EP2266124A1 - Vielschichtbauelement - Google Patents

Vielschichtbauelement

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Publication number
EP2266124A1
EP2266124A1 EP09733126A EP09733126A EP2266124A1 EP 2266124 A1 EP2266124 A1 EP 2266124A1 EP 09733126 A EP09733126 A EP 09733126A EP 09733126 A EP09733126 A EP 09733126A EP 2266124 A1 EP2266124 A1 EP 2266124A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
multilayer component
component according
ceramic
capacitive
region
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP09733126A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Feichtinger
Pascal Dotta
Hannes Schiechl
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TDK Electronics AG
Original Assignee
Epcos AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Epcos AG filed Critical Epcos AG
Publication of EP2266124A1 publication Critical patent/EP2266124A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/40—Structural combinations of fixed capacitors with other electric elements, the structure mainly consisting of a capacitor, e.g. RC combinations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/10—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material voltage responsive, i.e. varistors
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/01—Frequency selective two-port networks
    • H03H7/0107—Non-linear filters
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H1/00—Constructional details of impedance networks whose electrical mode of operation is not specified or applicable to more than one type of network
    • H03H2001/0021—Constructional details
    • H03H2001/0085—Multilayer, e.g. LTCC, HTCC, green sheets

Definitions

  • Multi-layer device with a varistor and an LC filter known.
  • the inductive region comprises a ferrite ceramic having electrode structures. At least one inductor is formed in the inductive region by the electrode structures. Preferably, the inductance comprises a coil structure.
  • the multilayer component also has at least one capacitive region.
  • the capacitive region of the multilayer component comprises at least one varistor ceramic. By internal electrodes of the capacitive area at least one capacitance is formed.
  • At least one LC filter is formed by the at least one inductive region and the at least one capacitive region of the multilayer component.
  • the electrode structures include traces and vias.
  • the plated-through holes have a conical shape. conical
  • Through-holes can be produced for example by means of conical needles or by means of a laser in the green sheets of a multilayer component.
  • the cone-shaped plated-through holes of two superimposed layers with the tips can be directed towards one another.
  • a contact can be made from a wide via a relatively narrow conductor track to a wide conductor track.
  • Varistor ceramic an ESD (electrostatic discharge) - protection function on.
  • the ferrite ceramic may include nickel zinc (NiZn) ferrite. However, it is also possible that the ferrite ceramic
  • Nickel copper zinc (NiCuZn) ferrite comprises.
  • the ferrite ceramic also serves as a ferrite ceramic.
  • Nickel zinc cobalt (NiZnCo) ferrites It is, however possible that the ferrite ceramic contains hexagonal ferrites.
  • the ferrite ceramic comprises, for example, barium hexaferrite, manganese zinc ferrite or nickel zinc ferrite.
  • barium hexaferrite in one embodiment has a permeability of preferably between 1 and 20.
  • the permeability of nickel zinc ferrite has, for example, in a further embodiment, a value between 10 and 1000.
  • Manganese zinc ferrite has, in another embodiment, for example, a permeability of preferably between 2000 and 20,000.
  • the varistor ceramic of the multilayer component may in one embodiment comprise a zinc oxide bismuth antimony (ZnO-BiSb) ceramic.
  • ZnO-BiSb zinc oxide bismuth antimony
  • Varistor ceramic comprises a zinc oxide praseodymium (ZnOPr) ceramic.
  • the inductive region of the multilayer component preferably has vias extending in several planes and interconnects interconnecting interconnects.
  • the structure of the multilayer component is preferably symmetrical with respect to the arrangement of capacitive and inductive regions with respect to a plane which is arranged parallel to the layers of the multilayer component.
  • a symmetrical structure has particular advantages in terms of the characteristic of the filter.
  • a symmetrical structure has an advantage in the production of the multilayer component.
  • the structure of the multilayer component has the following sequence of ceramic regions: A number of n regions of a varistor ceramic are followed by m regions of a ferrite ceramic, which in turn are followed by n regions of a varistor ceramic, where n ⁇ 1 and m ⁇ 1.
  • Multilayer device has a structure of the ceramic regions, which is constructed by means of n regions of a ferrite ceramic, followed by m regions of a varistor ceramic followed by n regions of a ferrite ceramic, where n ⁇ 1 and m ⁇ 1.
  • the multilayer component may comprise a metal-containing intermediate layer between the capacitive region and the inductive region.
  • the metal-containing intermediate layer preferably serves as a diffusion barrier between a capacitive and an inductive region of the multilayer component.
  • a capacitive region may have the properties of a multilayer ceramic capacitor (MLCC) which does not have a varistor function, wherein the multilayer component has at least one further capacitive region comprising a varistor ceramic.
  • MLCC multilayer ceramic capacitor
  • the LC filter which is formed by the inductive and capacitive region of the multilayer component, in one embodiment has a pi structure. However, it is also possible that the LC filter has a T-structure.
  • a resistance structure can be applied to the surface of the multilayer component.
  • a resistance structure can be applied to the surface of the multilayer component, for example by means of a screen printing process.
  • the multilayer component it is possible, for example, for the multilayer component to have the properties of an RLC filter.
  • the multilayer component comprises for contacting the
  • Electrode structures in the interior of the multilayer component several external contacts.
  • the external contacts are in the form of an array. This can be a Land Grid Array (LGA) or a Ball Grid Array (BGA).
  • LGA Land Grid Array
  • BGA Ball Grid Array
  • ferrite ceramics By using a ferrite ceramic for the construction of the inductance very high inductances can be achieved. In comparison to conventional multilayer components, ferrite ceramics have a significantly higher permeability.
  • the ferrite ceramics of the multilayer component preferably have a permeability which is greater than 1.
  • the ferrite ceramic has a permeability between 1 and 20,000.
  • ESD protection function and filter function can be integrated into one component.
  • the ESD protection function is achieved through the use of a varistor ceramic and the filter function through the use of a ferrite ceramic.
  • LC filters it is possible to arrange several LC filters in one component as an array.
  • a plurality of LC filters for example, are arranged side by side in a common component.
  • Figure 1 shows a schematic structure of a first
  • Embodiment of a multilayer component comprising an inductive and a capacitive region
  • Figure 2 shows a schematic structure of another
  • Embodiment of a multilayer component which comprises one inductive and two capacitive regions
  • FIG. 3 shows a schematic structure of a further exemplary embodiment of a multilayer component in which an intermediate layer is arranged between an inductive and a capacitive region
  • Figure 4 shows a schematic structure of another
  • Embodiment of a multilayer component comprising an inductive and two capacitive areas
  • FIG. 5 shows an equivalent circuit diagram of an LC filter
  • FIG. 6 shows an equivalent circuit diagram of a pi-type LC filter
  • FIG. 7 shows a schematic structure of a further exemplary embodiment of a multilayer component in which a resistor is arranged on the surface
  • FIG. 8 shows an equivalent circuit diagram of an LC filter with a resistor connected in series with inductance
  • FIG. 9 shows an equivalent circuit diagram of an LC filter with T
  • FIG. 1 shows a schematic structure of a first exemplary embodiment of a multilayer component.
  • the multilayer component comprises an inductive region (1) and a capacitive area (2).
  • (1) comprises a ferrite ceramic containing electrode structures consisting of conductor tracks and plated-through holes.
  • the electrode structures of the inductive region (1) form at least one coil structure and at least one inductance.
  • the capacitive region (2) preferably comprises a varistor ceramic, wherein the capacitive region (2) forms at least one capacitance and at least one resistor.
  • the electrical elements of the inductive (1) and capacitive (2) region are shown as an equivalent circuit diagram in FIGS. 5 and 6.
  • the multilayer component is provided for connecting the elements to the outside with a plurality of external contacts (8).
  • FIG. 2 shows a further embodiment of the multilayer component, wherein the multilayer component has an inductive region (1) which is arranged between two capacitive regions (2).
  • the first capacitive area (2) can have, for example, the function of a varistor.
  • the second capacitive region (2) may in this case have, for example, a purely capacitive function. Due to the symmetrical structure of the multilayer component manufacturing is simplified. Furthermore, a symmetrical structure has, for example, advantages with respect to the volume expansion of the individual ceramics in the sintering step.
  • FIG. 3 shows another embodiment of the invention
  • Multilayer component according to a comparable construction as shown in Figure 1, in which between the inductive region (1) and the capacitive region (2) a metal-containing intermediate layer (7) is arranged.
  • the intermediate layer (7) preferably serves as a diffusion barrier between the inductive region (1) and the capacitive region (2).
  • FIG. 4 shows a further embodiment of the multilayer component, wherein the multilayer component has an inductive region (1) which is arranged between two capacitive regions (2).
