CN103081033A - 电阻器件和用于制造电阻器件的方法 - Google Patents

Abstract

本发明说明具有由陶瓷层（2）和内电极（5,6,70）组成的堆叠的电阻器件（1），其中第一种类的内电极（5）与第一外接触部（3）导电地连接并且第二种类的内电极（6）与第二外接触部（4）导电地连接。第一种类的内电极（5）与第二种类的内电极（6）无重叠地布置。第三种类的内电极（70）至少部分地与第一种类的内电极（5）和第二种类的内电极（6）重叠，所述第三种类的内电极既不与第一外接触部（3）也不与第二外接触部（4）导电地连接。对于第三种类的每个内电极（70）设置第一种类的至少三个内电极（5）和第二种类的三个内电极（6）。此外，说明用于制造电阻器件（1）的方法。

Description

电阻器件和用于制造电阻器件的方法

技术领域

说明具有由陶瓷层和布置在陶瓷层之间的内电极组成的堆叠的电阻器件。为了电接触内电极，可以在堆叠的外侧固定外接触部。这种电阻器件例如可以被实施为NTC热敏电阻并且例如被用于温度测量。

背景技术

在出版物EP 1 451 833 B1中描述了具有负温度系数的电阻器件。

发明内容

要解决的任务是说明电阻器件的几何形状，尤其是电阻器件的内电极和外电极布置，该几何形状具有改善的特性。

说明具有基体的电阻器件，所述基体包括由陶瓷层和布置在陶瓷层之间的内电极组成的堆叠。电阻器件具有第一和第二外接触部。

外接触部优选地布置在器件的两个相对的侧面上。例如，外接触部通过将器件浸入能导电的膏剂中来制造并且因此可以具有罩或罩形区域。外接触部于是棱边重叠地位于基体的多个侧面上并且罩是外接触部的棱边重叠的区域。

电阻器件具有第一种类的内电极，其与第一外接触部导电地连接。此外，电阻器件具有第二种类的内电极，其与第二外接触部导电地连接。第一种类的内电极以及第二种类的内电极优选地堆叠形地布置。

此外，第一种类的内电极与第二种类的内电极无重叠地布置。因此，在第一种类的内电极和第二种类的内电极之间构成空隙，其中从第一外接触部流向第二外接触部的电流可以从第一种类的内电极经由陶瓷层流向第二种类的内电极。空隙在两侧分别由第一种类和第二种类的内电极的棱边限制，其中用棱边表示内电极的指向相对的内电极方向的端部。

通过缩小或放大空隙可以有针对性地改变电阻器件的电特性。例如，在第一种类的内电极和第二种类的内电极之间的空隙缩小引起器件的电阻下降。

此外，电阻器件具有第三种类的至少一个内电极，所述第三种类的至少一个内电极既不与第一外接触部也不与第二外接触部导电地连接。

优选地，第三种类的内电极至少部分地与第一种类的内电极和第二种类的内电极重叠。

从第一外接触部流向第二外接触部的电流可以从第一外接触部经由第一种类的内电极、经由陶瓷层和经由第三种类的内电极和陶瓷层流向第二种类的内电极和流向第二外接触部。

通过改变第三种类的内电极与第一和第二种类的内电极的间距或者通过放大或缩小重叠区域可以有针对性地调整电阻器件的电特性、例如器件的电阻。

对于第三种类的每个内电极，设置第一种类的至少三个内电极和第二种类的三个内电极。

在这里所述的器件情况下，从第一外接触部流向第二外接触部的电流的第一分量从第一外接触部经由第一种类的内电极和从第一种类的内电极的棱边直接经由空隙流向第二种类的内电极的棱边并且经由第二种类的内电极流向第二外接触部。

该电流的第二分量从第一外接触部经由第一种类的内电极的面和经由第三种类的内电极的面流向第二种类的内电极的面和流向第二外接触部。

与其中对于第三种类的每个内电极仅仅分别设置第一和第二种类的一个或两个内电极的电阻器件内电极布置相比，在这里所述的电阻器件情况下，电流的不经由第三种类的内电极就直接从第一种类的内电极经由空隙流向第二种类的内电极的第一分量相对于电流的经由第三种类的内电极流动的第二分量提高。

