EP3350819A1 - Elektronisches bauelement und elektronische signalverarbeitungseinheit mit einem solchen bauelement - Google Patents

Elektronisches bauelement und elektronische signalverarbeitungseinheit mit einem solchen bauelement

Info

Publication number
EP3350819A1
EP3350819A1 EP16756607.4A EP16756607A EP3350819A1 EP 3350819 A1 EP3350819 A1 EP 3350819A1 EP 16756607 A EP16756607 A EP 16756607A EP 3350819 A1 EP3350819 A1 EP 3350819A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
base plate
component
coupling plate
strips
electrical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP16756607.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Borys Vorotnikov
Oleksander RUBAN
Mykola SHEVELOV
Stefan Freisleben
Georgiy Sevskiy
Patric Heide
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SnapTrack Inc
Original Assignee
SnapTrack Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SnapTrack Inc filed Critical SnapTrack Inc
Publication of EP3350819A1 publication Critical patent/EP3350819A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

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
    • H01G4/38—Multiple capacitors, i.e. structural combinations of fixed capacitors
    • 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
    • H01G4/38—Multiple capacitors, i.e. structural combinations of fixed capacitors
    • H01G4/385—Single unit multiple capacitors, e.g. dual capacitor in one coil
    • 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
    • H01G4/002—Details
    • H01G4/005—Electrodes
    • H01G4/01—Form of self-supporting electrodes
    • 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
    • H01G4/002—Details
    • H01G4/228—Terminals
    • 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
    • H01G4/002—Details
    • H01G4/228—Terminals
    • H01G4/252—Terminals the terminals being coated on the capacitive element
    • 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
    • H01G4/002—Details
    • H01G4/018—Dielectrics
    • H01G4/06—Solid dielectrics
    • H01G4/08—Inorganic dielectrics
    • H01G4/12—Ceramic dielectrics
    • H01G4/1209—Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material
    • 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
    • H01G4/002—Details
    • H01G4/018—Dielectrics
    • H01G4/06—Solid dielectrics
    • H01G4/08—Inorganic dielectrics
    • H01G4/12—Ceramic dielectrics
    • H01G4/1209—Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material
    • H01G4/1254—Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material based on niobium or tungsteen, tantalum oxides or niobates, tantalates

