CN101427326A - 基于微变阻器的过电压保护 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于保护电气元件(6、6b、6c、6d、6e、8、9、11－13)的包含ZnO微变阻器颗粒(2)的过电压保护装置以及用于生产该装置的方法。根据本发明，将单微变阻器颗粒(2)放置在具有单层厚度(t)的布置(1)中并将其电耦合到电气元件(6、6b、6c、6d、6e、8、9、11－13)，以便保护其耐过电压。在成形中，单层过电压保护装置允许非常紧凑的集成和高的柔性，并使其适合电气或电子元件(6、6b、6c、6d、6e、8、9、11－13)。另外，获得了降低的电容及由此降低的过电压保护的反应时间。
Description
技术领域
本发明涉及电气和/或电子电路中的过电压保护领域，诸如防雷电保护、防电磁脉冲、防开关冲击或防接地回路瞬变或静电放电(ESD)保护。本发明尤其涉及用于这种目的的非线性电气材料和器件。本发明是基于根据权利要求的前言的用于产生过电压保护装置的方法、该过电压保护装置、及包含这种过电压保护装置的电气器件.
背景技术
本发明来源于如F.Greuter等人在＂Microvaristors：FunctionalFillers for Novel Electroceramic Composites＂，J.Electroceramics，13，739-744(2004)的文章中所描述的现有技术。在其中公开了用于电子设备的静电放电(ESD)保护的变阻器复合材料，其包含嵌入到聚合物基体的ZnO微变阻器。作为施加电场的函数，ZnO微变阻器颗粒的电阻呈现极端的非线性。复合材料的非线性特性取决于微变阻器颗粒的非线性、它们的堆叠布置和颗粒间接触的微观性能.为了分散微变阻器颗粒和将它们作为粘性复合材料模塑成电子元件，聚合物是不可缺少的。在模塑之后，该复合材料具有宏观厚度，并且分散的微变阻器颗粒在该复合材料中占据三维体积，随机布置在复合材料体积中且在该体积中形成彼此之间的随机接触。由聚合物填充微变阻器之间的空闲空间.
在美国专利No.6,239,687 B1中，作为在这里作为参考文献引用，将非线性电阻材料(VVRM)用于构建用于保护电子电路的可变电压保护器件。该器件包含注入了VVRM且具有预定厚度的增强层，以便该器件具有均匀厚度，并由此具有可靠的电性能。可能通过诸如陶瓷或玻璃球的隔离体，将该厚度控制到宏观尺寸。
发明内容
本发明的一般目标是提供一种具有有利的非线性电性能并且易于制造的过电压保护装置，一种包含这种保护装置的电气元件，以及一种用于生产该过电压保护装置的方法。根据本发明，通过如权利要求所述的主旨实现该目标。
在第一方面中，本发明要求保护一种用于生产用于保护电气元件的过电压保护装置的方法，该保护装置包含微变阻器颗粒，其中将单微变阻器颗粒放置在具有单层厚度的布置中并将其电耦合到电气元件，以便保护该电气元件耐过电压。
在第二方面，本发明要求保护一种用于保护电气元件的过电压保护装置，该保护装置包含微变阻器颗粒，其中将单微变阻器颗粒放置在具有单层厚度的布置中并将其电耦合到电气元件，以便保护该电气元件耐过电压。
用放置取代模塑、浇注或铸造微变阻器颗粒的方法，允许以无先例的精确度水平设计用于电气和电子电路的过电压保护装置.由此，也可以在微观水平上实现更加可靠且有效的过电压保护，而且尤其是，可用于保护电子电路中的部件或元件。另外，显著改进了将变阻器过电压保护装置集成到小型电气或电子设备中的灵活性。
与已知的大体积变阻器陶瓷或复合材料保护装置相比，单层微变阻器颗粒允许构建具有更低电容的高性能过电压保护系统。这是由于下述事实：单层布置首次允许从微变阻器颗粒的离散特性获益，该离散特性在微变阻器颗粒彼此之间以及微变阻器颗粒与将要保护的电气元件之间提供离散的接触点。在单层中可以并排放置微变阻器，但是不能放到彼此的顶部。
在第一优选实施例中公开了单层布置的不同变体，诸如二维和/或一维布置、和/或作为导体之间的单层隔离体的布置。在颗粒放置中的显著灵活性允许使单层布置的几何适合将要保护的系统的任何预期形状。单层形状可以包含例如弯曲的或曲折的、完全或部分弯曲的平面或线、或它们的组合、或单层厚度的几乎任何预期形状。
在第二优选实施例中公开了用于放置颗粒的载体的不同变体，诸如平面的和/或纵向延伸的载体、和/或用于为单微变阻器颗粒提供独立放置位置的结构化载体。可以以用于将颗粒保持在适当位置的导向结构装饰该载体。该载体可以包含用于形成粘性带子的胶粘剂层，和/或可以包含用于将微变阻器单层固定到该带子的固定装置。
在第三优选实施例中提供了用于将单层布置电耦合到将要保护的电气元件或组件的有源部件和参考电位部件的电耦合装置，其可以是导电的、各向异性导电的、半导电的或绝缘的。
在第三方面中，本发明要求保护一种包含具有这种过电压保护装置的电气元件的电气器件。该电气元件可以包含无源元件，诸如导体、配线、连接器、例如插座或插头的电气元件、电容器、电感器或电阻器，和/或有源元件，诸如电子元件、IC芯片、或开关。该电气元件可以还包含电气电路、电子电路、RF电路、印刷电路、印刷电路板、天线、电路线路、I/O端口、或芯片。
从权利要求或权利要求的组合，并且参考下面的详细描述和附图时，本发明的其它实施例、优点和应用将是显而易见的。
附图说明
该描述参考了附图，在附图中示意性示出：
图1示出了单微变阻器颗粒(现有技术)的非线性电阻；
图2a-2i是根据本发明的用于微变阻器布置的结构化载体的实施例；
图3a-3f是在载体上固定微变阻器颗粒的实施例；
图4-6是由根据本发明的微变阻器布置保护的电子元件的示例；
图7a-7f是用于微变阻器布置的电接触方案的实施例；
图8a-8b是集成在电子基板上的过电压保护的实施例；
图9a-9b是集成在电子基板上的过电压保护的其它实施例。
在附图中以相同参考数字表示相同部分。
具体实施方式
本发明公开了用于保护电气元件6、6b、6c、6d、6e、8、9、11-13的过电压保护装置，其中该保护装置包含微变阻器颗粒2。根据本发明，将单微变阻器颗粒2放置在具有单层厚度t的布置1中并将其电耦合到电气元件6、6b、6c、6d、6e、8、9、11-13，以便保护电气元件6、6b、6c、6d、6e、8、9、11-13耐过电压。在下述示范实施例中，给出了用于产生过电压保护装置的包装过程以及相应方法步骤。
图1示出变阻器材料常规的电流-电压特征.与已知的大体积变阻器陶瓷或变阻器复合材料相似，微变阻器颗粒表现出电压对电流的非线性行为.因此，微变阻器在正常运行中具有高电阻，并且通过转换到低电阻状态，几乎瞬时地对过电压起反应。
如图2a-2i所示，可以将单微变阻器2布置在单层厚度t的二维布置1；4a-4d(图2a-2d)中，尤其是在一个平面中；和/或将单微变阻器2沿单层厚度t的一维或线型布置1；4a′、4b′放置，尤其是在沿导体表面6b、6c直线延伸的线1；4a′(图2e)中和/或曲线1；4b′(图5)中。
可以将单微变阻器2布置成使其形成与将要保护的电气元件6、6b、6c、6d、6e、8、9、11-13的低电容耦合点、尤其是点状耦合点.例如，将单微变阻器2布置成使它们直接横向接触(图2a-2e)和/或通过诸如绝缘的、半导电的或导电的介质41g、41h的填隙式介质41g、41h将它们彼此分隔开。优选地，将单微变阻器2电耦合到，尤其是电连接到一个或几个毗邻的微变阻器2。
图2a-2i和图3a-3f示出存在用于放置微变阻器颗粒(2)的载体3；3a-3j、3a′.可以在载体平面3a-3j中和/或沿诸如凹槽3a′、边缘或弯折曲线的纵向形状，延伸载体3.载体3；3a-3j可以包含诸如金属、合金、导电陶瓷或导电聚合物的导电材料、和/或诸如绝缘陶瓷或绝缘聚合物的绝缘材料；和/或载体3；3a-3j可以是箔片3a-3c、3i、平板3a-3c、3i、网孔3d、泡沫3j、或多层。有利地，载体3；3a-3j具有包含用于单微变阻器颗粒2的单独放置位置4；4a-4h的结构。优选地，载体3；3a-3j具有结构化表面，尤其是该结构化表面包含凹槽4a、4b，孔4c、4d，绝缘缝隙40f、40g，绝缘阻挡物41g、41h，印刷沟槽，或结构化平板或多层4a、4b、4c、4g、4h。
