DE112019003625T5

DE112019003625T5 - Varistor-Passivierungsschicht und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE112019003625T5
Application number: DE112019003625.4T
Authority: DE
Inventors: Palaniappan Ravindranathan; Marianne Berolini
Original assignee: AVX Corp
Current assignee: Kyocera Avx Components Corp N D Ges Us
Priority date: 2018-07-18
Filing date: 2019-07-17
Publication date: 2021-04-22
Also published as: US11037710B2; JP7431798B2; JP2021530871A; CN112424887A; WO2020018651A1; US20200027631A1; CN112424887B

Abstract

Im Allgemeinen werden ein Varistor, der eine Passivierungsschicht umfasst, und ein Verfahren zur Bildung eines solchen Varistors offenbart. Der Varistor umfasst einen Keramikkörper, der eine Vielzahl von abwechselnden Dielektrikumschichten und Elektrodenschichten umfasst. Der Varistor umfasst auch einen ersten externen Anschluss an einer ersten Endfläche und einen zweiten externen Anschluss an einer zweiten Endfläche, die der ersten Endfläche entgegengesetzt ist, wobei sich wenigstens zwei Seitenflächen zwischen der ersten Endfläche und der zweiten Endfläche erstrecken. Der Varistor umfasst auch eine Passivierungsschicht auf wenigstens einer Seitenfläche des Keramikkörpers zwischen dem ersten externen Anschluss und dem zweiten externen Anschluss. Die Passivierungsschicht umfasst ein Phosphat und ein Metalladditiv, das ein Alkalimetall, ein Erdalkalimetall oder ein Gemisch davon umfasst. Die Passivierungsschicht hat eine mittlere Dicke von 0,1 µm bis 30 µm.

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldung
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der am 18. Juli 2018 eingereichten vorläufigen US-Patentanmeldung Serial-Nr. 62/699,893 , auf die in ihrer Gesamtheit hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird.
Hintergrund der Erfindung
Varistoren sind spannungsabhängige nichtlineare Widerstände, die als überspannungsableitende Elektroden, Blitzableiter und Spannungsstabilisatoren verwendet werden. Varistoren sind typischerweise aus einer Vielzahl von gestapelten Dielektrikum-Elektroden-Schichten aufgebaut. Während der Herstellung können die Schichten oft gepresst und zu einer vertikal gestapelten Struktur geformt werden. Danach können an den Endflächen und den Extremitäten der Seitenflächen externe Anschlüsse und Metallisierungsschichten für elektrischen Kontakt und Oberflächenmontage gebildet werden. Typischerweise werden die Metallisierungsschichten unter Verwendung von Metallisierungslösungen gebildet. Solche Metallisierungslösungen haben jedoch die Tendenz, mit der exponierten Keramik der Varistoren zu reagieren. Während Passivierungstechniken eingesetzt werden, um die Keramik vor der Metallisierung zu schützen, führten diese Techniken typischerweise zu einer Reduktion der Qualität der elektrischen Bahn zwischen den inneren Elektroden und der Metallisierung der Anschlüsse.
Als Ergebnis gibt es ein Bedürfnis danach, ein verbessertes Verfahren zur Passivierung einer exponierten Keramik eines Varistors, bevor die externen Anschlüsse metallisiert werden, anzugeben und einen nach diesem Verfahren hergestellten Varistor bereitzustellen.
Kurzbeschreibung der Erfindung
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Varistor offenbart. Der Varistor umfasst einen Keramikkörper, der eine Vielzahl von abwechselnden Dielektrikumschichten und Elektrodenschichten umfasst. Der Varistor umfasst auch einen ersten externen Anschluss an einer ersten Endfläche und einen zweiten externen Anschluss an einer zweiten Endfläche, die der ersten Endfläche entgegengesetzt ist, wobei sich wenigstens zwei Seitenflächen zwischen der ersten Endfläche und der zweiten Endfläche erstrecken. Der Varistor umfasst auch eine Passivierungsschicht auf wenigstens einer Seitenfläche des Keramikkörpers zwischen dem ersten externen Anschluss und dem zweiten externen Anschluss. Die Passivierungsschicht umfasst ein Phosphat und ein Metalladditiv, das ein Alkalimetall, ein Erdalkalimetall oder ein Gemisch davon umfasst. Die Passivierungsschicht hat eine mittlere Dicke von 0,1 µm bis 30 µm.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Bildung eines Varistors offenbart. Das Verfahren umfasst das Auftragen einer Lösung, die eine Phosphorsäure und ein Metalladditiv, das ein Alkalimetall, ein Erdalkalimetall oder ein Gemisch davon umfasst, enthält, auf eine Komponente, die Folgendes umfasst: einen Keramikkörper, der eine Vielzahl von abwechselnden Dielektrikumschichten und Elektrodenschichten umfasst, einen ersten externen Anschluss an einer ersten Endfläche, einen zweiten externen Anschluss an einer zweiten Endfläche, die der ersten Endfläche entgegengesetzt ist, und wenigstens zwei Seitenflächen, die sich zwischen der ersten Endfläche und der zweiten Endfläche erstrecken. Der Varistor umfasst auch eine Passivierungsschicht auf wenigstens einer Seitenfläche des Keramikkörpers zwischen dem ersten externen Anschluss und dem zweiten externen Anschluss. Die Passivierungsschicht hat eine mittlere Dicke von 0,1 µm bis 30 µm.
Figurenliste
Eine volle und lehrreiche Offenbarung der vorliegenden Erfindung einschließlich des besten Weges zu ihrer Ausführung für den Fachmann wird insbesondere im Rest der Beschreibung dargelegt, die auf die Begleitzeichnungen Bezug nimmt, und dabei gilt:

1 zeigt einen Varistor, der eine Passivierungsschicht umfasst, gemäß Aspekten dieser Offenbarung;
die 2a-2c zeigen ein Verfahren zur Herstellung eines Varistors, der eine Passivierungsschicht umfasst, gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung;
3 zeigt die Oberflächenmorphologie eines exponierten Keramikkörpers und verschiedener Passivierungsschichten gemäß einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung;
4 zeigt die Oberflächenmorphologie verschiedener Passivierungsschichten nach Calcinierung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung; und
die 5 und 6 zeigen die Ergebnisse eines Lebensdauertests und eines Temperatur-Feuchtigkeits-Tests unter Spannung (THB-Tests) gemäß einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung.

Die wiederholte Verwendung von Bezugszeichen in der vorliegenden Beschreibung und den Zeichnungen soll dieselben oder analoge Merkmale oder Elemente der Erfindung darstellen.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Der Fachmann sollte sich darüber im Klaren sein, dass die vorliegende Diskussion nur eine Beschreibung exemplarischer Ausführungsformen ist und nicht die breiteren Aspekte der vorliegenden Erfindung einschränken soll, wobei die breiteren Aspekte in dem exemplarischen Aufbau verkörpert sind.
Im Allgemeinen betrifft die vorliegende Offenbarung einen Varistor mit einer Passivierungsschicht und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Schicht. Im Allgemeinen ist die Passivierungsschicht eine elektrisch isolierende Schicht, insbesondere eine anorganische elektrisch isolierende Schicht, die eingesetzt werden kann, um jede exponierte Keramik zu schützen oder zu passivieren, bevor die externen Anschlüsse metallisiert werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung entsteht eine solche Passivierungsschicht aus einer modifizierten Phosphorsäurelösung. Die Erfinder haben herausgefunden, dass die modifizierte Phosphorsäurelösung, wie sie hier weiterhin beschrieben wird, die Eigenschaften der Passivierungsschicht und des entsprechenden Varistors verbessern kann.
Zum Beispiel können die Metalladditive eine bessere Steuerung der Morphologie und Dicke der Passivierungsschicht ermöglichen. Insbesondere indem man die Metalladditive einsetzt, wie es hier offenbart ist, ändern sich die Struktur und Morphologie der Passivierungsschicht, wenn der Varistor und die Passivierungsschicht calciniert werden. Insbesondere kollabiert die Kristallstruktur im Allgemeinen zu einer glasartigen Oberfläche, die die Oberfläche der exponierten Keramik bedeckt. Solche Veränderungen werden im Folgenden weiterhin in Bezug auf die Beispiele und die 3 und 4 diskutiert. Wie in 4 im Vergleich zu 3 gezeigt ist, können nach der Calcinierung, insbesondere bei 650 °C, weniger als 50% der Oberfläche, wie weniger als 40% der Oberfläche, wie weniger als 30% der Oberfläche, wie weniger als 20% der Oberfläche, wie weniger als 10% der Oberfläche, wie weniger als 5% der Oberfläche, Thrombocyten umfassen, wie in der Technik allgemein anerkannt ist. Diese Oberfläche kann die gesamte Oberfläche der Passivierungsschicht sein, oder es kann sich um wenigstens 50 µm², wie wenigstens 100 µm², wie wenigstens 250 µm², wie wenigstens 500 µm², wie wenigstens 1000 µm², wie wenigstens 5000 µm², wie wenigstens 10000 µm², wie wenigstens 25000 µm², wie wenigstens 50 000 µm², wie wenigstens 100 000 µm², wie wenigstens 150 000 µm², der Passivierungsschicht handeln.
