WO2012126776A1 - Elektrisches vielschichtbauelement - Google Patents

Elektrisches vielschichtbauelement Download PDF

Info

Publication number
WO2012126776A1
WO2012126776A1 PCT/EP2012/054393 EP2012054393W WO2012126776A1 WO 2012126776 A1 WO2012126776 A1 WO 2012126776A1 EP 2012054393 W EP2012054393 W EP 2012054393W WO 2012126776 A1 WO2012126776 A1 WO 2012126776A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electrode
internal electrode
stacking direction
stack
length
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.)
Ceased
Application number
PCT/EP2012/054393
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Johann Schmidt
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.)
TDK Electronics AG
Original Assignee
Epcos AG
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 Epcos AG filed Critical Epcos AG
Publication of WO2012126776A1 publication Critical patent/WO2012126776A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • H01C7/18—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
    • H01C1/00—Details
    • H01C1/14—Terminals or tapping points specially adapted for resistors; Arrangements of terminals or tapping points on resistors
    • H01C1/146—Terminals or tapping points specially adapted for resistors; Arrangements of terminals or tapping points on resistors the resistive element surrounding the terminal
    • 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
    • H01G4/012—Form of non-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
    • H01G4/30—Stacked capacitors

Definitions

  • An electrical multilayer component with a stack of functional layers and internal electrodes arranged between them is specified.
  • external contacts may be attached to the side surfaces of the stack.
  • Such an electrical multilayer component can be designed, for example, as a multilayer resistance component, as a multilayer varistor or as a multilayer capacitor.
  • Multi-layer component in particular an interior and
  • Multi-layer component to specify, which has improved properties compared to known multilayer devices.
  • the electrical properties of multilayer components are, in addition to several other factors in particular also dependent on the geometric arrangement of the internal electrodes.
  • the thickness of the functional layers of a multilayer component such as the thickness of the dielectric
  • the variations in thickness of the functional layers affect the electrical values of the multilayer component, such as the capacitance of a multilayer capacitor or the resistance of a multilayer resistor component, such as a PTC or NTC device.
  • the electrical values of multilayer components by the production-related thickness variations of the functional layers do not deviate too much from a predetermined setpoint, that is, to avoid correspondingly wide tolerance bands, for example, films that later the functional layers of the make finished component, preselected.
  • a subsequent manufacturing processes a subsequent
  • the electrical values of a component can also be subsequently adjusted by a so-called adjustment, for example by removing parts of the multilayer component by path grinding or trimming.
  • a combination of the abovementioned possibilities of eliminating or at least reducing the disadvantages associated with the production-related thickness fluctuations of the functional layers is also customary for known production methods.
  • the inventors have found that the electrical values of a multilayer component, such as the resistance and / or the capacity of a Dahlbauele ⁇ ments, by a described herein inner electrode arrangement largely independent of thickness variations of the
  • the multilayer electrical component has a stack with functional layers and at least one first and one second inner electrode.
  • the functional layers can be dielectric
  • Capacitor designed as a varistor or as a thermistor. By their respective characteristics determine the
  • layer planes of the multilayer component are determined along the
  • Stacking direction of the functional layers are arranged one above the other.
  • the internal electrodes are in such
  • the first one is
  • Inner electrode having a first outer contact, which is arranged on a side surface of the stack, directly electrically conductively connected.
  • the second inner electrode is directly electrically conductive with a second outer contact, which is also arranged on a side surface of the stack
  • Contacting the internal electrodes serve, arranged on side surfaces of the stack.
  • the internal electrodes serve, arranged on side surfaces of the stack.
  • External contact arranged on a side surface of the stack, so extends an electrically connected directly to the external contact inner electrode up to this side surface.
  • the first and second inner electrodes have the same electrode length E.
  • electrode length E denotes the lateral extent of the first or the second inner electrode perpendicular to the layer stacking direction of the stack in the direction from the first to the second inner electrode.
  • Inner electrode in the layer stacking direction on a distance H may mean, in particular, that the first and the second inner electrodes are arranged in two different layer planes perpendicular to the layer stacking direction of the stack, wherein the two layer planes are at a distance H from each other
  • Total thickness H have. Furthermore, the first and second inner electrodes are directly adjacent to each other. In other words, the functional layer or the plurality of functional layers disposed between the first and second inner electrodes and directly adjacent to the first and second inner electrodes is free of others
  • the stack has a stack length B in the direction from the first to the second inner electrode perpendicular to the layer stacking direction.
  • Stapling length B is here the spatial extent of the stack perpendicular to the stacking direction of the stack and in
  • the staple length B is preferably limited by two opposite side surfaces of the stack.
  • Electrode length ß ' the aspect ratio a of a minimum aspect ratio and a maximum
  • Multilayer component can be achieved.
  • the first one is
  • the first inner electrode thus has no subregion, which in a mental Projection in layer stacking direction covers a portion of the second inner electrode.
  • the first inner electrode partially overlaps with the second inner electrode.
  • the first inner electrode has at least one partial region, which can be brought into coincidence with at least one partial region of the second inner electrode in the case of a mental projection in the layer stacking direction.
  • Multi-layer component at least one further first and / or second inner electrode.
  • the at least one further first and / or second inner electrode has the electrode length E in this case. With electrode length E, the spatial extent of an inner electrode in the direction from the first to the second inner electrode is again perpendicular to
  • first and second internal electrodes of the device are in
  • Inner electrode has a distance H in each case to an inner electrode closest to the layer stacking direction
  • each first inner electrode has to each its directly adjacent second
  • Inner electrode as well as every other inner electrode to each their directly adjacent first inner electrode, a distance H in the layer stacking direction.
  • all internal electrodes of the component are in different functional
  • all internal electrodes of the multilayer component have the same
  • Electrode width on.
  • Electrode length E designated. According to another
  • all internal electrodes have the same electrode surface.
  • the multilayer component has a stack with functional layers and at least two free internal electrodes as well as a first and a second external contact.
  • the free internal electrodes are not directly electrically conductively connected to either the first or the second external contact, which are arranged on side surfaces of the stack.
  • the free internal electrodes thus do not extend as far as the external contacts, but are arranged along their plane of extent adjacent to the external contacts in the interior of the stack.
  • Each free inner electrode of the multilayer component has a same electrode length 2E.
  • each one is free
  • each free inner electrode has one
  • each free inner electrode could be mentally divided into two equal parts of equal area and length E by means of a line, this line passing through the center of the free inner electrode.
  • the distance is a first distance
  • the distance H, the distance B 'and the electrode length E define a
  • the multilayer electrical component has at least one further inner electrode, which is directly electrically conductively connected to the first or the second external contact.
  • the further inner electrode preferably has a distance H in the layer stacking direction for each free inner electrode closest to the layer stacking direction.
  • the electrical circuit is configured to: According to one disclosed embodiment, the electrical circuit is configured to:
  • Multilayer device on two further internal electrodes, wherein one of the two further internal electrodes with the first
  • External contact is electrically connected directly and the another of the two further internal electrodes is directly electrically conductively connected to the second external contact.
  • each furthermore
  • Inner electrode has a length F in the direction of the electrode length E perpendicular to the layer stacking direction.
  • F the length of the electrode length E perpendicular to the layer stacking direction.
  • the multilayer electrical component has a stack with functional layers and a first inner electrode connected to a first
  • first inner electrode and the second inner electrode each have an electrode length E.
  • the free inner electrode has a
  • Electrode length 2E on According to a further disclosed embodiment, the free
  • first and the second inner electrodes can be applied to the same functional layer of the stack and thus be arranged in the same plane or layer plane.
  • first and the second inner electrode can also be arranged in different planes, each one to the free inner electrode Have distance H in the layer stacking direction.
  • Inner electrode may be arranged centrally in the stack, that is, it has in each case an equal distance to opposite side surfaces of the stack.
  • the free inner electrode has a center, wherein the distance of the center of the free
  • the electrical multilayer component has a resistor and / or a
  • the electrical multilayer component is constructed axially symmetrical.
  • the multilayer component For example, the multilayer component
  • the electrical multilayer component is constructed point-symmetrical.
  • the device is point symmetrical with respect to a center of the device, each to
  • the electrical multilayer component is designed as a thermistor device.
  • a thermistor device This may be, for example, an NTC thermistor or a PTC thermistor.
  • the electrical multilayer component is designed as a varistor.
  • the electrical multilayer component is designed as a capacitor.
  • FIGS. 1 to 5 cross sections of various embodiments of multilayer components described here;
  • Figure 6 is a diagram illustrating the resistor described herein
  • FIG. 7 is a graph showing the aspect ratio a in FIG.
  • FIG. 8 shows a diagram which shows the resistance or the capacitance of a multilayer component in FIG. 8
  • Figure 1 shows a cross section of an electrical
  • Multilayer device 1 which has a stack 8 with functional layers 2, which are arranged one above the other in a stacking direction S. Furthermore, the multilayer component 1 has a first one
  • Internal electrodes 5 and a second inner electrode 6, which are arranged in layer planes of the multilayer component 1 are, wherein the layer planes are determined by the interfaces of adjacent functional layers 2.
  • sintering for example, a monolithic body as shown in FIG. 1 is formed in which the
  • the side surfaces 91, 92 are, as shown in Figure 1, opposite side surfaces.
  • the side surfaces may, for example, be adjoining side surfaces of the stack 8.
  • the outer contacts 3, 4 cover in the embodiment shown in each case an entire side surface 91, 92 of the stack eighth
  • Cover portions of the side surfaces of the stack 8 or be designed as a cap-shaped outer contacts, which are arranged across edges on several side surfaces of the stack 8.
  • Such cap-shaped external contacts are, for example, by immersing the stack 8 in a
  • the multilayer component 1 has a first internal electrode 5, which is directly electrically conductively connected to the first external contact 3, and a second internal electrode 5
  • Inner electrode 6, which is directly electrically conductively connected to the second external contact 4, on.
  • the first and second inner electrodes 5, 6 both have a same electrode length E. Furthermore, the first inner electrode 5 to the second inner electrode 6 in the layer stacking direction at a distance H. The first inner electrode 5 and the second inner electrode 6 are directly adjacent to each other. This means in particular that the functional layer 2 or alternatively also the plurality of functional layers 2, which is arranged between the first and second inner electrode 5, 6, and in direct contact with the first and second
  • Inner electrode 5, 6 is free of further internal electrodes.
  • the stack 8 has a stack length B in the direction from the first to the second inner electrode perpendicular to the layer stacking direction.
  • FIG. 8 shows a diagram which qualitatively shows the electrical conductance 1 / R or the capacitance C of such a multilayer component as a function of the layer thickness d of the functional layers.
  • the curve A corresponds to the typical conductance relationship or capacitance profile in known multilayer components whose internal electrodes are arranged in the so-called gap design 501, that is to say their internal electrodes
  • Gap design forms an electric field or a current flow in
  • Curve B shows the typical conductance or capacitance profile of known multilayer components whose internal electrodes are arranged in a so-called "overlap design" 502 or "T-design” 503.
  • overlap design alternating inner electrodes alternately overlap in the layer stacking direction.
  • An electric field or current flow is formed in the overlapping design substantially in the stacking direction, that is, perpendicular to the internal electrodes.
  • the T design essentially represents a series connection of two overlap designs. The capacitance or the conductance of such components decreases approximately indirectly proportionally with increasing layer thickness.
  • Thickness variations of the functional layers is what especially with respect to the above-mentioned range for the aspect ratio a.
  • FIG. 6 shows a diagram in which the resistance R of a component for different relative electrode lengths / depending on the aspect ratio a is shown.
  • the various resistance curves each have a more or less wide flat area. In this area, the device is relatively insensitive to
  • Thickness variations of the functional layers that is, in this area, the resistance of the device changes only slightly with varying thickness of the functional layers.
  • Electrode length 1 is shown. Mathematically, the
  • the multilayer component 1 shown in FIG. 1 shows the multilayer component described here in its simplest form, so to speak as a type of basic element. All other components shown below build on this simplest form and are formed by an array of basic elements.
  • FIG. 2 shows a cross-section of a multilayer component 1 according to a further exemplary embodiment, in which
  • first and second internal electrodes 5, 6 are present.
  • the multilayer component 1 thus has a plurality of first internal electrodes 5 and a plurality of second internal electrodes 6.
  • the first and second Internal electrodes 5, 6 all have a same electrode length E. All first internal electrodes are arranged congruently one above the other in the layer stacking direction, ie they have no offset to one another in the layer plane. Likewise, all second internal electrodes are arranged congruently one above the other.
  • each inner electrode in each case to an in
  • the first inner electrodes 5 are arranged without overlapping of the second inner electrodes 6.
  • the first internal electrodes may also be connected to the second internal electrodes
  • the first and second internal electrodes 5, 6 are all arranged in different layers 2 of the stack 8.
  • all first and all second internal electrodes 5, 6 have a same electrode width.
  • all internal electrodes have an equal area.
  • the multilayer component shown in FIG. 2 is replaced by a multiple arrangement or repetition of the component from FIG. 1 in the vertical direction, that is to say in FIG. 2
  • Figure 3 shows a cross section of an electrical
  • Multilayer component 1 with a first inner electrode 5, which is connected directly electrically conductively connected to a first outer contact 3 and with a second inner electrode 6, which is directly electrically conductively connected to a second outer contact 4. Furthermore, the electrical multilayer ⁇ component 1 has a free inner electrode 7, which neither with the first external contact 3 nor with the second external contact. 4 is electrically connected directly.
  • the free inner electrode 7 has a length 2E.
  • the first and second inner electrodes 5, 6 each have one
  • the first inner electrode 5 and the second inner electrode 6 are arranged in a same layer of the stack 8.
  • the free inner electrode 7 has both the first
  • Inner electrode 5 and the second inner electrode 6 in the layer stacking direction S a distance H.
  • the distance of the midpoint M of the free inner electrode 7 to the side surface 91 of the stack 8, at which the first outer contact 3 directly contacts the first inner electrode 5, and to the side surface 92 of the stack 8, where the second outer contact 4 directly contacts the second inner electrode 6, is each B ".
  • the multilayer component 1 shown in FIG. 3 is replaced by a double repetition or series connection of the internal electrode arrangement of the component from FIG. 1 in the horizontal direction, that is to say perpendicular to FIG
  • Inner electrode to the second inner electrode formed.
  • FIG. 4 shows an electrical multilayer component 1 according to a further exemplary embodiment, which has a first internal electrode 5 which is directly electrically conductively connected to a first external contact 3 Inner electrode 6, which is directly electrically conductively connected to a second external contact 4, and two free
  • the two free inner electrodes 7 each have a same electrode length 2E and a center M, wherein the distance between the respective centers M of the two adjacent in the layer stacking direction free
  • the two free inner electrodes 7 furthermore have a distance H from one another in the direction of the stacking direction S.
  • the first and the second inner electrode 5, 6 each have a distance H in the layer stacking direction S relative to the free inner electrode lying closest in the layer stacking direction S.
  • the first inner electrode 5 and the second inner electrode 6 also each have a length F in the direction of
  • Electrode length E perpendicular to the layer stacking direction S on which is greater than or equal to E.
  • the component 1 shown in FIG. 4 can theoretically be replaced by a multiple horizontal arrangement or
  • FIG. 5 shows an electrical multilayer component 1 according to a further exemplary embodiment, which has a multiplicity of free internal electrodes 7.
  • the multilayer component 1 has a plurality of free ones
  • Internal electrodes have an equal electrode length 2E.
  • the free internal electrodes 7, which are arranged one above the other in the layer stacking direction S, are arranged congruently one above the other, i. they have no offset to each other in the direction of the layer planes.
  • the multilayer electrical component 1 has a plurality of first internal electrodes 5, which are connected to a first
  • External contact are electrically connected directly, and a plurality of second internal electrodes 6, which are connected to a second
  • External contact 4 are electrically connected directly on.
  • Each free inner electrode 7 has a center M, wherein the respective centers M of two directly in
  • Each free inner electrode 7 has a distance H in the layer stacking direction S for each free inner electrode 7 closest to the layer stacking direction S.
  • each first and every second inner electrode 5, 6 has a distance H in the layer stacking direction S for each free inner electrode 7 closest to the layer stacking direction S.
  • Aspect ratio a is between a minimum aspect ratio a min and d a maximum aspect ratio, ie
  • the multi-layer component 1 shown in FIG. 5 can be thought of by a repeated arrangement of basic elements from FIG. 1 in horizontal as well as vertical
  • the length F of the first and second internal electrodes which is greater than or equal to E, that is to say in particular does not have to be equal to E, plays a role
  • the invention is not limited to this by the description with reference to the embodiments, but includes each new feature and any combination of features. This includes in particular any combination of features in the claims, even if this feature or these

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
  • Thermistors And Varistors (AREA)
  • Ceramic Capacitors (AREA)

Abstract

Es wird ein elektrisches Vielschichtbauelement (1)angegeben, das einen Stapel (8) der Stapellänge B mit funktionalen Schichten (2) und wenigstens einer ersten und einer zweiten Innenelektrode (5, 6) aufweist. Die erste und zweite Innenelektrode (5, 6) sind jeweils mit einem Außenkontakt auf einer Seitenfläche (91, 92) des Stapels (8) direkt elektrisch leitend verbunden und weisen eine gleiche Elektrodenlänge E in Richtung von der ersten zur zweiten Innenelektrode senkrecht zur Schichtstapelrichtung (S) auf. Die erste Innenelektrode (5) weist zur zweiten Innenelektrode (6) in Schichtstapelrichtung einen Abstand H auf. Weiterhin sind die erste und die zweite Innenelektrode (5, 6) direkt miteinander benachbart. Dabei definieren der Abstand H, die Stapellänge B und die Elektrodenlänge E ein Aspektverhältnis a = H/B und eine relative Elektrodenlänge I = E/B definieren, wobei amin≤a≤a max gilt mit amin = 20.e -11.I und amax = 150.e -9.I

Description

Beschreibung
Elektrisches Vielschichtbauelement
Es wird ein elektrisches Vielschichtbauelement mit einem Stapel aus funktionalen Schichten und dazwischen angeordneten Innenelektroden angegeben. Zur elektrischen Kontaktierung der Innenelektroden können an den Seitenflächen des Stapels Außenkontakte befestigt sein. Ein derartiges elektrisches Vielschichtbauelement kann beispielsweise als Vielschicht- widerstandsbauelement , als Vielschichtvaristor oder als Vielschichtkondensator ausgeführt sein.
Es ist eine zu lösende Aufgabe von bestimmten
Ausführungsformen, eine Geometrie eines elektrischen
Vielschichtbauelements , insbesondere eine Innen- und
Außenelektrodenanordnung eines elektrischen
Vielschichtbauelements, anzugeben, die im Vergleich zu bekannten Vielschichtbauelementen verbesserte Eigenschaften aufweist .
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Aus führungs formen und Weiterbildungen der Gegenstände gehen weiterhin aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen hervor.
Die elektrischen Eigenschaften von Vielschichtbauelementen sind neben etlichen anderen Faktoren insbesondere auch von der geometrischen Anordnung der Innenelektroden abhängig. Die Dicke der funktionalen Schichten eines Vielschichtbau¬ elements, wie zum Beispiel die Dicke der dielektrischen
Schichten bei einem Vielschichtkondensator, kann
üblicherweise produktionsbedingt nur sehr schlecht konstant gehalten werden. Die Dickenschwankungen der funktionalen Schichten wirken sich jedoch auf die elektrischen Werte des Vielschichtbauelements , wie zum Beispiel auf die Kapazität eines Vielschichtkondensators oder auf den Widerstand eines Vielschichtwiderstandsbauelements , also etwa eines PTC- oder NTC-Bauelements , aus. Um bei bekannten Herstellungsverfahren zu verhindern, dass die elektrischen Werte von Vielschicht- bauelementen durch die produktionsbedingten Dickenschwankungen der funktionalen Schichten nicht zu sehr von einem vorgegebenen Sollwert abweichen, das heißt um entsprechend breite Toleranzbänder zu vermeiden, werden beispielsweise Folien, die später die funktionalen Schichten des fertigen Bauelements bilden, vorselektiert. Alternativ dazu erfolgt bei bekannten Herstellungsverfahren eine nachträgliche
Selektion der fertigen Bauelemente, wobei Bauelemente, deren elektrische Eigenschaften zu sehr vom vorgegebenen Sollwerte abweichen, aussortiert werden. Des Weiteren lassen sich bei bekannten Herstellungsverfahren die elektrischen Werte eines Bauelements auch durch einen sogenannten Abgleich nachträglich anpassen, indem beispielsweise durch Wegschleifen oder Trimmen Teile des Vielschichtbauelements entfernt werden. Auch eine Kombination der genannten Möglichkeiten, die mit den produktionsbedingten Dickenschwankungen der funktionalen Schichten verbundenen Nachteile zu beseitigen oder zumindest zu vermindern, ist für bekannte Herstellungsverfahren üblich.
Die Erfinder haben herausgefunden, dass die elektrischen Werte eines Vielschichtbauelements, wie beispielsweise der Widerstand und/oder die Kapazität eines Vielschichtbauele¬ ments, durch eine hier beschriebene Innenelektrodenanordnung weitestgehend unabhängig von Dickenschwankungen der
funktionalen Schichten gemacht werden können. Gemäß einer Aus führungs form weist das elektrische Vielschichtbauelement einen Stapel mit funktionalen Schichten und wenigstens einer ersten und einer zweiten Innenelektrode auf. Die funktionalen Schichten können dielektrische
Schichten oder elektrisch leitfähige Schichten sein, je nachdem, ob das elektrische Vielschichtbauelement als
Kondensator, als Varistor oder als Thermistor ausgeführt ist. Durch ihre jeweiligen Eigenschaften bestimmen die
funktionalen Schichten die Funktionsweise des Bauelements. Beispielsweise können die funktionalen Schichten
Kunststoffschichten oder keramische Schichten sein.
Zur Herstellung des Vielschichtbauelements werden die
funktionalen Schichten übereinander gestapelt, wodurch sich eine Stapelrichtung ergibt. Durch die Grenzflächen
benachbarter funktionaler Schichten werden Schichtebenen des Vielschichtbauelements bestimmt, die entlang der
Stapelrichtung der funktionalen Schichten übereinander angeordnet sind. Die Innenelektroden sind in solchen
Schichtebenen angeordnet.
Gemäß einer weiteren Aus führungs form ist die erste
Innenelektrode mit einem ersten Außenkontakt, der auf einer Seitenfläche des Stapels angeordnet ist, direkt elektrisch leitend verbunden. Die zweite Innenelektrode ist mit einem zweiten Außenkontakt, der ebenfalls auf einer Seitenfläche des Stapels angeordnet ist, direkt elektrisch leitend
verbunden. Vorzugsweise sind die Außenkontakte, die zur
Kontaktierung der Innenelektroden dienen, auf Seitenflächen des Stapels angeordnet. Beispielsweise können die
Außenkontakte auf jeweils gegenüberliegenden Seitenflächen des Stapels oder auf verschiedenen Bereichen einer
Seitenfläche des Stapels angeordnet sein. „Direkt elektrisch leitend verbunden" bedeutet hier und im Folgenden, dass eine Innenelektrode an einem Außenkontakt angrenzt und somit unmittelbar mit dem Außenkontakt verbunden ist. Ist der
Außenkontakt an einer Seitenfläche des Stapels angeordnet, so erstreckt sich eine direkt mit dem Außenkontakt elektrisch leitend verbundene Innenelektrode bis zu dieser Seitenfläche.
Gemäß einer weiteren Aus führungs form weisen die erste und die zweite Innenelektrode eine gleiche Elektrodenlänge E auf. Dabei wird mit Elektrodenlänge E die laterale Ausdehnung der ersten beziehungsweise der zweiten Innenelektrode senkrecht zur Schichtstapelrichtung des Stapels in Richtung von der ersten zur zweiten Innenelektrode bezeichnet.
Weiterhin weist die erste Innenelektrode zur zweiten
Innenelektrode in Schichtstapelrichtung einen Abstand H auf. Das kann insbesondere bedeuten, dass die erste und die zweite Innenelektrode in zwei verschiedenen Schichtebenen senkrecht zur Schichtstapelrichtung des Stapels angeordnet sind, wobei die beiden Schichtebenen zueinander einen Abstand H
aufweisen. Vorzugsweise kann zwischen der ersten und der zweiten Innenelektrode genau eine funktionale Schicht
vorhanden sein, die die Dicke H aufweist, oder es können mehrere funktionale Schichten vorhanden sein, die eine
Gesamtdicke H aufweisen. Weiterhin sind die erste und die zweite Innenelektrode direkt zueinander benachbart. Mit anderen Worten ist die funktionale Schicht oder die Mehrzahl der funktionalen Schichten, die zwischen der ersten und der zweiten Innenelektrode angeordnet ist und direkt an die erste und die zweite Innenelektrode grenzt, frei von weiteren
Innenelektroden. Direkt zueinander benachbarte
Innenelektroden werden in Folgenden auch als zueinander nächstliegend bezeichnet. Gemäß einer weiteren Aus führungs form weist der Stapel in Richtung von der ersten zur zweiten Innenelektrode senkrecht zur Schichtstapelrichtung eine Stapellänge B auf. Mit
Stapellänge B wird hier die räumliche Ausdehnung des Stapels senkrecht zur Schichtstapelrichtung des Stapels und in
Richtung von der ersten zur zweiten Innenelektrode
bezeichnet, wobei die Stapellänge B vorzugsweise durch zwei gegenüberliegende Seitenflächen des Stapels begrenzt wird.
Der Abstand H, die Stapellänge B und die Elektrodenlänge E definieren ein Aspektverhältnis a =— und eine relative
, E
Elektrodenlänge ß ' Dabei wird das Aspektverhältnis a von einem minimalen Aspektverhältnis und einem maximalen
Aspektverhältnis begrenzt, also < a < , wobei
«min=20-e-11-/ und amsx=\50-e-9 ! ist.
Man hat herausgefunden, dass der Widerstand und/oder die Kapazität eines Vielschichtbauelements , bei dem das oben definierte Aspektverhältnis a zwischen dem minimalen
Aspektverhältnis = 20 · e~ '1 und dem maximalen
Aspektverhältnis = 150 · e~9 ! liegt, mit Vorteil
weitestgehend unabhängig von Dickenschwankungen der
funktionalen Schichten ist. Dieser Vorteil kann insbesonde durch eine geeignete Wahl der Parameter H, B und E des
Vielschichtbauelements erreicht werden.
Gemäß einer weiteren Aus führungs form ist die erste
Innenelektrode überlappungsfrei von der zweiten
Innenelektrode angeordnet. Die erste Innenelektrode weist also keinen Teilbereich auf, der bei einer gedanklichen Projektion in Schichtstapelrichtung einen Teilbereich der zweiten Innenelektrode überdeckt.
Gemäß einer weiteren Aus führungs form überlappt die erste Innenelektrode teilweise mit der zweiten Innenelektrode. Mit anderen Worten weist die erste Innenelektrode mindestens einen Teilbereich auf, der bei einer gedanklichen Projektion in Schichtstapelrichtung mit zumindest einem Teilbereich der zweiten Innenelektrode zur Deckung gebracht werden kann.
Gemäß einer weiteren Aus führungs form weist das
Vielschichtbauelement zumindest eine weitere erste und/oder zweite Innenelektrode auf. Die zumindest eine weitere erste und/oder zweite Innenelektrode weist dabei die Elektroden- länge E auf. Mit Elektrodenlänge E wird dabei wiederum die räumliche Ausdehnung einer Innenelektrode in Richtung von der ersten zur zweiten Innenelektrode senkrecht zur
Schichtstapelrichtung bezeichnet. Des Weiteren sind die ersten und zweiten Innenelektroden des Bauelements in
Schichtstapelrichtung abwechselnd angeordnet. Jede
Innenelektrode weist jeweils zu einer in Schichtstapelrich¬ tung nächstliegenden Innenelektrode einen Abstand H in
Schichtstapelrichtung auf. Insbesondere weist jede erste Innenelektrode zu jeder ihr direkt benachbarten zweiten
Innenelektrode, ebenso wie jede zweite Innenelektrode zu jeder ihr direkt benachbarten ersten Innenelektrode, einen Abstand H in Schichtstapelrichtung auf.
Gemäß einer weiteren Aus führungs form sind alle Innenelek- troden des Bauelements in verschiedenen funktionalen
Schichten angeordnet. Das kann insbesondere bedeuten, dass der Stapel keine Schichtebene senkrecht zur Schichtstapelrichtung aufweist, in der zwei oder mehr
Innenelektroden angeordnet sind.
Gemäß einer weiteren Aus führungs form weisen alle Innenelektroden des Vielschichtbauelements eine gleiche
Elektrodenbreite auf. Dabei wird mit Elektrodenbreite die laterale Ausdehnung der Innenelektroden senkrecht zur
Elektrodenlänge E bezeichnet. Gemäß einer weiteren
Aus führungs form weisen alle Innenelektroden eine gleiche Elektrodenfläche auf.
Gemäß einer weiteren Aus führungs form weist das Vielschicht- bauelement einen Stapel mit funktionalen Schichten und wenigstens zwei freien Innenelektroden sowie einem ersten und einem zweiten Außenkontakt auf. Die freien Innenelektroden sind weder mit dem ersten noch mit dem zweiten Außenkontakt, die auf Seitenflächen des Stapels angeordnet sind, direkt elektrisch leitend verbunden. Die freien Innenelektroden erstrecken sich somit nicht bis zu den Außenkontakten hin sondern sind entlang ihrer Erstreckungsebene benachbart zu den Außenkontakten im Inneren des Stapels angeordnet. Jede freie Innenelektrode des Vielschichtbauelements weist eine gleiche Elektrodenlänge 2E auf.
Gemäß einer weiteren Aus führungs form weist jede freie
Innenelektrode zu jeder in Schichtstapelrichtung
nächstliegenden freien Innenelektrode einen Abstand H in Schichtstapelrichtung auf.
Des Weiteren weist jede freie Innenelektrode einen
Mittelpunkt auf. Der Mittelpunkt einer freien Innenelektrode liegt dabei in der Schichtebene der Innenelektrode und bei einer gedanklichen Spiegelung am Mittelpunkt würde die Innenelektrode in sich selbst überführt. Weiterhin könnte jede freie Innenelektrode mittels einer Linie gedanklich in zwei gleich große Teile gleicher Fläche und gleicher Länge E geteilt werden, wobei diese Linie durch den Mittelpunkt der freien Innenelektrode verlaufen würde.
Gemäß einer Aus führungs form beträgt der Abstand der
jeweiligen Mittelpunkte zweier direkt in Schichtstapel¬ richtung benachbarter freier Innenelektroden senkrecht zur Schichtstapelrichtung B' .
Gemäß einer weiteren Aus führungs form definieren der Abstand H, der Abstand B' und die Elektrodenlänge E ein
Aspektverhältnis a =— und eine relative Elektrodenlänge
ff
i E
1=— , wobei das Aspektverhältnis a zwischen einem minimalen ff
Aspektverhältnis und einem maximalen Aspektverhältnis
«max üegt, also < or < gilt, wobei amn = 20 · e'11 1 und
«■nax =150-e-9'/ ist.
Gemäß einer weiteren Aus führungs form weist das elektrische Vielschichtbauelement mindestens eine weitere Innenelektrode auf, die mit dem ersten oder mit dem zweiten Außenkontakt direkt elektrisch leitend verbunden ist. Vorzugsweise weist dabei die weitere Innenelektrode zu jeder in Schichtstapel¬ richtung nächstliegenden freien Innenelektrode einen Abstand H in Schichtstapelrichtung auf.
Gemäß einer Aus führungs form weist das elektrische
Vielschichtbauelement zwei weitere Innenelektroden auf, wobei eine der zwei weiteren Innenelektroden mit dem ersten
Außenkontakt direkt elektrisch leitend verbunden ist und die andere der zwei weiteren Innenelektroden mit dem zweiten Außenkontakt direkt elektrisch leitend verbunden ist.
Gemäß einer weiteren Aus führungs form weist jede weitere
Innenelektrode eine Länge F in Richtung der Elektrodenlänge E senkrecht zur Schichtstapelrichtung auf. Vorzugsweise ist dabei F > E.
Gemäß einer weiteren Aus führungs form weist das elektrische Vielschichtbauelement einen Stapel mit funktionalen Schichten und einer ersten Innenelektrode, die mit einem ersten
Außenkontakt auf eine Seitenfläche des Stapels direkt
elektrisch leitend verbunden ist, einer zweiten Innenelektrode, die mit einem zweiten Außenkontakt auf einer
Seitenfläche des Stapels direkt elektrisch leitend verbunden ist, und einer freien Innenelektrode, die weder mit dem ersten noch mit dem zweiten Außenkontakt direkt elektrisch leitend verbunden sind, auf. Gemäß einer Aus führungs form weisen die erste Innenelektrode und die zweite Innenelektrode jeweils eine Elektrodenlänge E auf. Vorzugsweise weist die freie Innenelektrode eine
Elektrodenlänge 2E auf. Gemäß einer weiteren Aus führungs form weist die freie
Innenelektrode sowohl zur ersten als auch zur zweiten
Innenelektrode einen Abstand H in Schichtstapelrichtung auf. Beispielsweise können die erste und die zweite Innenelektrode auf derselben funktionalen Schicht des Stapels aufgebracht und somit in derselben Ebene beziehungsweise Schichtebene angeordnet sein. Alternativ dazu können die erste und die zweite Innenelektrode aber auch in verschiedenen Ebenen angeordnet sein, die jeweils zur freien Innenelektrode einen Abstand H in Schichtstapelrichtung aufweisen. Die freie
Innenelektrode kann im Stapel mittig angeordnet sein, das heißt, sie weist zu gegenüberliegenden Seitenflächen des Stapels jeweils einen gleichen Abstand auf.
Des Weiteren weist die freie Innenelektrode einen Mittelpunkt auf, wobei der Abstand des Mittelpunktes der freien
Innenelektrode senkrecht zur Schichtstapelrichtung zu
Seitenflächen des Stapels, an der die Außenkontakte die erste und die zweite Innenelektrode kontaktieren, jeweils B' ' beträgt .
Durch den Abstand H, den Abstand B' ' und die Elektrodenlänge
E wird ein Aspektverhältnis a =— und eine relative
B"
i E
Elektrodenlänge ß^, definiert, wobei das Aspektverhältnis a zwischen einem minimalen Aspektverhältnis und einem maximalen Aspektverhältnis liegt, also < a < ist mit amn=20-e- i und = 150 · e'9 1.
Gemäß einer weiteren Aus führungs form weist das elektrische Vielschichtbauelement einen Widerstand und/oder eine
Kapazität auf, die im Wesentlichen unempfindlich gegenüber Dickenschwankungen der funktionalen Schichten sind. Durch die hier beschriebene Innenelektrodenanordnungen können negative Auswirkungen fertigungsbedingter Schichtdickenschwankungen der funktionalen Schichten reduziert werden können. So kann, im Vergleich zu bekannten Bauelementen, bei den hier
beschriebenen Bauelementen auch bei Dickenschwankungen der funktionalen Schichten von Bauelement zu Bauelement ein im Wesentlichen gleicher vorgegebener Sollwiderstand und/oder eine vorgegebene Kapazität bei diesen Bauelementen erreicht werden .
Gemäß einer weiteren Aus führungs form ist das elektrische Vielschichtbauelement achsensymmetrisch aufgebaut.
Beispielsweise kann das Vielschichtbauelement
achsensymmetrisch zu einer oder mehreren Raumachsen sein. Gemäß einer weiteren Aus führungs form ist das elektrische Vielschichtbauelement punktsymmetrisch aufgebaut.
Vorzugsweise ist das Bauelement punktsymmetrisch bezüglich eines Mittelpunktes des Bauelements, der jeweils zu
gegenüberliegenden Seitenflächen des Bauelements einen gleichen Abstand aufweist.
Gemäß einer weiteren Aus führungs form ist das elektrische Vielschichtbauelement als Thermistorbauelement ausgeführt. Dabei kann es sich beispielsweise um einen NTC-Thermistor oder um einen PTC-Thermistor handeln.
Gemäß einer weiteren Aus führungs form ist das elektrische Vielschichtbauelement als Varistor ausgeführt.
Gemäß einer weiteren Aus führungs form ist das elektrische Vielschichtbauelement als Kondensator ausgeführt.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Aus führungs formen des elektrischen Vielschichtbauelements ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den Figuren 1 bis 8 beschriebenen Aus führungs formen .
Es zeigen Figuren 1 bis 5 Querschnitte verschiedener Aus führungs formen von hier beschriebenen Vielschichtbauelementen,
Figur 6 ein Diagramm, das den Widerstand hier beschriebener
Bauelemente in Abhängigkeit des Aspektverhältnisses darstellt,
Figur 7 ein Diagramm, das das Aspektverhältnis a in
Abhängigkeit der relativen Elektrodenlänge 1 darstellt.
Figur 8 ein Diagramm, das den Widerstand beziehungsweise die Kapazität eines Vielschichtbauelements in
Abhängigkeit der Dicke der funktionalen Schichten darstellt.
In den Ausführungsbeispielen und Figuren können gleiche oder gleich wirkende Bestandteile jeweils mit den gleichen
Bezugszeichen versehen sein. Die dargestellten Elemente und deren Größenverhältnisse untereinander sind grundsätzlich nicht als maßstabsgerecht anzusehen, vielmehr können einzelne Elemente, wie zum Beispiel Schichten, Bauteile und Bereiche zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren
Verständnis übertrieben dick oder groß dimensioniert
dargestellt sein.
Figur 1 zeigt einen Querschnitt eines elektrischen
Vielschichtbauelements 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel, das einen Stapel 8 mit funktionalen Schichten 2, die in einer Stapelrichtung S aufeinander angeordnet sind, aufweist. Des Weiteren weist das Vielschichtbauelement 1 eine erste
Innenelektroden 5 und eine zweite Innenelektrode 6 auf, die in Schichtebenen des Vielschichtbauelements 1 angeordnet sind, wobei die Schichtebenen durch die Grenzflächen von zueinander benachbarten funktionalen Schichten 2 bestimmt sind. Beispielsweise durch Versintern wird ein wie in Figur 1 gezeigter monolithischer Körper gebildet, in dem die
funktionalen Schichten 2 und die Innenelektroden 5, 6
miteinander verbunden sind, so dass Grenzflächen zwischen direkt aneinander angrenzenden funktionalen Schichten 2 nicht mehr erkennbar sind.
Auf zwei Seitenflächen 91, 92 des Stapels 8 sind zwei
Außenkontakte 3, 4 angeordnet. Die Seitenflächen 91, 92 sind, wie in Figur 1 gezeigt, gegenüberliegende Seitenflächen.
Alternativ dazu können die Seitenflächen beispielsweise auch aneinander angrenzende Seitenflächen des Stapels 8 sein. Die Außenkontakte 3, 4 bedecken im gezeigten Ausführungsbeispiel jeweils eine gesamte Seitenfläche 91, 92 des Stapels 8.
Alternativ dazu können die Außenkontakte 3, 4 auch
Teilbereiche der Seitenflächen des Stapels 8 bedecken oder als kappenförmige Außenkontakte ausgeführt sein, welche kantenübergreifend auf mehreren Seitenflächen des Stapels 8 angeordnet sind. Derartige kappenförmige Außenkontakte sind beispielsweise durch Eintauchen des Stapels 8 in eine
leitfähige Paste herstellbar. Des Weiteren weist das Vielschichtbauelement 1 eine erste Innenelektrode 5, die mit dem ersten Außenkontakt 3 direkt elektrisch leitend verbunden ist, und eine zweite
Innenelektrode 6, die mit dem zweiten Außenkontakt 4 direkt elektrisch leitend verbunden, auf. Die erste und die zweite Innenelektrode 5, 6 weisen beide eine gleiche Elektrodenlänge E auf. Weiterhin weist die erste Innenelektrode 5 zur zweiten Innenelektrode 6 in Schichtstapelrichtung einen Abstand H auf. Die erste Innenelektrode 5 und die zweite Innenelektrode 6 sind direkt zueinander benachbart. Dies bedeutet insbesondere, dass die funktionale Schicht 2 oder alternativ auch die Mehrzahl von funktionalen Schichten 2, die zwischen der ersten und zweiten Innenelektrode 5, 6 angeordnet ist, und in direktem Kontakt mit der ersten und zweiten
Innenelektrode 5, 6 ist, frei von weiteren Innenelektroden ist. Der Stapel 8 weist in Richtung von der ersten zur zweiten Innenelektrode senkrecht zur Schichtstapelrichtung eine Stapellänge B auf.
Der Abstand H, die Stapellänge B und die Elektrodenlänge E
H
definieren ein Aspektverhältnis a = ~^~ unc^ eine relative Elektrodenlänge / =— , wobei a^ < a < a gilt mit amm = 20 - e~ i
B
und = 150 - e-9 ' /
In Figur 8 ist ein Diagramm dargestellt, welches qualitativ den elektrischen Leitwert 1/R beziehungsweise die Kapazität C eines solchen Vielschichtbauelements in Abhängigkeit der Schichtdicke d der funktionalen Schichten zeigt. Dabei entspricht die Kurve A dem typischen Leitwert- beziehungs¬ weise Kapazitätsverlauf bei bekannten Vielschichtbau- elementen, deren Innenelektroden im sogenannten „Gap-Design" 501 angeordnet sind, das heißt, deren Innenelektroden
überlappungsfrei und mit einer Lücke, also einem Gap, angeordnet sind. Bei einem derartigen „Gap-Design" bildet sich ein elektrisches Feld oder ein Stromfluss im
Wesentlichen parallel zu den Innenelektroden aus und die Kapazität oder der Widerstand solcher Bauelemente steigt in etwa proportional zur Schichtdicke an. Die Kurve B zeigt den typischen Leitwert- beziehungsweise Kapazitätsverlauf von bekannten Vielschichtbauelementen, deren Innenelektroden in einem sogenannten „Überlappdesign" 502 oder „T-Design" 503 angeordnet sind. Beim Überlappdesign überlappen jeweils in Schichtstapelrichtung abwechselnd angeordnete Innenelektroden. Ein elektrisches Feld oder ein Stromfluss bildet sich beim Überlappdesign im Wesentlichen in Stapelrichtung, also senkrecht zu den Innenelektroden, aus. Das T-Design stellt im Wesentlichen eine Serienschaltung von zwei Überlappdesigns dar. Die Kapazität oder der Leitwert solcher Bauelemente nimmt in etwa indirekt proportional mit zunehmender Schichtdicke ab.
Bei den bekannten Bauelement-Designs wirken sich
Schichtdickenvariationen also direkt auf die elektrischen Werte aus, wodurch prozessbedingte Schichtdickenschwankungen zu Bauelementen mit unterschiedlichen elektrischen Werten führen .
Bei den hier beschriebenen Vielschichtbauelementen kann eine Überlagerung der vorgenannten Effekte der bekannten
Bauelemente erreicht werden, wie in Figur 8 anhand der Kurve Z gezeigt ist. Durch die besondere Innenelektrodenanordnung überlagern sich die im Zusammenhang mit den Kurven A und B beschriebenen jeweiligen Abhängigkeiten der elektrischen Werte von der Schichtdicke der funktionalen Schichten. Es ist gut zu erkennen, dass die Kurve Z in einem Bereich, der durch die zwei gestrichelten vertikalen Linien 98, 99 kenntlich gemacht ist, einen annähernd ebenen Verlauf aufweist. Dies bedeutet, dass der Widerstand beziehungsweise die Kapazität der hier beschriebenen Vielschichtbauelemente in diesem
Bereich nahezu unabhängig von produktionsbedingten
Dickenschwankungen der funktionalen Schichten ist, was insbesondere in Bezug auf den oben angegebenen Bereich für das Aspektverhältnis a gilt.
Figur 6 zeigt ein Diagramm, in dem der Widerstand R eines Bauelements für verschiedene relative Elektrodenlängen / in Abhängigkeit des Aspektverhältnisses a dargestellt ist. Die verschiedenen Widerstandskurven weisen jeweils einen mehr oder weniger breiten flachen Bereich auf. In diesem Bereich ist das Bauelement relativ unempfindlich gegenüber
Dickenschwankungen der funktionalen Schichten, das heißt in diesem Bereich ändert sich der Widerstand des Bauelements bei variierender Dicke der funktionalen Schichten nur wenig.
In Figur 7 ist die Breite dieses Bereichs dargestellt, wobei das Aspektverhältnis a in Abhängigkeit der relativen
Elektrodenlänge 1 dargestellt ist. Mathematisch können die
Kurven durch die oben angegebenen Beziehungen
Figure imgf000018_0001
und = 150 · e~9 ! beschrieben werden.
Das in Figur 1 dargestellte Vielschichtbauelement 1 zeigt das hier beschriebene Vielschichtbauelement in seiner einfachsten Form, sozusagen als eine Art Grundelement. Alle weiteren, im Folgenden gezeigten Bauelemente bauen auf dieser einfachsten Form auf und werden durch eine Anordnung von Grundelementen gebildet .
Figur 2 zeigt einen Querschnitt eines Vielschichtbauelements 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, bei dem im
Vergleich zu dem in Figur 1 dargestellten Vielschichtbauelement weitere erste und zweite Innenelektroden 5, 6 vorhanden sind. Das Vielschichtbauelement 1 weist also eine Mehrzahl von ersten Innenelektroden 5 und eine Mehrzahl an zweiten Innenelektroden 6 auf. Die ersten und zweiten Innenelektroden 5, 6 weisen alle eine gleiche Elektrodenlänge E auf. Alle ersten Innenelektroden sind in Schichtstapel¬ richtung deckungsgleich übereinander angeordnet, d.h. sie weisen in Schichtebene zueinander keinen Versatz auf. Ebenso sind alle zweiten Innenelektroden deckungsgleich übereinander angeordnet .
Weiterhin weist jede Innenelektrode jeweils zu einer in
Schichtstapelrichtung S nächstliegenden Innenelektrode einen Abstand H in Schichtstapelrichtung S auf. In Figur 2 sind die ersten in Innenelektroden 5 überlappungsfrei von den zweiten Innenelektroden 6 angeordnet. Alternativ können die ersten Innenelektroden auch mit den zweiten Innenelektroden
überlappen .
Die ersten und zweiten Innenelektroden 5, 6 sind alle in verschiedenen Schichten 2 des Stapels 8 angeordnet. Des
Weiteren weisen alle ersten und alle zweiten Innenelektroden 5, 6 eine gleiche Elektrodenbreite auf. Insbesondere weisen alle Innenelektroden eine gleiche Fläche auf. Das in Figur 2 dargestellte Vielschichtbauelement wird durch eine mehrfache Anordnung beziehungsweise Wiederholung des Bauelements aus Figur 1 in vertikaler Richtung, das heißt in
Schichtstapelrichtung S, gebildet.
Figur 3 zeigt einen Querschnitt eines elektrischen
Vielschichtbauelements 1 mit einer ersten Innenelektrode 5, die mit einem ersten Außenkontakt 3 direkt elektrisch leitend verbunden ist und mit einer zweiten Innenelektrode 6, die mit einem zweiten Außenkontakt 4 direkt elektrisch leitend verbunden ist. Weiterhin weist das elektrische Vielschicht¬ bauelement 1 eine freie Innenelektrode 7 auf, die weder mit dem ersten Außenkontakt 3 noch mit dem zweiten Außenkontakt 4 direkt elektrisch leitend verbunden ist. Die freie Innenelektrode 7 weist eine Länge 2E auf. Die erste und die zweite Innenelektrode 5, 6 weisen jeweils eine
Elektrodenlänge E auf. Die erste Innenelektrode 5 und die zweite Innenelektrode 6 sind in einer gleichen Schicht des Stapels 8 angeordnet.
Die freie Innenelektrode 7 weist sowohl zur ersten
Innenelektrode 5 als auch zur zweiten Innenelektrode 6 in Schichtstapelrichtung S einen Abstand H auf. Der Abstand des Mittelpunktes M der freien Innenelektrode 7 zur Seitenfläche 91 des Stapels 8, an der der erste Außenkontakt 3 die erste Innenelektrode 5 direkt kontaktiert, und zur Seitenfläche 92 des Stapels 8, an der der zweite Außenkontakt 4 die zweite Innenelektrode 6 direkt kontaktiert, beträgt jeweils B' ' . Dabei definieren der Abstand H, der Abstand B' ' und die
Elektrodenlänge E ein Aspektverhältnis a = und eine relative Elektrodenlänge , wobei wiederum < a <
Figure imgf000020_0001
gilt mit amn=20-e-n i und a_ = 150 · e'91
Das in Figur 3 dargestellte Vielschichtbauelement 1 wird durch eine zweifache Wiederholung bzw. Serienschaltung der Innenelektrodenanordnung des Bauelements aus Figur 1 in horizontaler Richtung, das heißt senkrecht zur
Schichtstapelrichtung S in Richtung von der ersten
Innenelektrode zur zweiten Innenelektrode, gebildet.
In Figur 4 ist ein elektrisches Vielschichtbauelement 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel gezeigt, welches eine erste Innenelektrode 5, die mit einem ersten Außenkontakt 3 direkt elektrisch leitend verbunden ist, eine zweite Innenelektrode 6, welche mit einem zweiten Außenkontakt 4 direkt elektrisch leitend verbunden ist, und zwei freie
Innenelektroden 7, die weder mit dem ersten noch mit dem zweiten Außenkontakt 3, 4 direkt elektrisch leitend verbunden sind, aufweist. Die zwei freien Innenelektroden 7 weisen jeweils eine gleiche Elektrodenlänge 2E und einen Mittelpunkt M auf, wobei der Abstand der jeweiligen Mittelpunkte M der zwei in Schichtstapelrichtung benachbarten freien
Innenelektroden senkrecht zur Schichtstapelrichtung S gleich B' ist. Die zwei freien Innenelektroden 7 weisen weiterhin in Schichtstapelrichtung S einen Abstand H zueinander auf.
Die erste und die zweite Innenelektrode 5, 6 weisen jeweils zu der in Schichtstapelrichtung S nächstliegenden freien Innenelektrode einen Abstand H in Schichtstapelrichtung S auf. Die erste Innenelektrode 5 und die zweite Innenelektrode 6 weisen weiterhin jeweils eine Länge F in Richtung der
Elektrodenlänge E senkrecht zur Schichtstapelrichtung S auf, welche größer oder gleich E ist.
Für den Abstand H, den Abstand B' und die Elektrodenlänge E soll ein Aspektverhältnis a =— und eine relative
, E
Elektrodenlänge / =— gelten, wobei das Aspektverhältnis a zwischen einem minimalen Aspektverhältnis und einem maximalen Aspektverhältnis liegt, also < a < gilt, wobei ami = 20 - e~U ! und amm = 150 · e~9 ' 1 ist.
Das in Figur 4 dargestellte Bauelement 1 kann gedanklich durch eine mehrfache horizontale Anordnung bzw.
Serienschaltung von Grundelementen aus Figur 1 gebildet werden . Figur 5 zeigt ein elektrisches Vielschichtbauelement 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, das eine Vielzahl von freien Innenelektroden 7 aufweist. Insbesondere weist das Vielschichtbauelement 1 eine Mehrzahl von freien
Innenelektroden 7, die in einer gleichen Schichtebene
angeordnet sind, sowie eine Mehrzahl von freien
Innenelektroden 7, die jeweils in Schichtstapelrichtung S übereinander angeordnet sind, auf, wobei alle freien
Innenelektroden eine gleich Elektrodenlänge 2E aufweisen. Die freien Innenelektroden 7, die jeweils in Schichtstapelrichtung S übereinander angeordnet sind, sind deckungsgleich übereinander angeordnet, d.h. sie weisen in Richtung der Schichtebenen zueinander keinen Versatz auf. Des Weiteren weist das elektrische Vielschichtbauelement 1 mehrere erste Innenelektroden 5, die mit einem ersten
Außenkontakt direkt elektrisch leitend verbunden sind, und mehrere zweite Innenelektroden 6, die mit einem zweiten
Außenkontakt 4 direkt elektrisch leitend verbunden sind, auf.
Jede freie Innenelektrode 7 weist einen Mittelpunkt M auf, wobei die jeweiligen Mittelpunkte M zweier direkt in
Schichtstapelrichtung S benachbarter zueinander
nächstliegender freier Innenelektroden 7 senkrecht zur
Schichtstapelrichtung S den Abstand B' aufweisen. Jede freie Innenelektrode 7 weist zu jeder in Schichtstapelrichtung S nächstliegenden freien Innenelektrode 7 einen Abstand H in Schichtstapelrichtung S auf. Ebenso weist jede erste und jede zweite Innenelektrode 5, 6 zu jeder in Schichtstapelrichtung S nächstliegenden freien Innenelektrode 7 einen Abstand H in Schichtstapelrichtung S auf. Dabei gilt für den Abstand H, den Abstand B' und die Elektrodenlänge E ein Aspektverhältnis a =— und eine relative Elektrodenlänge / =— , wobei das
Aspektverhältnis a zwischen einem minimalen Aspektverhältnis amin und einem maximalen Aspektverhältnis liegt, also
«■m„ ^«^«max gü , wobei amn = 20 · e~ und = 150 · e'9 1 ist.
Das in Figur 5 dargestellte Vielschichtbauelement 1 kann gedanklich durch eine wiederholte Anordnung von Grundelementen aus Figur 1 in horizontaler sowie vertikaler
Richtung, also durch eine mehrfache Parallel und - Serienschaltung, gebildet werden. Dabei spielt bei den in Figuren 4 und 5 gezeigten Bauelementen die Länge F der ersten und zweiten Innenelektroden, welche größer oder gleich E ist, also insbesondere nicht gleich E sein muss, eine
untergeordnete Rolle, da Strompfade bzw. elektrische Felder in Bereichen nahe der Außenkontakte 3, 4 im Wesentlichen parallel zu den ersten beziehungsweise zweiten
Innenelektroden 5, 6 verlaufen.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung an Hand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt, sondern umfasst jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen. Dies beinhaltet insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen, auch wenn dieses Merkmal oder diese
Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist. Bezugs zeichenliste
1 Vielschichtbauelement
2 funktionale Schicht
3 erster Außenkontakt
4 zweiter Außenkontakt
5 erste Innenelektrode
6 zweite Innenelektrode
7 freie Innenelektrode
8 Stapel
91, 92 Seitenfläche des Stapels
S Schichtstapelrichtung
E, 2E, F Elektrodenlänge
H Abstand in Stapelrichtung
B Stapellänge
B' , B' ' Abstand senkrecht zur Stapelrichtung
M Mittelpunkt einer Innenelektrode
a Aspektverhältnis
1 relative Elektrodenlänge

Claims

Patentansprüche
Elektrisches Vielschichtbauelement (1), aufweisend einen Stapel (8) mit funktionalen Schichten (2) und wenigstens einer ersten und einer zweiten Innenelektrode (5, 6), wobei
- die erste Innenelektrode (5) mit einem ersten
Außenkontakt (3) auf einer Seitenfläche (91) des Stapels direkt elektrisch leitend verbunden ist und die zweite Innenelektrode (6) mit einem zweiten Außenkontakt (4) auf einer Seitenfläche (92) des Stapels direkt
elektrisch leitend verbunden ist,
- die erste und die zweite Innenelektrode (5, 6) eine gleiche Elektrodenlänge E in Richtung von der ersten zur zweiten Innenelektrode (5, 6) senkrecht zur
Schichtstapelrichtung (S) aufweisen,
- die erste Innenelektrode (5) zur zweiten
Innenelektrode (6) in Schichtstapelrichtung einen
Abstand H aufweist,
- die erste und die zweite Innenelektrode (5, 6) direkt zueinander benachbart sind,
- der Stapel (8) in Richtung von der ersten zur zweiten Innenelektrode (5, 6) senkrecht zur
Schichtstapelrichtung (S) eine Stapellänge B aufweist, und
- der Abstand H, die Stapellänge B und die Elektrodenlänge E ein Aspektverhältnis a =— und eine relative Elektrodenlänge / ,=— E definieren, wobei
«nun ^^max güt mit = 20■ e~ ' 1 und 0 = 150-e Bauelement nach Anspruch 1, wobei die erste
Innenelektrode (5) überlappungsfrei von der zweiten Innenelektrode (6) angeordnet ist.
Bauelement nach Anspruch 1, wobei die erste
Innenelektrode (5) teilweise mit der zweiten
Innenelektrode (6) überlappt.
Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bauelement (1) zumindest eine weitere erste und/oder zweite Innenelektrode (5, 6) aufweist, wobei
- die zumindest eine weitere erste und/oder zweite
Innenelektrode (5, 6) die Elektrodenlänge E aufweist,
- die ersten und zweiten Innenelektroden (5, 6) des Bauelements (1) in Schichtstapelrichtung (S) abwechselnd angeordnet sind, und
- jede Innenelektrode (5, 6) jeweils zu einer in
Schichtstapelrichtung (S) nächstliegenden Innenelektrode (5, 6) einen Abstand H in Schichtstapelrichtung (S) aufweist .
Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend eine Mehrzahl an ersten Innenelektroden (5) und eine Mehrzahl an zweiten Innenelektroden (6) .
Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei alle Innenelektroden (5, 6) in verschiedenen
Schichten (2) angeordnet sind.
Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei alle Innenelektroden (5, 6) eine gleiche Fläche aufweisen . Elektrisches Vielschichtbauelement , aufweisend einen Stapel (8) mit funktionalen Schichten (2) und wenigstens zwei freien Innenelektroden (7) sowie einem ersten und einem zweiten Außenkontakt (3, 4), wobei die
Außenkontakte (3, 4) auf Seitenflächen (91, 92) des Stapels (8) angeordnet sind, wobei
- die freien Innenelektroden (7) weder mit dem ersten noch mit dem zweiten Außenkontakt (3, 4) direkt
elektrisch leitend verbunden sind,
- jede freie Innenelektrode (7) eine gleiche
Elektrodenlänge 2E aufweist,
- jede freie Innenelektrode (7) zu jeder in
Schichtstapelrichtung (S) nächstliegenden freien
Innenelektrode (7) einen Abstand H in
Schichtstapelrichtung (S) aufweist,
- jede freie Innenelektrode (7) einen Mittelpunkt (M) aufweist, wobei der Abstand der jeweiligen Mittelpunkte (M) zweier direkt in Schichtstapelrichtung (S)
benachbarter freier Innenelektroden (7) senkrecht zur Schichtstapelrichtung (S) B' beträgt, und
- der Abstand H, der Abstand B' und die Elektrodenlänge
E ein Aspektverhältnis a =— und eine relative
Elektrodenlänge ' , = ~E^,~ definieren, wobei < a < gilt mit amn=20-e- i und = 150 · e'91.
Bauelement nach Anspruch 8, bei dem mindestens eine weitere Innenelektrode (5, 6) vorgesehen ist, die mit dem ersten oder mit dem zweiten Außenkontakt (3, 4) direkt elektrisch leitend verbunden ist und die zu jeder in Schichtstapelrichtung (S) nächstliegenden freien Innenelektrode (7) einen Abstand H in
Schichtstapelrichtung (S) aufweist.
Bauelement nach Anspruch 9, wobei die weitere
Innenelektrode (5, 6) eine Länge F in Richtung der Elektrodenlänge E senkrecht zur Schichtstapelrichtung (S) aufweist, wobei F E ist.
Bauelement nach einem der Ansprüche 8 bis 10, aufweisend eine Mehrzahl an freien Innenelektroden (7), die in einer gleichen Schichtebene angeordnet sind, und eine Mehrzahl an freien Innenelektroden (7), die jeweils in Schichtstapelrichtung (S) übereinander angeordnet sind.
Elektrisches Vielschichtbauelement (1), aufweisend einen Stapel (8) mit funktionalen Schichten
(2), einer ersten Innenelektrode (5), die mit einem ersten Außenkontakt
(3) auf einer Seitenfläche (91) des Stapels (8) direkt elektrisch leitend verbunden ist, einer zweiten
Innenelektrode (6), die mit einem zweiten Außenkontakt
(4) auf einer Seitenfläche (92) des Stapels (8) direkt elektrisch leitend verbunden ist und einer freien
Innenelektrode (7), die weder mit dem ersten noch mit dem zweiten Außenkontakt (3, 4) direkt elektrisch leitend verbunden ist, wobei
- die erste Innenelektrode (5) und die zweite
Innenelektrode (6) in derselben Schicht angeordnet sind und jeweils eine gleiche Elektrodenlänge E aufweisen,
- die freie Innenelektrode (7) eine Elektrodenlänge 2E aufweist,
- die freie Innenelektrode (7) zur ersten und zur zweiten Innenelektrode (5, 6) einen Abstand H in
Schichtstapelrichtung (S) aufweist, - die freie Innenelektrode (7) einen Mittelpunkt (M) aufweist, wobei der Abstand des Mittelpunktes (M) der freien Innenelektrode (7) zu Seitenflächen (91, 92) des Stapels (8), an der die Außenkontakte (3, 4) die erste und die zweite Innenelektrode (5, 6) kontaktieren, senkrecht zur Schichtstapelrichtung (S) B' ' beträgt, und
- der Abstand H der Abstand B' ' und die Elektrodenlänge
Figure imgf000029_0001
Elektrodenlänge /=—- definieren, wobei < a < a max gilt
Figure imgf000029_0002
13. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei das Vielschichtbauelement (1) einen Widerstand und/oder eine Kapazität aufweist, wobei der Widerstand und/oder die Kapazität des Vielschichtbauelements (1) im
Wesentlichen unempfindlich gegenüber Dickenschwankungen der funktionalen Schichten (2) sind.
14. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei das Vielschichtbauelement (1) achsensymmetrisch und/oder punktsymmetrisch aufgebaut ist.
15. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei das Vielschichtbauelement (1) ein NTC-Thermistor, ein PTC-Thermistor, ein Varistor- oder ein
Kondensatorbauelement ist.
PCT/EP2012/054393 2011-03-24 2012-03-13 Elektrisches vielschichtbauelement Ceased WO2012126776A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201110014967 DE102011014967B4 (de) 2011-03-24 2011-03-24 Elektrisches Vielschichtbauelement
DE102011014967.8 2011-03-24

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012126776A1 true WO2012126776A1 (de) 2012-09-27

Family

ID=45930655

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2012/054393 Ceased WO2012126776A1 (de) 2011-03-24 2012-03-13 Elektrisches vielschichtbauelement

Country Status (3)

Country Link
DE (1) DE102011014967B4 (de)
TW (1) TWI562174B (de)
WO (1) WO2012126776A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014107450A1 (de) * 2014-05-27 2015-12-03 Epcos Ag Elektronisches Bauelement

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6346871B1 (en) * 1998-01-09 2002-02-12 Tdk Corporation Laminate type varistor
US20080084651A1 (en) * 2005-06-03 2008-04-10 Murata Manufacturing Co., Ltd. Laminated ceramic capacitor
WO2012031963A2 (de) * 2010-09-09 2012-03-15 Epcos Ag Widerstandsbauelement und verfahren zur herstellung eines widerstandsbauelements

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2976046B2 (ja) * 1991-06-27 1999-11-10 株式会社村田製作所 チップバリスタ
JP3060966B2 (ja) * 1996-10-09 2000-07-10 株式会社村田製作所 チップ型サーミスタおよびその製造方法
JPH10335114A (ja) * 1997-04-04 1998-12-18 Murata Mfg Co Ltd サーミスタ素子
JP3233090B2 (ja) * 1998-02-06 2001-11-26 株式会社村田製作所 高圧用積層コンデンサ
JP3498211B2 (ja) * 1999-12-10 2004-02-16 株式会社村田製作所 積層型半導体セラミック電子部品
JP2008311362A (ja) * 2007-06-13 2008-12-25 Tdk Corp セラミック電子部品
KR101053329B1 (ko) * 2009-07-09 2011-08-01 삼성전기주식회사 세라믹 전자부품

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6346871B1 (en) * 1998-01-09 2002-02-12 Tdk Corporation Laminate type varistor
US20080084651A1 (en) * 2005-06-03 2008-04-10 Murata Manufacturing Co., Ltd. Laminated ceramic capacitor
WO2012031963A2 (de) * 2010-09-09 2012-03-15 Epcos Ag Widerstandsbauelement und verfahren zur herstellung eines widerstandsbauelements

Also Published As

Publication number Publication date
DE102011014967A1 (de) 2012-09-27
DE102011014967B4 (de) 2015-04-16
TW201250723A (en) 2012-12-16
TWI562174B (en) 2016-12-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19931056B4 (de) Vielschichtvaristor niedriger Kapazität
EP2143117B1 (de) Elektrisches vielschichtbauelement mit elektrisch nicht kontaktierter abschirmstruktur
EP2614508B1 (de) Widerstandsbauelement und verfahren zur herstellung eines widerstandsbauelements
DE102018121461A1 (de) Spulenkomponente
DE19806296B4 (de) NTC-Thermistorelemente
EP2756509B1 (de) Vielschichtbauelement und verfahren zu dessen herstellung
DE4113576A1 (de) Mehrschichtkondensator
EP3811386B1 (de) Keramisches vielschichtbauelement und verfahren zur herstellung eines keramischen vielschichtbauelements
EP2232600A1 (de) Piezoelektrisches vielschichtbauelement
DE69823637T2 (de) Laminat-Varistor
EP0386821B1 (de) Kondensator und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102011014965B4 (de) Elektrisches Vielschichtbauelement
EP2529423B1 (de) Piezoelektrisches bauelement
EP2193531B1 (de) Elektrisches vielschichtbauelement sowie verfahren zur herstellung eines elektrischen vielschichtbauelements
DE102011014967B4 (de) Elektrisches Vielschichtbauelement
WO2020173727A1 (de) Kondensator-, thermistor- oder varistor-bauelement mit überlappenden elektroden
EP1946340B1 (de) Elektrisches vielschichtbauelement mit spezieller form der elektroden zur reduzierung der fertigungsstreuung der kapazität
DE3908896A1 (de) Chipinduktor
EP1560235B1 (de) Elektrisches Vielschichtbauelement
DE112020005494T5 (de) Varistor
DE10045195B4 (de) Thermistor und Verfahren zu dessen Herstellung
DE2509669C3 (de) Mehrschichtkondensator
WO2003009311A1 (de) Elektrokeramisches bauelement
WO2014184011A1 (de) Vielschichtbauelement mit einer aussenkontaktierung
DE102013110978A1 (de) Keramischer Vielschichtkondensator

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12712236

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 12712236

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1