Definitions

  • the invention relates to an electronic component which has at least a first and a second base plate and a coupling plate, wherein between the first base plate and the coupling plate, a first electrical capacitance
  • a second electrical capacitance is formed, so that the first and the second electrical capacitance form a series electrical capacitance between the first and the second base plate.
  • Electronic components of this type are widely used as so-called cascaded capacitor components in electronic signal processing units, such as
  • Example SAW or BAW filter SAW means Surface Acoustic Wave
  • BAW Bulk Acoustic Wave
  • signal extractor SAW or BAW filter
  • multiplexer SAW or BAW filter
  • capacitor components can be used for both
  • a short circuit between individual components of the device come.
  • Such a short circuit can occur in very small affected areas on the device, but have significant effects.
  • a short circuit can lead to one of the two capacitances being short-circuited in the case of two capacitors connected in series in a component of the type described above.
  • the problem with such short circuits is that the total capacitance of the device
  • Capacity value of the series capacity is doubled. Such capacity changes can lead to a significant
  • Coupling plate is divided into a plurality of mutually contactless strips such that the first and the second electrical capacitance each in a plurality of
  • Strip is divided, affects a short circuit in a small area on the coupling plate only on one or only a few strips. This means that only one or a few elementary capacities between the coupling plate and the first or the second base plate are short-circuited. Thus, only the capacitance value of one or less elementary series capacitances changes along one or fewer strips of the coupling plate. As a result, the total capacitance value of the electronic component is subject to only very small changes. In this way, a short circuit in a small area on the component has little effect on the functionality and the
  • the overall quality and quality of the device can be dramatically improved without costly changes in the
  • the strips of the coupling plate extend in their longitudinal direction such that they each with both a part of the first base plate and with a part of the second base plate to form the
  • the strips of the coupling plate - in the context of production tolerated deviations - identical dimensioned, so have a uniform length and width.
  • the elementary capacitances formed on each strip between the first and the second base plate and the coupling plate are dimensioned substantially identical. This has the effect of causing a short circuit on a strip of the coupling plate almost
  • the distance between each two strips of the coupling plate is at least one
  • the width of a strip is 15 ym, while the distance between each two strips is only 1 ym.
  • Such a dimensioning has the advantage that the distribution of the coupling plate in the plurality of strips has only a very small effect on the dimensions of the entire component and they can be virtually unchanged compared to conventional components.
  • the device is in
  • Base plate form a lower layer
  • the coupling plate forms an upper layer and between the lower and upper layer, an intermediate layer is formed.
  • the first and second base plate and the coupling plate made of electrically conductive material, wherein the intermediate layer is a dielectric.
  • the intermediate layer may be a silicon oxide, for example silicon dioxide (SiO 2 ).
  • materials such as lithium niobate (Li bOs) or lithium tantalate (Li aOs) come into consideration. Other materials are also conceivable depending on the design and application of the device.
  • Signal processing unit as SAW or BAW filter
  • Figure 1A is a schematic plan view of a
  • FIG. 1B shows the plan view according to FIG
  • FIG. 2A shows a sectional view of the component according to FIG. 1A along the section axis S-S
  • FIG. 2B shows a sectional view of the component according to FIG. 1B along the section axis SS
  • FIG. 3A shows an equivalent circuit diagram of the component according to FIGS. 1A and 2A
  • FIG. 3B shows an equivalent circuit diagram of the component according to FIGS.
  • FIGS. 1B and 2B are identical to FIGS. 1B and 2B.
  • Figure 4A is a schematic plan view of a
  • FIG. 4B shows the plan view according to FIG. 4A when occurring
  • FIG. 5A shows a sectional view of the component according to FIG. 4A along the section axis S-S
  • FIG. 5B shows a sectional view of the component according to FIG. 4B along the section axis S-S
  • FIG. 6A shows an equivalent circuit diagram of the component according to FIGS.
  • FIG. 6B shows an equivalent circuit diagram of the component according to FIGS.
  • FIG. 1A shows an electronic component 1 according to the prior art.
  • the component 1 has a first
  • connection contact established which here as the output 5 of Component 1 acts.
  • the component 1 can be electrically contacted in an electronic circuit with other components.
  • the device 1 is a capacitor component with a series capacitance between the first and the second
  • Base plate 2a and 2b executed. Concretely, a first electrical capacitance C1 is formed between the first base plate 2a and the coupling plate 3 and a second electrical capacitance C2 is formed between the second base plate 2b and the coupling plate 3 (see the schematic illustration in FIG. 2A).
  • the first and second electric capacitances Cl and C2 constitute a series electric capacity Cs between the first and second base plates 2a and 2b. This electrical behavior of the device 1 is also in
  • Capacities C 1 and C 2 have the same dimensions and in each case have the capacitance value C, then the electrical series capacitance Cs is calculated in circuit terms as follows:
  • the device 1 is designed in a multi-layer construction, wherein the first and second base plates 2a and 2b, a lower
  • the coupling plate 3 forms an upper layer and between the lower and upper layer a
  • Intermediate layer 7 is formed (see structure in Figure 2A).
  • the first and second base plates 2a and 2b and the coupling plate 3 are made of electrically conductive material.
  • the intermediate layer 7 is a dielectric.
  • the intermediate layer 7 may be, for example, a silicon oxide, for example silicon dioxide (Si0 2 ). Further come as
  • LiNbOs interlayer lithium niobate
  • Li aOs lithium tantalate
  • FIG. 1B shows the component 1 according to the structure from FIG. 1A, wherein in the region of the second base plate 2b
  • Such a short circuit K can, for example, during production due to manufacturing
  • Figure 4A shows a possible embodiment of an electronic component 1 according to the invention.
  • the component 1 has essentially the same structure as the component 1 according to FIG. 1A.
  • Divided strip 6 which is in a longitudinal direction with of the length L so as to extend between the first and second base plates 2a and 2b, that the strips 6 are respectively formed with both a part of the first base plate 2a and a part of the second base plate 2b to form
  • the strips 6 fulfill a functionality comparable to the coupling plate 3 according to FIG. 1A.
  • All strips 6 (five strips are arranged in the embodiment according to FIG. 4A) together form one
  • a plurality of parallel connected electrical elementary series capacitances Cse as the equivalent circuit diagram in Figure 6A shows. With five strips 6, this results in five elementary series capacitances Cse connected in parallel. If, in addition, a capacitance value C is assumed for the total electrical capacitance between the strips 6 and the first base plate 2a or between the strips 6 and the second base plate 2b, the value is one
  • the strips 6 have a predetermined length L and a predetermined width B and are arranged contactlessly at a respective distance A in such a way that their functionality replicates the coupling plate 3 according to FIG. 1A.
  • the distance A between each two strips 6 may, for example, be at least an order of magnitude smaller than the width B of a respective strip 6.
  • the strips 6 have, for example, a width B of 15 ym, while the distance A is 1 ym.
  • Other dimensions and dimensions are of course conceivable depending on the application. Due to such dimensioning, the outer dimensions of the component 1 remain substantially unchanged in comparison to the embodiment according to FIG. 1A.
  • Figure 4B shows the device 1 according to Figure 4A, an electrical short circuit occurs at a specific strip 6 ⁇ K between the strip 6 ⁇ and the second base plate 2b. Due to the short circuit K is thus the
  • the total capacitance of the component 1 can be calculated in the case of the short circuit K according to FIG. 4B and FIG. 5B to:
  • the total capacity is generally calculated as:
  • the total capacitance Cs for a component 1 according to the embodiment in FIG. 4A changes only negligibly in the case of a single short circuit according to FIG. 4B in comparison to the total capacitance without short circuit. Due to simple modifications of the coupling plate 3 by division into a plurality of strips 6 can thus one
  • a component 1 instead of two base plates 2a and 2b, for example, four, six, eight or any even number
  • Coupling plates 3 are advantageous as explained to Figure 4A, divided into a plurality of strips 6.
  • Signal processing units for example, as SAW or BAW filter, signal extractor, multiplexer,
  • Radiofrequency modules or a combination thereof are executed. All illustrated embodiments are chosen by way of example only.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
  • Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Bauelement (1) mit einer ersten und zweiten Basisplatte (2a, 2b) sowie einer Koppelplatte (3), wobei die Koppelplatte (3) in eine Mehrzahl (N) von zueinander kontaktlosen Streifen (6) aufgeteilt ist und wobei sich die Streifen der Koppelplatte in ihrer Längsrichtung (L) derart erstrecken, dass sie jeweils sowohl mit einem Teil der ersten Basisplatte (2a) als auch mit einem Teil der zweiten Basisplatte (2b) zur Bildung elektrischer Elementar-Kapazitäten (Ce) in Deckung sind. Vermittels der Streifen (6) sind eine Mehrzahl (N) parallel geschalteter elektrischer Elementar-Serienkapazitäten (Cse) zwischen der ersten und der zweiten Basisplatte (2a, 2b) gebildet. Auf diese Weise wirkt sich ein Kurzschluss (K) an einem spezifischen Streifen (6') nur unwesentlich auf eine Änderung der gesamten Serienkapazität (Cs) am Bauelement (1) aus.

Description

Beschreibung
Elektronisches Bauelement und elektronische
Signalverarbeitungseinheit mit einem solchen Bauelement
Die Erfindung betrifft ein elektronisches Bauelement, welches zumindest eine erste und eine zweite Basisplatte sowie eine Koppelplatte aufweist, wobei zwischen der ersten Basisplatte und der Koppelplatte eine erste elektrische Kapazität
gebildet ist und zwischen der zweiten Basisplatte und der
Koppelplatte eine zweite elektrische Kapazität gebildet ist, so dass die erste und die zweite elektrische Kapazität eine elektrische Serienkapazität zwischen der ersten und der zweiten Basisplatte bilden.
Elektronische Bauelemente dieser Art finden als so genannte kaskadierte Kondensator-Bauelemente weit verbreitet Anwendung in elektronischen Signalverarbeitungseinheiten, wie zum
Beispiel SAW- oder BAW-Filter (SAW bedeutet Surface Acoustic Wave; BAW bedeutet Bulk Acoustic Wave) , Signalextrahierer, Multiplexer, Radiofrequenz- (RF-) beziehungsweise
Hochfrequenz-Module und so weiter.
Während der Herstellung von derartigen kaskadierten
Kondensator-Bauelementen kann es verfahrensbedingt zur
Bildung eines Kurzschlusses zwischen einzelnen Komponenten des Bauelementes kommen. Ein solcher Kurzschluss kann in sehr kleinen betroffenen Bereichen am Bauelement auftreten, jedoch signifikante Auswirkungen haben. So kann ein Kurzschluss z.B. dazu führen, dass bei zwei seriell verschalteten Kapazitäten in einem Bauelement der oben erläuterten Art eine der beiden Kapazitäten kurzgeschlossen wird. Das Problem bei derart auftretenden Kurzschlüssen besteht darin, dass der Gesamtkapazitätswert des Bauelements
signifikant verändert wird. Bei einem Kurzschluss einer von zwei gleich dimensionierten Kapazitäten einer Serienkapazität kann dies beispielsweise dazu führen, dass der gesamte
Kapazitätswert der Serienkapazität verdoppelt wird. Derartige Kapazitätsveränderungen können zu einer signifikanten
Verschlechterung der Bauteilperformanz führen und schließlich den Ausfall der gesamten Komponente zum Ergebnis haben.
Bisher wurde einer derartigen Problematik mit technologischen Verbesserungen des Herstellungsverfahrens beziehungsweise der Prozessqualität begegnet. Derartige Ansätze bringen jedoch enorme Investitionen mit sich und beugen einer Gefahr von Kurzschlüssen an den Bauelementen mit den erläuterten
Konsequenzen nur bedingt vor.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, elektronische Bauelemente der oben erläuterten Art auf einfache und dennoch wirksame Weise vor signifikanten Auswirkungen einer
Kurzschlussbildung am Bauelement zu schützen beziehungsweise die Auswirkungen einer Kurzschlussbildung drastisch zu reduzieren . Diese Aufgabe wird durch ein elektronisches Bauelement der eingangs erläuterten Art dadurch gelöst, dass die
Koppelplatte in eine Mehrzahl von zueinander kontaktlosen Streifen derart aufgeteilt ist, dass die erste und die zweite elektrische Kapazität jeweils in eine Mehrzahl von
elektrischen Elementar-Kapazitäten aufgeteilt sind und vermittels der Streifen eine Mehrzahl parallel geschalteter elektrischer Elementar-Serienkapazitäten zwischen der ersten und der zweiten Basisplatte gebildet sind. Der Vorteil eines derart ausgebildeten Bauelements besteht darin, dass ein Kurzschluss in einem relativ kleinen Bereich des Bauteils wesentlich geringere Auswirkungen hat als bei herkömmlichen Bauelementen dieser Art. Dadurch, dass die Koppelplatte in eine Mehrzahl von zueinander kontaktlosen
Streifen aufgeteilt ist, wirkt sich ein Kurzschluss in einem kleinen Bereich an der Koppelplatte lediglich auf einen oder nur wenige Streifen aus. Das bedeutet, dass auch nur eine oder wenige Elementar-Kapazitäten zwischen der Koppelplatte und der ersten oder der zweiten Basisplatte kurzgeschlossen sind. Somit verändert sich lediglich der Kapazitätswert einer oder weniger Elementar-Serienkapazitäten entlang eines oder weniger Streifen der Koppelplatte. Dies führt dazu, dass der gesamte Kapazitätswert des elektronischen Bauelements lediglich sehr kleinen Änderungen unterworfen ist. Auf diese Weise wirkt sich ein Kurzschluss in einem kleinen Bereich am Bauelement nur gering auf die Funktionalität und das
Betriebsverhalten des Bauelements aus. Der generelle Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, dass durch einfache bauliche Maßnahmen
beziehungsweise geringe Designveränderungen am Bauelement die Gesamtqualität und Güte des Bauelements drastisch verbessert werden können, ohne aufwändige Änderungen im
Herstellungsprozess des Bauelementes vornehmen zu müssen.
Gemäß einer Ausführungsform erstrecken sich die Streifen der Koppelplatte in ihrer Längsrichtung derart, dass sie jeweils sowohl mit einem Teil der ersten Basisplatte als auch mit einem Teil der zweiten Basisplatte zur Bildung der
elektrischen Elementar-Kapazitäten in Deckung sind.
Vorteilhaft sind die Streifen der Koppelplatte - im Rahmen fertigungsbedingt tolerierbarer Abweichungen - identisch dimensioniert, weisen also eine einheitliche Länge und Breite auf. Auf diese Weise sind die an jedem Streifen gebildeten Elementar-Kapazitäten zwischen der ersten beziehungsweise der zweiten Basisplatte und der Koppelplatte im Wesentlichen identisch dimensioniert. Dies hat den Effekt, dass sich ein Kurzschluss an einem Streifen der Koppelplatte nahezu
identisch auswirkt, wie ein Kurzschluss an einem anderen Streifen der Koppelplatte. Tritt ein Kurzschluss an einem Streifen der Koppelplatte auf, so sind dessen Auswirkungen absehbar und konkret berechenbar. Ferner ist denkbar, diese beispielsweise über eine Kompensationselektronik
beziehungsweise Kompensationsregelung auszugleichen.
In einer Ausführungsform ist der Abstand zwischen jeweils zwei Streifen der Koppelplatte um wenigstens eine
Größenordnung kleiner als die Breite eines jeweiligen
Streifens. Beispielsweise beträgt die Breite eines Streifens 15 ym, während der Abstand zwischen jeweils zwei Streifen lediglich 1 ym beträgt. Eine derartige Dimensionierung hat den Vorteil, dass die Aufteilung der Koppelplatte in die Mehrzahl von Streifen lediglich sehr geringe Auswirkungen auf die Dimensionen des gesamten Bauelementes hat und diese nahezu unverändert im Vergleich zu herkömmlichen Bauelementen sein können. Somit haben die Veränderungen im Design der Koppelplatte gemäß der oben erläuterten Art keine
beziehungsweise nur sehr geringe Auswirkungen auf die
Abmessungen des Bauelements.
In einer Ausführungsform ist das Bauelement in
Mehrschichtbauweise ausgeführt, wobei die erste und zweite
Basisplatte eine untere Schicht bilden, die Koppelplatte eine obere Schicht bildet und zwischen der unteren und oberen Schicht eine Zwischenschicht gebildet ist. In einer Ausführungsform sind die erste und zweite Basisplatte sowie die Koppelplatte aus elektrisch leitfähigem Material, wobei die Zwischenschicht ein Dielektrikum ist. Beispielsweise kann die Zwischenschicht ein Siliziumoxid, z.B. Siliziumdioxid (Si02) , sein. Ferner kommen Materialien wie Lithiumniobat (Li bOs) oder Lithiumtantalat (Li aOs) in Betracht. Andere Materialien sind ebenfalls je nach Auslegung und Anwendung des Bauelements denkbar.
Vorteilhaft findet das elektronische Bauelement der
erläuterten Art Anwendung in einer elektronischen
Signalverarbeitungseinheit, wobei die
Signalverarbeitungseinheit als SAW- oder BAW-Filter,
Signalextrahierer, Multiplexer, Radiofrequenz-Modul oder eine Kombination davon ausgeführt ist.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von mehreren
Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1A eine schematisierte Draufsicht auf ein
elektronisches Bauelement gemäß dem Stand der
Technik,
Figur 1B die Draufsicht gemäß Figur 1A bei auftretendem
Kurzschluss ,
Figur 2A eine Schnittansicht des Bauelements gemäß Figur 1A entlang der Schnittachse S-S
Figur 2B eine Schnittansicht des Bauelements gemäß Figur 1B entlang der Schnittachse S-S Figur 3A ein Ersatzschaltbild des Bauelements gemäß den Figuren 1A und 2A,
Figur 3B ein Ersatzschaltbild des Bauelements gemäß den
Figuren 1B und 2B,
Figur 4A eine schematisierte Draufsicht auf eine
Ausführungsform eines elektronischen Bauelements gemäß der Erfindung,
Figur 4B die Draufsicht gemäß Figur 4A bei auftretendem
Kurzschluss ,
Figur 5A eine Schnittansicht des Bauelements gemäß Figur 4A entlang der Schnittachse S-S
Figur 5B eine Schnittansicht des Bauelements gemäß Figur 4B entlang der Schnittachse S-S
Figur 6A ein Ersatzschaltbild des Bauelements gemäß den
Figuren 4A und 5A und
Figur 6B ein Ersatzschaltbild des Bauelements gemäß den
Figuren 4B und 5B.
Figur 1A zeigt ein elektronisches Bauelement 1 gemäß dem Stand der Technik. Das Bauelement 1 weist eine erste
Basisplatte 2a und eine zweite Basisplatte 2b sowie eine Koppelplatte 3 auf. Ferner ist an der ersten Basisplatte 2a ein erster elektrischer Anschlusskontakt eingerichtet, welcher hier als Eingang 4 des Bauelements 1 fungiert. An der zweiten Basisplatte 2b ist ein zweiter elektrischer
Anschlusskontakt eingerichtet, welcher hier als Ausgang 5 des Bauelements 1 fungiert. Mit den zwei Anschlusskontakten 4 und 5 kann das Bauelement 1 in einer elektronischen Schaltung mit weiteren Komponenten elektrisch kontaktiert werden. Das Bauelement 1 ist als Kondensator-Bauelement mit einer Serienkapazität zwischen der ersten und der zweiten
Basisplatte 2a und 2b ausgeführt. Konkret ist zwischen der ersten Basisplatte 2a und der Koppelplatte 3 eine erste elektrische Kapazität Cl gebildet und zwischen der zweiten Basisplatte 2b und der Koppelplatte 3 eine zweite elektrische Kapazität C2 gebildet (siehe die schematische Andeutung in Figur 2A) . Die erste und die zweite elektrische Kapazität Cl und C2 bilden eine elektrische Serienkapazität Cs zwischen der ersten und der zweiten Basisplatte 2a und 2b. Dieses elektrische Verhalten des Bauelements 1 ist auch im
Ersatzschaltbild gemäß Figur 3A verdeutlicht. Sind die
Kapazitäten Cl und C2 beispielsweise gleich dimensioniert und weisen jeweils den Kapazitätswert C auf, so berechnet sich die elektrische Serienkapazität Cs schaltungstechnisch zu:
Cs = C/2.
Das Bauelement 1 ist in Mehrschichtbauweise ausgeführt, wobei die erste und zweite Basisplatte 2a und 2b eine untere
Schicht bilden, die Koppelplatte 3 eine obere Schicht bildet und zwischen der unteren und oberen Schicht eine
Zwischenschicht 7 gebildet ist (siehe Aufbau in Figur 2A) . Insbesondere sind die erste und zweite Basisplatte 2a und 2b sowie die Koppelplatte 3 aus elektrisch leitfähigem Material gefertigt. Die Zwischenschicht 7 ist ein Dielektrikum. Die Zwischenschicht 7 kann beispielsweise ein Siliziumoxid, zum Beispiel Siliziumdioxid (Si02) sein. Ferner kommen als
Materialien für die Zwischenschicht Lithiumniobat (LiNbOs) oder Lithiumtantalat (Li aOs) je nach Anwendung des Bauelementes 1 in Betracht.
Figur 1B zeigt das Bauelement 1 gemäß dem Aufbau aus Figur 1A, wobei im Bereich der zweiten Basisplatte 2b ein
elektrischer Kurzschluss K zwischen der Koppelplatte 3 und der zweiten Basisplatte 2b auftritt. Ein solcher Kurzschluss K kann beispielsweise fertigungsbedingt während des
Herstellungsverfahrens des Bauelementes 1 auftreten. Aufgrund des Kurzschlusses K wird die zweite elektrische Kapazität C2 zwischen der Koppelplatte 3 und der zweiten Basisplatte 2b elektrisch überbrückt, wie in den Figuren 2B und 3B
veranschaulicht. Die gesamte Kapazität Cs wird somit
ausschließlich durch die Kapazität Cl gebildet. Vergleiche hierzu Figur 3B. Nimmt man weiterhin für die Kapazität Cl den Wert C an, so berechnet sich die gesamte Serienkapazität Cs gemäß Figur 3B nun zu Cs = C .
Aufgrund des Kurzschlusses K hat sich die Gesamtkapazität Cs somit im Vergleich zur Konstellation gemäß den Figuren 1A, 2A und 3A verdoppelt. Die Kapazität Cs des Bauelements 1 hat sich somit aufgrund des Kurzschlusses K, wie in den Figuren 1B, 2B und 3B dargestellt, signifikant verändert. Eine derartige Veränderung kann eine deutliche Verschlechterung der Bauteilperformanz bis hin zum Ausfall des gesamten
Bauelements 1 zur Folge haben.
Zur Umgehung einer derartigen Problematik zeigt Figur 4A eine mögliche Ausführungsform eines elektronischen Bauelements 1 gemäß der Erfindung. Das Bauelement 1 ist im Wesentlichen gleich aufgebaut wie das Bauelement 1 gemäß Figur 1A.
Allerdings ist die Koppelplatte 3 in eine Mehrzahl von
Streifen 6 aufgeteilt, welche sich in einer Längsrichtung mit der Länge L derart zwischen der ersten und zweiten Basisplatte 2a und 2b erstrecken, dass die Streifen 6 jeweils sowohl mit einem Teil der ersten Basisplatte 2a als auch mit einem Teil der zweiten Basisplatte 2b zur Bildung von
elektrischen Kapazitäten in Deckung sind. Auf diese Weise erfüllen die Streifen 6 eine Funktionalität vergleichbar zur Koppelplatte 3 gemäß Figur 1A.
Im Unterschied zur Ausführung des Bauelements 1 gemäß Figur 1A sind jedoch an jedem Streifen 6 jeweils bezüglich der ersten und zweiten Basisplatte 2a und 2b elektrische
Elementar-Kapazitäten Ce ausgebildet, wobei jeweils zwei Elementar-Kapazitäten Ce eine elektrische Elementar- Serienkapazität Cse entlang eines jeweiligen Streifens 6 zwischen der ersten und der zweiten Basisplatte 2a und 2b bilden. Siehe hierzu auch die Schnittansicht in Figur 5A entlang der Schnittachse S-S λ aus Figur 4A.
Sämtliche Streifen 6 (im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4A sind fünf Streifen eingerichtet) bilden zusammen eine
Mehrzahl parallel geschalteter elektrischer Elementar- Serienkapazitäten Cse, wie das Ersatzschaltbild in Figur 6A zeigt. Bei fünf Streifen 6 ergeben sich somit fünf parallel geschaltete Elementar-Serienkapazitäten Cse. Nimmt man weiterhin für die gesamte elektrische Kapazität zwischen den Streifen 6 und der ersten Basisplatte 2a beziehungsweise zwischen den Streifen 6 und der zweiten Basisplatte 2b jeweils einen Kapazitätswert C an, so beträgt der Wert einer
Elementar-Kapazität Ce den Wert Ce = wobei N die Anzahl der Streifen 6 (im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4A N = 5) angibt. Eine Elementar-Serienkapazität Cse entlang eines Streifens 6 hat somit den Wert:
Cse = Ce/2. Die gesamte Serienkapazität Cs des Bauelements 1, welche sich aus der Summe der parallel geschalteten Elementar- Serienkapazitäten Cse zusammensetzt, kann somit
schaltungstechnisch berechnet werden zu:
Cs =N x Ce/2.
Setzt man den obigen Wert für die Elementarkapazität Ce ein, so ergibt sich analog zu den Erläuterungen gemäß Figur 3A für die gesamte Serienkapazität Cs der Wert:
es = c/2.
Die Streifen 6 weisen eine vorbestimmte Länge L und eine vorbestimmte Breite B auf und sind zueinander kontaktlos in einem jeweiligen Abstand A derart angeordnet, dass sie in ihrer Funktionalität die Koppelplatte 3 gemäß Figur 1A nachbilden. Der Abstand A zwischen jeweils zwei Streifen 6 kann beispielsweise um wenigstens eine Größenordnung kleiner sein als die Breite B eines jeweiligen Streifens 6. Konkret weisen die Streifen 6 beispielsweise eine Breite B von 15 ym auf, während der Abstand A 1 ym beträgt. Andere Abmessungen und Dimensionierungen sind natürlich je nach Anwendungsfall denkbar. Aufgrund einer derartigen Dimensionierung bleiben die äußeren Abmessungen des Bauteils 1 im Wesentlichen unverändert im Vergleich zur Ausführungsform gemäß Figur 1A. Trotz des modifizierten Designs der in Streifen 6
aufgeteilten Kontaktplatte 3 bleiben die Dimensionierungen des elektronischen Bauelements 1 somit nahezu unverändert zu herkömmlichen Designs.
Figur 4B zeigt das Bauelement 1 gemäß Figur 4A, wobei an einem spezifischen Streifen 6λ ein elektrischer Kurzschluss K zwischen dem Streifen 6λ und der zweiten Basisplatte 2b auftritt. Aufgrund des Kurzschlusses K wird somit die
Elementarkapazität Ce zwischen dem Streifen 6λ und der zweiten Basisplatte 2b elektrisch überbrückt, wie die
Schnittansicht in Figur 5B entlang der Schnittachse S-S λ gemäß Figur 4B und auch das Ersatzschaltbild in Figur 6B zeigt .
Die Aufteilung der Kontaktplatte 3 in die Mehrzahl von
Streifen 6 hat den Vorteil, dass aufgrund des Kurzschlusses K, der lediglich den spezifischen Streifen 6λ betrifft, nur eine einzelne Elementar-Kapazität Ce am spezifischen Streifen 6λ überbrückt wird (siehe Figur 6B) . Somit erhöht sich lediglich entlang einer einzelnen Elementar-Serienkapazität Cse am spezifischen Streifen 6λ der Kapazitätswert von Cse = auf Cse = Ce . Alle übrigen Elementar-Serienkapazitäten Cse sind weiterhin elektrisch aus der Parallelschaltung von zwei Elementar-Kapazitäten Ce gebildet und weisen jeweils den unveränderten Wert Cse = auf. Die gesamte Kapazität des Bauteils 1 kann im Falle des Kurzschlusses K gemäß Figur 4B und Figur 5B berechnet werden zu:
Cs = (N- 1) Ce/2 + Ce.
Im Falle mehrerer Kurzschlüsse der Anzahl K berechnet sich die gesamte Kapazität allgemein zu:
Cs = (N- K)Ce/2 + CeK. Setzt man für die Konstellation gemäß Figur 4B und 5B für eine Elementar-Kapazität Ce wiederum an Ce = , so ergibt sich für die Gesamtkapazität gemäß dem Ersatzschaltbild in Figur 6B der Wert:
Bei N = 5 Streifen 6 ändert sich somit im einzelnen
Kurzschlussfall wie in den Figuren 4B, 5B und 6B dargestellt, die gesamte Kapazität im Vergleich zur Konstellation gemäß den Figuren 4A, 5A und 6A von Cs = C/2 auf Cs = C/2 + C/l0-
Auf diese Weise verändert sich die Gesamtkapazität Cs bei einem Bauelement 1 gemäß der Ausführung in Figur 4A bei einem einzelnen Kurzschluss gemäß Figur 4B nur unwesentlich im Vergleich zur Gesamtkapazität ohne Kurzschluss. Aufgrund einfacher Modifikationen der Koppelplatte 3 durch Aufteilung in eine Mehrzahl von Streifen 6 kann somit einer
Kurzschlussproblematik am Bauelement 1 auf einfache, aber dennoch wirkungsvolle Weise begegnet werden. Im Falle eines Kurzschlusses verändert sich die Gesamtkapazität nur leicht, so dass die Bauteilperformanz erhalten bleibt. In nicht dargestellten Ausführungsformen kann ein Bauelement 1 anstelle von zwei Basisplatten 2a und 2b beispielsweise vier, sechs, acht oder eine beliebige gerade Anzahl an
Basisplatten aufweisen, welche seriell über entsprechende Koppelplatten 3 verschaltet sind, welche jeweils zu zwei Basisplatten in Deckung sind, so dass sich entsprechende
Kapazitäten Cl und C2 zwischen einer jeweiligen Koppelplatte und entsprechenden Basisplatten einstellen. Sämtliche
Koppelplatten 3 sind vorteilhaft wie zu Figur 4A erläutert, in eine Mehrzahl von Streifen 6 aufgeteilt.
Elektronische Bauelemente 1 der erläuterten Art finden vorteilhaft Anwendung in elektronischen
Signalverarbeitungseinheiten, welche beispielsweise als SAW- oder BAW-Filter, Signalextrahierer, Multiplexer,
Radiofrequenz-Module oder eine Kombination davon ausgeführt sind . Sämtliche dargestellten Ausführungsformen sind lediglich beispielhaft gewählt.
Bezugs zeichenliste
1 elektronisches Bauelement
2a, 2b Basisplatten
3 Koppelplatte
4 Eingang
5 Ausgang
6 Streifen der Koppelplatte
6 λ spezifischer Streifen der Koppelplatte
7 Zwischenschicht
A Abstand
B Breite eines Streifens
Cl, C2 erste/zweite Kapazität
Cs Serienkapazität
Ce Elementar-Kapazität
Cse Elementar-Serienkapazität
K Kurzschluss-Pfad
L Länge eines Streifens
N Anzahl der Streifen
s-s λ Schnittachse

