DE102016107931A1 - Elektronisches Bauelement zur Einschaltstrombegrenzung und Verwendung eines elektronischen Bauelements - Google Patents

Elektronisches Bauelement zur Einschaltstrombegrenzung und Verwendung eines elektronischen Bauelements Download PDF

Info

Publication number
DE102016107931A1
DE102016107931A1 DE102016107931.6A DE102016107931A DE102016107931A1 DE 102016107931 A1 DE102016107931 A1 DE 102016107931A1 DE 102016107931 A DE102016107931 A DE 102016107931A DE 102016107931 A1 DE102016107931 A1 DE 102016107931A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
ntc
electronic component
elements
contact
ntc element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102016107931.6A
Other languages
English (en)
Inventor
Volker Wischnat
Alfred Hofrichter
Franz Rinner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Electronics AG
Original Assignee
Epcos AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Epcos AG filed Critical Epcos AG
Priority to DE102016107931.6A priority Critical patent/DE102016107931A1/de
Priority to JP2018554544A priority patent/JP2019523980A/ja
Priority to US16/090,805 priority patent/US11289244B2/en
Priority to CN202111490705.2A priority patent/CN114156027A/zh
Priority to CN201780026076.3A priority patent/CN109074923A/zh
Priority to KR1020187028851A priority patent/KR20180136944A/ko
Priority to PCT/EP2017/059132 priority patent/WO2017186527A1/de
Priority to EP17721065.5A priority patent/EP3449490A1/de
Publication of DE102016107931A1 publication Critical patent/DE102016107931A1/de
Priority to JP2020160004A priority patent/JP7186753B2/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C1/00—Details
    • H01C1/14—Terminals or tapping points or electrodes specially adapted for resistors; Arrangements of terminals or tapping points or electrodes on resistors
    • H01C1/1413—Terminals or electrodes formed on resistive elements having negative temperature coefficient
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C17/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors
    • H01C17/28—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for applying terminals
    • H01C17/281—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for applying terminals by thick film techniques
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/001—Mass resistors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/04—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having negative temperature coefficient
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/04—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having negative temperature coefficient
    • H01C7/041—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having negative temperature coefficient formed as one or more layers or coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/04—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having negative temperature coefficient
    • H01C7/042—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having negative temperature coefficient mainly consisting of inorganic non-metallic substances
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/04—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having negative temperature coefficient
    • H01C7/042—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having negative temperature coefficient mainly consisting of inorganic non-metallic substances
    • H01C7/043—Oxides or oxidic compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/06—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material including means to minimise changes in resistance with changes in temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/18—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material comprising a plurality of layers stacked between terminals

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Thermistors And Varistors (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Details Of Resistors (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Bauelement (1) zur Einschaltstrombegrenzung aufweisend wenigstens ein NTC-Element (2) und wenigstens zwei elektrisch leitende Kontaktelemente (3), wobei das NTC-Element (2) über ein Verbindungsmaterial (7) elektrisch leitend mit dem jeweiligen Kontaktelement (3) verbunden ist und wobei der thermische Ausdehnungskoeffizient des jeweiligen Kontaktelements (3) an den thermischen Ausdehnungskoeffizienten des NTC-Elements (2) angepasst ist. Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung eines elektronischen Bauelements (1).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein elektronisches Bauelement zur Einschaltstrombegrenzung. Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung eines elektronischen Bauelements.
  • Start-Stopp Systeme im Automobilbereich (PKW, LKW) stellen eine wesentliche Möglichkeit zur Treibstoffersparnis dar und werden deshalb in nahezu allen neuen Fahrzeugen eingebaut. Bei diesen Systemen muss der Einschaltstrom des Anlassers begrenzt werden, um ein Absinken der Bordnetzspannung zu verhindern, damit insbesondere sicherheitsrelevante Anwendungen (ABS, ESP) ausreichend versorgt werden.
  • Für den Startvorgang eines Verbrennungsmotors kann hierfür ein thermisch gesteuerter Einschaltstrombegrenzer (ICL) verwendet werden. Beim Neustart des Verbrennungsmotors nach Sparabschaltung wird durch den Strombedarf des Anlassermotors das 12 V Bordnetz kurzzeitig mit bis zu 1000 A belastet. Übliche 12 V Batterien werden durch diese Zusatzleistung so stark belastet, dass die Netzspannung um mehrere Volt abfällt. Dieser Abfall kann zum Ausfall anderer Verbraucher im Bordnetz führen. Um das zu vermeiden muss der Spannungsabfall vermieden bzw. verringert werden. Zur Verringerung des Spannungsabfalls kann beispielsweise ein NTC (Negative Temperature Coefficient) Bauelement verwendet werden.
  • Bei den zu erwartenden Abmaßen von mehr als 1 cm2 Querschnitt und weniger als 1 mm Länge des NTC-Bauelements ist eine flächige Kontaktierung mit einem geringen elektrischen Widerstand nötig. Zudem ist das Bauteil beim Betrieb starken Temperaturschwankungen ausgesetzt, wobei der thermische Ausdehnungskoeffizient der ICL-Keramik deutlich kleiner ist als der Ausdehnungskoeffizient guter elektrischer Leiter (z.B. Kupfer). Die dadurch verursachten thermischen mechanischen Verspannungen können zur Zerstörung des Bauteils führen.
  • Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein verbessertes elektronisches Bauelement zur Einschaltstrombegrenzung sowie die Verwendung eines verbesserten elektronischen Bauelements anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird durch das elektronische Bauelement gemäß Anspruch 1 und die Verwendung gemäß der Ansprüche 17 bzw. 18 gelöst.
  • Gemäß einem Aspekt wird ein elektronisches Bauelement, kurz Bauelement, angegeben. Das elektronische Bauelement ist dazu ausgebildet in einem Einschaltstrombegrenzer verwendet zu werden bzw. als Einschaltstrombegrenzer zu agieren. Das Bauelement weist wenigstens ein NTC-Element auf. Das NTC-Element dient als Funktionselement bzw. Funktionsschicht des Bauelements. Das NTC-Element weist eine NTC-Keramik auf. Das Bauelement kann eine Vielzahl von NTC-Elementen, beispielsweise zwei, drei, fünf oder zehn NTC-Elemente aufweisen. Das NTC-Element kann scheiben- oder plättchenförmig (rund) ausgebildet sein. Das NTC-Element kann aber auch eine rechteckige oder ringförmige Fläche aufweisen.
  • Auf dem NTC-Element, vorzugsweise auf einer Oberseite und auf einer Unterseite des NTC-Elements, ist eine Metallisierung angeordnet. Die Metallisierung weist vorzugsweise Silber auf.
  • Alternativ dazu kann die Metallisierung auch Kupfer oder Gold aufweisen. Das NTC-Element kann ein monolithisches Bauelement sein. In diesem Fall wird die NTC-Keramik in Presstechnologie hergestellt und anschließend durch Läppen (Feinschleifen von beiden Seiten) in die gewünschte Form bzw. auf die gewünschte Dicke gebracht (Dickschichtmonolith). Alternativ dazu kann das NTC-Element auch als Vielschichtmonolith ausgebildet sein. In diesem Fall werden keramische Folien übereinander gestapelt und gepresst um das NTC-Element bereitzustellen.
  • Das Bauelement weist wenigstens zwei elektrisch leitende Kontaktelemente oder Elektroden auf. Die Kontaktelemente sind flächig ausgebildet. Die Kontaktelemente sind ausgebildet und angeordnet zur elektrisch leitenden und thermischen Verbindung mit dem NTC-Element. Das Bauelement kann eine Vielzahl von Kontaktelementen aufweisen, beispielsweise fünf, zehn oder 15 Kontaktelemente, wobei die einzelnen NTC-Elemente dadurch thermisch gut gekoppelt sein müssen.
  • Das NTC-Element ist über ein Verbindungsmaterial elektrisch leitend mit dem jeweiligen Kontaktelement verbunden. Das NTC-Element ist über das Verbindungsmaterial auch thermisch mit dem jeweiligen Kontaktelement verbunden. Durch das Verbindungsmaterial wird eine stabile, elektrisch hochleitfähige und mechanisch haltbare Verbindung zwischen dem NTC-Element und den Kontaktelementen ausgebildet.
  • Der thermische Ausdehnungskoeffizient des jeweiligen Kontaktelements ist an den thermischen Ausdehnungskoeffizienten des NTC-Elements angepasst. Vorzugsweise sind die thermischen Ausdehnungskoeffizienten von NTC-Element und den Kontaktelementen annähernd gleich.
  • Beispielsweise weist das NTC-Element einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen 7 ppm / K und 10 ppm / K auf. Vorzugsweise weist das jeweilige Kontaktelement einen entsprechenden Ausdehnungskoeffizienten auf. Der thermische Ausdehnungskoeffizient des jeweiligen Kontaktelements liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 5 ppm / K und 10 ppm / K.
  • Durch die Anpassung der thermischen Ausdehnungskoeffizienten wird eine Verringerung bzw. Anpassung der Unterschiede der materialbedingten thermischen Ausdehnung (CTE) von NTC-Element und Kontaktelementen erreicht. Dadurch können durch thermische Ausdehnung verursachten Spannungen verringert oder vermieden werden. Somit wird ein besonders stabiles, zuverlässiges und langlebiges Bauelement zur Verfügung gestellt.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das NTC-Element eine Oberseite und eine Unterseite auf. Oberseite und Unterseite liegen einander gegenüber und sind jeweils von den Stirnseiten des NTC-Elements begrenzt. Die Oberseite und die Unterseite ist jeweils zumindest teilweise durch das jeweilige Kontaktelement elektrisch leitend kontaktiert. Je nach Herstellungsprozess kann insbesondere eine geringe Randschicht bzw. ein geringer Randbereich der Oberseite bzw. der Unterseite unkontaktiert bleiben.
  • Die Oberseite und die Unterseite kann aber auch jeweils vollflächig durch das jeweilige Kontaktelement elektrisch leitend kontaktiert. Mit anderen Worten, das NTC-Element ist eingebettet zwischen den beiden Kontaktelementen angeordnet, so dass Ober- und Unterseite jeweils teilweise oder vollständig von einem Kontaktelement bedeckt werden. Dadurch kann eine besonders zuverlässige Kontaktierung des NTC-Elements und eine besonders stabile Verbindung zwischen NTC-Element und Kontaktelementen erzielt werden.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Kontaktelement einen Materialverbund auf. Mit anderen Worten, das Kontaktelement ist aus mehreren Materialien zusammengesetzt. Das jeweilige Kontaktelement weist vorzugsweise Kupfer auf. Kupfer zeichnet sich durch seine sehr hohe elektrische Leitfähigkeit sowie eine sehr hohe Wärmeleitfähigkeit aus. Zusätzlich weist das Kontaktelement vorzugsweise Invar und / oder Kovar und / oder Molybdän auf. Diese Materialien zeichnen sich durch ihren geringen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aus. Vorzugsweise weist das jeweilige Kontaktelement ein gewalztes Kupfer-Invar Blech mit Lagenaufbau aus Kupfer-Invar-Kupfer auf. Durch geeignete Wahl des Dickenverhältnisses von Kupfer- und Invar / Kovar bzw. Molybdän-Schichten des jeweiligen Kotaktelements kann der Ausdehnungskoeffizient an den Ausdehnungskoeffizienten des NTC-Elements angepasst werden. Damit wird ein sehr stabiles und langlebiges Bauelement erzielt.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Kontaktelement einen Lagenaufbau von Kupfer-Invar-Kupfer mit einem Dickenverhältnis von 10% ≤ Kupfer ≤ 30%–50% ≤ Invar / Kovar / Molybdän ≤ 80%–10% ≤ Kupfer ≤ 30% auf. Das bedeutet, dass das Kontaktelement wenigstens drei Lagen aufweist. Eine erste Lage weist vorzugsweise Kupfer auf. Die erste Lage weist eine Dicke oder vertikale Ausdehnung auf, die zwischen 1/10 und 3/10 der Gesamtdicke des Kontaktelements beträgt. Eine zweite Lage weist vorzugsweise Kovar und / oder Invar und / oder Molybdän auf. Die zweite Lage weist eine Dicke auf, die zwischen 5/10 und 8/10 der Gesamtdicke des Kontaktelements beträgt. Die dritte Lage weist eine Dicke auf, die zwischen 1/10 und 3/10 der Gesamtdicke des Kontaktelements beträgt.
  • Die Lage des Kontaktelements, welche Invar / Kovar / Molybdän aufweist ist dicker, als diejenige Lage des Kontaktelements, welche Kupfer aufweist. Damit kann der Ausdehnungskoeffizient des Kontaktelements reduziert bzw. an den Ausdehnungskoeffizienten des NTC-Elements angepasst werden.
  • Vorzugsweise beträgt das Dickenverhältnis Kupfer-Invar-Kupfer 20%–60%–20%. Selbstverständlich sind auch andere Dickenverhältnisse und andere Schichtfolgen und Anzahlen von Schichten sowie der Zusatz von Kovar oder Molybdän vorstellbar um den gewünschten Ausdehnungskoeffizienten zu erzielen.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Verbindungsmaterial Sintersilber auf. Sintersilber weist eine hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit aus. Ferner kann Sintersilber hohen Temperaturen von bis zu 400 °C, beispielsweise 300° C, sowie schnellen und vielen Temperaturwechseln standhalten.
  • Im Betriebszustand bzw. heißen Zustand des NTC-Elements können sehr hohe Temperaturen sowie eine Vielzahl von Temperaturwechseln auftreten. Daher ist die Hitzebeständigkeit und Anpassungsfähigkeit des Verbindungsmaterials von äußerster Wichtigkeit. Der heiße Zustand bezeichnet dabei einen Zustand bei einer Temperatur, welche größer ist als diejenige des NTC-Elements in einem Grundzustand. Der Temperaturbereich zwischen dem Grundzustand und dem heißen Zustand kann beispielsweise jeden Temperaturbereich zwischen –55°C und +300°C überspannen oder sich über diesen Bereich erstrecken. Bevorzugt kann sich der Temperaturbereich zwischen dem Grundzustand und dem heißen Zustand über den Bereich von –40°C bis +300°C erstrecken.
  • Bevorzugt weist das Verbindungsmaterial µAg auf. µAg zeichnet sich insbesondere durch seine ausreichende Porösität aus.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das NTC-Element zwei, drei, fünf, zehn oder mehr Segmente auf. Die Segmente des NTC-Elements stellen vorzugsweise rechteckige Teilbereiche des NTC-Elements dar, die voneinander beabstandet sind. Der Abstand zwischen den Segmenten beträgt 0,05 mm bis 0,2 mm, beispielsweise 0,1 mm. Mit anderen Worten, zwischen den einzelnen Segmenten befinden sich Fugen (Dehnungsfugen). Durch diese Dehnungsfugen werden keine oder nur geringe Verspannungen aufgebaut. Zusätzliche mechanische Spannungen können somit vermieden werden und folglich kann ein langlebiges Bauelement zu Verfügung gestellt werden.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das NTC-Element bei einer Temperatur von 25°C (Raumtemperatur) einen Nominalwiderstand R25 ≤ 1 Ω auf. Als Raumtemperatur wird hierbei die Temperatur verstanden, die üblicherweise in bewohnten Räumen herrscht. Der genannte elektrische Widerstand beschreibt vorzugsweise den elektrischen Widerstand des unbelasteten NTC-Elements zwischen Außenkontakten bei einer Umgebungstemperatur von 25°C.
  • Beispielsweise weist das NTC-Element bei der angegeben Temperatur einen Nominalwiderstand R25 von kleiner oder gleich 0,1 Ω auf, vorzugsweise kleiner 0,05 Ω. Das NTC-Element weist folglich einen sehr kleinen elektrischen Widerstand bei Raumtemperatur bzw. bei 25°C und damit eine sehr hohe elektrische Leitfähigkeit auf. Damit ist das NTC-Element besonders gut zum Einsatz in einem Einschaltstrombegrenzer mit hoher Stromlast geeignet.
  • Durch den geringen elektrischen Widerstand kann insbesondere erreicht werden, dass ein ausreichend hoher Einschaltstrom eines elektrischen Verbrauchers, welcher beispielsweise in einer entsprechenden Anwendung in Reihe zu dem elektronischen Bauelement geschaltet ist, zur Verfügung gestellt wird, aber soweit begrenzt wird, dass beispielsweise die elektrische Spannung beim Einschaltvorgang für die elektrische Versorgung weiterer wichtiger elektrischer Komponenten noch ausreichend hoch ist. Mit Hilfe des Bauelements wird der Spannungseinbruch beim Startvorgang des Verbrauchers im Vergleich zu einem Verbraucher ohne das elektronische Bauelement vorzugsweise um ca. 1 V reduziert.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der spezifische elektrische Widerstand des NTC-Elements in einem Grundzustand des elektronischen Bauelements ≤ 2 Ωcm. Vorzugsweise liegt der spezifische elektrische Widerstand des NTC-Elements in einem Grundzustand des elektronischen Bauelements zwischen 0,1 Ωcm und 1,0 Ωcm, beispielsweise bei 0,3 Ωcm.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Kontaktelement eine Dicke d auf. Vorzugsweise gilt 0,3 mm ≤ d ≤ 0,8 mm. Bevorzugt beträgt die Dicke d des jeweiligen Kontaktelements weniger als 0,7 mm, beispielsweise 0,6 mm.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Bauelement eine Vielzahl von NTC-Elementen und Kontaktelementen auf. Die mehreren NTC-Elemente können durch Vereinzeln aus einem Substrat bereitgestellt werden. Die NTC-Elemente sind zueinander parallel geschaltet. Die Strombelastbarkeit und/oder Stromtragfähigkeit des Bauelements kann durch eine Parallelschaltung von mehreren NTC-Elementen gesteigert werden. Vorzugsweise sind die NTC-Elemente stapelförmig übereinander angeordnet. Zwischen zwei benachbarten NTC-Elementen ist jeweils ein Kontaktelement angeordnet. Die NTC-Elemente sind über die Kontaktelemente thermisch gut aneinander gekoppelt.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das NTC-Element die Zusammensetzung La(1-x)EA(x)Mn(1-a-b-c)Fe(a)Co(b)Ni(c)O(3±δ) auf. Dabei ist 0 ≤ x ≤ 0,5 und 0 ≤ (a + b + c) ≤ 0,5. EA bezeichnet ein Erdalkali-Element. Vorzugsweise wird das Erdalkali-Element aus Magnesium, Calcium, Strontium oder Barium ausgewählt. δ bezeichnet die Abweichung vom stöchiometrischen Sauerstoffverhältnis (Sauerstoffüberschuss bzw. Sauerstoffdefizit). Vorzugsweise ist |δ| ≤ 0,5. Besonders bevorzugt ist |δ| = 0.
  • Durch diese Zusammensetzung wird ein NTC-Element bereitgestellt, welches sich durch eine außerordentlich hohe elektrische Leitfähigkeit und einen ausreichenden B-Wert (Thermistorkonstante) auszeichnet. Durch (eine) spezifische Dicke und (einen) spezifischen Querschnitt bzw. Fläche des NTC-Elements kann der Widerstand weiter variiert und gesteuert werden. Das NTC-Element weist eine Dicke d auf. Vorzugsweise gilt 100 µm ≤ d ≤ 600 µm. Bevorzugt beträgt die Dicke d des NTC-Elements weniger als 500 µm, beispielsweise 400 µm. Der B-Wert B25/100 liegt im Bereich zwischen 1000 K und 4000 K, bevorzugt zwischen 1400 K und 2000 K, beispielsweise bei 1500 K.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Bauelement ein Befestigungselement auf. Das Befestigungselement ist vorzugsweise dazu ausgebildet und angeordnet eine elektrisch leitendende Verbindung mit Batterieleitungen herzustellen. Das Befestigungselement ist ferner vorzugsweise dazu ausgebildet und angeordnet eine mechanische Verbindung mit Batterieleitungen herzustellen. Das Befestigungselement ist ferner vorzugsweise dazu ausgebildet und angeordnet eine – indirekte – mechanische Verbindung zwischen den Kontaktelementen bereitzustellen.
  • Das Befestigungselement kann dazu ausgebildet sein, eine Schraubverbindung auszubilden. Das Befestigungselement kann beispielsweise aber auch dazu ausgebildet sein eine Klemmverbindung auszubilden. Das Befestigungselement kann ferner ein Dichtelement aufweisen. Das Dichtelement kann isolierend oder teilweise isolierend ausgebildet sein. Das Befestigungselement kann wenigstens eine Mutter und eine Schraube und / oder wenigstens ein Klemmelement, beispielsweise zwei Klemmelemente, aufweisen.
  • Das Befestigungselement weist einen elektrischen Widerstand auf. Der elektrische Widerstand ist gleich bzw. nur geringfügig höher, als der Widerstand des NTC-Elements bei tiefen Betriebstemperaturen. Insbesondere ist der elektrische Widerstand des Befestigungselements gleich bzw. nur geringfügig höher, als der Widerstand des NTC-Elements bei der untersten Betriebstemperatur, z.B. –40°C.
  • Der Widerstand des Befestigungselements ist nicht temperaturabhängig. Dadurch ist auch in einem Fehlerfall (z.B. Bruch der leitfähigen Verbindung zwischen NTC-Element und Kontaktelement) noch immer ein Start des Motors möglich (abhängig von der Auslegung des Anlassersystems). Der Spannungseinbruch wird ebenfalls vermieden, jedoch wird die zum Starten verfügbare elektrische Leistung stark begrenzt wodurch der Startvorgang u.U. deutlich verzögert wird. Neben einer Verschraubung kann auch ein Fixwiderstand oder eine anderes leitfähiges Element mit definiertem elektrischem Widerstand als Befestigungselement verwendet werden.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt wird die Verwendung eines elektronischen Bauelements beschrieben. Vorzugsweise wird die Verwendung des oben beschriebenen Bauelements angegeben. Alle Merkmale, die in Zusammenhang mit dem Bauelement erläutert wurden, gelten auch für die Verwendung und umgekehrt.
  • Es wird insbesondere die Verwendung des oben beschriebenen Bauelements für Start- / Stopp-Systeme im Automobilbereich angegeben. Durch den temperaturabhängigen Widerstand (NTC-Element) wird der Einschaltstrom beim Einschalten begrenzt. Beim Einschalten erwärmt sich das NTC-Element sofort durch den Einschaltstrom (z.B. auf 250°C), wodurch sich der NTC Widerstand schnell bis auf einen sehr kleinen Restwiderstand verringert(z.B. 0,5 mΩ). Diese dynamische Widerstandsänderung verringert auf Grund der spezifischen Eigenschaften des NTC-Elements die vom Anlassermotor verursachte Stromspitze, was gleichzeitig den Spannungseinbruch der Batterie verringert. Damit wird ein effektives Bauelement zur Einschaltstrombegrenzung in Start-Stopp-Systemen bereitgestellt.
  • Durch die bereitgestellten Kontaktelemente und das Verbindungsmaterial wird ferner eine sehr niederohmige elektrischen Verbindung von NTC-Element zu den Kontaktelementen für wiederholte Schaltzyklen realisiert, bei denen die Umgebungstemperatur von –40°C bis 120°C schwanken kann. Beim Schaltzyklus kann die Temperatur auf bis zu 300°C steigen. Somit wird ein stabiles, elektrisch hochleitfähiges Bauelement mit mechanisch haltbarer, temperatur-beständiger und extrem belastbarer Verbindung zwischen NTC-Element und Kontaktelementen zur Verwendung für Start- / Stopp-Systeme im Automobilbereich angegeben.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt wird die Verwendung eines elektronischen, insbesondere des oben beschriebenen elektronischen Bauelements, für Ströme bis 1000 A bei Gleichspannung in 12 V und 24 V Netzen angegeben.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen und den dazugehörigen Figuren näher erläutert.
  • Die nachfolgend beschriebenen Zeichnungen sind nicht als maßstabsgetreu aufzufassen. Vielmehr können zur besseren Darstellung einzelne Dimensionen vergrößert, verkleinert oder auch verzerrt dargestellt sein.
  • Elemente, die einander gleichen oder die die gleiche Funktion übernehmen, sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
  • 1 zeigt eine schematische Schnittansicht eines elektronischen Bauelements.
  • 2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer möglichen Kontaktierung des elektronischen Bauelements gemäß 1,
  • 3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines elektronischen Bauelements gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
  • 4 zeigt eine schematische Schnittansicht eines elektronischen Bauelements gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
  • 5 zeigt eine perspektivische Ansicht einer möglichen Kontaktierung des elektronischen Bauelements gemäß 4,
  • 6 zeigt eine schematische Schnittansicht eines elektronischen Bauelements gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
  • 7 zeigt eine perspektivische Ansicht eines elektronischen Bauelements gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
  • 8 zeigt eine schematische Schnittansicht eines elektronischen Bauelements gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
  • 9 zeigt eine Draufsicht auf einen Teilbereich des elektronischen Bauelements gemäß 8,
  • 10 zeigt eine schematische Schnittansicht eines elektronischen Bauelements gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
  • 11 zeigt eine Draufsicht auf einen Teilbereich des elektronischen Bauelements gemäß 10,
  • 12 zeigt eine schematische Schnittansicht eines elektronischen Bauelements gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
  • 13 zeigt eine Draufsicht auf einen Teilbereich des elektronischen Bauelements gemäß 12.
  • Die 1 zeigt ein elektronisches Bauelement 1, kurz Bauelement 1. Das Bauelement 1 ist dazu ausgebildet als Einschaltstrombegrenzer oder in einem Einschaltstrombegrenzer für Start- / Stopp-Systeme in 12 V und 24 V Netzen im Automobilbereich eingesetzt zu werden. Das Bauelement 1 ist insbesondere für eine Verwendung bei Strömen bis 1000 A (bei Gleichspannung in 12 V und 24 V Netzen) geeignet. Das Bauelement 1 dazu geeignet in typischen 12 V Startermotoren mit ca. 1 kW bis 3 kW Leistung verwendet zu werden.
  • Das Bauelement 1 weist ein NTC-Element 2 bzw. eine NTC-Keramik auf. Das NTC-Element 2 stellt eine Funktionsschicht bzw. ein Funktionselement des Bauelements 1 dar. Das NTC-Element 2 ist ein heißleitendes Bauelement mit einem negativen Temperaturkoeffizienten.
  • Das NTC-Element 2 weist eine Materialzusammensetzung auf, welche sich durch eine hohe elektrische Leitfähigkeit bzw. einen geringen spezifischen Widerstand auszeichnet.
  • Das NTC-Element 2 weist vorzugsweise die folgende Zusammensetzung auf: La(1-x)EA(x)Mn(1-a-b-c)Fe(a)Co(b)Ni(c)O(3±δ). Dabei gilt 0 ≤ x ≤ 0,5 und 0 ≤ (a + b + c) ≤ 0,5. EA steht für ein Erdalkali-Element, beispielsweise Mg, Ca, Sr oder Ba. δ bezeichnet die Abweichung vom stöchiometrischen Sauerstoffverhältnis (Sauerstoffüberschuss bzw. Sauerstoffdefizit). Vorzugsweise ist |δ| ≤ 0,5, besonders bevorzugt ist |δ| = 0. Beispielsweise weist die NTC-Keramik die Zusammensetzung La0,95Sr0,05MnO3 auf.
  • Der spezifische elektrische Widerstand des NTC-Elements 2 in einem Grundzustand des NTC-Elements 2 beträgt kleiner oder gleich 2 Ωcm, bevorzugt ≤ 1 Ωcm, beispielsweise 0,5 Ωcm. Der Grundzustand beschreibt dabei eine Temperatur des NTC-Elements 2 von 25°C bzw. bei Raumtemperatur. Bei dem Grundzustand kann es sich um einen unbelasteten Zustand, in dem beispielsweise keine elektrische Leistung an dem NTC-Element 2 angelegt ist, handeln.
  • Das NTC-Element 2 weist bei der angegeben Temperatur einen elektrischen Widerstand (Nominalwiderstand R25) von kleiner oder gleich 1 Ω auf, vorzugsweise kleiner 0,1 Ω, beispielsweise 0,05 Ω. Das NTC-Element 2 weist folglich einen geringen elektrischen Widerstand bei Raumtemperatur bzw. bei 25°C und damit eine hohe elektrische Leitfähigkeit auf. Damit ist das NTC-Element 2 besonders gut zum Einsatz in einem Einschaltstrombegrenzer geeignet.
  • Das NTC-Element 2 weist ferner einen hohen B-Wert auf. Der B-Wert B25/100 liegt im Bereich zwischen 1000 K und 4000 K, bevorzugt zwischen 1400 K und 2000 K, beispielsweise bei 1500 K. Das NTC-Element 2 hat einen geringen thermischen Ausdehnungskoeffizienten. Typischerweise liegt der thermische Ausdehnungskoeffizient des NTC-Elements 2 zwischen 7 ppm / K und 10 ppm / K.
  • Das NTC-Element 2 ist vorzugsweise als monolithisches Bauelement ausgebildet. Beispielsweise ist das NTC-Element 2 ein Dickschichtmonolith. In diesem Fall wird das NTC-Element 2 in Presstechnologie hergestellt und anschließend durch Läppen (Feinschleifen von beiden Seiten) auf die gewünschte Dicke gebracht. Alternativ dazu kann das NTC-Element 2 aber auch als Vielschichtmonolith ausgebildet sein. In diesem Fall werden keramische Folien übereinander gestapelt und gepresst um das NTC-Element 2 bereitzustellen.
  • Das in 2 dargestellte NTC-Element 2 hat eine runde Form. Das NTC-Element 2 ist scheibenförmig oder plättchenförmig ausgebildet. Aber auch andere Formen sind für das NTC-Element 2 vorstellbar, beispielsweise eine rechteckige Form oder eine Ringform. Das NTC-Element 2 kann in Form eines Substrats ausgebildet sein. Das NTC-Element 2 weist eine Fläche zwischen 25 mm2 und 500 mm2, beispielsweise 200 mm2 auf. Der Durchmesser des NTC-Elements 2 beträgt beispielsweise kleiner oder gleich 14 mm, z.B. 13,75 mm. Das NTC-Element 2 weist eine Dicke d zwischen 100 µm und 600 µm, beispielsweise 400 µm, auf. Durch Variieren von Dicke d und / oder Querschnitt bzw. Fläche des NTC-Elements 2 kann der Widerstand des NTC-Elements 2 variiert und gesteuert werden.
  • Das NTC-Element 2 weist eine Metallisierung auf (nicht explizit dargestellt). Die Metallisierung ist vorzugsweise an einer Oberseite und an einer Unterseite des NTC-Elements 2 angeordnet. Vorzugsweise weist die Metallisierung eingebranntes Silber auf.
  • Das Bauelement 1 weist ferner zwei Kontakte 3 bzw. Kontaktelemente 3 auf (Pluskontakt- und Minuskontaktelement 12b, 12a, siehe 3). Die Kontaktelemente 3 dienen der elektrischen Kontaktierung des NTC-Elements 2. Die Kontaktelemente 3 liegen in diesem Ausführungsbeispiel vollflächig auf der Oberseite und der Unterseite des NTC-Elements 2 auf. Alternativ dazu (nicht explizit dargestellt) kann ein schmaler Randbereich von Oberseite und Unterseite auch frei von dem jeweiligen Kontaktelement 3 bleiben.
  • Die Kontaktelemente 3 sind jeweils mit der Oberseite und der Unterseite des NTC-Elements 2 elektrisch leitend verbunden. Vorzugsweise sind das NTC-Element 2 und die Kontaktelemente 3 versintert.
  • Zu diesem Zweck weist das Bauelement 1 ein Verbindungsmaterial 7 auf. Zwischen der Oberseite des NTC-Elements 2 und dem ersten Kontaktelement 3 sowie zwischen der Unterseite des NTC-Elements 2 und dem zweiten Kontaktelement 7 ist jeweils eine Schicht aus Verbindungsmaterial 7 ausgebildet. Die Schichtdicke des Verbindungsmaterials 7 liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 15 µm und 80 µm, beispielsweise bei 20 µm.
  • Das Verbindungsmaterial 7 zeichnet sich durch eine hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit aus. Das Verbindungsmaterial 7 zeichnet sich ferner vorzugsweise durch eine große Porösität aus. Das Verbindungsmaterial 7 zeichnet sich ferner dadurch aus, dass es hohen Temperaturen bis zu 400 °C, z.B. 300°C, sowie vielen und schnellen Temperaturwechseln standhalten kann, die im Betrieb bzw. im heißen Zustand des Bauelements 1 auftreten können.
  • Der heiße Zustand bezeichnet dabei einen Zustand des Bauelements 1 bei einer Temperatur, welche größer ist als diejenige des Bauelements 1 in dem Grundzustand. Der Temperaturbereich zwischen dem Grundzustand und dem heißen Zustand kann beispielsweise jeden Temperaturbereich zwischen –55°C und +300°C überspannen oder sich über diesen Bereich erstrecken. Bevorzugt kann sich der Temperaturbereich zwischen dem Grundzustand und dem heißen Zustand über den Bereich von –40°C bis +300°C erstrecken.
  • Beispielsweise weist das Verbindungsmaterial 7 Sintersilber Ag oder µAg auf. Sintersilber hat den Vorteil, dass es eine ausreichende Porösität auf weist. Mit Hilfe des Verbindungsmaterials 7 wird eine stabile, elektrisch hoch leitfähige sowie mechanisch haltbare Verbindung zwischen dem NTC-Element 2 und den Kontaktelementen 3 erzielt.
  • Das jeweilige Kontaktelement 3 weist eine hohe thermische und elektrische Leitfähigkeit auf. Das jeweilige Kontaktelement 3 ist ferner so ausgebildet, dass thermische Spannungen zwischen dem NTC-Element 2 und dem Kontaktelement 3 reduziert werden. Insbesondere ist das jeweilige Kontaktelement 3 dazu ausgebildet die Unterschiede der materialbedingten thermischen Ausdehnung (CTE) zu verringern bzw. zu reduzieren.
  • Vorzugsweise weist das jeweilige Kontaktelement 3 einen Materialverbund auf. Das jeweilige Kontaktelement kann beispielsweise als Verbundblech ausgebildet sein. Der Materialverbund kann Kupfer-Invar-Kupfer (CIC) aufweisen. An Stelle von Invar kann auch Kovar oder Molybdän als Material verwendet werden. Invar bzw. Kovar bzw. Molybdän hat einen geringen thermischen Ausdehnungskoeffizienten. Typischerweise liegt der thermische Ausdehnungskoeffizient dieser Materialien bei ≤ 10 ppm / K, beispielsweise bei 7 ppm / K. Damit ist der Ausdehnungskoeffizient von Kovar / Invar / Molybdän sehr ähnlich zu dem Ausdehnungskoeffizienten des NTC-Elements 2. Durch eine geeignete Wahl des Dickenverhältnisses der Schichten des Materialverbunds kann der Ausdehnungskoeffizient des Kontaktelements 3 gut an den Ausdehnungskoeffizienten des NTC-Elements 2 angepasst werden. Thermische Spannungen können reduziert oder vermieden werden.
  • In diesem Ausführungsbeispiel ist das jeweilige Kontaktelement 3 ein gewalztes Kupfer-Invar Blech mit Lagenaufbau aus Kupfer-Invar-Kupfer von 20%–60%–20%. Jedoch sind auch andere Verhältnisse von Kupfer und Invar oder Kovar / Molybdän vorstellbar. Insbesondere können je nach erforderlicher Fläche des NTC-Elements 2 sowie dem erforderlichen Wärmeleitwiderstand auch andere Schichtfolgen und Schichtdicken zum Einsatz kommen.
  • Die Kontaktelemente 3 umschließen das NTC-Element 2 zangenförmig. Dabei liegt ein erster Teilbereich 3a des jeweiligen Kontaktelements 3 an der Oberseite bzw. Unterseite des NTC-Elements 2 auf und verläuft parallel zu der Oberseite bzw. Unterseite des NTC-Elements 2 bzw. zu einer Längsachse L des Bauelements 1. Eine Länge bzw. horizontale Ausdehnung des NTC-Elements 2 ist vorzugsweise kleiner oder gleich der Länge oder horizontalen Ausdehnung des ersten Teilbereichs 3a.
  • Ein zweiter Teilbereich 3b des jeweiligen Kontaktelements 3 schließt einen Winkel mit der Längsachse L ein. Der zweite Teilbereich 3b schließt sich vorzugsweise in einem Winkel von ≤ 20 °, beispielsweise 15°, zur Längsachse L des Bauelements 1 an den ersten Teilbereich 3a an. Der Winkel zwischen dem zweiten Teilbereich 3b des ersten Kontaktelements 3 und dem zweiten Teilbereich 3b des zweiten Kontaktelements beträgt vorzugsweise kleiner oder gleich 40°, beispielsweise 30°. Ein dritter Teilbereich 3c des jeweiligen Kontaktelements 3 schließt sich an den zweiten Teilbereich 3b an und verläuft parallel zur Längsachse L.
  • Die jeweiligen Teilbereiche 3a, 3b, 3c weisen in diesem Ausführungsbeispiel vorzugsweise die gleiche Länge auf. Beispielsweise weiden die Teilbereiche 3a, 3b, 3c jeweils eine Länge von 10 mm bis 15 mm auf. Die jeweiligen Teilbereiche 3a, 3b, 3c weisen vorzugsweise die gleiche Dicke d auf. Beispielsweise weiden die Teilbereiche 3a, 3b, 3c jeweils eine Dicke d von kleiner oder gleich 0,8 mm und größer oder gleich 0,3 mm auf. Folglich beläuft sich die Dicke d des jeweiligen Kontaktelements 3 auf 0,3 mm ≤ d ≤ 0,8 mm, beispielsweise d = 0,7 mm.
  • Die Teilbereiche 3a, 3b, 3c gehen ineinander über. Mit anderen Worten, die Teilbereiche 3a, 3b, 3c sind nicht als separate Bereiche bzw. Bauteile ausgeführt sondern stellen nur Unterabschnitte des jeweiligen Kontaktelements 3 dar.
  • Das jeweilige Kontaktelement 3, insbesondere der dritte Teilbereich 3c, weist eine Aussparung 8 auf. Vorzugsweise weist der dritte Teilbereich 3c dafür eine größere horizontale Ausdehnung bzw. eine größere Fläche auf, als der erste und zweite Teilbereich 3a, 3b (siehe beispielsweise 3). Die Aussparung 8 ist vorzugsweise kreisförmig ausgebildet. Die Aussparung 8 weist beispielsweise einen Durchmesser von 8 mm auf. Die Aussparung 8 durchdringt das Kontaktelement 3 vollständig. Die Aussparung 8 dient dazu das Bauelement 1 mittels eines Befestigungselements mit Batterieleitungen zu verbinden, wie beispielsweise in Zusammenhang mit 2 näher erläutert wird.
  • Die 2 zeigt eine mögliche Kontaktierung des Bauelements 1 gemäß der 1 mit den Batterieleitungen über Kabelschuhe.
  • Das Bauelement 1 weist ein Befestigungselement zur Herstellung der elektrischen Kontaktierung des Bauelements 1 und insbesondere zur mechanischen Befestigung von Batterieleitungen mit dem Bauelement 1 auf. Das Befestigungselement kann zur Bereitstellung einer wie nachfolgend beschriebenen Schraubverbindung ausgebildet sein. Alternativ dazu kann das Befestigungselement auch dazu ausgebildet und angeordnet sein eine Klemmverbindung herzustellen.
  • Zwischen dem ersten und zweiten Kontaktelement 3 ist ein Distanzhalter 9 angeordnet. Der Distanzhalter 9 ist zwischen einer Unterseite des dritten Teilbereichs 3c des ersten bzw. oberen Kontaktelements 3 und der Oberseite des dritten Teilbereichs 3c des zweiten bzw. unteren Kontaktelements 3 angeordnet. Der Distanzhalter 9 ist zylinderförmig ausgebildet.
  • Der Distanzhalter 9 ist isolierend ausgebildet. Der Distanzhalter 9 dient der elektrischen Isolierung zwischen den beiden Kontaktelementen 3 (Pluskontaktelement 12b und Minuskontaktelement 12a, siehe 3). Der Distanzhalter 9 weist beispielsweise Polytetrafluorethylen (PTFE) auf. PTFE hat den Vorteil, dass es bis zu einer Temperatur von ca. 250° C beständig isolierend ist. Vorzugsweise weist der Distanzhalter 9 eine Aussparung auf (nicht explizit dargestellt), welche den Distanzhalter 9 in vertikaler Richtung vollständig durchdringt. Die Aussparung dient zur Aufnahme eines Verbindungselements, z.B. einer Gewindestange 11, beispielsweise einer Schraube.
  • An der Oberseite des ersten Kontaktelements 3 bzw. der Unterseite des zweiten Kontaktelements 3 ist jeweils eine Mutter 10 angeordnet. Gewindestange 11 und Muttern 10 dienen zur Verschraubung der Kontaktelemente 3 und zur elektrisch leitenden und mechanischen Verbindung des Bauelements 1 mit den Batterieleitungen (nicht explizit dargestellt). Alternativ dazu beispielsweise Klemmelemente bereitgestellt werden zur Verklemmung der Kontaktelemente 3 und / oder zur elektrisch leitenden und mechanischen Verbindung des Bauelements 1 mit den Batterieleitungen (nicht explizit dargestellt).
  • Zwischen den nicht dargestellten Batterieleitungen und den Kontaktelementen 3 sind Kabelschuhe 5 angeordnet, an denen ein nicht dargestelltes Kupferkabel befestigt ist. Die Kabelschuhe 5 sind elektrisch leitend mit den Kontaktelementen 3 verbunden. Zur Verbindung des Bauelements 1 mit den Kabelschuhen 5 wird die Gewindestange 11 durch die Muttern 10, die Aussparung 8 im jeweiligen Kontaktelement 3 sowie die Aussparung im Distanzhalter 9 geführt.
  • Die Verschraubung auf einer Achse vermeidet dabei zusätzliche mechanische Spannungen auf die Verbindung zwischen dem NTC-Element 2 und den Kontaktelementen 3. Die Verschraubung bzw. Befestigung muss entweder einen höheren Widerstand als das NTC-Element 2 aufweisen oder muss isolierend ausgeführt sein (siehe beispielsweise 12 und 13). Die Verschraubung bzw. Befestigung kann alternativ auch direkt auf einen Massekontakt am Fahrzeug oder des Anlassermotors erfolgen.
  • Durch den temperaturabhängigen Widerstand des Bauelements 1 wird der Einschaltstrom beim Einschalten begrenzt. Beim Einschalten erwärmt sich das NTC-Element 2 sofort durch den Einschaltstrom (z.B. auf 250°C), wodurch sich der NTC Widerstand schnell bis auf einen sehr kleinen Restwiderstand (z.B. 0,5 mΩ) verringert. Diese dynamische Widerstandsänderung verringert die vom Anlassermotor verursachte Stromspitze, was gleichzeitig den Spannungseinbruch der Batterie verringert. Damit wird ein stabiles, langlebiges und effizientes Bauelement zur Einschaltstrombegrenzung zur Verfügung gestellt.
  • Das Bauelement 1 kann zusätzlich mit einer so genannten „fail-safe“ (Fehlerausfall) Funktion ausgestattet werden. Dazu wird die in 2 gezeigte Verschraubung so ausgeführt, dass ihr elektrischer Widerstand gleich bzw. nur geringfügig höher ist, als der Widerstand des NTC-Elements 2 bei der untersten Betriebstemperatur, z.B. –40°C. Der Widerstand dieser Verschraubung ist nicht temperaturabhängig. Dadurch ist auch in einem Fehlerfall (z.B. Bruch der leitfähigen Verbindung zwischen NTC-Element 2 und Kontaktelement 3) noch immer ein Start des Motors möglich (abhängig von der Auslegung des Anlassersystems). Der Spannungseinbruch wird ebenfalls vermieden, jedoch wird die zum Starten verfügbare elektrische Leistung stark begrenzt, wodurch der Startvorgang unter Umständen deutlich verzögert wird. Alternativ zu einer Verschraubung kann auch ein Fixwiderstand oder eine anderes leitfähiges Element mit definiertem elektrischem Widerstand verwendet werden.
  • Die 3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines elektronischen Bauelements gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Im Gegensatz zu dem Bauelement 1 aus der 1 weist das Bauelement 1 gemäß 3 mehrere NTC-Elemente 2 sowie mehrere Kontaktelemente 3 auf.
  • Das Bauelement 1 kann bis zu zehn NTC-Elemente 2 aufweisen. Die NTC-Elemente 2 sind jeweils rund bzw. scheibenförmig ausgebildet (siehe Ausführungen zur 1). Die NTC-Elemente 2 sind elektrisch parallel geschaltet.
  • Zwischen den NTC-Elementen 2 sind die Kontaktelemente 3 angeordnet. Das Bauelement 1 weist vorzugsweise eine Schichtfolge aus alternierend angeordneten NTC-Elementen 2 und Kontaktelementen 3 (Plus-Kontaktelemente 12b und Minus-Kontaktelemente 12a) auf. Durch die flächige „stapelförmige“ Abfolge vom Kontaktelement 3 / NTC-Element 2 / Kontaktelement 3 / NTC-Element 2 usw. wird eine gute thermische Verbindung der einzelnen NTC-Elemente 2 erreicht. Diese gute thermische Verbindung ermöglicht eine gleichmäßige Erwärmung der NTC-Elemente 2.
