DE10227563A1 - Elektrisches Bauelement mit Isolationszone - Google Patents
Elektrisches Bauelement mit Isolationszone Download PDFInfo
- Publication number
- DE10227563A1 DE10227563A1 DE2002127563 DE10227563A DE10227563A1 DE 10227563 A1 DE10227563 A1 DE 10227563A1 DE 2002127563 DE2002127563 DE 2002127563 DE 10227563 A DE10227563 A DE 10227563A DE 10227563 A1 DE10227563 A1 DE 10227563A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- contact layer
- electrode
- edge
- base body
- electrical
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- 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
- H01C7/10—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 voltage responsive, i.e. varistors
- H01C7/102—Varistor boundary, e.g. surface layers
-
- 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
- H01C7/10—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 voltage responsive, i.e. varistors
- H01C7/12—Overvoltage protection resistors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Thermistors And Varistors (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft ein elektrisches Bauelement mit einem Grundkörper (1), enthaltend ein Keramikmaterial, mit einer auf einer ebenen Oberfläche des Grundkörpers (1) aufgebrachten Kontaktschicht (2) zur elektrischen Kontaktierung und mit einer auf der Kontaktschicht (2) befestigten Elektrode (4), die mit Distanzelementen (7) versehen ist zur Einstellung eines definierten Abstands (a) zwischen der Kontaktschicht (2) und der Elektrode (4).
Description
- Die Erfindung betrifft ein elektrisches Bauelement mit einem Grundkörper, der ein Keramikmaterial enthält und bei dem auf der ebenen Oberfläche des Grundkörpers eine Kontaktschicht zur elektrischen Kontaktierung aufgebracht ist.
- Es sind Bauelement der eingangs genannten Art bekannt, bei denen auf gegenüberliegenden Oberflächen des Grundkörpers Kontaktschichten zur elektrischen Kontaktierung aufgebracht sind. Solche elektrischen Bauelemente sind beispielsweise als Varistoren bekannt. Die Seitenflächen der Varistorscheibe werden üblicherweise nicht vollständig bis zum Rand der Scheibe metallisiert, vielmehr verbleibt am Rand der Metallisierung ein Freirand mit nicht metallisierter Varistoroberfläche. Dieser Freirand wird eingehalten, um die elektrische Isolation der gegenüberliegenden Kontaktschichten zu verbessern.
- Die bekannten Bauelemente haben jedoch den Nachteil, daß es am Metallisierungsrand zu einer elektrischen Spitzenwirkung, d. h. zu einer Feldüberhöhung kommt, wodurch die Spannungsfestigkeit und mithin auch die Stromtragfähigkeit des Varistors deutlich herabgesetzt ist. Im schlimmsten Fall kommt es zum Verzundern und Abbrand des Metallisierungsrandes und somit zum Ausfall des Bauelements.
- Dieser Nachteil kann vermieden werden, indem als Kontaktschicht Metallisierungen mit einer großen und gleichmäßigen Schichtdicke aufgebracht werden. Dadurch wird zwar die Stromtragfähigkeit erhöht, jedoch kann das Problem der überhöhten Randfeldstärken dadurch nicht befriedigend gelöst werden. Zudem haben Metallschichten mit großer Schichtdicke noch den Nachteil, daß zu ihrer Aufbringung auf die Oberfläche des Varistors lange Zeiten erforderlich sind, insbesondere dann, wenn sie in einer Dünnschichttechnologie wie z. B. Sputtern aufgebracht werden. Im Falle von Edelmetallgrundschichten (Silber, Gold, Platin, Palladium etc.) stellt sich bei hoher Schichtdicke darüber hinaus noch die Kostenfrage.
- Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektrisches Bauelement bereitzustellen, bei dem die Gefahr von elektrischen Überschlägen zwischen Kontaktschichten reduziert werden kann.
- Diese Aufgabe wird gelöst durch ein elektrisches Bauelement nach Patentanspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den weiteren Patentansprüchen zu entnehmen.
- Es wird ein elektrisches Bauelement angegeben, das einen Grundkörper aufweist, der ein Keramikmaterial enthält. Auf einer ebenen Oberfläche des Grundkörpers ist eine Kontaktschicht aufgebracht, die zur elektrischen Kontaktierung des Grundkörpers dient. Auf der Kontaktschicht ist eine Elektrode befestigt, die mit Distanzelementen versehen ist. Die Distanzelemente dienen dabei zur Einstellung eines definierten Abstands zwischen der Kontaktschicht und der Elektrode.
- Das elektrische Bauelement hat den Vorteil, daß durch die in einem definierten Abstand aufgebrachte Elektrode die elektrische Feldstärke am Rand der Kontaktschicht so beeinflußt werden kann, daß eine Feldüberhöhung reduziert wird. Dadurch steigt die Spannungsfestigkeit des Bauelements in vorteilhafter Weise an.
- Die Elektrode kann dabei vorteilhafterweise über den Rand der Kontaktschicht hinausragen, um somit eine besonders effektive Abschirmwirkung für die am Rand der Kontaktschicht entstehenden elektrischen Felder zu bewirken.
- Es kann aber auch die Kontaktschicht unter der Elektrode hervorstehen. Dabei sollte der Abstand zwischen dem Rand der Elektrode und dem Rand der Kontaktschicht so klein gewählt werden, daß die Elektrode noch Einfluß auf die Feldverteilung am Rand der Kontaktschicht nehmen kann.
- Darüber hinaus ist es auch denkbar, daß der Rand der Elektrode genau über dem Rand der Kontaktschicht zum Liegen kommt.
- Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die Elektrode bis zum Rand der ebenen Oberfläche des Grundkörpers reicht. Dadurch wird eine besonders gute Abschirmwirkung der Elektrode erzielt.
- Vorteilhaft ist es, wenn die Kontaktschicht einen Freirand am Rand der Oberfläche des Grundkörpers freiläßt. Zur Einhaltung des Freirandes am Rand des elektrischen Bauelements wird der Rand der Kontaktschicht ein Stück nach innen versetzt.
- Um den Effekt der elektrischen Feldüberhöhung am Rand der Elektrode möglichst gering zu halten, ist es vorteilhaft, wenn die Dicke der Elektrode wenigstens zweimal so groß ist wie die Dicke der Kontaktschicht. Dadurch ist gewährleistet, daß der Effekt der Feldüberhöhung am Rand bei der Elektrode kleiner ist als bei der Kontaktschicht.
- Darüber hinaus ist ein elektrisches Bauelement vorteilhaft, bei dem der Grundkörper die Form einer Scheibe aufweist, auf deren Ober- und Unterseite jeweils eine Kontaktschicht angeordnet ist. Jede dieser Kontaktschichten kann mit der erfindungsgemäßen Elektrode versehen sein. Dadurch wird eine noch weitere Reduktion der Feldüberhöhung an den Rändern der Kontaktschichten erreicht.
- Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und der dazugehörigen Figur näher erläutert.
- Die Figur zeigt beispielhaft ein elektrisches Bauelement in einem schematischen Querschnitt.
- Die Figur zeigt einen scheibenförmigen Varistor im schematischen Querschnitt. Der Varistor weist einen Grundkörper
1 auf, welcher aus einer Varistorkeramik hergestellt ist. - Der Grundkörper
1 weist die Form einer Scheibe auf, wobei die Oberseite der Scheibe und die Unterseite der Scheibe jeweils mit einer Kontaktschicht2 ,2a bedeckt ist. Die Kontaktschichten2 ,2a reichen dabei nicht bis zum Rand der Oberseite bzw. der Unterseite des Grundkörpers1 , sondern es bleibt am Rand der Kontaktschichten2 ,2a ein Freirand5 , der die elektrische Isolation zwischen den Kontaktschichten2 ,2a verbessert. Diese Verbesserung kommt dadurch zustande, daß mit dem Freirand5 eine erhöhte Kriechstrecke von der Kontaktschicht2 zur Kontaktschicht2a auf der Oberfläche des Grundkörpers1 vorgegeben ist. - Durch die Kriechstrecke zwischen den Rändern der Kontaktschichten
2 ,2a , die entlang der Außenseite des Grundkörpers1 verläuft, wird die Isolationszone6 definiert, die maßgeblichen Einfluß auf die Spannungsfestigkeit des Bauelements hat. - Der Grundkörper
1 kann beispielsweise einen Durchmesser von 20 mm aufweisen und als Keramikmaterial eine Mischung aus ZnO und Bi2O3 enthalten. Es sind darüber hinaus aber auch weitere Keramikmaterialien denkbar, die einen Varistoreffekt aufweisen. - Die Kontaktschichten
2 ,2a können beispielsweise Einbrennschichten sein, die Silber enthalten und aus einer Silbereinbrennpaste mittels Siebdruck hergestellt sind. Der Durchmesser der Kontaktschichten2 ,2a kann beispielsweise 16 mm betragen. Daraus ergibt sich für den Freirand5 eine Breite von 2 mm. Die Kontaktschichten2 ,2a können eine Dicke d von 15 μm aufweisen. - Jede der Kontaktschichten
2 ,2a trägt auf der dem Grundkörper1 gegenüberliegenden Seite eine Elektrode4 ,4a , die beispielsweise eine verzinnte Kupferscheibe mit einem Durchmesser von 19 mm sein kann. Die Dicke D der Elektrode4 ,4a kann z. B. 0,5 mm betragen. Die Elektroden4 ,4a sind mit Distanzelementen7 versehen, welche beispielsweise eine Stärke von 0,25 mm aufweisen und welche folglich einen Abstand a zwischen der Elektrode4 ,4a und der Kontaktschicht2 ,2a bewirken, der 0,25 mm beträgt. Der Abstand a zwischen der Kontaktschicht2 und der Elektrode4 kann vorteilhafterweise zwischen 0,1 und 0,5 mm betragen. Die Distanzelemente7 können beispielsweise in Form von Abstandsnoppen in die verzinnte Kupferscheibe eingeprägt sein. - Die Elektroden
4 ,4a sind mittels eines Haftmittels3 an den Kontaktschichten2 ,2a befestigt. Dieses Haftmittel3 kann beispielsweise Zinn sein. Das Haftmittel3 kann aber auch Leitkleber sein. Im Falle von Zinn erfolgt die Verbindung der Elektroden4 ,4a zu den Kontaktschichten2 ,2a durch Löten. Es ist darüber hinaus noch zu beachten, daß die Elektroden4 ,4a nicht notwendigerweise wie in der Figur dargestellt die Kontaktschichten2 ,2a ganzflächig bedecken. Entscheidend ist vielmehr lediglich ein Randbereich der Elektrode4 ,4a , weswegen die Elektroden auch in Form von Ringen ausgeführt sein können. - In der Figur ist darüber hinaus noch der Verlauf von Feldlinien dargestellt, wie sie entstehen, wenn auf der oberen Kontaktschicht
2 ein positives elektrisches Potential und auf der unteren Kontaktschicht2a ein negatives elektrisches Potential angelegt werden. - Die vorliegende Erfindung beschränkt sich nicht auf Varistoren, sondern ist auf alle möglichen elektrischen Bauelemente, die einen Grundkörper mit Keramikmaterial enthalten, beispielsweise NTC- oder PTC-Bauelemente, anwendbar.
-
- 1
- Grundkörper
- 2, 2a
- Kontaktschicht
- 3
- Haftmittel
- 4, 4a
- Elektrode
- 5
- Freirand
- 6
- Isolationszone
- 7
- Distanzelement
- d
- Dicke der Kontaktschicht
- D
- Dicke der Elektrode
- a
- Abstand
Claims (7)
- Elektrisches Bauelement – mit einem Grundkörper (
1 ), enthaltend ein Keramikmaterial, – mit einer auf einer ebenen Oberfläche des Grundkörpers (1 ) aufgebrachten Kontaktschicht (2 ) zur elektrischen Kontaktierung, – und mit einer auf der Kontaktschicht (2 ) befestigten Elektrode (4 ), die mit Distanzelementen (7 ) versehen ist zur Einstellung eines definierten Abstands (a) zwischen der Kontaktschicht (2 ) und der Elektrode (4 ). - Bauelement nach Anspruch 1, bei dem die Elektrode (
4 ) über den Rand der Kontaktschicht (2 ) hinausragt. - Bauelement nach Anspruch 1, bei dem die Kontaktschicht (
2 ) unter der Elektrode (4 ) hervorsteht. - Bauelement nach Anspruch 1, bei dem der Rand der Elektrode (
4 ) im wesentlichen über dem Rand der Kontaktschicht (2 ) liegt. - Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Elektrode (
4 ) bis zum Rand der ebenen Oberfläche des Grundkörpers (1 ) reicht. - Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Dicke (D) der Elektrode (
4 ) wenigstens zweimal so groß ist wie die Dicke (d) der Kontaktschicht (2 ). - Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem der Grundkörper (
1 ) die Form einer Scheibe aufweist, auf deren Ober- und Unterseite jeweils eine Kontaktschicht (2 ,2a ) angeordnet ist.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2002127563 DE10227563B4 (de) | 2002-06-20 | 2002-06-20 | Elektrisches Bauelement mit Isolationszone |
DE50308391T DE50308391D1 (de) | 2002-06-20 | 2003-06-18 | Elektrisches Bauelement mit Isolationszone |
EP20030013864 EP1376624B1 (de) | 2002-06-20 | 2003-06-18 | Elektrisches Bauelement mit Isolationszone |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2002127563 DE10227563B4 (de) | 2002-06-20 | 2002-06-20 | Elektrisches Bauelement mit Isolationszone |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10227563A1 true DE10227563A1 (de) | 2004-01-15 |
DE10227563B4 DE10227563B4 (de) | 2004-08-12 |
Family
ID=29716568
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2002127563 Expired - Fee Related DE10227563B4 (de) | 2002-06-20 | 2002-06-20 | Elektrisches Bauelement mit Isolationszone |
DE50308391T Expired - Lifetime DE50308391D1 (de) | 2002-06-20 | 2003-06-18 | Elektrisches Bauelement mit Isolationszone |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE50308391T Expired - Lifetime DE50308391D1 (de) | 2002-06-20 | 2003-06-18 | Elektrisches Bauelement mit Isolationszone |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1376624B1 (de) |
DE (2) | DE10227563B4 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102019110374A1 (de) * | 2019-04-18 | 2020-10-22 | Tdk Electronics Ag | Bauelement |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4431983A (en) * | 1980-08-29 | 1984-02-14 | Sprague Electric Company | PTCR Package |
DE3839868A1 (de) * | 1987-11-27 | 1989-06-08 | Murata Manufacturing Co | Organische ptc-thermistor-einrichtung |
DE19729184A1 (de) * | 1997-07-08 | 1999-02-04 | Siemens Matsushita Components | Elektrisches Bauelement, insbesondere Energievaristor |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1170046B (de) * | 1960-10-11 | 1964-05-14 | Licentia Gmbh | Aus spannungsabhaengigen Massewiderstands-scheiben bestehender Widerstandsstapel fuer den Betrieb im Isolier- und Kuehlmittel von Transformatoren |
