EP2636047A2 - Keramisches vielschichtbauelement und verfahren zur herstellung eines keramischen vielschichtbauelements - Google Patents

Keramisches vielschichtbauelement und verfahren zur herstellung eines keramischen vielschichtbauelements

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EP2636047A2
EP2636047A2 EP11776771.5A EP11776771A EP2636047A2 EP 2636047 A2 EP2636047 A2 EP 2636047A2 EP 11776771 A EP11776771 A EP 11776771A EP 2636047 A2 EP2636047 A2 EP 2636047A2
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EP
European Patent Office
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ceramic
electrode
layer
multilayer component
inner electrode
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP11776771.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gerald Kloiber
Gerhard Bisplinghoff
Christian Hesse
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TDK Electronics AG
Original Assignee
Epcos AG
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • Y10T29/49082—Resistor making
    • Y10T29/49085—Thermally variable

Definitions

  • Ceramic multilayer component and methods for the manufacture ⁇ development of a ceramic multilayer component
  • the invention relates to a ceramic Vie 1Sch Anlagenbauelement and a method for producing such a ceramic multilayer component.
  • NTC ceramics thermoistors, English negative temperature coefficient thermistor
  • thermistors can be used for example as a temperature ⁇ sensors. They are relatively low-resistance semiconductors with which a temperature can be determined relatively simply by measuring the electrical resistance.
  • a ceramic multilayer component comprises a layer stack comprising a plurality of ceramic layers.
  • the ceramic multilayer component is preferably designed as a thermistor. det, in which the ceramic layers have, for example, one or more NTC or PTC ceramics.
  • the ceramic multilayer component further comprises a first and a second terminal contact. Between each two Schich ⁇ th of the layer stack are arranged a first and a second inner ⁇ electrode.
  • the ceramic multilayer component comprises a first via electrode for electrically coupling the first connection contact to the first inner electrode and a second via electrode for electrically coupling the second connection contact to the second inner electrode.
  • an active region by which primarily the electrical properties of the multilayer component are predetermined, can be laid into the interior of the component.
  • the active region is electrically contacted via the internal electrodes located inside the component.
  • the inner electrodes are in turn electrically contacted via the via electrodes from the outside by means of the connection contacts.
  • the electrical resistance of the component can be reduced, since the distance between the inner electrodes, which are of crucial importance for the electrical resistance, is reduced relative to one another.
  • the electrodes are attached to the active region of the component contact on the outer surfaces of the device, for example where the present invention to ⁇ connection contacts are arranged.
  • the inner electrodes are enclosed by at least two ceramic layers , they are well protected against environmental influences such as moisture. So a reliabil ⁇ allowable working of the multilayer component is enabled.
  • the connection contacts of gege ⁇ nüber strain surfaces of the layer stack are arranged.
  • the connection contacts are arranged in further embodiments on a common surface. In these embodiments, when the two terminal contacts are arranged on the same surface of the layer stack, the device is good, for example, with circuit boards ⁇ coupler bar.
  • the ceramic multilayer component is designed for electrical contacting by means of wires.
  • the multilayer component can be configured as leaded construction ⁇ element.
  • the ceramic multilayer component may have conductive terminals in the form of wires.
  • This conductive connections are preferably provided with a ⁇ means of soldering and / or welding process with the connection contacts ⁇ electrically conductively connected, so that the ceramic multi-layer component can be electrically contacted by means of the conductive connections from the outside.
  • the conductive terminals can be as lead wires out ⁇ leads, which have a metal such as copper or nickel.
  • the connecting wires can have different diameters .
  • the conductive connections can also be designed as so-called leadframes.
  • the ceramic multilayer ⁇ cal device may be designed such that it is suitable neither for surface mounting (SMD component) nor for flip-chip mounting.
  • At least one first ceramic layer is provided. On the at least one first ceramic layer, a first inner electrode is applied. At least a second ceramic layer is applied to the first inner electrode. A second internal electric ⁇ de is applied to the at least one second ceramic layer. At least a third ceramic layer is applied to the second inner electrode. A first via electrode is formed through the at least one first ceramic layer to the first inner electrode. A second via electrode through the at least one third ceramic layer to the second inner electrode is formed. A connection contact is arranged per via electrode, so that the internal electrodes can each be electrically contacted.
  • Shape guide in off a portion of the layer stack after the arrangement of the terminals in response to a given distance before ⁇ property of the component. For example, a portion of the layer stack is abraded transversely to the layer direction in order to set the electrical resistance to a predetermined value.