已经表明，垂直于器件的基面、也即在堆叠方向上流动的电流对于陶瓷层的层厚波动是特别敏感的。如果电流从第一种类的内电极经由第三种类的内电极流向第二种类的内电极，则电流基本上在堆叠方向上流动。

在横向上、也就是说垂直于堆叠方向或平行于器件的基面流动的电流情况下，即在那些直接经由空隙流动的电流情况下，同样出现该效应，但是具有不同的符号。

通过这里所述的内电极布置，电流的第一分量—也即在横向上流动的电流—与电流的第二分量—也即在堆叠方向上流动的电流—的比例得以优化，使得在不同的器件情况下由于陶瓷层厚的变化引起的制造决定的波动的消极影响可以被减少。因此与已知的器件相比，在这里所述的器件情况下即使在器件与器件之间存在陶瓷层层厚波动时也可以在这些器件中实现基本上相同的预先给定的额定电阻。

第三种类的内电极优选地至器件的两个相对的侧面分别具有基本上相同的间距。

其中，“相同的”或“基本上相同的”在这里和以下意味着，偏差处于制造方法的容差范围内。例如，第三种类的内电极至器件的一个侧面的间距可以与第三种类的内电极至相对的侧面的间距偏差小于或等于10μm。

优选地，第一种类的所有内电极至第二种类的分别相对的内电极具有基本上相同的间距，其中用间距表示第一种类的内电极的棱边至第二种类的相对的内电极的棱边的横向间距。因为第一种类的所有内电极至第二种类的分别相对的内电极具有基本上相同的间距，所以在第一种类的内电极和第二种类的内电极之间得到其大小是恒定的空隙。

此外，第一种类的第一和第二内电极和第二种类的第一和第二内电极可以作为用于对剩余的内电极屏蔽外接触部的区域的屏蔽电极起作用。在此尤其是关于外接触部的罩进行屏蔽，也就是外部接触部的罩形棱边重叠区域对电阻器件的电特性的不希望的影响可以被最小化。

例如，第一种类的两个内电极和第二种类的两个内电极可以分别布置在第三种类的内电极之上。在第三种类的内电极的另一侧，第一种类的两个内电极和第二种类的两个内电极同样可以分别布置在第三种类的内电极之下。

根据一种实施方式，电阻器件关于第三种类的内电极是对称的。

优选地，该器件相对于三个彼此垂直的平面是对称的。这意味着，可以给电阻器件分配三个平面，所述三个平面彼此垂直并且器件相对于所述三个平面对称。

在另一实施方式中，电阻器件具有第三种类的恰好一个内电极和第一和第二种类的至少分别三个内电极。

在一种实施方式中，第一种类的内电极和第二种类的内电极全部具有相同的长度，所述长度基本上对应于第三种类的内电极的一半长度。

在另一实施方式中，第一、第二和第三种类的内电极基本上具有相同的宽度。此外，第一种类的内电极与第二种类的内电极的间距可以基本上对应于第三种类的内电极与器件的以下侧面的两倍间距，第一或第二种类的内电极从所述侧面伸出到基体中。

优选地，第一种类的内电极和第二种类的内电极全部具有相同的面积，所述面积基本上对应于第三种类的内电极的一半面积。

通过关于相应内电极的长度、宽度、面积以及间距的上述特征，得到以下优点，在电阻器件的制造过程内在印刷所有内电极时可以使用相同的印刷掩模。

根据一种实施方式，电阻器件具有带有长度l、宽度b和高度h的直角平行六面体的形状。对于在额定温度25℃时器件的电阻R25，对于陶瓷层的比电阻ρ、器件的长度l、宽度b和高度h，适用的是数学关系：

0.10                                               

0.20

在优选的实施方式中，适用的是：

0.14

0.16

在特别优选的实施方式中，适用的是：

0.15

优选地，器件的宽度b基本上对应于器件的一半长度。

在另一种实施方式中，每个内电极至在堆叠方向上最近的内电极具有基本上相同的间距。

在替换的实施方式中，第一种类和第二种类的内电极至在堆叠方向上相邻的内电极具有不同的间距。

优选地，所述的电阻器件是NTC热敏电阻，也就是说是具有负温度系数的电阻器件。在NTC热敏电阻情况下，流经陶瓷层的电流在高温时比在低温时更好地被引导，因此这种电阻器件也称为高温导体。