US4317101A (en) * | 1980-10-27 | 1982-02-23 | General Electric Company | Stable high voltage DC varistor |
US4441094A (en) * | 1981-03-02 | 1984-04-03 | General Electric Company | Solderable largely base metal electrodes for metal oxide varistors |
JP3550243B2 (ja) * | 1996-01-30 | 2004-08-04 | 株式会社東芝 | 内部圧接型半導体装置 |
DE19856939A1 (de) * | 1998-12-10 | 2000-06-15 | Bettermann Obo Gmbh & Co Kg | Schaltungsanordnung zum Schutz von elektrischen Installationen gegen Überspannungsereignisse |
DE29912703U1 (de) * | 1999-07-19 | 1999-11-11 | Siemens Ag | Überspannungsableiter |
-
2002
- 2002-06-20 DE DE2002127563 patent/DE10227563B4/de not_active Expired - Fee Related
-
2003
- 2003-06-18 DE DE50308391T patent/DE50308391D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2003-06-18 EP EP20030013864 patent/EP1376624B1/de not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4431983A (en) * | 1980-08-29 | 1984-02-14 | Sprague Electric Company | PTCR Package |
DE3839868A1 (de) * | 1987-11-27 | 1989-06-08 | Murata Manufacturing Co | Organische ptc-thermistor-einrichtung |
DE19729184A1 (de) * | 1997-07-08 | 1999-02-04 | Siemens Matsushita Components | Elektrisches Bauelement, insbesondere Energievaristor |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102019110374A1 (de) * | 2019-04-18 | 2020-10-22 | Tdk Electronics Ag | Bauelement |
US11875925B2 (en) | 2019-04-18 | 2024-01-16 | Tdk Electronics Ag | Thermistor, varistor or capacitor component with a fusible connecting element between the main body of the component |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE10227563B4 (de) | 2004-08-12 |
EP1376624A1 (de) | 2004-01-02 |
DE50308391D1 (de) | 2007-11-29 |
EP1376624B1 (de) | 2007-10-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0103748B1 (de) | Kombinierte Schaltung mit Varistor | |
DE2905905C2 (de) | ||
DE1186951B (de) | Verfahren zum Herstellen einer hermetisch eingeschlossenen Halbleiteranordnung | |
DE2050289B2 (de) | Steuerbarer Halbleitergleichrichter | |
DE102007031510A1 (de) | Elektrisches Vielschichtbauelement | |
DE1208368B (de) | Piezoelektrischer Kraftmesser | |
DE112018005181T5 (de) | Chip-widerstand | |
DE102006015723A1 (de) | Mehrschichtiger Chipvaristor | |
WO1983001708A1 (en) | Thin or thick layer technic voltage divider | |
DE3638286A1 (de) | Elektrisches bauelement aus keramik mit mehrlagenmetallisierung und verfahren zu seiner herstellung | |
DE10232080B4 (de) | Elektrostatischer Greifer und Verfahren zu dessen Herstellung | |
DE3322674A1 (de) | Kondensator | |
DE1914442B2 (de) | Halbleiteranordnung | |
DE1614858C3 (de) | Halbleiteranordnung | |
DE10227563B4 (de) | Elektrisches Bauelement mit Isolationszone | |
DE3206869C2 (de) | Metalloxid-Varistor und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE2508140C3 (de) | Überspannungsableiter | |
DE3116589A1 (de) | Heizvorrichtung fuer einen elektrischen zigarettenanzuender | |
DE2534783C2 (de) | Elektrooptische Anzeigeeinrichtung | |
DE3905444C2 (de) | Keramischer Kondensator und Verfahren zu dessen Herstellung | |
DE3702780A1 (de) | Integrierte Varistor-Schutzvorrichtung zum Schutz eines Elektronikbauteils gegen die Wirkungen von elektromagnetischen Feldern oder statischen Ladungen | |
DE3637988A1 (de) | Anzuendbauteil | |
EP0827160A1 (de) | Elektro-keramisches Vielschichtbauelement und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE3004736A1 (de) | Nicht-lineare widerstandselemente und verfahren zu deren herstellung | |
DE3505303C2 (de) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |