EP2612333A2 - Keramisches bauelement und verfahren zur herstellung eines keramischen bauelements - Google Patents

Keramisches bauelement und verfahren zur herstellung eines keramischen bauelements

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EP2612333A2
EP2612333A2 EP11757223.0A EP11757223A EP2612333A2 EP 2612333 A2 EP2612333 A2 EP 2612333A2 EP 11757223 A EP11757223 A EP 11757223A EP 2612333 A2 EP2612333 A2 EP 2612333A2
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EP
European Patent Office
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ceramic
electrode
ceramic component
electrodes
projection
Prior art date
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Application number
EP11757223.0A
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English (en)
French (fr)
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EP2612333B1 (de
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Thomas Feichtinger
Günter PUDMICH
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TDK Electronics AG
Original Assignee
Epcos AG
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Publication date
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    • 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
    • H01C7/18—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 comprising a plurality of layers stacked between terminals
    • 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
    • H01C7/1006—Thick film varistors
    • 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
    • H01C7/105—Varistor cores

Definitions

  • the invention relates to a ceramic component, as in ⁇ example, a varistor, and a method for producing such a device.
  • Varistors may be used to protect RF circuits from damage by electrostatic discharge.
  • the resistance is voltage-dependent and is abruptly above a certain threshold voltage smaller. As a result, charge can be discharged at a high applied voltage across the varistor.
  • a ceramic component comprises a main body with two connection contacts attached thereto.
  • the ceramic component further comprises a first and a second elongate via electrode, which are each coupled to one of the terminal contacts.
  • the first and second via electrodes each have an extended area when projected in the longitudinal direction.
  • the capacity of the ceramic component is very small distrtel ⁇ len.
  • the ceramic component a Kapa ⁇ capacity to ⁇ 3 pF.
  • the projection of the first via electrode and the projection of the second via electrode each overlap in the longitudinal direction on a common projection plane.
  • the part of the projection in which the projections overlap is larger than a part where the projections do not overlap.
  • the area of the projection is the first one Via electrode on the common pro ekomsebene smaller than the area of the projection of the second via electrode.
  • the projection of the first via electrode is arranged on the projection ⁇ plane within the projection of the second Via-electrode at ⁇ .
  • a method for producing a ceramic component comprises layers of a plurality of ceramic layers to form a layer stack which forms a base body of the ceramic component.
  • Two via electrodes are introduced transversely to the layer sequence from two opposite sides of the layer stack into the layer stack.
  • Two connection contacts are attached to the layer stack, so that the connection contacts are each electrically coupled to one of the via electrodes.
  • recesses are punched into the layer stack for insertion of the via electrodes and filled with an electrically conductive material.
  • a ceramic component can be produced, which has a low capacitance and can be compensated in the manufacture- related tolerances.
  • FIG. 1A and 1B is a schematic representation of a kera ⁇ mixing device according to an embodiment
  • Figure 2 is a schematic representation of a ceramic
  • Figure 3 is a schematic representation of a ceramic
  • Figures 4A and 4B is a schematic representation of a Kera ⁇ mixing device according to one embodiment
  • Figures 5A and 5B is a schematic representation of a Kera ⁇ mixing device according to one embodiment
  • Figure 6 is a schematic representation of a ceramic
  • FIG. 7 shows a schematic perspective view of a ceramic component in perspective view according to an embodiment
  • Figure 8 is a schematic representation of a ceramic
  • Figure 9 is a schematic representation of a ceramic
  • FIG. 1A shows a ceramic component 100 in a cross- sectional view.
  • the ceramic component has a base ⁇ body 101, which is constructed of ceramic layers.
  • a connection contact 102, 103 for electronic contacting of the device 100 is attached on two opposite side surfaces 126, 127 in each case a connection contact 102, 103 for electronic contacting of the device 100 is attached.
  • a longitudinally extended viaducts electrode 104 into the main body 101 extends starting from the side surface 127 extends a further Via-electrode 105 into the main body 101.
  • the via electrodes extend to an active region 125 in which, for example, a varistor ceramic is arranged.
  • the via electrodes 104 and 105 each have at the end which faces away relationship ⁇ example 103 the connection contact 102 to which they are electrically coupled, a transversely extended to the longitudinal direction of surface 106 be ⁇ relationship as 107.
  • the ceramic layers of the main body 101 are arranged in a layer stack.
  • the layers are extended flat in the Y direction of Figure 1 and stacked in the X direction of Figure 1.
  • the layers are arranged transversely to the planar extent of the connection contacts 102, 103 on each other.
  • the via electrodes 104 and 105 extend transversely to the stacking direction of the layer stack.
  • the via electrodes 104 and 105 penetrate a plurality of ceramic layers, in particular more than two ceramic layers.
  • FIG. 1B shows a sectional view of the component of FIG. 1A along the plane A - A '.