  • Ele ⁇ elements may be provided in the figures with the same reference numbers.
  • the elements illustrated and their size relationships to each other should not be regarded as a measure ⁇ rod; rather, individual elements, such as layers or regions, for better illustration and / or better comprehension exaggerated thick or large dimensions to be.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a ceramic multilayer component according to an embodiment
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a multilayer component according to an embodiment
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a multilayer component according to an embodiment
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a multilayer component according to an embodiment.
  • FIG. 1 shows a ceramic multilayer component 100 in cross section, which is designed as a thermistor device.
  • the ceramic multilayer component 100 has a plurality of ceramic layers 102, 103 and 104, each of which may in turn comprise a plurality of partial layers.
  • the ceramic layers 102, 103 and 104 are stacked to form a layer stack 101.
  • the ceramic layers 102, 103 and 104 each have an NTC ceramic.
  • the ceramic layers 102, 103 and 104 may each comprise a PTC ceramic.
  • a first inner electrode 107 is arranged between the layer 102 and the layer 103. Between the layer 103 and the layer 104, a second inner electrode 108 angeord ⁇ net.
  • the inner electrodes 107 and 108 each extend across the entire surface of the layers 102 and 103 or 104 and 103 transversely to the stacking direction (X-direction).
  • the inner electrodes 107 and 108 cover the layers 102 and 104 only partially and not Completely. In embodiments, the cover Internal electrodes 107 and 108, the layers 102 and 104 over the entire surface.
  • via electrodes 109, 111 and 110, 112 extend transversely to the stacking direction to the respective ones closer internal electrodes.
  • the viaducts electrodes 109 and 111 extend starting from the outer major surface of the layer stack 101, which is the inner electric ⁇ en 107 closest through the ceramic layer 102 to the inner electrode 107.
  • the via electrodes 110 and 112 extend beginning at a second major surface of the layer stack, which is closest to the inner electrode 108, through the ceramic layer 104 to the inner electrode 108th
  • connection contact 105 is arranged for electrical contacting of the component, which is electrically coupled to the via electrodes 109 and 105.
  • a further terminal contact 106 is arranged on ⁇ , which is electrically coupled to the via electrodes 110 and 112.
  • contacts 119 may be designed, for example, as connecting wires or leadframes.
  • the connection wires or lead frames are preferably mechanically and electrically conductively connected to the connection contacts 105, 106 by means of a soldering and / or welding process and serve for electrical contacting of the component.
  • the contacts 119 protrude from
  • Layer stack 101 from.
  • the active area of the device is arranged primarily between the two internal electrodes 107 and 108, is electrically contacted via the internal electrodes 107 and 108, which in turn are electrically coupled via the via electrodes with the respectively associated terminal contact.
  • Direction between the inner electrode 107 and the inner electrode ⁇ erode 108 can be varied, the outer dimensions of the device 100 remain the same.
  • the electrical resistance or the characteristic of the NTC component is predetermined by the distance between the two internal electrodes 107 and 108. Thus, very small resistances are realized at given external dimensions.
  • the internal electrodes 107 and 108 are protected from environmental influences since they are arranged in the interior of the layer stack 101.
  • the internal electrodes 107 and 108 are protected by the ceramic layers between which they are respectively disposed. Since the internal electrodes 107 and 108 are each embedded between two ceramic layers, and have a smaller surface area than the ceramic
  • Layers 102, 103, 104, that is, not to the outer edges of the device, for example, a side surface 118, which extends transversely to the surfaces 113 and 114, rich, internal electrodes are safe with the adjacent ceramic
  • the inner electrodes do not extend to the side surfaces of the layer stack.
  • the risk that the internal electrodes of the adjacent ceramic layers solve, for example, by penetrating moisture is prevented or at least reduced.
  • the operation is improved over the entire life of the component, since the electrical resistance hardly changes over the term.
  • the internal electrodes 107 and 108 may each be coupled to the respective terminal contacts with more than two via electrodes, in embodiments the internal electrodes are
  • the ceramic layers 102, 103 and 104 have the same ceramic material in embodiments. In further embodiments , the ceramic layers 102, 103, 104 have mutually different ceramic materials. Parts of the layer stack 101 further can have the same ceramic mate rial ⁇ , for example, the layers 102 and 104, and another portion of the layer stack to a different ceramic, for example, the layer 103rd
  • FIG. 2 shows a further embodiment of the component 100.
  • the connection contacts 105 and 106 are arranged on a common surface 113 of the layer stack 101.