此外，说明用于制造上述电阻器件的方法。

在此，借助于使用能导电的膏剂的印刷方法将内电极施加到陶瓷未烧结层上。在施加内电极时，对于所有内电极使用相同的印刷掩模。通过使用仅一个印刷掩模可以显著简化这里所述的电阻器件的制造过程。

优选地，相对于第一种类的内电极和相对于第二种类的内电极错开器件的一半长度地施加第三种类的至少一个内电极。

由此，在切割经煅烧的陶瓷层之后产生根据本发明的电阻器件，其中第一和第二种类的内电极全部具有相同的面积，所述面积对应于在器件中心所布置的第三种类的内电极的一半面积。

附图说明

下面根据示意图阐述所说明的电阻器件和有利的扩展方案。其中：

图1示出本发明电阻器件的横截面，

图2和3示出本发明电阻器件的不同层的俯视图，

图4和5示出本发明电阻器件的其他实施方式的横截面。

具体实施方式

图1示出具有基体8的电阻器件1的横截面，所述基体包括陶瓷层2和不同的内电极5、6、70。电阻器件1在基体8的两个相对的侧面91、92上具有第一和第二罩形外接触部3、4。在此，第一种类的四个内电极5与第一外接触部3导电地连接并且第二种类的四个内电极6与第二外接触部4导电地连接。此外，电阻器件1的基体8具有第三种类的内电极70，其既不与第一外接触部3又不与第二外接触部4导电地连接。

与第一外接触部3连接的第一种类的内电极5和与第二外接触部4连接的第二种类的内电极6分别成对地相对。这意味着，第一种类的内电极51、52、53、54和第二种类的内电极61、62、63、64分别布置在相同的设想的水平断面中，所述断面平行于基体8的底侧。

此外，第一种类的内电极5和第二种类的内电极6彼此有间隔，也就是说，它们不触碰并且不具有重叠。因此，在第一种类的内电极5和第二种类的内电极6之间构成间隙。

另一方面，第一种类的内电极5以及第二种类的内电极6与在中心布置在基体8中的第三种类的内电极70重叠。

在根据图1的实施例中，第一种类的两个内电极51、53和第二种类的两个内电极61、63分别布置在第三种类的内电极70之上。在内电极70的另一侧上，第一种类的两个内电极52、54和第二种类的两个内电极62、64布置在第三种类的内电极70之下。

优选地，第三种类的内电极70至第一外接触部3和至第二外接触部4分别具有相同的间距。

内电极51、52、61、62由于其布置在基体8的外边缘处而可以附加地用作屏蔽电极，其方式是，这些内电极对剩余的内电极屏蔽罩形外接触部3、4的影响。在此，尤其是屏蔽外接触部3、4的以下区域，所述区域至少部分地覆盖侧面95和96并且近似地平行于内电极5、6、70。

在根据图1的实施例中，第三种类的内电极70分别至器件1的两个相对的侧面具有相同的间距。此外，每个内电极至在竖直方向上最近的内电极具有相同的间距，也就是说内电极有相同的间隔。

电阻器件1关于第三种类的内电极70对称地来构成。此外，器件1相对于三个彼此垂直的平面对称。换句话说，可以给电阻器件1分配三个平面，所述三个平面彼此垂直并且器件相对于所述三个平面对称。

根据图1的电阻器件优选地是NTC热敏电阻器件。该器件例如具有750μm的高度、750μm的宽度和1520μm的长度。陶瓷层2例如具有24.3Ωm的比电阻并且在额定温度25℃时该器件的电阻R25为10 kΩ。

在器件的中心布置的第三种类的内电阻70例如是390μm宽和1084μm长。从外接触部3、4伸出到器件的基体8中的第一和第二种类的内电极5、6是390μm宽和524μm长。在第一种类的内电极5和第二种类的内电极6之间的空隙是436μm大。内电极至在堆叠方向上最近的内电极具有125μm的间距。第一外接触部3至第二外接触部4的间距为920μm。

在另一本发明电阻器件情况下，玻璃化物处于器件上方。外接触部3、4在该实施方式中与陶瓷层2不具有直接接触，因为在外接触部3、4和陶瓷层2之间布置玻璃化物。由此可以减少外接触部3、4对器件的电特性的不希望的影响，尤其是外接触部3、4的罩形区域31、32、41、42的不希望的影响。

