DE3731966C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Varistoren, die eine symmetrische Struktur für eine Oberflächenmontage (SMD-Technik) aufweisen.

Varistoren, insbesondere Metalloxidvaristoren, haben eine breite Akzeptanz als Vorrichtungen zur Lieferung einer nicht­ linearen Widerstandsfunktion gewonnen. Die elektrischen Eigen­ schaften derartiger spannungsabhängiger Widerstände werden teilweise durch die folgende Gleichung ausgedrückt:

I = (V/C)ⁿ

wobei V die Spannung über dem Varistor ist. I ist der durch den Varistor fließende Strom, C ist eine Konstante, die der Spannung bei einem gegebenen Strom entspricht, und der Exponent n hat einen numerischen Wert größer als 1. Der Wert von n wird durch die folgende Gleichung berechnet:

wobei V₁ und V₂ die Spannungen bei den Strömen I₁ bzw. I₂ sind. Der gewünschte Wert für C hängt von der Anwendungsart ab, in der der Varistor verwendet werden soll. Üblicherweise ist es wünschenswert, daß der Wert von n so groß wie möglich ist, da dieser Exponent den Grad bestimmt, bis zu dem der Varistor von Ohm′schen Eigenschaften abweicht.

Zwar haben vielfältige Bestrebungen zu einem ständig steigenden Verständnis der Eigenschaften und Betriebsmethoden von Metall­ oxidvaristoren geführt, aber die Vorrichtung wird trotzdem immer noch nicht vollständig verstanden. Aus diesem Grund sind viele signifikante Verbesserungen im Varistorbetrieb mehr oder weniger heuristisch gemacht worden, und die Gründe für die Verbesserung oder den Mechanismus oder deren Ausführung sind nicht immer mit vollständiger Gewißheit bekannt.

Es ist jedoch bekannt, daß die elektrischen Eigenschaften eines Varistors hauptsächlich durch die physikalischen Ab­ messungen des Varistorkörpers bestimmt sind. Die Nennenergie eines Varistors wird durch das Volumen des Varistorkörpers bestimmt, die Nennspannung eines Varistors ist durch die Dicke oder Strompfadlänge durch den Varistorkörper festgelegt und das Stromführungsvermögen des Varistors ist durch die Fläche des Varistorkörpers, senkrecht zur Stromflußrichtung gemessen, bestimmt.

Der Begriff "oberflächenmontierbarer Varistor" wird allgemein verwendet, um einen Varistor zu beschreiben, bei dem sowohl die Eingangs- als auch Ausgangsanschlüsse auf der gleichen Hauptoberfläche des Varistorkörpers angeordnet sind. Ober­ flächenmontierbare Varistoren sind besonders geeignet für Anwendungsfälle, in denen der Varistor beispielsweise auf einer gedruckten Schaltkarte angeordnet werden soll. Bei derartigen Anwendungsfällen sind die leitfähigen Oberflächen der Eingangs- und Ausgangsanschlüsse typisch direkt über den Leiterbahnen der gedruckten Schaltkarte angeordnet. Lötpaste ist zwischen den leitfähigen Oberflächen der Eingangs- und Ausgangsanschlüsse und den entsprechenden Leiterbahnen der gedruckten Schaltkarte angeordnet. Die gesamte Anordnung wird dann erwärmt, damit das Lot schmilzt und einen elektrischen Kontakt zwischen den Varistoranschlüssen und der Schaltkarte bildet.

Bei derartigen Applikationen ist es wichtig, daß der Varistor vor dem Löten in bezug auf die gedruckte Schaltkarte richtig orientiert ist. Wenn der oberflächenmontierbare Varistor (SMV) falsch orientiert ist, d. h., wenn die Hauptfläche des Varistors, auf der die Eingangs- und Ausgangsanschlüsse angeordnet sind, von der Schaltkarte weggerichtet sind, wird zwischen den Leiterbahnen der Schaltkarten und beiden An­ schlüssen des Varistors kein elektrischer Kontakt hergestellt. Infolgedessen wird die Schaltungsanordnung der fertigen Schaltkarte nicht wie beabsichtigt arbeiten. Das Erfordernis, die richtige Orientierung des oberflächenmontierbaren Varistors vor der Montage zu überprüfen, verlängert die Zeit für das Montageverfahren und deren Kosten erheblich.

Die DE-OS 34 45 698 zeigt zwar einen Varistor, dessen Elektroden sich spiegelsymmetrisch zueinander jeweils sowohl über einen Teil der Ober- als auch der Unterseite eines quaderförmigen Varistorkörpers erstrecken, wobei die Elektrodenränder auf einer Seite jeweils um eine Distanz d voneinander beabstandet sind. Diese Auslegung des Varistors wurde jedoch nicht zur Schaffung eines als SMD (Bauelement zur Oberflächen­ montage) geeigneten Varistors, sondern im Hinblick auf das Energieabsorptionsvermögen, die Sicherheit gegen Gleitfunken und die bequeme Spannungseinstellbarkeit gewählt. Die zwischen den Elektrodenflächen ausgesparte Distanz d muß etwa dem 1,5fachen (oder mehr) der Höhe des Varistorkörpers zwischen dessen Ober- und Unterseite betragen, damit Überschläge zwischen den einander gegenüberliegenden Elektroden vermieden sind. Wenn zur Einstellung der gewünschten Varistorspannung die Höhe H eine zu große, im Hinblick auf das Energieabsorptionsvermögen nachteilige Distanz d erfordern würde, werden zwischen den Elektrodenrändern Nuten in Ober- und Unterteile des Varistor­ körpers ausgespart, um die Überschlagstrecke zu verlängern. Zur Erzielung des Überschlagschutzes wird auf diese Weise jedoch das sonst kompakte Chipmaterial des Varistors strukturmäßig geschwächt. Im übrigen wird davon ausgegangen, daß die Einhaltung dieser Minimaldistanz ohne weitere Maßnahmen als Überschlagschutz ausreichend ist.

Ferner ist z. B. aus der DE-OS 31 48 778 die völlige Abdeckung der elektrisch wirksamen Schicht eines Chip-Widerstandes, die auf dem Chipmaterial angebracht ist, mittels einer isolierenden Passivierungsschicht bekannt.

Der aus der US-PS 38 57 174 entnehmbare Varistor weist eine passivierende Schicht auf, die den gesamten Varistorkörper umschließt. Eine solche Anordnung eignet sich jedoch ebenfalls nicht als SMD-Bauteil.

Die DE-OS 34 05 834 schlägt einen Varistor vor, der ebenfalls nicht als SMD-Bauelement geeignet ist. In seinen seitlichen Umfangsflächen sind Stufen bestimmter Abmessungen ausgespart, in die Passivierungsschichten eingelegt sind. Diese Passivierungsschichten werden von den Metallisierungen an den Stirnflächen geringfügig überlappt, um einen luftdichten Abschluß des Varistorkörpers zu erzielen.

Die DE-OS 30 22 489 zeigt unter anderem einen Varistor mit zwei auf einer Hauptfläche seines Körpers befindlichen Elektroden. Der gesamte Varistorkörper ist mit Ausnahme der Elektroden mit einer lötbeständigen Schutzschicht umgeben, die vor dem Lötvorgang für die Anschlußleitungen angebracht wird. Durch diese Maßnahme ist die Verwendung eines Fließmittels beim Lötvorgang ohne Verschlechterung der Varistoreigenschaften möglich. Keine der gezeigten Anordnungen ist jedoch als SMD-Bauelement geeignet.

Somit sind aus dem Stand der Technik zwar Anregungen entnehmbar, wie durch symmetrische Gestaltung von Elektroden, die auf beiden Hauptflächen des Varistorkörpers vorgesehen sind, der Möglichkeit einer falschen Montage begegnet werden kann. Lösungen zur vollständigen Passivierung eines solchen Varistors sind jedoch nicht bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen für die Ober­ flächenmontage geeigneten und gegen eine falsche Montage gesicherten Varistor anzugeben, der ohne zusätzliche Kapselung vor Umgebungseinflüssen geschützt ist.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung von isolierenden Schichten zwischen dem Varistorkörper und Metallisierungsschichten, die von einer Hauptoberfläche des Varistorkörpers zur anderen reichen, ist es möglich, den Varistor einerseits mit symmetrischen gegen eine falsche Montage gesicherten Anschlüssen zu versehen, und andererseits den Varistorkörper völlig durch die Elektroden und isolierenden Schichten, die sich hierzu auch über seine seitlichen Flächen erstrecken, zu passivieren, ohne daß eine zusätzliche Kapselung erforderlich wäre. Durch das passivierende Material kann die Stabilität des Varistors verbessert werden. Streu- und Leckströme können vermindert werden, so daß insgesamt eine verbesserte Leistungsfähigkeit gegenüber bekannten Vorrichtungen erzielt wird, wie sie weiter unten erläutert sind. Der Varistor kann in einer relativ "trockenen" Atmosphäre verwendet werden. Das isolierende Ma­ terial gestattet, daß der Varistor ohne mobile Ionen gelötet wird, die seine aktiven Flächen zwischen den Elektroden stören.

Vorzugsweise sind auch größere Teile der Elektroden mit isolierenden Schichten bedeckt, um die Unempfindlichkeit gegen­ über Umgebungseinflüssen weiter zu verbessern.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Seitenschnittansicht von einer bekannten Varistorstruktur,

Fig. 2 ist eine Seitenansicht von einer bekannten Varistorstruktur, bei der zwei Elektroden auf der gleichen Hauptoberfläche des Varistorkörpers vorgesehen sind,

Fig. 3 ist eine Seitenschnittansicht von einem bekannten Varistor, bei dem zwei Elektroden auf dem Varistorkörper symmetrisch angeordnet sind,

Fig. 4 ist eine Seitenschnittansicht von einem Varistor gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem ein symmetrischer, passivierender Überzug vor­ gesehen ist,

Fig. 5 ist ein Querschnitt der Vorrichtung gemäß Fig. 4.

In Fig. 1 ist ein Varistor 10 gezeigt, der einen Körperabschnitt 12 mit einer ersten Hauptoberfläche 14 und einer gegenüberliegenden zweiten Hauptoberfläche 16 aufweist. Der Körperabschnitt 12 ist vorzugsweise ein gesinterter Körper, der im wesentlichen aus einem Metalloxid, wie beispielsweise Zinkoxid, und mehreren vorgewählten Additiven aufgebaut ist. Verfahren zum Herstellen des Varistorkörpers 12 sind allgemein bekannt und werden deshalb hier nicht ausführlich erläutert. Im allgemeinen beinhaltet die Herstellung des Varistorkörpers 12, daß die Hauptbestandteile gemischt, sprühgetrocknet und zu einem kompakten "grünen" Pellet gepreßt werden. Das Pellet wird dann bei einer hohen Temperatur gesintert, um einen Körper mit den gewünschten Varistoreigenschaften zu erhalten.

Der Varistor 10 enthält ferner erste und zweite Elektroden 18 und 20, die auf entsprechende Weise auf die erste Hauptoberfläche 14 und die zweite Hauptoberfläche 16 des Varistorkörpers 12 aufgebracht werden. Beispielsweise können die Elektroden 18 und 20 Silberfarbenelektroden sein, die auf die erste Hauptoberfläche 14 und die zweite Hauptoberfläche 16 des Varistorkörpers 12 durch Siebdruck oder ähnliches aufgebracht sind und bei einer relativ hohen Temperatur von beispielsweise 800°C gebrannt sind, um für den elektrischen Kontakt mit dem Varistorkörper 12 zu sorgen. Elektrisch leitfähige Leiter (nicht gezeigt) können an den Elektroden 18 und 20 befestigt sein, was üblicherweise durch Löten erfolgt.

Fig. 2 zeigt einen bekannten Varistor 110, der für Ober­ flächenmontage brauchbar ist. Ein Varistorkörper 112 hat erste und zweite Elektroden 118 und 120, die auf entsprechende Weise an der ersten Hauptoberfläche 114 und der zweiten Hauptoberfläche 116 des Varistorkörpers 112 angebracht sind. Die Herstellung des Varistorkörpers 112 und auch die Befestigung der Elektroden 118 und 120 daran kann in der gleichen Weise ausgeführt werden, wie es vorstehend in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben ist.

In dem Varistor 110 ist ein Abschnitt der ersten Elektrode 118, die der ersten Hauptoberfläche 114 zugeordnet ist, entlang einem ersten Ende 111 des Varistorkörpers 112 verlängert und entlang einem Abschnitt der zweiten Hauptoberfläche 116 verlängert. Somit sind sowohl die zweite Elektrode 120 als auch wenigstens ein Abschnitt der ersten Elektrode 118 auf einer einzigen Hauptoberfläche 116 des Varistorkörpers 112 angeordnet. Der unmittelbare Abstand S zwischen der zweiten Elektrode 120 und demjenigen Abschnitt der ersten Elektrode 118, der auf der zweiten Hauptoberfläche 116 des Varistorkörpers 112 angeordnet ist, ist vorzugsweise größer als die Dicke t des Varistorkörpers 112 zwischen den ersten und zweiten Hauptoberflächen 114 und 116. (Der Begriff "unmittelbar", wie er hier verwendet ist, bedeutet den kleinsten Punkt-zu-Punkt-Abstand zwischen den Elektroden). Dieser bevorzugte Abstand verkleinert Elektroden­ überschläge und Oberflächenstreuströme zwischen den Elektroden 118 und 120 und hat die Tendenz zu bewirken, daß Strom durch die Dicke t des Varistorkörpers 112 zwischen den Elektroden 118 und 120 fließt, anstatt entlang der Oberfläche 116 des Varistors zu fließen.

Der Varistor 110 ist besonders geeignet für solche Anwendungsfälle, in denen der Varistor beispielsweise auf einer gedruckten Schaltkarte angeordnet werden soll. In derartigen Anwendungsfällen wird der Varistor so orientiert, daß die zweite Hauptoberfläche 116, auf der ein Abschnitt von beiden Elektroden 118 und 120 angeordnet ist, auf die gedruckte Schaltkarte gerichtet ist. Die leitfähigen Oberflächen der Elektroden 118 und 120 sind typisch direkt über den Leiterbahnen der gedruckten Schaltkarte angeordnet. Eine Lötpaste ist zwischen jeder leitfähigen Elektrodenfläche und der entsprechenden Leiterbahn der Schaltkarte angeordnet. Die gesamte Anordnung wird dann erwärmt, wodurch das Lot zum Schmelzen gebracht wird und einen elektrischen Kontakt zwischen den Elektroden 118 und 120 und den Leiterbahnen der gedruckten Schaltkarte erzeugt.

Wenn der Varistor 110 in derartigen Applikationen verwendet wird, ist es wesentlich, daß der Varistor in bezug auf die gedruckte Schaltkarte richtig orientiert, d. h., daß der Varistor so positioniert sein muß, daß die zweite Hauptoberfläche 116, auf der ein Teil sowohl der ersten als auch zweiten Elektroden 118 und 120 angeordnet sind, auf die gedruckte Schaltkarte gerichtet ist. Wenn stattdessen der Varistor 110 so orientiert wäre, daß die erste Hauptoberfläche 114 auf die gedruckte Schaltkarte gerichtet ist, würde kein elektrischer Kontakt zwischen den Leiterbahnen der Schaltkarte und der Elektrode 120 hergestellt. Da bei dieser Orientierung kein elektrischer Kontakt mit der zweiten Elektrode 120 hergestellt würde, würde die fertig montierte Schaltungsan­ ordnung nicht wie beabsichtigt funktionieren. Die Notwendigkeit, die zweite Hauptoberfläche 116 richtig zu positionieren in bezug auf die Schaltkarte und dann die richtige Orientierung des Varistors 110 vor dem Löten zu überprüfen, verlängert wesentlich die Zeit und vergrößert die Kosten des Montagever­ fahrens.

Fig. 3 zeigt einen weiteren Varistor 210 gemäß dem Stand der Technik. Ein Varistorkörper 212 hat erste und zweite Elektroden 218 und 220, die auf entsprechende Weise an der ersten Hauptoberfläche 214 und der zweiten Hauptoberfläche 216 des Varistorkörpers 212 befestigt sind. Die Herstellung des Körpers 212 und auch die Befestigung der Elektroden 218 und 220 daran können so durchgeführt werden, wie es in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben wurde.

In dem Varistor 210 ist ein Abschnitt der ersten Elektrode 218, die der ersten Hauptoberfläche 214 zugeordnet ist, entlang einem ersten Ende 211 des Varistorkörpers 212 verlängert und weiterhin entlang einem Teil der zweiten Hauptoberfläche 216 verlängert. Somit sind sowohl die zweite Elektrode 220 als auch ein Abschnitt der ersten Elektrode 218 auf der zweiten Hauptoberfläche 216 des Varistorkörpers 212 angeordnet.

In ähnlicher Weise ist die zweite Elektrode 220, die der zweiten Hauptoberfläche 216 zugeordnet ist, entlang einem zweiten, gegenüberliegenden Ende 213 des Varistorkörpers 212 verlängert und weiterhin entlang einem Abschnitt der ersten Hauptoberfläche 214 verlängert. Somit sind sowohl die erste Elektrode 218 als auch ein Abschnitt der zweiten Elektrode 220 auf der ersten Hauptoberfläche 214 des Varistorkörpers 212 angeordnet.

Derjenige Abschnitt der ersten Elektrode 218, der auf der zweiten Hauptoberfläche 220 angeordnet ist, ist im wesentlichen ähnlich in Größe und Form zu demjenigen Abschnitt der zweiten Elektrode 220, der auf der zweiten Hauptoberfläche 214 angeordnet ist. Der unmittelbare Abstand S zwischen den Elektroden 218 und 220 auf der ersten Hauptoberfläche 214 ist im wesentlichen gleich dem unmittelbaren Abstand S zwischen den Elektroden 218 und 220 auf der zweiten Hauptoberfläche 216. Wiederum ist der Abstand S vorzugsweise größer als die Dicke t des Varistorkörpers 212, und zwar aus ähnlichen Gründen wie denjenigen, die vorstehend in bezug auf den Varistor 110 erläutert wurden. Die ersten und zweiten Elektroden 218 und 220 sind dadurch im wesentlichen gegensymmetrisch zu den ersten und zweiten Hauptoberflächen 214 und 216 des Varistorkörpers 212 angeordnet, wie er in Fig. 3 gezeigt ist. (Der Begriff "gegensymmetrisch", wie er hier verwendet ist, definiert eine Anordnung, bei der die erste Elektrode ein Spiegelbild der zweiten Elektrode bildet, gedreht um 180° um eine Achse, die senkrecht zu den Ebenen verläuft, die durch die ersten und zweiten Hauptoberflächen gebildet sind).

Die gegensymmetrische Anordnung der Elektroden 218 und 220 liefert entscheidende Vorteile bei mehreren Oberflächen­ montage-Applikationen. Wie vorstehend ausgeführt wurde, sind oberflächenmontierbare Varistoren vorzugsweise so gestaltet, daß sie in einer Lage auf beispielsweise einer gedruckten Schaltkarte angeordnet werden. Bei unsymmetrischen ober­ flächenmontierbaren Varistoren, wie beispielsweise einem Varistor 110 gemäß Fig. 2, ist es notwendig, die ersten und zweiten Hauptoberflächen des Varistors vor der Anordnung auf der gedruckten Schaltkarte richtig zu orientieren.

Das Erfordernis für eine Überprüfung der richtigen Orientierung der Hauptoberflächen eines Varistors vor dem Löten ist durch die gegensymmetrische Anordnung der Elektroden 218 und 220 des Varistors 210, wie er in Fig. 3 dargestellt ist, eliminiert. Das bedeutet, unabhängig davon, ob die erste oder zweite Hauptoberfläche 214 und 216 des Varistorkörpers 212 auf die Leiterbahnen der gedruckten Schaltkarte gerichtet ist, sind sowohl die ersten als auch zweiten Elektroden 218 und 220 immer für einen elektrischen Kontakt mit der Oberfläche der Schaltkarte angeordnet. Da die Orientierung der ersten und zweiten Hauptoberflächen 214 und 216 des Varistors 210 nicht vor der Anordnung des Varistors auf der gedruckten Schaltkarte überprüft zu werden braucht, kann die Montagezeit wesentlich verkürzt werden.

Fig. 4 zeigt einen Varistor 510 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Varistorkörper 512 ist mit ersten und zweiten Elektroden 518 und 520 versehen, die auf entsprechende Weise an der ersten Hauptoberfläche 514 und der zweiten Hauptoberfläche 516 des Varistorkörpers 512 befestigt sind.

Eine erste Schicht aus isolierendem Material ist auf einem ersten Ende 511 des Varistorkörpers 512 ausgebildet. Ein Teil des isolierenden Materials 540 überdeckt einen Bereich der ersten Hauptoberfläche 514 neben dem ersten Ende 511 des Varistorkörpers 512. Ein anderer Teil oder Abschnitt des isolierenden Materials 540 überdeckt einen Bereich der zweiten Hauptoberfläche 516 neben dem ersten Ende 511 des Varistorkörpers 512.

Eine zweite Schicht aus isolierendem Material 542 ist auf einem zweiten, gegenüberliegenden Ende 513 des Varistorkörpers 512 ausgebildet. Ein Teil des isolierenden Materials überdeckt einen Bereich der ersten Hauptoberfläche 514 neben dem zweiten Ende 513 des Varistorkörpers 512. Ein anderer Teil des isolierenden Materials 542 überdeckt einen Bereich der zweiten Hauptoberfläche 516 neben dem zweiten Ende 513. Diejenigen Teile bzw. Abschnitte der ersten und zweiten isolierenden Schichten 540 und 542, die Teile der ersten und zweiten Hauptoberflächen 514 und 516 überdecken, sind, in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel, im wesentlichen ähnlich in Größe und Form. Die isolierenden Schichten 540 und 542 sind vorzugsweise aus einem Material wie beispielsweise Glas zusammengesetzt, das den hohen Temperaturen widerstehen kann, die für die nachfolgende Applikation der Metallisierungsschichten 550 und 552 erforderlich sind, die nachfolgend näher erläutert werden.

Die erste Elektrode 518, die auf der ersten Hauptoberfläche 514 des Varistorkörpers 512 angeordnet ist, erstreckt sich entlang der ersten Hauptoberfläche 514 von einem Bereich unmittelbar neben dem Rand der ersten isolierenden Schicht 540 bis zu einem Bereich unmittelbar neben dem Rand der zweiten Schicht 542. Vorzugsweise überlappt ein Teil der ersten Elektrode 518 den Rand der ersten Schicht 540, und ein anderer Teil der ersten Elektrode 518 überlappt den Rand der zweiten isolierenden Schicht 542, wie es in Fig. 4 gezeigt ist.

Die zweite Elektrode 520, die auf der zweiten Hauptoberfläche 516 des Varistorkörpers 512 angeordnet ist, erstreckt sich entlang der zweiten Hauptoberfläche 516 von einem Bereich unmittelbar neben dem Rand der ersten isolierenden Schicht 540 bis zu einem Bereich unmittelbar neben dem Rand der zweiten isolierenden Schicht 542. Vorzugsweise überlappt ein Teil der zweiten Elektrode 520 den Rand der ersten dielektrischen Schicht 540, und ein anderer Teil der zweiten Elektrode 520 überlappt den Rand der zweiten isolierenden Schicht 542. Bei der Darstellung gemäß Fig. 4 ist also die Oberfläche des Varistorkörpers 12 entweder durch eine der ersten oder zweiten Elektroden 518 und 520 oder durch eine der ersten oder zweiten isolierenden Schichten 540 und 542 überdeckt.

Eine dritte isolierende Schicht 530 ist auf einem wesentlichen Teil der Oberfläche der ersten Elektrode 518 angeordnet. Jedoch ist ein kleiner Bereich der Oberfläche der ersten Elektrode 518 neben dem zweiten Ende 513 des Varistorkörpers 512 nicht von der dritten isolierenden Schicht 530 überdeckt. Der freiliegende Oberflächenbereich der ersten Elektrode 518 erleichtert den elektrischen Kontakt mit der Metallisierungsschicht 552, die nachfolgend näher erläutert wird. Der Bereich der dritten isolierenden Schicht 530 neben dem ersten Ende 511 des Varistorkörpers 512 kontaktiert die erste isolierende Schicht 540. Somit ist also der gesamte Rand der ersten Elektrode 518 neben dem ersten Ende 511 des Varistorkörpers 512 vollständig isoliert durch die ersten und dritten isolierenden Schichten 540 und 530.

Eine vierte isolierende Schicht 532 ist auf einem wesentlichen Teil der Oberfläche der zweiten Elektrode 520 angeordnet. Jedoch ist ein kleiner Teil der Oberfläche der zweiten Elektrode 520 neben dem ersten Ende 511 des Varistorkörpers 512 nicht mit der vierten isolierenden Schicht 532 überdeckt. Der freiliegende Oberflächenbereich der zweiten Elektrode 520 ist vorgesehen, um einen elektrischen Kontakt zwischen der zweiten Elektrode 520 und der Metallisierungsschicht 550 zu ermöglichen. Der Bereich der vierten isolierenden Schicht 532 neben dem zweiten Ende 513 des Varistorkörpers 512 kontaktiert die zweite isolierende Schicht 542. Somit ist der gesamte Rand der zweiten Elektrode 520 neben dem zweiten Ende 513 des Varistorkörpers 512 vollständig isoliert durch die zweiten und vierten isolierenden Schichten 542 und 532.

Eine erste Metallisierungsschicht 550 ist auf der ersten isolierenden Schicht 540 ausgebildet. Die erste Metallisierungsschicht 550 ist verlängert, um an dem Rand der vierten isolierenden Schicht 532 anzustoßen und mit der zweiten Elektrode 520 in elektrischem Kontakt zu sein. Die erste Metallisierungsschicht 550 stellt dadurch eine elektrische Kontaktfläche neben der zweiten Hauptoberfläche 516 dar, durch die ein elektrischer Kontakt zwischen der zweiten Elektrode 520 und beispielsweise den Leiterbahnen einer gedruckten Schaltkarte hergestellt werden kann.

Die erste Metallisierungsschicht 550 ist weiterhin verlängert, um an dem Rand der dritten isolierenden Schicht 530 anzustoßen, und, im bevorzugten Ausführungsbeispiel, überlappt ein Teil der ersten Metallisierungsschicht 550 den Rand der dritten isolierenden Schicht 530. Die erste Metallisierungs­ schicht 550 stellt dadurch eine elektrische Kontaktfläche auf der ersten Hauptoberfläche 514 dar, durch die ein elektrischer Kontakt zwischen der zweiten Elektrode 520 und beispielsweise den Leiterbahnen einer gedruckten Schaltkarte hergestellt werden kann.

Eine zweite Metallisierungsschicht 552 ist auf der zweiten isolierenden Schicht 542 ausgebildet. Die zweite Metallisierungsschicht 552 ist verlängert, um an dem Rand der dritten isolierenden Schicht 530 anzustoßen und mit der ersten Elektrode 518 in elektrischem Kontakt zu sein. Die zweite Metallisierungsschicht 552 stellt dadurch eine elektrische Kontaktfläche auf der ersten Hauptoberfläche 514 dar, durch die ein elektrischer Kontakt zwischen der ersten Elektrode 518 und der Leiterbahn einer gedruckten Schaltkarte hergestellt werden kann.

Die zweite Metallisierungsschicht 552 ist verlängert, um an den Rand der vierten isolierenden Schicht 532 anzustoßen, und, in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel, überlappt ein Teil der zweiten Metallisierungsschicht 552 den Rand der vierten isolierenden Schicht 532. Die zweite Metallisierungsschicht 552 stellt dadurch eine elektrische Kontaktfläche auf der zweiten Hauptoberfläche 516 dar, durch die ein elektrischer Kontakt zwischen der ersten Elektrode 518 und den Leiterbahnen der gedruckten Schaltkarte hergestellt werden kann.

Die Varistorvorrichtung 510 ist somit völlig gegensymmetrisch in bezug auf die ersten und zweiten Hauptoberflächen 514 und 516. Das bedeutet, daß Anschlüsse auf beiden Hauptoberflächen für eine elektrische Verbindung mit beiden Elektroden 518 und 520 vorgesehen sind. Der Varistor 510 liefert dadurch die gleichen Vorteile bei Oberflächenmontage-Applikationen, wie es vorstehend beispielsweise in bezug auf den gegensymmetrischen Varistor 210 beschrieben wurde.

Darüber hinaus sorgen die verschiedenen isolierenden Schichten 530, 532, 540 und 542 für eine volle Passivierung der Varistorvorrichtung 510. Der Varistor 510 ist dadurch vor der Umgebung geschützt und erfordert keine zusätzliche Kapselung.

Fig. 5 ist ein Querschnitt des in Fig. 4 gezeigten Varistors 510. Wie in Fig. 5 gezeigt ist, sind die ersten und zweiten isolierenden Schichten 540a und 542a auf den ersten und zweiten Seiten 511a und 513a des Varistorkörpers 512 in ähnlicher Weise angeordnet, wie die Anordnung der isolierenden Schichten 540 und 542 in bezug auf die ersten und zweiten Enden 511 und 513 des Varistorkörpers 512. Die isolierenden Schichten 540a und 542a können aus Glas oder einem anderen Material ähnlich der Zusammensetzung aufgebaut sein, die für die isolierenden Schichten 540 und 542 verwendet sind. Da jedoch keine Metallisierung auf den isolierenden Schichten 540a und 542a angeordnet sein soll, ist es nicht notwendig, daß das Material den hohen Temperaturen statthalten kann, die für die Aufbringung der Metallisierungsschicht erforderlich sind. Somit kann das isolierende Material der Schichten 540a und 542a aus einem Kunststoffpolymer oder ähnlichem bestehen.

Fig. 5 zeigt ferner, daß die ersten und zweiten Elektroden 518 und 520 auf entsprechende Weise auf den ersten und zweiten Hauptoberflächen 514 und 516 des Varistorkörpers 512 angeordnet sind. Die Ränder der ersten und zweiten Elektroden 518 und 520 stoßen an den Rändern der isolierenden Schichten 540a und 542a an. Ein kleiner Teil der ersten und zweiten Elektroden 518 und 520 kann die isolierenden Schichten 540a und 542a überlappen, wie es in Fig. 5 gezeigt ist.

Dritte und vierte isolierende Schichten 530 und 532 sind auf den Elektroden 518 und 520 angeordnet. Die dritten und vierten isolierenden Schichten 530 und 532 erstrecken sich über die gesamten Oberflächen der Elektroden 518 bzw. 520, so daß die Ränder der dritten und vierten isolierenden Schichten 530 und 532 die isolierenden Schichten 540 und 542 kontaktieren. Die Elektroden 518 und 520 sind, wenn man den Querschnitt gemäß Fig. 5 betrachtet, dadurch vollständig isoliert von der Umgebung und erfordern keine zusätzliche Kapselung oder Ummantelung.

Claims (2)

1. Varistor mit einem Varistorkörper,

• (a) der eine erste Hauptoberfläche (514) und eine dieser gegenüberliegende, zweite Hauptoberfläche (516) aufweist,
• (b) der eine auf der ersten Hauptoberfläche (514) vorgesehene erste Elektrode (518) aufweist,
• (c) der eine auf der zweiten Hauptoberfläche (516) vorgesehene zweite Elektrode (520) aufweist,
• (d) auf dem eine erste (540) und eine zweite (542) isolierende Schicht angeordnet sind,
• (e) auf dem auf der ersten (540) und zweiten (542) isolierenden Schicht jeweils eine erste (550) bzw. eine zweite (552) Metallisierungsschicht vorgesehen sind,
• (f) der auf der ersten Hauptoberfläche einen ersten Eingangsanschluß (550) und auf der zweiten Hauptoberfläche einen zweiten Eingangsanschluß (550) aufweist, die durch die erste Metallisierungsschicht gebildet sind und beide mit der zweiten Elektrode (520) in Kontakt sind,
• (g) der auf der ersten Hauptoberfläche einen ersten Ausgangsanschluß (552) und auf der zweiten Hauptoberfläche einen zweiten Ausgangsanschluß (552) aufweist, die durch die zweite Metallisierungsschicht gebildet sind und beide mit der ersten Elektrode (518) in Kontakt sind, und
• (h) dessen nicht von der ersten bzw. zweiten Elektrode (518, 520) oder von der ersten bzw. zweiten isolierenden Schicht (540 bzw. 542) bedeckte Oberfläche mit einer weiteren isolierenden Schicht (540a, 542a) abgedeckt ist, die auch seine Seitenflächen umschließt.

2. Varistor nach Anspruch 1, bei dem eine vierte isolierende Schicht (532) wenigstens einen Teil der zweiten Elektrode (520) überdeckt und eine dritte isolierende Schicht (530) wenigstens einen Teil der ersten Elektrode (518) überdeckt.