  • a first capacitive region (2) comprises a varistor ceramic.
  • a second capacitive area (2 ') comprises a
  • FIG. 5 shows an equivalent circuit diagram of an LC filter of an exemplary embodiment of the multilayer component.
  • the circuit diagram shows an LC filter (6) to which two varistors (9) are connected in parallel.
  • the LC filter (6) consisting of an inductor (3) and a capacitor (4), which are connected in parallel.
  • Inductance (3) is switched in line direction.
  • the capacitance (4) is connected between two lines of the LC filter (6).
  • FIG. 6 shows an equivalent circuit diagram of an LC filter of a further exemplary embodiment of the multilayer component.
  • the LC filter (6) has the shape of a pi-type LC filter.
  • the LC filter (6) comprises an inductance (3) and two capacitors (4) connected in parallel with the inductance (3).
  • Parallel to the LC filter (6) two varistors (9) are connected, which serve as ESD protection elements for the LC filter (6).
  • FIG. 7 shows a further embodiment of the multilayer component according to a comparable structure as in FIG. 1, in which a resistor (5) is arranged on the surface of the multilayer component.
  • the resistor (5) for example, by means of a screen printing process from the surface of
  • the resistor (5) is connected in series with at least one inductance.
  • the electrical contacting of the resistor (5) to the inductor can be done for example by means of plated-through holes or printed on the surface of the multilayer component printed conductors.
  • Such an arrangement forms, for example, an RLC filter, which is shown in FIG. 8 as an equivalent circuit diagram.
  • further resistors or other electronic components may be applied to the surface of the multilayer component, which are connected to the LC filter. It is also possible to combine the resistor (5) or further electrical component with LC filters, which are shown in Figures 5,6 and 9.
  • FIG. 8 shows an equivalent circuit diagram of an RLC filter of an exemplary embodiment of the multilayer component.
  • the circuit diagram shows an RLC filter (10) to which two varistors (9) are connected in parallel.
  • the RLC filter (10) consisting of an inductor (3) and a resistor (5), which are connected in series.
  • a capacitor (4) is connected in parallel.
  • the inductor (3) and the resistor (5) are connected in the line direction.
  • the capacitance (4) is connected between two lines of the RLC filter (10).
  • FIG. 9 shows an equivalent circuit diagram of an LC filter of a further exemplary embodiment of the multilayer component.
  • the LC filter (6) has the shape of a T-type LC filter.
  • the LC filter (6) comprises two inductors (3] and one connected in parallel with inductors (3)
  • the multilayer component has a higher number of ceramic regions.
  • the invention is not limited to the number of elements shown.

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Abstract

Es wird ein Vielschichtbauelement angegeben, das wenigstens einen induktiven Bereich (1) aufweist, wobei der induktive Bereich (1) eine Ferrit-Keramik umfasst. Der induktive Bereich (1) weist Elektrodenstrukturen auf, die wenigstens eine Induktivität (3) bildet. Das Vielschichtbauelement weist wenigstens einen kapazitiven Bereich (2) auf, wobei wenigstens ein kapazitiver Bereich (2) eine Varistorkeramik umfasst. Der kapazitive Bereich (2) bildet wenigstens eine Kapazität (4). Wenigstens ein induktiver Bereich (1) und wenigstens ein kapazitiver Bereich (2) bilden wenigstens einen LC-Filter (6).

Description

Beschreibung
VielSchichtbauelement
Aus der Druckschrift DE 102005025680 Al ist ein
Vielschichtbauelement mit einem Varistor und einem LC-Filter bekannt .
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Vielschichtbauelement anzugeben, das ein weites Spektrum an möglichen LC-Filterdesigns ermöglicht.
Die Aufgabe wird durch ein Vielschichtbauelement nach Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Vielschichtbauelements sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Es wird ein Vielschichtbauelement angegeben, das wenigstens einen induktiven Bereich aufweist. Der induktive Bereich umfasst eine Ferritkeramik, die Elektrodenstrukturen aufweist. Durch die Elektrodenstrukturen wird in dem induktiven Bereich wenigstens eine Induktivität gebildet. Vorzugsweise umfasst die Induktivität eine Spulenstruktur.
Das Vielschichtbauelement weist zudem wenigstens einen kapazitiven Bereich auf. Der kapazitive Bereich des Vielschichtbauelements umfasst wenigstens eine Varistorkeramik. Durch Innenelektroden des kapazitiven Bereichs wird wenigstens eine Kapazität gebildet.
