanten durch Luft in einem zwischen den benachbarten Kondensatoreinheiten in dem keramischen gesinterten Körper ausgebildeten Hohlraum gebildet.

Gemäß einer anderen Ausführungsform wird die Schicht mit der kleineren Dielektrizitätskonstanten durch Luft in einer Nut gebildet, die zwischen den benachbarten Kondensatoreinheiten von wenigstens einer Hauptfläche aus in Richtung der Dicke in den gesinterten Körper eingearbeitet ist. Wahlweise kann diese Nut auch mit irgendeinem isolierenden Material gefüllt sein, das eine kleinere Dielektrizitätskonstante als die Keramik des gesinterten Kör­ pers aufweist.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung sind die Kondensatoreinheiten des er­ findungsgemäßen Kondensator-Arrays in einer Matrix mit m Zeilen und n Spalten in dem gesinterten Körper angeordnet (wobei m und n ganze Zahlen nicht kleiner als 2 sind), die inneren Elektroden in jeder der Kondensa­ toreinheiten erstrecken sich abwechselnd auf beiden Seiten der Kondensa­ toreinheit in die Nut des gesinterten Körpers oder eine Stirnfläche des ge­ sinterten Körpers, und auf den Innenflächen der Nuten und den Stirnflächen des gesinterten Körpers sind äußere Elektroden ausgebildet und elektrisch mit den inneren Elektroden verbunden, wobei die Kondensatoreinheiten, zwischen denen keine äußeren Elektroden ausgebildet sind, durch eine die­ lektrische Schicht mit einer kleineren Dielektrizitätskonstanten als der ge­ sinterte Körper voneinander getrennt sind. In diesem Fall wird die dielektri­ sche Schicht mit der kleineren Dielektrizitätskonstanten durch die Luft in der Nut gebildet. Wahlweise kann die Nut auch mit einem isolierenden Mate­ rial oder einem dielektrischen Material mit einer kleineren Dielektrizitätskonstanten als das Keramikmaterial des gesinterten Körpers gefüllt sein.

Wenn die Nut mit isolierendem Material oder dielektrischem Material gefüllt ist, wird außer der Verringerung der Streukapazitäten auch eine hohe me­ chanische Festigkeit des Kondensator-Arrays erreicht.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1A und 1B Grundrisse einer Zwischenstufe bei der Herstellung ei­ nes Kondensator-Arrays nach einem ersten Ausfüh­ rungsbeispiel, bei der Innere Elektroden auf einer ke­ ramischen Grünschicht ausgebildet sind und ein Durchbruch zwischen den benachbarten inneren Elek­ troden vorgesehen ist;

Fig. 2A und 2B Grundrisse eines weiteren Zwischenzustands, bei dem die Durchbrüche der Grünschichten nach Fig. 1 mit einer Kohlepaste gefüllt sind;

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung mehrerer übereinandergeschichteter keramischer Grünschichten bei dem ersten Ausführungsbeispiel;

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung eines durch Laminieren der Grünschichten nach Fig. 3 erhaltenen Schichtkörpers;

Fig. 5 eine schematische perspektivische Ansicht eines ge­ sinterten Körpers;

Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 5;

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines Mehrschicht-Kon­ densator-Arrays nach dem ersten Ausführungsbeispiel;

Fig. 8A und 8B Grundrisse von keramischen Grünschichten für ein Kondensator-Array nach einem zweiten Ausführungs­ beispiel;

Fig. 9 eine perspektivische Darstellung der übereinanderge­ schichteten Grünschichten aus Fig. 8;

Fig. 10 eine perspektivische Darstellung eines gesinterten Körpers;

Fig. 11 einen schematischen Schnitt längs der Linie A-A in Fi­ gur 10;

Fig. 12 eine perspektivische Ansicht des mit Nuten versehe­ nen gesinterten Körpers;

Fig. 13 eine perspektivische Ansicht des Kondensator-Arrays nach dem zweiten Ausführungsbeispiel;

Fig. 14 einen Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 13;

Fig. 15A und 15B Seitenansichten eins Kondensator-Arrays nach dem zweiten Ausführungsbeispiel bzw. nach einem Ver­ gleichsbeispiel, die zu Testzwecken auf einer Schal­ tungsplatine montiert sind;

Fig. 16A und 16B Grundrisse von keramischen Grünschichten für ein Kondensator-Array nach einem dritten Ausführungsbei­ spiel;

Fig. 17 eine perspektivische Ansicht eines gesinterten Kör­ pers;

Fig. 18 ein Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 17;

Fig. 19 eine perspektivische Ansicht eines mit Nuten versehe­ nen gesinterten Körpers;

Fig. 20 eine perspektivische Ansicht eines Kondensator-Arrays nach dem dritten Ausführungsbeispiel;

Fig. 21 einen Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 20;

Fig. 22A und 22B Grundrisse von keramischen Grünschichten für ein Kondensator-Array nach einem vierten Ausführungsbei­ spiel;

Fig. 23 eine perspektivische Ansicht eines gesinterten Kör­ pers;

Fig. 24 einen Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 23;

Fig. 25 eine perspektivische Ansicht des mit Nuten versehe­ nen gesinterten Körpers,

Fig. 26 eine perspektivische Ansicht zur Illustration der An­ ordnung der äußeren Elektroden bei dem vierten Aus­ führungsbeispiel;

Fig. 27 eine perspektivische Ansicht des Kondensator-Arrays nach dem vierten Ausführungsbeispiel;

Fig. 28 einen Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 27;

Fig. 29A und 29B eine perspektivische Ansicht bzw. einen Schnitt längs der Linie A-A eines Kondensator-Arrays nach einem fünften Ausführungsbeispiel;

Fig. 30A und 30B Grundrisse von keramischen Grünschichten für ein Kondensator-Array nach einem sechsten Ausführungsbeispiel;

Fig. 31 eine schematische perspektivische Ansicht der über­ einandergeschichteten Grünschichten;

Fig. 32 eine perspektivische Ansicht des gesinterten Körpers;

Fig. 33A und 33B schematische Schnitte längs der Linie A-A bzw. B-B in Fig. 32;

Fig. 34 eine perspektivische Ansicht des mit Nuten versehe­ nen gesinterten Körpers;

Fig. 35 einen Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 34;

Fig. 36 eine Schnittdarstellung eines Zustands, in dem die Nu­ ten mit einer Leitpaste gefüllt sind;

Fig. 37 eine Schnittdarstellung eines Zustands, in dem verhält­ nismäßig enge Nuten zur Bildung von äußeren Elektro­ den gebildet worden sind;

Fig. 38 eine perspektivische Ansicht eines gesinterten Körpers mit an den Innenwänden der Nuten ausgebildeten äu­ ßeren Elektroden;

Fig. 39 eine Schnittdarstellung eines Zustands, in dem dielek­ trische Schichten aus Glaspaste mit einer niedrigen Dielektrizitätskonstanten in den Nuten ausgebildet sind, in denen sich die äußeren Elektroden befinden;

Fig. 40 eine perspektivische Ansicht eines Kondensator-Arrays nach einem siebten Ausführungsbeispiel;

Fig. 41 einen Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 40;

Fig. 42A und 42B Seitenansichten eines Kondensator-Arrays nach dem siebten Ausführungsbeispiel bzw. nach einem Ver­ gleichsbeispiel, die zu Testzwecken auf einer Schal­ tungsplatine montiert sind;

Fig. 43 einen Schnitt zur Erläuterung des Kondensator-Arrays nach dem siebten Ausführungsbeispiel;

Fig. 44 eine perspektivische Ansicht eines laminierten Roh­ lings für ein Kondensator-Array nach einem achten Ausführungsbeispiel;

Fig. 45 eine perspektivische Ansicht eines gesinterten Körpers für das Kondensator-Array nach dem achten Ausfüh­ rungsbeispiel; und

Fig. 46 eine perspektivische Ansicht des Kondensator-Arrays nach dem achten Ausführungsbeispiel.