  • the internal electrodes are electrically coupled 107 and 108 via a single Via-electrode 109 or 111, respectively, each one of the at ⁇ circuit contacts 105, 106th
  • a single planar construction ⁇ main surface of the ceramic layer 102 has two terminals 105 and 106th Starting at the terminal contact 106, the via electrode 110 extends through the ceramic layer 102 to the inner electrode 107 and electrically couples it to the terminal contact 106. Starting at the terminal contact 105, the via electrode 109 extends through the ceramic layer 102 and the ceramic layer 103 up to the inner electrode 108 and electrically couples these to the terminal contact 105. In projection in the stacking direction, the inner electrodes 107 and 108 overlap in part and each have a further part which does not overlap. Such unilaterally contactable components, for example, well coupled with circuit boards.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of the component 100.
  • the connection contacts 105 and 106 are arranged on a single side of the layer stack.
  • the two internal electrodes 107 and 108 are arranged between the same ceramic layers 102 and 103.
  • the internal electrodes 107 and 108 are arranged in the moving ⁇ chen plane of the layer stack and point in Pro ⁇ jection in the stacking direction do not have overlapping regions.
  • FIG. 4 shows a further embodiment of the component 100 comparable to the embodiment of FIG. 1, in which a part 116 of the layer stack 101 has been removed. By removing the part 116 of the layer stack 101, a fine adjustment of the electrical properties of the device 100, for example the electrical resistance, is performed. In particular, the part 116 is transversely performed by a ⁇ From grind of the layer stack 101 to the stack direction.
  • Electrodes by reducing at least one of the inner resistance of the device 100 is sett ⁇ bar.
  • no leitfähi ⁇ ges material for example material of the internal electrodes 107, 108 is smeared and thus the accuracy of the Ab ⁇ humor is high.
  • the grinding of the region 116 takes place in particular after the completion of the component, ie after the ceramic layers 102, 103 and 104 have been stacked alternately with the internal electrodes 107 and 108, the via electrodes have been formed, for example punched and filled with electrically conductive material, and the terminal contacts 105 and 106 have been applied.
  • the Bauele ⁇ ment can then be subjected to a test and removed at deviations of the electrical properties of the predetermined values of the area 116 in dependence of the deviation of the layer stack 101 to set the predetermined value of the electrical property accurately.
  • the side surface 118, in particular the exposed after abrasion ends of the internal electrodes 107 and 108 are sealed, to reduce the Kurz gleichge ⁇ propelled or to prevent and protect the construction ⁇ element from environmental influences.

Abstract

Ein keramisches Vielschichtbauelement umfasst einen Schichtstapel (101), der eine Mehrzahl von keramischen Schichten (102, 103, 104) umfasst. Das Vielschichtbauelement weist einen ersten (105) und einen zweiten (106) Anschlusskontakt sowie eine erste (107) und eine zweite (108) Innenelektrode auf, die jeweils zwischen zwei Schichten (102, 103; 103, 104) des Schichtstapels (101) angeordnet sind. Das Vielschichtbauelement umfasst eine erste (109) und eine zweite (110) Via-Elektrode zur elektrischen Kopplung des ersten Anschlusskontakts (105) mit der ersten Innenelektrode (107) und zur elektrischen Kopplung (106) des zweiten Anschlusskontakts mit der zweiten Innenelektrode (108).

Description

Beschreibung
Keramisches Vielschichtbauelement und Verfahren zur Herstel¬ lung eines keramischen Vielschichtbauelements
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein keramisches Vie 1Schichtbauelement sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen keramischen Vielschichtbauelements .
Hintergrund der Erfindung
NTC-Keramiken (Heißleiter, englisch negative temperature coefficient thermistor) können beispielsweise als Temperatur¬ sensoren eingesetzt werden. Sie sind relativ niederohmige Halbleiter, mit denen durch die Messung des elektrischen Widerstands relativ einfach eine Temperatur ermittelt werden kann .
Es ist wünschenswert, ein keramisches Vielschichtbauelement sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen keramischen Vielschichtbauelements anzugeben, mit dem sich niedrige Wi¬ derstände realisieren lassen. Weiterhin ist es wünschenswert, dass das Vielschichtbauelement gut gegenüber äußeren Umwelt¬ einflüssen geschützt ist. Weiterhin ist es wünschenswert, dass der Widerstandswert des Vielschichtbauelements exakt einstellbar ist.