Durch den wenigstens einen induktiven Bereich und den wenigstens einen kapazitiven Bereich des Vielschichtbauelements wird wenigstens ein LC-Filter gebildet . Die Elektrodenstrukturen umfassen Leiterbahnen und Durchkontaktierungen .
In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Durchkontaktierungen eine konische Form auf. Konische
Durchkontaktierungen können beispielsweise mittels konischer Nadeln oder mittels eines Lasers in den Grünfolien eines Vielschichtbauelements erzeugt werden.
Durch konische Durchkontaktierungen ist es beispielsweise möglich, dass breite Leiterbahnen auf einer ersten Seite einer Schicht des Vielschichtbauelements mit relativ schmalen nahe beieinander liegenden Leiterbahnen auf einer zweiten Seite der Schicht kontaktiert werden können. Dadurch ist beim Design der Leiterbahnen eine größere Gestaltungsfreiheit möglich.
In einer weiteren Ausführungsform können beispielsweise die konusförmigen Durchkontaktierungen zweier übereinander liegender Schichten mit den Spitzen zueinander gerichtet sein. Dadurch kann beispielsweise eine Kontaktierung von einer breiten über eine relativ schmale Leiterbahn hin zu einer breiten Leiterbahn erfolgen.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die
Varistorkeramik eine ESD (electrostatic discharge) - Schutzfunktion auf.
Die Ferritkeramik kann Nickelzink (NiZn) -Ferrite umfassen. Es ist jedoch auch möglich, dass die Ferritkeramik
Nickelkupferzink (NiCuZn) -Ferrite umfasst. In einer weiteren
Ausführungsform kann die Ferritkeramik auch
Nickelzinkkobalt (NiZnCo) -Ferrite umfassen. Es ist jedoch auch möglich, dass die Ferritkeramik hexagonale Ferrite enthält. In möglichen Ausführungsformen umfasst die Ferritkeramik beispielsweise Bariumhexaferrit, Manganzinkferrit oder Nickelzinkferrit. Bariumhexaferrit weist in einer Ausführungsform beispielsweise eine Permeabilität von vorzugsweise zwischen 1 und 20 auf. Die Permeabilität von Nickelzinkferrit weist in einer weiteren Ausführungsform beispielsweise einen Wert zwischen 10 und 1000 auf. Manganzinkferrit weist in einer weiteren Ausführungsform beispielsweise eine Permeabilität von vorzugsweise zwischen 2000 und 20000 auf.
Die Varistorkeramik des Vielschichtbauelements kann in einer Ausführungsform eine Zinkoxidwismutantimon (ZnO-BiSb) -Keramik umfassen. Es ist jedoch auch möglich, dass die
Varistorkeramik eine Zinkoxidpraseodym (ZnOPr) -Keramik umfasst .
Der induktive Bereich des Vielschichtbauelements weist vorzugsweise in mehreren Ebenen verlaufende Leiterbahnen und Leiterbahnen miteinander verbindende Durchkontaktierungen auf .
Der Aufbau des Vielschichtbauelements ist vorzugsweise hinsichtlich der Anordnung von kapazitiven und induktiven Bereichen in Bezug auf eine Ebene, die parallel zu den Schichten des Vielschichtbauelements angeordnet ist, symmetrisch. Ein symmetrischer Aufbau weist insbesondere Vorteile hinsichtlich der Charakteristik des Filters auf. Des Weiteren hat ein symmetrischer Aufbau Vorteil bei der Herstellung des Vielschichtbauelements. In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Aufbau des Vielschichtbauelements folgende Abfolge der Keramikbereiche auf: Eine Anzahl von n Bereichen einer Varistorkeramik werden gefolgt von m Bereichen einer Ferritkeramik die wiederum gefolgt werden von n Bereichen einer Varistorkeramik, wobei n ≥ 1 und m ≥ 1 ist.
In einer weiteren Ausführungsform weist das
Vielschichtbauelement einen Aufbau der Keramikbereiche auf, der mittels n Bereichen einer Ferritkeramik, gefolgt von m Bereichen einer Varistorkeramik die von n Bereichen einer Ferritkeramik gefolgt sind, aufgebaut ist, wobei n ≥ 1 und m ≥ 1 ist.
Das Vielschichtbauelement kann zwischen dem kapazitiven Bereich und dem induktiven Bereich eine metallhaltige Zwischenschicht umfassen. Die metallhaltige Zwischenschicht dient vorzugsweise als Diffusionssperre zwischen einem kapazitiven und einem induktiven Bereich des Vielschichtbauelements. Durch die metallhaltige
Zwischenschicht wird die Diffusion von Dotierstoffen zwischen den beiden Bereichen annähernd vollständig unterbunden. Ohne einer metallhaltigen Zwischenschicht könnten beispielsweise Dotierstoffe aus der Varistorkeramik in die Ferritkeramik diffundieren oder Dotierstoffe der Ferritkeramik in die Varistorkeramik.
In einer weiteren Ausführungsform kann ein kapazitiver Bereich die Eigenschaften eines Vielschicht-Keramik- Kondensators (MLCC) aufweisen, der keine Varistorfunktion aufweist, wobei das Vielschichtbauelement wenigstens einen weiteren kapazitiven Bereich aufweist, der eine Varistorkeramik umfasst. Der LC-Filter, der durch den induktiven und kapazitiven Bereich des Vielschichtbauelements gebildet ist, weist in einer Ausführungsform eine Pi-Struktur auf. Es ist jedoch auch möglich, dass der LC-Filter eine T-Struktur aufweist.
In einer weiteren Ausführungsform ist es möglich, dass auf der Oberfläche des Vielschichtbauelements eine Widerstandsstruktur aufgebracht ist. Eine Widerstandstruktur kann beispielsweise mittels eines Siebdruckverfahrens auf der Oberfläche des Vielschichtbauelements aufgebracht sein. Durch einen derartigen zusätzlichen Widerstand ist es beispielsweise möglich, dass das Vielschichtbauelement die Eigenschaften eines RLC-Filters aufweist.
Das Vielschichtbauelement umfasst zur Kontaktierung der
Elektrodenstrukturen im Inneren des Vielschichtbauelements mehrere Außenkontakte. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Außenkontakte in Arrayform ausgeführt. Hierbei kann es sich um ein Land Grid Array (LGA) oder auch um ein Ball Grid Array (BGA) handeln.
Durch die Verwendung einer Ferritkeramik für den Aufbau der Induktivität können sehr hohe Induktivitäten erreicht werden. Im Vergleich zu herkömmlichen Vielschichtbauelementen weisen Ferritkeramiken eine wesentlich höhere Permeabilität auf. Die Ferritkeramiken des Vielschichtbauelements weisen vorzugsweise eine Permeabilität auf, die größer als 1 ist. Vorzugsweise weist die Ferritkeramik eine Permeabilität zwischen 1 und 20000 auf.
Durch die Verwendung einer Varistorkeramik im kapazitiven Bereich können aufgrund der hohen Dielektrizitätskonstante der Varistorkeramik hohe Kapazitäten erreicht werden. Dadurch kann ein weites Spektrum an möglichen LC-Filterdesigns realisiert werden.
Durch den Aufbau des Vielschichtbauelements aus Varistorkeramik und Ferritkeramik können ESD-Schutzfunktion und Filterfunktion in einem Bauteil integriert werden. Dabei wird die ESD-Schutzfunktion durch die Verwendung einer Varistorkeramik und die Filterfunktion durch die Verwendung einer Ferritkeramik erreicht.
Es ist möglich mehrere LC-Filter in einem Bauelement als Array anzuordnen. Dazu werden mehrere LC-Filter beispielsweise nebeneinander in einem gemeinsamen Bauelement angeordnet .
Die oben beschriebenen Gegenstände werden anhand der folgenden Figuren und Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Die nachfolgend beschriebenen Zeichnungen sind nicht als maßstabsgetreu aufzufassen. Vielmehr können zur besseren
Darstellung einzelne Dimensionen vergrößert, verkleinert oder auch verzerrt dargestellt sein. Elemente die einander gleichen oder die die gleichen Funktionen übernehmen sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Figur 1 zeigt einen schematischen Aufbau eines ersten
Ausführungsbeispiels eines Vielschichtbauelements, das einen induktiven und einen kapazitiven Bereich umfasst,
Figur 2 zeigt einen schematischen Aufbau eines weiteren
Ausführungsbeispiels eines Vielschichtbauelements, das einen induktive und zwei kapazitive Bereiche umfasst,
Figur 3 zeigt einen schematischen Aufbau eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Vielschichtbauelements, bei dem zwischen einem induktiven und einem kapazitiven Bereich eine Zwischenschicht angeordnet ist,
Figur 4 zeigt einen schematischen Aufbau eines weiteren
Ausführungsbeispiels eines Vielschichtbauelements, das einen induktiven und zwei kapazitive Bereiche umfasst,
Figur 5 zeigt ein Ersatzschaltbild eines LC-Filters,
Figur 6 zeigt ein Ersatzschaltbild eines Pi-Typ LC-Filters,
Figur 7 zeigt einen schematischen Aufbau eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Vielschichtbauelements, bei dem auf der Oberfläche ein Widerstand angeordnet ist,
Figur 8 zeigt ein Ersatzschaltbild eines LC-Filters mit einem Widerstand der in Reihe mit Induktivität geschaltet ist,
Figur 9 zeigt ein Ersatzschaltbild eines LC-Filters mit T-
Struktur .
In Figur 1 ist ein schematischer Aufbau eines ersten Ausführungsbeispiels eines Vielschichtbauelements gezeigt. Das Vielschichtbauelement umfasst einen induktiven Bereich (1) und einen kapazitiven Bereich (2) . Der induktive Bereich
(1) umfasst in dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine Ferritkeramik, die Elektrodenstrukturen, bestehend aus Leiterbahnen und Durchkontaktierungen, enthält. Die Elektrodenstrukturen des induktiven Bereichs (1) bilden wenigstens eine Spulenstruktur und wenigstens eine Induktivität. Der kapazitive Bereich (2) umfasst vorzugsweise eine Varistorkeramik, wobei der kapazitive Bereich (2) wenigstens eine Kapazität und wenigstens einen Widerstand bildet. Der induktive Bereich (1) und der kapazitive Bereich
(2) bilden zusammen wenigstens einen LC-Filter. Die elektrischen Elemente des induktiven (1) und kapazitiven (2) Bereichs sind als Ersatzschaltbild in den Figuren 5 und 6 dargestellt. Das Vielschichtbauelement ist zum Anschluss der Elemente nach Außen mit mehreren Außenkontakten (8) versehen.
Die Figur 2 zeigt eine weitere Ausführungsform des Vielschichtbauelements, wobei das Vielschichtbauelement einen induktiven Bereich (1) aufweist, der zwischen zwei kapazitiven Bereichen (2) angeordnet ist. Der erste kapazitive Bereich (2) kann beispielsweise die Funktion eines Varistors aufweisen. Der zweite kapazitive Bereich (2) kann hierbei beispielsweise eine rein kapazitive Funktion aufweisen. Durch den symmetrischen Aufbau des Vielschichtbauelements wird die Herstellung vereinfacht. Des Weiteren weist ein symmetrischer Aufbau beispielsweise Vorteile bzgl. der Volumenausdehnung der einzelnen Keramiken im Sinterschritt auf.
In der Figur 3 ist eine weitere Ausführungsform des
Vielschichtbauelements nach einem vergleichbaren Aufbau wie in Figur 1 dargestellt, bei dem zwischen dem induktiven Bereich (1) und dem kapazitiven Bereich (2) eine metallhaltige Zwischenschicht (7) angeordnet ist. Die Zwischenschicht (7) dient vorzugsweise als Diffusionssperre zwischen dem induktiven Bereich (1) und dem kapazitiven Bereich (2) .
Die Figur 4 zeigt eine weitere Ausführungsform des Vielschichtbauelements, wobei das Vielschichtbauelement einen induktiven Bereich (1) aufweist, der zwischen zwei kapazitiven Bereichen (2) angeordnet ist. Ein erster kapazitiver Bereich (2) umfasst eine Varistorkeramik. Ein zweiter kapazitiver Bereich (2') umfasst einen
Vielschichtkeramikkondensator (Multi^ayer Ceramic (Capacitor = MLCC) .
In der Figur 5 ist ein Ersatzschaltbild eines LC-Filters eines Ausführungsbeispiels des Vielschichtbauelements dargestellt. Das Schaltbild zeigt einen LC-Filter (6) zu dem zwei Varistoren (9) parallel geschaltet sind. Der LC-Filter (6) bestehend aus einer Induktivität (3) und einer Kapazität (4), die parallel zueinander verschaltet sind. Die
Induktivität (3) ist in Leitungsrichtung geschaltet. Die Kapazität (4) ist zwischen zwei Leitungen des LC-Filters (6) geschaltet .
Die Figur 6 zeigt ein Ersatzschaltbild eines LC-Filters eines weiteren Ausführungsbeispiels des Vielschichtbauelements. Der LC-Filter (6) hat die Gestalt eines Pi-Typ LC-Filters. Der LC-Filter (6) umfasst eine Induktivität (3) und zwei parallel zur Induktivität (3) geschaltete Kapazitäten (4) . Parallel zu dem LC-Filter (6) sind zwei Varistoren (9) geschaltet, die als ESD-Schutzelemente für den LC-Filter (6) dienen. In Figur 7 ist eine weitere Ausführungsform des Vielschichtbauelements nach einem vergleichbaren Aufbau wie in Figur 1 dargestellt, bei dem auf der Oberfläche des Vielschichtbauelements ein Widerstand (5) angeordnet ist. Der Widerstand (5) kann beispielsweise mittels eines Siebdruckverfahrens aus der Oberfläche des
Vielschichtbauelements aufgebracht sein. Vorzugsweise ist der Widerstand (5) in Reihe zu wenigstens einer Induktivität geschaltet. Die elektrische Kontaktierung des Widerstands (5) zu der Induktivität kann beispielsweise mittels Durchkontaktierungen oder auf der Oberfläche des Vielschichtbauelements aufgebrachten Leiterbahnen erfolgen. Eine derartige Anordnung bildet beispielsweise einen RLC- Filter, der in der Figur 8 als Ersatzschaltbild dargestellt ist. In einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform ist es auch möglich, dass weitere Widerstände oder andere elektronische Bauelemente auf der Oberfläche des Vielschichtbauelements aufgebracht sein können, die mit dem LC-Filter verschaltet sind. Es ist auch möglich, den Widerstand (5) oder weitere elektrische Bauelement mit LC- Filtern zu kombinieren, die in den Figuren 5,6 und 9 dargestellt sind.
Die Figur 8 zeigt ein Ersatzschaltbild eines RLC-Filters eines Ausführungsbeispiels des Vielschichtbauelements. Das Schaltbild zeigt einen RLC-Filter (10), zu dem zwei Varistoren (9) parallel geschaltet sind. Der RLC-Filter (10) bestehend aus einer Induktivität (3) und einem Widerstand (5) , die seriell geschaltet sind. Zu der Induktivität (3) und dem Widerstand (5) ist eine Kapazität (4) parallel geschaltet. Die Induktivität (3) und der Widerstand (5) sind in Leitungsrichtung geschaltet. Die Kapazität (4) ist zwischen zwei Leitungen des RLC-Filters (10) geschaltet. In Figur 9 ist Ersatzschaltbild eines LC-Filters eines weiteren Ausführungsbeispiels des Vielschichtbauelements dargestellt. Der LC-Filter (6) hat die Gestalt eines T-Typ LC-Filters. Der LC-Filter (6) umfasst zwei Induktivitäten (3] und eine parallel zu Induktivitäten (3) geschaltete
Kapazität (4) . Parallel zu dem LC-Filter (6) sind zwei Varistoren (9) geschaltet.
Obwohl in den Ausführungsbeispielen nur eine beschränkte Anzahl möglicher Weiterbildung der Erfindung beschrieben werden konnte ist die Erfindung nicht auf diese beschränkt. Es ist prinzipiell möglich, dass das Vielschichtbauelement eine höhere Anzahl an Keramikbereichen aufweist.
Die Erfindung ist nicht auf die Anzahl der dargestellten Elemente beschränkt.
Die Beschreibung der hier angegebenen Gegenstände ist nicht auf die einzelnen speziellen Ausführungsformen beschränkt vielmehr können die Merkmale der einzelnen Ausführungsformen soweit technisch sinnvoll beliebig miteinander kombiniert werden .
Bezugs zeichenliste
1 induktiver Bereich
2, 2' kapazitiver Bereich
3 Induktivität
4 Kapazität
5 Widerstand
6 LC-Filter
7 Zwischenschicht
8 Außenkontakte
9 Varistor
10 RLC-Filter

Claims

Patentansprüche
1. Vielschichtbauelement, aufweisend, wenigstens einen induktiven Bereich (1), - wobei der induktive Bereich (1) eine Ferrit-Keramik umfasst, wobei der induktive Bereich (1) Elektrodenstrukturen aufweist, die wenigstens eine Induktivität (3) bildet, wenigstens einen kapazitiven Bereich (2), - wobei wenigstens ein kapazitiver Bereich (2) eine
Varistorkeramik umfasst, wobei der kapazitive Bereich (2) wenigstens eine
Kapazität (4) bildet, wobei wenigstens ein induktiver Bereich (1) und wenigstens ein kapazitiver Bereich (2) wenigstens einen
LC-Filter (6) bilden.