  • the surface 106 and the surface 107 have in projection in the longitudinal direction of the via electrodes on a Pro ekomsebene, for example, the plane A - A ', an overlapping area. Preferably, the projections completely overlap, as shown in FIG. 1B.
  • a diameter 115 of the via electrode 104 and the via electrode 105 transverse to the longitudinal propagation is the same size.
  • the surface area of the projection on the projection plane of the two via electrodes 104 and 105 is the same size in the illustrated embodiment.
  • the area ⁇ content of the projection of the via-electrodes 104 and 105 each approximately between 3500 ⁇ 2 and 6500 ⁇ second If the projection has a circular shape, this corresponds to a diameter of about 65 ⁇ to about 90 ⁇ .
  • the projection of the via electrodes is circular in each case when the via electrodes 104 and 105, for example, a
  • the top and top surfaces of the cylindrical shape correspond to the surface 106 of the via electrode 104 and the surface of the via electrode facing the terminal contact 102.
  • the via electrodes have ⁇ form a circular cylinder shape in execution, but they can also have other shapes such as an elliptical base area or ⁇ a rectangular base.
  • Be ⁇ rich 125 is disposed between the surfaces 106 and 107 of the via electrodes 104 and 105. This allows the tolerance ranges, for example, the capacitance of the device, ver ⁇ be downsized and hang example, substantially only still from a variation of the distance between the surface 106 and 107 from.
  • the via electrodes are introduced into the layer stack after the ceramic layers have been stacked.
  • the via electrodes are punched into the layer stack and then filled with an electroconducting ⁇ ELIGIBLE material, such as a paste.
  • Figure 2 shows a further embodiment of the Bauele ⁇ ments 100.
  • the via electrodes 104 and 105 to each other have different diameters 115 and 116 on.
  • In projek ⁇ tion in the longitudinal direction of the surface area of the Via-electrode 105 is larger than the area of the via electrode 104.
  • Insbesonde ⁇ re is the projection with the smaller surface area fully ⁇ constantly within the projection having the larger surface area. At least the overlapping portion of the two projections is larger than the portion that does not overlap.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of the component 100.
  • the component 100 has a further via electrode 108, which is arranged between the via electrode 104 and the via electrode 105.
  • the additional via electrode 108 is preferably arranged co ⁇ axially to the via electrodes 104 and 105. In Pro ⁇ jection in the longitudinal direction of propagation of the via electrodes, the projections of the three via-electrodes 104, 105 and 108 overlap, preferably completely.
  • a varistor ceramic is arranged between the surface 106 of the via electrode 104 and an opposite surface 109 of the via electrode 108.
  • surface 110 of the Via-electrode 108 is a white ⁇ tere layer comprising a varistor disposed.
  • FIGS. 4A and 4B show a further embodiment of the component 100, in which, in contrast to the previous exemplary embodiments, two via electrodes each are coupled to one of the connection contacts.
  • the via electrode 104 and another via electrode 111 is electrically coupled.
  • the via electrode 105 and another via electrode 112 is electrically coupled.
  • the via electrodes 104 and 111 or 105 and 112 are rectilinear, preferably parallel, starting at the respective terminal contacts in the longitudinal direction into the interior of the main body 101 to the active area.
  • FIG. 4B shows a sectional view along the plane A - A 'of FIG. 4A. Dashed lines show the projection of the via electrodes 105 and 112 on the plane A - A '.
  • the projection of the via electrodes 104 and 112 surround the cross-section of the via electrode 104 and the electrode 111.
  • the viaducts projections of the via electrodes 104 and 105 or 111 and 112 overlap each full ⁇ constantly.
  • the projections of the via electrodes 104 and 111, respectively, which have the smaller surface area, are each completely arranged within the projections of the via electrodes 104 and 111, respectively.
  • FIGS. 5A and 5B show a further embodiment of the component 100, in which the base body comprises materials with mutually different dielectric constants.
  • a region 117 of the base body 101 which faces the connection contact 102 and with this a common Kon ⁇ clock face (side face 126), has a lower dielectric constant than an area 118 of the main body 101, which the in the direction away from the terminal contact 102 to Section 117 connects.
  • a common contact surface (side surface 127) on ⁇ in turn, has a lower dielectric constant than the portion 118, preferably the same dielectric constant as the area 117th
  • a material 120 of the regions 117 and 119 has the lower dielectric constant than a material 121 of the region 118.
  • the regions 117, 118 and 119 can each be formed from a plurality of ceramic layers. The ceramic
  • Layers of the regions 117, 118 and 119 are stacked across the longitudinal direction of the via electrodes.