Nachfolgend wird zunächst ein erstes Ausführungsbeispiel des Kondensator- Arrays beschrieben. Zur Verdeutlichung des Aufbaus des Kondensator-Arrays wird dabei auch ein Verfahren zur Herstellung des Kondensator-Arrays erläu­ tert.

Erstes Ausführungsbeispiel

Gemäß Fig. 1A und 1B werden zunächst rechteckige keramische Grün­ schichten 1 und 2 vorbereitet. Durch Bedrucken mit einer Leitpaste werden rechteckige innere Elektroden 2 bis 4 so auf der oberen Oberfläche der Grünschicht 1 ausgebildet, daß sie sich von einer Kante 1a zur gegenüberlie­ genden Kante 1b erstrecken aber nicht ganz an die gegenüberliegende Kante 1b heranreichen. Außerdem wird die Grünschicht in den zwischen den inne­ ren Elektroden 2 bis 4 liegenden Bereichen mit länglichen schmalen Durch­ brüchen 5 und 6 versehen, die parallel zur Erstreckungsrichtung der inneren Elektroden 2 bis 4 verlaufen. In ähnlicher Weise wird die keramische Grün­ schicht 2 auf der oberen Oberfläche mit rechteckigen Inneren Elektroden 7 bis 9, die sich von einer Kante 2b in Richtung auf die andere Kante 2a er­ strecken, und mit Durchbrüchen 10 und 11 zwischen den inneren Elektro­ den 7 bis 9 versehen. Die inneren Elektroden 2 bis 4 und 7 bis 9 können durch ein Dünnfilm-Herstellungsverfahren wie Plattieren oder Sputtern her­ gestellt werden.

Jeder der Durchbrüche 5, 6, 10 und 11 der oben beschriebenen keramischen Grünschichten 1 und 2 wird dann mit einer Kohleplaste gefüllt, die Materia­ lien wie beispielsweise Kohlepulver und Bindemittel enthält, die beim späte­ ren Sintern zerstäubt oder zerstört werden können. In Fig. 2A und 2B sind die Umrisse der Schichten 12 bis 15 aus Kohlepaste, die die Durchbrü­ che 5, 6, 10 und 11 ausfüllen, durch gestrichelte Linien angedeutet.

Es werden dann mehrere mit den keramischen Grünschichten 1 und 2 gleichartige Grünschichten hergestellt und abwechselnd übereinanderge­ schichtet, ohne daß die in Fig. 2A und 2B gezeigte Orientierung geänder­ te wird, und eine geeignete Anzahl unbedruckter keramischer Grünschichten 16 und 17 werden oben und unten auf die Grünschichten 1 und 2 auflaminiert, wie schematisch in Fig. 3 gezeigt ist. Anschließend werden die über­ einanderliegenden Grünschichten in Richtung ihrer Dicke gepreßt, so daß man einen laminierten Körper oder Schichtkörper 18 erhält, wie er in Fig. 4 gezeigt ist. Durch Sintern des Schichtkörpers 18 erhält man den in Figu­ ren 5 und 6 gezeigten gesinterten Körper 19. In diesem gesinterten Körper 19 sind die oben beschriebenen Schichten 12 und 15 aus Kohlepaste beim Sintern zerstört worden, so daß Hohlräume 20 und 21 gebildet wurden, die durch gestrichelte Linien angedeutet sind.

Wie weiterhin aus der Schnittdarstellung in Fig. 6 hervorgeht, werden in dem gesinterten Körper 19 eine erste Kondensatoreinheit 22 mit einander überlappenden inneren Elektroden 2 und 7, eine zweite Kondensatoreinheit 23 mit einander überlappenden inneren Elektroden 3 und 8 und eine dritte Kondensatoreinheit 24 mit einander überlappenden inneren Elektroden 4 und 9 gebildet. Die oben erwähnten Hohlräume 20 und 21 liegen zwischen der zweiten Kondensatoreinheit 23 und den ersten und dritten Kondensa­ toreinheiten 22 und 24.

Schließlich werden durch ein geeignetes Elektroden-Herstellungsverfahren erste und zweite äußeren Elektroden 25a und 25b, 26a und 26b und 27a und 27b für den elektrischen Anschluß der jeweiligen Kondensatoreinheiten 22 bis 24 an Stirnflächen 19a und 19b des gesinterten Körpers 19 angebracht, wie in Fig. 7 gezeigt ist. Die ersten und zweiten äußeren Elektroden 25a bis 27b können durch Aufbringen einer Leitpaste und Brennen derselben oder durch ein anderes Verfahren zur Herstellung eines leitfähigen Films erzeugt werden, beispielsweise durch Plattieren oder Sputtern.

In dem so erhaltenen Mehrschicht-Kondensator-Array 28 nach Fig. 7 sind die ersten bis dritten Kondensatoreinheiten 22 bis 24 in einem gemeinsa­ men gesinterten Körper 19 ausgebildet. Hierdurch wird eine Verringerung der Kosten für die Montage der Kondensatoreinheiten auf einer gedruckten Schaltungsplatine ermöglicht. Durch die zwischen den jeweiligen Kondensa­ toreinheiten 22 bis 24 ausgebildeten Hohlräume 20 und 21 werden Streuka­ pazitäten zwischen den einzelnen Kondensatoreinheiten beträchtlich ver­ mindert.

Da die Streukapazitäten durch die Hohlräume 20 und 21 unterdrückt wer­ den, wird eine dichte Anordnung der Kondensatoreinheiten in dem Konden­ sator-Array ermöglicht. Auch wenn die Abmessungen der Hohlräume kleiner sind als im gezeigten Ausführungsbeispiel, ist es möglich, die Streukapazitäten zwischen den benachbarten Kondensatoreinheiten soweit zu unter­ drücken, daß sie deutlich kleiner sind als bei einem Kondensator-Array ohne Hohlräume.

Da die Streukapazitäten zwischen den inneren Elektroden in den benachbar­ ten Kondensatoreinheiten erzeugt werden, ist es wünschenswert, daß die Hohlräume 20 und 21 sich wie im gezeigten Ausführungsbeispiel in Richtung der Dicke nach oben über die obersten Elektroden und nach unten über die untersten Elektroden hinauserstrecken. Auch die Länge der Hohlräume 20 und 21 und damit der zu ihrer Herstellung vorgesehenen Schichten 12, 13 und 14, 15 sollte so groß sein, daß die Schichten 12, 13 sich von den Enden der Elektroden 2 bis 4 aus weiter zu der Kante 1b erstrecken und die Schichten 14, 15 sich von den Enden der Elektroden 7 bis 9 aus weiter zu der Kante 2a erstrecken.