如图8a、8b所示，覆盖了微变阻器2的单层1的载体3也可以具有电子电路6的结构化基板的功能。
如图2f-2i所示，载体3；3a-3j可以包含用于横向地和/或垂直地保持微变阻器颗粒2的导向结构40f、40g、41g、41h.尤其是，该导向结构可以包含在微变阻器颗粒2的下面的或顶部上的缝隙40f、40g，和/或在相邻的微变阻器颗粒2之间的阻挡物41g、41h。
可以由载体3；3a-3j，3a′支持的单层微变阻器布置1形成带子1、3。图3f示出带子1、3、5e可以包含用于提供容易放置带子的特性的胶粘剂5e，尤其是胶粘剂层5e，将其应用到微变阻器布置1或微变阻器颗粒2，尤其是应用到微变阻器的顶部上。
如图3a-3f所示，可以通过固定装置5；5a-5f，尤其是，通过胶粘剂5a或粘合剂5b，通过压入到延展性载体材料5c中，通过热压入到热塑性载体材料5c中，通过将固定件5d熔化、焊接或烧结到载体3；3a-3j、3a′上，和/或通过与例如聚合物薄膜5e的薄膜5e一起密封到载体3；3a-3j、3a′上，将微变阻器颗粒2固定到载体3；3a-3j、3a′上。尤其是可以选择导电的、各向异性导电的、半导电的、绝缘的胶粘剂5a，或者，例如通过印刷技术，将胶粘剂5a应用到预定结构中，并且尤其是将其应用到层中。作为固定装置的替代，可以将微变阻器颗粒2压到载体3；3a-3j、3a′上。
图4-6示出将单微变阻器2布置在信号导体6b、6c、6d、6e；8、9、13与在参考电位上的导体10之间的示例，优选地，导体10在固定参考电位上，更加优选地，导体10在接地电位上.可以用导电的和/或半导电的和/或绝缘的材料涂覆导体6b、6c、6d、6e；8、9、10、13。如图5b-5d所示，可以将单微变阻器2作为隔离体布置在导体6b、6c、6d、6e之间.尤其是，单微变阻器2可以存在于共轴导体圆柱6b、6c之间的圆柱形布置1；4b′中、存在于带状导体6d上的单边或双边层1中、或存在于在多层布置2、6d、6e中的带状导体6d、6e之间的隔离体层1中。
将单层厚度t的布置1电耦合到，尤其是电连接到电气部件或元件6、6b、6c、6d、6e、8、9、11-13或包含电气元件6、6b、6c、6d、6e、8、9、11-13的组件或器件的有源部件6b、6c、6d、6e、8、9、11-13和参考电位部件10。
图7a-7f示出用于实现与导线8和/或地线10的预期电耦合的电耦合装置14；14a-14e的示例，预期电耦合包含电流的、电阻的、电容的或感应的耦合。因此耦合装置14；14a-14e可以包含导电层14a，印刷、蒸镀或焊接导电触点14b，绝缘/导电双层14a、14c，导电/绝缘双层14c、14a，粘合剂14d、和/或导电的、各向异性导电的、半导电的或绝缘的胶粘剂14e，而且尤其是胶粘剂层14e(图8b)。可以将这种耦合装置14；14a-14e布置在微变阻器颗粒2的下面和/或顶部上。
在图8a、8b中给出了特定应用，其中将过电压保护装置布置在具有用于提供保险丝15的收缩部分15的导体路径6b的顶部上或下面。
可以根据下述标准选择微变阻器颗粒2的优选备选品：颗粒2可以包含掺杂ZnO和/或掺杂SnO和/或掺杂SiC和/或掺杂SrTiO3；和/或颗粒2可以是基本球形的或基本半球形的，并且尤其是其应该具有相似尺寸，优选从几个μm到几百μm，上限约为1mm，并且优选从窄的筛分粒度级中选择；和/或颗粒2具有薄片形状；和/或它们具有相似厚度；和/或在烧结之前或之后通过切割、破碎和/或穿孔从铸造生坯生产它们，其中生坯优选是带子铸造的、条铸造的、挤压的和/或印刷的，例如丝网印刷的；和/或通过造粒、煅烧和光破碎生产颗粒2；和/或用尺寸小于微变阻器尺寸的金属薄片装饰颗粒2。在本申请中整体包含的EP0992042公开了可以将这种导电颗粒熔合到微变阻器颗粒的表面，以便在微变阻器颗粒之间形成直接的低电阻接触。
