多层器件和用于制造多层器件的方法技术

说明了一种多层器件（10），其具有基体，所述基体具有：‑至少两个外电极（11、11’）；‑至少一个第一和第二内电极（12、12’），其中一个内电极（12、12’）分别与一个外电极（11、11’）导电连接；‑多个陶瓷层（14），其中所述陶瓷层（14）包括所述内电极（12、12’）；‑至少一个介电层（15），其中所述介电层（15）沿着所述陶瓷层（14）的堆叠方向（20）观察布置在所述内电极（12、12’）之间，并且其中所述介电层（15）被印到所述陶瓷层（14）之一的至少一个部分区域上。还说明了一种用于制造多层器件的方法，该多层器件具有压敏电阻的功能，该压敏电阻具有集成的ESD保护器件。

Multilayer devices and methods for manufacturing multilayer devices

A multilayer device (10) is described, which has a substrate, wherein the substrate comprises at least two outer electrodes (11, 11 '); at least one first and second inner electrodes (12, 12'), wherein one inner electrode (12, 12 ') is respectively electrically connected with one outer electrode (11, 11'); a plurality of ceramic layers (14), wherein the ceramic layer (14) comprises the inner electrode (12, 12 '); \u2011 at least one dielectric layer (15), wherein the dielectric layer (15) is arranged between the inner electrodes (12, 12') along the stacking direction (20) of the ceramic layer (14), and the dielectric layer (15) is printed on at least one part area of one of the ceramic layers (14). A method for manufacturing multilayer devices is also described. The multilayer device has the function of varistor, and the varistor has an integrated ESD protection device.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多层器件和用于制造多层器件的方法
描述了一种多层器件。还描述了一种用于制造多层器件的方法。
技术介绍
由于所要保护的线路的变得越来越高的传输频率，ESD保护器件的寄生电容不允许超过所确定的最大值，并且除了低电容之外，必须具有低泄漏。ESD保护器件通常由具有非线性U-I特性曲线的材料组成，内电极被引向该材料，这些内电极又与外电极连接。为了将电极对的寄生电容最小化，在内电极之间的重叠面在距离保持不变时被尝试尽可能最小化。从出版文献DE102009007316A1中已知一种电多层器件作为ESD保护器件。通过设置具有被冲压的并且用（半）导电材料填充的孔的介电层，将内电极的重叠面分开并且因此降低寄生电容。
技术实现思路
所要解决的任务在于：说明一种经改善的多层器件和一种相对应的制造方法。优选地，应该说明一种简单的并且成本低廉的多层器件，该多层器件具有ESD保护器件，该ESD保护器件具有经改善的特性、例如最低的电容。该任务通过根据独立权利要求所述的多层器件和方法来解决。该多层器件的有利的设计方案是从属权利要求的主题。按照一个方面，说明了一种多层器件。该多层器件具有基体，该基体具有至少两个外电极和至少一个第一和第二内电极，其中一个内电极分别与一个外电极导电连接。相应的内电极或者直接与相应的外电极导电连接，或者通过通孔敷镀（Durchkontaktierung）与相应的外电极导电连接。该多层器件还具有多个陶瓷层、优选地压敏电阻层。这些陶瓷层包括内电极。这些内电极几乎完全被陶瓷层的材料包围。然而，相应的内电极至少能在接触区与相应的外电极自由接触。该多层器件还具有至少一个介电层。该多层器件也可具有多个介电层、例如两个、五个或十个介电层。沿着陶瓷层的堆叠方法观察，介电层布置在这些内电极之间。介电层例如借助于丝网印刷或喷墨打印被印到这些陶瓷层之一的至少一个部分区域上。通过利用介电材料来部分地印刷陶瓷层，可以简单地减少在内电极之间的重叠面并且这样可以降低寄生电容。优选地，该多层器件具有小于或等于0.5pF、优选地为0.2pF的电容。通过简单地利用介电材料来印刷陶瓷层，该多层器件的结构此外能容易地实现。因此，提供了简单的、成本低廉的具有最低电容的多层器件。按照一个实施例，介电层具有沿着陶瓷层的堆叠方向的伸展D，其中2µm≤D≤6µm。通过对介电层进行印刷，可以实现介电层的非常小的厚度。由此，显著减少了在多层器件中的材料混合。可以避免边界层处的在制造过程期间的不同伸展。按照一个实施例，该至少一个介电层沿垂直于堆叠方向的方向被分成至少两个彼此分离的部分。