Die keramischen Grünschichten 1 und 2 werden nach einem Rakel-Verfah­ ren oder dergleichen aus einem Schlamm hergestellt, der durch sorgfältiges Mischen irgendeines dielektrischen Keramikpulvers, das herkömmlicherwei­ se für Mehrschichtkondensatoren verwendet wird, beispielsweise Bariumti­ tanat, mit einem organischen Bindemittel und einem Lösungsmittel erhalten wird. Die oben und unten auf die in Fig. 3 gezeigten Grünschichten 1 und 2 auflaminierten Grünschichten 16 und 17 brauchen nicht aus demselben Ma­ terial zu bestehen wie die Grünschichten 1 und 2. Für die Grünschichten 16 und 17 kann auch ein Schlamm aus einem Keramikpulver verwendet werden, das kein dielektrisches Keramikpulver ist.

Zweites Ausführungsbeispiel

Gemäß Fig. 8A und 8B werden zunächst rechteckige keramische Grün­ schichten 51 und 52 hergestellt. Die Grünschichten 51 und 52 werden durch Zuschneiden einer Grünschicht hergestellt, die mit Hilfe eines Rakel-Verfah­ rens oder dergleichen aus einem Schlamm gebildet wurde, der erhalten wur­ de durch sorgfältiges Vermischen von dielektrischem Keramikpulver wie et­ wa Keramikpulver aus der Bariumtitanat-Serie mit einem bekannten und all­ gemein verwendeten Bindemittel und organischen Lösungsmittel.

Auf der oberen Oberfläche der keramischen Grünschicht 51 sind im wesent­ lichen rechteckige innere Elektroden 53 bis 55 so angeordnet, daß sie von einer Kante 51a ausgehen und nicht ganz an die entgegengesetzte Kante 51b heranreichen. Die inneren Elektroden 53 bis 55 weisen zwar insgesamt eine im wesentlichen rechteckige Form auf, sind jedoch im einzelnen so gestaltet, daß sie in der Nähe des an der Kante 51a freiliegenden Endes schmaler sind als in den übrigen Bereichen.

In ähnlicher Weise sind auf der oberen Oberfläche der keramischen Grün­ schicht 52 im wesentlichen rechteckige innere Elektroden 56 bis 58 so an­ geordnet, daß sie von einer Kante 52b ausgehen und nicht ganz an die gegen­ überliegende Kante 52a heranreichen.

Die inneren Elektroden 53 bis 55 und 56 bis 58 werden jeweils hergestellt, indem eine Leitpaste, die Ag, eine Ag-Pd-Leglerung oder dergleichen enthält, auf die Grünschicht aufgedruckt wird. Die inneren Elektroden 53 bis 58 kön­ nen jedoch auch nach einem anderen Verfahren zur Herstellung eines leitfä­ higen Films hergestellt werden.

Es werden dann mehrere der keramischen Grünschichten 51 und mehrere der keramischen Grünschichten 52 hergestellt und übereinandergelegt, ohne daß die in Fig. 8A und 8B gezeigte Orientierung der Grünschichten geän­ dert wird, und eine geeignete Anzahl von unbedruckten keramischen Grün­ schichten 59 und 60 werden von oben und unten auf den Stapel der Grün­ schichten 51 und 52 auflaminiert, wie schematisch in Fig. 9 gezeigt ist. An­ schließend wird der Stapel in Richtung seiner Dicke gepreßt, so daß man einen laminierten Körper oder Schichtkörper erhält. Durch Sintern dieses Schichtkörpers wird der in Fig. 10 und 11 gezeigte gesinterte Körper 61 hergestellt.

Wie aus Fig. 10 hervorgeht, liegen die inneren Elektroden 56 bis 58 an ei­ ner Stirnfläche 61a des gesinterten Körpers 61 frei. Wie weiterhin in Fig. 11 zu erkennen ist, wechseln im Inneren des gesinterten Körpers 61 die je­ weiligen inneren Elektroden 53 und 56, 54 und 57 bzw. 55 und 58 in Rich­ tung der Dicke miteinander ab. Folglich werden erste, zweite und dritte Kon­ densatoreinheiten 62, 63 und 64 in den Bereichen des gesinterten Körpers gebildet, in denen die jeweiligen inneren Elektroden 53 und 56, 54 und 57 bzw. 55 und 58 einander unter Zwischenfügung von Keramikschichten über­ lagert sind.

Wie in Fig. 12 gezeigt ist, werden dann Nuten 65 und 66 in der oberen Oberfläche 61c des gesinterten Körpers 61 in solcher Tiefe ausgebildet, daß sie nicht bis zur unteren Oberfläche 61d durchgehen. Die benachbarten Kon­ densatoreinheiten 62 bis 64 werden durch die Nuten 65 und 66 voneinander getrennt. Die Nuten 65 und 66 können mit einem Diamantschneider, einem Substratzerteiler oder dergleichen herausgearbeitet werden. Während die Breite der Nuten 65 und 66 im Hinblick auf beispielsweise die Größe des ge­ sinterten Körpers 61 und die Größen der einzelnen Kondensatoreinheiten 62 bis 64 geeignet gewählt wird, sollte die Tiefe der Nuten 65 und 66 so bemes­ sen sein, daß ihr Grund tiefer liegt als die unterste der einander überlagerten inneren Elektroden in jeder der Kondensatoreinheiten 62 bis 64.

Wie in Fig. 13 gezeigt ist, wird eine Ag enthaltende Leitpaste auf die Stirn­ flächen 61a und 61b des gesinterten Körpers 51 aufgetragen und gebrannt, so daß äußere Elektroden 67a und 67b, 68a und 68b und 69a und 69b gebil­ det werden, die das Kondensator-Array 70 nach dem zweiten Ausführungsbei­ spiel vervollständigen.

In dem Kondensator-Array 70 sind die Kondensatoreinheiten 62 bis 64 durch die Nuten 65 und 66 voneinander getrennt, wie aus Fig. 12 und 13 her­ vorgeht. Hierdurch ist es möglich, die Streukapazitäten zwischen den be­ nachbarten Kondensatoreinheiten 62 bis 64 beträchtlich zu verringern.

Nachfolgend werden Versuchsbeispiele zu dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben.

Für die keramischen Grünschichten 51 und 52 wurde eine keramische Grün­ schicht mit einer Dicke von 10 µm verwendet, die aus einem in der Hauptsa­ che aus Bariumtitanat bestehenden Keramikschlamm besteht und die in eine rechteckige Form mit den Abmessungen 60 mm×40 mm geschnitten wur­ de. Die Sintertemperatur in dem Sinterprozeß beträgt 1300°C. Die kerami­ sche Grünschicht wurde mit einem Diamantschneider in Rechtecke von 2,5 mm×1,5 mm geschnitten, und dann wurden die Nuten 65 und 66 mit Hilfe des Diamantschneiders so hergestellt, daß sie tiefer reichten als die unterste innere Elektrode. Schließlich wurden die äußeren Elektroden in der oben beschriebenen Weise angebracht, so daß man ein Kondensator-Array nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erhielt.

Zum Vergleich wurde in der oben beschriebenen Weise ein Kondensator-Ar­ ray hergestellt, bei dem jedoch keine Nuten vorgesehen waren.