在其它方面，本发明涉及一种电气器件，其包含具有过电压保护装置的电气元件6、6b、6c、6d、6e、8、9、11-13，其中该保护装置包含微变阻器颗粒2，将微变阻器颗粒2放置在具有单层厚度t的布置1中并将其电耦合到电气元件6、6b、6c、6d、6e、8、9、11-13，以便保护电气元件6、6b、6c、6d、6e、8、9、11-13耐过电压.可以如前述实施例中论述的那样设计该过电压保护装置。尤其是，如图4所示，可以将单层过电压保护带子、箔片或平板1简单地应用到或压到将要保护的电气器件6的输入导线8上，由此节省该器件或IC基板7的有价值表面。
尤其是，如图4-6和图8-9所示，单层厚度t的布置1可以存在于电气元件6、6b、6c、6d、6e、8、9、11-13或电气器件的有源部件6b、6c、6d、6e、8、9、11-13和接地部分10之间；和/或电气元件6、6b、11-13可以包含无源元件，诸如导体6b、6c、6d、6e、配线8、连接器11、例如插座13或插头12的电气元件12、13、电容器、电感器或电阻器，和/或有源元件，诸如电子元件、IC芯片6、或开关；和/或该电气器件可能包含电气电路、电子电路、RF电路、印刷电路、印刷电路板7、天线、电路线路、I/O端口、或芯片6。
在另一方面中，本发明涉及一种用于生产用于保护电气元件6、6b、6c、6d、6e、8、9、11-13的过电压保护装置的方法，其中该保护装置包含微变阻器颗粒2。根据本发明，将单微变阻器颗粒2放置在具有单层厚度t的布置1中并将其电耦合到电气元件6、6b、6c、6d、6e、8、9、11-13，以便保护电气元件6、6b、6c、6d、6e、8、9、11-13耐过电压。
该生产方法的示范实施例涉及上面公开的过电压保护装置的特征，并相应地在权利要求2-14中要求保护.这里仅再次提及挑选的示范方法实施例。
对于图2-3，将单微变阻器2放置在载体3；3a-3j、3a′上，并且尤其是放置在载体平面中平面延伸的载体3；3a-3j上和/或沿诸如凹槽、边缘或弯折曲线3a′的纵向延伸载体3；3a′放置。优选地，将载体3；3a-3j、3a′构造成提供用于单微变阻器颗粒2的单独放置位置4；4a-4h。尤其是，可以通过蚀刻、穿孔、激光加工、印刷、钻孔、蒸镀和/或溅射方式构造载体3；3a-3j、3a′。另外，可以将用于横向地和/或纵向地保持微变阻器颗粒2的导向结构40f、40g、41g、41h应用到载体3；3a-3j上或其中。可以由绝缘的和/或半导电的和/或导电的材料制备这种导向结构40f、40g、41g、41h，尤其是使用聚合物或金属制备；和/或可以通过例如印刷或溅射将导向结构40f、40g、41g、41h应用到载体3；3a-3j、3a′上。
另外，为了提供具有容易放置性能的粘性带子1、3、5e，可以将绝缘胶粘剂5e，尤其是胶粘剂层5e放置在微变阻器布置1或微变阻器颗粒2之上，尤其是微变阻器的顶部侧之上；和/或为了提供具有容易放置和有利接触的性能的粘性带子1、3、5e，可以将导电胶粘剂或胶粘剂层5e应用到微变阻器布置1上，尤其是通过印刷、喷射或滚动。可以从环氧、硅烷和(聚)氨基甲酸酯组成的组制备胶粘剂或胶粘剂层5e。其可以包含热塑性塑料或硬质体。
与基于嵌入聚合物的大体积微变阻器颗粒的传统带子相比，包含单层微变阻器2的单层带子1、3在很多方面是有利的。每个微变阻器颗粒2的非线性是由其内在晶界所产生的效果。由于单层布置1的缘故，带子1、3的全部非线性行为是由微变阻器颗粒非线性所确定的，并且实际上两者是相等的。
为了将带子应用到电气元件上，带子1、3可以是柔性带子，优选至少具有一个自粘结表面。优选地，可以将带子1、3应用在电气或电子元件中，并且带子1、3通过其微变阻器颗粒2的单层布置提供过电压保护。对于带子1、3，基板或载体3可以是薄板的形式，优选是扁带形式。