  • Der Durchmesser der NTC-Elemente 2 kann kleiner sein als der Durchmesser des in 1 dargestellten NTC-Elements 2. Das heißt, es werden mehrere kleinere Elemente verbunden. Die Verspannungen reduzieren sich dabei mit der Bauteilgröße des NTC-Elements 2.
  • Die Befestigung an den, vorzugsweise die Verschraubung mit den, Batterieanschlüssen erfolgt vorzugsweise auf einem gemeinsamen, isolierenden Körper (beispielsweise einem Distanzhalter 9), um zusätzliche mechanische Spannungen auf die Verbindung zwischen den NTC-Elementen 2 und den Kontaktelementen 3 zu vermeiden.
  • Alle weiteren Merkmale des Bauelements 1 gemäß der 3, insbesondere Material, Struktur und Funktionsweise von NTC-Elementen 2 und Kontaktelementen 3 sowie deren Verbindung über das Verbindungsmaterial 7 und die Funktionsweise des Bauelements 1 entsprechen den in Zusammenhang mit der 1 beschriebenen Merkmalen.
  • Die 4 zeigt eine schematische Schnittansicht eines elektronischen Bauelements gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
  • Im Folgenden werden nur die Unterschiede zu dem Bauelement 1 aus 1 beschrieben. Insbesondere finden die Merkmale betreffend die Ausführung des NTC-Elements 2 sowie die Verbindung von NTC-Element 2 und Kontaktelementen 3 aus 1 auch für das Bauelement 1 aus 4 Anwendung.
  • In diesem Ausführungsbeispiel sind die Kontaktelemente 3 doppelseitig ausgeführt. Auch hier weist das jeweilige Kontaktelement 3 drei Teilbereiche 3a, 3b, 3c auf, wobei zweiter Teilbereich 3b und dritter Teilbereich 3c gleichartig aber in entgegengesetzter Richtung zum ersten Teilbereich 3a ausgeführt sind.
  • Der erste Teilbereich 3a liegt an der Oberseite bzw. Unterseite des NTC-Elements 2 auf und verläuft parallel zu der Oberseite bzw. Unterseite des NTC-Elements 2 bzw. zur Längsachse L. Die Länge bzw. horizontale Ausdehnung des NTC-Elements 2 ist kleiner oder gleich der Länge oder horizontalen Ausdehnung des ersten Teilbereichs 3a. Vorzugsweise ist die Länge des ersten Teilbereichs 3a in diesem Ausführungsbeispiel größer als die Länge des ersten Teilbereichs 3a gemäß dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel. Die Länge des ersten Teilbereichs 3a beträgt beispielsweise 18 mm. Der Durchmesser des NTC-Elements 2 beträgt beispielsweise kleiner oder gleich 14 mm, z.B. 13,75 mm.
  • Der zweite und dritte Teilbereich 3b, 3c schließen sich jeweils an einen Seitenbereich bzw. Randbereich des ersten Teilbereichs 3a an. Mit anderen Worten, links und rechts an den ersten Teilbereich 3a angrenzend sind jeweils der zweite Teilbereich 3b und der dritte Teilbereich 3c ausgebildet.
  • Der zweite Teilbereich 3b und der dritte Teilbereich 3c schließen jeweils einen Winkel mit Längsachse L ein. Der zweite und dritte Teilbereich 3b, 3c schließen vorzugsweise jeweils einen Winkel von ≤ 90 °, beispielsweise 60°, mit der Längsachse L ein. Sowohl der zweite Teilbereich 3a als auch der dritte Teilbereich 3c verlaufen von der Längsachse L weg. Ein vertikaler Abstand von einem Endbereich 13 des dritten Teilbereichs 3c bzw. des zweiten Teilbereichs 3b zu dem NTC-Element 2 beträgt beispielsweise kleiner oder gleich 18 mm, beispielsweise 15 mm.
  • Das Bauelement 1 ist spiegelsymmetrisch um die Achse L ausgeführt. Das jeweilige Kontaktelement 3 ist ferner spiegelsymmetrisch um eine vertikale Achse V ausgebildet.
  • Durch die oben beschriebene Ausführung kann z.B. der elektrische und thermische Widerstand der Kontaktelemente 3 bei gleichem Kontaktmaterial halbiert werden. Ein weiterer Vorteil dieser Ausführung ist die Vermeidung unterschiedlicher Temperaturen im NTC-Element 2 durch „einseitige“ Wärmeabfuhr über die Kontaktelemente 3 wie beispielsweise bei der Ausführung gemäß 1.
  • Alle weiteren Merkmale des Bauelements 1 gemäß der 4 entsprechen den in Zusammenhang mit der 1 beschriebenen Merkmalen.
  • Die 5 zeigt eine perspektivische Ansicht einer möglichen Kontaktierung des elektronischen Bauelements gemäß 4.
  • Das Bauelement 1 ist herbei in ein Gehäuse 6 eingebracht. Das Gehäuse 6 ist rahmenförmig ausgebildet. Durch das Gehäuse 6 wird das Bauelement 1 mittels einem isoliertem, flexiblem Kupferkabel (nicht explizit dargestellt) kontaktiert (verschraubt, verklemmt oder ähnliches). Die Kontaktierung erfolgt dabei wie in Zusammenhang mit der 2 beschrieben über die Muttern 10, die Gewindestange 11, welche in die Aussparung 8 des jeweiligen Kontaktelements 3 eingebracht wird, sowie der elektrisch leitenden Verbindung der Kontaktelemente 3 mit Kabelschuhen, in denen die Kupferkabel eingebracht werden. Die Kupferkabel werden dabei über Aussparungen 6a an einer Oberseite und einer Unterseite des Gehäuses 6 in das Gehäuse 6 eingeführt.
  • Das Gehäuse 6 weist eine mechanische Zugentlastung 4 für die Kupferkabel auf. Die Zugentlastung 4 kann beispielsweise an einer Oberseite und an einer Unterseite 4 des Gehäuses 6 angeordnet sein. Bei mechanischem Zug auf die Kupferkabel sorgt die Zugentlastung 4 dafür, dass keine oder nur geringfügige Kräfte auf das Bauelement 1 und insbesondere das Verbindungsmaterial 7 wirken. Das Bauelement 1 wird folglich durch die Zugentlastung 4 vorzugsweise spannungslos gehalten.
  • Die 6 zeigt eine schematische Schnittansicht eines elektronischen Bauelements gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
  • Im Wesentlichen entspricht das Bauelement 1 dem Bauelement 1 aus 4. Jedoch sind in diesem Ausführungsbeispiel die Kontaktelemente 3 nicht spiegelsymmetrisch zur Längsachse L angeordnet. Vielmehr sind die Kontaktelemente 3 zueinander um 90° versetzt. Damit kann unterschiedlichen Einbausituationen Rechnung getragen werden.
  • Alle weiteren Merkmale des Bauelements 1 gemäß der 6 entsprechen den in Zusammenhang mit der 4 beschriebenen Merkmalen.
  • Die 7 zeigt eine perspektivische Darstellung eines elektronischen Bauelements gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
  • Im Wesentlichen entspricht das Bauelement 1 dem Bauelement 1 aus 6. Jedoch weist das Bauelement 1 gemäß 7 mehrere NTC-Elemente 2 sowie mehrere Kontaktelemente 3 auf. Das Bauelement 1 kann bis zu zehn NTC-Elemente 2 aufweisen, die jeweils rund bzw. scheibenförmig ausgebildet und elektrisch parallel geschaltet sind. Zwischen den NTC-Elementen 2 sind die Kontaktelemente 3 angeordnet. Das Bauelement 1 weist also wie bereits in Zusammenhang mit der 3 beschrieben eine Schichtfolge aus alternierend angeordneten NTC-Elementen 2 und Kontaktelementen 3 auf.
  • Die 8 zeigt eine schematische Schnittansicht eines elektronischen Bauelements gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Die 9 zeigt ferner eine Draufsicht auf einen Teilbereich des elektronischen Bauelements gemäß 8.
  • Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß der 1 kommt dabei ein NTC-Element 2 zum Einsatz, welches durch Sägen oder Ritzen in kleinere NTC-Elemente bzw. Segmente 2a geteilt bzw. segmentiert wurde. Das NTC-Element 2 weist eine Vielzahl von Segmenten 2a auf.
  • Zur Ausbildung der Segmente 2a weist das NTC-Element 2 anders als in 1 vorzugsweise eine rechteckige Form auf. Beispielsweise weist das NTC-Element 2 eine Breite und eine Hohe von jeweils kleiner oder gleich 13 mm, beispielsweise 12,7 mm auf. Das jeweilige Segment 2a ist ebenfalls vorzugsweise rechteckig ausgeführt. Vorzugsweise weist das jeweilige Segment 2a eine Länge sowie eine Breite von jeweils ca. 2 mm auf.
  • Auch die Kontaktelemente 3 sollten für diese Ausführung rechteckig ausgeführt werden. So wird das jeweilige Kontaktelement gemäß der 8 und 9 aus drei rechteckigen Teilbereichen 3a, 3b, 3c gebildet. Die drei Teilbereiche weisen vorzugsweise die gleiche Länge, beispielsweise 15 mm, auf.
  • Zwischen den einzelnen Segmenten 2a sind Spalten bzw. Dehnungsfugen 15 ausgebildet (siehe 9). Die Dehnungsfugen 15 weisen eine Breite von 0,05 mm bis 0,2 mm, beispielsweise 0,1 mm auf. Durch diese Dehnungsfugen 15 werden geringere thermische Verspannungen im NTC-Element 2 während des bestimmungsgemäßen Betriebes aufgebaut.
  • Für die Herstellung dieser Ausführungsvariante bietet sich die keramische Vielschichttechnologie an, bei der ein NTC-Substrat aus verstapelten keramischen Folien vor oder nach dem Metallisieren durch so genanntes „Dicing“ segmentiert wird. Alle weiteren Merkmale entsprechen den in Zusammenhang mit der 1 beschriebenen Merkmalen.
  • Die 10 zeigt eine schematische Schnittansicht eines elektronischen Bauelements gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Die 11 zeigt eine Draufsicht auf einen Teilbereich des elektronischen Bauelements gemäß der 10.
  • Dieses Ausführungsbeispiel kombiniert Merkmale der Ausführungsbeispiele gemäß der 4 sowie 8 und 9. Insbesondere sind die Kontaktelemente 3 – wie in Zusammenhang mit der 4 – beschrieben doppelseitig ausgeführt. Das NTC-Element 2 ist – wie in Zusammenhang mit den 8 und 9 beschrieben – in einzelne Segmente 2a aufgetrennt. Alle weiteren Merkmale entsprechen den in Zusammenhang mit den 4, 8 und 9 beschriebenen Merkmalen.
  • Die 12 zeigt eine schematische Schnittansicht eines elektronischen Bauelements gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Die 13 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Teilbereichs des elektronischen Bauelements gemäß 12.
  • In diesem Ausführungsbeispiel sind die Kontaktelemente 3 wie in Zusammenhang mit 4 beschrieben doppelseitig ausgebildet. Zwischen dem ersten Teilbereich 3a der Kontaktelemente 3 ist das NTC-Element 2 angeordnet und über das Verbindungsmaterial 7 elektrisch leitend und thermisch mit den Kontaktelementen 3 verbunden.
  • In diesem Ausführungsbeispiel ist die Verschraubung im Gegensatz zu der Verschraubung gemäß 2 isolierend ausgeführt. Dafür ist das NTC-Element 2 ringförmig ausgeführt. Mit anderen Worten, das NTC-Element 2 weist in eine runde, durchgängige Aussparung auf. Auch der erste Teilbereich 3a des jeweiligen Kontaktelements 3 weist in diesem Ausführungsbeispiel eine Aussparung auf. Die Aussparungen von Kontaktelementen 3 und NTC-Element 2 sind dazu ausgebildet und angeordnet die isolierende Verschraubung der Kontaktelemente 3 zu ermöglichen. Insbesondere sind die Aussparungen dazu vorgesehen, eine Gewindestange 11 zur Verschraubung der Kontaktelemente 3 einzubringen.
  • Auf einer Außenfläche des ersten Teilbereichs 3a ist jeweils ein Distanzhalter 9 angeordnet, der eine Aussparung 9a aufweist (13). Der jeweilige Distanzhalter ist beispielsweise eine PTFE Scheibe. Der jeweilige Distanzhalter weist beispielsweise einen Durchmesser von 15 mm auf. Ein Distanzhalter 9 ist dabei auf einer Oberseite des ersten Teilbereichs 3a des ersten bzw. oberen Kontaktelements 3 angeordnet. Ein weiterer Distanzhalter 9 ist auf einer Unterseite des ersten Teilbereichs 3a des zweiten bzw. unteren Kontaktelements 3 angeordnet. Auf den Distanzhaltern 9 ist jeweils eine Mutter 10 angeordnet. Die Gewindestange 11 wird durch die Muttern 10, die Aussparungen in den Distanzhaltern 9, dem NTC-Element 2 und den Kontaktelementen 3 zur Verschraubung der Kontaktelemente 3 geführt. Zwischen der Gewindestange 11 und dem NTC-Element 2 ist ein isolierendes Element 14 in die Aussparung des NTC-Elements 2 eingebracht. Das isolierende Element 14 kann beispielsweise AlOx aufweisen. Beispielsweise ist das isolierende Element 14 ein AlOx Röhrchen. Damit wird eine isolierend ausgeführte Verschraubung des Bauelements 1 ermöglicht.
  • Die elektrische Kontaktierung des Bauelements 1 erfolgt wiederum wie in Zusammenhang mit der 2 beschrieben über die elektrisch leitende Verbindung der Kontaktelemente 3 mit den Batterieleitungen über die Kabelschuhe 5. Die Kabelschuhe sind dabei über die Aussparungen 8 der Kontaktelemente 3 mit den Kontaktelementen 3 verschraubt.
  • Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Elektronisches Bauelement
    2
    NTC-Element / NTC-Keramik
    2a
    Segment
    3
    Kontakt / Kontaktelement
    3a
    Erster Teilbereich
    3b
    Zweiter Teilbereich
    3c
    Dritter Teilbereich
    4
    Zugentlastung
    5
    Kabelschuh
    6
    Gehäuse
    6a
    Aussparung
    7
    Verbindungsmaterial
    8
    Aussparung
    9
    Distanzhalter
    9a
    Aussparung
    10
    Mutter
    11
    Gewindestange
    12a
    Minus-Kontaktelement
    12b
    Plus-Kontaktelement
    13
    Endbereich
    14
    Isolierendes Element
    15
    Dehnungsfuge
    L
    Längsachse
    V
    Vertikale Achse

Claims (18)

  1. Elektronisches Bauelement (1) zur Einschaltstrombegrenzung aufweisend – wenigstens ein NTC-Element (2), – wenigstens zwei elektrisch leitende Kontaktelemente (3), wobei das NTC-Element (2) über ein Verbindungsmaterial (7) elektrisch leitend mit dem jeweiligen Kontaktelement (3) verbunden ist und wobei der thermische Ausdehnungskoeffizient des jeweiligen Kontaktelements (3) an den thermischen Ausdehnungskoeffizienten des NTC-Elements (2) angepasst ist.
  2. Elektronisches Bauelement (1) nach Anspruch 1, wobei das NTC-Element (2) eine Oberseite und eine Unterseite aufweist, und wobei die Oberseite und die Unterseite zumindest teilweise durch das jeweilige Kontaktelement (3) elektrisch leitend kontaktiert sind.
  3. Elektronisches Bauelement (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Kontaktelement (3) einen Materialverbund aufweist.
  4. Elektronisches Bauelement (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Kontaktelement (3) Kupfer aufweist und wobei das Kontaktelement (3) Invar oder Kovar aufweist.
  5. Elektronisches Bauelement (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Kontaktelement (3) einen Lagenaufbau von Kupfer-Invar-Kupfer mit einem Dickenverhältnis von 10% ≤ Kupfer ≤ 30%–50% ≤ Invar / Kovar ≤ 80%–10% ≤ Kupfer ≤ 30% aufweist.
  6. Elektronisches Bauelement (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Verbindungsmaterial (7) Sintersilber aufweist.
  7. Elektronisches Bauelement (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das NTC-Element (2) zwei, drei oder mehr Segmente (2a) aufweist.
  8. Elektronisches Bauelement (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das NTC-Element (2) bei einer Temperatur von 25°C einen Nominalwiderstand R25 ≤ 1 Ω aufweist.
  9. Elektronisches Bauelement (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der spezifische elektrische Widerstand des NTC-Elements (2) in einem Grundzustand des elektronischen Bauelements (1) ≤ 2 Ωcm ist.
  10. Elektronisches Bauelement (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Kontaktelement (3) eine Dicke d aufweist, und wobei 0,3 mm ≤ d ≤ 0,8 mm.
  11. Elektronisches Bauelement (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das NTC-Element (2) eine Dicke d aufweist, und wobei 100 µm ≤ d ≤ 600 µm.
  12. Elektronisches Bauelement (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, aufweisend eine Vielzahl von NTC-Elementen (2) und Kontaktelementen (3), wobei die NTC-Elemente (2) zueinander parallel geschaltet sind.
  13. Elektronisches Bauelement (1) nach Anspruch 12, wobei die NTC-Elemente (2) stapelförmig übereinander angeordnet sind, wobei zwischen zwei benachbarten NTC-Elementen (2) jeweils ein Kontaktelement (3) angeordnet ist und wobei die NTC-Elemente (2) über die Kontaktelemente (3) thermisch aneinander gekoppelt sind.
  14. Elektronisches Bauelement (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das NTC-Element (2) die Zusammensetzung La(1-x)EA(x)Mn(1-a-b-c)Fe(a)Co(b)Ni(c)O(3±δ) aufweist, wobei 0 ≤ x ≤ 0,5 und 0 ≤ (a + b + c) ≤ 0,5 und wobei EA ein Erdalkali-Element und δ eine Abweichung von einem stöchiometrischen Sauerstoffverhältnis bezeichnet, wobei das Erdalkali-Element (EA) ausgewählt ist aus Magnesium, Calcium, Strontium oder Barium und/oder wobei |δ| ≤ 0,5 beträgt.
  15. Elektronisches Bauelement (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das NTC-Element (2) einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen 7 ppm / K und 10 ppm / K aufweist.
  16. Elektronisches Bauelement (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, aufweisend ein Befestigungselement (10, 11), wobei das Befestigungselement (10, 11) einen elektrischen Widerstand aufweist welcher gleich bzw. nur geringfügig höher ist, als der Widerstand des NTC-Elements (2) bei tiefen Betriebstemperaturen.
  17. Verwendung eines elektronischen Bauelements (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16 für Start- / Stopp-Systeme im Automobilbereich.
  18. Verwendung eines elektronischen Bauelements (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16 für Ströme bis 1000 A bei Gleichspannung in 12 V und 24 V Netzen.
DE102016107931.6A 2016-04-28 2016-04-28 Elektronisches Bauelement zur Einschaltstrombegrenzung und Verwendung eines elektronischen Bauelements Pending DE102016107931A1 (de)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016107931.6A DE102016107931A1 (de) 2016-04-28 2016-04-28 Elektronisches Bauelement zur Einschaltstrombegrenzung und Verwendung eines elektronischen Bauelements
JP2018554544A JP2019523980A (ja) 2016-04-28 2017-04-18 突入電流制限用の電子デバイスおよび電子デバイスのアプリケーション
US16/090,805 US11289244B2 (en) 2016-04-28 2017-04-18 Electronic component for limiting the inrush current
CN202111490705.2A CN114156027A (zh) 2016-04-28 2017-04-18 用于进行接通电流限制的电子器件和电子器件的应用
CN201780026076.3A CN109074923A (zh) 2016-04-28 2017-04-18 用于进行接通电流限制的电子器件和电子器件的应用
KR1020187028851A KR20180136944A (ko) 2016-04-28 2017-04-18 돌입 전류를 제한하기 위한 전자 부품 및 전자 부품의 용도
PCT/EP2017/059132 WO2017186527A1 (de) 2016-04-28 2017-04-18 Elektronisches bauelement zur einschaltstrombegrenzung und verwendung eines elektronischen bauelements
EP17721065.5A EP3449490A1 (de) 2016-04-28 2017-04-18 Elektronisches bauelement zur einschaltstrombegrenzung und verwendung eines elektronischen bauelements
JP2020160004A JP7186753B2 (ja) 2016-04-28 2020-09-24 突入電流制限用の電子デバイスおよび電子デバイスのアプリケーション

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016107931.6A DE102016107931A1 (de) 2016-04-28 2016-04-28 Elektronisches Bauelement zur Einschaltstrombegrenzung und Verwendung eines elektronischen Bauelements

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102016107931A1 true DE102016107931A1 (de) 2017-11-02

Family

ID=58668845

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102016107931.6A Pending DE102016107931A1 (de) 2016-04-28 2016-04-28 Elektronisches Bauelement zur Einschaltstrombegrenzung und Verwendung eines elektronischen Bauelements

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11289244B2 (de)
EP (1) EP3449490A1 (de)
JP (2) JP2019523980A (de)
KR (1) KR20180136944A (de)
CN (2) CN114156027A (de)
DE (1) DE102016107931A1 (de)
WO (1) WO2017186527A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017215233A1 (de) * 2017-08-31 2019-02-28 Seg Automotive Germany Gmbh NTC-Bauteil zum Einbau in den Stromkreis einer elektrischen Baueinheit
DE102018104459A1 (de) * 2018-02-27 2019-08-29 Tdk Electronics Ag Vielschichtbauelement mit externer Kontaktierung

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110698189B (zh) * 2019-11-15 2021-11-02 中国科学院新疆理化技术研究所 一种镧离子掺杂的深低温热敏电阻材料及制备方法
CN114029493B (zh) * 2021-09-16 2024-01-09 清华大学深圳国际研究生院 一种与ZnO-V2O5系压敏电阻共烧的纯银内电极及其制备方法与应用

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE620678C (de) * 1933-05-23 1935-10-26 Patra Patent Treuhand Elektrische Widerstandsanordnung aus parallel geschalteten Widerstaenden mit hohem negativem Temperaturkoeffizienten
CH286248A (de) * 1949-02-08 1952-10-15 Philips Nv Elektrischer Widerstand.
DE1640218A1 (de) * 1966-04-19 1970-12-03 Gen Electric Thermistor
JPH02161711A (ja) * 1988-12-15 1990-06-21 Hitachi Cable Ltd セラミックコンデンサに半田接合される板状のリード線
US6242998B1 (en) * 1998-05-22 2001-06-05 Murata Manufacturing Co., Ltd. NTC thermistors
US20010054233A1 (en) * 1997-09-19 2001-12-27 Junichi Hamatani Method of making an electronic device
DE10317466A1 (de) * 2003-04-16 2004-12-09 Robert Bosch Gmbh Elektromotor
DE112011101480T5 (de) * 2010-04-28 2013-05-29 Denso Corporation Temperatursensor mit einem wärmeempfindlichen Bauteil
DE102012109704A1 (de) * 2012-10-11 2014-04-17 Epcos Ag Keramisches Bauelement mit Schutzschicht und Verfahren zu dessen Herstellung

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1332617A (fr) * 1962-06-02 1963-07-19 Perfectionnements aux procédés de fabrication de résistances électriques et aux résistances fabriquées selon ces procédés
US3358362A (en) * 1965-01-21 1967-12-19 Int Resistance Co Method of making an electrical resistor
US4447799A (en) * 1981-01-30 1984-05-08 General Electric Company High temperature thermistor and method of assembling the same
JPS63138705A (ja) * 1986-12-01 1988-06-10 ティーディーケイ株式会社 サ−ミスタ素子およびその製造方法
JPH0470701U (de) * 1990-10-30 1992-06-23
JPH0729667A (ja) * 1993-07-08 1995-01-31 Mitsubishi Materials Corp 放電型サージアブソーバ及びその製造方法
JPH11135304A (ja) * 1997-10-27 1999-05-21 Murata Mfg Co Ltd Ｎｔｃサーミスタ及び電流制限回路
US6081416A (en) * 1998-05-28 2000-06-27 Trinh; Hung Lead frames for mounting ceramic electronic parts, particularly ceramic capacitors, where the coefficient of thermal expansion of the lead frame is less than that of the ceramic
JP3801872B2 (ja) * 2001-03-05 2006-07-26 株式会社日立製作所 抵抗体素子および熱式流体測定計
JP5059332B2 (ja) * 2006-02-16 2012-10-24 日本特殊陶業株式会社 サーミスタ素子、これを用いた温度センサ、及びサーミスタ素子の製造方法
KR100732878B1 (ko) * 2006-03-02 2007-07-02 (주)성음하이텍 서미스터 온도 감지 회로를 장착한 사운드(보이스) 컵
DE102006053085A1 (de) 2006-11-10 2008-05-15 Epcos Ag Elektrische Baugruppe mit PTC-Widerstandselementen
DE102006060387A1 (de) * 2006-12-20 2008-06-26 Isabellenhütte Heusler Gmbh & Co. Kg Widerstand, insbesondere SMD-Widerstand, und zugehöriges Herstellungsverfahren
CN101765569B (zh) * 2007-08-22 2012-11-28 株式会社村田制作所 半导体陶瓷材料及ntc热敏电阻
US8228160B2 (en) * 2008-11-14 2012-07-24 Epcos Ag Sensor element and process for assembling a sensor element
JP5346867B2 (ja) * 2010-04-09 2013-11-20 日本特殊陶業株式会社 サーミスタ素子及び温度センサ
KR101471829B1 (ko) * 2010-06-24 2014-12-24 티디케이가부시기가이샤 칩 서미스터 및 그 제조 방법
DE102010053389A1 (de) * 2010-12-03 2012-06-06 Vishay Electronic Gmbh Elektrischer Leistungswiderstand
JP5885027B2 (ja) * 2012-03-16 2016-03-15 三菱マテリアル株式会社 サーミスタ素子
CN103066662B (zh) * 2013-01-07 2015-08-05 雷星亮 应急电源
JP2015111652A (ja) * 2013-10-31 2015-06-18 株式会社村田製作所 電子部品
DE202013009973U1 (de) * 2013-11-04 2013-11-20 Isabellenhütte Heusler Gmbh & Co. Kg Widerstand, insbesondere niederohmiger Strommesswiderstand
JP2015160224A (ja) * 2014-02-27 2015-09-07 日立金属株式会社 接合用材料
KR101646711B1 (ko) * 2014-04-25 2016-08-09 (주) 래트론 온도 센서 소자 및 그 제조 방법
DE102014107450A1 (de) 2014-05-27 2015-12-03 Epcos Ag Elektronisches Bauelement
DE102015102866B4 (de) * 2015-02-27 2023-02-02 Tdk Electronics Ag Keramisches Bauelement, Bauelementanordnung und Verfahren zur Herstellung eines keramischen Bauelements
CN105006317A (zh) * 2015-08-03 2015-10-28 成都顺康电子有限责任公司 一种玻璃封装ptc热敏电阻及其制作方法
DE102015121982A1 (de) 2015-12-16 2017-06-22 Epcos Ag NTC-Keramik, elektronisches Bauelement zur Einschaltstrombegrenzung und Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauelements

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE620678C (de) * 1933-05-23 1935-10-26 Patra Patent Treuhand Elektrische Widerstandsanordnung aus parallel geschalteten Widerstaenden mit hohem negativem Temperaturkoeffizienten
CH286248A (de) * 1949-02-08 1952-10-15 Philips Nv Elektrischer Widerstand.
DE1640218A1 (de) * 1966-04-19 1970-12-03 Gen Electric Thermistor
JPH02161711A (ja) * 1988-12-15 1990-06-21 Hitachi Cable Ltd セラミックコンデンサに半田接合される板状のリード線
US20010054233A1 (en) * 1997-09-19 2001-12-27 Junichi Hamatani Method of making an electronic device
US6242998B1 (en) * 1998-05-22 2001-06-05 Murata Manufacturing Co., Ltd. NTC thermistors
DE10317466A1 (de) * 2003-04-16 2004-12-09 Robert Bosch Gmbh Elektromotor
DE112011101480T5 (de) * 2010-04-28 2013-05-29 Denso Corporation Temperatursensor mit einem wärmeempfindlichen Bauteil
DE102012109704A1 (de) * 2012-10-11 2014-04-17 Epcos Ag Keramisches Bauelement mit Schutzschicht und Verfahren zu dessen Herstellung

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017215233A1 (de) * 2017-08-31 2019-02-28 Seg Automotive Germany Gmbh NTC-Bauteil zum Einbau in den Stromkreis einer elektrischen Baueinheit
DE102018104459A1 (de) * 2018-02-27 2019-08-29 Tdk Electronics Ag Vielschichtbauelement mit externer Kontaktierung
US11387045B2 (en) 2018-02-27 2022-07-12 Tdk Electronics Ag Multilayer component with external contact

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180136944A (ko) 2018-12-26
CN109074923A (zh) 2018-12-21
WO2017186527A1 (de) 2017-11-02
JP7186753B2 (ja) 2022-12-09
JP2019523980A (ja) 2019-08-29
US20200118718A1 (en) 2020-04-16
EP3449490A1 (de) 2019-03-06
US11289244B2 (en) 2022-03-29
JP2021010014A (ja) 2021-01-28
CN114156027A (zh) 2022-03-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0576836B1 (de) Strombegrenzendes Element
WO2017186527A1 (de) Elektronisches bauelement zur einschaltstrombegrenzung und verwendung eines elektronischen bauelements
DE4142523A1 (de) Widerstand mit ptc - verhalten
DE19727009B4 (de) Strombegrenzender Widerstand mit PTC-Verhalten
DE102015121982A1 (de) NTC-Keramik, elektronisches Bauelement zur Einschaltstrombegrenzung und Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauelements
DE19814697C1 (de) Piezoelektrischer Aktor und Verfahren zu seiner Herstellung
EP2529381B1 (de) Keramischer vielschichtkondensator
DE102009034099A1 (de) Piezoaktor mit elektrischer Kontaktierung
DE102019111384B3 (de) Piezoelektrische Sende- und/oder Empfangseinrichtung und Vibrationsgrenzstandsensor mit einer solchen
EP3149748B1 (de) System umfassend ein ntc-baulement und eine elektrisch dazu in reihe geschaltete verbrauchereinrichtung
EP2529423B1 (de) Piezoelektrisches bauelement
DE10225408A1 (de) Piezoaktor, Verfahren zu dessen Herstellung und dessen Verwendung
EP0057172A2 (de) Selbstregelndes Heizelement
DE102015222072A1 (de) Heizvorrichtung für MEMS-Sensor
WO2005074050A2 (de) Piezoaktor und ein verfahren zu dessen herstellung
EP3033756B1 (de) Verfahren zur herstellung eines vielschichtbauelements mit einer aussenkontaktierung
WO2004114424A1 (de) Piezoelektrisches bauteil mit elektrischen anschlusselementen und verwendung des bauteils
DE102004042373A1 (de) Geschichtetes piezoelektrisches Element und dessen Herstellungsverfahren
WO2013098168A1 (de) Piezostack mit passivierung und verfahren zur passivierung eines piezostacks
DE19951016A1 (de) Piezoelektrischer Keramikkörper
EP3430653B1 (de) Piezoelektrisches aktuatorbauelement und herstellungsverfahren zum herstellen eines piezoelektrischen aktuatorbauelementes
EP3357099A1 (de) Elektrokeramisches bauelement, insbesondere vielschicht-piezoaktor
DE4031623C1 (de)
WO2024046918A1 (de) Monolithisches funktionskeramikelement und verfahren zur herstellung einer kontaktierung für eine funktionskeramik
DE4242699A1 (en) Power resistor for chassis mounting - has resistive element between two insulating layers which are pressed between metal plates forming housing.

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: TDK ELECTRONICS AG, DE

Free format text: FORMER OWNER: EPCOS AG, 81669 MUENCHEN, DE

R082 Change of representative

Representative=s name: EPPING HERMANN FISCHER PATENTANWALTSGESELLSCHA, DE