  • Device 100 has a low capacity, in particular a capacity of ⁇ 5 pF, preferably a capacity ⁇ 3 pF. Since the viaducts electrodes 104 and 105 are surrounded in the areas 117 and 119 of the material 120, which has a low dielectric ⁇ figure, stray electrical effects from the preparation ⁇ surfaces 117 and 119 can be reduced. In order to reduce a chemical Reakti ⁇ on between layers of high and low dielectric constant, preferably to prevent, the area 118 is made thicker. In particular, a part of the via electrodes is arranged in the region 118.
  • FIG. 5B shows a sectional view along the plane A - A 'of FIG. 5A.
  • the via electrode 105 is surrounded by the material 120 having the comparatively low dielectric constant.
  • Figure 6 shows a further embodiment of the Bauele ⁇ ments 100 in which the via electrodes 104 and 105 respectively along their longitudinal propagation direction transverse to Lssensaubrei- power direction have different dimensions.
  • the via electrodes 104 and 105 respectively along their longitudinal propagation direction transverse to Lssensaubrei- power direction have different dimensions.
  • the areas 117 and 119 that are adjacent to the terminals 102 be ⁇ relationship as 103, has a range of 123 Via- Electrode 105, which is surrounded by the material 120, a greater extent transverse to the longitudinal propagation, as in the subsequent region 124 of the via electrode 105.
  • the region 124 has the diameter 115 and the region 123 has a diameter 122, the larger is as the
  • Diameter 115 Diameter 115.
  • the via electrodes 104 and 105 are well e lectric coupled to the respective connecting contacts 102 and 103rd
  • the preparation ⁇ surface 123 are arranged in the material 120.
  • the via electrodes are formed with a smaller cross section than in the regions 123.
  • FIG. 7 shows the component 100 in a perspective view.
  • the component has, for example, zirconium oxide, ZnO-BI and / or ZnO-PR as varistor ceramics.
  • the component may comprise capacitor materials, in particular C0G, X7R, Z5U, Y5V and / or HQM.
  • FIG. 8 shows a further embodiment of the component 100 in a perspective view, in which four connection contacts are arranged on the main body 101.
  • a via-electrode extends in the direction of gege ⁇ nüberche contact pad by a portion of the base ⁇ body.
  • the device 100 according to the embodiment of the invention For example, gur 8 has a device area of ⁇ 5.12 mm 2 , preferably a device area of 2.5 mm 2 .
  • Figure 9 shows the device 100 according to another embodiment with eight connection contacts 102 and 103.
  • the side face 126 and 127 are four contacts arranged on ⁇ circuit 102 and 103rd
  • a via-electrode extends into the interior of the base body 101.
  • the device 100 according to the Off 9 has, for example, a device area of ⁇ 8 mm 2 , in particular a device area of 5.12 mm 2 .
  • varistor arrays formed which comprise a plurality of individual Varisto ⁇ ren.

Abstract

Ein keramisches Bauelement (100) umfasst einen Grundkörper (101) mit zwei daran angebrachten Anschlusskontakten (102, 103). Das Bauelement (100) weist eine erste (104) und eine zweite (105) länglich ausgedehnte Via-Elektrode auf, die jeweils mit einem der Anschlusskontakte (102, 103) gekoppelt sind. Die erste (104) und zweite (105) Via-Elektrode weisen jeweils in Projektion in Längsrichtung eine ausgedehnte Fläche (106, 107) auf. Zur Herstellung wird eine Mehrzahl von keramischen Schichten (117, 118, 119) zu einem Schichtstapel, der den Grundkörper (101) bildet, geschichtet und die zwei Via-Elektroden (104, 105) quer zur Schichtenfolge in den Schichtstapel eingebracht.

Description

Beschreibung
Keramisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines keramischen Bauelements
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein keramisches Bauelement, wie bei¬ spielsweise einen Varistor, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Bauelements.
Hintergrund der Erfindung
Zum Schutz von Hochfrequenzschaltungen vor Beschädigung durch elektrostatische Entladungen können Varistoren verwendet werden. Bei einem solchen elektronischen Bauteil ist der Widerstand spannungsabhängig und wird oberhalb einer bestimmten Schwellspannung abrupt kleiner. Dadurch kann Ladung bei einer hohen anliegenden elektrischen Spannung über den Varistor abgeleitet werden.
Herkömmliche Vielschichtvaristoren weisen äußere Anschluss¬ kontakte auf, von denen sich kammartige Innenelektroden in den keramischen Grundkörper erstrecken. Ein solcher Viel- schichtvaristor ist beispielsweise in der DE19931056 gezeigt.
Die Kapazität eines solchen Bauteils kann nicht beliebig re¬ duziert werden, da insbesondere die Außenelektroden bei einem keramischen Grundkörper mit hoher Dielektrizitätszahl zu einem verhältnismäßig hohen Gesamtkapazitätswert beitragen. Weiterhin ist die Genauigkeit bei der Aufbringung der kammartigen Innenelektroden, beispielsweise mittels eines Sieb¬ druckverfahrens, begrenzt, wodurch Toleranzen in der Kapazi- tat der Bauteile entstehen. Dies gilt auch beispielsweise für prozessbedingte Schwankungen der einzelnen Schichten des keramischen Grundkörpers, die beispielsweise keramische Folien sind .