可以通过将微变阻器颗粒2压到载体3；3a-3j、3a′上，实现固定微变阻器颗粒2。通过固定装置5；5a-5f，而且尤其是，通过应用胶粘剂5a或粘合剂5b，通过将微变阻器2压入到延展性载体材料5c中，通过将微变阻器2热压到热塑性载体材料5c中，通过将微变阻器2熔化、超声波熔化、微波熔化、焊接、烧结或激光烧结到载体3；3a-3j、3a′，通过在熔化、焊接或烧结之前将金属薄片和/或纳米颗粒涂覆或喷射到载体3；3a-3j、3a′上以便改进粘附和/或接触，和/或将微变阻器2与例如是聚合物薄膜5e的薄膜5e一起密封到载体3；3a-3j、3a′上，也可以将微变阻器颗粒2固定到载体3；3a-3j、3a′上。
微变阻器颗粒2的单层布置1允许构建具有降低的电容的过电压保护装置，其有益于高频应用。
参考符号列表
1 微变阻器单层布置
2 微变阻器颗粒
3，3a-3h 载体，结构化载体
3i 箔片，平板
3j 延展性载体，热塑性载体
3a-3j 平面载体
3a′ 纵向载体
4a′，4b′ 线型布置
4，4a-4h 微变阻器放置位置
4a，4b 凹槽，伸长凹槽，双凹槽
4a′，4b′ 线型布置
4c-4h 单个放置位置
4d 网孔
40f，40g 绝缘缝隙
41g 绝缘阻挡物
41h 导向结构
5，5a-5f 固定装置
5a 胶粘剂
5b 粘合剂
5c 延展性、可压缩或热塑性载体
5d 熔化、焊接或烧结固定
5e 密封固定，薄膜固定
6 IC芯片
6b，6c 导体路径，共轴导体
6d，6e 带状导体
7 IC基板
7b 导电IC基板
8 接合线
9 输入/输出焊垫，信号导线
10 接地导线，接地线路
11 连接器，具有Cu迹线的柔性电缆
12 插头
13 插座
14，14a-14f 电耦合装置，接触装置
14a 导电载体，导电触点
14b 丝网印刷导电触点
14c 绝缘层
14a，14c 绝缘/导电双层
14d 粘合剂
14e 导电胶粘剂层
15 保险丝收缩物
t 单层厚度
Claims (33)
1.一种用于生产用于保护电气元件(6、6b、6c、6d、6e、8、9、11-13)的过电压保护装置的方法，其中该保护装置包括微变阻器颗粒(2)，其特征在于：将单微变阻器颗粒(2)放置在具有单层厚度的布置(1)中并将其电耦合到电气元件(6、6b、6c、6d、6e、8、9、11-13)，以便保护电气元件(6、6b、6c、6d、6e、8、9、11-13)耐过电压。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
a)将单微变阻器(2)放置在二维布置(1；4a-4d)中，尤其是在平面中，和/或
b)将单微变阻器(2)沿一维布置(1；4a′、4b′)放置，尤其是在沿导体表面(6b、6c)直线延伸的线(1；4a′)中和/或折线(1；4b′)中。
3.如前述任一权利要求所述的方法，其特征在于：
a)将单微变阻器(2)作为隔离体放置在导体(6b、6c、6d、6e)之间，以及
b)尤其是，将单微变阻器(2)放置在共轴导体圆柱(6b、6c)之间的圆柱形布置(1；4b′)中、放置在带状导体(6d)上的单边或双边层(1)中、或放置在多层布置(2、6d、6e)中的带状导体(6d、6e)之间的隔离体层(1)中
4.如前述任一权利要求所述的方法，其特征在于：
a)将单微变阻器(2)放置在信号导体(6b、6c、6d、6e；8、9、13)与在参考电位上的导体(10)之间，优选导体(10)在固定电位上，更加优选地，导体(10)在接地电位上，和/或
b)用导电和/或半导电和/或绝缘材料涂覆导体(6b、6c、6d、6e；8、9、13)，和/或
c)单微变阻器(2)与电气元件(6、6b、6c、6d、6e、8、9、11-13)形成低电容耦合点，尤其是点状耦合点。
5.如前述任一权利要求所述的方法，其特征在于：
a)将单微变阻器(2)放置成使其直接横向接触和/或由诸如绝缘的、半导电的或导电的介质(41g、41h)的填隙介质(41g、41h)将其彼此分隔，和/或
b)将单微变阻器(2)电耦合到，尤其是电连接到一个或几个毗邻微变阻器(2)。
6.如前述任一权利要求所述的方法，其特征在于：
a)将单微变阻器(2)放置在载体(3；3a-3j、3a′)上，以及
b)尤其是，放置在载体平面中平面延伸的载体(3；3a-3j)上和/或沿诸如凹槽、边缘或弯折曲线(3a′)的纵向延伸载体(3；3a′)放置。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：
a)将载体(3；3a-3j、3a′)构造成提供用于单微变阻器颗粒(2)的单独放置位置(4；4a-4h)，以及
b)尤其是，以蚀刻、穿孔、激光加工、印刷、钻孔、蒸镀和/或溅射方式构造载体(3；3a-3j、3a′)。
8.如权利要求6和7中的任一项所述的方法，其特征在于：
a)将用于横向地和/或纵向地保持微变阻器颗粒(2)的导向结构(40f、40g、41g、41h)应用到载体(3；3a-3j)上或其中，以及
b)尤其是，由绝缘的和/或半导电的和/或导电的材料制备这种导向结构(40f、40g、41g、41h)，尤其是使用聚合物或金属制备，和/或
c)通过印刷或溅射将导向结构(40f、40g、41g、41h)应用到载体(3；3a-3j、3a′)上。
9.如权利要求6-8中的任一项所述的方法，其特征在于由载体(3；3a-3j、3a′)支撑的微变阻器布置(1)形成带子(1、3)。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于：
a)为了提供具有容易放置性能的粘性带子(1、3、5e)，将绝缘胶粘剂层(5e)放置在微变阻器布置(1)之上，和/或
b)为了提供具有容易放置和接触性能的粘性带子(1、3、5e)，将绝缘胶粘剂(5e)应用到微变阻器颗粒(2)上，尤其是通过印刷、喷射或滚动
11.如前述任一权利要求所述的方法，其特征在于：
a)将微变阻器颗粒(2)压到载体(3；3a-3j、3a′)上，或
b)通过固定装置(5；5a-5f)，尤其是，通过应用胶粘剂(5a)或粘合剂(5b)，通过将微变阻器(2)压入延展性载体材料(5c)中，通过将微变阻器(2)热压入热塑性载体材料(5c)中，通过将微变阻器(2)熔化、超声波熔化、微波熔化、焊接、烧结或激光烧结到载体(3；3a-3j、3a′)，通过在熔化、焊接或烧结之前将金属薄片和/或纳米颗粒涂覆或喷射到载体(3；3a-3j、3a′)上以便提高粘附和/或接触，和/或通过将微变阻器(2)与例如聚合物薄膜(5e)的薄膜(5e)一起密封到载体(3；3a-3j、3a′)上，将微变阻器颗粒(2)固定到载体(3；3a-3j、3a′)上。
12 如前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，将单层厚度(t)的布置(1)电耦合到，尤其是电连接到电气元件(6、6b、6c、6d、6e、8、9、11-13)或包含电气元件(6、6b、6c、6d、6e、8、9、11-13)的器件的有源部件(6b、6c、6d、6e、8、9、11-13)和参考电位部件(10)。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，通过诸如导电层(14a)、印刷、蒸镀或焊接导电触点(14b)、绝缘/导电双层(14a、14c)、粘合剂(14d)、和/或导电的、各向异性导电的、半导电的或绝缘的胶粘剂层(14e)的电耦合装置(14；14a-14e)，将单层厚度(t)的布置(1)电耦合到，尤其是电连接到有源部件(6b、6c、6d、6e、8、9、11-13)和/或接地部件(10)。
14.如权利要求12和13中的任一项所述的方法，其特征在于：
a)电气元件(6、6b、6c、6d、6e、8、9、11-13)包含无源元件，诸如导体(6b、6c、6d、6e)、配线(8)、连接器(11)、例如插座(13)或插头(12)的电气元件(12、13)、电容器、电感器或电阻器，和/或有源元件，诸如电子元件、IC芯片(6)、或开关，和/或
b)电气器件包含电气电路、电子电路、RF电路、印刷电路、印刷电路板(7)、天线、电路线路、I/0端口、或芯片(6)。
