DE10110680A1

DE10110680A1 - Elektrisches Bauelement

Info

Publication number: DE10110680A1
Application number: DE2001110680
Authority: DE
Inventors: Axel Pecina
Original assignee: Epcos AG
Current assignee: TDK Electronics AG
Priority date: 2001-03-06
Filing date: 2001-03-06
Publication date: 2002-10-02
Also published as: WO2002071825A2; WO2002071825A3

Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Bauelement mit einem Grundkörper (1), der ein Keramikmaterial enthält, mit wenigstens zwei auf der Oberfläche des Grundkörpers (1) vorgesehenen Kontaktschichten (2, 3), bei dem der von Kontaktschichten (2, 3) freie Teil der Oberfläche des Grundkörpers (1) wenigstens teilweise von einer Schutzschicht (4) bedeckt ist, die eine Spinell-Keramik der Zusammensetzung AB¶2¶O¶4¶ enthält. Das erfindungsgemäße Bauelement mit einer Schutzschicht aus einer Spinell-Keramik hat den Vorteil, daß die elektrischen Eigenschaften des Keramikmaterials, insbesondere eines Varistor-Keramikmaterials nicht negativ beeinflußt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Bauelement mit einem Grundkörper, der ein Keramikmaterial enthält und mit wenig stens zwei auf der Oberfläche des Grundkörpers vorgesehenen Kontaktschichten, bei dem der von Kontaktschichten freie Teil der Oberfläche des Grundkörpers wenigstens teilweise von ei ner Schutzschicht bedeckt ist.

Es sind Bauelemente der eingangs genannten Art bekannt, die als Varistoren verwendet werden, die eine hohe thermische Stabilität aufweisen und deren Grundkörper eine Mischung aus Metalloxiden enthält. Derartige Bauelemente werden üblicher weise in Oberflächenmontage auf Platinen gelötet und dienen dem Spannungsschutz verschiedener elektronischer Komponenten in elektrischen Geräten und Apparaten der Elektrotechnik.

Die Möglichkeit der Oberflächenmontage (SMD-Fähigkeit) der Bauelemente wird erreicht durch Kontaktierung des Grundkör pers mittels Einbrennen einer Silberpaste auf dem Grundkörper und anschließendes Galvanisieren der Silberpaste in einem Nickel- und Zinnbad. Die äußerste Zinn-Kontaktschicht garan tiert dabei die SMD-Fähigkeit. Das Aufbringen der Kontakt schichten geschieht dabei in üblicherweise sauren Bädern, die das keramische Bauelement chemisch angreifen können. Durch eine Schutzschicht wird ein Säureangriff auf nicht mit der Kontaktschicht zu beschichtenden Teilen der Oberfläche des keramischen Bauelements verhindert. Ferner dient die Schutz schicht zur Reduzierung anderer äußerer Einflüsse auf das Bauelement. Insbesondere verhindert die Schutzschicht das Plattieren der nicht von der eingebrannten Silberpaste be deckten Oberflächen des Bauelements.

Es sind als Schutzschichten verwendete keramische Materialien bekannt, die auf dem Perowskit-Strukturtyp basieren und Blei enthalten. Beispiele hierfür sind Pb(Zr,Ti)O₃ (PZT-Keramik), (Pb,La)(Zr,Ti)O₃ (PLZT-Keramik) oder (Pb,La)(Zr,Sn,Ti)O₃ (PLZST-Keramik). Diese Keramiken werden als Schutzschichten für keramische Bauelemente verwendet, auf deren Oberfläche Kontaktschichten galvanisch aufgebrachte werden sollen.

Die bekannten Schutzschichten haben den Nachteil, daß sie ei nen hohen Bleigehalt aufweisen. Das Blei kann leicht in das Innere des keramischen Grundkörpers eindringen und die elek trischen Kennwerte des Bauelements negativ beeinflussen. Dar über hinaus reichert sich das nicht umweltfreundliche und giftige Blei im für die Herstellung keramischer Bauelemente notwendigen Sinterofen an.

Elektrische Bauelemente, die eine Schutzschicht aus einer PLZT-Keramik enthalten, haben darüber hinaus den Nachteil, daß die Schutzschicht die elektrischen Eigenschaften des Bau elements negativ beeinflussen kann aufgrund von chemischen Reaktionen, die zwischen Schutzschicht und Grundkörper des Bauelements stattfinden.

Es sind ferner aus der Druckschrift DE 196 34 498 C2 elektri sche Bauelemente bekannt, deren Schutzumhüllungen Bariumtita nat, Siliziumoxid oder Aluminiumoxid enthalten. Diese Schutzumhüllungen haben den Nachteil, daß sie mit Keramiken, die zum Beispiel für Varistoren verwendet werden, nicht ge meinsam sinterbar sind und daher die Herstellung solcher Bau elemente aufwendig ist.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Bauelement anzugeben, das eine Schutzschicht aufweist, die das Bauele ment vor äußeren Einflüssen schützt und die einen geringen Bleigehalt aufweist.

Dieses Ziel wird erfindungsgemäß durch ein elektrisches Bau element nach Patentanspruch 1 erreicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den weiteren Patentansprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Bauelement mit einem Grundkörper, der ein Keramikmaterial enthält. Das Keramikma terial ist im allgemeinen bestimmend für die Funktion des elektrischen Bauelements. Auf der Oberfläche des Grundkörpers sind wenigstens zwei Kontaktschichten vorgesehen, die der Kontaktierung des Bauelements dienen. Der von den Kontakt schichten freie Teil der Oberfläche des Grundkörpers ist we nigstens teilweise von einer Schutzschicht bedeckt, die eine Spinell-Keramik der Zusammensetzung AB₂O₄ enthält.

Das erfindungsgemäße Bauelement hat den Vorteil, daß seine Schutzschicht aus einem Material besteht, das den Grundkörper des Bauelements wirksam vor Galvanik schützen kann. Desweite ren hat das erfindungsgemäße Bauelement den Vorteil, daß sei ne Schutzschicht kein Blei enthält. Unter einer Spinell- Keramik ist dabei eine Keramik zu verstehen, bei der die A- Plätze und B-Plätze mit den Elementen Magnesium, Mangan, Se len, Kobalt, Nickel, Zink, Aluminium oder Eisen besetzt sein können.

Das erfindungsgemäße Bauelement hat ferner den Vorteil, daß aufgrund des niedrigen Bleigehalts der Schutzschicht die elektrischen Eigenschaften des keramischen Bauelements nicht durch in den Grundkörper eindringendes Blei verändert werden. Durch den niedrigen Bleigehalt ist das erfindungsgemäße Bau element auch besonders umweltfreundlich und wenig giftig.

Als Keramikmaterial kommt dabei insbesondere eine Varistorke ramik in Betracht. Die Verwendung einer Varistorkeramik in dem erfindungsgemäßen Bauelement hat den Vorteil, daß eine Spinell-Keramik einer geeigneten chemischen Zusammensetzung die elektrischen Eigenschaften des erfindungsgemäßen Bauele ments nicht negativ beeinflußt.

Es ist desweiteren vorteilhaft, wenn die Zusammensetzung der Spinell-Keramik so gewählt ist, daß die Spinell-Keramik mit dem Keramikmaterial des Grundkörpers gemeinsam sinterbar ist. Dadurch kann die Herstellung des erfindungsgemäßen Bauele ments wesentlich vereinfacht werden, da das Sintern und die Herstellung der Schutzschicht in einem einzigen Standard schritt erfolgen können. Bei der gemeinsamen Sinterbarkeit von Spinell-Keramik und Keramikmaterial des Grundkörpers ist insbesondere auf die Sintertemperatur, die Sinterkurve (das heißt der Zeitverlauf der Temperatur während des Sinterns), den Sinterschwund und den Ausdehnungskoeffizient zu achten.

Es ist desweiteren vorteilhaft, wenn die Zusammensetzung der Spinell-Keramik so gewählt ist, daß sie einen spezifischen elektrischen Widerstand größer als 1 MΩcm aufweist. Dadurch kann für eine wirksame Isolation zwischen den Kontaktschich ten gesorgt werden, so daß Kurzschlüsse in der Schutzschicht vermieden werden können. Darüber hinaus hat ein hoher elek trischer Widerstand der Spinell-Keramik den Vorteil, daß das galvanische Abscheiden von Metallen auf anderen als den für die Kontaktschichten vorgesehenen Flächen des Grundkörpers vermieden werden kann.

In Verbindung mit einer Varistorkeramik, die auf ZnO basiert, ist es besonders vorteilhaft, als Spinell-Keramik eine Kera mik der Zusammensetzung ZnMn₂O₄ zu verwenden. Diese Spinell- Keramik ist zusammen mit der genannten Varistorkeramik sin terbar, beeinflußt die Varistorkeramik chemisch nicht nach teilig und bietet eine ausreichende mechanische Stabilität, wie sie beispielsweise für die Galvanisierung mehrerer elek trischer Bauelemente im Schüttgut aufgrund der dort auftre tenden Reibung notwendig ist. Darüber hinaus kann eine Spi nell-Keramik der genannten Zusammensetzung ausreichend dicht, das heißt ausreichend porenfrei hergestellt werden, so daß sie den Zutritt von Bestandteilen eines Galvanikbades zu durch die Spinell-Keramik bedeckten Teilen der Oberfläche des Grundkörpers wirksam hemmt.

Es ist desweiteren ein Bauelement besonders vorteilhaft, das durch Sintern eines Stapels von übereinander liegenden kera mischen Grünfolien und elektrisch leitenden Elektrodenschich ten hergestellt ist, wobei die oberste und die unterste Grün folie des Stapels eine Spinell-Keramik der Zusammensetzung AB₂O₄ enthält. Ein solches Bauelement ist besonders leicht durch den Standardprozeß des Sinterns eines Folienstapels herstellbar. Die Herstellung der Schutzschicht kann in die Herstellung des Grundkörpers integriert werden, wodurch auf weitere Herstellungsschritte verzichtet werden kann. Voraus setzung dafür ist, daß das als Spinell-Keramik verwendete Ma terial zu keramischen Grünfolien verarbeitet werden kann (Fo lienziehbarkeit). Die genannte Spinell-Keramik der Zusammen setzung ZnMn₂O₄ ist hierfür besonders gut geeignet.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist eine Seitenfläche des Stapels von einer weiteren Schutz schicht bedeckt, die eine Keramik der Zusammensetzung (Pb, La)(Zr,Ti)O₃ enthält. Die Verwendung einer solchen PLZT- Keramik an einer Seitenfläche des Schichtstapels hat den Vor teil, daß diese sehr einfach durch Siebdruck aufgebracht wer den kann. Da die Schutzwirkung einer PLZT-Keramik bei kleine ren Schichtdicken erreicht wird als die Schutzwirkung einer Spinell-Keramik erreicht wird, ist die Herstellung der weite ren Schutzschicht mit Hilfe eines Siebdruckverfahrens beson ders vorteilhaft. Größere Schichtdicken wie sie bei der Ver wendung einer Spinell-Keramik notwendig wären sind durch das Siebdruckverfahren nicht mehr so leicht herstellbar, da die Gefahr der Ablösung der hergestellten Schicht besteht.

Es ist darüber hinaus vorteilhaft, wenn die Schutzschicht so ausgeführt ist, daß sie den Zutritt von Bestandteilen eines Galvanikbades zu den von ihr bedeckten Teilen der Oberfläche des Grundkörpers hemmt. Dadurch wird ein effektiver Schutz des Grundkörpers des Bauelements vor Bestandteilen der Galva nik, insbesondere den ätzenden Säurebädern gewährleistet. Das Ausführen der Schutzschicht als Schutz vor dem Galvanikbad kann insbesondere dadurch erfolgen, daß sie möglichst poren frei, das heißt möglichst ohne Hohlräume und auch möglichst ohne durchgehende Kanäle hergestellt wird.

Desweiteren sind Bauelemente vorteilhaft, bei denen die Kon taktschichten galvanisch auf den Grundkörper aufgebrachte Me tallschichten enthalten. Solche Bauelemente haben den Vor teil, daß die Kontaktschichten für eine große Anzahl von Bau elementen gleichzeitig im Schüttgut galvanisch hergestellt werden können. Dadurch kann eine große Anzahl von Bauelemen ten leicht und billig hergestellt werden. Galvanisch aufge brachte Metallschichten können beispielsweise eine Nickel- oder auch eine Zinnschicht sein. Es kommt darüber hinaus auch eine Doppelschicht in Frage, wobei die innere Schicht aus Nickel und die äußere Schicht aus Zinn besteht.

Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn der Grundkörper des Bauelements übereinander liegende, elektrisch leitende Elek trodenschichten enthält, die durch Keramikschichten voneinan der getrennt sind, wobei benachbarte Elektrodenschichten mit verschiedenen Kontaktschichten elektrisch kontaktiert sind. Durch die Ausführung der Elektrodenschichten in Form von in einandergreifenden Kämmen kann der elektrische Widerstand des elektrischen Bauelements stark reduziert werden, was bei spielsweise für einen Varistor vorteilhaft ist.

Varistoren werden als Bauelemente für den Spannungsschutz parallel zu elektronischen Schaltungen auf Platinen in der Computer- und Kommunikationstechnik verwendet. Bei Auftreten von Überspannungen leiten sie die daraus resultierenden Strö me ab, weswegen ein niedriger ohmscher Widerstand vorteilhaft ist.

Bei all diesen Anwendungen ist die Oberflächenmontierbarkeit der elektrischen Bauelemente von besonderer Bedeutung, da nur dadurch die Bestückung von Platinen mit großen Stückzahlen und wenig Aufwand gelingt.

Die Oberflächenmontierbarkeit des erfindungsgemäßen Bauele ments kann aufgrund der Schutzschicht leicht erlangt werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei spiels und den dazugehörigen Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt beispielhaft ein erfindungsgemäßes Bauelement in schematisch-perspektivischer Darstellung.

Fig. 2A zeigt das Bauelement aus Fig. 1 in einem schemati schen Querschnitt.

Fig. 2B zeigt das Bauelement aus Fig. 1 in einem schemati schen Längsschnitt.

Fig. 3 zeigt den Bereich der Kontaktschicht des Bauele ments aus Fig. 2B.

Fig. 4 zeigt die elektrische Kennlinie eines erfindungsge mäßen Bauelements gemäß Fig. 1 im Vergleich mit der Kennlinie eines bekannten Bauelements in einer schematischen Darstellung.

Fig. 5A zeigt ein weiteres Beispiel für ein erfindungsgemä ßes Bauelement in Form eines Varistor-Arrays.

Fig. 5B zeigt einen ersten Längsschnitt des Bauelements aus Fig. 5A.

Fig. 5C zeigt einen zweiten Längsschnitt des Bauelements aus Fig. 5A.

Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes keramisches Bauelement, das einen Grundkörper 1 aufweist, an dem eine erste Kontaktschicht 2 und eine zweite Kontaktschicht 3 angeordnet ist. Die beiden Kontaktschichten 2, 3 sind galvanisch aufgebrachte Zinnschichten. Mit Hilfe dieser Zinnschichten kann das Bau element in SMD-Montage auf eine Leiterplatte gelötet werden.

Auf der Oberseite des Grundkörpers 1 ist eine Schutzschicht 4 aufgebracht, die ZnMn₂O₄ enthält. An einer Seitenfläche des Grundkörpers 1 ist eine weitere Schutzschicht 7 aufgebracht, die eine PLZT-Keramik enthält und die durch Siebdrucken auf gebracht ist. Die Schutzschicht 4 ist durch Laminieren einer keramischen Grünfolie auf der Oberseite des Grundkörpers 1 aufgebracht.

Fig. 2A zeigt das Bauelement aus Fig. 1 im schematischen Querschnitt. Der Grundkörper 1 besteht aus einem Stapel 5 von übereinander liegenden Elektrodenschichten 6, die durch Kera mikschichten 9 voneinander getrennt sind. Als Material für die leitfähigen Elektrodenschichten 6 kommt vorteilhafterwei se Palladium oder Silber zum Einsatz. Diese beiden Edelmetal le haben den Vorteil, daß sie an Luft gesintert werden kön nen, wodurch auf eine elektrodenspezifische Sinteratmosphäre verzichtet werden kann.

Die Keramikschichten 9 enthalten eine Varistorkeramik, die eine mit Aluminium-, Kobalt- und Manganoxid dotierte Zin koxidkeramik ist. Ein solches keramisches Material hat den Vorteil, daß es in einem Varistor verwendet werden kann. Auf der Ober- und auf der Unterseite des Stapels 5 ist jeweils eine Schutzschicht 4 angeordnet. Die Schichten 6, 9 des Sta pels 5 sind mit den beiden Schutzschichten 4 in einem gemein samen Sinterprozeß hergestellt. Die Schutzschichten 4 haben typischerweise eine Dicke von 20 bis 40 µm

Das Prinzip der für den Grundkörper verwendeten Varistorkera mik ist dem Fachmann an sich bekannt. Als Hauptbestandteil kommt Zinkoxid zum Einsatz, welches mit Bismutoxid, Antimon oxid, Kobaltoxid, Manganoxid und weiteren Metalloxiden oder anderen Metallverbindungen versetzt und gesintert wird. Es können weiterhin Rezepturen anderen Typs verwendet werden, bei dem Bismut durch Praseodym oder Barium ersetzt ist. Die genannten Materialien weisen eine stark nichtlineare elektri sche Strom-Spannungs-Kennlinie auf und können vorteilhafter weise als Varistor verwendet werden.

Um an den Seitenflächen des Schichtstapels 5 nicht zu große Schichtdicken auftragen zu müssen, sind diese mit weiteren Schutzschichten 7 aus einer PLZT-Keramik bedeckt, bei der die Schutzwirkung gegenüber einem Galvanikbad bei kleineren Schichtdicken als bei einer Spinell-Keramik erreicht werden kann. Durch die kleinere Schichtdicke (typischerweise 5 bis 15 µm) können die weiteren Schutzschichten 7 vorteilhaft im Siebdruckverfahren aufgebracht werden. Es ist darüber hinaus aber möglich, alle nicht von Kontaktschichten 2, 3 bedeckten Teile der Oberfläche des Grundkörpers 1 mit einer Schutz schicht 4 aus Spinell-Keramik zu bedecken.

Fig. 2B zeigt das keramische Bauelement aus Fig. 1 mit ei nem keramischen Grundkörper 1. An zwei gegenüberliegenden Seiten des Grundkörpers 1 ist eine erste Kontaktschicht 2 und eine zweite Kontaktschicht 3 aufgebracht. Diese Kontakt schichten 2, 3 verleihen dem Bauelement seine SMD-Fähigkeit. Zum Schutz des Grundkörpers 1 vor den während der Aufbringung der Kontaktschichten 2, 3 auf den Grundkörper 1 einwirkenden Säuren im Galvanikbad sind auf der Ober- und Unterseite des Grundkörpers 1 die auch in Fig. 2A sichtbaren Schutzschich ten 4 angeordnet.

Im Innern des Grundkörpers 1 befinden sich Elektroden 6, die aus einer Mischung aus Silber und Palladium bestehen und die den ohmschen Widerstand des Bauelements verringern.

Das in den Fig. 2A und 2B dargestellte Bauelement ist ein Varistor, der gemäß dem im folgenden beschriebenen Verfahren hergestellt wird:
Ausgehend von einer mit Aluminium-, Kobalt- und Manganoxid dotierten Zinkoxidkeramik, deren Gefügeausbildung im nachfol genden Sinterprozeß durch weitere Zusätze, vor allem Bi₂O₃ Sb₂O₃, SiO₂, NiO und Cr₂O₃ sowie etwas Borsäure gesteuert wird, wird die Rohstoffmischung zu einem Schlicker aufberei tet und zu keramischen Grünfolien verarbeitet. Die Verarbei tung der keramischen Grünfolien geschieht in einem Siebdruck verfahren mit einer zur gemeinsamen Sinterung mit der Keramik geeigneten Edelmetallpaste, mit der die Grünfolien bedruckt werden. Diese Edelmetallpaste stellt die gesinterten Elektro denschichten 6 dar.

Die bedruckten Grünfolien werden gestapelt, laminiert und durch Schneiden vereinzelt, woraus Grünteile einer bestimm ten, im wesentlichen durch die geometrischen Abmessungen ge gebenen, miniaturisierten Bauform von Vielschichtvaristoren entstehen. Bei diesem Prozeß werden als Basis- und Deckfolie schutzgebende Keramikfolien (Schutzschichten 4) aus einer Spinell-Keramik angewendet, die einen hohen elektrischen Wi derstand aufweisen, gegenüber den später anzuwendenden Galva nikbädern chemisch stabil und in ihrem Sinterverhalten an die Varistorkeramik angepaßt sind.

Nach dem Schneiden werden die Grünteile an den jeweiligen Schnittseiten mit einer Siebdruckpaste, bestehend aus dem gleichen passivierenden Material bedruckt. Die so aufgebauten Grünteile werden nach dem sorgfältigen Entbindern (Entfernen von Kohlenstoffresten) gesintert und anschließend an den Stirnseiten im Bereich der austretenden Elektrodenschichten 6 im Tauchverfahren mit einer Metallpaste, bestehend aus Silber oder einer silberhaltigen Legierung, versehen. Das Silber be ziehungsweise die silberhaltige Legierung wird anschließend in einem gesonderten Prozeßschritt eingebrannt, wodurch der Kontakt zu den Elektrodenschichten 6 des Bauelements herge stellt wird.

Diese Silberschicht bildet gleichzeitig die Startschicht 10 der Galvanik, die, wie in Fig. 3 dargestellt, Teil der zwei ten Kontaktschicht 3 ist. Anschließend wird die eingebrannte Metallpaste mit einer Metallschicht 8, die eine Nickel- oder Zinnschicht oder auch eine Nickel/Zinn-Doppelschicht sein kann, zur Herstellung der Kontaktschichten 2, 3 galvanisch überzogen, wodurch die SMD-Fähigkeit des Bauelements herge stellt wird. Die Schutzschichten 4, 7 verhindern die ätzende partielle Auflösung der Varistorkeramik und darüber hinaus die Abscheidung von Nickel oder Zinn auf der Keramikoberflä che zwischen den Stirnseiten des Bauelementes.

Beim Sintern verdichtet die Schutzschicht 4 weitgehend span nungs- und porenfrei, so daß die mit der Schutzschicht 4 be druckten Flächen weitgehend dicht sind und vor dem Säurean griff eines Galvanikbades schützen.

Damit die Schutzschicht ihre Schutzfunktion erfüllen kann, muß sie eine Schichtdicke zwischen 20 und 50 µm aufweisen.

Fig. 4 zeigt die elektrische Kennlinie 11 eines erfindungs gemäßen Bauelements im Vergleich mit der elektrischen Kennli nie 12 eines bekannten Bauelements mit einer Schutzschicht aus PLZT-Keramik. In Fig. 4 ist dabei der elektrische Strom in der Einheit mA gegenüber der elektrischen Spannung in der Einheit V aufgetragen. Es ist deutlich zu erkennen, daß das erfindungsgemäße Bauelement bei niedrigen Spannungen einen geringeren Leckstrom als das bekannte Bauelement aufweist, was auf die verringerte chemische Beeinflussung der Varistor keramik durch die Schutzschicht aus der Spinell-Keramik zu rückzuführen ist. Demgegenüber zeigt die Kennlinie 12 des be kannten Bauelements mit einer Schutzschicht aus PLZT-Keramik, daß der elektrische Widerstand des Varistors bei niedrigen Spannungen klein ist, was aufgrund der üblicherweise verwen deten Parallelschaltung des Varistors zu der zu schützenden elektrischen Schaltung nachteilig ist.

Fig. 5A zeigt ein erfindungsgemäßes Bauelement in Form eines Varistor-Arrays in perspektivischer Darstellung. Das Bauelement weist einen Grundkörper 1 auf, der aus miteinander ver stapelten Elektrodenschichten und Keramikschichten in Viel schichttechnologie hergestellt ist. Als unterste beziehungs weise oberste Schicht des Schichtstapels ist eine Schutz schicht 4 vorgesehen, die eine Spinell-Keramik der Zusammen setzung AB₂O₄ enthält. Dabei sind nun mehrere Einzelelemente gemäß den Fig. 1 bis 3 in einem einzigen Keramikkörper zu sammengefaßt. Für jedes der Einzelelemente ist ein Paar von Kontaktschichten 2, 3 vorgesehen, die an einander gegenüber liegenden Außenflächen des Grundkörpers 1 angeordnet sind.

Fig. 5B zeigt in einem Längsschnitt von Fig. 5A die Anord nung der Elektrodenschichten 6, die die Innenelektroden des Bauelements bilden. Die Elektrodenschichten 6 sind in Form von vier nebeneinanderliegenden Stapeln 5 angeordnet. Aus dem Längsschnitt gemäß Fig. 5C geht hervor, daß die in einer Ebene liegenden Elektrodenschichten 6 eines jeden Stapels 5 mit einer Außenelektrode 2 elektrisch leitend verbunden sind. Dabei ist jedem Stapel 5 von Elektrodenschichten 6 ein Paar von Außenelektroden 2, 3 zugeordnet. Die Außenelektroden 2, 3 sind jeweils elektrisch voneinander isoliert. In Fig. 5C sind darüber hinaus die unter der in der Zeichenebene liegen den Elektrodenschichten 6 angeordneten Elektrodenschichten in Form von gestrichelten Linien dargestellt. Die mit gestri chelter Linie gekennzeichneten Elektrodenschichten sind mit Kontaktschichten 3 elektrisch leitend verbunden, die auf der den Kontaktschichten 2 gegenüberliegenden Seite des Bauele ments angeordnet sind. Übereinanderliegende Elektroden über lappen einander teilweise, wobei benachbarte Elektroden schichten mit unterschiedlichen Kontaktschichten 2, 3 kontak tiert sind.

Die in den Fig. 5A und 5B dargestellte Schutzschicht dient als Passivierung, die entweder den Schutz des Bauelements vor ätzenden Galvanikbädern bewirkt oder aber, falls keine galva nische Verstärkung der Kontaktschichten 2, 3 notwendig ist, zur Erhöhung des Oberflächenwiderstands des Bauelements bei trägt.

Die von den Schutzschichten 4 freien Oberflächen des Grund körpers 1 können entweder frei bleiben oder mittels geeigne ter Verfahren unter Verwendung anderer Materialien ebenfalls passiviert werden.

Das in den Fig. 5A bis 5C gezeigte Varistor-Array enthält mehrere Varistoren, die gemäß den Fig. 1, 2A und 2B aufge baut sind, nebeneinander in einem Bauelement.

Die angegebenen keramischen Materialien können gegebenenfalls weitere übliche Bestandteile in geringen Mengen enthalten, die die gewünschten Eigenschaften nicht beeinträchtigen.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das dargestellte Aus führungsbeispiel, sondern wird in ihrer allgemeinsten Form durch Patentanspruch 1 definiert.

Claims

1. Elektrisches Bauelement
mit einem Grundkörper (1), der ein Keramikmaterial enthält,
mit mindestens zwei auf der Oberfläche des Grundkörpers (1) vorgesehenen Kontaktschichten (2, 3),
bei dem der von Kontaktschichten (2, 3) freie Teil der Oberfläche des Grundkörpers (1) wenigstens teilweise von ei ner Schutzschicht (4) bedeckt ist, die eine Spinell-Keramik der Zusammensetzung AB₂O₄ enthält.

2. Bauelement nach Anspruch 1, bei dem das Keramikmaterial des Grundkörpers (1) eine Vari storkeramik enthält.

3. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 2, bei dem die Zusammensetzung der Spinell-Keramik so gewählt ist, daß sie mit dem Keramikmaterial des Grundkörpers (1) ge meinsam sinterbar ist.

4. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Zusammensetzung der Spinell-Keramik so gewählt ist, daß die Schutzschicht (4) einen spezifischen elektri schen Widerstand größer als 1 MΩcm aufweist.

5. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Zusammensetzung der Spinell-Keramik ZnMn₂O₄ ist.

6. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, das durch Sintern eines Stapels (5) von übereinander liegen den keramischen Grünfolien und elektrisch leitenden Elektro denschichten (6) hergestellt ist, wobei die oberste und die unterste Grünfolie des Stapels (5) eine Spinell-Keramik der Zusammensetzung AB₂O₄ enthält.

7. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem eine Seitenfläche des Stapels (5) von einer weiteren Schutzschicht (7) bedeckt ist, die eine Keramik der Zusammen setzung (Pb,La)(Zr,Ti)O₃ enthält.

8. Bauelement nach Anspruch 7, bei dem die weitere Schutzschicht (7) in Form einer Sieb druckpaste aufgebracht ist.

9. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die Schutzschicht (4) so ausgeführt ist, daß sie den Zutritt von Bestandteilen eines Galvanikbades zu den von ihr bedeckten Teilen der Oberfläche des Grundkörpers (1) hemmt.

10. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem die Kontaktschichten (2, 3) galvanisch aufgebrachte Metallschichten (8) enthalten.

11. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, das im Grundkörper (1) angeordnete, übereinander liegende elektrisch leitende Elektrodenschichten (6) enthält, die durch Keramikschichten (9) voneinander getrennt sind und bei dem benachbarte Elektrodenschichten (6) mit verschiedenen Kontaktschichten (2, 3) kontaktiert sind.

12. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, das mehrere im Grundkörper (1) angeordnete Stapel (5) von übereinander liegenden, durch Keramikschichten (9) voneinan der getrennte elektrisch leitende Elektrodenschichten (6) enthält, bei dem die Stapel (5) nebeneinander im Grundkörper (1) angeordnet sind, bei dem benachbarte Elektrodenschichten (6) eines jeden Stapels (5) mit verschiedenen Kontaktschich ten (2, 3) kontaktiert sind und bei dem jedem Stapel (5) ein Paar von Kontaktschichten (2, 3) zugeordnet ist, das von je dem weiteren Paar von Kontaktschichten (2, 3) elektrisch iso liert ist.