Es ist wünschenswert, ein keramisches Bauelement anzugeben, das eine niedrige Kapazität aufweist und bei dem herstel¬ lungsbedingte Toleranzen ausgeglichen werden können. Weiterhin ist es wünschenswert, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen keramischen Bauelements anzugeben.
In einer Aus führungs form der Erfindung umfasst ein keramisches Bauelement einen Grundkörper mit zwei daran angebrachten Anschlusskontakten. Das keramische Bauelement umfasst weiterhin eine erste und eine zweite länglich ausgedehnte Via-Elektrode, die jeweils mit einem der Anschlusskontakte gekoppelt sind. Die erste und die zweite Via-Elektrode weisen jeweils in Projektion in Längsrichtung eine ausgedehnte Fläche auf.
Durch die Kontaktierung eines inneren Bereichs des keramischen Bauelements mittels Via-Elektroden ist es möglich, die Kapazität des keramischen Bauelements sehr klein einzustel¬ len. Insbesondere weist das keramische Bauelement eine Kapa¬ zität < 3 pF auf.
In Aus führungs formen überlappen sich die Projektion der ersten Via-Elektrode und die Projektion der zweiten Via- Elektrode jeweils in Längsrichtung auf einer gemeinsamen Projektionsebene. Insbesondere ist der Teil der Projektion, bei dem sich die Projektionen überlappen, größer als ein Teil, bei dem sich die Projektionen nicht überlappen. In weiteren Aus führungs formen ist die Fläche der Projektion der ersten Via-Elektrode auf der gemeinsamen Pro ektionsebene kleiner als die Fläche der Projektion der zweiten Via-Elektrode. Die Projektion der ersten Via-Elektrode ist auf der Projektions¬ ebene innerhalb der Projektion der zweiten Via-Elektrode an¬ geordnet. So können herstellungsbedingte Toleranzen ausgegli¬ chen werden.
In einer Aus führungs form der Erfindung umfasst ein Verfahren zur Herstellung eines keramischen Bauelements ein Schichten einer Mehrzahl von keramischen Schichten zu einem Schichtstapel, der einen Grundkörper des keramischen Bauelements ausbildet. In den Schichtstapel werden quer zur Schichtenfolge zwei Via-Elektroden von zwei gegenüberliegenden Seiten des Schichtstapels eingebracht. Zwei Anschlusskontakte werden an dem Schichtstapel angebracht, sodass die Anschlusskontakte jeweils mit einer der Via-Elektroden elektrisch gekoppelt sind. In Aus führungs formen werden zum Einbringen der Via- Elektroden Ausnehmungen in den Schichtstapel gestanzt und diese mit einem elektrisch leitfähigen Material gefüllt.
So kann ein keramisches Bauelement hergestellt werden, das eine niedrige Kapazität aufweist und bei dem herstellungsbe¬ dingte Toleranzen ausgeglichen werden können.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile, Merkmale und Weiterbildungen ergeben sich aus den nachfolgenden, in Verbindung mit den Figuren erläuterten Beispielen. Gleiche, gleichartige und gleich wirkende Elemente können in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen sein. Die dargestellten Elemente und deren Größenverhältnisse zueinander sind grundsätzlich nicht als ma߬ stabsgerecht anzusehen, vielmehr können einzelne Elemente, wie beispielsweise Schichten oder Bereiche, zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben dick oder groß dimensioniert dargestellt sein.
Es zeigen:
Figuren 1A und 1B eine schematische Darstellung eines kera¬ mischen Bauelements gemäß einer Ausführungsform,
Figur 2 eine schematische Darstellung eines keramischen
Bauelements gemäß einer weiteren Ausführungsform,
Figur 3 eine schematische Darstellung eines keramischen
Bauelements gemäß einer weiteren Ausführungsform,
Figuren 4A und 4B eine schematische Darstellung eines kera¬ mischen Bauelements gemäß einer Ausführungsform,
Figuren 5A und 5B eine schematische Darstellung eines kera¬ mischen Bauelements gemäß einer Ausführungsform,
Figur 6 eine schematische Darstellung eines keramischen
Bauelements gemäß einer Ausführungsform,
Figur 7 eine schematische perspektivische Darstellung eines keramischen Bauelements perspektivischer Darstellung gemäß einer Ausführungsform,
Figur 8 eine schematische Darstellung eines keramischen
Bauelements mit vier Anschlusskontakten, und Figur 9 eine schematische Darstellung eines keramischen
Bauelements mit acht Anschlusskontakten gemäß einer Aus führungs form.