15.一种用于保护电气元件(6、6b、6c、6d、6e、8、9、11-13)的过电压保护装置，其中保护装置包含微变阻器颗粒(2)，其特征在于，将单微变阻器颗粒(2)放置在具有单层厚度(t)的布置(1)中并将其电耦合到电气元件(6、6b、6c、6d、6e、8、9、11-13)，以便保护该电气元件(6、6b、6c、6d、6e、8、9、11-13)耐过电压。
16.如权利要求15所述的过电压保护装置，其特征在于：
a)将单微变阻器(2)布置在单层厚度(t)的二维布置(1；4a-4d)中，尤其是在一个平面中，和/或
b)将单微变阻器(2)沿单层厚度(t)的一维布置(1；4a′、4b′)放置，尤其是在沿导体表面(6b、6c)直线延伸的线(1；4a′)中和/或折线(1；4b′)中
17.如权利要求15-16中任一项所述的过电压保护装置，其特征在于：
a)将单微变阻器(2)作为隔离体布置在导体(6b、6c、6d、6e)之间，以及
b)尤其是，单微变阻器(2)存在于共轴导体圆柱(6b、6c)之间的圆柱形布置(1；4b′)中、存在于带状导体(6d)上的单边或双边层(1)中、或存在于在多层布置(2、6d、6e)中的带状导体(6d、6e)之间的隔离体层(1)中
18.如权利要求15-17中任一项所述的过电压保护装置，其特征在于：
a)将单微变阻器(2)布置在信号导体(6b、6c、6d、6e；8、9、13)与在参考电位上的导体(10)之间，优选地，导体(10)在固定参考电位上，更加优选地，导体(10)在接地电位上，和/或
b)用导电的和/或半导电的和/或绝缘的材料涂覆导体(6b、6c、6d、6e；8、9、13)，和/或
c)单微变阻器(2)与电气元件(6、6b、6c、6d、6e、8、9、11-13)形成低电容耦合点、尤其是点状耦合点。
19.如权利要求15-18中任一项所述的过电压保护装置，其特征在于：
a)将单微变阻器(2)放置成使它们直接横向接触和/或由诸如绝缘的、半导电的或导电的介质(41g、41h)的填隙介质(41g、41h)将它们彼此分隔，和/或
b)将单微变阻器(2)电耦合到，尤其是电连接到一个或几个毗邻微变阻器(2)。
20.如权利要求15-19中任一项所述的过电压保护装置，其特征在于：
a)存在用于放置微变阻器颗粒(2)的载体(3；3a-3j、3a′)，以及
b)尤其是，在载体平面中和/或沿诸如凹槽(3a′)、边缘或弯折曲线的纵向形状延伸载体(3；3a-3j)。
21.如权利要求20所述的过电压保护装置，其特征在于：
a)载体(3；3a-3j)包含诸如金属、合金、导电陶瓷或导电聚合物的导电材料，和/或诸如绝缘陶瓷或绝缘聚合物的绝缘材料；和/或
b)载体(3；3a-3j)是箔片(3a-3c、3i)、平板(3a-3c、3i)、网孔(3d)、泡沫(3j)、或多层。
22.如权利要求20-21中任一项所述的过电压保护装置，其特征在于：
a)载体(3；3a-3j)具有包含用于单微变阻器颗粒(2)的单独放置位置(4；4a-4h)的结构，以及
b)尤其是，载体(3；3a-3j)具有结构化表面，尤其是该结构化表面包含凹槽(4a、4b)、孔(4c、4d)、绝缘缝隙(40f、40g)、绝缘阻挡物(41f、41g)、印刷沟槽、或结构化平板或多层(4a、4b、4c、4g、4h)
23.如权利要求20-22中任一项所述的过电压保护装置，其特征在于：
a)载体(3；3a-3j)包含用于横向地和/或垂直地保持微变阻器颗粒(2)的导向结构(40f、40g、41g、41h)，以及
b)尤其是，该导向结构包含在微变阻器颗粒(2)的下面或顶部上的缝隙(40f、40g)、和/或在毗邻的微变阻器颗粒(2)之间的阻挡物(41g、41h)。
24.如权利要求20-23中任一项所述的过电压保护装置，其特征在于：
a)由载体(3；3a-3j，3a′)支持的单层微变阻器布置(1)形成带子(1、3)，以及
b)尤其是，带子(1、3、5e)包含应用到微变阻器颗粒(2)的用于提供容易带子放置的胶粘剂(5e)。
25.如权利要求20-24中任一项所述的过电压保护装置，其特征在于：
a)将微变阻器颗粒(2)压到载体(3；3a-3j、3a′)上，或