In einer Aus führungs form der Erfindung umfasst ein keramisches Vielschichtbauelement einen Schichtstapel, der eine Mehrzahl von keramischen Schichten umfasst. Vorzugsweise ist das keramische Vielschichtbauelement als Thermistor ausgebil- det, bei dem die keramischen Schichten beispielsweise eine oder mehrere NTC- oder PTC-Keramiken aufweisen. Das keramische Vielschichtbauelement umfasst weiterhin einen ersten und einen zweiten Anschlusskontakt. Zwischen jeweils zwei Schich¬ ten des Schichtstapels sind eine erste und eine zweite Innen¬ elektrode angeordnet. Das keramische Vielschichtbauelement umfasst eine erste Via-Elektrode zur elektrischen Kopplung des ersten Anschlusskontakts mit der ersten Innenelektrode und eine zweite Via-Elektrode zur elektrischen Kopplung des zweiten Anschlusskontakts mit der zweiten Innenelektrode.
Mit einem derartigen Aufbau kann ein aktiver Bereich, durch den vorrangig die elektrischen Eigenschaften des Vielschicht- bauelements vorgegeben werden, ins Innere des Bauelements verlegt werden. Der aktive Bereich wird über die im Inneren des Bauelements liegenden Innenelektroden elektrisch kontaktiert. Die Innenelektroden werden wiederum über die Via- Elektroden von außen mittels den Anschlusskontakten elektrisch kontaktiert.
Bei einer vorgegebenen Bauelemente-Größe kann beispielsweise der elektrische Widerstand des Bauelements verringert werden, da der Abstand der für den elektrischen Widerstand vorrangig entscheidenden Innenelektroden zueinander verringert ist. Herkömmlich werden die Elektroden die den aktiven Bereich des Bauelements kontaktieren an den Außenflächen des Bauelements angebracht, beispielsweise dort, wo erfindungsgemäß die An¬ schlusskontakte angeordnet sind. Weiterhin sind die Innen¬ elektroden, da sie von jeweils mindestens zwei Keramikschichten eingeschlossen sind, gut gegenüber Umwelteinflüssen, wie beispielsweise Feuchtigkeit, geschützt. So wird ein zuverläs¬ siger Betrieb des Vielschichtbauelements ermöglicht. In Ausführungsbeispielen sind die Anschlusskontakte an gege¬ nüberliegenden Oberflächen des Schichtstapels angeordnet. Die Anschlusskontakte sind in weiteren Ausführungsbeispielen auf einer gemeinsamen Oberfläche angeordnet. In diesen Ausführungsbeispielen, wenn die beiden Anschlusskontakte auf der gleichen Oberfläche des Schichtstapels angeordnet sind, ist das Bauelement gut, beispielsweise mit Leiterplatten koppel¬ bar .
Vorzugsweise ist das keramische Vielschichtbauelement zur elektrischen Kontaktierung mittels Drähten ausgebildet. Insbesondere kann das Vielschichtbauelement als bedrahtetes Bau¬ element ausgeführt sein. Beispielsweise kann das keramische Vielschichtbauelement leitende Anschlüsse in Form von Drähten aufweisen. Diese leitende Anschlüsse sind vorzugsweise mit¬ tels eines Löt- und/oder Schweißprozesses mit den Anschluss¬ kontakten elektrisch leitend verbunden, so dass das keramische Vielschichtbauelement mittels der leitenden Anschlüsse von außen elektrisch kontaktiert werden kann. Beispielsweise können die leitenden Anschlüsse als Anschlussdrähte ausge¬ führt sein, welche ein Metall, wie z.B. Kupfer oder Nickel aufweisen. Die Anschlussdrähte können unterschiedliche Durch¬ messer aufweisen. Weiterhin können die leitende Anschlüsse auch als sogenannte Leadframes ausgeführt sein. Das kerami¬ sche Vielschichtbauelement kann derart ausgebildet sein, dass es sich weder zur Oberflächenmontage ( SMD-Bauelement ) noch zur Flip-Chip Montage eignet.
In einer Aus führungs form eines Verfahrens zur Herstellung eines keramischen Vielschichtbauelements wird zumindest eine erste keramische Schicht bereitgestellt. Auf die zumindest eine erste keramische Schicht wird eine erste Innenelektrode aufgebracht. Zumindest eine zweite keramische Schicht wird auf die erste Innenelektrode aufgebracht. Auf die zumindest eine zweite keramische Schicht wird eine zweite Innenelektro¬ de aufgebracht. Auf die zweite Innenelektrode wird zumindest eine dritte keramische Schicht aufgebracht. Eine erste Via- Elektrode durch die zumindest eine erste keramische Schicht zu der ersten Innenelektrode wird ausgebildet. Eine zweite Via-Elektrode durch die zumindest eine dritte keramische Schicht zu der zweiten Innenelektrode wird ausgebildet. Je Via-Elektrode wird ein Anschlusskontakt angeordnet, sodass die Innenelektroden jeweils elektrisch kontaktierbar sind.
