DE10026257A1 - Electrical component and method for its production - Google Patents
Electrical component and method for its productionInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein elektrisches Bauelement mit einem Grundkörper aus keramischem Material, dessen ohmscher Wider stand einen positiven Temperaturkoeffizienten aufweist und mit einer organische Bestandteile enthaltenden Schutzschicht. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Her stellung des elektrischen Bauelements.The invention relates to an electrical component with a Base body made of ceramic material, its ohmic resistance has a positive temperature coefficient and with a protective layer containing organic components. In addition, the invention relates to a method for manufacturing position of the electrical component.
Es sind elektrische Bauelemente der eingangs genannten Art bekannt, die als PTC-Widerstand verwendet werden. Dabei kommt als keramisches Material zum Beispiel Donatoren-dotiertes Ba riumtitanat zum Einsatz. Die Schutzschicht ist üblicherweise ein durch ein Tauchlackierverfahren auf den Grundkörper auf gebrachter, getrockneter Lack, der organische Lösungsmittel, wie z. B. Xylol oder Acetolester, und organische Bindemittel enthält.There are electrical components of the type mentioned known, which are used as a PTC resistor. Here comes as ceramic material, for example donor-doped Ba rium titanate for use. The protective layer is common one by a dip painting process on the base body brought, dried varnish, the organic solvent, such as B. xylene or acetol ester, and organic binders contains.
Die PTC-Widerstände werden hinsichtlich ihrer Qualität unter anderem durch ihre Spannungslagerungsstabilität beurteilt. Die Spannungslagerungsstabilität sagt aus, welche elektrische Spannung der PTC-Widerstand über einen längeren Zeitraum, beispielsweise 24 Stunden, aushält, ohne seine charakteristi schen Eigenschaften zu verlieren. Aufgrund der angelegten Spannung fließt ein Strom durch den PTC-Widerstand, der ihn aufheizt. Somit ist die Spannungslagerungsstabilität des PTC- Widerstands eng mit seiner Temperaturstabilität verknüpft. Da für die Beurteilung der Stabilität eines PTC-Widerstands un ter anderem chemische Prozesse mit beachtlichen Zeitkonstan ten eine Rolle spielen, ist eine lediglich über einen kurzen Zeitraum angelegte elektrische Spannung zur Beurteilung der Stabilität nicht aussagekräftig.The PTC resistors are under in terms of their quality judged by their stability in tension storage. The voltage storage stability says which electrical Voltage of the PTC resistor over a long period of time, for example, 24 hours without enduring its characteristics properties. Because of the created A current flows through the PTC resistor which voltage it heats up. The voltage storage stability of the PTC Resistance closely linked to its temperature stability. There for assessing the stability of a PTC resistor un other chemical processes with considerable time constancy play a role, one is only a short one Period of time applied electrical voltage to assess the Stability is not meaningful.
Die bekannten Bauelemente haben den Nachteil, daß der als Schutzschicht aufgebrachte Lack aufgrund des Tauchlackierverfahrens eine relativ hohe Schichtdicke zwischen 10 und 500 µm aufweist. Daher entstehen beim Trocknen des Lacks an der Oberfläche verkrustete Flächen, während im Innern des Lacks noch ein Anteil von organischen Bestandteilen vorhanden ist, der im weiteren Verlauf des Trocknungsprozesses durch die verkrusteten Oberflächen am vollständigen Verlassen des Lacks gehindert wird.The known components have the disadvantage that the Protective layer applied paint due to the dip painting process a relatively high layer thickness between 10 and 500 µm having. Therefore, when the paint dries on the Surface encrusted areas while inside the paint there is still a proportion of organic components, which in the further course of the drying process by the encrusted surfaces on leaving the paint completely is prevented.
Daher enthält die Schutzschicht der bekannten Bauelemente ei nen Rest an organischen Bestandteilen. Diese Bestandteile können zum Grundkörper gelangen und dort, falls die Tempera tur des Bauelements aufgrund einer hohen angelegten Spannung 220°C übersteigt, zu einer chemischen Reaktion führen, die die Korngrenzen der Keramik depolarisiert. Dadurch wird der PTC-Effekt der Keramik zerstört, wodurch sich das Bauelement bei weiterhin angelegter Spannung überhitzt und somit zer stört wird. Deswegen weisen die bekannten Bauelemente eine schlechte Spannungslagerungsstabilität auf.Therefore, the protective layer of the known components contains egg a rest of organic components. These components can get to the body and there, if the tempera ture of the component due to a high applied voltage Exceeds 220 ° C, lead to a chemical reaction that the grain boundaries of the ceramic depolarized. This will make the The PTC effect of the ceramic is destroyed, causing the component overheated while the voltage is still applied and thus zer is disturbed. Therefore, the known components have a poor tension stability.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Bauelement bereitzustellen, das eine hohe Spannungslagerungsstabilität aufweist.The aim of the present invention is therefore a component provide the high voltage storage stability having.
Dieses Ziel wird erfindungsgemäß durch ein Bauelement gemäß Patentanspruch 1 erreicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sowie Verfahren zur Herstellung der Erfindung sind den weiteren Patentansprüchen zu entnehmen.This goal is achieved according to the invention by a component Claim 1 reached. Advantageous embodiments of the Invention and methods for producing the invention are the other claims.
Die Erfindung gibt ein elektrisches Bauelement an, das einen Grundkörper aufweist, der aus einem keramischen Material be steht. Das keramische Material weist einen ohmschen Wider stand mit einem positiven Temperaturkoeffizienten auf. Als geeignetes Material mit diesen Eigenschaften kommt beispiels weise Donatoren-dotiertes Bariumtitanat oder auch eine (V, Cr)2O3-Keramik in Betracht. Auf dem Grundkörper sind we nigstens zwei Kontaktbereiche angeordnet, an denen Anschluße lemente befestigt sind. Die Anschlußelemente sowie die Kontaktbereiche dienen der elektrischen Kontaktierung des Bau elements.The invention provides an electrical component having a base body which is made of a ceramic material. The ceramic material has an ohmic resistance with a positive temperature coefficient. A suitable material with these properties is, for example, donor-doped barium titanate or a (V, Cr) 2 O 3 ceramic. At least two contact areas are arranged on the base body, to which connection elements are fastened. The connection elements and the contact areas serve to make electrical contact with the construction elements.
Ferner weist das Bauelement eine Schutzschicht auf, die orga nische Bestandteile enthält. Diese Bestandteile können u. a. aromatische Lösungsmittel, wie z. B. Xylol, Acetolester, Ethy lenbenzol und Butanol, oder organische Bindemittel, wie z. B. Silikatkautschuk, sein. Die Schutzschicht schützt das Bauele ment vor Umwelteinflüssen und weist ausreichend isolierende Eigenschaften auf, so daß durch die Schutzschicht kein Kurz schluß zwischen den Anschlußelementen entsteht. Als Schutz schicht kommen insbesondere Lacke in Betracht, die die oben beschriebenen organischen Bestandteile sowie anorganische Füllstoffe, wie beispielsweise SiO2, enthalten.Furthermore, the component has a protective layer that contains organic components. These components can include aromatic solvents such as. Example, xylene, acetol ester, ethylbenzene and butanol, or organic binders, such as. B. silicate rubber. The protective layer protects the component from environmental influences and has sufficient insulating properties, so that there is no short circuit between the connection elements through the protective layer. As a protective layer, lacquers are particularly suitable which contain the organic components described above and inorganic fillers, such as SiO 2 .
Ferner ist bei dem erfindungsgemäßen Bauelement zwischen dem Grundkörper und der Schutzschicht eine Zwischenschicht ange ordnet, die für die organischen Bestandteile der Schutz schicht undurchlässig ist und die den Grundkörper dicht um schließt.Furthermore, in the component according to the invention between the Base body and the protective layer an intermediate layer arranges that for the organic components of protection layer is impermeable and tightly around the base body closes.