Das Kondensator-Array 70 nach dem Ausführungsbeispiel und das Kondena­ tor-Array 72 nach dem Vergleichsbeispiel wurden jeweils mit der oberen Oberfläche 61c des gesinterten Körpers 61 nach unten auf eine Schaltungs­ platine 71 aufgelötet, wie in Fig. 15A und 15B gezeigt ist. Die auf der Schaltungsplatine 71 montierten Kondensator-Arrays 70 und 72 wurden dann zyklisch auf eine Temperatur von -25°C gekühlt, dann auf eine Tempera­ tur von +125°C erhitzt und wieder gekühlt. Nach 1000 solcher Kühl- und Erhitzungszyklen wurde der Isolationswiderstand der Kondensator-Arrays ge­ messen.

Eine Probe, bei der sich der Isolationswiderstand gegenüber dem ursprüngli­ chen Wert um 10% oder mehr geändert hatte, wurde als fehlerhaft beurteilt. Die oben beschriebenen Messungen wurden an je fünfzig Kondensator-Arrays nach dem Ausführungsbeispiel und dem Vergleichsbeispiel vorgenommen. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle 1 gezeigt. Wenn der oben beschriebene Fehler für eine Kondensatoreinheit eines Kondensator-Arrays festgestellt wurde, so wurde dieses Kondensator-Array als fehlerhaft bewer­ tet.

Vergleich der Fehlerraten

Ausführungsbeispiel

Vergleichsbeispiel

0 (0%)|8 (16%)

Wie aus Tabelle 1 hervorgeht, betrug die Fehlerrate bei dem Kondensator-Ar­ ray 72 nach dem Vergleichsbeispiel 16%, während bei dem Kondensator-Ar­ ray nach dem Ausführungsbeispiel keine Fehler festgestellt wurden.

Drittes Ausführungsbeispiel

Keramische Grünschichten 81 und 82 werden gemäß Fig. 16A und 16B in der gleichen Weise hergestellt wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel.

Auf der Grünschicht 81 werden rechteckige innere Elektroden 83 bis 85 so ausgebildet, daß sie von einer Kante 81a bis zur gegenüberliegenden Kante 81b reichen. Auf der keramischen Grünschicht 82 wird dagegen eine recht­ eckige innere Elektrode 86 so angeordnet, daß sie sich in Längsrichtung der Grünschicht durchgehend von der Kante 82c zu der Kante 82d erstreckt, je­ doch zu den Kanten 82a und 82b beabstandet ist.

Die inneren Elektroden 83 bis 86 können in der gleichen Weise hergestellt werden wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel.

Die oben beschriebenen keramischen Grünschichten 81 und 82 werden dann ohne Änderung der in Fig. 16a und 16B gezeigten Orientierung abwech­ selnd übereinandergelegt, und eine geeignete Anzahl von unbedruckten Grünschichten wird von oben und unten auf den Stapel der Grünschichten 81 und 82 auflaminiert. Anschließend wird der Stapel der Grünschichten in Richtung der Dicke gepreßt, so daß man einen Schichtkörper erhält. Durch Sintern dieses Schichtkörpers erhält man den in Fig. 17 und 18 gezeig­ ten gesinterten Körper 91.

Wie aus Fig. 18 hervorgeht, wechseln im Inneren des gesinterten Körpers 91 die inneren Elektroden 83 bis 85 in Richtung der Dicke jeweils mit den inneren Elektroden 86 ab. Die inneren Elektroden 83 bis 85 liegen an den Stirnflächen 91a und 91b des gesinterten Körpers 91 frei, während die inne­ ren Elektroden 86 an den Stirnflächen 91c und 91d freiliegen.

Mit einem Substratzerteiler oder einem Diamantschneider werden dann Nu­ ten 95 und 96 so in der oberen Oberfläche 91e des gesinterten Körpers 91 ausgebildet, daß sie nicht bis zur unteren Oberfläche 91f durchgehen aber tiefer reichen als die unterste Innere Elektrode 86. Durch die Nuten 95 und 96 wird der gesinterte Körper somit in getrennte erste bis dritte Kondensatoreinheiten 92 bis 94 aufgeteilt.

Anschließend werden gemäß Fig. 20 äußere Elektroden 97a bis 99a so auf den Stirnflächen 91a und 91b des gesinterten Körpers 91 angebracht, daß sie elektrisch mit den inneren Elektroden 83 bis 85 verbunden sind, und auf den Stirnflächen 91c und 91d werden äußere Elektroden 100a angebracht. Zusätzlich werden äußere Elektroden 100c und 100d an den Innenflächen der Nuten 95 und 96 angebracht, so daß sie mit den in den jeweiligen Kon­ densatoreinheiten verbliebenen Teilen der inneren Elektroden 86 verbunden sind.

In dem auf die oben beschriebene Weise erhaltenen Kondensator-Array 101 nach dem dritten Ausführungsbeispiel sind die inneren Elektroden, die je­ weils an ein Potential der Kondensatoreinheiten 92 bis 94 angeschlossen sind, mit den als gemeinsame Elektroden dienenden äußeren Elektroden 100a verbunden.

Weiterhin sind die Kondensatoreinheiten 92 bis 94 durch die Nuten 95 und 96 voneinander getrennt, so daß die Streukapazitäten zwischen benachbarten Kondensatoreinheiten beträchtlich verringert werden.

Mit dem Kondensator-Array nach dem dritten Ausführungsbeispiel wurden die gleichen Versuche angestellt, die im Zusammenhang mit dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben wurden, um das Kondensator-Array mit einem Vergleichsbeispiel zu vergleichen, bei dem die Nuten 95 und 96 nicht vorhanden waren. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 2 gezeigt.

Vergleich der Fehlerraten

Ausführungsbeispiel

Vergleichsbeispiel

0 (0%)|6 (12%)

Wie aus Tabelle 2 hervorgeht, ergab sich nach 1000 Kühl- und Erhitzungszyklen von -25°C auf +125°C und wieder auf -25°C bei dem Kondensator-Array nach dem dritten Ausführungsbeispiel hinsichtlich des Isolationswiderstands eine Fehlerrate von 0%. Es zeigt sich somit, daß dieses Kondensator-Array im Vergleich zu dem Vergleichsbeispiel eine überlegene Haltbarkeit und Zuver­ lässigkeit aufweist.

Viertes Ausführungsbeispiel

Keramische Grünschichten 111 und 112 werden in der gleichen Weise her­ gestellt wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel, wie in Fig. 22A und 22B gezeigt ist.

Im wesentlichen rechteckige innere Elektroden 113 und 114 werden jeweils in der gleichen Weise wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel auf den obe­ ren Oberflächen der keramischen Grünschichten 111 und 112 angebracht. Die innere Elektrode 113 reicht in drei jeweils durch einen bestimmten Ab­ stand voneinander getrennten Abschnitten an eine Kante 111a der Grün­ schicht 111 heran. In ähnlicher Weise reicht die Innere Elektrode 114 in drei um einen bestimmten Abstand voneinander getrennten Abschnitten an eine Kante 112a der Grünschicht 112 heran (diese Kante befindet sich nach dem Laminieren auf der der Kante 111a entgegengesetzten Seite).

Die keramischen Grünschichten 111 und 112 werden dann abwechselnd übereinandergeschichtet, ohne die in Fig. 22A und 22B gezeigte Orientie­ rung zu ändern, und anschließend werden die gleichen Verarbeitungsschritte wie bei dem zweiten und dritten Ausführungsbeispiel ausgeführt, so daß man einen gesinterten Körper 121 erhält, der in Fig. 23 und 24 gezeigt ist.

Die innere Elektrode 114 liegt an einer Stirnfläche 121a des gesinterten Körpers 121 frei. Die Abschnitte, mit denen die innere Elektrode 114 an der Stirnfläche 121a freiliegt, sind in Fig. 23 mit den Bezugszeichen 114a, 114b und 114c bezeichnet. Die in Fig. 22 gezeigte innere Elektrode 113 liegt mit drei Abschnitten an der gegenüberliegenden Stirnfläche 121b des gesinterten Körpers 121 frei, was jedoch in Fig. 23 nicht zu erkennen ist.

Wie aus Fig. 24 hervorgeht, wechseln sich die inneren Elektroden 113 und 114 in dem gesinterten Körper 121 ab.

Mit Hilfe eines Diamantschneiders oder eines Substratzerteilers werden dann Nuten 125 und 126 so in der oberen Oberfläche 121c des gesinterten Kör­ pers 121 ausgebildet, daß sie nicht ganz bis an die untere Oberfläche 121d heranreichen. Auf diese Weise werden getrennte erste bis dritte Kondensatoreinheiten 122 bis 124 gebildet, die jeweils durch eine der Nuten 125 und 126 voneinander getrennt sind.

Die inneren Elektroden 113 und 114 werden durch die Nuten 125 und 126 unterteilt, so daß getrennte innere Elektroden 113 und 114 in jeder der Kondensatoreinheiten 122 bis 124 gebildet werden, wobei die Elektroden je­ der Kondensatoreinheit einander abwechselnd in Richtung der Dicke überla­ gert und durch Keramikschichten des gesinterten Körpers 121 voneinander getrennt sind.

Gemäß Fig. 26 werden äußere Elektroden 127a und 127b, 128a und 128b und 129a und 129b wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel auf den entge­ gengesetzten Stirnflächen 121a und 121b des gesinterten Körpers 121 ange­ bracht. Außerdem werden die Nuten 125 und 126 mit einem Glas der Pb-Si- Al-Serie gefüllt, und das Glas wird bei einer Temperatur von 800°C gebrannt, so daß man das in Fig. 27 und 28 gezeigte Kondensator-Array 130 erhält. In Fig. 27 und 28 bezeichnen die Bezugszeichen 131 und 132 Schichten aus Isoliermaterial, die in der oben beschriebenen Weise durch Brennen des Glases erhalten wurden. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die benachbar­ ten Kondensatoreinheiten 122 bis 124 durch die Isoliermaterial-Schichten 131 und 132 voneinander getrennt, so daß wie bei dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel die zwischen benachbarten Kondensatoreinheiten er­ zeugten Streukapazitäten beträchtlich unterdrückt werden.

Außerdem wird die mechanische Festigkeit erhöht, da die Isoliermaterial- Schichten 131 und 132 die Nuten 125 und 126 ausfüllen. Anstelle des oben erwähnten Pb-Si-Al-Glases kann für die Isoliermaterial-Schichten 131 und 132 auch ein anderes isolierendes Material, beispielsweise ein anderes Glas oder ein Kunstharz verwendet werden, sofern dessen Dielektrizitätskonstan­ te deutlich kleiner ist als die der dielektrischen Keramik, die den gesinter­ ten Körper 121 bildet.

Fünftes Ausführungsbeispiel

Bei dem fünften Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Verbesserung des Kondensator-Arrays nach dem dritten Ausführungsbeispiel.

Wie aus Fig. 29A und 29B hervorgeht, stimmt das Kondensator-Array 143 nach dem dritten Ausführungsbeispiel weitgehend mit dem in Fig. 20 und 21 gezeigten Kondensator-Array 101 überein, doch sind hier die Nuten 95 und 96 mit dem Pb-Si-Al-Glas gefüllt, und das Glas wird bei einer Tempe­ ratur von 800°C gebrannt, so daß Isoliermaterialschichten 141 und 142 gebil­ det werden.

Somit werden auch hier die Streukapazitäten wirksam unterdrückt, und zu­ gleich wird durch die Isoliermaterialschichten die mechanische Festigkeit erhöht.

Sechstes Ausführungsbeispiel

Gemäß Fig. 30A und 30B werden zunächst rechteckige keramische Grün­ schichten 201 und 202 hergestellt. Diese Grünschichten erhält man durch Zuschneiden einer keramischen Grünschicht, die ihrerseits durch ein geeignetes Blatt-Erzeugungsverfähren, beispielsweise ein Rakelverfahren, aus einem Schlamm erhalten wurde, der durch sorgfältiges Mischen von dielek­ trischem Keramikpulver wie etwa Keramikpulver der Bariumtitanat-Serie mit einem bekannten und üblicherweise verwendeten Bindemittel und einem or­ ganischen Lösungsmittel hergestellt wurde.

Rechteckige innere Elektroden 203 bis 208 werden durch Aufdrucken einer Leitpaste so auf der oberen Oberfläche der Grünschicht 201 angebracht, daß sie sich in Längsrichtung zwischen den Kanten 101a und 102b der Grün­ schicht erstrecken. In ähnlicher Weise werden rechteckige innere Elektro­ den 209 bis 214 durch Aufdrucken einer Leitpaste so auf der oberen Oberflä­ che der keramischen Grünschicht 202 aufgebracht, daß sie sich in Längs­ richtung zwischen den Kanten 202a und 202b erstrecken.

Die inneren Elektroden 203 bis 208 sind so auf der oberen Oberfläche der Grünschicht 201 angeordnet, daß sie eine übereinstimmende Breite besitzen und die inneren Elektroden 203 und 204 sowie die inneren Elektroden 205 und 206 und die inneren Elektroden 207 und 208 jeweils in einer Reihe lie­ gen. In ähnlicher Weise sind die inneren Elektroden 209 bis 214 so auf der oberen Oberfläche der Grünschicht 202 angeordnet, daß die inneren Elek­ troden 209, 210 sowie 211, 212 und 213, 214 jeweils paarweise in einer Reihe liegen.

Als Leitpaste zur Bildung der inneren Elektroden wird eine Leitpaste verwen­ det, die Ag, eine Ag-Pd-Legierung oder dergleichen enthält. Die inneren Elektroden 203 bis 208 und 209 bis 214 können jedoch auch durch ein an­ deres Verfahren zur Herstellung eines leitfähigen Films erzeugt werden, bei­ spielsweise durch Bedampfen oder Plattieren.

Mehrere der Grünschichten 201 und mehrere der Grünschichten 202 wer­ den dann abwechselnd übereinandergeschichtet, ohne daß die in Fig. 30A und 30B gezeigte Orientierung geändert wird, und eine geeignete Anzahl elektrodenfreier Grünschichten 205 und 226 werden von oben und unten auf den Stapel der Grünschichten 201 und 202 auflaminiert, wie schematisch in Fig. 31 gezeigt ist. Anschließend wird durch Pressen in Richtung der Dicke ein Schichtkörper erzeugt und durch Sintern dieses Schichtkörpers der in Fig. 32 und 33 gezeigte gesinterte Körper 217 hergestellt.

Wie aus Fig. 32 in Verbindung mit Fig. 30A und 30B hervorgeht, liegen die inneren Elektroden 204, 208 und 212 an einer Stirnfläche 217a des ge­ sinterten Körpers 217 frei. In ähnlicher Weise liegen die inneren Elektroden 205, 209 und 213, die in Fig. 30A und 30B gezeigt sind, an der anderen Stirnfläche 217b des gesinterten Körpers frei, was jedoch in Fig. 32 nicht zu erkennen ist.

Fig. 33A und 33B sind Schnitte längs der Linie A-A bzw. B-B in Fig. 32. Damit die Anordnung der inneren Elektroden deutlicher erkennbar ist, sind die Schnittflächen jedoch nicht schraffiert. Dies gilt auch für Schnittdarstel­ lungen in den nachfolgenden Figuren. Es ist zu erkennen, daß die inneren Elektroden auf den Grünschichten 201 und die inneren Elektroden auf den Grünschichten 202 abwechselnd übereinanderliegen und durch Schichten des gesinterten Körpers voneinander getrennt sind. Weiterhin ist in Fig. 33A zu erkennen, daß die in Richtung der Dicke abwechselnden inneren Elektroden jeweils auf Lücke gegeneinander versetzt sind.

Gemäß Fig. 34 werden Nuten 218 und 219 von der oberen Oberfläche 217c des gesinterten Körpers 217 aus so eingeschnitten, daß sie nicht ganz an die untere Oberfläche 117d des gesinterten Körpers heranreichen. Fig. 35 ist ein Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 34. Wie aus Fig. 35 hervorgeht, wird die innere Elektrode 203 (Fig. 30) durch die Nut 218 geteilt, so daß innere Elektroden 203a und 203b gebildet werden, die in der Nut 218 freiliegen. In ähnlicher Weise wird durch die Nut 219 die auf der oberen Oberfläche der Grünschicht 202 ausgebildete innere Elektrode 210 in innere Elektroden 210a und 210b aufgeteilt, die an den seitlichen Innenflächen der Nut 219 freiliegen. Die Nut 218 teilt die in Fig. 30 gezeigten inneren Elektroden 203 und 207 auf der Grünschicht 201 sowie die innere Elektrode 211 auf der Grünschicht 202 jeweils in zwei Hälften, die eine übereinstimmende Länge besitzen.

In entsprechender Weise teilt die Nut 219 die inneren Elektroden 210, 206 und 214.

Die Nuten 218 und 219 können mit einem Diamantschneider, einem Sub­ stratzerteiler oder dergleichen hergestellt werden. Vorzugsweise ist die Brei­ te der Nuten 218 und 219 so gewählt, daß die inneren Elektroden 204 und 209 nicht durch die Nuten 218, 219 freigelegt werden, und die Tiefe der Nuten 218 und 219 ist so gewählt, daß der Grund der Nuten unterhalb der untersten inneren Elektroden liegt, wie in Fig. 35 zu erkennen ist. Der Grund für diese Dimensionierung der Nuten 218 und 219 besteht darin, daß an den Innenflächen der Nuten noch äußere Elektroden angebracht werden, wie später beschrieben wird, und daß die Nuten dazu dienen, die benachbar­ ten Kondensatoren voneinander zu trennen.

Wie aus Fig. 36 hervorgeht, die der Schnittdarstellung nach Fig. 35 ent­ spricht, werden die Nuten 218 und 219 beispielsweise mit Hilfe eines Mi­ krodispensers mit einer Ag-Paste oder einer Ag-Pd-Paste 220, 221 gefüllt.

Danach werden die leitfähigen Pasten 220 und 221 bei einer Temperatur von beispielsweise 850°C gebrannt, so daß leitfähige Schichten gebildet werden. In die so gebildeten leitfähigen Schichten werden gemäß Fig. 37 Nuten 222 und 223 eingeschnitten, die tiefer reichen als die leitfähigen Schichten. Die Nuten 222 und 223 müssen enger und tiefer sein als die zuerst hergestellten Nuten 218 und 219. Auf diese Weise werden an den beiden Seitenflächen der Nuten 222 und 223 äußere Elektroden 224 bis 227 gebildet, wie in Fig. 37 zu erkennen ist. Die äußeren Elektroden 224 bis 227 werden durch die je­ weiligen stehengebliebenen Teile der leitfähigen Schichten 220 und 221 ge­ bildet und sind elektrisch mit den in den Nuten 218 und 219 freiliegenden inneren Elektroden 203a, 203b, 210a und 210 verbunden. Als Beispiel soll die äußere Elektrode 224 betrachtet werden. Diese Elektrode ist elektrisch mit den inneren Elektroden 203a nach Fig. 35 sowie mit den jeweiligen in­ neren Elektroden verbunden, die durch Teilung der in Fig. 30 gezeigten inneren Elektroden 207 und 211 entstanden sind. In ähnlicher Weise sind die inneren Elektroden in dem gesinterten Körper 217 in Richtung der Dicke durch die äußeren Elektroden 225 bis 227 elektrisch miteinander verbun­ den.

In Fig. 38 ist perspektivisch ein gesinterter Körper gezeigt, der mit den oben beschriebenen äußeren Elektroden 224 bis 227 versehen ist. Gemäß Fi­ gur 39, die der Schnittdarstellung nach Fig. 37 entspricht, werden die Nu­ ten 222 und 223 mit Hilfe eines Mikrodispensers mit einer Glaspaste gefüllt, die ein Material mit einer kleineren Dielektrizitätskonstanten als der gesin­ terte Körper 217 enthält. Dieses Material besteht beispielsweise aus einem Glas der Pb-Al-Si-Serie oder dergleichen. Durch Wärmebehandlung der Glaspaste bei einer Temperatur von beispielsweise etwa 800°C werden di­ elektrische Schichten 228 und 229 gebildet. Für die dielektrischen Schich­ ten 228 und 229 kann jedoch auch ein anderes Material verwendet werden, dessen Dielektrizitätskonstante kleiner ist als die des gesinterten Körpers 217. Die dielektrischen Schichten 228 und 229 können je nach Art des Ma­ terials durch ein geeignetes Herstellungsverfahren hergestellt werden.

Die dielektrischen Schichten 228 und 229 sollten die oberen Oberflächen der beiderseits dieser Schichten freiliegenden äußeren Elektroden 224 bis 227 nicht bedecken.

Fig. 40 zeigt Nuten 231 und 232, die rechtwinklig zu den oben genannten Nuten 218, 219, 222 und 223 in den gesinterten Körper 217 ausgebildet sind.

Fig. 41 ist ein Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 40 und läßt erkennen, daß die Nuten 231 und 232 eine solche Breite haben, daß die beiderseits die­ ser Nuten angeordneten inneren Elektroden nicht an den Innenflächen der Nuten freigelegt werden. Im folgenden wird auf die in Fig. 30 gezeigten in­ neren Elektroden auf den Grünschichten 201 und 202 Bezug genommen. Die Nut 231 ist zwischen der Reihe der inneren Elektroden 203 und 204 und der Reihe der inneren Elektroden 205 und 206 angeordnet, so daß die Elek­ troden 203 und 204 von den Elektroden 205 und 206 getrennt werden. Die Breite der Nut 231 ist so gewählt, daß die seitlichen Ränder der inneren Elektroden 203, 204, 205 und 206 nicht in der Nut 231 freiliegen. Das glei­ che gilt für die Nut 232.