在具有玻璃化物的这种电阻器件情况下，在器件的中心布置的第三种类的内电极70具有400μm的宽度和1085μm的长度。第一种类的内电极5至第二种类的内电极6的间距、也就是说在第一种类的内电极5与第二种类的内电极6之间的空隙的大小为435μm。

图2示出根据图1的本发明电阻器件1的俯视图，其中这里示出通过平面i的剖面。第三种类的内电极70被构造为矩形的。该内电极中心地布置在电阻器件中，也就是说第三种类的内电极70至器件1的两个相对的侧面91和92以及93和94分别具有相同的间距c或d。第三种类的内电极70例如是390μm宽和1084μm长。

图3示出根据图1的本发明器件1的另一俯视图。在此，示出通过平面ii的剖面。第一种类的内电极52与外接触部3导电地连接。第二种类的内电极6与第二外接触部4导电地连接。两个内电极52和62彼此有间隔。它们例如具有436μm的间距e。

优选地，第一种类的所有内电极5至第二种类的分别相对的内电极6具有相同的间距e。

在此，特别有利的是，间距e对应于在中心的内电极70与电阻器件1的侧面91或92的两倍间距2c。这在下面结合在制造本发明器件时内电极的印刷变得清楚。

在根据图1、2和3的实施例中，具有例如390μm的宽度的两个内电极53和63的宽度对应于第一种类的内电极的宽度。

第一种类的内电极5的长度优选地对应于第二种类的内电极6的长度。

特别优选的是，第一和第二种类的内电极5、6的长度对应于第三种类的在中心的内电极70的一半长度。

由此，在制造电阻器件时对于所有内电极可以使用相同的印刷掩模。在第三种类的内电极70的情况下，仅仅错开一半部件长度1/2地来进行印刷。

在图4中示出本发明电阻器件的横截面，其中不同于在图1中，第一种类的内电阻5和第二种类的内电阻6分别有不同的间隔。第一种类的内电极51、52和第二种类的内电极61、62至在竖直方向上最近的内电极53、54和63、64具有比较大的间距f。而第一种类的内电极53、54和第二种类的内电极63、64至第三种类的内电极70具有比较小的间距h。

通过内电极的改变的间距例如可以改变在额定温度25℃时器件1的电阻R25。

此外，由于内电极51、52、61、62至外接触部3、4的罩31、32、41、42的小间距可以实现通过第一种类的内电极51、52和第二种类的内电极61、62对第一和第二外接触部3、4的罩形区域的影响的特别有效的屏蔽。

在图5中示出另一实施方式，其中在第一种类的第一内电极51和第三内电极53之间、在第一种类的第二内电极52和第四内电极54之间、在第二种类的第一内电极61和第三内电极63之间以及在第二种类的第二内电极62和第四内电极64之间分别布置另外的内电极55、56、65、66。

再次可以给根据图5的电阻器件1分配三个彼此垂直的平面，器件1相对于所述三个平面对称。

间距n、也即内电极53、54、63、64至内电极55、56、65、66的相应间距为150μm。间距m和g、也即内电极51、52、61、62至内电极55、56、65、66和内电极53、54、64、64至自由电极70的间距分别为75μm。

通过提高第一种类和第二种类的内电极的数量，在额定温度25℃时器件1的电阻R25例如可以被改变或者与不同的陶瓷材料匹配。

本发明不通过根据实施例的描述而局限于此，而是包括每个新的特征以及特征的每个组合。这尤其是包含在权利要求书中的特征的每个组合，即使该特征或该组合本身未明确地在权利要求书或实施例中予以说明。