2. Vielschichtbauelement nach Anspruch 1, wobei die Varistorkeramik eine ESD-Schutzfunktion aufweist.
3. Vielschichtbauelement nach Anspruch 1, wobei die Ferritkeramik NiZn-Ferrite umfasst.
4. Vielschichtbauelement nach Anspruch 1, wobei die Ferritkeramik NiCuZn-Ferrite umfasst.
5. Vielschichtbauelement nach Anspruch 1, wobei die Ferritkeramik NiZnCo-Ferrite umfasst.
6. Vielschichtbauelement nach Anspruch 1, wobei die Ferritkeramik hexagonale Ferrite umfasst.
7. Vielschichtbauelement nach Anspruch 1, wobei die Varistorkeramik eine ZnO-Bi-Sb Keramik umfasst.
8. Vielschichtbauelement nach Anspruch 1, wobei die Varistorkeramik eine ZnO-Pr Keramik umfasst.
9. Vielschichtbauelement nach Anspruch 1, wobei der induktive Bereich (1) wenigstens eine Durchkontaktierung aufweist .
10. Vielschichtbauelement nach Anspruch 9, wobei die Durchkontaktierungen eine konische Form aufweisen.
11. Vielschichtbauelement nach Anspruch 1, wobei eine Anordnung von kapazitiven Bereichen (2) und induktiven Bereichen (1) hinsichtlich der Abfolge der Bereiche in Bezug auf die Bereiche symmetrisch ist.
12. Vielschichtbauelement nach Anspruch 11, wobei der Aufbau folgende Schichten aufweist:
Eine Anzahl n Schichten Varistorkeramik, gefolgt von m Schichten Ferritkeramik, gefolgt von n Schichten Varistorkeramik, wobei n >= 1 und m >= 1 ist.
13. Vielschichtbauelement nach Anspruch 11, wobei der Aufbau folgende Schichten aufweist:
Eine Anzahl n Schichten Ferritkeramik, gefolgt von m Schichten Varistorkeramik, gefolgt von n Schichten Ferritkeramik, wobei n >= 1 und m >= 1 ist.
14. Vielschichtbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen dem kapazitiven Bereich (2) und dem induktiven Bereich (1) eine metallhaltige Zwischenschicht (7) angeordnet ist.
15. Vielschichtbauelement nach Anspruch 14, wobei die Zwischenschicht (7) eine Diffusion von Dotierstoffen zwischen dem kapazitiven Bereich (2) und dem induktiven Bereich (1) annähernd vollständig unterbindet.
16. Vielschichtbauelement nach Anspruch 1, wobei der LC- Filter (6) eine PI-Struktur aufweist.
17. Vielschichtbauelement nach Anspruch 1, wobei der LC- Filter (6) eine T-Struktur aufweist.
18. Vielschichtbauelement nach Anspruch 1, wobei auf der Oberfläche des Vielschichtbauelements ein Widerstand (5; angeordnet ist.
19. Vielschichtbauelement nach Anspruch 1, wobei der Widerstand (5) lineare Eigenschaften aufweist.
20. Vielschichtbauelement nach Anspruch 1, das mehrere Außenkontakte (8) aufweist.
21. Vielschichtbauelement nach Anspruch 20, wobei die Außenkontakte (8) in Array-Form ausgeführt sind.
22. Vielschichtbauelement nach Anspruch 21, wobei die Außenkontakte (8) in Land Grid Array (LGA) -Form ausgeführt sind.
23. Vielschichtbauelement nach Anspruch 21, wobei die Außenkontakte (8) in Ball Grid Array (BGA) -Form ausgeführt sind.
24. Vielschichtbauelement nach Anspruch 1, wobei ein kapazitiver Bereich (2) einen Vielschicht-Keramik- Kondensator aufweist.
25. Vielschichtbauelement nach Anspruch 1, wobei die Induktivität (3) eine Spulenstruktur umfasst.
26. Vielschichtbauelement nach Anspruch 25, deren Durchkontaktierungen eine konische Form aufweisen,
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