b)通过固定装置(5；5a-5f)，尤其是，通过胶粘剂(5a)或粘合剂(5b)，通过压入到延展性载体材料(5c)中，通过热压入到热塑性载体材料(5c)中，通过熔化、焊接或烧结到载体(3；3a-3j、3a′)，和/或通过与例如聚合物薄膜(5e)的薄膜(5e)一起密封到载体(3；3a-3j、3a′)上，将微变阻器颗粒(2)固定到载体(3；3a-3j、3a′)上，以及
c)尤其是，胶粘剂(5a)是导电的、各向异性导电的、半导电的、绝缘的，或者，例如通过印刷技术将其应用到确定结构中。
26.如权利要求15-25中任一项所述的过电压保护装置，其特征在于，将单层厚度(t)的布置(1)电耦合到，尤其是电连接到电气元件(6、6b、6c、6d、6e、8、9、11-13)或包含电气元件(6、6b、6c、6d、6e、8、9、11-13)的器件的有源部件(6b、6c、6d、6e、8、9、11-13)和参考电位部件(10)。
27.如权利要求26所述的过电压保护装置，其特征在于，通过电耦合装置(14；14a-14e)将单层厚度(t)的布置(1)电耦合到，尤其是电连接到有源部件(6b、6c、6d、6e、8、9、11-13)和/或接地部件(10)。
28.如权利要求27所述的过电压保护装置，其特征在于：
a)电耦合装置(14；14a-14e)包含导电层(14a)，印刷、蒸镀或焊接导电触点(14b)，绝缘/导电双层(14a、14c)，导电/绝缘双层(14c、14a)，粘合剂(14d)，和/或导电的、各向异性导电的、半导电的或绝缘的胶粘剂层(14e)，和/或
b)将耦合装置(14；14a-14e)布置在微变阻器颗粒(2)的下面或顶部上。
29.如权利要求15-28中任一项所述的过电压保护装置，其特征在于：
a)微变阻器颗粒(2)包含掺杂ZnO和/或掺杂SnO和/或掺杂SiC和/或掺杂SrTiO3，和/或
b)微变阻器颗粒(2)是基本球形的或基本半球形的，并且尤其是它们具有相似尺寸，并且优选从窄的筛分粒度级中选择，和/或
c)微变阻器颗粒(2)具有薄片形状，并且尤其是它们具有相似厚度，并且尤其是在烧结之前或之后通过切割、破碎和/或穿孔从铸造生坯生产它们，生坯优选是带子铸造的、条铸造的、挤压的和/或印刷的，例如丝网印刷的，和/或
d)通过造粒、煅烧和光破碎生产微变阻器颗粒(2)，和/或
e)用尺寸小于微变阻器尺寸的金属薄片装饰微变阻器颗粒(2)
30.如权利要求15-29中任一项所述的过电压保护装置，其特征在于，将过电压保护装置布置在具有用于提供保险丝(15)的收缩部分(15)的导体路径(6b)的顶部上或下面
31.一种电气器件，其包含具有过电压保护装置的电气元件(6、6b、6c、6d、6e、8、9、11-13)，其中该保护装置包含微变阻器颗粒(2)，其特征在于，将微变阻器颗粒(2)放置在具有单层厚度(t)的布置(1)中并将其电耦合到电气元件(6、6b、6c、6d、6e、8、9、11-13)，以便保护电气元件(6、6b、6c、6d、6e、8、9、11-13)耐过电压。
32.如权利要求31所述的电气器件，其中过电压保护装置的特征在于权利要求15-25和27-30中任一项所述的特征。
33.如权利要求31-32中任一项所述的电气器件，其特征在于：
a)单层厚度(t)的布置(1)存在于电气元件(6、6b、6c、6d、6e、8、9、11-13)或电气器件的有源部件(6b、6c、6d、6e、8、9、11-13)和接地部件(10)之间，和/或
b)电气元件(6、6b、11-13)包含无源元件，诸如导体(6b、6c、6d、6e)、配线(8)、连接器(11)、例如插座(13)或插头(12)的电气元件(12、13)、电容器、电感器或电阻器，和/或有源元件，诸如电子元件、IC芯片(6)、或开关，和/或
c)电气器件包含电气电路、电子电路、RF电路、印刷电路、印刷电路板(7)、天线、电路线路、I/O端口、或芯片(6)。
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