Das erfindungsgemäße elektrische Bauelement hat den Vorteil, daß die organischen Bestandteile der Schutzschicht aufgrund der Zwischenschicht nicht an die Oberfläche des Grundkörpers gelangen können, wodurch der eingangs beschriebene Effekt der Depolarisierung nicht auftreten kann. Dadurch behält das ke ramische Material den positiven Temperaturkoeffizienten hin sichtlich seines ohmschen Widerstands auch bei hohen, über eine Dauer von 24 h angelegten Spannungen, wodurch die Span nungslagerungsstabilität des elektrischen Bauelements verbes sert wird.The electrical component according to the invention has the advantage that the organic components of the protective layer due the intermediate layer does not touch the surface of the base body can arrive, whereby the effect described at the beginning Depolarization cannot occur. This keeps the ke ramische material the positive temperature coefficient visibly its ohmic resistance even at high, over a duration of 24 h applied voltages, whereby the span Storage stability of the electrical component verb sert.
Eine gegenüber den organischen Bestandteilen besonders dichte Zwischenschicht wird durch eine Schicht aus verglastem Harz erreicht. A particularly dense compared to the organic components Interlayer is covered by a layer of glazed resin reached.
Desweiteren ist ein Bauelement besonders vorteilhaft, bei dem die Zwischenschicht aus einem Harz gebildet ist, welches or ganische Bestandteile und anorganische feste Bestandteile enthält und das bei einer Temperatur von weniger als 200°C verglast. Als anorganische feste Bestandteile kommen bei spielsweise Siliziumoxid oder Aluminiumoxid in Betracht. Als organische Bestandteile kommen sowohl Lösungsmittel, wie z. B. Acetolester, als auch Bindemittel, wie z. B. Silikatkautschuk, in Betracht.Furthermore, a component in which the intermediate layer is formed from a resin which or ganic constituents and inorganic solid constituents contains and that at a temperature of less than 200 ° C. glazed. As inorganic solid components come in for example silicon oxide or aluminum oxide. As organic components come both solvents, such as. B. Acetol ester, as well as binders, such as. B. silicate rubber, into consideration.
Die Bildung der Zwischenschicht aus einem Harz, das bei einer Temperatur von weniger als 200°C verglast, hat den Vorteil, daß die in dem Harz vorhandenen organischen Bestandteile wäh rend der Herstellung der Zwischenschicht die Keramik nicht angreifen können, da die kritische Grenze von 220°C, bei der die organischen Bestandteile mit der Keramik zu reagieren be ginnen, wenigstens 10% über der zur Herstellung der Zwi schenschicht beziehungsweise zum Verglasen des Harzes notwen digen Temperatur liegt.The formation of the intermediate layer from a resin, which in a Temperature of less than 200 ° C glazed has the advantage that the organic components present in the resin The ceramic does not form during the production of the intermediate layer can attack because of the critical limit of 220 ° C at which the organic components to react with the ceramic gin, at least 10% above that for the production of the Zwi layer or necessary to glaze the resin temperature.
Auch nach der Herstellung der Zwischenschicht sind die im Harz vorhandenen organischen Bestandteile unkritisch, da die Lösungsmittel sich bereits bei Temperaturen unter 200°C vollständig verflüchtigen und evtl. vorhandene Bindemittel durch die Temperaturbehandlung in stabile, für die Keramik unschädliche Formen überführt werden.Even after the production of the intermediate layer, the Resin present organic constituents uncritical, because the Solvents become soluble at temperatures below 200 ° C completely evaporate and any binders present through the temperature treatment in stable, for the ceramics harmless forms are transferred.
Desweiteren ist es besonders vorteilhaft, wenn die Zwischen schicht Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid oder Siliziumdioxid umfaßt. Diese Materialien haben sich als besonders geeignet als Zwischenschicht erwiesen, da sie den keramischen Grund körper des Bauelements nicht angreifen und zudem dicht sind gegenüber den organischen Bestandteilen der Schutzschicht.Furthermore, it is particularly advantageous if the intermediate layer of aluminum oxide, aluminum nitride or silicon dioxide includes. These materials have proven to be particularly suitable proved to be an intermediate layer since it is the ceramic base Do not attack the body of the component and are also tight towards the organic components of the protective layer.