In Aus führungs formen wird ein Teil des Schichtstapels nach dem Anordnen der Anschlusskontakte in Abhängigkeit einer vor¬ gegebenen Eigenschaft des Bauelements entfernt. Beispielswei- se wird ein Teil des Schichtstapels quer zur Schichtrichtung abgeschliffen, um den elektrischen Widerstand auf einen vorgegebenen Wert einzustellen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile, Merkmale und Weiterbildungen ergeben sich aus den nachfolgenden in Verbindung mit den Figuren erläuterten Beispielen. Gleiche, gleichartige und gleichwirkende Ele¬ mente 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: Figur 1 eine schematische Darstellung eines keramischen Viel- schichtbauelements gemäß einer Ausführungsform,
Figur 2 eine schematische Darstellung eines Vielschichtbaue- lements gemäß einer Ausführungsform,
Figur 3 eine schematische Darstellung eines Vielschichtbaue- lements gemäß einer Ausführungsform, und Figur 4 eine schematische Darstellung eines Vielschichtbaue- lements gemäß einer Aus führungs form.
Figur 1 zeigt ein keramisches Vielschichtbauelement 100 im Querschnitt, das als Thermistorbauelement ausgeführt ist. Das keramische Vielschichtbauelement 100 weist eine Mehrzahl von keramischen Schichten 102, 103 und 104 auf, die jeweils wiederum eine Mehrzahl von Teilschichten umfassen können. Die keramischen Schichten 102, 103 und 104 sind zu einem Schichtstapel 101 aufeinander geschichtet. Insbesondere weisen die keramischen Schichten 102, 103 und 104 jeweils eine NTC- Keramik auf. Alternativ können die keramischen Schichten 102, 103 und 104 jeweils eine PTC-Keramik aufweisen.
Zwischen der Schicht 102 und der Schicht 103 ist eine erste Innenelektrode 107 angeordnet. Zwischen der Schicht 103 und der Schicht 104 ist eine zweite Innenelektrode 108 angeord¬ net. Die Innenelektroden 107 und 108 erstrecken sich jeweils quer zur Stapelrichtung (X-Richtung) flächig ausgedehnt über nahezu die gesamte Fläche der Schichten 102 und 103 bezie- hungsweise 104 und 103. Die Innenelektroden 107 und 108 bedecken die Schichten 102 beziehungsweise 104 lediglich teilweise und nicht vollständig. In Aus führungs formen bedecken die Innenelektroden 107 und 108 die Schichten 102 beziehungsweise 104 vollflächig.
Von außerhalb des Schichtstapels, insbesondere von einer ers- ten flächig ausgedehnten Oberfläche 113 und der Schicht 102 und einer gegenüber liegenden flächig ausgedehnten Oberfläche 114 der Schicht 104, erstrecken sich jeweils Via-Elektroden 109, 111 beziehungsweise 110, 112 quer zur Stapelrichtung zu den jeweils näher liegenden Innenelektroden. Die Via- Elektroden 109 und 111 erstrecken sich beginnend an der äußeren Hauptfläche des Schichtstapels 101, die der Innenelektro¬ de 107 am nächsten liegt, durch die keramische Schicht 102 zu der Innenelektrode 107. Die Via-Elektroden 110 und 112 erstrecken sich beginnend an einer zweiten Hauptfläche des Schichtstapels, die der Innenelektrode 108 am nächsten liegt, durch die keramische Schicht 104 bis zur Innenelektrode 108.
An der Oberfläche 113 ist zur elektrischen Kontaktierung des Bauelements ein Anschlusskontakt 105 angeordnet, der elekt- risch mit den Via-Elektroden 109 und 105 gekoppelt ist. Auf der Oberfläche 114 ist ein weiterer Anschlusskontakt 106 an¬ geordnet, der elektrisch mit den Via-Elektroden 110 und 112 gekoppelt ist. In Betrieb wird das Bauelement mittels Kontakten 119 elekt¬ risch an den Anschlusskontakten 105 und 106 kontaktiert. Die Kontakte 119 können beispielsweise als Anschlussdrähte oder Leadframes ausgeführt sein. Die Anschlussdrähte oder Leadfra- mes werden vorzugsweise mittels eines Löt- und/oder Schweiß- prozesses mit den Anschlusskontakten 105, 106 mechanisch und elektrisch leitend verbunden und dienen der elektrischen Kontaktierung des Bauelements. Die Kontakte 119 ragen vom
Schichtstapel 101 ab. Der aktive Bereich des Bauelements, der vorrangig zwischen den beiden Innenelektroden 107 und 108 angeordnet ist, wird über die Innenelektroden 107 und 108 elektrisch kontaktiert, die wiederum über die Via-Elektroden mit den jeweils zugehörigen Anschlusskontakt elektrisch ge- koppelt sind.
