DE3819255A1 - Lamellierter kondensator mit sicherungsfunktion - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen lamellierten (lami­ nierten) Kondensator gemäß dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1 und insbesondere auf einen lamellierten (lami­ nierten) Kondensator mit Sicherungsfunktion.

Der Aufbau eines konventionellen lamellierten Kondensators bzw. geschichteten Kondensators ist in den Fig. 10 und 11 dargestellt. Dieser lamellierte Kondensator 4 enthält eine Mehrzahl von internen Elektroden 1, die übereinanderge­ schichtet sind, wobei sich zwischen jeweils zwei benachbar­ ten internen Elektroden 1 eine dielektrische Schicht 2 zur Kapazitätsbildung befindet. Interne Elektroden 1 eines er­ sten Elektrodensatzes erstrecken sich dabei zu einer End­ kante des aus den internen Elektroden 1 und den dielektri­ schen Schichten 2 gebildeten Schichtkörpers, während sich zweite Elektroden 1 eines zweiten Elektrodensatzes zur an­ deren Endkante des Schichtkörpers erstrecken. Die internen Elektroden 1 sind dabei so angeordnet, daß sie in Stapel­ richtung gesehen aufeinanderfolgend zu jeweils unterschied­ lichen Elektrodensätzen gehören. Einander gegenüberliegende Oberflächen der dielektrischen laminierten Struktur mit den gestapelten, dielektrischen Schichten 2 sind mit externen Elektroden 3 versehen. Eine dieser externen Elektroden 3 ist mit dem ersten Satz der internen Elektroden 1 elek­ trisch verbunden, während die andere der externen Elektro­ den 3 mit dem zweiten Satz der internen Elektroden 1 elek­ trisch verbunden ist.

Weist eine der dielektrischen Schichten 2 im lamellierten Kondensator 4 einen Defekt auf, beispielsweise durch Bil­ dung eines Hohlraums, so kann ein Kurzschluß zwischen in­ ternen Elektroden 1 auftreten, die an gegenüberliegenden Oberflächen dieser speziellen dielektrischen Schicht 2 lie­ gen. Bei einem derartigen Kurzschluß kann der Kondensator 4 seine Funktion nicht mehr erfüllen, so daß unter Umständen die Funktionsweise einer Schaltung, die den Kondensator 4 enthält, nachteilig beeinflußt wird.

In der US-PS 41 93 106 wurde daher bereits ein lamellierter Kondensator 6 gemäß Fig. 12 vorgeschlagen, mit dem eine Si­ cherung 5 verbunden ist, die außerhalb des Kondensators 6 liegt, um die offene Betriebsweise in der diesen Kondensa­ tor 4 verwendenden Schaltung aufrechtzuerhalten, auch wenn der Kondensator 4 defekt ist, wie oben beschrieben.

Beim lamellierten Kondensator 6 nach Fig. 12 muß also die Sicherung 5 gesondert zum Kondensator 6 vorhanden sein, wo­ bei diese mit einem Ende mit einer externen Elektrode 3 a und mit einem anderen Ende mit den entsprechend zugeord­ neten inneren Elektroden 1 a zu verbinden ist. Zu diesem Zweck ist es erforderlich, neben den beiden externen Elek­ troden 3 a eine weitere Zwischenelektrode 7 an der äußeren Oberfläche der dielektrischen lamellierten Struktur zu bil­ den. Ferner müssen die genannten und mit der Sicherung 5 zu verbindenden internen Elektroden 1 a auf den dielektrischen Schichten 2 a eine besondere Struktur aufweisen, damit sie elektrisch mit der Zwischenelektrode 7 verbunden werden können. Derartige Zusatzarbeiten und Designänderungen füh­ ren zu erhöhten Kosten des Kondensators 6. Tritt der oben genannte Schaden im Kondensator 6 auf, und brennt die Si­ cherung durch, so arbeitet dieser Kondensator 6 nicht län­ ger als solcher. Da außerdem die Zwischenelektrode 7 vor­ handen ist, ergeben sich oftmals Beschränkungen beim Anord­ nen des Kondensators 6 auf einer gedruckten Schaltungskar­ te. Die Sicherung 5 liegt ferner elektrisch in Reihe zur Kapazität des Kondensators 6, so daß dadurch ein Äquiva­ lentserienwiderstand zwischen den beiden externen Elektro­ den 3 des Kondensators 6 zu hohe Werte annehmen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen lamellier­ ten Kondensator mit Sicherungsfunktion zu schaffen, mit dem keine separaten Elemente zur Bildung der Sicherungsfunktion verbunden zu werden brauchen.

Die Lösung der gestellten Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegeben. Vorteilhafte Ausge­ staltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu ent­ nehmen.

Ein lamellierter Kondensator nach der Erfindung enthält ei­ ne dielektrische lamellierte Struktur, die eine Mehrzahl von übereinander gestapelten dielektrischen Schichten sowie eine erste und eine zweite Endfläche aufweist. Die lamel­ lierte Struktur enthält einen ersten Satz von internen Elektroden, von denen jede zwischen zwei benachbarten di­ elektrischen Schichten angeordnet ist und einen ersten ka­ pazitätsbildenden Bereich sowie einen Entnahmebereich auf­ weist, der mit dem kapazitätsbildenden Bereich elektrisch verbunden ist und sich zur ersten Endfläche erstreckt, so­ wie einen zweiten Satz von internen Elektroden, die jeweils auf der Oberfläche einer dielektrischen Schicht liegen, die zwischen einer internen Elektrode des zweiten Satzes und einer benachbarten internen Elektrode des ersten Satzes liegt, wobei jede interne Elektrode des zweiten Satzes ei­ nen zweiten kapazitätsbildenden Bereich gegenüber dem er­ sten kapazitätsbildenden Bereich sowie einen zweiten Ent­ nahmebereich aufweist, der elektrisch mit dem zweiten kapa­ zitätsbildenden Bereich verbunden ist und sich zur zweiten Endfläche erstreckt. Eine erste externe Elektrode befindet sich auf der ersten Endfläche, während sich eine zweite ex­ terne Elektrode auf der zweiten Endfläche befindet. Die er­ ste externe Elektrode ist elektrisch mit den ersten Entnah­ mebereichen des ersten Satzes der internen Elektroden ver­ bunden, während die zweite externe Elektrode elektrisch mit den zweiten Entnahmebereichen des zweiten Satzes der inter­ nen Elektroden verbunden ist.

Jede der internen Elektroden wenigstens eines der ersten und zweiten Sätze weist einen Sicherungsbereich auf, der den kapazitätsbildenden Bereich elektrisch mit dem Entnah­ mebereich verbindet, wobei der Sicherungsbereich früher als der kapazitätsbildende Bereich und der Entnahmebereich auf­ grund Joule′scher Wärme schmilzt, die dann erzeugt wird, wenn ein Strom den Sicherungsbereich durchfließt, der grö­ ßer als ein vorbestimmter Stromwert ist.

Führt ein Defekt in einer bestimmten dielektrischen Schicht zu einem Kurzschluß zwischen internen Elektroden, die an einander gegenüberliegenden Seiten dieser dielektrischen Schicht liegen, so fließt durch sie ein großer Strom hin­ durch, so daß der Sicherungsbereich, der einen Teil des durch die internen Elektroden gebildeten Stromwegs dar­ stellt, aufgrund der in ihm erzeugten Joule′schen Wärme durchschmilzt. Die kurzgeschlossenen internen Elektroden und die zwischen ihnen liegende dielektrische Schicht ar­ beiten somit nicht mehr als Kondensatoreinheit. Die anderen internen Elektroden und die zwischen ihnen jeweils vorhan­ denen dielektrischen Schichten arbeiten jedoch in der übli­ chen Weise als Kondensator weiter.

Im Gegensatz zum herkömmlichen lamellierten Kondensator nach Fig. 12 ist es gemäß der Erfindung nicht erforderlich, eine separat hergestellte Sicherung 5 mit dem Äußeren des Kondensators zu verbinden oder eine zusätzliche Zwischen­ elektrode 7 zu bilden, an die solche Sicherung 5 ange­ schlossen wird. Der Kondensator nach der Erfindung kann darüber hinaus in einfacher Weise auf einer gedruckten Schaltungskarte oder dergleichen angeordnet werden, und zwar in beliebiger Lage, ohne daß irgendwelche Richtungs­ einschränkungen zu berücksichtigen wären. Der Äquivalentse­ rienwiderstand des lamellierten Kondensators nach der Er­ findung wird ferner durch die Sicherungsbereiche nicht in so starkem Maß erhöht, wie dies beim konventionellen Kon­ densator der Fall ist.

Um zu erreichen, daß der Sicherungsbereich früher schmilzt als der Kapazitätsbildungsbereich und der Entnahmebereich, und zwar aufgrund eines Stroms, der höher als ein vorbe­ stimmter Wert ist, weist der Sicherungsbereich einen höhe­ ren elektrischen Widerstand als der Widerstand des kapazi­ tätsbildenden Bereichs und des Entnahmebereichs auf. Dazu kann z. B. der Sicherungsbereich aus einem Material herge­ stellt werden, das einen größeren spezifischen Widerstand als das Material zur Bildung des kapazitätsbildenden Be­ reichs und des Entnahmebereichs aufweist. Es ist aber auch möglich, daß der kapazitätsbildende Bereich, der Entnahme­ bereich und der Sicherungsbereich aus Materialien mit im wesentlichen demselben spezifischen Widerstand hergestellt sind, wobei dann jedoch der Sicherungsbereich in Richtung des Stromflusses gesehen einen kleineren Querschnitt als der kapazitätsbildende Bereich und der Entnahmebereich auf­ weist.

Die Zeichnung stellt neben dem Stand der Technik Ausfüh­ rungsbeispiele der Erfindung dar. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines lamellierten Keramikkondensators nach einem ersten Ausführungs­ beispiel der Erfindung, wobei zur genaueren Erläu­ terung des Aufbaus ein Bereich herausgeschnitten ist,

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine einzelne dielektrische Schicht innerhalb des Kondensators nach Fig. 1, wobei die dielektrische Schicht einen Teil bzw. Bereich zur Kapazitätsbildung und einen Entnahme- bzw. Anschlußbereich aufweist,

Fig. 3 eine Draufsicht auf die dielektrische Schicht nach Fig. 2, wobei der Bereich zur Kapazitätsbildung und der Entnahmebereich durch einen Sicherungsbe­ reich bzw. Sicherungsteil miteinander verbunden sind,

Fig. 4 eine perspektivische Explosionsdarstellung zur Er­ läuterung der dielektrischen Schichtstruktur des Kondensators nach Fig. 1,

Fig. 5 ein elektrisches Äquivalentschaltungsdiagramm des lamellierten Keramikkondensators nach Fig. 1,

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer Mehrzahl von dielektrischen Schichten in einem lamellierten Ke­ ramikkondensator nach einem zweiten Ausführungs­ beispiel der Erfindung,

Fig. 7 ein elektrisches Äquivalentschaltungsdiagramm des Kondensators nach dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6,

Fig. 8 eine Draufsicht auf eine dielektrische Schicht in einem Keramikkondensator nach einem dritten Aus­ führungsbeispiel der Erfindung, wobei die dielek­ trische Schicht verschiedene Muster zur Bildung eines kapazitätsbildenden Bereichs, eines Entnah­ mebereichs und eines Sicherungsbereichs trägt, und wobei diese Bereiche als interne Elektrode arbei­ ten,

Fig. 9 eine Draufsicht auf eine dielektrische Schicht in einem lamellierten Keramikkondensator nach einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung zur Er­ läuterung des Aufbaus eines kapazitätsbildenden Bereichs, eines Entnahmebereichs und eines Siche­ rungsbereichs, die als interne Elektrode arbeiten,

Fig. 10 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Mehrzahl von dielektrischen Schichten in einem konventionellen lamellierten Keramikkondensator,

Fig. 11 einen Querschnitt durch den gemäß Fig. 10 aufge­ bauten Keramikkondensator, und

Fig. 12 einen Querschnitt durch einen weiteren konventio­ nellen lamellierten Keramikkondensator.

Gemäß Fig. 1 enthält ein lamellierter (laminierter) Kera­ mikkondensator 10 eine dielektrische lamellierte (laminier­ te) Struktur 11. Die dielektrische lamellierte Struktur 11 enthält gemäß Fig. 4 eine Mehrzahl von aufeinandergestapel­ ten dielektrischen Schichten 12 a, 12 b und 12 c. Ferner weist die lamellierte Struktur 11 eine erste Endfläche 13 und ei­ ne zweite Endfläche 14 auf. Diese erste Endfläche 13 trägt eine erste externe Elektrode 15, während die zweite Endflä­ che 14 eine zweite externe Elektrode 16 trägt.

Die dielektrischen Schichten 12 b tragen einen ersten Satz von internen Elektroden 17, während die dielektrischen Schichten 12 c einen zweiten Satz von internen Elektroden 18 tragen. Jede der ersten internen Elektroden 17 enthält ei­ nen ersten kapazitätsbildenden Bereich 19, einen ersten Entnahmebereich 20 (take-out portion), der sich zu der er­ sten Endfläche 13 erstreckt, und einen ersten Sicherungsbe­ reich 21, der den kapazitätsbildenden Bereich 19 elektrisch mit dem Entnahmebereich 20 verbindet.

Andererseits enthält jede interne Elektrode 18 des zweiten Satzes einen zweiten kapazitätsbildenden Bereich 22, einen zweiten Entnahmebereich 23, der sich zu der zweiten Endflä­ che 14 hin erstreckt, und einen zweiten Sicherungsbereich 24, der den zweiten kapazitätsbildenden Bereich 22 elek­ trisch mit dem zweiten Entnahmebereich 23 verbindet. Diese dielektrischen Schichten 12 a und 12 b sind entsprechend der Fig. 4 abwechselnd aufeinandergestapelt. Im aufeinanderge­ stapelten bzw. lamellierten Zustand liegen die ersten und zweiten kapazitätsbildenden Bereiche 19 und 22 einander ge­ genüber, wobei die dielektrischen Schichten 12 b oder 12 c zwischen ihnen angeordnet sind. Diese kapazitätsbildenden Bereiche 19 und 22 dienen somit zur Bildung einer zwischen ihnen liegenden Kapazität. Bei Ausbildung der ersten und zweiten externen Elektroden 15 und 16 gemäß Fig. 1 sind diese dann jeweils elektrisch mit den ersten und zweiten Entnahmebereichen 20 und 23 verbunden. Die erste externe Elektrode 15 ist also mit den ersten Entnahmebereichen 20 verbunden, während die zweite externe Elektrode 16 mit den zweiten Entnahmebereichen 23 verbunden ist.

Obwohl in Fig. 1 nicht im einzelnen gezeigt, können Lei­ tungsanschlüsse mit den externen Elektroden 15 und 16 ver­ bunden sein, während andererseits der gesamte Kondensator 10 von einem elektrisch isolierenden Harz umhüllt sein kann, so daß nur noch die Leitungsanschlüsse nach außen ra­ gen.

Im folgenden wird die Herstellungsweise des lamellierten Keramikkondensators 10 näher beschrieben.

Die dielektrischen Schichten 12 a, 12 b und 12 c werden zu­ nächst durch ungebrannte bzw. unbehandelte Keramikplättchen (ceramic green sheets) gebildet, die etwa 15 bis 60 µm dick sind. Von diesen unbehandelten Keramikplättchen werden die­ jenigen, die die dielektrischen Schichten 12 b und 12 c bil­ den sollen, mit elektrisch leitenden Filmen bedruckt, und zwar auf einer ihrer jeweiligen Hauptoberflächen. Bei dem entsprechenden Verfahren zum Bedrucken der Plättchen wird eine Metallpaste verwendet, die ein Material mit relativ niedrigem spezifischem Widerstand enthält. Die elektrisch leitenden Filme dienen zur Bildung der ersten und zweiten kapazitätsbildenden Bereiche 19 und 20 sowie zur Bildung der ersten und zweiten Entnahmebereiche 20 und 23. Nach dem Drucken werden sie getrocknet. Das Hauptmaterial der hier verwendeten Metallpaste ist z. B. Palladium, eine Palla­ dium-Silber-Legierung, Platin, Nickel, Kupfer oder derglei­ chen. Wie in Fig. 2 bezüglich einer dielektrischen Schicht 12 b dargestellt, enthält jede dielektrische Schicht 12 b ei­ nen kapazitätsbildenden Bereich 19 und einen Entnahmebe­ reich 20, die voneinander getrennt sind.

Die Fig. 3 zeigt nochmals die dielektrische Schicht 12 b, wobei jetzt jedoch ein Sicherungsbereich 21 bzw. Siche­ rungsteil vorhanden ist, durch den der kapazitätsbildende Bereich 19 elektrisch mit dem Entnahmebereich 20 verbunden ist. Der Sicherungsbereich 21 wird durch Aufdrucken einer Metallpaste auf die dielektrische Schicht 12 b erzeugt, wo­ bei diese Metallpaste ein metallisches Material mit einem spezifischen Widerstand enthält, der größer ist als der spezifische Widerstand des kapazitätsbildenden Bereichs 19 und des Entnahmebereichs 20. Diese Metallpaste kann auch in anderer geeigneter Weise auf die dielektrische Schicht 12 b aufgebracht und dann getrocknet werden. Das metallische Ma­ terial innerhalb der Metallpaste zur Bildung des Siche­ rungsbereichs 21 ist z. B. eine Nickel-Chrom-Legierung, Zink, Aluminium, oder dergleichen. Die geometrischen Abmes­ sungen (Länge, Breite und Dicke) des Sicherungsbereichs 21 und die Art des metallischen Materials zur Bildung des Si­ cherungsbereichs 21 sind so ausgewählt, daß die Joule′sche Wärme den Sicherungsbereich 21 zerschmilzt, die dann in ihm produziert wird, wenn der Sicherungsbereich 21 von einem Kurzschlußstrom durchflossen wird.

Die Materialien und Verfahren zur Bildung des kapazitäts­ bildenden Bereichs 22, des Entnahmebereichs 23 und des Si­ cherungsbereichs 24 auf den dielektrischen Schichten 12 c sind die gleichen wie diejenigen zur Bildung des kapazi­ tätsbildenden Bereichs 19, des Entnahmebereichs 20 und des Sicherungsbereichs 21 auf den dielektrischen Schichten 12 b.

Im Anschluß daran werden die dielektrischen Schichten 12 b und 12 c abwechselnd aufeinandergestapelt, und zwar entspre­ chend der Fig. 4. Diese Schichten 12 b und 12 c sind jeweils um 180° gegeneinander verdreht. Die ersten und zweiten Ent­ nahmebereiche 20 und 23 liegen daher an einander gegenüber­ liegenden Seiten. Die Anzahl der dielektrischen Schichten 12 b und 12 c wird in Übereinstimmung mit dem Wert der ge­ wünschten Kapazität gewählt.

Mehrere dielektrische Schichten 12 a, die nicht mit internen Elektroden versehen worden sind, nehmen dann die aufeinan­ dergestapelten dielektrischen Schichten 12 b und 12 c zwi­ schen sich auf. Sodann werden die auf diese Weise aufeinan­ dergestapelten dielektrischen Schichten 12 a, 12 b und 12 c in Stapelrichtung zusammengepreßt, um einen einzigen Block zu bilden. Dieser Block wird dann gebrannt, so daß die dielek­ trische lamellierte Struktur 11 in Fig. 1 erhalten wird. Im Anschluß daran wird eine Metallpaste zur Bildung der ersten und zweiten externen Elektrode 15 und 16 auf die jeweiligen ersten und zweiten Endflächen 13 und 14 der dielektrischen lamellierten Struktur 11 aufgetragen, und zwar durch ein Dickfilm-Aufdruckverfahren. Diese Metallpaste wird dann ge­ trocknet und gebrannt. Schließlich wird auf diesem Wege der lamellierte Keramikkondensator 10 in Fig. 1 erhalten.

Wie anhand des oben beschriebenen Verfahrens zur Herstel­ lung des Kondensators 10 zu erkennen ist, müssen die Mate­ rialien zur Bildung der kapazitätsbildenden Bereiche 19 und 22, der Entnahmebereiche 20 und 23 und der Sicherungsberei­ che 21 und 24 so gewählt sein, daß ihre Schmelzpunkte ober­ halb der Temperatur liegen, die beim Brennen des kera­ mischen Materials zur Bildung der dielektrischen Schichten 12 a, 12 b und 12 c erreicht wird, so daß sie während des Brennens nicht mit dem keramischen Material reagieren.

Das metallische Material zur Bildung der kapazitätsbilden­ den Bereiche 19 und 22 sowie der Entnahmebereiche 20 und 23 ist vorzugsweise mit dem metallischen Material zur Bildung der Sicherungsbereiche 21 und 24 legierbar. Eine derartige Legierbarkeit ist aber nicht in jedem Fall erforderlich. Die kapazitätsbildenden Bereiche 19 und 22 sowie die Ent­ nahmebereiche 20 und 23 stehen in Oberflächenkontakt mit den Sicherungsbereichen 21 und 24, wobei ein solcher Ober­ flächenkontakt noch fester bzw. verstärkt wird, wenn der Preßschritt vor dem Brennschritt erfolgt, durch den die di­ elektrische lamellierte Struktur 11 erhalten wird. Ferner werden während des Brennschritts die kapazitätsbildenden Bereiche 19 und 22, die Entnahmebereiche 20 und 23 sowie die Sicherungsbereiche 21 und 24 gleichzeitig gebrannt, so daß keine Gefahr besteht, daß zwischen ihnen eine unvoll­ ständige Verbindung erhalten wird.

Beispielsweise können die Materialien der internen Elektro­ den 17 und 18 bezüglich der kapazitätsbildenden Bereiche 19 und 22 sowie der Entnahmebereiche 20 und 23 aus Nickel be­ stehen oder Nickel enthalten und einen spezifischen Wider­ stand von 10^-6 Ω × cm aufweisen, während zur Bildung der Si­ cherungsbereiche 21 und 24 eine Nickel-Chrom-Legierung mit einem spezifischen Widerstand von 10^-4 Ω × cm zum Einsatz kommt.

Der auf diese Weise gebildete lamellierte Keramikkondensa­ tor 10 läßt sich durch die in Fig. 5 gezeigte elektrische Ersatzschaltung darstellen. Weist eine dielektrische Schicht 12 b oder 12 c zwischen den ersten und zweiten kapa­ zitätsbildenden Bereichen 19 und 22 einen inneren Defekt aufgrund eines Hohlraums oder dergleichen auf, oder ver­ schlechtern sich ihre Eigenschaften im Laufe der Zeit, und tritt ein Kurzschluß zwischen den ersten und zweiten kapazitätsbildenden Bereichen 19 und 22 auf, so daß ein großer Strom durch diese hindurchfließt, so schmelzen in Fig. 5 die Sicherungsbereiche 21 oder 24 aufgrund der er­ zeugten Joule′schen Wärme. Die durch die beschädigte di­ elektrische Schicht gebildete Kondensatoreinheit wird somit elektrisch von den anderen normal arbeitenden Kondensator­ einheiten getrennt und hört auf, als Kondensator zu arbei­ ten. Die anderen und normal arbeitenden Kondensatoreinhei­ ten bewahren jedoch ihre Kondensatoreigenschaften. Es be­ steht somit keine Möglichkeit für den lamellierten Keramik­ kondensator 10, insgesamt in den Kurzschlußzustand überzu­ wechseln. Obwohl sich also die Kapazität des lamellierten Keramikkondensators 10 vermindert, hält dieser jedoch ins­ gesamt seine Funktion aufrecht. Die Sicherungsbereiche 21 und 24 selbst führen ferner nicht zu einem ernsten Anstieg des Äquivalentserienwiderstands des Kondensators 10. Viel­ mehr können die Sicherungsbereiche 21 und 24 auch die Funk­ tion aufweisen, den Äquivalentserienwiderstand des Konden­ sators 10 einzustellen.

Fig. 6 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel liegen dielektrische Schichten 31 a und 31 b abwechselnd aufeinander, wobei jede dielektrische Schicht 31 a eine interne Elektrode 35 mit ei­ nem kapazitätsbildenden Bereich 32, einen Entnahmebereich 33 und einen Sicherungsbereich 37 enthält, und zwar ähnlich wie die bereits oben beschriebene dielektrische Schicht 12 b. Andererseits weist jede dielektrische Schicht 31 b eine interne Elektrode 38 auf, bei der der kapazitätsbildende Bereich 36 und der Entnahmebereich 37 zu einer Einheit in­ tegriert sind. In diesem Fall ist kein Sicherungsbereich vorhanden.

Die dielektrischen Schichten 31 a und 31 b gemäß Fig. 6 die­ nen zur Bildung eines lamellierten Keramikkondensators, und zwar in gleicher Weise, wie im Zusammenhang mit dem vorher­ gehenden Ausführungsbeispiel beschrieben worden ist. Der durch die dielektrischen Schichten 31 a und 31 b erhaltene Kondensator läßt sich durch das in Fig. 7 gezeigte elektri­ sche Ersatzschaltbild darstellen. Dieses Ersatzschaltbild enthält eine Parallelkombination von Serienschaltungen, wo­ bei zu jeder Serienschaltung eine Kapazitätseinheit A und eine Sicherung B gehören.

In jedem der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele wird der Sicherungsbereich aus einem Material hergestellt, das einen höheren spezifischen Widerstand als dasjenige Mate­ rial aufweist, aus dem der kapazitätsbildende Bereich und der Entnahmebereich hergestellt werden, um sicherzustellen, daß der Sicherungsbereich einen größeren elektrischen Wi­ derstand aufweist als der kapazitätsbildende Bereich und der Entnahmebereich. Zusätzlich weist der Sicherungsbereich in den genannten Ausführungsbeispielen einen Querschnitts­ bereich auf, der kleiner ist als derjenige des kapazitäts­ bildenden Bereichs und des Entnahmebereichs, und zwar je­ weils in Richtung des Stromflusses gesehen. Hierdurch wird eine weitere Erhöhung des elektrischen Widerstands erzielt, was allerdings nur eine begleitende bzw. zusätzliche Maß­ nahme ist. Um zu erreichen, daß der Sicherungsbereich einen höheren elektrischen Widerstand als der kapazitätsbildende Bereich und der Entnahmebereich aufweist, ist es ferner möglich, den Sicherungsbereich so auszubilden, daß er nur einen kleineren Querschnitt als der kapazitätsbildende Be­ reich und der Entnahmebereich aufweist, und zwar jeweils in Richtung des Stromflusses gesehen, wobei der kapazitätsbil­ dende Bereich, der Entnahmebereich und der Sicherungsbe­ reich aus Materialien mit im wesentlichen demselben spezi­ fischen Widerstand hergestellt sind. Dies wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 8 und 9 genauer beschrieben.

Die Fig. 8 und 9 zeigen jeweils ein drittes und ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung, und zwar anhand von Draufsichten auf dielektrische Schichten 41 und 51. Die di­ elektrischen Schichten 41 oder 51 können anstelle der di­ elektrischen Schicht 12 b und/oder 12 c in Fig. 4 verwendet werden oder anstelle der dielektrischen Schicht 31 a in Fig. 6.

Die dielektrische Schicht 41 gemäß Fig. 8 weist eine inter­ ne Elektrode 42 auf ihrer einen Hauptfläche auf. Die inter­ ne Elektrode 42 enthält einen kapazitätsbildenden Bereich 43, einen Entnahmebereich 44, der sich zu einer Endkante der dielektrischen Schicht 41 hin erstreckt, und einen Si­ cherungsbereich 45, der den kapazitätsbildenden Bereich 42 elektrisch mit dem Entnahmebereich 44 verbindet. Der Siche­ rungsteil 45 wird durch einen schmalen Bereich definiert, der durch Herausschneiden sich gegenüberliegender keilför­ miger Bereiche aus der internen Elektrode 42 erhalten wor­ den ist. Die keilförmigen Bereiche laufen dabei von einan­ der gegenüberliegenden Seitenkanten der internen Elektrode 42 spitz aufeinander zu. Die Größe des Sicherungsteils 45 wird unter Berücksichtigung der Art des metallischen Mate­ rials bestimmt, das zur Bildung der internen Elektrode 42 verwendet worden ist, um sicherzustellen, daß der Siche­ rungsteil 45 durch Joule′sche Wärme schmilzt, die in ihm produziert wird, wenn ein Storm durch den kapazitätsbilden­ den Bereich 43 hindurchfließt, der eine erlaubte Stromgren­ ze überschreitet.

Der kapazitätsbildende Bereich 43, der Entnahmebereich 44 und der Sicherungsbereich 45 sind aus Materialien gebildet, die im wesentlichen denselben spezifischen Widerstand auf­ weisen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die inter­ ne Elektrode 42 dadurch erhalten, daß eine Metallpaste auf ein noch frisches bzw. ungebranntes Keramikplättchen ge­ druckt wird. Das metallische Material, das das Hauptmate­ rial der Metallpaste bildet, kann so gewählt sein, daß es während des Brennens des Keramikmaterials zur Bildung der dielektrischen Schicht 41 nicht in die dielektrische Schicht 41 hineintritt, und ferner so, daß es einen relativ hohen spezifischen Widerstand aufweist. Beispielsweise kom­ men für dieses metallische Material Nickel-Chrom-Legierun­ gen, Zink, Aluminium und dergleichen in Frage.

Gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 trägt ei­ ne dielektrische Schicht 51 auf einer ihrer Hauptoberflä­ chen eine interne Elektrode 52. Die interne Elektrode 52 enthält einen kapazitätsbildenden Bereich 53, einen Entnah­ mebereich 54 und einen Sicherungsbereich 55.

Die interne Elektrode 52 in Fig. 9 unterscheidet sich nur in Draufsicht von der internen Elektrode 42 in Fig. 8. Der Sicherungsteil 55 weist jedoch die Form eines geraden Streifens mit gleichförmiger Breite auf.

Die Form des Sicherungsteils ist nicht auf eine rechteckige Form beschränkt, wie z. B. anhand der Sicherungsteile 21 und 24 in Fig. 4 und anhand des Sicherungsteils 55 in Fig. 9 zu erkennen ist, oder auf eine Form, die dadurch erhalten wird, daß der Sicherungsteil durch Bildung zweier aufein­ ander zu laufender Keile erzeugt wird, wie der Sicherungs­ teil 45 in Fig. 8. Der Sicherungsteil kann vielmehr auch krummlinig sein. Er soll nur den kapazitätsbildenden Be­ reich und den Entnahmebereich elektrisch miteinander ver­ binden. Die Position des Sicherungsbereichs muß auch nicht unbedingt in der Mitte der Breite der internen Elektrode liegen.

Claims (4)

1. Lamellierter Kondensator, gekennzeichnet durch

• - eine dielektrische lamellierte Struktur (11), die eine Mehrzahl von übereinander gestapelten dielektrischen Schichten (12 a, 12 b, 12 c; 31 a, 31 b; 41; 51) sowie eine erste und eine zweite Endfläche (13, 14) aufweist,
• - einen ersten Satz von internen Elektroden (17, 35, 42, 52), von denen jede zwischen zwei benachbarten dielektri­ schen Schichten angeordnet ist und einen ersten kapazi­ tätsbildenden Bereich (19, 32, 43, 53) sowie einen Ent­ nahmebereich (20, 33, 44, 54) aufweist, der mit dem kapa­ zitätsbildenden Bereich elektrisch verbunden ist und sich zur ersten Endfläche (13) erstreckt,
• - einen zweiten Satz von internen Elektroden (18, 38), die jeweils auf der Oberfläche einer dielektrischen Schicht liegen, die zwischen einer internen Elektrode des zweiten Satzes und einer benachbarten internen Elektrode des er­ sten Satzes liegt, wobei jede interne Elektrode des zwei­ ten Satzes einen zweiten kapazitätsbildenden Bereich (22, 36) gegenüber dem ersten kapazitätsbildenden Bereich so­ wie einen zweiten Entnahmebereich (23, 37) aufweist, der elektrisch mit dem zweiten kapazitätsbildenden Bereich verbunden ist und sich zur zweiten Endfläche (14) er­ streckt, und
• - eine erste externe Elektrode (15) auf der ersten Endflä­ che (13) und eine zweite externe Elektrode (16) auf der zweiten Endfläche (14), wobei die jeweiligen externen Elektroden mit den jeweiligen Entnahmebereichen elek­ trisch verbunden sind, und daß
• - jede der internen Elektroden (17, 18, 35, 42, 52) wenig­ stens eines der ersten und zweiten Sätze einen Siche­ rungsbereich (21, 24, 34, 45, 55) aufweist, der den kapa­ zitätsbildenden Bereich elektrisch mit dem Entnahmebe­ reich verbindet, wobei der Sicherungsbereich früher als der kapazitätsbildende Bereich und der Entnahmebereich aufgrund Joule′scher Wärme schmilzt, die dann erzeugt wird, wenn ein Strom den Sicherungsbereich durchfließt, der größer als ein vorbestimmter Stromwert ist.

2. Lamellierter Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherungsbereich einen größeren elektrischen Widerstand als der kapazitätsbildende Bereich und der Entnahmebereich aufweist.

3. Lamellierter Kondensator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherungsbereich (21, 24, 34) aus einem Material hergestellt ist, das einen größeren spezifi­ schen Widerstand als das Material zur Bildung des kapazi­ tätsbildenden Bereichs (19, 22, 32) und des Entnahmebe­ reichs (20, 23, 33) aufweist.

4. Lamellierter Kondensator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der kapazitätsbildende Bereich (43, 53), der Entnahmebereich (44, 54) und der Sicherungsbereich (45, 55) aus Materialien mit im wesentlichen demselben spe­ zifischen Widerstand hergestellt sind, und daß der Siche­ rungsbereich in Richtung des Stromflusses gesehen einen kleineren Querschnitt als der kapazitätsbildende Bereich und der Entnahmebereich aufweist.