Eine solche Zwischenschicht kann besonders leicht in Form ei ner Suspension aufgebracht werden, wobei es besonders vor teilhaft ist, wenn die Zwischenschicht aus Körnern mit einem Korndurchmesser zwischen 0,1 und 0,5 µm besteht. Durch eine solche Feinkörnigkeit der Zwischenschicht kann eine gute Ab dichtfunktion gegenüber organischen Bestandteilen erreicht werden, während grobkörnige Zwischenschichten für diesen Zweck zu porös wären.Such an intermediate layer is particularly easy in the form of egg ner suspension can be applied, especially before is particulate if the intermediate layer of grains with a Grain diameter between 0.1 and 0.5 microns exists. By a such fine grain of the intermediate layer can be a good ab sealing function against organic components achieved be, while coarse-grained interlayers for this Would be too porous.
Desweiteren ist ein Bauelement besonders vorteilhaft, bei dem die Zwischenschicht eine Dicke zwischen 0,5 und 5 µm auf weist. Eine so dünne Zwischenschicht hat den Vorteil, daß während der Herstellung der Zwischenschicht in der Zwischen schicht vorhandene organische Lösungsmittel durch Aufheizen auf moderate Temperaturen < 200°C leicht zu einem hohen Grade beziehungsweise vollständig auszutreiben sind. Daher hat das Bauelement den Vorteil, daß die Zwischenschicht aus einem or ganische Lösungsmittel enthaltenden Stoff hergestellt werden kann, ohne daß der Grundkörper angegriffen wird.Furthermore, a component in which the intermediate layer has a thickness between 0.5 and 5 µm has. Such a thin intermediate layer has the advantage that during the manufacture of the intermediate layer in the intermediate layer existing organic solvents by heating easily to a high degree at moderate temperatures <200 ° C or to be driven out completely. Therefore, that has Component the advantage that the intermediate layer from an or ganic solvent-containing substance can be produced can without attacking the body.
Ferner gibt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Bauelements an, wobei von einem mit Kontaktbereichen und An schlußelementen versehenen Grundkörper ausgegangen wird. Die ser Grundkörper wird in ein Bad eingetaucht, das aus flüssi gem Harz besteht. Das flüssige Harz enthält organische Be standteile und anorganische feste Bestandteile und es ver glast bei einer Temperatur von weniger als 200°C. Das Harz kann beispielsweise ein acetolesterhaltiges Silikatharz sein. Der Grundkörper wird dabei so in das Bad eingetaucht, daß vom Grundkörper abgewandte Endabschnitte der Anschlußelemente nicht mit in das Bad eintauchen.The invention also provides a method for producing a Component on, from one with contact areas and to closing elements provided base body is assumed. The This basic body is immersed in a bath made of liquid according to resin. The liquid resin contains organic be constituents and inorganic solid constituents and it ver glasses at a temperature of less than 200 ° C. The resin can be, for example, a silicate resin containing acetolester. The base body is immersed in the bath so that the End sections of the connection elements facing away from the base body do not immerse yourself in the bathroom.
In einem nächsten Schritt wird der Grundkörper aus dem Bad herausgezogen, wodurch eine Harzschicht am Grundkörper haften bleibt, die zusammen mit dem Grundkörper aus dem Bad heraus gezogen wird. In einem darauffolgenden Schritt wird die Zwi schenschicht hergestellt durch Trocknen der Harzschicht bei einer Temperatur, bei der das Harz verglast und die kleiner als 200°C ist. In a next step, the basic body from the bathroom pulled out, causing a resin layer to adhere to the base body that stays out of the bathroom together with the body is pulled. In a subsequent step, the Zwi layer produced by drying the resin layer a temperature at which the resin vitrifies and the lower than 200 ° C.
In einem weiteren Schritt wird die Schutzschicht so auf die Zwischenschicht aufgebracht, daß die oben genannten Endab schnitte frei bleiben. Dadurch wird garantiert, daß die An schlußelemente auch nach dem Eintauchen des Bauelements in das Bad noch zur elektrischen Kontaktierung des Bauelements dienen können.In a further step, the protective layer is applied to the Intermediate layer applied that the above Endab cuts remain free. This guarantees that the An closing elements even after immersing the component in the bathroom still for electrical contacting of the component can serve.
Das Verfahren hat den Vorteil, daß das Glas bei einer Tempe ratur hergestellt wird, bei der die organischen Bestandteile des Harzes noch nicht in schadhafter Weise mit dem Grundkör per des Bauelements reagieren können.The method has the advantage that the glass is at a temperature is produced in which the organic components of the resin is not yet damaged with the base body can react by the component.
Ferner hat das Verfahren den Vorteil, daß als Schutzschicht ein Glas hergestellt wird, welches gegenüber organischen Be standteilen eine besonders gute Dichtigkeit aufweist.Furthermore, the method has the advantage that as a protective layer a glass is produced which is compared to organic be components has a particularly good tightness.
Das Verfahren kann besonders vorteilhaft durchgeführt werden, indem die Schutzschicht genauso wie die Zwischenschicht durch ein Tauchverfahren auf den Grundkörper aufgebracht wird. Dies hat den Vorteil, daß nur eine Art von Beschichtungsprozeß verwendet zu werden braucht.The method can be carried out particularly advantageously by going through the protective layer just like the intermediate layer an immersion process is applied to the base body. This has the advantage that only one type of coating process needs to be used.
Desweiteren ist ein Verfahren besonders vorteilhaft, bei dem die Viskosität des flüssigen Harzes so eingestellt wird, daß die nach dem Herausziehen des Grundkörpers aus dem Bad am Grundkörper haftende Harzschicht so dick ist, daß sich nach dem Trocknen eine Zwischenschicht von 0,5 bis 5 µm Dicke er gibt. Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß eine dünne Zwi schenschicht hergestellt wird, die sich besonders leicht durch Trocknen zu einem hohen Grade beziehungsweise vollstän dig von organischen Lösungsmitteln befreien läßt.Furthermore, a method is particularly advantageous in which the viscosity of the liquid resin is adjusted so that which after pulling out the body from the bathroom on Base body adhesive resin layer is so thick that after drying an intermediate layer of 0.5 to 5 microns thick gives. This method has the advantage that a thin intermediate layer is produced, which is particularly light by drying to a high degree or completely dig can be freed from organic solvents.
Die Einstellung der Viskosität des flüssigen Harzes kann bei spielsweise durch Variation der zugegebenen Menge an organi schen Lösungsmitteln erfolgen. The viscosity of the liquid resin can be adjusted for example by varying the amount of organi added solvents.
Ferner gibt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Bauelements an, wobei von einem Grundkörper mit Kontaktberei chen und Anschlußelementen ausgegangen wird. Es werden zudem, z. B. in einem Mahlprozeß, Körner aus Aluminiumoxid, Alumini umnitrid oder Siliziumdioxid hergestellt. Aus diesen Körnern wird durch Mischen der Körner mit einem Lösungsmittel wie Wasser oder einem leicht flüchtigen organischen Lösungsmittel eine Suspension hergestellt. Als leicht flüchtiges organi sches Lösungsmittel kommt beispielsweise Ethanol oder auch Methanol in Betracht.The invention also provides a method for producing a Component, whereby from a base body with contact area Chen and connection elements is assumed. In addition, e.g. B. in a grinding process, aluminum oxide grains, aluminum umnitrid or silicon dioxide. From these grains is done by mixing the granules with a solvent such as Water or a volatile organic solvent made a suspension. As a volatile organi ces solvent comes for example ethanol or Methanol into consideration.
Der Grundkörper wird so in diese Suspension eingetaucht, daß vom Grundkörper abgewandte Endabschnitte der Anschlußelemente nicht in die Suspension eintauchen. Danach wird der Grundkör per aus der Suspension herausgezogen, zusammen mit dem an ihm haftenden, einen Teil der Suspension enthaltenden Überzug. Danach wird die Zwischenschicht durch Trocknen des Überzugs hergestellt. Es wird bei einer Temperatur kleiner als 200°C getrocknet, wobei die Temperatur so hoch gewählt wird, daß sich die im Überzug enthaltenen Lösungsmittel, insbesondere die ggf. vorhandenen organischen Lösungsmittel, verflüchti gen. Das Trocknen kann beispielsweise bei 180°C für eine Dau er von 2 Stunden in einem Umluftofen erfolgen.The base body is immersed in this suspension in such a way that End sections of the connection elements facing away from the base body do not immerse in the suspension. Then the basic body pulled out of the suspension, along with the one on it adherent coating containing part of the suspension. After that, the intermediate layer is made by drying the coating manufactured. It gets at a temperature less than 200 ° C dried, the temperature being chosen so high that the solvents contained in the coating, in particular any organic solvents present, volatilize Drying can, for example, at 180 ° C for a duration 2 hours in a forced air oven.
In einem darauffolgenden Schritt wird die Schutzschicht so auf das Harz aufgebracht, daß die Endabschnitte frei bleiben und so zur elektrischen Kontaktierung des Bauelements dienen können.In a subsequent step, the protective layer becomes like this applied to the resin that the end portions remain free and thus serve for electrical contacting of the component can.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des Verfah rens wird die Schutzschicht ebenso wie die Zwischenschicht durch ein Tauchlackierverfahren aufgebracht. Daraus ergibt sich der Vorteil, daß zum Herstellen der Schichten nur eine Art von Beschichtungsverfahren verwendet werden muß.In a particularly advantageous embodiment of the process The protective layer becomes the same as the intermediate layer applied by a dip painting process. It follows the advantage that only one is used to produce the layers Kind of coating process must be used.
Das Verfahren hat den Vorteil, daß die Temperatur beim Trock nen der Zwischenschicht die kritische Grenze von 220°C nicht übersteigt, wodurch die gegebenenfalls in der Suspension ent haltenen organischen Lösungsmittel nicht auf schädliche Art und Weise mit dem Grundkörper des Bauelements reagieren kön nen.The process has the advantage that the temperature during drying the critical limit of 220 ° C for the intermediate layer exceeds, which ent ent in the suspension organic solvents are not harmful and can react with the base body of the component nen.
Es ist für das Verfahren besonders vorteilhaft, Körner mit einem Durchmesser zwischen 0,1 und 0,5 µm herzustellen. Durch solche feine Körner kann eine Schicht hergestellt werden, die in besonderem Maße lösungsmittelundurchlässig ist.It is particularly advantageous for the process to use grains produce a diameter between 0.1 and 0.5 microns. By such fine grains can be made into a layer that is particularly impermeable to solvents.
Desweiteren ist ein Verfahren besonders vorteilhaft, wobei die Viskosität der Suspension so eingestellt wird, daß der am Grundkörper haftende Überzug eine Dicke aufweist, die zu ei ner Zwischenschicht von 0,5 bis 5 µm Dicke führt. Eine so dünne Zwischenschicht hat den Vorteil, daß die evtl. vorhan denen organischen Lösungsmittel besonders leicht zu einem großen Teil oder sogar vollständig aus ihr ausgetrieben wer den können.Furthermore, a method is particularly advantageous, wherein the viscosity of the suspension is adjusted so that the am Base body adhesive coating has a thickness that is too egg ner intermediate layer of 0.5 to 5 microns thick leads. Such a thing thin intermediate layer has the advantage that the possibly existing which organic solvents are particularly easy to combine a large part or even completely expelled from it that can.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei spiels und der dazugehörigen Figur näher erläutert.In the following, the invention is illustrated by means of an embodiment game and the associated figure explained in more detail.
Die Figur zeigt beispielhaft ein erfindungsgemäßes Bauelement im schematischen Querschnitt.The figure shows an example of a component according to the invention in schematic cross section.
Die Figur zeigt einen PTC-Widerstand mit einem scheibenförmi gen Grundkörper 1, der aus einer geeigneten Keramik besteht. Auf der Unterseite des Grundkörpers 1 ist ein erster Kontakt bereich 2 vorgesehen, der beispielsweise aus einer Silber- Einbrennpaste bestehen kann. An dem ersten Kontaktbereich 2 ist ein erstes Anschlußelement 4 befestigt, wobei es sich beispielsweise um einen Draht handeln kann. Die Befestigung des Drahtes am ersten Kontaktbereich 2 erfolgt vorzugsweise durch Löten. Auf der Oberseite des Grundkörpers 1 ist ein zweiter Kontaktbereich 3 angeordnet, der wiederum aus einer Silber-Einbrennpaste bestehen kann. In gleicher Weise wie auf dem ersten Kontaktbereich 2 ist auch auf dem zweiten Kontaktbereich 3 ein zweites Anschlußelement 5 in Form eines angelö teten Drahtes befestigt.The figure shows a PTC resistor with a disk-shaped base body 1 , which consists of a suitable ceramic. On the underside of the base body 1 , a first contact area 2 is provided, which may consist of a silver baking paste, for example. A first connection element 4 is fastened to the first contact area 2 , which may be a wire, for example. The wire is preferably attached to the first contact area 2 by soldering. A second contact area 3 is arranged on the upper side of the base body 1 , which in turn can consist of a silver baking paste. In the same way as on the first contact area 2 , a second connection element 5 in the form of a soldered wire is fastened on the second contact area 3 .
Der Grundkörper 1 ist umhüllt von einer Schutzschicht 6, die eine Dicke von 10 bis 500 µm aufweist und die aus einem lö sungsmittelhaltigen Lack besteht. Ferner ist der Grundkörper 1 von einer Zwischenschicht 7 umhüllt, die zirka 2 µm dick ist und die undurchlässig ist für die Lösungsmittel des Lacks. Die Anschlußelemente 4, 5 weisen Endabschnitte 8, 9 auf, die von keiner der beiden Schichten 6, 7 umhüllt sind, so daß sie zur elektrischen Kontaktierung des Bauelements dienen können.The base body 1 is encased by a protective layer 6 , which has a thickness of 10 to 500 microns and which consists of a solvent-containing paint. Furthermore, the base body 1 is encased by an intermediate layer 7 which is approximately 2 μm thick and which is impermeable to the solvents of the lacquer. The connection elements 4 , 5 have end sections 8 , 9 , which are not covered by either of the two layers 6 , 7 , so that they can serve for electrical contacting of the component.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wurde eine Stück zahl von 20 der in der Figur dargestellten Bauelemente wie folgt hergestellt: Es wurde eine wäßrige Suspension von fein körnigem (0,3 µm Korndurchmesser) Al2O3 vorbereitet. Mit Kon taktbereichen und Anschlußelementen versehene Grundkörper wurden wie beim üblichen Tauchlackierverfahren in diese Sus pension getaucht, wodurch ein dünner Film Al2O3 die Grundkör per überzieht. Anschließend wurden die Grundkörper zur Her stellung der Zwischenschicht für eine Dauer von 2 Stunden bei 180°C und Umluft getrocknet. Danach wurden sie dem Lackier prozeß zum Aufbringen der Schutzschicht zugeführt.In one embodiment of the invention, a number of 20 of the components shown in the figure was produced as follows: An aqueous suspension of fine-grained (0.3 µm grain diameter) Al 2 O 3 was prepared. With contact areas and connecting elements, the base body was immersed in this sus pension, as in the conventional dip painting process, as a result of which a thin film of Al 2 O 3 covers the base body. The base body for the manufacture of the intermediate layer was then dried for a period of 2 hours at 180 ° C. and circulating air. Then they were fed to the painting process to apply the protective layer.
Es wurden ferner als Vergleichsproben 20 Bauelemente gemäß der Figur, jedoch ohne Zwischenschicht hergestellt. Sowohl für die Ausführungsbeispiele der Erfindung als auch für die Vergleichsproben wurde zur Herstellung der Schutzschicht der Silikatlack der Firma Reichold verwendet, der die Spannungs lagerungsstabilität erfahrungsgemäß in besonderem Ausmaß er niedrigt.In addition, 20 components according to the figure were produced as comparative samples, but without an intermediate layer. Both for the exemplary embodiments of the invention and for the comparative samples, the silicate varnish from Reichold was used to produce the protective layer, which experience has shown that it lowers the voltage storage stability to a particular extent.
Es wurde die Lagerung Bauelemente bei 20 V Wechselspannung für eine Dauer von 24 Stunden getestet. Bei den erfindungsge mäßen Bauelementen konnten nach diesem Spannungslagerungstest keine Ausfälle beobachtet werden, während bei den Bauelementen ohne Zwischenschicht sieben Ausfälle beobachtet wurden. Dies zeigt den deutlich den positiven Effekt der erfindungs gemäßen Zwischenschicht.There was storage components at 20 V AC tested for a period of 24 hours. In the fiction after this stress storage test No failures are observed, while with the components without failures, seven failures were observed. This clearly shows the positive effect of the invention appropriate intermediate layer.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das dargestellte Aus führungsbeispiel, sondern wird in ihrer allgemeinsten Form durch Patentanspruch 1 definiert.The invention is not limited to the illustrated leadership example, but is in its most general form defined by claim 1.
Claims (11)
einem Grundkörper (1) aus einem keramischen Material, dessen ohmscher Widerstand einen positiven Temperatur koeffizienten aufweist,
wenigstens zwei auf dem Grundkörper angeordneten Kon taktbereichen (2, 3), an denen Anschlußelemente (4, 5) befestigt sind,
einer organische Bestandteile enthaltenden Schutz schicht (6) und
einer zwischen dem Grundkörper (1) und der Schutz schicht (6) angeordneten Zwischenschicht (7), die für die organischen Bestandteile undurchlässig ist und die den Grundkörper (1) dicht umschließt.1. Electrical component with
a base body ( 1 ) made of a ceramic material, the ohmic resistance of which has a positive temperature coefficient,
at least two contact areas ( 2 , 3 ) arranged on the base body, on which connection elements ( 4 , 5 ) are fastened,
a protective layer containing organic components ( 6 ) and
one between the base body ( 1 ) and the protective layer ( 6 ) arranged intermediate layer ( 7 ) which is impermeable to the organic constituents and which tightly encloses the base body ( 1 ).
- a) Eintauchen des Grundkörpers (1) in ein Bad aus flüssi gem Harz, das organische Bestandteile und anorganische feste Bestandteile enthält und bei einer Temperatur von weniger als 200°C verglast, wobei vom Grundkörper (1) abgewandte Endabschnitte (8, 9) der Anschlußelemente (4, 5) nicht in das Bad eintauchen
- b) Entnehmen des Grundkörpers (1) zusammen mit der daran haftenden Harzschicht aus dem Bad
- c) Herstellen der Zwischenschicht (7) durch Trocknen der Harzschicht bei einer Temperatur, bei der das Harz ver glast und die kleiner als 200°C ist
- d) Aufbringen der Schutzschicht (6) so auf das Harz, daß die Endabschnitte (8, 9) frei bleiben.
- a) immersing the base body ( 1 ) in a bath made of liquid resin containing organic constituents and inorganic solid constituents and glazed at a temperature of less than 200 ° C., the end sections ( 8 , 9 ) facing away from the base body ( 1 ) Do not immerse connection elements ( 4 , 5 ) in the bathroom
- b) removing the base body ( 1 ) together with the resin layer adhering to it from the bath
- c) producing the intermediate layer ( 7 ) by drying the resin layer at a temperature at which the resin ver glazed and which is less than 200 ° C.
- d) Applying the protective layer ( 6 ) on the resin so that the end portions ( 8 , 9 ) remain free.
- a) Herstellen von Körnern aus Aluminiumoxid, Aluminiumni trid oder Siliziumdioxid
- b) Herstellen einer Suspension durch Mischen der Körner mit einem Lösungsmittel
- c) Eintauchen des Grundkörpers (1) in die Suspension, wo bei vom Grundkörper (1) abgewandte Endabschnitte (8, 9) der Anschlußelemente (4, 5) nicht in die Suspension ein tauchen
- d) Entnehmen des Grundkörpers (1) zusammen mit dem daran haftenden, einen Teil der Suspension enthaltenden Überzug aus der Suspension
- e) Herstellen der Zwischenschicht (7) durch Trocknen des Überzugs bei einer Temperatur, die kleiner als 200°C ist und bei der sich die im Überzug enthaltenen Lösungsmittel verflüchtigen
- f) Aufbringen der Schutzschicht (6) so auf das Harz, daß die Endabschnitte (8, 9) frei bleiben.
- a) Manufacture of grains from aluminum oxide, aluminum nitride or silicon dioxide
- b) Preparation of a suspension by mixing the grains with a solvent
- c) immersing the base body ( 1 ) in the suspension, where at end sections ( 8 , 9 ) of the connecting elements ( 4 , 5 ) facing away from the base body ( 1 ) do not dip into the suspension
- d) Removing the base body ( 1 ) together with the adhering coating containing part of the suspension from the suspension
- e) producing the intermediate layer ( 7 ) by drying the coating at a temperature which is less than 200 ° C and at which the solvents contained in the coating volatilize
- f) applying the protective layer ( 6 ) to the resin so that the end portions ( 8 , 9 ) remain free.
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