Dadurch, dass die Innenelektroden 107 und 108 im Inneren des keramischen Schichtstapels 101 angeordnet sind, werden elekt¬ rische Eigenschaften des Bauelements 100 unabhängig von den äußeren Abmessungen des Bauelements 100. Der Abstand in X-
Richtung zwischen der Innenelektrode 107 und der Innenelekt¬ rode 108 kann variiert werden, wobei die äußeren Abmessungen des Bauelements 100 gleich bleiben. Über den Abstand der beiden Innenelektroden 107 und 108 zueinander wird beispielswei- se der elektrische Widerstand beziehungsweise die Kennlinie des NTC-Bauelements vorgegeben. So werden bei vorgegebenen äußeren Abmessungen sehr kleine Widerstände realisiert.
Die Innenelektroden 107 und 108 sind vor Umwelteinflüssen ge- schützt, da sie im Inneren des Schichtstapels 101 angeordnet sind. Die Innenelektroden 107 und 108 werden durch die keramischen Schichten, zwischen denen sie jeweils angeordnet sind, geschützt. Da die Innenelektroden 107 und 108 jeweils zwischen zwei keramischen Schichten eingebettet sind, und ei- nen kleineren Flächeninhalt aufweisen als die keramischen
Schichten 102, 103, 104, also nicht bis an die äußeren Kanten des Bauelements, beispielsweise eine Seitenfläche 118, die quer zu den Oberflächen 113 und 114 verläuft, reichen, sind Innenelektroden sicher mit den anliegenden keramischen
Schichten gekoppelt. Die Innenelektroden reichen nicht bis an die Seitenflächen des Schichtstapels. Das Risiko, das sich die Innenelektroden von den anliegenden keramischen Schichten lösen, beispielsweise durch eindringende Feuchtigkeit, ist verhindert oder zumindest reduziert.
So wird insbesondere der Betrieb über die gesamte Laufzeit des Bauteils verbessert, da sich der elektrische Widerstand nur kaum über die Laufzeit ändert.
Die Innenelektroden 107 und 108 können jeweils mit mehr als zwei Via-Elektroden mit den jeweiligen Anschlusskontakten ge- koppelt sein, in Aus führungs formen sind die Innenelektroden
107 und 108 jeweils mit nur einer Via-Elektrode mit dem zuge¬ hörigen Anschlusskontakt elektrisch gekoppelt.
Die keramischen Schichten 102, 103 und 104 weisen in Ausfüh- rungsformen das gleiche Keramikmaterial auf. In weiteren Aus¬ führungsformen weisen die keramischen Schichten 102, 103, 104 zueinander verschiedene Keramikmaterialien auf. Weiterhin können Teile des Schichtstapels 101 das gleiche Keramikmate¬ rial aufweisen, beispielsweise die Schichten 102 und 104, und ein weiterer Teil des Schichtstapels eine dazu verschiedene Keramik, beispielsweise die Schicht 103.
Figur 2 zeigt eine weitere Aus führungs form des Bauelements 100. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 sind die Anschlusskontakte 105 und 106 auf einer gemeinsamen Oberfläche 113 des Schichtstapels 101 angeordnet. Zudem sind die Innenelektroden 107 und 108 jeweils über eine einzige Via-Elektrode 109 beziehungsweise 111 mit je einer der An¬ schlusskontakte 105, 106 elektrisch gekoppelt.
Da die Innenelektroden 107 und 108, die den aktiven Bereich des Bauteils 100 kontaktieren, im Inneren des Schichtstapels 101 angeordnet sind, können einseitig kontaktierbare Bauteile ausgebildet werden. Eine einzige flächig ausgebildete Haupt¬ fläche der keramischen Schicht 102 weist zwei Anschlusskontakte 105 und 106 auf. Beginnend bei dem Anschlusskontakt 106 erstreckt sich die Via-Elektrode 110 durch die keramische Schicht 102 bis zu der Innenelektrode 107 und koppelt diese elektrisch mit dem Anschlusskontakt 106. Beginnend bei dem Anschlusskontakt 105 erstreckt sich die Via-Elektrode 109 durch die keramische Schicht 102 und die keramische Schicht 103 bis zu der Innenelektrode 108 und koppelt diese elekt- risch an den Anschlusskontakt 105. In Projektion in Stapelrichtung überlappen sich die Innenelektroden 107 und 108 zum Teil und weisen jeweils einen weiteren Teil auf, der nicht überlappt. Solche einseitig kontaktierbaren Bauelemente sind beispielsweise gut mit Leiterplatten koppelbar.
Figur 3 zeigt eine weitere Aus führungs form des Bauelements 100. Wie in dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 sind die Anschlusskontakte 105 und 106 auf einer einzigen Seite des Schichtstapels angeordnet. Im Unterschied zu den bisherigen Ausführungsbeispielen sind die beiden Innenelektroden 107 und 108 zwischen den gleichen keramischen Schichten 102 und 103 angeordnet. Die Innenelektroden 107 und 108 sind in der glei¬ chen Ebene des Schichtstapels angeordnet und weisen in Pro¬ jektion in Stapelrichtung keine überlappenden Bereiche auf. Die Via-Elektroden 109 und 110 zur elektrischen Kontaktierung der Innenelektroden 107 beziehungsweise 108 mit dem jeweils zugehörigen Anschlusskontakt 105 beziehungsweise 106 erstre¬ cken sich jeweils lediglich durch die keramische Schicht 102. Zwischen den keramischen Schichten 103 und 104 ist eine wei- tere Innenelektrode 115 angeordnet, die nicht nach außerhalb des Bauelements kontaktiert ist. Eine solche Innenelektrode wird auch schwimmende Elektrode (floating electrode) genannt. Figur 4 zeigt eine weitere Aus führungs form des Bauelements 100 vergleichbar mit der Aus führungs form der Figur 1, bei dem ein Teil 116 des Schichtstapels 101 entfernt wurde. Durch das Entfernen des Teils 116 des Schichtstapels 101 wird eine Feineinstellung der elektrischen Eigenschaften des Bauelements 100, beispielsweise des elektrischen Widerstands, durchgeführt. Insbesondere wird der Teil 116 durch ein Ab¬ schleifen des Schichtstapels 101 quer zur Stapelrichtung durchgeführt .
Da in dem Bereich 116, der zur Abstimmung der elektrischen Eigenschaften auf vorgegebene Werte entfernt wird lediglich Innenelektroden angeordnet sind aber keine Außenelektrode, ist die Abstimmung auf die vorgegebenen Eigenschaften präzise möglich. Durch eine Verkleinerung mindestens einer der Innen- elektroden ist der Widerstand des Bauelements 100 einstell¬ bar. Durch den Abschleifprozess wird möglichst kein leitfähi¬ ges Material, beispielsweise Material der Innenelektroden 107, 108, verschmiert und dadurch ist die Genauigkeit der Ab¬ stimmung hoch.
Das Abschleifen des Bereichs 116 erfolgt insbesondere nach der Fertigstellung des Bauelements also nachdem die keramischen Schichten 102, 103 und 104 abwechselnd mit den Innenelektroden 107 und 108 aufeinander aufgeschichtet wurden, die Via-Elektroden ausgebildet, beispielsweise eingestanzt und mit elektrisch leitfähigem Material gefüllt wurden, und die Anschlusskontakte 105 und 106 aufgebracht wurden. Das Bauele¬ ment kann daraufhin einem Test unterzogen werden und bei Abweichungen der elektrischen Eigenschaften von den vorgegebe- nen Werten der Bereich 116 in Abhängigkeit der Abweichung von dem Schichtstapel 101 entfernt werden, um den vorgegebenen Wert der elektrischen Eigenschaft präzise einzustellen. In Aus führungs formen wird die Seitenfläche 118, insbesondere werden die nach dem Abschleifen freiliegenden Enden der Innenelektroden 107 und 108, versiegelt, um die Kurzschlussge¬ fahr zu reduzieren beziehungsweise zu verhindern und das Bau¬ element vor Umwelteinflüssen zu schützen.

Claims

Keramisches Vielschichtbauelement, umfassend:
- einen Schichtstapel (101), der eine Mehrzahl von keramischen Schichten (102, 103, 104) umfasst,
- einen ersten (105) und einen zweiten (106) Anschlusskontakt,
- eine erste (107) und eine zweite (108) Innenelektrode, die jeweils zwischen zwei Schichten (102, 103; 103, 104) des Schichtstapels (101) angeordnet sind,
- eine erste Via-Elektrode (109) zur elektrischen Kopp¬ lung des ersten Anschlusskontakts (105) mit der ersten Innenelektrode (107) und eine zweite Via-Elektrode (110) zur elektrischen Kopplung (106) des zweiten Anschlusskontakts mit der zweiten Innenelektrode (108) .
Keramisches Vielschichtbauelement nach Anspruch 1, bei dem die der erste Anschlusskontakt (105) an einer Ober¬ fläche (113) des Schichtstapels angeordnet ist und der zweite Anschlusskontakt (106) an einer gegenüberliegenden Oberfläche (114) angeordnet ist und bei dem jeweils eine Fläche der Anschlusskontakte (105, 106) kleiner als die jeweilige Oberfläche (113, 114) ist, an der sie an¬ geordnet sind.
Keramisches Vielschichtbauelement nach Anspruch 1, bei dem der erste (105) und der zweite (106) Anschlusskontakt an einer gemeinsamen Oberfläche (113) des Schicht¬ stapels angeordnet sind und bei dem die zusammengenomme¬ ne Fläche der beiden Anschlusskontakte (105, 106) klei¬ ner als die Oberfläche (113) ist, an der sie angeordnet sind . Keramisches Vielschichtbauelement nach einem der Ansprü¬ che 1 bis 3, bei dem die Innenelektroden (107, 108) jeweils in Projektion in Stapelrichtung kleiner sind als die Projektion des Schichtstapels (101) .
Keramisches Vielschichtbauelement nach einem der Ansprü¬ che 1 bis 4, bei dem die Innenelektroden (107, 108) jeweils an zwei gegenüberliegenden Hauptflächen in Kontakt mit jeweils einer der keramischen Schichten (102, 103, 104) sind.
Keramisches Vielschichtbauelement nach einem der Ansprü¬ che 1 bis 5, das eine dritte Innenelektrode (115) um- fasst .
Keramisches Vielschichtbauelement nach einem der Ansprü¬ che 1 bis 6, das als Thermistor ausgeführt ist.
Keramisches Vielschichtbauelement nach einem der Ansprü¬ che 1 bis 7, das als bedrahtetes Bauelement ausgeführt ist .
Keramisches Vielschichtbauelement nach einem der Ansprü¬ che 1 bis 8, das zumindest einen Anschlussdraht (119) aufweist, welcher mit einem der Anschlusskontakte (105, 106) verbunden ist.
Verfahren zur Herstellung eines keramischen Vielschicht- bauelements, umfassend:
- Bereitstellen zumindest einer ersten keramischen
Schicht (102) ,
- Aufbringen einer ersten Innenelektrode (107) auf die zumindest eine erste keramische Schicht (102), - Aufbringen zumindest einer zweiten keramischen Schicht
(103) auf die erste Innenelektrode (107),
- Aufbringen einer zweiten Innenelektrode (108) auf die zumindest eine zweite keramische Schicht (103),
- Aufbringen zumindest einer dritten keramischen Schicht
(104) auf die zweite Innenelektrode (108),
- Ausbilden einer ersten Via-Elektrode (109) zu der ersten Innenelektrode (107),
- Ausbilden einer zweiten Via-Elektrode (110) zu der zweiten Innenelektrode (108),
- Anordnen von je einem Anschlusskontakt (105, 106) der ersten (109) und der zweiten Via-Elektrode (110), so dass die Innenelektroden (107, 108) jeweils elektrisch kontaktierbar sind.
Verfahren nach Anspruch 10, umfassend:
- Ausbilden der ersten Via-Elektrode (109) durch die zumindest eine erste keramische Schicht (102) zu der ers¬ ten Innenelektrode (107),
- Ausbilden der zweiten Via-Elektrode (110) durch die zumindest eine dritte keramische Schicht (104) zu der zweiten Innenelektrode (108) .
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, bei dem das Einbringen der Via-Elektroden (104, 105) umfasst:
- jeweils Stanzen von Ausnehmungen in die keramischen Schichten (102, 104) ,
- Füllen der Ausnehmungen mit einem elektrisch leitfähigen Material .
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, umfassend
- Entfernen eines Teils (116) des Schichtstapels (101) nach dem Anordnen der Anschlusskontakte (105, 106) in Abhängigkeit einer vorgegebenen Eigenschaft des Bauele¬ ments .
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