Die Erfinder haben wiederum herausgefunden, dass die Passivierungsschicht stabiler und elektrisch nichtleitend ist. Außerdem sind die Erfinder mit dieser Steuerung in der Lage, eine Passivierungsschicht mit einer mittleren Dicke von 0,1 µm bis 30 µm zu erhalten. Im Allgemeinen kann die mittlere Dicke der Passivierungsschicht 30 µm oder weniger, wie 20 µm oder weniger, wie 15 µm oder weniger, wie 10 µm oder weniger, wie 8 µm oder weniger, wie 5 µm oder weniger, betragen. Die Dicke der Passivierungsschicht kann 0,1 µm oder mehr, wie 0,5 µm oder mehr, wie 1 µm oder mehr, wie 2 µm oder mehr, wie 3 µm oder mehr, wie 5 µm oder mehr, betragen.
Außer der Steuerung der Eigenschaften der Passivierungsschicht kann der Varistor einschließlich der Passivierungsschicht, wie sie hier offenbart ist, verbesserte elektrische Eigenschaften aufweisen. Typischerweise kann der resultierende Varistor, wenn Varistoren und entsprechende Passivierungsschichten bei hohen Temperaturen calciniert werden, eine im Wesentlichen niedrige Durchschlagspannung aufweisen. Die Erfinder haben jedoch herausgefunden, dass der Varistor durch Verwendung der modifizierten Phosphorsäurelösung, die die Metalladditive enthält, wie es hier offenbart ist, eine Durchschlagspannung von 4 Volt oder mehr, wie 5 Volt oder mehr, wie 10 Volt oder mehr, wie 15 Volt oder mehr, wie 20 Volt oder mehr, wie 25 Volt oder mehr, wie 30 Volt oder mehr, wie 40 Volt oder mehr, wie 45 Volt oder mehr, wie 50 Volt oder mehr, aufweisen kann. Die Durchschlagspannung kann 300 Volt oder weniger, wie 250 Volt oder weniger, wie 200 Volt oder weniger, wie 175 Volt oder weniger, wie 150 Volt oder weniger, wie 125 Volt oder weniger, wie 100 Volt oder weniger, wie 90 Volt oder weniger, wie 80 Volt oder weniger, wie 70 Volt oder weniger, wie 60 Volt oder weniger, wie 55 Volt oder weniger, betragen.
Während die anfängliche Durchschlagspannung relativ hoch sein kann, haben die Erfinder auch nach Durchführung verschiedener Tests herausgefunden, dass es eine minimale Veränderung dieser Durchschlagspannung geben kann. Insbesondere kann eine solche Durchschlagspannung auch nach einem Lebensdauertest, der bei einer Betriebsspannung von 32 Volt und einer Temperatur von 125 °C während 100 Stunden durchgeführt wird, realisiert werden. Zum Beispiel kann die Durchschlagspannung wenigstens 70%, wie wenigstens 80%, wie wenigstens 85%, wie wenigstens 90%, wie wenigstens 95%, wie wenigstens 97%, wie wenigstens 98%, wie wenigstens 99%, der anfänglichen Durchschlagspannung betragen. Außerdem kann diese Durchschlagspannung auch nach Durchführung des Tests während 200 Stunden und in einer Ausführungsform auch nach Durchführung des Tests während 500 Stunden realisiert werden. Diese Durchschlagspannung kann auch nach Durchführung des Tests während 1000 Stunden realisiert werden.
Weiterhin kann diese Durchschlagspannung auch nach Durchführung eines Temperatur-Feuchtigkeits-Tests unter Spannung (THB-Tests) bei einer Temperatur von 85 °C, einer Luftfeuchtigkeit von 85% und einer Betriebsspannung von 32 Volt während 100 Stunden realisiert werden. Zum Beispiel kann die Durchschlagspannung wenigstens 70%, wie wenigstens 80%, wie wenigstens 85%, wie wenigstens 90%, wie wenigstens 95%, wie wenigstens 97%, wie wenigstens 98%, wie wenigstens 99%, der anfänglichen Durchschlagspannung betragen. Außerdem kann diese Durchschlagspannung auch nach Durchführung des Tests während 200 Stunden und in einer Ausführungsform auch nach Durchführung des Tests während 500 Stunden realisiert werden. Eine solche Durchschlagspannung kann auch nach Durchführung des Tests während 1000 Stunden realisiert werden.
Neben der Durchschlagspannung kann der Varistor, wie er hier offenbart ist, auch andere verbesserte elektrische Eigenschaften aufweisen, die für bestimmte Anwendungen geeignet sein können. Zum Beispiel kann der Varistor auch einen niedrigen Ableitstrom aufweisen. Zum Beispiel kann der Ableitstrom bei einer Betriebsspannung von 32 Volt etwa 1000 µA oder weniger, wie etwa 500 µA oder weniger, wie etwa 100 µA oder weniger, wie etwa 50 µA oder weniger, wie etwa 25 µA oder weniger, wie etwa 20 µA oder weniger, wie etwa 15 µA oder weniger, wie etwa 10 µA oder weniger, wie etwa 5 µA oder weniger, wie etwa 3 µA oder weniger, wie etwa 2 µA oder weniger, wie etwa 1 µA oder weniger, wie etwa 0,5 µA oder weniger, wie etwa 0,1 µA oder weniger, betragen. Der Ableitstrom bei einer Betriebsspannung von 32 Volt kann mehr als 0 µA, wie etwa 0,0001 µA oder mehr, wie etwa 0,001 µA oder mehr, wie etwa 0,01 µA oder mehr, wie etwa 0,05 µA oder mehr, wie etwa 0,1 µA oder mehr, wie etwa 0,15 µA oder mehr, wie etwa 0,2 µA oder mehr, wie etwa 0,25 µA oder mehr, wie etwa 0,3 µA oder mehr, betragen.
Außerdem kann der Ableitstrom auch nach einem Lebensdauertest, der 100 Stunden lang bei einer Betriebsspannung von 32 Volt und einer Temperatur von 125 °C durchgeführt wurde, innerhalb der oben genannten Bereiche liegen. Insbesondere kann dieser Ableitstrom auch nach Durchführung des Tests während 200 Stunden und in einer Ausführungsform auch nach Durchführung des Tests während 500 Stunden realisiert werden. Dieser Ableitstrom kann auch nach Durchführung des Tests während 1000 Stunden realisiert werden.
Weiterhin kann der Ableitstrom auch nach Durchführung eines Temperatur-Feuchtigkeits-Tests unter Spannung (THB-Tests) bei einer Temperatur von 85 °C, einer Luftfeuchtigkeit von 85% und einer Betriebsspannung von 32 Volt während 100 Stunden innerhalb der oben genannten Bereiche liegen. Insbesondere kann dieser Ableitstrom auch nach Durchführung des Tests während 200 Stunden und in einer Ausführungsform auch nach Durchführung des Tests während 500 Stunden realisiert werden. Dieser Ableitstrom kann auch nach Durchführung des Tests während 1000 Stunden realisiert werden.
In einigen Ausführungsformen kann der Varistor auch eine relativ niedrige Klemmenspannung aufweisen. Insbesondere kann der Varistor eine Klemmenspannung von 40 Volt oder weniger aufweisen. Zum Beispiel kann der Varistor in einigen Ausführungsformen eine Klemmenspannung von 12 Volt oder mehr, wie 15 Volt oder mehr, wie 20 Volt oder mehr, wie 25 Volt oder mehr, wie 30 Volt oder mehr, wie 40 Volt oder mehr, wie 45 Volt oder mehr, wie 50 Volt oder mehr, aufweisen. Die Klemmenspannung kann 500 Volt oder weniger, wie 400 Volt oder weniger, wie 300 Volt oder weniger, wie 250 Volt oder weniger, wie 200 Volt oder weniger, wie 175 Volt oder weniger, wie 150 Volt oder weniger, wie 125 Volt oder weniger, wie 100 Volt oder weniger, wie 90 Volt oder weniger, wie 80 Volt oder weniger, wie 70 Volt oder weniger, wie 60 Volt oder weniger, wie 55 Volt oder weniger, wie 50 Volt oder weniger, wie 40 Volt oder weniger, wie 30 Volt oder weniger, wie 25 Volt oder weniger, betragen.
In einigen Ausführungsformen kann der Varistor auch eine geringe Kapazität aufweisen. Zum Beispiel kann der Varistor eine Kapazität von etwa 0,5 pF oder mehr, wie etwa 1 pF oder mehr, wie etwa 5 pF oder mehr, wie etwa 10 pF oder mehr, wie etwa 25 pF oder mehr, wie etwa 50 pF oder mehr, wie etwa 100 pF oder mehr, wie etwa 200 pF oder mehr, wie etwa 250 pF oder mehr, wie etwa 300 pF oder mehr, wie etwa 400 pF oder mehr, wie etwa 450 pF oder mehr, wie etwa 500 pF oder mehr, wie etwa 1000 pF oder mehr, wie etwa 5000 pF oder mehr, wie etwa 10 000 pF oder mehr, wie etwa 25 000 pF oder mehr, aufweisen. Der Varistor kann eine Kapazität von etwa 40 000 pF oder weniger, wie etwa 30 000 pF oder weniger, wie etwa 20 000 pF oder weniger, wie etwa 10 000 pF oder weniger, wie etwa 5000 pF oder weniger, wie etwa 2500 pF oder weniger, wie etwa 1000 pF oder weniger, wie etwa 900 pF oder weniger, wie etwa 800 pF oder weniger, wie etwa 750 pF oder weniger, wie etwa 700 pF oder weniger, wie etwa 600 pF oder weniger, wie etwa 550 pF oder weniger, wie etwa 500 pF oder weniger, wie etwa 250 pF oder weniger, wie etwa 150 pF oder weniger, wie etwa 100 pF oder weniger, wie etwa 50 pF oder weniger, aufweisen.
Wenn wir uns nun auf die Figuren beziehen, so werden jetzt exemplarische Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ausführlich diskutiert. 1 veranschaulicht eine Ausführungsform eines Varistors 10 gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung. Der Varistor kann einen Keramikkörper 12 umfassen. Im Allgemeinen umfasst der Keramikkörper 12 zwei entgegengesetzte Endflächen (d.h. eine erste Endfläche 26a und eine zweite Endfläche 26b) und vier Seitenflächen (d.h. eine erste Seitenfläche 28 und eine zweite Seitenfläche 30, die der ersten Seitenfläche 28 entgegengesetzt ist, eine dritte Seitenfläche und eine vierte Seitenfläche (nicht gezeigt), die der dritten Seitenfläche entgegengesetzt ist). Wie gezeigt, erstrecken sich die Seitenflächen zwischen den Endflächen 26a und 26b. In dieser Hinsicht kann der Varistor in einer Ausführungsform insgesamt wenigstens sechs Flächen umfassen.
Der Varistor 10, insbesondere der Keramikkörper 12, kann eine Vielzahl von dielektrischen Schichten 14 umfassen. Diese dielektrischen Schichten 14 können im Wesentlichen planar sein. Die dielektrischen Schichten 14 können jedes geeignete dielektrische Material umfassen, wie in der Technik allgemein bekannt ist. Zum Beispiel kann das dielektrische Material Bariumtitanat, Zinkoxid, Eisenoxid, Gemische davon oder jedes andere geeignete dielektrische Material umfassen. In dieser Hinsicht kann das dielektrische Material ein Metalloxid sein. Das Metalloxid kann Zinkoxid oder Eisenoxid sein. In einer Ausführungsform kann das Metalloxid Zinkoxid sein.
Verschiedene Additive können in dem dielektrischen Material vorhanden sein, zum Beispiel solche, die den spannungsabhängigen Widerstand des dielektrischen Materials erzeugen oder verstärken. Zum Beispiel können die Additive in einigen Ausführungsformen Oxide von Cobalt, Bismut, Mangan, Antimon, Nickel, Chrom, Silicium oder einer Kombination davon umfassen. In einigen Ausführungsformen können die Additive wenigstens zwei, wie wenigstens drei, wie wenigstens vier, wie wenigstens fünf, wie wenigstens sechs, wie alle sieben, der oben genannten Oxid-Additive umfassen. In einigen Ausführungsformen können die Additive Oxide von Gallium, Aluminium, Titan, Blei, Barium, Vanadium, Zinn, Bor oder Kombinationen davon umfassen. Die Additive können auch Nitrate, wie Aluminiumnitrat, umfassen. Weiterhin können die Additive auch eine Säure, wie Borsäure, umfassen.
Das dielektrische Material kann mit dem oder den Additiven in einem Bereich von etwa 0,1 Mol-% oder mehr, wie etwa 0,5 Mol-% oder mehr, wie etwa 1 Mol-% oder mehr, wie etwa 2 Mol-% oder mehr, bis etwa 6 Mol-% oder weniger, wie etwa 4 Mol-% oder weniger, wie etwa 3 Mol-% oder weniger, wie etwa 2 Mol-% oder weniger, dotiert sein. Die mittlere Korngröße des dielektrischen Materials kann zu den nichtlinearen Eigenschaften des dielektrischen Materials beitragen. In einigen Ausführungsformen kann die mittlere Korngröße im Bereich von etwa 10 µm bis 100 µm, in einigen Ausführungsformen von etwa 20 µm bis 80 µm, liegen.
Wenn wir uns wieder auf 1 beziehen, so kann der Varistor 10 auch Elektrodenschichten, die eine erste Elektrode 16a umfassen, und Elektrodenschichten, die eine zweite Elektrode 16b umfassen, umfassen. Solche Elektrodenschichten können im Wesentlichen planar sein. Die Elektrodenschichten können in einer alternierenden Konfiguration vorliegen. Außerdem können die Elektrodenschichten in einer alternierenden Anordnung mit den dielektrischen Schichten 14 vorliegen, so dass die Elektrodenschichten in einer verschachtelten Konfiguration vorliegen. In dieser Hinsicht kann der Keramikkörper aus einer Vielzahl von alternierenden dielektrischen Schichten 14 und Elektrodenschichten 16a und 16b bestehen. Weiterhin kann der Keramikkörper 12 dadurch gebildet werden, dass man solche Schichten unter Bildung einer einheitlichen Struktur miteinander verpresst. Die Schichten können vor der Passivierung gesintert werden, um die einheitliche Struktur zu bilden.
Die Elektroden 16a und 16b können jedes geeignete Elektrodenmaterial umfassen, das in der Technik allgemein bekannt ist. Zum Beispiel kann das Elektrodenmaterial ein elektrisch leitfähiges Metall, wie Palladium, Silber, Platin, Kupfer, Nickel, Zinn, eine Legierung davon, ein Gemisch davon oder ein anderes geeignetes elektrisch leitfähiges Metall, zum Beispiel eines, das auf die dielektrische Schicht gedruckt werden kann, umfassen und daraus bestehen.
Außerdem unterliegt die Form der Elektroden 16a und 16b und die Konfiguration der Elektroden 16a und 16b innerhalb einer bestimmten Schicht zwischen dielektrischen Schichten 14 keiner Einschränkung durch die vorliegende Erfindung. Zum Beispiel können die Elektroden 16a und 16b eine rechteckige Form oder eine T-Form oder irgendeine andere Form, die in der Technik bekannt ist, aufweisen. Außerdem können die Keramikkörper 12 und/oder die Elektrodenschichten Stumpfplatten neben einer Endfläche, Elektrodenattrappen, schwimmende Elektroden, keine Elektroden oder andere Typen von Elektroden, die in der Technik im Wesentlichen bekannt sind, umfassen. Weiterhin sollte man sich auch darüber im Klaren sein, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf irgendeine bestimmte Anzahl von dielektrischen 14 und Elektrodenschichten 16a und 16b beschränkt ist.
Wenn wir uns wieder auf 1 beziehen, so können die Elektroden 16a und 16b elektrisch an einen externen Anschluss 18a bzw. 18b angeschlossen sein. In dieser Hinsicht können die Elektroden auch an einen einzigen externen Anschluss angeschlossen sein. Zum Beispiel kann die erste Elektrode 16a an einen ersten externen Anschluss 18a angeschlossen sein, und die zweite Elektrode 16b kann an einen zweiten externen Anschluss 18b angeschlossen sein. In dieser Hinsicht ist jede Elektrode 16a und 16b an einen externen Anschluss 18a bzw. 18b angeschlossen. Die Vorderkanten der Elektroden 16a und 16b, die nicht physisch mit den jeweiligen externen Anschlüssen 18a bzw. 18b verbunden sind, erstrecken sich oder ragen in Richtung der gegenüberliegenden externen Anschlüsse 18b bzw. 18a. In dieser Hinsicht können die Elektroden 16a und 16b in einer Ausführungsform überlappen.
Die Elektroden 16a und 16b können an eine Innenfläche der externen Anschlüsse 18a und 18b, die neben den Elektroden 16a und 16b liegt, angeschlossen sein. In dieser Hinsicht umfassen die externen Anschlüsse 18a und 18b auch eine Außenfläche, die zur Abscheidung oder Bildung der Metallisierungsschichten 22a und 22b der Innenfläche gegenüberliegt.
Der erste externe Anschluss 18a kann sich auf der ersten Endfläche 26a befinden, und der zweite externe Anschluss 18b kann sich auf der zweiten Endfläche 26b befinden. Die externen Anschlüsse 18a und 18b können sich jedoch teilweise bis zu wenigstens einer Seitenfläche erstrecken. In einer Ausführungsform können sich die Anschlüsse 18a und 18b teilweise bis zu wenigstens zwei Seitenflächen erstrecken. In einer weiteren Ausführungsform können sich die externen Anschlüsse 18a und 18b teilweise bis zu wenigstens allen vier Seitenflächen erstrecken. Zum Beispiel können die externen Anschlüsse 18a und 18b auf den beiden Endflächen 26a und 26b vorhanden sein und sich über die Ecken hinaus erstrecken und dadurch teilweise die Kanten oder Extremitäten der Seitenflächen bedecken. In dieser Hinsicht kann der Keramikkörper 12 eine Lücke 32 auf wenigstens einer Seitenfläche, wie wenigstens zwei Seitenflächen, zwischen den externen Anschlüssen 18a und 18b entstehen, umfassen. Eine solche Lücke 32 kann auf allen vier Seitenflächen des Keramikkörpers 12 des Varistors 10 vorliegen. Außerdem können die externen Anschlüsse 18a und 18b in einer solchen Lücke auch nicht vorhanden sein, so dass der Keramikkörper 12 eine exponierte Oberfläche aufweist, von den externen Anschlüssen 18a und 18b nicht bedeckt wird.
Die externen Anschlüsse 18a und 18b können jedes geeignete Material umfassen, wie in der Technik allgemein bekannt ist. Zum Beispiel kann das Material ein elektrisch leitfähiges Metall, wie Silber, Zinn, Blei, Palladium, Platin, Kupfer, Nickel, eine Legierung davon oder ein Gemisch davon jedes andere geeignete elektrisch leitfähige Metall, zum Beispiel eines, das als externer Anschluss für einen Varistor bereitgestellt werden kann, umfassen und daraus bestehen. Die externen Anschlüsse 18a und 18b können auch eine Glasfritte umfassen.
Die externen Anschlüsse 18a und 18b können darauf gebildete Metallisierungsschichten 22a bzw. 22b umfassen. Die Metallisierungsschichten 22a und 22b können eine Metallisierungsschicht oder mehr als eine Metallisierungsschicht, wie wenigstens zwei Metallisierungsschichten, wie drei Metallisierungsschichten, umfassen. Die Metallisierungsschichten 22a und 22b können jedes geeignete Material, das in der Technik allgemein bekannt ist, umfassen. Zum Beispiel kann das Material ein elektrisch leitfähiges Metall, wie Platin, Kupfer, Palladium, Silber, Nickel, Zinn, Blei, eine Legierung davon, ein Gemisch davon oder ein anderes geeignetes elektrisch leitfähiges Metall, zum Beispiel eines, das als Metallisierungsschicht vorliegen kann, umfassen und daraus bestehen.
Eine Chrom/Nickel-Schicht und anschließend eine Silber/Blei-Schicht, die durch typische Verarbeitungstechniken, wie Sputtern, aufgetragen werden, können als äußere Metallisierungsschichten für die externen Anschlüsse verwendet werden. Alternativ dazu können die Metallisierungsschichten auch eine Nickelschicht und anschließend eine Zinn- oder Zinn/Blei-Legierungsschicht umfassen. In dieser Hinsicht kann der Varistor 10 wenigstens eine Metallisierungsschicht, die Nickel enthält, umfassen. Außerdem kann der Varistor 10 wenigstens eine Metallisierungsschicht, die Zinn, wie Zinn/Blei, enthält, umfassen.
Die Dicke der Metallisierungsschicht oder -schichten unterliegt nicht notwendigerweise einer Einschränkung durch die vorliegende Erfindung und kann jede beliebige Dicke sein, insbesondere für eine bestimmte Anwendung. Somit kann die Dicke 0,1 µm oder mehr, wie 0,5 µm oder mehr, wie 1 µm oder mehr, wie 2 µm oder mehr, wie 3 µm oder mehr, bis 10 µm oder weniger, wie 8 µm oder weniger, wie 6 µm oder weniger, wie 5 µm oder weniger, wie 3 µm oder weniger, betragen. Man sollte sich jedoch darüber im Klaren sein, dass die Dicke der Metallisierungsschicht oder -schichten weniger als 0,1 µm oder mehr als 10 µm betragen kann.
Der Varistor 10 und der Keramikkörper 12 können auch eine Passivierungsschicht 24 umfassen. Im Allgemeinen kann die Passivierungsschicht 24 eine elektrisch isolierende anorganische Schicht sein. Die Passivierungsschicht 24 kann in der Lücke 32 auf wenigstens einer Seitenfläche, wie wenigstens zwei Seitenflächen, die zwischen den externen Anschlüssen 18a und 18b gebildet sind, gebildet sein. Wie bereits angedeutet, kann diese Lücke 32 auf allen vier Seitenflächen des Keramikkörpers 12 des Varistors 10 vorhanden sein. In dieser Hinsicht kann die Passivierungsschicht 24 in der Lücke 32 auf allen Seitenflächen gebildet sein. Die Passivierungsschicht 24 ist auf dem Keramikkörper 12 zwischen den externen Anschlüsse 18a und 18b gebildet, um die Keramik/das Dielektrikum während der anschließenden Verarbeitung (z.B. Bildung der Metallisierungsschichten) zu schützen.
Die Passivierungsschicht 24 kann eine Phosphat-Passivierungsschicht 24 sein, die aus einer modifizierten Phosphorsäurelösung gebildet wird, wie es hier offenbart ist. Wenn die dielektrischen Schichten 14 aus Zinkoxid bestehen, kann die Passivierungsschicht 24 Zinkphosphat umfassen. Außerdem kann die Passivierungsschicht ein Metalladditiv umfassen. In einer Ausführungsform kann das Metalladditiv ein elektrisch nichtleitfähiges Metall umfassen.
Insbesondere kann die Passivierungsschicht 24 ein Metalladditiv umfassen, das ein Alkalimetall, ein Erdalkalimetall oder eine Kombination davon enthält. In einer Ausführungsform kann die Passivierungsschicht 24 ein Alkalimetall umfassen. In einer anderen Ausführungsform kann die Passivierungsschicht 24 ein Erdalkalimetall umfassen. In einer weiteren Ausführungsform kann die Passivierungsschicht 24 eine Kombination aus einem Alkalimetall und einem Erdalkalimetall umfassen.
Das Alkalimetall kann ein beliebiges Alkalimetall sein, das für den Einbau in die Passivierungsschicht 24 geeignet ist. Zum Beispiel kann das Alkalimetall Lithium, Natrium, Kalium oder ein Gemisch davon umfassen. In einer Ausführungsform kann das Alkalimetall Natrium, Kalium oder ein Gemisch davon umfassen. In einer weiteren Ausführungsform kann das Alkalimetall Kalium umfassen. In noch einer weiteren Ausführungsform kann das Alkalimetall umfassen Natrium umfassen.
Das Erdalkalimetall kann jedes Erdalkalimetall sein, das für den Einbau in die Passivierungsschicht 24 geeignet ist. Zum Beispiel kann das Erdalkalimetall Magnesium, Calcium, Strontium, Barium oder ein Gemisch davon umfassen. Insbesondere kann das Erdalkalimetall Magnesium, Calcium, Barium oder ein Gemisch davon umfassen. In einer Ausführungsform kann das Erdalkalimetall Magnesium, Calcium oder ein Gemisch davon umfassen. In einer weiteren Ausführungsform kann das Erdalkalimetall Magnesium umfassen. In noch einer weiteren Ausführungsform kann das Erdalkalimetall Calcium umfassen.
In einer bestimmten Ausführungsform umfasst die Passivierungsschicht 24 eine Kombination aus einem Alkalimetall und einem Erdalkalimetall. In dieser Hinsicht kann die Kombination ein Alkalimetall, das Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium, Cäsium, Francium oder ein Gemisch davon enthält, und ein Erdalkalimetall, das Beryllium, Magnesium, Calcium, Strontium, Barium, Radium oder ein Gemisch davon enthält, umfassen. Insbesondere kann die Kombination ein Alkalimetall, das Lithium, Natrium, Kalium oder ein Gemisch davon enthält, und ein Erdalkalimetall, das Magnesium, Calcium oder ein Gemisch davon enthält, umfassen. Zum Beispiel kann die Kombination Kalium und Magnesium und/oder Calcium, wie Kalium, Magnesium und Calcium, umfassen.
Das Stoffmengenverhältnis (oder Elementverhältnis) der Stoffmenge (oder Anzahl der Atome) von Phosphor des Phosphats zu der Stoffmenge (oder Anzahl der Atome) des Metalladditivs in der Passivierungsschicht (oder auf einer Oberfläche der Passivierungsschicht) kann 0,01 oder mehr, wie 0,1 oder mehr, wie 0,2 oder mehr, wie 0,25 oder mehr, wie 0,5 oder mehr, wie 1 oder mehr, wie 2 oder mehr, wie 4 oder mehr, wie 5 oder mehr, wie 8 oder mehr, wie 10 oder mehr, betragen. Das Stoffmengenverhältnis (oder Elementverhältnis) der Stoffmenge (oder Anzahl der Atome) von Phosphor des Phosphats zu der Stoffmenge (oder Anzahl der Atome) des Metalladditivs kann 100 oder weniger, wie 75 oder weniger, wie 50 oder weniger, wie 40 oder weniger, wie 25 oder weniger, wie 15 oder weniger, wie 10 oder weniger, wie 7 oder weniger, wie 5 oder weniger, wie 4 oder weniger, wie 3 oder weniger, betragen. Dieses Verhältnis kann mit Hilfe verschiedener Methoden, die in der Technik allgemein bekannt sind, wie energiedispersive Röntgenspektroskopie und Rasterelektronenmikroskopie, bestimmt werden.
Das Stoffmengenverhältnis (oder Elementverhältnis) der Stoffmenge (oder Anzahl der Atome) von Zink des Zinkoxids zu der Stoffmenge (oder Anzahl der Atome) des Metalladditivs in der Passivierungsschicht (oder auf einer Oberfläche der Passivierungsschicht) kann 0,01 oder mehr, wie 0,1 oder mehr, wie 0,2 oder mehr, wie 0,25 oder mehr, wie 0,5 oder mehr, wie 1 oder mehr, wie 2 oder mehr, wie 4 oder mehr, wie 5 oder mehr, wie 8 oder mehr, wie 10 oder mehr, betragen. Das Stoffmengenverhältnis (oder Elementverhältnis) der Stoffmenge (oder Anzahl der Atome) von Zink des Zinkoxids zu der Stoffmenge (oder Anzahl der Atome) des Metalladditivs kann 100 oder weniger, wie 75 oder weniger, wie 50 oder weniger, wie 40 oder weniger, wie 25 oder weniger, wie 15 oder weniger, wie 10 oder weniger, wie 7 oder weniger, wie 5 oder weniger, wie 4 oder weniger, wie 3 oder weniger, betragen. Dieses Verhältnis kann mit Hilfe verschiedener Methoden, die in der Technik allgemein bekannt sind, wie energiedispersive Röntgenspektroskopie und Rasterelektronenmikroskopie, bestimmt werden.
Wie bereits angedeutet, kann das Metalladditiv in der Passivierungsschicht vorhanden sein. Außerdem kann dieses Metalladditiv auch auf der Oberfläche der Passivierungsschicht vorhanden sein, wie durch energiedispersive Röntgenspektroskopie und Rasterelektronenmikroskopie nachgewiesen werden kann. Die oben genannten Stoffmengenverhältnisse (oder Elementverhältnisse) können auch für das Verhältnis auf der Passivierungsschicht gelten, wie es durch energiedispersive Röntgenspektroskopie und Rasterelektronenmikroskopie bestimmt wird.
Während 1 eine Ausführungsform eines Varistors bereitstellt, sollte man sich darüber im Klaren sein, dass die vorliegende Erfindung keiner Einschränkung durch die Art des Varistors und die bei der Bildung dieses Varistors eingesetzten Materialien unterliegt. Insbesondere sollte man sich darüber im Klaren sein, dass die vorliegende Erfindung für jeden Varistor geeignet sein kann, der eine Passivierungsschicht nutzen kann, wie es hier offenbart ist.
Wie bereits angedeutet, betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung eines Varistors, der eine Passivierungsschicht aufweist, wie er hier offenbart ist. Die 2a-2c zeigen wenigstens eine Art und Weise der Bildung eines Varistors, wie er hier offenbart ist.
Wie in 2a gezeigt ist, umfasst das Verfahren das Bereitstellen eines Keramikkörpers 12, der eine Vielzahl von alternierenden dielektrischen Schichten 14 und Elektrodenschichten 16a und 16b umfasst, wie es oben erwähnt ist. Das Verfahren kann in einer Ausführungsform einen Schritt des Bereitstellens eines Keramikkörpers 12 umfassen, der eine Vielzahl von alternierenden dielektrischen Schichten 14 und Elektrodenschichten 16a und 16b, wie er oben erwähnt ist, sowie externe Anschlüsse 18a und 18b, wie sie oben erwähnt sind, umfasst.
Alternativ dazu kann das Verfahren auch einen Schritt des Bildens externer Anschlüsse 18a und 18b auf wenigstens zwei entgegengesetzten Endflächen umfassen. Die externen Anschlüsse 18a und 18b können mit jedem Mittel, das in der Technik bekannt ist, gebildet werden. Zum Beispiel können in einer Ausführungsform die externen Anschlüsse dadurch gebildet werden, dass man eine Paste, wie eine leitfähige Paste, aufträgt. Insbesondere können die externen Anschlüsse dadurch gebildet werden, dass man die Endflächen des Keramikkörpers in die Paste eintaucht.
Die Paste kann ein leitfähiges Metall, wie Silber, Zinn, Blei, Palladium, Platin, Kupfer, Nickel, eine Legierung davon oder ein Gemisch davon oder irgendein anderes leitfähiges Metall, das in der Technik bekannt ist, umfassen. Die Paste kann auch eine Glasfritte umfassen. In dieser Hinsicht kann die Paste das Metall und eine Glasfritte umfassen. Außerdem kann die Paste auch einen Träger umfassen. Die Metalle können in einer Menge von 25 Gew.-% oder mehr, wie 50 Gew.-% oder mehr, wie 60 Gew.-% oder mehr, wie 70 Gew.-% oder mehr, wie 75 Gew.-% oder mehr, in der Paste enthalten sein. Der Rest kann auf die Glasfritte und den Träger entfallen.
In dieser Hinsicht kann es sich bei den externen Anschlüssen 18a und 18b um einen „Dickfilm“-Anschluss handeln, wie er in der Technik allgemein anerkannt ist. Man sollte sich jedoch darüber im Klaren sein, dass es sich in bestimmten Ausführungsformen bei den externen Anschlüssen 18a und 18b auch um „Dünnschicht“-Anschlüsse handeln kann, wie in der Technik allgemein anerkannt ist. Solche „Dünnschicht“-Anschlüsse können durch bestimmte Techniken einschließlich bestimmter stromloser oder galvanischer Metallisierungstechniken gebildet werden.
Vor der Bildung der externen Anschlüsse 18a und 18b kann der Keramikkörper 12 einschließlich der dielektrischen Schichten 14 und Elektroden 16a und 16b gesintert werden, um eine einheitliche Struktur zu bilden. Dieses Sintern kann bei einer Temperatur von wenigstens 400 °C, wie wenigstens 500 °C, wie wenigstens 700 °C, wie wenigstens 1000 °C, wie wenigstens 1100 °C, erfolgen. Dieses Sintern kann beliebig lange erfolgen, um die gewünschten Eigenschaften zu erhalten.
Der Keramikkörper 12 mit den externen Anschlussmaterialien kann gebrannt oder gesintert werden. Dieses Brennen oder Sintern kann eingesetzt werden, um das Anschlussmaterial zu härten und dadurch die externen Anschlüsse 18a und 18b bereitzustellen. Zum Beispiel kann dies ermöglichen, dass die Glasfritte schmilzt, um die Metallteilchen ausreichend zu binden. Die Temperatur kann 300 °C oder mehr, wie 400 °C oder mehr, wie 500 °C oder mehr, wie 550 °C oder mehr, wie 600 °C oder mehr, betragen. Die Temperatur kann auch 1200 °C oder weniger, wie 1000 °C oder weniger, wie 950 °C oder weniger, wie 900 °C oder weniger, wie 850 °C oder weniger, wie 800 °C oder weniger, wie 700 °C oder weniger, betragen. Dieses Sintern kann beliebig lange erfolgen, um die gewünschten Eigenschaften zu erhalten. Zum Beispiel kann dieses Sintern wenigstens 1 Minute lang, wie wenigstens 5 Minuten lang, wie wenigstens 15 Minuten lang, wie wenigstens 30 Minuten lang, wie wenigstens 1 Stunde lang, durchgeführt werden.
Nach dem Brennen kann der Keramikkörper 12 mit den externen Anschlüssen 18a und 18b gewaschen oder gereinigt werden. Dieses Waschen kann unter Verwendung jeder Flüssigkeit oder jedes Lösungsmittels, die in der Technik geeignet sind, erfolgen. Zum Beispiel kann diese Flüssigkeit oder dieses Lösungsmittel auch Wasser (z.B. entionisiertes Wasser), Aceton und/oder einen Alkohol, wie Ethanol, umfassen. Das Waschen kann ein separates Waschen mit Ethanol und anschließendes Waschen mit Wasser umfassen. Danach kann der Keramikkörper mit den externen Anschlüssen getrocknet werden, wie bei Raumtemperatur oder einer erhöhten Temperatur von 25 °C oder mehr, wie 50 °C oder mehr, wie 75 °C oder mehr, wie 85 °C oder mehr.
Danach wird, wie in 2b gezeigt ist, die Passivierungsschicht 24 in den Lücken 32 zwischen den externen Anschlüssen 18a und 18b gebildet. Die Passivierungsschicht 24 kann mit Hilfe einer Phosphorsäurelösung, insbesondere einer modifizierten Phosphorsäurelösung, wie es hier offenbart ist, gebildet werden. Die Phosphorsäurelösung umfasst irgendeine Phosphorsäure, die im Allgemeinen in der Technik eingesetzt wird, um eine Phosphatschicht, wie sie hier offenbart ist, zu bilden. Wie mit anderen Worten bekannt ist, kann es sich bei der Phosphorsäure um Orthophosphorsäure handeln. Außerdem ist die Phosphorsäurelösung eine modifizierte Lösung, die zusätzliche Komponenten enthält. Insbesondere kann die Lösung ein Metalladditiv, wie es oben in Bezug auf die Passivierungsschicht 24 erwähnt wurde, umfassen.
Das Metalladditiv kann über eine Verbindung, wie eine Metalladditivverbindung, abgegeben werden. Die Metalladditivverbindung kann eine anorganische Verbindung sein. Die Metalladditivverbindung kann eine sein, die in der Phosphorsäurelösung dissoziiert, damit das Metalladditiv in der Passivierungsschicht vorhanden sein kann.
In einer Ausführungsform kann die Metalladditivverbindung ein Salz, insbesondere ein anorganisches Salz, sein. Zum Beispiel kann das Salz ein Carbonat, Sulfat, Nitrat, Halogenid (z.B. Chlorid, Iodid, Bromid) usw. oder ein Gemisch davon sein. In einer Ausführungsform kann das Salz ein Carbonat, wie ein Magnesiumcarbonat, ein Calciumcarbonat und/oder ein Kaliumcarbonat, sein. Alternativ dazu kann die Metalladditivverbindung auch ein Salz sein, das eine Base liefert, wie ein Hydroxid. Alternativ dazu kann die Metalladditivverbindung auch eine Base, wie eine starke Base, sein. Insbesondere kann die Base ein Hydroxide, wie Kaliumhydroxid, Calciumhydroxid und/oder Magnesiumhydroxid, sein.
Die modifizierte Phosphorsäurelösung kann auch zusätzliche Komponenten aufweisen. Zum Beispiel kann die Lösung auch Metallionen umfassen. Solche Metallionen können dem Metall des Dielektrikums (z.B. Zink, wenn das Dielektrikum aus Zinkoxid besteht) entsprechen. Indem man ein solches Metall in die Phosphorsäurelösung mit aufnimmt, könnte es die Bildung des Phosphats für die Passivierungsschicht unterstützen. Zum Beispiel kann das Phosphat in Lösung entstehen und sich auf der exponierten Oberfläche des Keramikkörpers abscheiden.
Außerdem kann die modifizierte Phosphorsäurelösung auch einen flüssigen Träger aufweisen. Der flüssige Träger kann Wasser, ein organisches Lösungsmittel oder eine Kombination davon sein. In einer Ausführungsform umfasst der flüssige Träger Wasser. Der flüssige Träger kann in der Lösung in einer Menge von 50 Gew.-% oder mehr, wie 60 Gew.-% oder mehr, wie 70 Gew.-% oder mehr, wie 80 Gew.-% oder mehr, wie 90 Gew.-% oder mehr, wie 95 Gew.-% oder mehr, bis weniger als 100 Gew.-%, wie 99 Gew.-% oder weniger, vorhanden sein.
Die modifizierte Phosphorsäurelösung kann auch einen pH-Modifikator umfassen. In einer Ausführungsform kann der pH-Modifikator ein basischer pH-Modifikator sein. Zum Beispiel kann der pH-Modifikator eine starke Base umfassen. Der pH-Modifikator kann ein Hydroxid, insbesondere irgendein in der Technik bekanntes Hydroxid, umfassen. In einer Ausführungsform kann der pH-Modifikator Ammoniumhydroxid umfassen. Die verwendete Menge des pH-Modifikators unterliegt keiner Einschränkung, und er kann verwendet werden, bis ein gewünschter pH-Wert erhalten wird.
Der pH-Wert der Lösung kann ein saurer pH-Wert sein. Insbesondere kann der pH-Wert weniger als 7, wie 6 oder weniger, wie 5 oder weniger, wie 4 oder weniger, betragen. Der pH-Wert kann 1 oder mehr, wie 2 oder mehr, wie 3 oder mehr, wie 4 oder mehr, wie 4,5 oder mehr, betragen.
Die Lösung kann die Phosphorsäure in einer Menge von 0,01 Gew.-% oder mehr, wie 0,05 Gew.-% oder mehr, wie 0,1 Gew.-% oder mehr, wie 0,25 Gew.-% oder mehr, wie 0,5 Gew.-% oder mehr, wie 0,75 Gew.-% oder mehr, wie 1 Gew.-% oder mehr, wie 1,25 Gew.-% oder mehr, wie 1,5 Gew.-% oder mehr, wie 2 Gew.-% oder mehr, wie 3 Gew.-% oder mehr, wie 3,5 Gew.-% oder mehr, enthalten. Die Lösung kann die Phosphorsäure in einer Menge von 10 Gew.-% oder weniger, wie 7,5 Gew.-% oder weniger, wie 5 Gew.-% oder weniger, wie 3 Gew.-% oder weniger, wie 2,5 Gew.-% oder weniger, wie 2 Gew.-% oder weniger, wie 1,75 Gew.-% oder weniger, enthalten.
Die Lösung kann die Metalladditivverbindung in einer Menge von 0,01 Gew.-% oder mehr, wie 0,05 Gew.-% oder mehr, wie 0,1 Gew.-% oder mehr, wie 0,25 Gew.-% oder mehr, wie 0,5 Gew.-% oder mehr, wie 0,75 Gew.-% oder mehr, wie 1 Gew.-% oder mehr, wie 1,25 Gew.-% oder mehr, wie 1,5 Gew.-% oder mehr, enthalten. Die Lösung kann das Metalladditiv in einer Menge von 10 Gew.-% oder weniger, wie 7,5 Gew.-% oder weniger, wie 5 Gew.-% oder weniger, wie 3 Gew.-% oder weniger, wie 2,5 Gew.-% oder weniger, wie 2 Gew.-% oder weniger, wie 1,75 Gew.-% oder weniger, enthalten.
Die Lösung kann das Metalladditiv der Metalladditivverbindung in einer Menge von 0,01 Gew.-% oder mehr, wie 0,05 Gew.-% oder mehr, wie 0,1 Gew.-% oder mehr, wie 0,25 Gew.-% oder mehr, wie 0,5 Gew.-% oder mehr, wie 0,75 Gew.-% oder mehr, wie 1 Gew.-% oder mehr, wie 1,25 Gew.-% oder mehr, wie 1,5 Gew.-% oder mehr, enthalten. Die Lösung kann das Metalladditiv in einer Menge von 10 Gew.-% oder weniger, wie 7,5 Gew.-% oder weniger, wie 5 Gew.-% oder weniger, wie 3 Gew.-% oder weniger, wie 2,5 Gew.-% oder weniger, wie 2 Gew.-% oder weniger, wie 1,75 Gew.-% oder weniger, enthalten.
Das Gewichtsverhältnis der Phosphorsäure zu der Metalladditivverbindung in der Lösung kann 0,01 oder mehr, wie 0,1 oder mehr, wie 0,2 oder mehr, wie 0,25 oder mehr, wie 0,5 oder mehr, wie 1 oder mehr, wie 2 oder mehr, wie 4 oder mehr, wie 5 oder mehr, wie 8 oder mehr, wie 10 oder mehr, betragen. Das Gewichtsverhältnis der Phosphorsäure zu der Metalladditivverbindung in der Lösung kann 100 oder weniger, wie 75 oder weniger, wie 50 oder weniger, wie 40 oder weniger, wie 25 oder weniger, wie 15 oder weniger, wie 10 oder weniger, wie 7 oder weniger, wie 5 oder weniger, betragen.
Das Stoffmengenverhältnis (oder Elementverhältnis) der Stoffmenge von Phosphor der Phosphorsäure zu der Stoffmenge des Metalladditivs der Metalladditivverbindung in der Lösung kann 0,01 oder mehr, wie 0,1 oder mehr, wie 0,2 oder mehr, wie 0,25 oder mehr, wie 0,5 oder mehr, wie 1 oder mehr, wie 2 oder mehr, wie 4 oder mehr, wie 5 oder mehr, wie 8 oder mehr, wie 10 oder mehr, betragen. Das Stoffmengenverhältnis der Stoffmenge von Phosphor der Phosphorsäure zu der Stoffmenge des Metalladditivs der Metalladditivverbindung in der Lösung kann 100 oder weniger, wie 75 oder weniger, wie 50 oder weniger, wie 40 oder weniger, wie 25 oder weniger, wie 15 oder weniger, wie 10 oder weniger, wie 7 oder weniger, wie 5 oder weniger, betragen.
Die Passivierungsschicht 24 dadurch gebildet werden, dass man das Passivierungsmaterial, wie die Phosphorsäurelösung, auf eine Komponente, die einen Keramikkörper, insbesondere einen Keramikkörper mit externen Anschlüssen, umfasst, aufträgt. Das Passivierungsmaterial kann durch Beschichten, Tauchen, Sprühen, Vernebeln usw. aufgetragen werden. In einer Ausführungsform wird das Passivierungsmaterial dadurch aufgetragen, dass man den Keramikkörper mit der Phosphorsäurelösung besprüht. In einer anderen Ausführungsform wird das Passivierungsmaterial dadurch aufgetragen, dass man den Keramikkörper in die Phosphorsäurelösung eintaucht. Im Allgemeinen kann es sein, dass sich die Phosphatschicht nicht auf den externen Anschlüssen bildet, zum Beispiel wenn Silber mit enthalten ist, da es sein kann, dass eine solche Phosphatschicht nicht reagiert, um sich zu bilden und an solchen Endanschlüssen zu haften.
Die Passivierungsschicht kann dadurch gebildet werden, dass man das dielektrische Material mit dem Passivierungsmaterial reagieren lässt. Zum Beispiel kann die Reaktion, wenn das dielektrische Material Zinkoxid umfasst und das Passivierungsmaterial Phosphorsäure umfasst, eine Passivierungsschicht ergeben, die Zinkphosphat enthält. Die Reaktion kann bei einer gewünschten Temperatur und während eines gewünschten Zeitraums stattfinden. Zum Beispiel kann die Reaktion in einer Ausführungsform bei Umgebungstemperatur stattfinden. Alternativ dazu kann die Reaktion auch bei einer erhöhten Temperatur stattfinden, so dass die Phosphorsäurelösung auf eine solche Temperatur erhitzt wird. Zum Beispiel kann die Temperatur 15 °C oder mehr, wie 30 °C oder mehr, wie 50 °C oder mehr, wie 55 °C oder mehr, wie 60 °C oder mehr, bis 100 °C oder weniger, wie 90 °C oder weniger, wie 80 °C oder weniger, wie 70 °C oder weniger, wie 65 °C oder weniger, betragen. Die Reaktion kann während 1 Minute oder mehr, wie 5 Minuten oder mehr, wie 10 Minuten oder mehr, wie 20 Minuten oder mehr, wie 25 Minuten oder mehr, bis 60 Minuten oder weniger, wie 50 Minuten oder weniger, wie 40 Minuten oder weniger, wie 35 Minuten oder weniger, stattfinden.
Nach der Reaktion können der Keramikkörper 12 mit den externen Anschlüssen 18a und 18b und die Passivierungsschicht 24 gereinigt werden. Zum Beispiel können sie mit Wasser (z.B. deionisiertem Wasser) oder einem Alkohol gespült werden. In einer Ausführungsform erfolgt das Waschen mit Wasser.
Nach der Reaktion und nach dem Trocknen können der Keramikkörper 12 mit den externen Anschlüssen 18a und 18b und die Passivierungsschicht 24 getrocknet werden. Dieses Trocknen kann bei Raumtemperatur oder einer erhöhten Temperatur von 25 °C oder mehr, wie 50 °C oder mehr, wie 60 °C oder mehr, wie 65 °C oder mehr, erfolgen. Dieses Trocknen kann solange wie nötig erfolgen, wie 5 Minuten oder mehr, wie 30 Minuten oder mehr, wie 1 Stunde oder mehr, wie 2 Stunden oder mehr, wie 4 Stunden oder mehr, wie 5 Stunden oder mehr, wie 6 Stunden oder mehr.
Außerdem kann der Keramikkörper nach der Bildung der Passivierungsschicht und vor der Bildung der Metallisierungsschichten bei einer erhöhten Temperatur gebrannt oder gesintert werden. Dieses Brennen oder Sintern kann eine weitere Stabilität der Passivierungsschicht ermöglichen, was die Bildung der Metallisierungsschicht unterstützen kann. Die Temperatur kann 300 °C oder mehr, wie 400 °C oder mehr, wie 500 °C oder mehr, wie 550 °C oder mehr, wie 600 °C oder mehr, betragen. Die Temperatur kann 900 °C oder weniger, wie 850 °C oder weniger, wie 800 °C oder weniger, wie 700 °C oder weniger, betragen. Dieses Sintern kann beliebig lange dauern, um die gewünschten Eigenschaften zu erhalten. Zum Beispiel kann das Sintern während wenigstens 1 Minute, wie wenigstens 5 Minuten, wie wenigstens 15 Minuten, wie wenigstens 30 Minuten, wie wenigstens 1 Stunde, durchgeführt werden.
Danach werden, die in 2c gezeigt ist, Metallisierungsschichten 22a und 22b auf den externen Anschlüssen 18a bzw. 18b gebildet. In dieser Hinsicht umfasst das Verfahren einen Schritt des Bildens der Metallisierungsschichten oder mit anderen Worten einen Schritt des Metallisierens der externen Anschlüsse unter Bildung einer Metallisierungsschicht. Die Metallisierungsschichten können mit jedem Verfahren, das in der Technik im Allgemeinen bekannt ist, gebildet werden. Zum Beispiel können die Metallisierungsschichten durch Galvanisieren, stromlose Metallisierung, Sprühmetallisieren, Walzmetallisierverfahren usw. gebildet werden. Zum Beispiel können die Metallisierungsschichten durch Zylindermetallisieren, insbesondere Zylindergalvanisieren, gebildet werden. Mit der Anwesenheit der Passivierungsschicht besteht eine minimale Gefahr, dass die zwischen den externen Anschlüssen auf den Seitenflächen vorhandene Keramik/Dielektrikum ebenfalls metallisiert wird. In dieser Hinsicht haften die Metallisierungsschichten auf den elektrisch geladenen Teilen des Körpers, wie den externen Anschlüssen 18a und 18b, und nicht auf der Passivierungsschicht 24, da diese elektrisch isolierend und nicht elektrisch leitend ist.
Die Metallisierungsschichten werden gebildet, indem man unter Verwendung der verschiedenen oben genannten Techniken eine Metallisierungslösung anwendet. Die Metallisierungslösungen unterliegen nicht unbedingt einer Einschränkung und können beliebige sein, die in der Technik im Allgemeinen eingesetzt werden. Zum Beispiel kann die Metallisierungslösung, wenn die Schicht Nickel umfasst, eine Vernickelungslösung sein, die Nickelsulfat oder Nickelchlorid enthält. Die Lösung kann auch andere Additive, die in der Technik allgemein bekannt sind, wie Säuren (z.B. Borsäure), Netzmittel usw., umfassen. Wenn die Schicht Zinn umfasst, kann die Metallisierungslösung eine Verzinnungslösung sein, die Alkylzinn, Alkylzinnblei, Zinnbleischwefelsäure oder Zinnschwefelsäure umfasst. Solche Metallisierungslösungen können einen pH-Wert von 2 oder mehr, wie 3 oder mehr, wie 4 oder mehr, wie 5 oder mehr, wie 6 oder mehr, bis 7 oder weniger, wie 6 oder weniger, wie 5 oder weniger, aufweisen. Der pH-Wert kann 2 bis 7, wie 2 bis 6, wie 3 bis 6, wie 4 bis 6, oder wie 6 bis 7, betragen.
Im Allgemeinen kann die Passivierungsschicht als zusätzlicher Schutz im Endprodukt verbleiben. In dieser Hinsicht kann es in einer Ausführungsform sein, dass die Passivierungsschicht nicht von der Vorrichtung entfernt wird. In einer anderen Ausführungsform kann die Passivierungsschicht jedoch von dem Keramikkörper und dem Varistor entfernt werden.
Der Varistor, wie er hier offenbart ist, kann viele verschiedene Anwendungen in einer Vielzahl von Vorrichtungen aufweisen. Zum Beispiel kann der Varistor in Radiofrequenzantennen-/-verstärker-Schaltungen verwendet werden. Der Varistor kann auch in verschiedenen Techniken einschließlich Lasertreibern, Sensoren, Radars, Radiofrequenz-Identifizierungschips, Nahfeldkommunikation, Datenleitungen, Bluetooth, Optik, Ethernet und in jeder geeigneten Schaltung Anwendung finden. Der hier offenbarte Varistor kann auch in der Kraftfahrzeugindustrie besondere Anwendung finden. Zum Beispiel kann der Varistor in einer der oben beschriebenen Schaltungen in Kraftfahrzeuganwendungen verwendet werden. Für solche Anwendungen können passive elektrische Komponenten erforderlich sein, um strenge Haltbarkeits- und/oder Leistungsanforderungen zu erfüllen. Weiterhin kann der Varistor eine besondere Anwendung in der Datenverarbeitungs- und -übertragungstechnik finden.
Die vorliegende Erfindung wird anhand des folgenden Beispiels besser verständlich.
Beispiele
Testverfahren
Die folgenden Abschnitte geben exemplarische Methoden zum Testen von Varistoren an, um verschiedene Varistormerkmale zu bestimmen.
Klemmen- und Durchschlagspannung: Die Klemmenspannung des Varistors kann mit Hilfe einer Frothingham Electronic Corporation FEC CV400 Unit gemessen werden. Die Klemmenspannung kann als maximale Spannung, die während eines 8 x 20 µs Stromimpulses über den Varistor gemessen wird, wobei die Anstiegszeit 8 µs beträgt und die Abfallzeit 20 µs beträgt, gemäß der ANSI-Norm C62.1 genau gemessen werden. Dies gilt, solange der Spitzenstromwert nicht so groß ist, dass er den Varistor beschädigt.
Die Durchschlagspannung kann am Wendepunkt in der Auftragung der Stromstärke gegen die Spannung des Varistors nachgewiesen werden. Bei Spannungen, die größer sind als die Durchschlagspannung, kann die Stromstärke mit steigender Spannung schneller zunehmen als bei Spannungen, die kleiner sind als die Durchschlagspannung. Bei Spannungen, die kleiner sind als die Durchschlagspannung, kann ein idealer Varistor im Allgemeinen Spannungen ungefähr gemäß der folgenden Beziehung aufweisen: $V = {CI}^{β}$
wobei V für die Spannung steht, I für die Stromstärke steht und C und β Konstanten sind, die von den speziellen Gegebenheiten des Varistors (z.B. Materialeigenschaften) abhängen. Bei Varistoren ist die Konstante β im Allgemeinen kleiner als 1, so dass die Spannung in diesem Bereich weniger schnell zunimmt als ein idealer Widerstand, der das Ohmsche Gesetz befolgt.
Bei Spannungen, die größer sind als die Durchschlagspannung, kann die Beziehung zwischen Stromstärke und Spannung jedoch im Allgemeinen ungefähr dem Ohmschen Gesetz folgen, bei dem die Stromstärke linear von der Spannung abhängt: $V = IR,$
wobei V für die Spannung steht, I für die Stromstärke steht und R ein großer konstanter Widerstandswert ist. Die Beziehung zwischen Stromstärke und Spannung kann so, wie es oben beschrieben ist, gemessen werden, und jeder geeignete Algorithmus kann verwendet werden, um den Wendepunkt in dem empirisch erfassten Stromstärke-Spannung-Datensatz zu bestimmen.
Beispiel 1

In einem ersten Schritt wurde ein Zinkoxidpulver dadurch hergestellt, dass man Zinkoxid mit verschiedenen Oxid-Additiven calcinierte. In einem zweiten Schritt wurde das calcinierte Pulver mit Bismutoxid gemischt. Danach wurde ein Keramikkörper einschließlich Elektroden mit externen Anschlüssen, wie es in 2a gezeigt ist, gebildet, und die exponierte Keramik wurde gemäß den Spezifikationen und Bedingungen, die in der folgenden Tabelle angegeben sind, mit einer modifizierten Phosphorsäurelösung umgesetzt:

Probe	Phosphorsä u relösu ng	Temperatur (°C)	Zeit (min)
Vergleichsprobe 1	100 ml 4% H₃PO₄ (mit NH₄OH auf pH 4,6 eingestellt)	60	25
Probe 2	100 ml 4% H₃PO₄ + 2 ml 45% KOH-Lösung	60	25
	(mit NH₄OH auf pH 4,8 eingestellt)
Probe 3	100 ml 4% H₃PO₄ + 0,5 g MgCO₃ (mit NH₄OH auf pH 4,7 eingestellt)	60	25

Sobald die Passivierungsschichten gebildet wurden, wie es in 2b gezeigt ist, wurde die Oberflächenmorphologie analysiert. Insbesondere wurde beobachtet, dass das Metalladditiv zu einer anderen Morphologie der Passivierungsschicht führen kann. 3 zeigt die Oberflächenmorphologie des exponierten Keramikkörpers („Kontrolle“) sowie die gemäß Vergleichsprobe 1 und den Proben 2 und 3 gebildeten Passivierungsschichten. Wie durch die Bilder angedeutet wird, reduziert die Mitverwendung von Kalium (Probe 2) im Vergleich zu der Phosphatschicht ohne ein Metalladditiv (Vergleichsprobe 1) die Kristallgröße, während die Mitverwendung von Magnesium (Probe 3) die Kristallgröße erhöht. Insbesondere erkennt man in dem Bild für Vergleichsprobe 1 eine sternartige Struktur. Indessen führt die Mitverwendung von Kalium (Probe 2) zu einer kleineren nadelartigen Struktur, und die Mitverwendung von Magnesium (Probe 3) führt zu einer Kombination aus einer sternartigen Struktur und einer nadelartigen Struktur.
Danach wurden die Keramikkörper einschließlich der Passivierungsschichten bei 650 °C calciniert, und die Oberflächenmorphologie wurde analysiert, wie in 4 gezeigt ist. Wie gezeigt, ändern sich die Struktur und Morphologie der Kristalle bei Calcinierung. Insbesondere scheint die Kristallstruktur zu kollabieren und eine glasartig aussehenden Oberfläche zu bilden, wodurch die Schicht stabiler und elektrisch nichtleitend (d.h. elektrisch isolierend) wird.
Bei Probe 3 wurden ein Lebensdauertest und ein Temperatur-Feuchtigkeits-Test unter Spannung (THB-Test) durchgeführt, wie es hier beschrieben ist. Insbesondere wurden der Ableitstrom und die Durchschlagspannung bestimmt, nachdem die Tests 500 Stunden lang bzw. 1000 Stunden lang bei einer Betriebsspannung von 32 Volt durchgeführt wurden. Dann wurde der Ableitstrom gegen die Durchschlagspannung aufgetragen. Die Ergebnisse sind in 5 (500 Stunden) und 6 (1000 Stunden) gezeigt, und sie belegen eine minimale Veränderung im Ableitstrom und/oder in der Durchschlagspannung nach Abschluss beider Tests. Wie gezeigt, betrug die prozentuale Änderung in der Durchschlagspannung 0,5% oder weniger.
Diese und andere Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung können vom Fachmann vorgenommen werden, ohne vom Wesen und Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Außerdem sollte man sich darüber im Klaren sein, dass Aspekte der verschiedenen Ausführungsformen als Ganzes oder zum Teil ausgetauscht werden können. Weiterhin wird der Fachmann anerkennen, dass die obige Beschreibung nur exemplarisch ist und die Erfindung, wie sie in den beigefügten Ansprüchen beschrieben ist, nicht weiter einschränken soll.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 62699893 [0001]

Claims

Varistor, umfassend: einen Keramikkörper, der eine Vielzahl von abwechselnden Dielektrikumschichten und Elektrodenschichten umfasst; einen ersten externen Anschluss an einer ersten Endfläche und einen zweiten externen Anschluss an einer zweiten Endfläche, die der ersten Endfläche entgegengesetzt ist, wobei sich wenigstens zwei Seitenflächen zwischen der ersten Endfläche und der zweiten Endfläche erstrecken; eine Passivierungsschicht auf wenigstens einer Seitenfläche des Keramikkörpers zwischen dem ersten externen Anschluss und dem zweiten externen Anschluss, wobei die Passivierungsschicht ein Phosphat und ein Metalladditiv, das ein Alkalimetall, ein Erdalkalimetall oder ein Gemisch davon umfasst, umfasst, wobei die Passivierungsschicht eine mittlere Dicke von 0,1 µm bis 30 µm hat.
Varistor gemäß Anspruch 1, wobei das Metalladditiv ein Alkalimetall umfasst.
Varistor gemäß Anspruch 1, wobei das Alkalimetall Kalium umfasst.
Varistor gemäß Anspruch 1, wobei das Metalladditiv ein Erdalkalimetall umfasst.
Varistor gemäß Anspruch 1, wobei das Erdalkalimetall Magnesium umfasst.
Varistor gemäß Anspruch 1, wobei das Erdalkalimetall Calcium umfasst.
Varistor gemäß Anspruch 1, wobei das durch energiedispersive Röntgenspektroskopie bestimmte Elementverhältnis der Stoffmenge von Phosphor des Phosphats zu der Stoffmenge des Metalladditivs 0,01 bis 100 betragen kann.
Varistor gemäß Anspruch 1, wobei die dielektrischen Schichten ein dielektrisches Material umfassen, das Zinkoxid umfasst.
Varistor gemäß Anspruch 8, wobei das Phosphat Zinkphosphat umfasst.
Varistor gemäß Anspruch 1, weiterhin umfassend eine Metallisierungsschicht auf dem ersten externen Anschluss und dem zweiten externen Anschluss.
Varistor gemäß Anspruch 10, wobei die Metallisierungsschicht Nickel umfasst.
Varistor gemäß Anspruch 10, wobei die Metallisierungsschicht Zinn umfasst.
Varistor gemäß Anspruch 1, wobei der Varistor eine Durchschlagspannung von 4 Volt oder mehr aufweist.
Varistor gemäß Anspruch 1, wobei der Varistor eine Durchschlagspannung von 10 Volt oder mehr aufweist.
Varistor gemäß Anspruch 1, wobei der Varistor eine Durchschlagspannung von 20 Volt bis 80 Volt aufweist.
Varistor gemäß Anspruch 1, wobei der Varistor eine Durchschlagspannung von wenigstens 90% einer anfänglichen Durchschlagspannung aufweist, nachdem er 500 Stunden lang einem Lebensdauertest bei einer Betriebsspannung von 32 Volt und einer Temperatur von 125 °C unterzogen wurde.
Varistor gemäß Anspruch 16 wobei der Varistor eine Durchschlagspannung von wenigstens 90% einer anfänglichen Durchschlagspannung aufweist, nachdem er 1000 Stunden lang einem Lebensdauertest bei einer Betriebsspannung von 32 Volt und einer Temperatur von 125 °C unterzogen wurde.
Varistor gemäß Anspruch 1, wobei der Varistor eine Durchschlagspannung von wenigstens 90% einer anfänglichen Durchschlagspannung aufweist, nachdem er 500 Stunden lang einem Temperatur-Feuchtigkeits-Test unter Spannung (THB-Test), der bei einer Temperatur von 85 °C, einer Luftfeuchtigkeit von 85% und einer Betriebsspannung von 32 Volt durchgeführt wurde, unterzogen wurde.
Varistor gemäß Anspruch 18, wobei der Varistor eine Durchschlagspannung von wenigstens 90% einer anfänglichen Durchschlagspannung aufweist, nachdem er 1000 Stunden lang einem Temperatur-Feuchtigkeits-Test unter Spannung (THB-Test), der bei einer Temperatur von 85 °C, einer Luftfeuchtigkeit von 85% und einer Betriebsspannung von 32 Volt durchgeführt wurde, unterzogen wurde.
Verfahren zur Herstellung des Varistors gemäß Anspruch 1, wobei das Verfahren umfasst: das Auftragen einer Lösung, die eine Phosphorsäure und ein Metalladditiv, das ein Alkalimetall, ein Erdalkalimetall oder ein Gemisch davon umfasst, enthält, auf eine Komponente, die einen Keramikkörper, den ersten externen Anschluss und den zweiten externen Anschluss umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 20, wobei die Lösung eine anorganische Verbindung umfasst, die das Metalladditiv enthält.
Verfahren gemäß Anspruch 21, wobei das Metalladditiv ein Alkalimetall umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 22, wobei das Alkalimetall Kalium umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 21, wobei das Metalladditiv ein Erdalkalimetall umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 24, wobei das Erdalkalimetall Magnesium umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 24, wobei das Erdalkalimetall Calcium umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 21, wobei die Verbindung ein anorganisches Salz umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 27, wobei das anorganische Salz ein Carbonat umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 27, wobei das anorganische Salz ein Sulfat, Nitrat, Halogenid oder ein Gemisch davon umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 21, wobei die Verbindung eine Base umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 30, wobei die Base ein Hydroxid umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 20, wobei die Lösung weiterhin einen pH-Modifikator umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 32, wobei der pH-Modifikator einen basischen pH-Modifikator umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 20, wobei die Phosphorsäure in einer Menge von 0,01 Gew.-% bis 10 Gew.-% in der Lösung vorhanden ist.
Verfahren gemäß Anspruch 21, wobei die Verbindung in einer Menge von 0,01 Gew.-% bis 10 Gew.-% in der Lösung vorhanden ist.
Verfahren gemäß Anspruch 20, wobei das Elementverhältnis der Stoffmenge von Phosphor der Phosphorsäure zu der Stoffmenge des Metalladditivs 0,01 bis 100 betragen kann.
Verfahren gemäß Anspruch 20, wobei das dielektrische Material der dielektrischen Schichten des Keramikkörpers Zinkoxid umfasst und das Auftragen der Lösung zu einer Reaktion führt, bei der Zinkphosphat entsteht.
Verfahren gemäß Anspruch 20, weiterhin umfassend das Sintern bei einer Temperatur von 500 °C bis 900 °C.
Verfahren gemäß Anspruch 20, weiterhin umfassend das Bilden einer ersten Metallisierungsschicht auf dem ersten externen Anschluss und dem zweiten externen Anschluss.
Verfahren gemäß Anspruch 39, weiterhin umfassend das Bilden einer zweiten Metallisierungsschicht auf der ersten Metallisierungsschicht.