换言之，该介电层具有留空部（Aussparung）。这些部分在印刷介电层时自动地产生。取消了附加的、后来被引入到介电层中的孔。介电层的部分通过陶瓷层的材料来彼此分离。由此，取消了回填材料的使用以及附加的填充步骤。因此，提供了经简化的并且成本低廉的多层器件。按照一个实施例，在这些部分之间的留空部具有多角的或者圆形的横截面。在印刷介电层时，留空部的几何接口可以以任何任意的形状并且以高精度来构造，并且因此可以与构件几何结构精确地匹配。按照一个实施例，该至少一个介电层具有钛酸镁。但是，替选的材料也是可设想的。该介电层以墨水或膏的形式被印到陶瓷层上。优选地，因此使用如下材料，所述材料能以墨水或膏的形式来印刷。按照一个实施例，该介电层被构造和布置为使得该介电层与至少两个相邻的陶瓷层和两个重叠的内电极共同构成ESD放电区段。该多层器件尤其具有作为ESD保护器件的压敏电阻的功能。按照另一方面，说明了一种用于制造多层器件的方法。该多层器件优选地对应于上文所描述的多层器件。该制造方法尤其可以用于制造如上文所描述的多层器件之一。该方法具有如下步骤：-提供陶瓷层，其中这些陶瓷层具有压敏电阻层。这些陶瓷层优选地以绿膜的形式来提供。-将电极材料、优选地电极膏或者墨水涂覆到陶瓷层的一部分的表面上，用于构造内电极。优选地，该电极材料被印到陶瓷层上。该电极材料具有银和/或钯。-用介电材料部分地印刷至少一个陶瓷层的表面，用于构造至少一个介电层。优选地，该介电材料以膏或墨水的形式借助于丝网印刷或喷墨打印被印刷到陶瓷层上。该介电材料优选地具有钛酸镁。通过仅部分地印刷，形成不贯通的介电层、尤其是被分成部分的介电层。因此，该介电层自动具有至少一个留空部。印刷能够实现对这些部分或空隙的精确定位，用以减小在这些内电极之间的重叠面。-在配备有电极材料的陶瓷层之间堆叠至少一个印刷有介电材料的陶瓷层。-对陶瓷层进行挤压，用于构造基体。-将外电极布置在该基体的对置的外侧上。-将该基体烧结。替选地，该基体也可以在布置外电极之前被烧结。接着，在紧接着的温度步骤中，烙印外电极。通过用以膏或墨水的形式的介电层来印刷一个或多个陶瓷层，实现了该多层器件的简单的结构。取消了像现有技术中那样为了在内电极之间产生减小的重叠面而借助于耗费的并且昂贵的激光技术将孔冲压到介电层中。还显著减少了在该多层器件中的材料混合，因此与在将介电层堆叠在陶瓷层上（参见现有技术）时以及反过来将陶瓷层堆叠在介电层上时的可能的层压问题一样，消除了与该材料混合相关联的在边界层处的不同伸展的问题。还取消了借助于金属膏来回填孔/留空部，该回填在未精确定位的、激光冲压的孔的情况下是不可能的并且因此导致高废品率。总之，通过上文所描述的方法提供了一种经简化的并且成本低廉的具有最低电容的多层器件。上文所描述的内容在下文依据实施例进一步予以阐述。附图说明随后描述的附图不能被理解为正确比例的，更确切地说，这些图示可以以各个尺寸放大地、缩小地或者也失真地来表示。其中：图1示出了按照现有技术的多层器件的示意性结构；图2示出了按照图1的多层器件的部分区域；图3示出了按照本专利技术的多层器件的示意性结构；以及图4示出了用于制造按照本专利技术的多层器件的方法的示意图。具体实施方式图1示出了按照现有技术的多层器件1。多层器件1具有作为ESD保护器件的压敏电阻的功能。多层器件1尤其具有基体，在该基体的侧面处布置外电极2、2’，所述外电极与处在该基体的内部的内电极3、3’导电连接。多层器件1的基体沿堆叠方向由载体材料8密封。载体材料8优选地具有至少一个介电层。该基体还具有陶瓷层4、尤其是压敏电阻层。陶瓷层4包括第一内电极3。第一内电极3大部分被陶瓷层4包围。多层器件1还具有另一陶瓷层4’、尤其是另一压敏电阻层。该另一陶瓷层4’包括第二内电极3’，该第二内电极大部分被该另一陶瓷层4’包围。在该陶瓷层4与该另一陶瓷层4’之间布置介电层5。介电层5具有孔或空隙6。孔6借助于激光技术被冲压到介电层5中。这尤其是能在孔6的圆形的几何结构处以及在介电层5沿堆叠方向的伸展（介电层5的厚度）处看出。激光加工只容许具有圆形的几何结构的孔6，这些孔的尺寸和目标位置在介电层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.多层器件（10），所述多层器件具有基体，所述基体具有：/n- 至少两个外电极（11、11’）；/n- 至少一个第一和第二内电极（12、12’），其中一个内电极（12、12’）分别与一个外电极（11、11’）导电连接；/n- 多个陶瓷层（14），其中所述陶瓷层（14）包括所述内电极（12、12’）；/n- 至少一个介电层（15），其中所述介电层（15）沿着所述陶瓷层（14）的堆叠方向（20）观察布置在所述内电极（12、12’）之间，并且其中所述介电层（15）被印到所述陶瓷层（14）之一的至少一个部分区域上。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170420 DE 102017108384.71.多层器件（10），所述多层器件具有基体，所述基体具有：
-至少两个外电极（11、11’）；
-至少一个第一和第二内电极（12、12’），其中一个内电极（12、12’）分别与一个外电极（11、11’）导电连接；
-多个陶瓷层（14），其中所述陶瓷层（14）包括所述内电极（12、12’）；
-至少一个介电层（15），其中所述介电层（15）沿着所述陶瓷层（14）的堆叠方向（20）观察布置在所述内电极（12、12’）之间，并且其中所述介电层（15）被印到所述陶瓷层（14）之一的至少一个部分区域上。