Die an den äußeren Stirnflächen der Kondensatoreinheiten an den entgegen­ gesetzten Enden jeder Elektrodenreihe freiliegenden Elektroden werden kontaktiert durch äußere Elektroden 234 bis 239, die an den beiden Stirn­ flächen 117a und 117b des gesinterten Körpers 217 angebracht sind. Die äu­ ßeren Elektroden 234 bis 239 können nach irgendeinem bekannten Verfah­ ren zur Herstellung von Elektroden gebildet werden.

Auf die oben beschriebene Weise erhält man ein Mehrschicht-Kondensator- Array 233, das in Fig. 40 gezeigt ist. Dieses Kondensator-Array 233 weist neun Kondensatoreinheiten auf, die in drei durch die Nuten 231 und 232 ge­ trennten Zeilen angeordnet sind. Jede Zeile enthält drei Kondensatoreinheiten, die durch die oben erwähnten dielektrischen Schichten 228 und 229 voneinander getrennt werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel hat das Kon­ densator-Array somit die Form einer m×n-Matrix mit m = 3 und n = 3. Die einzelnen Kondensatoreinheiten sind in Fig. 40 mit dem Bezugszeichen 233A bis 233I bezeichnet.

In entsprechender Weise können unter Verwendung größerer keramischer Grünschichten auch Kondensator-Arrays in Matrixform mit m 4 und n 4 hergestellt werden.

Nachfolgend werden die Ergebnisse einiger spezieller Versuche beschrieben.

Für die keramischen Grünschichten 201 und 202 wurde eine keramische Grünschicht mit einer Dicke von 10 µm verwendet, die aus einem Schlamm hergestellt wurde, der im wesentlichen aus dielektrischem Keramikpulver der Bariumtitanat-Serie bestand. Innere Elektroden wurden durch Aufbrin­ gen einer Ag-Pd-Paste und anschließendes Brennen hergestellt. Es wurde ein gesinterter Körper mit einer Länge von 8, 1 mm, einer Breite von 8,1 mm und einer Dicke von 1,0 mm entsprechend dem gesinterten Körper 217 nach Fig. 32 erhalten. Danach wurden die Nuten 218 und 219 gebildet (300 µm breit), und diese Nuten wurden mit einer Ag-Paste als Leitpaste gefüllt, um die äußeren Elektroden zu bilden. Die Ag-Paste wurde bei einer Tempera­ tur von 850°C gebrannt, um dann die oben beschriebenen Nuten 222 und 223 und die den Nuten 222 und 223 zugewandten äußeren Elektroden 224 bis 227 zu bilden. Die Nuten 222 und 223 (100 µm breit) wurden mit Glas der Pd-Al-Si-Serie gefüllt, um die oben erwähnten dielektrischen Schichten zu bilden. Das Glas wurde einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur von 800°C unterzogen, so daß man schließlich das Kondensator-Array 233 in Form einer 3×3-Matrix mit Grundrißabmessungen von 2,5 mm×2,5 mm erhielt.

Außer dem oben beschriebenen Kondensator-Array 233 wurde ein herkömm­ liches Kondensator-Array 240 hergestellt, das nicht mit den Nuten 222, 223, 231 und 232 versehen war. Wie in Fig. 42A und 42B gezeigt ist, wurden die Kondensator-Arrays 233 und 240 zu Testzwecken auf eine jeweilige Schaltungsplatine 241 aufgelötet, wobei die in Fig. 40 obere Seite nach un­ ten weist. Es wurden wiederum tausend Zyklen der Kühlung auf -25°C mit an­ schließender Erhitzung auf +125°C durchgeführt und danach die Isolationswi­ derstände der Kondensator-Arrays gemessen.

Eine Probe, bei der die Änderung des Isolationswiderstandes gegenüber dem ursprünglichen Wert mindestens 10% betrug, wurde als fehlerhaft betrachtet. Die obigen Messungen wurden mit je fünfzig Kondensator-Arrays nach dem Ausführungsbeispiel und fünfzig Kondensator-Arrays nach dem Vergleichsbei­ spiel durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt. Ein Kondensa­ tor-Array wurde als fehlerhaft betrachtet, wenn eine seiner Kondensatoreinheiten fehlerhaft war.

Vergleich der Fehlerraten

Ausführungsbeispiel

Vergleichsbeispiel

0 (0%)|12 (24%)

Wie aus Tabelle 3 hervorgeht, ergab sich bei dem Vergleichsbeispiel eine Fehlerrate von 24%, während bei den Kondensator-Arrays 233 nach dem Ausführungsbeispiel kein Fehler auftrat.

Siebtes Ausführungsbeispiel

Zunächst wird das in Fig. 40 gezeigte Kondensator-Array 233 in der glei­ chen Weise hergestellt wie bei dem sechsten Ausführungsbeispiel. Danach werden die Nuten 231 und 232 des Kondensator-Arrays 233 mit Hilfe eines Mikrodispensers mit einer in der Hauptsache aus Glaspulver der Pb-Al-Si-Se­ rie bestehender Glasplaste gefüllt, wie im Schnitt in Fig. 43 gezeigt ist, und die Glaspaste wird einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur von bei­ spielsweise 800°C unterzogen, so daß dielektrische Schichten 251 und 252 gebildet werden. Im übrigen ist der Aufbau der gleiche wie bei dem sechsten Ausführungsbeispiel.

Da bei dem siebten Ausführungsbeispiel die dielektrischen Schichten in den Nuten 231 und 232 eine kleine Dielektrizitätskonstante als der gesinterte Körper 217 haben, werden Streukapazitäten zwischen Kondensatoreinheiten beiderseits der Nuten 231 und 232 wirksam unterdrückt. Außerdem wird durch das Ausfüllen der Nuten 231 und 232 mit den festen dielektrischen Schichten eine größere mechanische Festigkeit erreicht als bei dem Konden­ sator-Array nach dem sechsten Ausführungsbeispiel.

Während bei den obigen Ausführungsbeispielen die Nuten, die die benachbar­ ten Kondensatoreinheiten trennen, jeweils in der oberen Oberfläche des ge­ sinterten Körpers ausgebildet sind, können die Nuten wahlweise auch in der unteren Oberfläche oder in beiden Oberflächen des gesinterten Körpers aus­ gebildet sein. Um eine wirksame Unterdrückung der Streukapazitäten zwi­ schen benachbarten Kondensatoreinheiten zu erreichen, müssen die Nuten jedoch neben einem Bereich ausgebildet sein, in dem sich die einander über­ lagerten inneren Elektroden befinden. Folglich ist es vorzuziehen, daß die Nuten entweder in der oberen Oberfläche oder der unteren Oberfläche aus­ gebildet sind.

Achtes Ausführungsbeispiel

Während bei den ersten bis siebten Ausführungsbeispielen die inneren Elek­ troden einander in Richtung der Dicke des gesinterten Körpers überlagert sind, ist es auch möglich, die inneren Elektroden so anzuordnen, daß sie ein­ ander in der dazu senkrechten Richtung überlagert und durch Keramik­ schichten getrennt sind. Als Hauptflächen des gesinterten Körpers werden die auf der Oberfläche einer gedruckten Schaltungsplatine oder dergleichen zu montierende Oberfläche und die entgegengesetzte Oberfläche bezeichnet. Als Dicke des gesinterten Körpers wird der Abstand zwischen den Hauptflä­ chen bezeichnet, und die Richtung der Dicke ist die Richtung senkrecht zu den Hauptflächen.