Claims

Patentansprüche
1. Elektronisches Bauelement (1) zumindest aufweisend eine erste und eine zweite Basisplatte (2a, 2b) sowie eine
Koppelplatte (3) , wobei zwischen der ersten Basisplatte (2a) und der Koppelplatte (3) eine erste elektrische Kapazität (Cl) gebildet ist und zwischen der zweiten Basisplatte (2b) und der Koppelplatte (3) eine zweite elektrische Kapazität (C2) gebildet ist, so dass die erste und die zweite
elektrische Kapazität (Cl, C2) eine elektrische
Serienkapazität (Cs) zwischen der ersten und der zweiten Basisplatte (2a, 2b) bilden,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Koppelplatte (3) in eine Mehrzahl (N) von zueinander kontaktlosen Streifen (6) derart aufgeteilt ist, dass die erste und die zweite elektrische Kapazität (Cl, C2) jeweils in eine Mehrzahl (N) von elektrischen Elementar-Kapazitäten (Ce) aufgeteilt sind und vermittels der Streifen (6) eine Mehrzahl (N) parallel geschalteter elektrischer Elementar- Serienkapazitäten (Cse) zwischen der ersten und der zweiten Basisplatte (2a, 2b) gebildet sind.
2. Elektronisches Bauelement (1) nach Anspruch 1, wobei sich die Streifen (6) der Koppelplatte (3) in ihrer
Längsrichtung (L) derart erstrecken, dass sie jeweils sowohl mit einem Teil der ersten Basisplatte (2a) als auch mit einem Teil der zweiten Basisplatte (2b) zur Bildung der
elektrischen Elementar-Kapazitäten (Ce) in Deckung sind.
3. Elektronisches Bauelement (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Abstand (A) zwischen jeweils zwei Streifen (6) der Koppelplatte (3) um wenigstens eine Größenordnung kleiner ist als die Breite (B) eines jeweiligen Streifens (6) .
4. Elektronisches Bauelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Bauelement (1) in Mehrschichtbauweise ausgeführt ist, wobei die erste und zweite Basisplatte (2a, 2b) eine untere Schicht bilden, die Koppelplatte (3) eine obere Schicht bildet und zwischen der unteren und oberen Schicht eine Zwischenschicht (7) gebildet ist.
5. Elektronisches Bauelement (1) nach Anspruch 4, wobei die erste und zweite Basisplatte (2a, 2b) sowie die Koppelplatte (3) aus elektrisch leitfähigem Material sind und die
Zwischenschicht (7) ein Dielektrikum ist.
6. Elektronische Signalverarbeitungseinheit, aufweisend wenigstens ein elektronisches Bauelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Signalverarbeitungseinheit als SAW- oder BAW-Filter, Signalextrahierer, Multiplexer,
Radiofrequenz-Modul oder eine Kombination davon ausgeführt ist .
EP16756607.4A 2015-09-14 2016-08-03 Elektronisches bauelement und elektronische signalverarbeitungseinheit mit einem solchen bauelement Withdrawn EP3350819A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015115442.0A DE102015115442A1 (de) 2015-09-14 2015-09-14 Elektronisches Bauelement und elektronische Signalverarbeitungseinheit mit einem solchen Bauelement
PCT/EP2016/068573 WO2017045836A1 (de) 2015-09-14 2016-08-03 Elektronisches bauelement und elektronische signalverarbeitungseinheit mit einem solchen bauelement

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3350819A1 true EP3350819A1 (de) 2018-07-25

Family

ID=56799409

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP16756607.4A Withdrawn EP3350819A1 (de) 2015-09-14 2016-08-03 Elektronisches bauelement und elektronische signalverarbeitungseinheit mit einem solchen bauelement

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20190252124A1 (de)
EP (1) EP3350819A1 (de)
KR (1) KR20180053675A (de)
CN (1) CN108140487A (de)
DE (1) DE102015115442A1 (de)
WO (1) WO2017045836A1 (de)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4035675A (en) * 1976-04-08 1977-07-12 University Of Illinois Foundation Capacitive tap weighted surface acoustic wave transducers
JP4654854B2 (ja) * 2005-09-13 2011-03-23 パナソニック株式会社 積層コンデンサ及びモールドコンデンサ
JP5214169B2 (ja) * 2007-05-17 2013-06-19 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置
US8125761B2 (en) * 2008-02-22 2012-02-28 Industrial Technology Research Institute Capacitor devices with co-coupling electrode planes
EP2387152A1 (de) * 2009-01-09 2011-11-16 Taiyo Yuden Co., Ltd. Filterelement, verzweigungsfilter und elektronisches gerät
DE102012108035B4 (de) * 2012-08-30 2016-06-16 Epcos Ag Kondensator mit verbessertem linearen Verhalten
US9508788B2 (en) 2013-03-13 2016-11-29 Infineon Technologies Ag Capacitors in integrated circuits and methods of fabrication thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180053675A (ko) 2018-05-23
DE102015115442A1 (de) 2017-03-30
WO2017045836A1 (de) 2017-03-23
US20190252124A1 (en) 2019-08-15
CN108140487A (zh) 2018-06-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69930680T2 (de) Laminiertes Filter
DE69513072T2 (de) Tiefpassfilter
DE69412424T2 (de) Akustisches Oberflächenwellenfilter
EP2143117B1 (de) Elektrisches vielschichtbauelement mit elektrisch nicht kontaktierter abschirmstruktur
DE3751858T2 (de) Akustische Oberflächenwellenresonatoren kombinierendes Filter
DE69028271T2 (de) Hochfrequenz-Übertragungsleitungsschaltung
DE60132401T2 (de) Tiefpassfilter
DE102015116223B4 (de) SAW-Filter mit unterdrückter Scher-Mode
DE102005025680A1 (de) Kombinierte Varistor- und LC-Filter-Vorrichtung
DE4021634A1 (de) Rauschfilter
DE2144607C3 (de) Piezoelektrischer Wandler zur Umwandlung eines elektrischen Signals in eine Oberflächenwelle
DE112016003390B4 (de) Vorrichtung für elastische Wellen
DE69823637T2 (de) Laminat-Varistor
DE69712802T2 (de) Dielektrisches Filter
DE102017108105B4 (de) Filtervorrichtung für elastische Wellen
DE2442618A1 (de) Keramischer filter, die elemente mit verteilten konstanten verwenden
DE112015004570B4 (de) Kettenfilter und Duplexer
DE102015107231B4 (de) Kaskadierter Resonator
DE112019003092T5 (de) Resonator und Filter
EP3350819A1 (de) Elektronisches bauelement und elektronische signalverarbeitungseinheit mit einem solchen bauelement
DE3750940T2 (de) Wandler.
DE112018005526B4 (de) Schallwellenvorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Schallwellenvorrichtung
DE3445017C2 (de) Breitbandige Symmetriervorrichtung
DE102004029411B4 (de) Keramischer Mehrschichtkondensator
DE1942178C3 (de) Als Kammleitungs- oder Interdigitalfüter ausgebildetes Bandpaßfilter

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20180411

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20210629

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20211110