Detaillierte Beschreibung von Aus führungs formen
Figur 1A zeigt ein keramisches Bauelement 100 in einer Quer¬ schnittsansicht. Das keramische Bauelement weist einen Grund¬ körper 101 auf, der aus keramischen Schichten aufgebaut ist. An zwei gegenüberliegenden Seitenflächen 126, 127 ist jeweils ein Anschlusskontakt 102, 103 zur elektronischen Kontaktie- rung des Bauelements 100 angebracht. Beginnend an der Seiten¬ fläche 126 erstreckt sich eine länglich ausgedehnte Via- Elektrode 104 in den Grundkörper 101. Beginnend an der Seitenfläche 127 erstreckt sich eine weitere Via-Elektrode 105 in den Grundkörper 101. Die Via-Elektroden reichen bis an einen aktiven Bereich 125, in dem beispielsweise eine Varistorkeramik angeordnet ist. Die Via-Elektroden 104 und 105 weisen jeweils an dem Ende, das dem Anschlusskontakt 102 beziehungs¬ weise 103 abgewandt ist, mit dem sie elektrisch gekoppelt sind, eine quer zur Längsrichtung ausgedehnte Fläche 106 be¬ ziehungsweise 107 auf.
Die keramischen Schichten des Grundkörpers 101 sind in einen Schichtstapel angeordnet. Die Schichten sind in der Y- Richtung der Figur 1 flächig ausgedehnt und in der X-Richtung der Figur 1 aufeinander gestapelt. Die Schichten sind quer zur flächigen Ausdehnung der Anschlusskontakte 102, 103 aufeinander angeordnet. Die Via-Elektroden 104 und 105 erstrecken sich quer zu der Stapelrichtung des Schichtstapels. Die Via-Elektroden 104 und 105 durchdringen mehrere keramische Schichten, insbesondere mehr als zwei keramische Schichten. Figur 1B zeigt eine Schnittansicht des Bauelements der Figur 1A entlang der Ebene A - A' . Die Fläche 106 und die Fläche 107 weisen in Projektion in Längsrichtung der Via-Elektroden auf eine Pro ektionsebene, beispielsweise die Ebene A - A' , einen sich überlappenden Bereich auf. Vorzugsweise überlappen sich die Projektionen vollständig, wie in Figur 1B dargestellt. Ein Durchmesser 115 der Via-Elektrode 104 und der Via-Elektrode 105 quer zur Längsausbreitung ist gleich groß.
Der Flächeninhalt der Projektion auf der Projektionsebene der beiden Via-Elektroden 104 und 105 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel gleich groß. Beispielsweise ist der Flächen¬ inhalt der Projektion der Via-Elektroden 104 und 105 jeweils etwa zwischen 3500 μπι2 und 6500 μπι2. Wenn die Projektion eine Kreisform aufweist, entspricht dies einem Durchmesser von etwa 65 μπι bis etwa 90 μπι.
Die Projektion der Via-Elektroden ist jeweils kreisförmig, wenn die Via-Elektroden 104 und 105 beispielsweise eine
Kreiszylinderform aufweisen. Die Grund- und Deckfläche der Zylinderform entsprechen der Fläche 106 der Via-Elektrode 104 und der Fläche der Via-Elektrode, die dem Anschlusskontakt 102 zugewandt ist. Die Via-Elektroden weisen in Ausführungs¬ formen eine Kreiszylinderform auf, sie können aber auch andere Formen aufweisen, beispielsweise eine elliptische Grund¬ fläche oder eine rechteckige Grundfläche.
Der für die elektrische Funktion des keramischen Bauelements, insbesondere die Varistorfunktion, vorrangig relevante Be¬ reich 125 ist zwischen den Flächen 106 und 107 der Via- Elektroden 104 und 105 angeordnet. Dadurch können die Toleranzbereiche, beispielsweise der Kapazität des Bauteils, ver¬ kleinert werden und hängen beispielsweise im Wesentlichen nur noch von einer Schwankung des Abstands zwischen der Fläche 106 und 107 ab.
Die Via-Elektroden werden in den Schichtstapel eingebracht, nachdem die keramischen Schichten aufeinander angeordnet wurden. Beispielsweise werden die Via-Elektroden in den Schichtstapel eingestanzt und daraufhin mit einem elektrisch leitfä¬ higen Material, beispielsweise einer Paste, gefüllt.
Figur 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Bauele¬ ments 100. Im Unterschied zu der Darstellung der Figuren 1A und 1B weisen die Via-Elektroden 104 und 105 zueinander verschiedene Durchmesser 115 beziehungsweise 116 auf. In Projek¬ tion in Längsrichtung ist der Flächeninhalt der Via-Elektrode 105 größer als der Flächeninhalt der Via-Elektrode 104. Vor¬ zugsweise sind die beiden Via-Elektroden koaxial. Insbesonde¬ re liegt die Projektion mit dem kleineren Flächeninhalt voll¬ ständig innerhalb der Projektion mit dem größeren Flächeninhalt. Zumindest ist der sich überlappende Anteil der beiden Projektionen größer als der Teil, der sich nicht überlappt.
Da die Elektrode 105 quer zur Längsausbreitungsrichtung stärker ausgedehnt ist als die Via-Elektrode 104, werden Auswir¬ kungen auf die elektrischen Eigenschaften des Bauelements, die aus Verschiebungen der Via-Elektroden in Bezug aufeinander auftreten, verringert. Auch bei einer relativen Verschiebung quer zur Längsausbreitungsrichtung der beiden Via- Elektroden 104 und 105 zueinander liegt die Projektion der Via-Elektrode 104 in Längsrichtung innerhalb der Projektion der Via-Elektrode 105. Die kapazitiven Eigenschaften des Bauelements werden dabei vorrangig von der Via-Elektrode 104 mit der kleineren Ausdehnung quer zur Längsrichtung bestimmt. Figur 3 zeigt eine weitere Aus führungs form des Bauelements 100. Im Unterschied zu den vorherigen Figuren weist das Bauelement 100 eine weitere Via-Elektrode 108 auf, die zwischen der Via-Elektrode 104 und der Via-Elektrode 105 angeordnet ist. Die zusätzliche Via-Elektrode 108 ist vorzugsweise ko¬ axial zu den Via-Elektroden 104 und 105 angeordnet. In Pro¬ jektion in Längsausbreitungsrichtung der Via-Elektroden überlappen sich die Projektionen der drei Via-Elektroden 104, 105 und 108, vorzugsweise vollständig. Zwischen der Fläche 106 der Via-Elektrode 104 und einer gegenüberliegenden Fläche 109 der Via-Elektrode 108 ist eine Varistorkeramik angeordnet. Zwischen der Fläche 107 der Via-Elektrode 105 und einer gege¬ nüberliegenden Fläche 110 der Via-Elektrode 108 ist eine wei¬ tere Schicht, die eine Varistorkeramik umfasst, angeordnet.
Durch die Anordnung von zwei aktiven Bereichen, einer zwischen der Via-Elektrode 104 und der Via-Elektrode 108 sowie einer zwischen der Via-Elektrode 108 und der Via-Elektrode 105, in Serie wird die Kapazität des Bauelements verringert.
Figuren 4A und 4B zeigen eine weitere Aus führungs form des Bauelements 100, bei dem im Unterschied zu den vorherigen Ausführungsbeispielen jeweils zwei Via-Elektroden mit einem der Anschlusskontakte gekoppelt sind. Mit dem Anschlusskon¬ takt 102 ist die Via-Elektrode 104 und eine weitere Via- Elektrode 111 elektrisch gekoppelt. Mit dem Anschlusskontakt 103 ist die Via-Elektrode 105 und eine weitere Via-Elektrode 112 elektrisch gekoppelt.
Die Via-Elektroden 104 und 111 beziehungsweise 105 und 112 verlaufen gleichgerichtet, vorzugsweise parallel, beginnend an den jeweiligen Anschlusskontakten in Längsrichtung ins Innere des Grundkörpers 101 bis zum aktiven Bereich. In Figur 4B ist eine Schnittansicht entlang der Ebene A - A' der Figur 4A gezeigt. Gestrichelt ist die Projektion der Via- Elektroden 105 und 112 auf die Ebene A - A' dargestellt. Die Projektion der Via-Elektroden 104 und 112 umgeben den Querschnitt der Via-Elektrode 104 beziehungsweise der Via- Elektrode 111. Die Projektionen der Via-Elektroden 104 und 105 beziehungsweise 111 und 112 überlappen sich jeweils voll¬ ständig. Die Projektionen der Via-Elektroden 104 beziehungsweise 111, die den kleineren Flächeninhalt aufweisen, sind jeweils vollständig innerhalb der Projektionen der Via- Elektroden 104 beziehungsweise 111 angeordnet.
Figuren 5A und 5B zeigen eine weitere Aus führungs form des Bauelements 100, bei dem der Grundkörper Materialien mit zueinander verschiedenen Dielektrizitätszahlen umfasst.
Ein Bereich 117 des Grundkörpers 101, der dem Anschlusskontakt 102 zugewandt ist und mit diesem eine gemeinsame Kon¬ taktfläche (Seitenfläche 126) aufweist, weist eine niedrigere Dielektrizitätszahl auf als ein Bereich 118 des Grundkörpers 101, der sich in Richtung weg vom Anschlusskontakt 102 an den Bereich 117 anschließt. In einem Bereich 119 des Grundkörpers 101, der dem Anschlusskontakt 103 zugewandt ist und mit die¬ sem eine gemeinsame Kontaktfläche (Seitenfläche 127) auf¬ weist, weist wiederum eine niedrigere Dielektrizitätszahl auf als der Bereich 118, vorzugsweise die gleiche Dielektrizitätszahl wie der Bereich 117. Ein Material 120 der Bereiche 117 und 119 weist die niedrigere Dielektrizitätszahl auf als ein Material 121 des Bereichs 118. Beispielsweise weist der Bereich 117 beziehungsweise der Bereich 119 eine Dielektrizitätszahl von etwa εΓ = 5 auf. Je niedriger die Dielektrizitätszahl der Bereiche 117 und 119 desto geringer ist die Ka- pazität des Bautelements durch die Anschlusskontakte. Die Be¬ reiche 117, 118 und 119 können jeweils aus einer Mehrzahl von keramischen Schichten gebildet werden. Die keramischen
Schichten der Bereiche 117, 118 und 119 sind quer zur Längsrichtung der Via-Elektroden aufeinander geschichtet.
Durch die Verwendung von Materialien mit unterschiedlicher Dielektrizitätszahl in den Bereichen 117 und 119, die an die Anschlusskontakte angrenzen, und in dem Bereich 118, in dem der aktive Bereich 125 und die Endflächen 106 und 107 der Via-Elektroden 104 und 105 liegen, weist das Bauelement 100 eine niedrige Kapazität auf, insbesondere eine Kapazität von < 5 pF, vorzugsweise eine Kapazität < 3 pF. Da die Via- Elektroden 104 und 105 in den Bereichen 117 und 119 von dem Material 120 umgeben sind, das eine niedrige Dielektrizitäts¬ zahl aufweist, können elektrische Streueffekte aus den Berei¬ chen 117 und 119 verringert werden. Um eine chemische Reakti¬ on zwischen Schichten mit hoher und niedriger Dielektrizitätszahl zu verringern, vorzugsweise zu verhindern, wird der Bereich 118 dicker ausgebildet. Insbesondere ist ein Teil der Via-Elektroden in dem Bereich 118 angeordnet.
Figur 5B zeigt eine Schnittansicht entlang der Ebene A - A' der Figur 5A. Entlang der Ebene A - A' ist die Via-Elektrode 105 von dem Material 120 mit der vergleichsweise niedrigen Dielektrizitätszahl umgeben.
Figur 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Bauele¬ ments 100, bei dem die Via-Elektroden 104 und 105 jeweils entlang ihrer Längsausbreitungsrichtung quer zur Längsaubrei- tungsrichtung unterschiedliche Ausdehnungen aufweisen. In den Bereichen 117 und 119, die an die Anschlusskontakte 102 be¬ ziehungsweise 103 angrenzen, weist ein Bereich 123 der Via- Elektrode 105, der von dem Material 120 umgeben ist, eine größere Ausdehnung quer zur Längsausbreitung auf, als in dem anschließenden Bereich 124 der Via-Elektrode 105. Insbesondere weist der Bereich 124 den Durchmesser 115 auf und der Bereich 123 einen Durchmesser 122, der größer ist als der
Durchmesser 115.
Durch den Bereich 123 der Via-Elektrode 104 beziehungsweise der Via-Elektrode 105, der eine vergleichsweise große Ausdeh¬ nung aufweist, können die Via-Elektroden 104 und 105 gut e- lektrisch an die entsprechenden Anschlusskontakte 102 beziehungsweise 103 angekoppelt werden. Zur Abschirmung und um die Kapazität des Bauelements gering zu halten, werden die Berei¬ che 123 in dem Material 120 angeordnet. Im Bereich 118 mit dem Material 121, das eine höhere Dielektrizitätszahl als das Material 120 aufweist, werden die Via-Elektroden mit einem kleineren Querschnitt ausgebildet als in den Bereichen 123.
Figur 7 zeigt das Bauelement 100 in perspektivischer Darstellung. Das Bauelement weist beispielsweise Zirkonoxid, ZnO-BI und/oder ZnO-PR als Varistorkeramiken auf. Das Bauelement kann in weiteren Aus führungs formen Kondensatormaterialien umfassen, insbesondere C0G, X7R, Z5U, Y5V und/oder HQM.
Figur 8 zeigt eine weitere Aus führungs form des Bauelements 100 in perspektivischer Darstellung, bei dem an dem Grundkörper 101 vier Anschlusskontakte angeordnet sind. An der Sei¬ tenfläche 127 des Grundkörpers 101 sind zwei Anschlusskontak¬ te 103 angeordnet. An der gegenüberliegenden Seitenfläche 126 sind zwei Anschlusskontakte 102 angeordnet. Je Anschlusskon¬ takt erstreckt sich eine Via-Elektrode in Richtung des gege¬ nüberliegenden Anschlusskontakts durch einen Teil des Grund¬ körpers. Das Bauelement 100 gemäß der Aus führungs form der Fi- gur 8 weist beispielsweise eine Bauelementfläche von < 5, 12 mm2 auf, vorzugsweise eine Bauelementfläche von 2,5 mm2.
Figur 9 zeigt das Bauelement 100 gemäß einer weiteren Ausführungsform mit acht Anschlusskontakten 102 beziehungsweise 103. Je Seitenfläche 126 beziehungsweise 127 sind vier An¬ schlusskontakte 102 beziehungsweise 103 angeordnet. Je An¬ schlusskontakt erstreckt sich eine Via-Elektrode ins Innere des Grundkörpers 101. In weiteren Aus führungs formen erstrecken sich je Anschlusskontakt mehrere Via-Elektroden, bei¬ spielsweise zwei Via-Elektroden, ins Innere des Grundkörpers 101. Das Bauelement 100 gemäß der Aus führungs form der Figur 9 weist beispielsweise eine Bauelementfläche von < 8 mm2 auf, insbesondere eine Bauelementfläche von 5,12 mm2.
Mit den Aus führungs formen der Figuren 8 und 9 sind Varistor- Arrays ausgebildet, die eine Mehrzahl von einzelnen Varisto¬ ren umfassen.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal o- der diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.

Claims

Patentansprüche
1. Keramisches Bauelement, umfassend:
- einen Grundkörper (101) mit zwei daran angebrachten Anschlusskontakten (102, 103),
- eine erste (104) und eine zweite (105) länglich ausge¬ dehnte Via-Elektrode, die jeweils mit einem der An¬ schlusskontakte (102, 103) gekoppelt sind,
- wobei die erste (104) und zweite (105) Via-Elektrode jeweils in Projektion in Längsrichtung eine ausgedehnte Fläche (106, 107) aufweisen.
2. Keramisches Bauelement nach Anspruch 1, bei dem sich die Projektion der ersten Via-Elektrode (104) und die Projektion der zweiten Via-Elektrode (105) zumindest teil¬ weise überlappen.
3. Keramisches Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Flächen (106, 107) der Projektionen gleich groß sind .
4. Keramisches Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Fläche (106) der Projektion der ersten Via-Elektrode (104) kleiner ist als die Fläche (107) der Projektion der zweiten Via-Elektrode (105) .
5. Keramisches Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die erste (104) und zweite (105) Via-Elektrode jeweils eine Zylinder-Form aufweisen.
6. Keramisches Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem eine der Via-Elektroden (104, 105) einen ersten Bereich (123) mit einem ersten Durchmesser (122) und ei- nen zweiten Bereich (124) mit einem zu ersten Durchmesser (122) verschiedenen zweiten Durchmesser (115) aufweist.
7. Keramisches Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem der Grundkörper (101) zwei Bereiche (117, 118) aufweist, die zueinander verschiedene Dielektrizitäts- zahlen aufweisen.
8. Keramisches Bauelement nach Anspruch 7, bei dem jeweils der den Anschlusskontakten (102, 103) zugewandte Bereich (117, 119) des Grundköpers (101) eine niedrigere Die- lektrizitätszahl aufweist als der Bereich (118), der zwischen den jeweils den Anschlusskontakten (102, 103) zugewandten Bereichen (117, 119) angeordnet ist.
9. Keramisches Bauelement nach Anspruch 8, soweit dieser auf Anspruch 6 rückbezogen ist, bei dem der erste Durchmesser (122) größer ist als der zweite Durchmesser (115) und bei dem der erste Bereich (123) der Via-Elektrode (104, 105) den dem Bereich (117, 119) des Grundköpers (101) umgibt, der die niedrigere Dielektrizitätszahl aufweist .
10. Keramisches Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem zwischen den den Anschlusskontakten (102, 103) abgewandten Enden der ersten (104) und der zweiten (105) Via-Elektrode eine weitere Via-Elektrode (108) angeord¬ net ist.
11. Keramisches Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem zwischen der ersten (104) und der zweiten (105) Via-Elektrode eine Varistorkeramik (125) angeord¬ net ist.
12. Verfahren zur Herstellung eines Keramischen Bauelements, umfassend :
- Schichten einer Mehrzahl von keramischen Schichten (117, 118, 119) zu einem Schichtstapel, der einen Grundkörper (101) des Keramischen Bauelements ausbildet,
- Einbringen von zwei Via-Elektroden (104, 105) in den Schichtstapel quer zur Schichtenfolge von zwei gegenü¬ berliegenden Seiten des Schichtstapels,
- Anbringen von zwei Anschlusskontakten (102, 103) an dem Schichtstapel, so dass die Anschlusskontakte (102, 103) jeweils mit einer der Via-Elektroden (104, 105) e- lektrische gekoppelt sind.
13. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem das Einbringen der Via-Elektroden (104, 105) umfasst:
- jeweils Stanzen von Ausnehmungen in den Schichtstapel (101) ,
- Füllen der Ausnehmungen mit einem elektrisch leitfähigen Material .
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