Ein Beispiel für die oben genannte Alternative wird mit Bezug auf Fig. 44 bis 46 beschrieben. Gemäß Fig. 44 besitzt ein laminierter Rohling 301 eine Vielzahl innerer Elektroden 302. Die inneren Elektroden 302 sind einander unter Zwischenfügung von Keramikschichten überlagert, so daß sie eine Kondensatoreinheit bilden. Mehrere Kondensatoreinheiten, die jeweils durch mehrere übereinandergeschichtete innere Elektroden 302 gebildet werden, sind Seite an Seite in Richtung der Dicke und in Querrichtung des Rohlings 301 angeordnet.

Der oben beschriebene Rohling 301 wird dann längs der Linien A und B in Fi­ gur 44 geschnitten, so daß man einen gesinterten Körper 303 erhält, wie er in Fig. 45 gezeigt ist. Der gesinterte Körper 303 wird dann längs der Linien C und D in Fig. 45 mit Nuten versehen und in der gleichen Weise wie bei dem oben beschriebenen siebten Ausführungsbeispiel bearbeitet, so daß man das in Fig. 46 gezeigte Kondensator-Array 304 erhält. In diesem Kondensa­ tor-Array 304 sind mehrere Kondensatoreinheiten 307 matrixförmig ange­ ordnet. Die inneren Elektroden 302 in den einzelnen Kondensatoreinheiten 307 sind einander jedoch nicht in Richtung der Dicke des gesinterten Kör­ pers 303 überlagert, sondern in einer dazu senkrechten Richtung, d. h., die inneren Elektroden erstrecken sich in Richtung der Dicke des gesinterten Körpers 303.

Die oben beschriebene Anordnung der inneren Elektroden nach dem achten Ausführungsbeispiel ist nicht nur bei einem matrixförmigen Kondensator-Ar­ ray möglich, sondern auch bei einem zeilenförmigen Kondensator-Array ent­ sprechend den ersten bis fünften Ausführungsbeispielen.

Während bei dem fünften Ausführungsbeispiel die isolierende Materialschicht aus Pb-Si-Al-Glas besteht, kann für diese Schicht auch ein anderes Material als Glas, beispielsweise ein isolierendes Harz verwendet werden. Da das iso­ lierende Harz nicht härter ist als Glas, können die Spannungen, die sich durch Kontraktion des Kondensator-Arrays aufgrund der Kontraktion des Löt­ mittels bei der Montage ergeben, absorbiert oder abgebaut werden.

Claims (15)

1. Kondensator-Array mit:

• - einem keramischen gesinterten Körper (19; 61; 91; 121; 217; 303) und
• - mehreren Kondensatoreinheiten (22, 23, 24; 62, 63, 64; 92, 93, 94; 122, 123, 124; 233A-233I; 307), die in dem gesinterten Körper ausgebildet sind und jeweils mehrere einander überlagerte und durch Keramikschichten voneinander getrennte innere Elektroden (2, 3, 4, 7, 8, 9; 53, 54, 55, 56, 57, 58; 83, 84, 85, 86; 113, 114; 203-214; 302) aufweisen,

dadurch gekennzeichnet, daß die benachbarten Kondensatoreinheiten von­ einander durch eine Schicht (20, 21; 65, 66; 95, 96; 131, 132; 141, 142; 228, 229, 231, 232; 251, 252) voneinander getrennt sind, deren Dielektrizi­ tätskonstante kleiner ist als die des Keramikmaterials des gesinterten Kör­ pers.

2. Kondensator-Array nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten mit der kleineren Dielektrizitätskonstanten durch Hohlräume (20. 21) in dem gesinterten Körper (19) gebildet werden.

3. Kondensator-Array nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume (20, 21) sich in Richtung der Dicke des gesinterten Körpers (19) über die inneren Elektroden hinaus nach außen erstrecken.

4. Kondensator-Array nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Elektroden (2, 3, 4, 7, 8, 9) einander in Richtung der Dicke des ge­ sinterten Körpers (19) überlagert sind.

5. Kondensator-Array nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Elektroden einander in einer zur Richtung der Dicke des gesinter­ ten Körpers senkrechten Richtung überlagert sind.

6. Kondensator-Array nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht mit der kleineren Dielektrizitätskonstanten durch mindestens eine in einer Hauptfläche des gesinterten Körpers (61; 91; 121; 217; 303) ausge­ bildete Nut (65, 66; 95, 96; 125, 126; 218, 219, 231, 232) gebildet wird.

7. Kondensator-Array nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (125, 126; 218, 219, 231, 232) mit einem isolierenden Material (131, 132; 141, 142; 228, 229; 251, 252) gefüllt ist, dessen Dielektrizitätskon­ stante kleiner ist als die des Keramikmaterials des gesinterten Körpers.

8. Kondensator-Array nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Elektroden (53-58; 83-86; 113, 114; 203-214) einander in Richtung der Dicke des gesinterten Körpers überlagert sind.

9. Kondensator-Array nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Elektroden (302) einander in einer zur Richtung der Dicke des gesinterten Körpers (303) senkrechten Richtung überlagert sind.

10. Kondensator-Array nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Kondensatoreinheiten (233A-233I; 307) in Form einer Matrix mit mindestens zwei Zeilen und mindestens zwei Spalten angeordnet sind,
• - die inneren Elektroden (203-214; 302) jeder Kondensatoreinheit ab­ wechselnd auf den beiden Seiten dieser Kondensatoreinheit in angrenzenden Nuten (218, 219) oder den Stirnflächen (217a, 217b) des gesinterten Kör­ pers (217; 303) freiliegen,
• - äußere Elektroden (224-227, 234-239) an den Innenflächen der Nuten und den Stirnflächen des gesinterten Körpers ausgebildet sind, so daß sie be­ treffenden inneren Elektroden kontaktieren, und
• - die benachbarten Kondensatoreinheiten, zwischen denen sich keine äu­ ßeren Elektroden befinden, durch eine dielektrische Schicht (231, 232; 251 ,252) voneinander getrennt sind, deren Dielektrizitätskonstante kleiner ist als die des Keramikmaterials des gesinterten Körpers.

11. Kondensator-Array nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwi­ schen den benachbarten Kondensatoreinheiten, zwischen denen sich keine äußeren Elektroden befinden, Nuten (231, 232) vorgesehen sind und die Schicht mit der kleineren Dielektrizitätskonstanten durch die Luft in diesen Nuten gebildet wird.

12. Kondensator-Array nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (222, 223, 231, 232) zwischen den Kondensatoreinheiten mit einem festen dielektrischen Material (228, 229; 251, 252) gefüllt sind, dessen Die­ lektrizitätskonstante kleiner ist als die des gesinterten Körpers.

13. Kondensator-Array nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Elektroden einander in Richtung der Dicke des gesinterten Körpers (217) überlagert sind.

14. Kondensator-Array nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Elektroden (302) einander in einer zur Richtung der gesinterten Körpers (303) senkrechten Richtung überlagert sind.