附图标记列表

1 电阻器件

2 陶瓷层

3 第一外接触部

4 第二外接触部

31,32 第一外接触部的罩

41,42 第二外接触部的罩

5 第一种类的内电极

51 第一种类的第一内电极

52 第一种类的第二内电极

53 第一种类的第三内电极

54 第一种类的第四内电极

55 第一种类的第五内电极

56 第一种类的第六内电极

6 第二种类的内电极

61 第二种类的第一内电极

62 第二种类的第二内电极

63 第二种类的第三内电极

64 第二种类的第四内电极

65 第二种类的第五内电极

66 第二种类的第六内电极

70 第三种类的内电极

8 基体

91,92,93,94,95,96 电阻器件的侧面

l 电阻器件的长度

b电阻器件的宽度

h电阻器件的高度

c,d,k 第三种类的内电极至电阻器件的侧面的间距

e 第一种类的内电极至第二种类的内电极的间距

f 内电极51、52、61、62至内电极53、54、63、64的间距

g 内电极53、54、63、64至内电极70的间距

m 内电极51、52、61、62至内电极55、56、65、66的间距

n 内电极53、54、63、64至内电极55、56、65、66的间距

s 堆叠方向

Claims (15)

1. 一种电阻器件（1），具有

-由陶瓷层（2）组成的堆叠，

-第一外接触部（3）和第二外接触部（4），

-第一种类的内电极（5），其与第一外接触部（3）导电地连接，

-第二种类的内电极（6），其与第二外接触部（4）导电地连接，

-第三种类的至少一个内电极（70），其既不与第一外接触部（3）又不与第二外接触部（4）导电地连接，

-其中第一种类的内电极（5）与第二种类的内电极（6）无重叠地布置，

-其中第三种类的内电极（70）与第一种类的内电极（5）和第二种类的内电极（6）至少部分地重叠，和

-其中对于第三种类的每个内电极（70），设置第一种类的至少三个内电极（5）和第二种类的三个内电极（6）。

2. 根据权利要求1所述的器件，其中外接触部（3,4）布置在器件（1）的相对的侧面（91,92）上。

3. 根据前述权利要求之一所述的器件，其中第三种类的内电极（70）至所述器件的两个相对的侧面（91,92,93,94,95,96）分别具有基本上相同的间距（c,d,k）。

4. 根据前述权利要求之一所述的器件，其中第一种类的所有内电极（5）至第二种类的分别相对的内电极（6）具有基本上相同的间距（e）。

5. 根据权利要求1或2所述的器件，其中第一种类的第一内电极（51）和第二内电极（52）和第二种类的第一内电极（61）和第二内电极（62）是用于对剩余的内电极屏蔽外接触部（3,4）的区域的屏蔽电极。

6. 根据前述权利要求之一所述的器件，其中第一种类的两个内电极（51,53）和第二种类的两个内电极（61,63）分别布置在第三种类的内电极（70）之上，并且第一种类的两个内电极（52,54）和第二种类的两个内电极（62,64）分别布置在第三种类的内电极（70）之下。

7. 根据前述权利要求之一所述的器件，其中器件（1）相对于三个彼此垂直的平面对称。

8. 根据前述权利要求之一所述的器件，其中第一种类的内电极（5）和第二种类的内电极（6）全部具有相同的长度，该长度基本上对应于第三种类的内电极（70）的一半长度。

9. 根据前述权利要求之一所述的器件，其中第一种类的内电极（5）和第二种类的内电极（6）全部具有相同的面积，所述面积基本上对应于第三种类的内电极（70）的一半面积。

10. 根据前述权利要求之一所述的器件，其中对于器件（1）的长度（l）、宽度（b）和高度（h），对于在额定温度25℃时器件（1）的电阻R25和对于陶瓷层（2）的比电阻ρ，数学关系0.10                                               

0.20适用。

11. 根据前述权利要求之一所述的器件，其中每个内电极至在堆叠方向（s）上最近的内电极具有基本上相同的间距。

12. 根据权利要求1至10之一所述的器件，其中第一种类的第一内电极（51）和第二内电极（52）和第二种类的第一内电极（61）和第二内电极（62）分别至在堆叠方向（s）上最近的内电极具有比至器件（1）的最近的侧面（95,96）大的间距。

13. 根据前述权利要求之一所述的器件，其中电阻器件是NTC热敏电阻器件。

14. 一种用于制造根据权利要求1至13之一所述的器件的方法，其中为了施加内电极（5,6,70）使用对于所有内电极（5,6,70）都相同的印刷掩模。

15. 根据权利要求14所述的方法，其中相对于第一种类的内电极（5）和相对于第二种类的内电极（6）错开器件（1）的一半长度地施加第三种类的至少一个内电极（70）。

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