2.根据权利要求1所述的多层器件（10），其中所述陶瓷层（14）具有压敏电阻层。


3.根据权利要求1或2所述的多层器件（10），其中所述介电层（14）具有沿着所述陶瓷层（14）的堆叠方向（20）的伸展D，并且其中2µm≤D≤6µm。


4.根据上述权利要求中任一项所述的多层器件（10），其中所述介电层（15）被构造并且布置为减小在相反极的内电极（12、12’）之间的重叠面。


5.根据上述权利要求中任一项所述的多层器件（10），其中所述至少一个介电层（15）沿垂直于所述堆叠方向（20）的方向（21）被分成至少两个彼此分离的部分（16），其中这些部分（16）通过所述陶瓷层（14）的材料来彼此分离。


6.根据权利要求5所述的多层器件（10），其中在所述部分（16）之间的留空部（16a）具有多角的横截面。


7.根据权利要求5所述的多层器件（10），其中在所述部分（16）之间的留空部（16a）具有圆形的横截面。


8.根据上述权利要求中任一项所述的多层器件（10），其中所述至少一个介电层（15）具有钛酸镁。


9.根据上述权利要求中任一项所述的多层器件（10），其中所述介电层（15）被构造和布置为使得所述介电层与至少两个相邻的陶瓷层（14）和两个重叠的内电极（12、12’）共同构成ESD放电区段。


10.根据上述权利要求中任一项所述的多层器件（10），其中所述多层器件（10）具有作为ESD保护器件的压敏电阻的功能。


11.根据上述权利要求中任一项所述的多层器件（10），其中所述多层器件（10）具有≤0.5pF的电容。

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【专利技术属性】
技术研发人员：T皮尔斯廷格，
申请(专利权)人：TDK电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE