專利名稱：陶瓷多層器件的制作方法
陶瓷多層器件
背景技術(shù)：
從文獻(xiàn)DE 10 2005 025 680 Al已知一種具有壓敏電阻和LC濾波器的多層器件。DE 10 2008 019 127 Al描述了一種具有鐵氧體陶瓷的多層器件，所述鐵氧體陶瓷具有形成電感的電極結(jié)構(gòu)。該多層器件此外具有包括壓敏電阻陶瓷的電容區(qū)域。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是，說(shuō)明一種用于集成電感和ESD保護(hù)功能的陶瓷多層器件。該任務(wù)通過(guò)具有權(quán)利要求I的特征的多層器件解決。由從屬權(quán)利要求得出擴(kuò)展方案。陶瓷多層器件具有基體和設(shè)置在基體上的連接接觸；設(shè)置在基體中用于電感區(qū)域的鐵氧體陶瓷，在所述鐵氧體陶瓷中設(shè)置由電導(dǎo)體形成的電感；以及基體中的壓敏電阻陶瓷，其中所述壓敏電阻陶瓷最高包括基體體積的40%。在一個(gè)實(shí)施例中，壓敏電阻陶瓷設(shè)置在基體的外側(cè)。在另一實(shí)施例中，壓敏電阻陶瓷是表面壓敏電阻的層(Schichtlage)，并且表面壓敏電阻最高包括基體體積的20%。在另一實(shí)施例中，金屬的或氧化物的中間層設(shè)置在鐵氧體陶瓷與壓敏電阻陶瓷之間。中間層可以設(shè)置為擴(kuò)散屏障，以便阻止摻雜物的擴(kuò)散。在沒有中間層的情況下，摻雜物例如可以從壓敏電阻陶瓷擴(kuò)散到鐵氧體陶瓷中或者摻雜物可以從鐵氧體陶瓷擴(kuò)散到壓敏電阻陶瓷中。在另一實(shí)施例中，壓敏電阻陶瓷設(shè)置為用于ESD保護(hù)功能。在另一實(shí)施例中，壓敏電阻陶瓷與連接接觸形成電容。電容和電感尤其是可以形 成LC濾波器。鐵氧體陶瓷例如可以包括NiZn鐵氧體、NiCuZn鐵氧體、NiZnCo鐵氧體、NiCuZnCo鐵氧體或者六角形鐵氧體。壓敏電阻陶瓷例如可以包括ZnO-Bi-Sb陶瓷或者ZnO-Pr陶瓷。連接接觸尤其是可以例如作為球形柵格陣列(Ball-Grid-Array)或者觸點(diǎn)柵格陣列(Land-Grid-Array)設(shè)置。多層器件結(jié)構(gòu)中的電容和電感區(qū)域的設(shè)置優(yōu)選是關(guān)于層平面對(duì)稱的。對(duì)稱的結(jié)構(gòu)尤其是具有在濾波器的特性方面的優(yōu)點(diǎn)并且此外具有制造的優(yōu)點(diǎn)。壓敏電阻陶瓷具有高的相對(duì)介電數(shù)(也稱為介電常數(shù))，從而達(dá)到高的電容。在使用鐵氧體陶瓷的情況下，可以達(dá)到非常高的電感值，因?yàn)殍F氧體陶瓷具有比較高的滲透性，典型地在I與50之間。具有低的相對(duì)介電數(shù)的鐵氧體陶瓷減小了不期望的電容耦合。如果壓敏電阻設(shè)置在器件的外側(cè)，則器件體積主要被提供用于電感的結(jié)構(gòu)，從而盡管有緊湊的尺寸也可以實(shí)現(xiàn)比具有可比功能的常規(guī)器件高的電感。由壓敏電阻陶瓷和鐵氧體陶瓷構(gòu)成的組合使得能夠?qū)崿F(xiàn)許多不同的LC濾波器設(shè)計(jì)。濾波器功能和ESD保護(hù)功能也可以集成在一個(gè)組件中。在此，ESD保護(hù)功能通過(guò)使用壓敏電阻陶瓷實(shí)現(xiàn)并且濾波器功能通過(guò)使用鐵氧體陶瓷實(shí)現(xiàn)。尤其是有可能的是，多個(gè)LC濾波器作為陣列設(shè)置在一個(gè)器件中。為此例如并排地將多個(gè)LC濾波器設(shè)置在一個(gè)共同的器件中。


借助附圖對(duì)多層器件的示例進(jìn)行更確切描述。圖I不出多層器件的一個(gè)實(shí)施例的不意性橫截面。圖2示出具有表面壓敏電阻的實(shí)施例的側(cè)視圖。圖3示出圖2的實(shí)施例的俯視圖。圖4示出沒有中間層的實(shí)施例的側(cè)視圖。
圖5不出具有表面壓敏電阻的另一實(shí)施例的側(cè)視圖。圖6不出具有表面壓敏電阻的另一實(shí)施例的側(cè)視圖。圖7示出另一實(shí)施例的示意性橫截面。圖8示出具有球形柵格陣列的另一實(shí)施例的側(cè)視圖。圖9示出另一實(shí)施例的示意性橫截面。
具體實(shí)施例方式在圖I中示出多層器件的實(shí)施例的示意性橫截面。該多層器件包括基體10中的電感區(qū)域和電容區(qū)域。電感區(qū)域位于鐵氧體陶瓷2中，該鐵氧體陶瓷包含形成電感12的導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。電感12可以典型地通過(guò)線圈狀纏繞的導(dǎo)體結(jié)構(gòu)形成。電容區(qū)域位于壓敏電阻陶瓷4中，該壓敏電阻陶瓷最高包括基體10的體積的40%并且優(yōu)選設(shè)置在基體10的外側(cè)14。電容區(qū)域包括同樣通過(guò)導(dǎo)體結(jié)構(gòu)形成的電容并且可以具有歐姆電阻。這些導(dǎo)體結(jié)構(gòu)尤其是可以包括電極堆疊。電感和電容尤其是可以形成LC濾波器。多層器件被設(shè)置用于將導(dǎo)體結(jié)構(gòu)向外與連接接觸la、lb連接。所述連接接觸la、lb例如像在圖I中所示那樣設(shè)置在基體10的端面上。在鐵氧體陶瓷2與壓敏電阻陶瓷4之間可以設(shè)置例如由電介質(zhì)構(gòu)成的中間層3。該中間層3可以尤其是氧化物。為此，例如鎂、鋯或鈦的氧化物是合適的，還可以將它們的混合物在中間層3中使用。中間層3可以替代地是金屬中間層。圖2示出另一實(shí)施例的側(cè)視圖。在該實(shí)施例中，基體具有由壓敏電阻陶瓷構(gòu)成的表面壓敏電阻5。鐵氧體陶瓷2包括比在圖I的實(shí)施例中明顯更大的基體份額，并且表面壓敏電阻5最高占據(jù)基體體積的20%。在鐵氧體陶瓷2與表面壓敏電阻5之間可以如在圖I的實(shí)施例中那樣設(shè)置中間層3。該中間層3可以替代被舍去。為了進(jìn)行電連接，除了設(shè)置在基體的端面上的連接接觸la、lb以外，還在側(cè)面上存在多個(gè)相互平行地設(shè)置的條紋狀的連接接觸lc、ld、le、lf。圖3示出圖2實(shí)施例的配備有表面壓敏電阻5的側(cè)面的俯視圖。在圖3中可以看出外部電連接端子的位置。連接導(dǎo)體11、13從連接接觸la、lb、lc、ld、le、lf通向表面壓敏電阻5。圖4示出另一實(shí)施例的側(cè)視圖，其中中間層3被舍去并且鐵氧體陶瓷2和壓敏電阻陶瓷4相互接界地設(shè)置。壓敏電阻陶瓷4在該實(shí)施例中最高僅占據(jù)基體體積的20%。通過(guò)這種方式，為相應(yīng)大的電感提供了大的器件體積。
圖5示出另一實(shí)施例的側(cè)視圖，其中表面壓敏電阻5在鐵氧體陶瓷2上設(shè)置在基體的外側(cè)?；w幾乎僅由鐵氧體陶瓷2構(gòu)成。通過(guò)這種方式，為特別大的電感提供了比在圖4的實(shí)施例中還要更大的器件體積。圖6不出另一實(shí)施例的側(cè)視圖，其中如在圖5的實(shí)施例中那樣，表面壓敏電阻5在鐵氧體陶瓷2上設(shè)置在基體的外側(cè)，并且基體幾乎僅由鐵氧體陶瓷2構(gòu)成。為了進(jìn)行電連接，除了設(shè)置在基體的端面上的連接接觸la、lb以外，還在側(cè)面上存在相互平行地設(shè)置的條紋狀的連接接觸Id、Ie。在圖7中 示出與圖I的實(shí)施例具有相似結(jié)構(gòu)的多層器件的另一實(shí)施例。在具有電感區(qū)域的鐵氧體陶瓷2與具有電容區(qū)域的壓敏電阻陶瓷4之間存在含金屬的緩沖層6。該緩沖層6用作鐵氧體陶瓷2與壓敏電阻陶瓷4之間的擴(kuò)散屏障。圖8示出一個(gè)實(shí)施例，其中外部電連接端子通過(guò)球形柵格陣列形成。在壓敏電阻陶瓷4上設(shè)置了連接接觸7，每個(gè)連接接觸7都配備有球形柵格陣列接觸8。圖9示出一個(gè)實(shí)施例，其中外部電連接端子通過(guò)觸點(diǎn)柵格陣列形成。在基體的縱向上，交替地垂直設(shè)置由鐵氧體陶瓷2和壓敏電阻陶瓷4構(gòu)成的多個(gè)區(qū)域。在這些區(qū)域的每一個(gè)上都存在連接接觸7。在該實(shí)施例中，壓敏電阻陶瓷4也最高包括基體體積的40%，從而為鐵氧體陶瓷中的電感提供了大的器件體積。陶瓷多層器件的所述實(shí)施例可以在許多電路中使用。在具有位于第一線路中的電感和位于第一線路與同其平行的第二線路之間的電容的LC濾波器中可以例如在輸入端側(cè)和輸出端側(cè)在線路之間連接壓敏電阻。壓敏電阻用作LC濾波器的ESD保護(hù)元件。LC濾波器可以構(gòu)造為Pi型LC濾波器，其中在輸入端側(cè)和輸出端側(cè)各存在一個(gè)位于第一線路與第二線路之間的電容。其他實(shí)施例可以在多層器件的表面上具有電阻或其他的與LC濾波器連接的電子器件。通過(guò)這種方式尤其是可以形成其中電感和電阻串聯(lián)的RLC濾波器。在這里，壓敏電阻也用作ESD保護(hù)元件。附圖標(biāo)記列表 Ia連接接觸
Ib連接接觸 Ic連接接觸 Id連接接觸 Ie連接接觸 If連接接觸 2鐵氧體陶瓷 3中間層 4壓敏電阻陶瓷 5表面壓敏電阻 6緩沖層 7連接接觸 8球形柵格陣列接觸 10基體 11連接導(dǎo)體12電感13連接導(dǎo)體14外側(cè)·
權(quán)利要求
1.一種陶瓷多層器件，具有 -基體(10)以及安裝在基體上的連接接觸(la、lb、lc、ld、le、lf ;7)， -為電感區(qū)域而設(shè)置在基體(10)中的鐵氧體陶瓷(2)，在該鐵氧體陶瓷(2)中設(shè)置由電導(dǎo)體形成的電感(12)，和 -基體(10)中的壓敏電阻陶瓷(4)， -其中壓敏電阻陶瓷(4)最高包括基體(10)體積的40%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的多層器件，其中 壓敏陶瓷電阻(4)設(shè)置在基體(10)的外側(cè)(14)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2的多層器件，其中 壓敏電阻陶瓷(4)形成表面壓敏電阻(5)的層并且表面壓敏電阻最高包括基體(10)體積的20%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3之一的多層器件，其中 金屬的或氧化物的中間層(3)設(shè)置在鐵氧體陶瓷(2)與壓敏電阻陶瓷(4)之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4之一的多層器件，其中 壓敏電阻陶瓷(4)設(shè)置來(lái)用于ESD保護(hù)功能。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5之一的多層器件，其中 壓敏電阻陶瓷(4)與連接接觸(la、lb、lc、ld、le、lf ;7)形成電容。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的多層器件，其中 電感(12)和電容形成LC濾波器。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至7之一的多層器件，其中 鐵氧體陶瓷(2)包括NiZn鐵氧體、NiCuZn鐵氧體、NiZnCo鐵氧體、NiCuZnCo鐵氧體或者六角形鐵氧體。
9.根據(jù)權(quán)利要求I至8之一的多層器件，其中 壓敏電阻陶瓷(4)包括ZnO-Bi-Sb陶瓷或者ZnO-Pr陶瓷。
10.根據(jù)權(quán)利要求I至9之一的多層器件，其中連接接觸(7)設(shè)置來(lái)用于球形柵格陣列或者觸點(diǎn)柵格陣列。
全文摘要
多層器件具有基體(10)，所述基體具有:安裝在基體上的連接接觸(1a、1b);為電感區(qū)域設(shè)置的鐵氧體陶瓷(2)，在該鐵氧體陶瓷(2)中設(shè)置由電導(dǎo)體形成的電感(12);和壓敏電阻陶瓷(4)，其中壓敏電阻陶瓷(4)最高包括基體(10)體積的40%。
文檔編號(hào)H03H7/00GK102754171SQ201180009127
公開日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2011年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月10日
發(fā)明者H.席赫爾, P.多塔, T.法伊希廷格 申請(qǐng)人:埃普科斯股份有限公司