DE4108535A1 - Varistoren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft allgemein Varistoren und insbesondere neuartige geschichtete Konstruktionen für Varistoren, die durch Siebdruckverfahren hergestellt werden.

Diese Erfindung nimmt Bezug auf eine anhängige Anmeldung mit der Attorney Docket No. 28-EC-0003, eingereicht 1990, mit dem Titel "Varistor Ink Formulations", auf die Anmeldung mit der Attorney Docket No. 28-EC-0002, eingereicht 1990, mit dem Titel "Varistor Powder Compositions", auf die Anmeldung mit der Attorney Docket No. 28-EC-0005, eingereicht 1990, mit dem Titel "Varistor Configurations" und auf die Anmeldung mit der Attorney Docket No. 28-EC-0006, eingereicht 1990, mit dem Titel "Varistor Manufacturing Method and Apparatus".

Die Lehren dieser Anmeldungen sind ein Teil dieser Anmeldung, die Bezug auf die obigen Anmeldungen nimmt.

Zinkoxidvaristoren sind keramische Halbleitervorrichtungen auf der Grundlage von Zinkoxid. Sie haben hochgradig nicht-lineare Strom/Spannungscharakteristiken, ähnlich wie gegeneinander geschaltete Zenerdioden, sogenannte Back-to-Back Zenerdioden, jedoch weisen sie sehr viel höhere Strom- und Energiehandhabungsfähigkeiten auf. Varistoren werden durch keramische Sinterverfahren hergestellt, woraus eine Struktur resultiert, die aus leitenden Zinkoxidkörner besteht, welche von elektrisch isolierenden Barrieren umgeben sind. Diese Barrieren sind auf Trap- oder Störstellenzustände an den Korngrenzen zurückzuführen, die durch additive Elemente wie Wismuth, Kobalt, Praseodym, Mangan usw. induziert werden.

Die Fabrikation von Zinkoxidvaristoren folgt der traditionellen Standardkeramiktechniken. Das Zinkoxid und andere Bestandteile werden gemischt, wobei eine Kugelmühle zum Mahlen verwendet wird, und werden beispielsweise einer Sprüh­ trockung unterzogen. Das gemischte Pulver wird getrocknet und auf die gewünschte Form, typischerweise Tabletten oder Pellets, gepreßt. Die resultierenden Tabletten oder Pellets werden auf hoher Temperatur, typischerweise 1000 bis 1400°C gesintert. Die gesinterten Vorrichtungen werden mit Elektroden versehen, wobei typischerweise ein feuerversilberter Kontakt verwendet wird. Das Verhalten der Vorrichtung wird nicht durch die Konfiguration der Elektroden oder ihre grundlegende Zusammensetzung beeinträchtigt. Es werden dann Leitungen durch Löten befestigt, und die fertig­ gestellte Vorrichtung kann in einem Polymermaterial einge­ kapselt werden, um spezifischen Anbringungs- und Leitungs­ erfordernissen gerecht zu werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mehrschichtvaristor zu schaffen.

Ferner soll die Erfindung eine Mannigfaltigkeit geeigneter Konfigurationen geschichteter Varistoren vorsehen.

Entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung umfaßt der Varistor mehrere Schichten aus keramischem Material und mehrere Schichten aus Elektrodenmaterial. Die Schichten sind eingeschichtet und ineinander verschachtelt, wobei jede Keramikmaterialschicht sandwichartig zwischen zwei Elektrodenmaterialschichten liegt. Zumindest ein Abschnitt von zumindest einer der Schichten des Elektrodenmaterials erstreckt sich zu einem ersten Oberflächenabschnitt des Varistors und zumindest ein Abschnitt von zumindest einer weiteren der Schichten aus Elektrodenmaterial erstreckt sich zu einem zweiten Oberflächeabschnitt des Varistors. Ein erster Körper aus leitendem Material ist anhaftend an zumindest dem ersten Oberflächenabschnitt befestigt, um eine elektrische Verbindung mit dem Abschnitt der zumindest einen Elektrodenmaterialschicht zu schaffen. Der Abschnitt der zumindest einen Elektrodenmaterialschicht ist von allen anderen Oberflächenabschnitten des Varistors durch keramisches Material beabstandet. Ein zweiter Körper aus leitendem Material ist anhaftend an zumindest dem zweiten Oberflächenabschnitt befestigt, um eine elektrische Verbindung mit dem Abschnitt dieser zumindest einen anderen Elektrodenmaterialschicht zu schaffen. Der Abschnitt dieser zumindest einen anderen Elektrodenmaterialschicht ist von allen anderen Oberflächenabschnitten des Varistors durch ein keramisches Material beabstandet. Die Körper oder Teile aus leitendem Material definieren Anschlüsse des Varistors. Jede keramische Materialschicht, die zwischen zwei Elektroden­ materialschichten sandwichartig eingebettet ist, weist eine Dickenausdehnung geringer als 30,0 µm auf.

In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann der erfindungs­ gemässe Varistor mehrere Schichten aus keramischem Material und mehrere Schichten aus Elektrodenmaterial umfassen, die schachtel- oder stapelartig zueinander angeordnet und einge­ schichtet sind. Jede keramische Materialschicht ist zwischen zwei Elektrodenmaterialschichten sandwichartig eingebettet. Zumindest ein Abschnitt von zumindest einer der Schichten aus Elektrodenmaterial erstreckt sich zu einem ersten Oberflächenabschnitt des Varistors, und zumindest ein Abschnitt von zumindest einer weiteren der Schichten aus Elektrodenmaterial erstreckt sich zu einem zweiten Ober­ flächenabschnitt des Varistors. Ein erster Körper aus leitendem Material ist zumindest an dem ersten Oberflächen­ abschnitt anhaftend befestigt, um eine elektrische Verbindung mit dem Abschnitt der zumindest einen Elektrodenmaterial­ schicht oder -lage zu schaffen. Der Abschnitt dieser zumindest einen Elektrodenmaterialschicht ist von allen anderen Oberflächenabschnitten des Varistors durch keramisches Material beabstandet und getrennt. Ein zweiter Körper aus leitendem Material ist anhaftend an zumindest dem zweiten Oberflächenabschnitt befestigt, um eine elektrische Verbindung mit dem Abschnitt der zumindest einen weiteren Elektrodenmaterialschicht oder -lage zu schaffen. Der Abschnitt dieser zumindest einen weiteren Elektrodenmaterial­ schicht ist von allen anderen Oberflächenabschnitten des Varistors durch keramisches Material beabstandet. Die Körper aus leitendem Material definieren Anschlüsse des Varistors. Jede der keramischen Schicht, die sandwichartig zwischen zwei Elektrodenmaterialschichten eingebettet sind, wird durch Deposition von einer Pulversuspension ausgebildet sowie durch darauffolgende Wärmebehandlung, um ein dichtes Kontinuum aus keramischem Material geringer Porosität zu liefern. Jede Keramikschicht kann durch mehrere oder zahlreiche Depositions­ schritte von Pulversuspensionen ausgebildet werden, die durch die Wärmebehandlung zu einem Aggregat verdichtet werden oder zusammengeballt werden, um das dichte Kontinuum aus keramischem Material geringer Porosität zu liefern. Jede Schicht aus keramischem Material, die zwei Schichten aus Elektrodenmaterial trennt, ist von im wesentlichen derselben Dicke wie jede weitere Schicht aus keramischem Material, die zwei Schichten aus Elektrodenmaterial trennt, und die Dicke ist über die gesamte Fläche der trennenden Schicht aus keramischem Material im wesentlichen gleichförmig. Jede Schicht aus Elektrodenmaterial kann von im wesentlichen derselben Dicke wie jede andere Schicht aus Elektrodenmaterial sein, wobei die Dicke über die gesamte Fläche der Schicht aus Elektrodenmaterial im wesentlichen gleichförmig und gleichmäßig ist.

Zumindest eine der Schichten aus Elektrodenmaterial kann von einem äußeren Oberflächenabschnitt oder -teil des Varistors durch eine Schicht aus keramischem Material größerer Dicke als der Dicke jeder der Schichten aus keramischem Material, die zwei Schichten aus Elektrodenmaterial trennen, getrennt sein. Alternativ oder zusätzlich hierzu kann zumindest eine der Schichten aus Elektrodenmaterial von einem äußeren Ober­ flächenabschnitt des Varistors durch eine Schicht aus keramischem Material einer andersartigen Zusammensetzung als der der trennenden Schicht aus keramischem Material getrennt sein.

In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist zumindest eine der mehreren Schichten oder Lagen aus Elektrodenmaterial durch eine einzelne Region oder einen einzelnen Bereich aus Elektrodenmaterial definiert und ausgebildet. Alternativ kann zumindest eine der mehreren Lagen oder Schichten aus Elektro­ denmaterial durch mehrere einzelne oder individuelle Bereiche oder Abschnitte aus Elektrodenmaterial definiert bzw. gebildet sein.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist der erfindungs­ gemäße Varistor eine im wesentlichen rechtwinklige Blockform oder -konfiguration auf, und die Schichten aus Elektroden­ material sind im wesentlichen planar und erstrecken sich im wesentlichen parallel zu den Seitenflächen des Varistors, die von maximaler planarer oder ebener Ausdehnung sind. Die Stirnseiten des rechtwinkligen blockförmigen Varistors definieren den ersten und zweiten Oberflächenabschnitt.

In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann der Varistor gemäß der Erfindung von im wesentlicher zylindrischer Konfiguration sein, wobei die Schichten aus Elektroden­ material im wesentlichen planar sind und sich transversal zur Achse des im wesentlichen zylindrisch ausgebildeten Varistors erstrecken. Der erste Oberflächenabschnitt und der zweite Oberflächenabschnitt sind durch die gekrümmten oder gebogenen Oberflächenabschnitte des Varistors definiert. Einer des ersten und zweiten Oberflächenabschnitts kann ein äußerer, konvex gekrümmter Oberflächenabschnitt des ringförmigen Varistors sein, und der andere des ersten und zweiten Oberflächenabschnitts kann ein innerer, konkav gekrümmter oder gebogener Oberflächenabschnitt einer zentralen Ausnehmung oder Öffnung sein, die sich durch das ringförmige Teil erstreckt.

Bei jeder Konfiguration der verschiedenen Ausführungsbeispiele der Erfindung definieren die zumindest eine Schicht aus Elektrodenmaterial und die zumindest eine weitere Schicht aus Elektrodenmaterial gemeinsam mehrere Elektrodenschichten. So sieht die Erfindung in einem weiteren Ausführungsbeispiel ferner einen Varistor vor, der drei Schichten aus keramischem Material und zwei Schichten aus Elektrodenmaterial umfaßt, wobei eine der keramischen Schichten sandwichartig zwischen den beiden Elektroden­ materialschichten eingeschlossen ist. Eine erste Schicht oder Lage der Schichten aus Elektrodenmaterial erstreckt sich zu einem ersten äußeren Oberflächenabschnitt des Varistors und die andere der beiden Schichten aus Elektrodenmaterial erstreckt sich zu einer zweiten äußeren Oberfläche des Varistors. Ein erster Körper aus leitendem Material ist anhaftend zumindest an dem ersten äußeren Oberflächen­ abschnitt befestigt, um eine elektrische Verbindung mit der ersten Elektrodenmaterialschicht vorzusehen. Die erste Elektrodenmaterialschicht ist von sämtlichen übrigen äußeren Oberflächenabschnitten des Varistors durch keramisches Material getrennt. Ein zweiter Körper aus leitendem Material ist anhaftend an dem zweiten äußeren Oberflächenabschnitt befestigt, um eine elektrische Verbindung mit der anderen Elektrodenmaterialschicht zu schaffen. Die andere Elektroden­ materialschicht ist von sämtlichen übrigen externen Ober­ flächenabschnitten des Varistors durch keramisches Material getrennt. Die Körper aus leitendem Material definieren die Anschlüsse des Varistors. Die keramische Schicht, die zwischen den beiden Elektrodenmaterialschichten sandwich­ artig eingebettet ist, wird durch Deposition einer Pulver­ suspension und darauffolgende Wärmebehandlung, die dazu dient, ein dichtes Kontinuum aus keramischem Material geringer Porosität zu schaffen, ausgebildet.

Die Vorrichtung oder das Gerät zum Herstellen von Varistoren entsprechend dem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung kann im wesentlichen aufweisen:

• a) zumindest eine Station zum Auftragen einer keramischen Farbe auf einem Substratmaterial;
• b) zumindest eine Station zum Auftragen einer nicht-kerami­ schen Farbe auf einem Substratmaterial;
• c) eine Übertragungseinrichtung oder Transfereinrichtung, die die Stationen verbindet, um die Substratmaterial­ abschnitte von Station zu Station vorzurücken und zu transferieren; und
• d) eine Steuereinrichtung zum Regulieren und Koordinieren der Druckvorgänge und des Substrattransports.

Die Vorrichtung kann in mehr detaillierter Weise bestehen aus:

• a) mindestens einer Siebdruckstation zum Auftragen oder Aufbringen einer keramischen Farbe auf einem Substrat­ material;
• b) zumindest einer Siebdruckstation zum Auftragen einer nicht-keramischen Farbe auf einem Substratmaterial;
• c) einer Transfer- oder Übertragungseinrichtung, die die Druckstationen verknüpft und verbindet, um die Substrat­ materialabschnitte von Station zu Station vorzurücken; und
• d) eine Steuereinrichtung zum Regulieren und Koordinieren der Druckvorgänge und des Substrattransports.

Die Stationen können aus einer Vielzahl von keramischen Farbdruckstationen bestehen und können in einem kontinuierli­ chen geschlossenen Pfad oder Kreislauf angeordnet sein.

Jede Station der Vorrichtung kann umfassen:

• a) eine Einrichtung zum Haltern oder Auflegen einer Sub­ stratplatte zumindest während eines Druckvorgangs;
• b) eine Einrichtung zum Haltern eines Drucksiebs bzw. einer Drucksiebschablone;
• c) einen Farbverteilungsbengel oder auch Farbverteilungs­ stab; und
• d) eine Rakel zum Drücken des Siebs gegen das Substrat­ material während eines Druckvorgangs.

Ein Verfahren zum Herstellen von Varistoren entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung umfaßt die Schritte des:

• a) Auftragens einer ersten Schicht aus keramischem Material auf ein Substrat;
• b) Auftragens mehrerer Flächen aus leitendem Material auf die keramische Schicht;
• c) Auftragens einer weiteren keramischen Schicht, die die mehreren oder die Vielzahl leitender Bereiche oder Flächen deckt;
• d) Wiederholens der Schritte (b) und (c) zumindest einmal;
• e) Auftragens einer abschließenden Schicht aus keramischem Material, die die mehreren leitenden Bereiche oder Flächen bedeckt; und
• f) Ablösens des Produkts aus keramischer Zusammensetzung/ leitendem Material vom Substrat.

Das Verfahren kann insbesondere die Schritte umfassen:

• a) Drucken einer ersten Schicht aus keramischem Material auf ein Substrat;
• b) Drucken mehrerer oder einer Vielzahl von Bereichen leitenden Materials auf die keramische Schicht;
• c) Drucken einer weiteren keramischen Schicht, die die mehreren oder die Vielzahl von leitenden Flächen oder Bereichen bedeckt;
• d) Wiederholen der Schritte (b) und (c) zumindest einmal;
• e) Drucken einer abschließenden oder äußeren Schicht aus keramischem Material, die die mehreren leitenden Flächen bedeckt; und
• f) Ablösen des gedruckten Produkts aus keramischer Zusammen­ setzung/leitendem Material vom Substrat.

Das Verfahren umfaßt ferner zweckmäßigerweise den weiteren Schritt des Teilens der gedruckten Schichten um eine Vielzahl von Varistoren herzustellen, von denen jeder mehrere Schichten aus keramischem Material und mehrere Schichten aus Elektrodenmaterial umfaßt. Die Schichten sind eingeschichtet und ineinander verschachtelt, wobei jede Schicht aus Elektro­ denmaterial zwischen zwei keramischen Schichten sandwichartig eingeschlossen ist. Der Teilungs- oder Aufteilungsschritt kann zumindest mehrere Varistoren liefern, in denen jeweils zumindest eine Schicht aus Elektrodenmaterial mehrere Flächen oder Bereiche aus leitendem Material aufweist.

Das Verfahren kann darüberhinaus einen zusätzlichen Schritt umfassen, in dem eine Vielzahl oder mehrere Flächen durch ein Markierungsmaterial definiert werden, das auf die äußere Oberfläche der abschließenden Schicht aus keramischem Material aufgedruckt wird, um eine äußere Anzeige der Lage von zumindest einer der Schichten aus leitendem Material vorzusehen. Vorzugsweise werden die Parameter des Druck­ schritts der keramischen Zusammensetzung so gesteuert, daß eine gedruckte keramische Schicht gleichförmiger und gleich­ mäßiger Dicke über den vollen gedruckten Bereich gewonnen wird. Die Parameter des Druckschritts vom leitenden Material können ebenfalls so gesteuert werden, daß Elektrodenmaterial­ schichten gesteuerter Dicke über ihren vollen Flächenbereich gewonnen werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert, wobei in diesen Zeichnungen übereinstimmende Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Es zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Mehrschicht- Varistors gemäß der Erfindung, aus dem ein Teil weggeschnitten ist,

Fig. 2 eine Schnittansicht des Varistors aus Fig. 1 in einer Längsschnittebene,

Fig. 3 eine transversale Schnittansicht des Varistors aus den Fig. 1 und 2 entlang der in Fig. angedeuteten Schnittebene III-III,

Fig. 4 eine Schnittansicht des obigen Varistors der Fig. 1, 2 und 3 entlang der Schnittebene IV-IV in Fig. 3,

Fig. 5 eine Längsschnittansicht eines weiteren Ausführungs­ beispiels des erfindungsgemäßen, neuen Schicht­ varistors,

Fig. 6 eine ähnliche Schnittansicht wie die der Fig. 2 eines weiteren Ausführungsbeispiels und den Aufbau dieses weiteren erfindungsgemäßen Schichtvaristors,

Fig. 7 eine Längsschnittansicht, wiederum ähnlich der aus Fig. 2, zur Verdeutlichung einer weiteren Konstruk­ tion eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels des Varistors,

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht einer Anschlußstiftkonfi­ guration eines Mehrschicht-Varistors gemäß einem Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 9 eine axiale Schnittansicht des Anschlußstifts der Fig. 8,

Fig. 10 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Mehrschicht-Varistors in scheibenförmigem Aufbau,

Fig. 11 einen axialen Schnitt durch den Varistor der Fig. 10,

Fig. 12 eine schematische Darstellung des Substrates und von Siebmasken, die zur Herstellung von Varistoren der insbesondere in den Fig. 1 bis 4 oder Fig. 6 oder Fig. 7 dargestellten Art verwendet werden,

Fig. 13 ein Flußdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens, das die Schritte zeigt, die bei der Präparation der verschiedenen Komponentenbestandteile und -teile involviert sind und zur Herstellung des Mehrschicht-Varistors unter Verwendung einer Siebdrucktechnik erforderlich sind,

Fig. 14 eine schematische seitliche Ansicht eines Teils einer Siebdruckstation, die bei der Herstellung von Varistoren gemäß der Erfindung verwendet wird, woraus aus dieser Darstellung das Siebabschnappen ersichtlich ist, das durch die Rakel oder Gummiwalze während des Druckvorgangs bewirkt wird,

Fig. 15A und 15B die Anordnung und Orientierung aufeinander­ folgender Elektrodenschichten im Druckvorgang, wobei ein fertiggestelltes Produkt entlang der Seite des bedruckten Substrats zu Vergleichzwecken dargestellt ist,

Fig. 16 eine perspektivische Ansicht eines abschließenden Drucks der oberen Fläche des Varistoraggregats, wobei dieser abschließende Druck dazu verwendet wird, eine Führung während eines Schnittschrittes bereitzustellen,

Fig. 17 eine Ansicht von oben auf den abschließenden externen Druck, woraus die geschnittenen Ebenen hervorgehen,

Fig. 18 eine Schnittansicht des Varistoraggregats, folgend auf den Druckvorgang, woraus die Anordnung der Schnittebenen bezüglich der Elektrodenteile hervorgeht,

Fig. 19A und 19B jeweils im Schnitt zwei Konfigurationen von Niedrigspannungsvaristoren kurzer axialer Länge,

Fig. 20 eine alternative Anordnung von Schnittebenen für ein Produkt kurzer axialer Länge,

Fig. 21A und 21B jeweils Ansichten von oben auf Elektroden­ druckmuster für scheibenförmige Produkte,

Fig. 22 eine perspektivische Ansicht eines abschließenden äußeren Oberflächendrucks und die Trenn- und Schnittebenen für ein Scheiben-Varistorprodukt,

Fig. 23A und 23B Druckmuster für planare Varistorfelder,

Fig. 24A und 24B ein gedrucktes Muster für kreisrunde Gruppierungen und

Fig. 25A und 25B sowie 25C und 25D schematische Darstellun­ gen der Bestandteile eines vorgesinterten Varistors, die durch Siebdruck- bzw. trockene Verfahren gewonnen werden.

Wie aus den Fig. 1 bis 4 hervorgeht, wird ein Varistor 1 aus einer Mehrzahl von Zwischenelektroden-Keramikschichten 2 gebildet, von denen jede sandwichartig zwischen einer oberen und einer unteren Elektrodenschicht 3 eingebettet ist. Dieser Sandwichaufbau wird von einer oberen und unteren äußeren keramischen Schicht 4 sowie durch periphere keramische Zonen 5 an den Seiten und bestimmten Endabschnitten der Elektroden gehäuseartig umschlossen. An jedem axialen Ende des im wesentlichen rechtwinkligen Varistors 1, der in diesen Zeichnungen dargestellt ist, sind alternierende Elektrodenschichten 3 bis zu den axialen Endflächen des Keramikmaterials geführt, wo diese Elektroden in leitender Verbindung mit Endabschlußkappen 6 stehen, die typischerweise auf Silber/Palladiumschichten gebildet sind. Eine typische Dimensionierung des Varistors 1 dieser Art beträgt 3000,0×2500,0 µm, d. h. entsprechende Tausendstel eines Millimeters. Die Elektrodenschichten können angenähert 0,3 bis 4,0 µm dick sein, während die Zwischenelektroden- Keramikschichten 2 zwischen 10,0 und 600,0 µm, je nach Art der Leistungsanforderungen an die Einheit, variieren können. Die äußeren keramischen Schichten 4 sind typischerweise bis zu drei mal so dick wie die Zwischenelektroden-Keramikschichten 2 und können infolgedessen zwischen 30,0 und 1800,0 µm dick sein, wobei dies auch für die seitlichen Keramikzonen 5 und die Keramikmaterialabschnitte gilt, die sich axial nach außen von den Elektrodenschichtenden erstrecken, die nicht an eine Endabschlußkappe 6 angeschlossen sind.

Eine Schichtvaristorstruktur 1 dieser Art wird zweckmäßigerweise in einem Siebdruckverfahren hergestellt, in dem über die Dicken der aufeinanderfolgenden Schichten eine genaue Steuerung durchgeführt wird. Darüberhinaus ist Parallelität zwischen Elektrodenschichten in einem Mehrschichtvaristor 1 von erster Wichtigkeit. Die Elektrodenschichten 3 sollten innerhalb relativ dichter Grenzen parallel sein, da alle Elektrodenschichten 3 zur selben Zeit zünden sollten, wenn die Vorrichtung aktiviert ist.

Zusammenfassend gilt daher, um eine gute Leistungsqualität eines Varistors 1 der Art, auf den die Erfindung gerichtet ist, sicherzustellen, daß es wichtig ist, daß jede Zwischenelektroden-Keramikschicht 2 innerhalb enger Grenzen von typischerweise ±2% in Übereinstimmung mit jeder anderen keramischen Zwischenelektrodenschicht 2 präzise dieselbe Dicke aufweist. So muß jede Schicht 2 eine Ebene oder Familie von Ebenen definieren, die zu jeder anderen Ebene oder Ebenenfamilie, die von jeder anderen Schicht definiert wird bzw. werden, parallel ist. In den Schnitt­ ansichten, wie denen der Fig. 2 und 3, ist daher die Parallelität der Schichten, sowohl aus keramischem als auch Elektrodenmaterial, durch die gesamte vertikale Höhe der geschichteten Stapelstrukturvorrichtung 1 von außerordent­ licher Wichtigkeit.

Im Gegensatz hierzu spielt die Ausrichtung der Enden bzw. Kanten der Elektrodenschichten bezüglich einander keine so kritische Rolle. Eine vertikale Ebene, die im wesentlichen mit den Endabschnitten der Elektrodenschichten ausgerichtet ist, ist in der Fig. 2 durch die Linie 7-7 angedeutet, jedoch wird weiter unten ersichtlich, daß die Enden der Elektrodenschichten nicht notwendigerweise exakt bezüglich einander ausgerichtet sind. In ähnlicher Weise sind die Seitenkanten der Elektrodenschichten im Transversal­ schnitt der Fig. 3 nicht notwendigerweise vollständig in bezug auf die angedeutete Linie 8-8 ausgerichtet. Die Leistungseigenschaft des Varistors 1 ist nicht so stark durch die Flächen der Zwischenelektrodenschichten 3 bestimmt und festgelegt wie durch ihre Dicken sowie die Homogenität. Ausgedrückt in der Neigung unerwünschter Kriechwegbildung (Tracking) stellt in der Tat die durch die gestrichelte Linie (Bezugszahl 9 in Fig. 2) angedeutete Zone mit größter Wahrscheinlichkeit die kritischste Komponente bei der Fest­ legung der Eigenschaft des Varistors 1 dar, da der Stromfluß durch den Pfad des geringsten Widerstandes innerhalb der Vorrichtung erfolgt. Wenn nicht der Pfad entlang der Dimension 9 von größerem Widerstand ist als der, der in der Struktur zwischen den Endabschlußkappen 6 über die Elektroden­ schichten 3 vorgegeben wird, dann kann an diesem Teil der Einheit Kriechweg- bzw. Kriechstrombildung auftreten.

Die Fig. 5 zeigt ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel 11 für einen erfindungsgemäßen Varistor, bei dem nur eine einzige Schicht von Zwischenelektroden-Keramikmaterial 12 zwischen zwei Elektrodenschichten 13 vorgesehen ist. Die Elektrodenschichten 13 sind vom Äußeren des Varistors durch äußere keramische Schichten 14 beabstandet. Ein Ende jeder der Elektrodenschichten 13 erstreckt sich nach außen zu einer Abschlußkappe 16 für die beiden Enden des Varistors. Die anderen Enden der Elektrodenschichten erstrecken sich zu jeweils anschließenden peripheren Zonen 15. Die Funktionsweise dieser Vorrichtung 11 und ihre Herstellung erfolgen in ähnlicher Weise, wie bereits für das Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 4 erläutert.

Die Varistoren 1, 11 der Fig. 1 bis 4 und der Fig. 5 weisen jeweils in ihren äußeren keramischen Schichten 4 bzw. 14 notwendigerweise und essentiell eine isolierende Schicht auf. Diese isolierende Schicht kann in der in Fig. 6 gezeigten Weise für einen Varistor, der im wesentlichen ähnlich dem der Fig. 1 bis 4 ist, definiert sein, indem die äußeren Schichten 21 aus Keramikmaterial größerer Dicke als die Zwischenelektroden-Keramikschichten 2 bestehen. Auf diese Weise wird die Wahrscheinlichkeit des Auftretens unerwünschter Kriechwegbildung zwischen der Endabschlußkappe 6, wo sie um die profilierten Ränder oder Kanten 23 des im wesentlichen rechtwinkligen Varistorblocks 1 geführt ist, und den am weitesten außen liegenden Elektrodenschichten 3, die den oberen und unteren Flächen 24 am nächsten liegen, vermindert. Typischerweise sollte die Dicke dieser äußeren Schicht 21, wie im allgemeinen Größenverhältnis der Fig. 6 angezeigt ist, angenähert 3 mal die Dicke der Zwischenelektroden-Keramikschichten 2 betragen.

Alternativ kann die äußere Schicht 21 aus Keramikmaterial aus einer Keramik einer verschiedenen Zusammensetzung her­ gestellt werden, wie sie in Fig. 7 durch die Bezugszahl 22 angedeutet ist, wobei diese Figur wiederum einen im wesent­ lichen ähnlichen Varistor 1 wie den der Fig. 1 bis 4 zeigt. In diesem Fall kann das Keramikmaterial der äußeren Schicht aus derselben Grundmischung wie der des Restes vom Varistor 1 bestehen, jedoch eine feinere Struktur aufweisen, wodurch sich eine stark erhöhte Anzahl von Korngrenzen ergibt, was wiederum den Widerstand der äußeren Schicht im Vergleich zu dem der Zwischenelektroden-Keramikschichten 2 erheblich erhöht. Wiederum kann auf diese Weise die Neigung der äußeren Schicht 22 zu unerwünschter Kriechspurbildung oder Kriechwegbildung herabgesetzt werden. Alternativ hierzu kann ein keramisches Material anderer Zusammensetzung für die äußere Schicht 22 verwendet werden, jedoch es ist nichts­ destoweniger erstrebenswert, eine größere Dicke dieses andersartig mischungsmäßig angesetzten Materials in den äußeren Bereich 22 des Varistors 1 im Hinblick auf eine verbesserte Sicherheit sowie einen Schutz zu haben. Um die Kanten der Elektrodenschichten 3, dort, wo diese sich nicht zur Endabschlußkappe 6 erstrecken, ist das Keramikmaterial auch mit ausreichender Dicke und/oder mit einer geeigneten Zusammensetzung versehen, um sicherzustellen, daß nach außen gerichtete Kriechwegbildung nicht stattfindet. Diese Verwendung eines anderen Keramikmaterials für die äußeren Schichten 22 kann darüberhinaus mit erhöhter Dicke dieser Schichten 22 angewandt werden, wobei die äußeren Schichten 22 beispielsweise bis zu drei mal so dick wie die keramischen Zwischenelektrodenschichten 2 sind. So kann zusammenfaßend das Elektrodenmaterial 3 durch das gesamte Produkt gleich sein, wobei die äußeren Schichten 22 eine erhöhte Dicke aufweisen, oder die äußeren Schichten 22 können aus anderem Material ohne Dickenerhöhung oder nur mit einem moderaten Grad an erhöhter Dicke ausgebildet sein. Schließlich können die äußeren Schichten 22 alternativ aus anderem Material sowie auch einer signifikant größeren Dicke als die Zwischenelektrodenschichten 2 bestehen.

Die Fig, 8 und 9 zeigen einen Anschlußstift 31 in Form einer Konfiguration eines Mehrschichtvaristors. Der Stift 31 weist Zwischenelektroden-Keramikschichten 32 zwischen Elektroden­ schichten 33 auf. End- oder Abschlußeramikschichten 34 sind wiederum in ähnlicher Weise wie beim rechtwinkligen Aufbau der Fig. 1 bis 6 vorgesehen und weisen eine größere Dicke und/oder je nach Anwendung eine andere Zusammensetzung auf. Eine äußere Abschlußkappe 35 ist auf der Außenseite des im wesentlichen zylindrischen Anschlußstifts 31 vorgesehen, während eine innere Abschlußkappe 36 innerhalb der axialen Bohrung vorgesehen ist, die sich durch den Anschlußstift erstreckt, wobei die Mittenbohrung durch die Bezugszahl 37 angezeigt ist. Alternierende Elektrodenschichten 33 erstrecken sich abwechselnd entweder bis zur äußeren Oberfläche des Keramikmaterials zur elektrischen Verbindung mit der äußeren Abschlußkappe 35 oder in vergleichbarer Weise zur inneren Abschlußkappe 36.

Die Fig. 10 und 11 zeigen einen scheibenförmigen Aufbau 41, bei dem Zwischenelektroden-Keramikschichten 42 zwischen Elektrodenschichten 43 liegen und wiederum von den äußeren Endflächen der Scheibe durch dickere Schichten 44 getrennt sind. Eine äußere Abschlußkappe 45 erstreckt sich um den Außenumfang der Scheibe, während eine innere Abschlußkappe 46 dadurch definiert ist, daß das Innere einer mit 47 angezeigten Mittenbohrung metallisiert ist. Alternierende Elektrodenschichten 43 sind wechselweise entweder mit der äußeren Kappe 45 oder der inneren Kappe 46 verbunden, wie aus Fig. 11 hervorgeht.

Vorteile der Mehrschichtanordnung sind, daß die effektive leitende Fläche im Vergleich mit einer konventionellen radialen Konstruktion eines Varistors vergrößert werden kann. Wird der Mehrschichtvaristor eingeschaltet, so findet eine Leitung zwischen jedem Paar von Elektroden 43 statt, von denen eine mit dem ersten Endanschluß 45 und die andere mit dem anderen Endanschluß 46 verbunden ist, wobei die Leitung durch die dazwischenliegende keramische Schicht 42 erfolgt. So kann innerhalb einer kompakten Struktur eine Vielzahl elektrisch paralleler leitender Pfade im Vergleich zu einem einzigen derartigen Pfad einer radialen Vorrichtung im eingeschalteten Zustand bereitgestellt werden.

Darüberhinaus können aufgrund der Tatsache, daß die Elektroden 43 vollständig innerhalb der keramischen Struktur enthalten sind, d. h. beerdigt sind, verbesserte Spannungs­ möglichkeiten erzielt werden. Insbesondere im Aufbau der Fig. 4, in dem gerade zwei solche vergrabene Elektroden 13 mit einer einzelnen dazwischenliegenden Elektroden-Keramik­ schicht 12 vorgesehen sind, kann eine Vorrichtung hoher Spannungsleistung, die nichtsdestoweniger eine geringe Kapazitanz aufweist, vorgesehen werden.

Sämtliche der vorgenannten Ausführungsbeispiele der Erfindung für alternative Aufbauten eines Varistors können durch Siebdruckverfahren aufgebaut werden, wobei einige Aspekte dieser Verfahren in der allgemeinen Darstellung der Fig. 12 für die rechtwinkligen Varistoren der Fig. 1 bis 4, Fig. 5 und der Fig. 6 und 7 gezeigt sind, jedoch können präzise ähnliche Aufbautechniken auf die Connectorstift- und Scheibenaufbauten der Fig. 8 bis 11 angewandt werden. Wie aus der Fig. 12 hervorgeht, werden die Varistorschichten auf einem Substrat 51 aufgebaut. Die Keramikschichten werden unter Verwendung eines ersten Siebs 52 daraufgelegt. Dieses erste oder Keramikschichtsieb 52 weist einen Maskenbereich 53 auf, der die Größe der Keramikschicht, die während des Keramikschichtdruckschritts erzeugt wird, definiert. Im Druckvorgang, der in einer im Prinzip bekannten Weise erfolgt, wird keramische Farbe oder Tinte auf die Sieb­ schablone 52 geflutet und unter Quetscheinwirkung oder Druckeinwirkung zur Definition der keramischen Schicht auf dem Substrat durch den Maskenbereich 53 gezwängt. Im nächten Druckschritt wird eine Elektrodensiebschablone 54 mit einem Maskenbereich 55 verwendet. Innerhalb des Maskenbereichs 55 sind eine Vielzahl von Elektrodenflächen 56 definiert. Das Drucken der Elektrodenflächen auf die keramische Schicht findet in der gleichen Weise statt, in der die keramische Schicht selbst ausgebildet wird, wobei Elektrodenfarbe auf die Siebschablone geflutet wird und zur Definition einer Vielzahl von Farbflecken auf der Keramikschicht durch die Maskenabstände 56 gezwungen wird. Jede Schicht, sowohl die keramische als auch die Schicht aus Elektrodenmaterial, muß im wesentlichen trocken sein, bevor der nächste Druckvorgang erfolgt.

In jedem Fall wird die keramische Varistormaterialfarbe auf die Siebschablone geflutet und durch den Maskenbereich gezwängt, um die weitere keramische Schicht zu definieren. Um die äußeren Anschlüsse der Elektroden an die Endabschlußkappen vorzusehen, wird jede aufeinanderfolgende Elektrodenschicht bzüglich der vorhergehenden Elektroden­ schicht relativ verschoben oder versetzt, um sicherzustellen, daß die notwendigen Endabschnitte ausge­ bildet werden. Wenn die Schichten auf welches erforderliche Ausmaß auch immer aufgebaut sind, wird das Endprodukt durch Auftragen der abschließenden äußeren Keramikschicht fertig­ gestellt. Wie bereits erläutert, sind die erste und letzte keramische Schicht von größerer Dicke als die Zwischen­ elektrodenschichten.

Zusätzlich oder alternativ können sie unter Verwendung einer keramischen Farbe einer andersartiger Zusammensetzung ausgebildet werden. Ein abschließender Druckschritt kann die Verwendung einer Markerfarbe oder Markertinte, beispielsweise Kohlenstoffarbe beinhalten, um auf die äußere keramische Oberfläche des Produkts Abschnitte oder Flecken aufzudrucken, die mit einer der internen Elektrodendruck­ schichten ausgerichtet sind, um Schnittebenen zu ermöglichen, die dazu bestimmt sind, das fertig gedruckte Produkt in eine Vielzahl individueller Varistoreinheiten zu teilen. Das fertiggestellte Substrat wird dann in eine Vielzahl rechtwinkliger Blöcke getrennt oder geschnitten, wobei die Schnittebenen in einer solchen Weise arrangiert sind, daß sichergestellt wird, daß jede Elektrodenschicht sich bis zu einer geeigneten Endfläche des fertiggestellten abgetrennten Blocks erstreckt, wobei dies in der jeweils für die fertiggestellte Struktur insbesondere in der anhand der Fig. 1 bis 4 gezeigten Weise erforderlichen Art erfolgen sollte, d. h. alternierende Elektrodenschichten sollten sich zu entgegengesetzten Enden der rechtwinkligen Blöcke erstrecken, wohingegen das entgegengesetzte Ende jeder Elektrodenschicht innerhalb des keramischen Materials vergraben bleibt.

Präzise ähnliche Herstellungsverfahren können auf die axialen Konstruktionen der Fig. 8 bis 11 angewandt werden. In diesem Fall findet die aufeinanderfolgende Schichtung der einzelnen Schichten in axialer Richtung des fertigen Produktes statt, und die Masken für die Elektrodenschichten sind von kreisrunder oder ringförmiger Form. Das Ausschneiden der fertigen Produkte erfolgt unter Verwendung ähnlicher Verfahren wie die für rechtwinklige Blöcke, wobei diese Verfahren für die alternativen Formen, die für diese weiteren Konfigurationen erforderlich sind, ausgelegt sind.

Folgend auf das Zerschneiden des beschichteten Varistor­ materials, um individuelle Einheiten zu liefern, wird das Produkt behandelt, um scharfe Kanten und Ecken zu entfernen, sowie um abgerundete Ecken oder Kanten zu erzeugen, wie sie insbesondere in den Fig. 6 und 7 durch die Bezugszahl 23 angezeigt sind. Ein Brennen, Glühen oder Wärmetrocknen erfolgt dann in bekannter Weise, und es werden beispielsweise die Endabschlußkappen 6 angebracht. Typischer­ weise sind diese aus Silber/Palladiummaterial hergestellt, um ein Anlöten der hergestellten Varistoren an andere Schaltungs­ strukturen oder -elemente zu erleichtern.

Dieses Verfahren oder dieser Prozeß zum Herstellen von Varistoren entsprechend der Erfindung, wie sie in den vorausgegangenen Absätzen kurz zusammengefaßt und vorgetragen wurden, werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 13 bis 18, die zuvor in der Zusammenfassung der Zeichnungen erwähnt wurden, detaillierter erklärt.

In der Fig. 13, die ein Flußdiagramm zeigt, das die Herstellungs- und Handhabungsschritte beinhaltet, die bei der Präparation jedes der Bestandteile und Komponenten involviert sind, die im Herstellungsverfahren angewandt werden, behandelt die linke Seite des Diagramms im wesent­ lichen die Präparation der physischen Bestandteile, wie sie detaillierter in den genannten anhängigen Anmeldungen erläutert werden, während die rechte Seite sich mit der Folge mechanischer Schritte befaßt, die bei der Handhabung der Komponenten im Verfahren, wie bereits oben zusammen­ gefaßt, involviert sind.

Bei Zuwendung auf die linke Seite der Zeichnung ergibt sich, daß die anfänglichen Stadien der Präparation die Bereit­ stellung und Anschaffung geeigneter Mengen von Zinkoxid­ pulver, additiven und organischer Komponenten beinhalten. Das Zinkoxidpulver, die additiven und organischen Komponenten werden in einem Breipräparationsschritt zusammengebracht, auf den folgend das resultierende Produkt sprühgetrocknet, zur Reduktion der Abmessungen geglüht und anschließend getrocket wird. Daraufhin folgt die Präparation der keramischen Farbe oder Tinte, wobei das geglühte Pulver mit weiteren organischen Komponenten vereint wird. Die resultierende Farbe wird vor ihrer Verwendung im Varistor­ herstellungsverfahren der Erfindung einer Viskositätmeß­ prüfung unterzogen.

Bei Zuwendung auf die rechte Seite der Zeichnung ergibt sich, daß die Elektrodenfarbe zugeführt wird, geeignete Siebschablonen für den Druckvorgang der keramischen Schichten und Elektroden vorbereitet werden, zusammengestellt und inspiziert werden und schließlich die Substrate ebenfalls vorbereitet werden. Die Substrate werden in die Druckmaschine geladen, wo die zentralen Schritte des vorliegenden Prozesses stattfinden. Die im Flußdiagramm folgenden abwärtigen Schritte beinhalten das Abtrennen der fertigen Varistoren bzw. des fertigen Varistors vom Substrat, das Schneiden des tafel- oder plattenförmigen Produkts, um je nach Erfordernis einzelne Varistoreinheiten zu liefern, sowie das Brennen und Sintern, das Poliertrommeln zur Ent­ fernung scharfer Kanten und Ecken von den vereinzelten Produkteinheiten, wie bereits erwähnt, sowie Inspektions-, Test- und abschließende Ausgabeverfahrensstufen, die der Auslieferung bzw. dem Versand als präparierende Stufen vorausgestellt sind.

Eine bevorzugte Konfiguration eines Substrats zur Anwendung der erfindungsgemäßen Verfahren besteht in einem rechteckigen planaren Teil. Eine relative enge Qualitätskontrollprüfung wird auf die Dimensionen der Substrate angewandt, um sicher­ zustellen, daß sie ohne Schwierigkeit die Vielzahl von Transferoperationen und Druckschritte überleben werden, die bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens involviert sind.

Die Druckmaschine, die zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet wird, nimmt mehrere Substrateinheiten während jedes Drucklaufs auf. So wird für jeden Druckvorgang, der in der Druckmaschine auszuführen ist, eine geeignete Anzahl von Substrateinheiten in eine Kassette geladen, wobei sämtliche der Platten dieselbe Dicke aufweisen. Die Substrateinheiten werden zur Verwendung in der Druckmaschine aus der Kassette zugeführt.

Bei der Benutzung der Druckmaschine werden Substrate an einer Ladestation in das System geladen und laufen entlang einer Spur im wesentlichen in einer Vorwärtsbewegung von Druckstation zu Druckstation. Es ist notwendig, daß jede Druckschicht im wesentlichen trocken ist, bevor die nächste Schicht keramischer oder Elektrodenfarbe in der geeigneten Weise aufgebracht wird, wobei die Vorrichtung für diesen Zweck mit Trocknungseinrichtungen versehen werden kann, so daß jeder Farbdruck, bevor das Substrat die nächste Druck­ station erreicht, vollständig getrocknet ist. Vier Druck­ stationen können vorgesehen sein, von denen drei zur Auf­ tragung der keramischen Farbe verwendet werden, während die vierte Station dazu dient, die Elektrodenschichten aufzubringen. Die Druckstationen können entlang eines kontinuierlichen geschlossenen Pfades angeordnet sein, der von den Substraten durchlaufen wird. Der gesamte Druck­ vorgang und das Fortschreiten des Substrattransfers wird in geeigneter Weise durch eine Computereinrichtung gesteuert.

Der Druckvorgang wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 14 näher erläutert. Sämtliche vier Druckstationen sind im wesentlichen identisch und jedes umfaßt ein Glied zum Haltern eines Substrates 51 während eines Druckvorgangs. Die Drucksiebschablone 52 wird während des Druckvorgangs durch eine geeignete Halterungseinrichtung oberhalb des Substrates 51 angeordnet. Die Druckkopfstruktur enthält einen nicht dargestellten Flut- oder Schwemmbengel, der während eines Vorwärts-Farbausbreitungshubs Farbe über dem Sieb 52 ausbreitet. Eine Rakel 80 ist während dieses Vorwärts-Farbausbreitungshubs vor dem Flutbengel gelegen. Die Rakel 84 wird während des Flutungsschritts über die Oberfläche der Farbe angehoben und außer Kontakt sowohl mit dem Sieb als auch der Farbe gebracht. Zum tatsächlichen Druckvorgang fällt die Rakel 84 aus ihrer angehobenen Stellung während des Flutvorgangs in eine Drucklage herab, in der sie während des Druck- oder Rückwärtshubs verbleibt, wie in der Fig. 14 durch den Pfeil 85 angezeigt ist. Die Anordnung, Form und Konfiguration des Rakels 84 ist derart, daß die Farbe während dieses Rückführungs- oder Rückwärtshubs auf dem Substrat 51 aufgetragen und gedruckt wird.

In der Druckposition des Substrats 51 gibt es eine sogenannte Abschnappdistanz (snap-off Distanz) zwischen dem Sieb und dem Substrat, wie in der Fig. 14 durch die Bezugs­ zahl 86 angezeigt ist. Wenn die Rakel 84 während des Druck­ oder Rückwärtshubs über das Sieb 52 fährt, wird das Sieb durch die Abschnappdistanz 86 nach unten gezwungen, bis es in Kontakt mit dem oberen Ende des bereits auf dem Substrat 51 gedruckten Materials gerät, falls es sich um einen Abwärtsdruckvorgang handelt, oder dem Substrat 51 selbst, falls es sich um einen ersten Druckvorgang handelt. Das Profil der Rakel 84 ist derart, daß das Siebmaterial 52 ihr voraus in Richtung der Bewegung der Rakel 84 sich nach unten zur Oberfläche 87 der Druckfläche herabneigt und sich dann recht abrupt zum hinteren Teil der Rakel 84, der Anpreß­ kante 88 nach oben schwingt. Der Begriff Abschnappen bezieht sich auf die Zurückschnapp- oder Zurückfederungswirkung des Siebmaterials zum hinteren Ende der Rakel 84, welches in einem wirksamen und weichen glatten Druckvorgang resultiert und darüberhinaus eine Funktion der Siebspannung ist.

Um die gewünschte Wirkung zu erzielen, ist die Rakel 84 aus diesem Grund in geeigneter Weise ein länglicher, transversal angeordneter Stab aus Hartgummi mit rechtwinkligem Querschnitt in der Seitenansicht, wobei ihre längere Quer­ schnittsachse sich vom Sieb 52 nach oben erstreckt. Ferner ist die Rakel in der Richtung des Druckhubs nach vorn geneigt, so daß diese längere Querschnittsachse nicht vertikal, jedoch in der Druckrichtung nach vorn geneigt verläuft. Die Kontaktzone zwischen der Rakel und dem Sieb 52 ist die vorauseilende tiefere Kante 88 des Querschnitts der Rakel 84, d. h. die vorauseilende Kante in Druckrichtung der tieferen kürzeren Kante oder Seite bzw. Fläche des Gummi­ stabs rechtwinkligen Querschnitts (bezogen auf die Seiten- oder Endansicht).

Eine breite Vielzahl verschiedener Sieb- bzw. Siebschablonen­ ausmaße kann verwendet werden. Unterschiedliche Siebe 52 können an den verschiedenen Druckpositionen eingesetzt werden. Eine Vielzahl von Kombinationen optimater Sieb­ ausmaße, angepaßt auf die speziellen Produkte existiert. Ferner kann eine breite variierende Vielzahl unterschiedlicher Kombinationen von Siebausmaßen und -größen in den verschiedenen Druckpositionen verwendet werden.

Es ist wichtig, daß sämtliche Siebe 52, die in dem System verwendet werden, von adäquater Qualität sind, und dies involviert sowohl eine visuelle Inspektion der Prägung, dies bedeutet angehobene Flächen oder Absenkungen oder Einkerbungen bzw. Vertiefungen im Sieb 52, als auch hinsichtlich Pin-holes, Maschenblockierungen sowie Maschen-, Siebgitter- und Rahmenbeschädigungen, wobei diese Inspektion vor dem Einsatz der Siebe 52 erfolgen muß, sowie auch eine Prüfung der Siebspannung.

Während der Ausbildung einer Schicht, sowohl aus keramischem Material als auch Elektrodenmaterial, kann das Substrat 51 durch eine Anzahl von Druckstationen, die entlang des Pfades vom Substrat beabstandet sind, geleitet werden, sowie es durch die Maschine vorgerückt wird, wobei dies in einem kontinuierlichen geschlossenen Pfad erfolgen kann. Einige Hundert Varistoreinheiten können auf jedem Substrat 51 gedruckt werden, wobei die tatsächliche Anzahl jeweils mehr oder weniger von der Einheit und Größe abhängt.

In Abhängigkeit von der Dicke des Drucks können keramische Schichten in aufeinanderfolgenden Läufen durch die Druck­ stationen zum Aufbau der Keramikschichtdicke ausgebildet werden. Ist die Keramikschichtdicke ausreichend, wird eine Elektrodenschicht durch Drucken von Elektrodenfarbe auf das keramische Material gelegt. Diese Elektrodenschicht ist typischerweise 1,0 µm dick, jedoch kann die Schichtdicke beispielsweise innerhalb eines Bereichs von 0,3 bis 5,0 µm variieren. Ungeachtet der Varistorstruktur wird die Elektrodenschicht nur durch einen einzelnen Druckvorgang definiert. Infolgedessen ist die Variable im Schichtdruck die Anzahl von Drucken keramischer Farbe, die auszuführen ist, und die Steuerung der Gesamtdicke des keramischen Material wird variiert, indem die Anzahl von keramischen Druckschritten erhöht oder herabgesetzt wird.

Jede keramische Schicht bedeckt die Gesamtfläche des Substrats 51, wohingegen, wie bereits anhand von Fig. 12 angezeigt wurde, das Elektrodensieb 54 eine Vielzahl von Druckbereichen 56 definiert, sowie die Trennung der fertig­ gestellten Varistorplatte auf dem Substrat 51 in einzelne Einheiten entlang und durch die Elektrodenschichten sowie die kontinuierlichen Keramikzonen zwischen den Elektrodendruck­ bereichen 56, die die fertiggestellten Produkte gemäß der Erfindung liefern, wenn die Herstellung einer Vielzahl individueller Einheiten erforderlich ist.

Um infolgedessen die Ebenen, entlang derer das Schneiden und Abtrennen erfolgen soll, zu identifizieren, wird der abschließende Druckvorgang eines vollständigen Herstellungs­ zyklus durchgeführt, indem die Elektrodenfarbe durch eine Farbe ersetzt wird, die geeignet ist, einen Markierungsdruck auf der äußeren Oberfläche der bedruckten Platte aus Varistormaterial auf dem Substrat 51 zu liefern. Diese Farbe kann eine Kohlenstoffarbe sein oder kann beispielsweise auch jedes andere Material, z. B. in Form eines organischen Farbstoffs beeinhalten, der imstande ist, während des Aus­ brennens oder Trocknens verloren zu gehen, und darüberhinaus garantiert nicht mit einem der primären Bestandteile des Varistors reagiert. Im Fall einer Kohlenstoffarbe ermöglicht der Markierungsdruck, daß schwarze Flecke oder Bereiche auf der äußeren keramischen Oberfläche des Produkts gedruckt werden, wobei diese Flecke bezüglich einer der Elektroden­ schichten, die innerhalb der Varistorscheibe auf dem Substrat 51 gedruckt sind, ausgerichtet sind und so die Festlegung der Schnittebenen gestatten. Mit anderen Worten ermöglichen die Kohlenstoffbereiche die Registrierung der Schnitteinrichtung. Das Kohlenstoffmaterial brennt während der darauffolgenden Behandlung im Verfahrensablauf der fertiggestellten Produkte ab und verschwindet vollständig.

Der Markierungsfarbdruckschritt auf der äußeren Platten­ oberfläche kann vermieden werden, indem zur akkuraten Registrierung der Varistorplatte während der Schnittphase andere Einrichtungen verwendet werden, jedoch stellt ein außen sichtbar in Erscheinung tretender Markierungsdruck ein bequemes, geeignetes Verfahren zur Sicherstellung einer exakten Teilung des plattenförmigen Produkts, dort, wo es erforderlich ist, dar.

Die Fig. 15A und 15B zeigen eine Anordnung zum Drucken aufeinanderfolgender Elektrodenfarbenschichten in einem Mehrschichtvaristor 101 im wesentlichen rechtwinkliger End­ konfiguration. In jeder Schicht dieser speziellen beispiel­ haften Konfiguration sind die Elektrodenfarbzonen 102 im wesentlichen von rechtwinkliger Form und axial länglich, wobei lediglich die letzte Elektrodenzone 103 (Fig. 15A) in der Längsrichtung eine Ausnahme bildet, die angenähert halb so lang wie die axiale Länge der übrigen Elektrodenbereiche 102 ist. Nachdem jeder Elektrodenfarbdruck stattgefunden hat, wird das Elektrodenmaterial mit keramischem Material überdeckt und es wird eine weitere Elektrodenschicht über die keramische Schicht gelegt. Diese nächste Elektrodenschicht wird bezüglich der vorhergehenden Schicht umgekehrt, so daß die kürzeren Elektrodenzonen 104 (Fig. 15B) in diesem Fall am entgegengesetzten axialen Ende der Zonen 103 der ersten Schicht liegen. Infolgedessen werden die Teilungen oder Abstände 105 zwischen den Elektrodenflecken oder -zonen in der Schicht in der Längsrichtung der Elektrodenzonen bezüglich denen der Schichten oberhalb oder unterhalb der Zonen im Varistor um einen halben Elektrodenzonenabstand verschoben. Der Grund für diese gestaffelte Anordnung wird in einer darauffolgenden Zeichnung, die die Schneidanordnung zeigt, deutlich.

Das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein der "Halbzeile" 103 oder 104 des Beispiels der Fig. 15A und 15B hängt von den relativen Dimensionen der fertiggestellten Einheiten und des Substrats ab. In alternativen Konfigurationen kann eine solche "Halbzeile" auch wegfallen. Jedoch muß zumindest in allen Fällen, in denen eine Unterteilung der gedruckten Platte erforderlich ist, die erforderliche alternierende axiale Verschiebung zwischen aufeinanderfolgenden Elektroden­ schichten vorhanden sein, und zwar ungeachtet des Vorhanden­ seins oder Nichtvorhandenseins der "Halbzeile" (oder "Halb­ reihe").

Der Kohlenstoffarbdruck auf der oberen Fläche des Varistor­ produkts korrespondiert in geeigneter Weise mit dem zweit­ letzten aufgelegten Elektrodenmuster vor dem abschließenden keramischen Druck und der Plazierung der Kohlenstoffarbe. Die Fig. 16 zeigt eine perspektivische Ansicht der oberen Seite eines Varistorprodukts 111, auf dem Kohlenstoffarbe 112 gedruckt ist, wobei auch die Trenn- oder Schnittebenen 113 angezeigt sind, die dazu dienen, das plattenförmige Produkt in einzelne Varistoreinheiten zu teilen und diese vom Substrat 116 zu entfernen.

Bei Abschluß des letzten Druckschritts werden die Substrate zu Schneid- und Trenn- oder Teilstufen des Herstellungssystems weitergeleitet.

Während der Schneidphase werden die Varistoren in einzelne Einheiten zerlegt, indem das kontinuierliche Keramikmaterial und die Elektroden definierenden Schichten entlang der jeweiligen Ebenen durchschnitten werden, die durch die Lage der Kohlenstoffbereiche 112 auf der Oberfläche bestimmt sind.

Die Fig. 17 zeigt eine Ansicht von oben auf den Kohlenstoff­ farbdruck auf der Oberfläche der abschließenden Keramikschicht, wobei einige bestimmte Schnittebenen durch die Bezugszahlen 121, 123 angezeigt sind. Es geht aus der Zeichnung hervor, daß eine erste Schnittebene 121 sich durch die Abstände zwischen den Kohlenstoffflecken 112 senkrecht zu deren länglicher Richtung erstreckt, während eine zweite Schnittebene 123 sich mitten durch die axialen Längen der Kohlenstoffflecke 112 erstreckt. Längsschnitt­ ebenen 124 trennen das Produkt zwischen den Kohlenstoff­ flecken 112 in deren Längsrichtung. Die Fig. 18 zeigt eine seitliche Ansicht des reinen Ergebnisses des Schneidens vom Produkt in dieser Art und Weise. Sowie der Schnittvorgang durch jede aufeinanderfolgende Elektrodenschicht fortschreitet, so läßt der Schnittvorgang bei einer ersten Schicht 125 zwei Elektrodenmaterialabschnitte, von denen ein jeder in jeder der Endflächen zu jeder Seite der Schnittebene 123 frei liegt. Dort, wo die Schnittebene durch den Höhenpegel der nächten Elektrodenschicht 126 unterhalb der Elektrodenschicht 125 hindurchtritt, die durch den Schneidvorgang durchtrennt worden ist, erstreckt sich die Schnittebene durch massives Festkörperkeramikmaterial, so daß die Elektrodenschichtabschnitte dieser nächsten Schicht bereits vor den durchtrennten Abschlußebenen weiter innen enden. Auf diese Weise wird die Varistorstruktur gemäß der Erfindung, wie sie in früheren Figuren der Beschreibung gezeigt ist, erzielt, die sich dazu eignet, Endabschlußkappen daran zu befestigen, sowie auch für die darauffolgenden Behandlungsschritte, die zur Erzielung der fertiggestellten Einheit nötig sind, geeignet ist.

Die Fig. 19A zeigt eine Vorrichtung 131 für sehr niedrige Spannung mit kurzer axialer Länge. Um die Leistungseigen­ schaften dieser Vorrichtung sicherzustellen, muß der End­ abstand X zwischen dem Ende jeder eingegrabenen Elektroden­ schicht und der gegenüberliegenden Endfläche der Abschlußkappe des Produkts größer sein als die Dimension Y, d. h. die Schichttrennausdehnung im Überlappungsbereich. Einheiten für niedrige Spannungen können in axialer Länge immerhin 1.5 mm kurz sein. Die Ausdehnung X kann jedoch in Abhängigkeit von der Position der Schnittebene variieren. In einem sehr kurzen Produkt kann es schwierig sein, sicherzustellen, daß die Dimension oder Ausdehnung X stets größer als der Überlappungsbereich-Elektrodenschichtabstand Y ist, wobei dies auf unvermeidbare Variationen bei der Schnittebenenlokalisierung in axialer oder endweiser Richtung.

In der Fig. 19B und 20 ist eine alternative Struktur 141 des Produkts dargestellt, wobei eine andersartige Schnitt­ strategie angewandt ist. Statt das Varistorprodukt im wesentlichen ausgerichtet bezüglich der Abstände zwischen den Elektrodenfarbflecken 142 in den Elektrodenschichten durchzuschneiden, sind die Schnittebenen 146 in sämtlichen Schichten durch das Elektrodenmaterial hindurchgeführt, die bezüglich einander in der in der Schnittansicht der Fig. 2 ersichtlichen Weise angeordnet sind. Statt eine Teilung zwischen zwei Elektrodenmaterialabschnitten in einer Schicht vorzusehen, die im wesentlichen bezüglich der Mitte des Elektrodenbereichs oder der Elektrodenzone in der nächten Schicht ausgerichtet ist, sind die Teilungen so verschoben, daß jede Teilung bzw. jede Abstandslücke über einem Elektroden­ abschnitt dicht oder nahe an der Abstandslücke oder der Trenndistanz zwischen den Elektrodenzonen der nächsten Schicht liegt. Diese schräge oder asymmetrische Anordnung gemäß Fig. 20 in Verbindung mit der dort ebenfalls angedeuteten alternativen Schnittstrategie läßt einen kurzen Abschnitt von Elektrodenmaterial 143, beabstandet von der Hauptelektrode 144, jedoch in Verbindung mit der Fläche 145 der Abschlußkappe am entgegengesetzten Ende. Als Wirkung hiervon existiert ein kurzer Bereich toten Elektrodenmaterials, das hinsichtlich elektrischer Aufgaben keine nützliche Funktion aufweist. Der konstruktive Vorteil besteht jedoch darin, daß die Dimension X während des Druckvorgangs derart eng steuerbar ist, daß sie stets die Überlappungsbereich-Schichtabstandsdimension Y übersteigen wird. Mit der gleichen gesamten Packungslänge können etwa 90% der Überlappungslänge Z erzielt werden, die in einer Einheit vorliegt, in der die Elektrodenschichten vollständig mit den Endabschlußkappen abschließen, wie dies in Fig. 19A der Fall ist. Ein solcher Grad von Überlappung im Bereich von 90° plus gegebenenfalls einigen Grad reicht für die meisten Zwecke gewöhnlich aus. Jedoch kann dieselbe Überlappungsdimension Z wie in Fig. 19A in der Anordnung der Fig. 19B durch eine axiale Vergrößerung der Gesamtlänge des Produkts, falls dies zweckmäßig ist, erhalten werden.

Ein weiterer Vorteil dieser Variante besteht darin, daß sie die Reaktion mit den Abschlußgrenzelektroden minimiert. Der effektive Betriebsbereich oder Arbeitsbereich des Varistors wird beispielsweise auf ein Ausmaß weiter weg von den Abschlußkappen 6 verschoben, was vorteilhaft ist.

Die Fig. 21A und 21B zeigen Siebdruckmuster jeweils für scheibenförmige Varistoren der Art, wie sie beispielsweise in den Fig. 8, 9, 10 und 11 dargestellt sind. Wie aus Fig. 21A und 21B hervorgeht, werden zwei Muster 151, 152 verwendet, von denen jedes ein kreisförmiger Ring ist. Der größere Ring 151, der eine große mittlere Ausnehmung 153 aufweist, bildet die äußere Elektrode der fertigen Scheibe, welche sich zur äußeren peripheren Fläche der scheibenförmigen Einheit erstreckt, die folgend auf den Trennschritt gewonnen wird. Der zweite kreisförmige Ring 152, der kleiner ist, bildet die Innenelektrode. Die kleine zentrale Ausnehmungsbohrung 154 des Rings 152 erstreckt sich zum gestanzten oder gebohrten inneren Loch, das sich durch das scheibenförmige Produkt der fertiggestellten Einheit erstreckt. Gestrichelte Linien 152a und 154a zeigen die relativen Lagen der inneren und äußeren Peripherien vom Ring 152, wenn dieser auf dem größeren Ring 151 zentriert ist.

Die Fig. 22 zeigt eine perspektivische Ansicht des abschlie­ ßenden Kohlenstoffdrucks für scheibenförmige Varistorprodukte 161 auf einem Substrat 162 zusammen mit Trenn- oder Teilungs­ oder Schnittebenen 163, 164.

Die Fig. 23A, 23B, 24A und 24B zeigen Druckmuster für Gruppierungen, und zwar planare Gruppierungen in den Fig. 23A und 23B und kreisrunde Gruppierungen in den Fig. 24A und 24B.

In einer Gruppenvaristorstruktur wird eine große Grundplatte 171 (Fig. 23A), 170 (Fig. 24B) mit Löchern oder ausgesparten Bereichen 173 bzw. 174 vorgesehen und in den Fig. 23B und 24A werden jeweils mehrere individuelle Elektroden 175 bzw. 176 für jede Ausnehmung oder jedes Loch 173 bzw. 174 mit Hilfe eines zweiten Druckvorgangs innerhalb einer Abgrenzung 171a bzw. 172a entsprechend dem Umfang der Grundplatte 171 bzw. 172 definiert. Der zweite Druckvorgang liefert Kontaktstift­ bereiche, die im fertiggestellten Produkt durch Ausnehmungen 177 bzw. 178 kleineren Durchmessers definiert sind. Solche Gruppierungen können auch eine große Anzahl von Stiften aufweisen und insgesamt von kreisrunder Konfiguration sein (Fig. 24B) oder als sogenannte D-Typ oder rechtwinklige Einheiten ausgebildet sein (Fig. 23A) . In D-Typ Gruppierungen ist jede Reihe von Stiften 177 typischerweise um einen halben Abstand der Stifte 177 relativ zur angrenzenden Reihe oder Reihen verschoben. Ferner können die Druckelektrodenfarb­ bereiche, die die Anschlußstiftkontaktbereiche definieren (die sogenannten Pinout-Kontaktbereiche), jede verschiedenartige Möglichkeit von Konfigurationen aufweisen, wobei kreisförmige, rechtwinklige, quadratische, elliptische und unregelmäßige Konfigurationen umfaßt sind.

Folgend auf die Unterteilung des fertiggestellten Laminats durch Sägen, wo es erforderlich ist, oder ohne Schneiden oder nur mit begrenztem Schneiden, wenn Gruppierungen oder größere Einheiten infrage stehen, werden die einzelnen Produkte durch geeignete Einrichtungen vom Substrat entfernt.

Die Produkte des vorliegenden Prozesses können von solchen unterschieden werden, die durch sogenannte trockene Verfahren hergestellt werden, wobei eine Lage aus keramischem Material anfänglich präpariert wird und in einem Produktionsprozeß innerhalb von Schichten aus Elektrodenmaterial eingeschichtet wird. Die Produkte der Erfindung haben eine dichtere Struktur als die in einem trockenen Prozeß aufgebauten Produkte, die einen größeren Grad an Porosität im fertiggestellten gesinterten Produkt aufweisen können.

Der Grund für diesen Unterschied kann aus den schematischen Darstellungen der Fig. 25A, 25B, 25C und 25D entnommen werden. Die Fig. 25A und 25B zeigen jeweils die Gewichtsproportionen, Volumenproportionen eines Varistor­ produkts, das durch einen nassen Siebdruckprozeß hergestellt ist, während die entsprechenden Darstellungen der Fig. 25C und 25D jeweils ähnliche Analysen für Varistoren zeigen, die durch trockene Verfahren hergestellt sind. Beim Vergleich der Aufteilung des Gewichts bzw. der Masse des trockenen und nassen Produkts wird ersichtlich, daß für denselben Gewichts­ prozentanteil an Pulver, welches den Anteil darstellt, der nach den Wärmebehandlungs- oder Sintervorgängen verbleibt, Bindemittel und organische Komponenten in unterschiedlichen Gewichtsanteilen in beiden Herstellungsverfahren vorliegen, wobei typischerweise 3% Bindemittel für den nassen Prozeß und bis zu 12% für den trockenen Prozeß vorliegen. Infolgedessen ist folgend auf die Sinterung und die Verflüchtigung der organischen Komponenten und Bindemittel die Masse des trockenen keramischen Materials, das verbleibt, identisch für die Produkte aus dem nassen und dem trockenen Prozeß. Jedoch, bezugnehmend auf die Volumenprozente, die in den unteren Diagrammen gezeigt sind, stellt das Bindemittel nur 20% des Volumens vom Vorsinterphasenprodukt im nassen Prozeß dar, während beim Produkt des trockenen Prozesses das Bindemittel bis zu 70 Volumenprozent beträgt. Der schraffierte Bereich der Volumenprozentdarstellungen zeigt das trockene Pulver an, das nach dem Sinteren verbleibt, und es wird unmittelbar klar, daß dies in einer sehr viel dichteren Form im Produkt aus dem nassen Prozeß als im Produkt aus dem trockenen Prozeß vorliegt. Mit anderen Worten ist die Porosität des Produkts aus dem trockenen Prozeß auf ein meßbares Ausmaß signifikant größer als die für das Produkt aus dem nassen Prozeß. Diese unterscheidende erhöhte Dichte ist eine spezielle Eigenschaft von Varistoren, die durch das vorliegende Verfahren und System hergestellt werden, und kann sowohl in qualitativer als auch quantitativer Hinsicht im fertiggestellten Produkt identifiziert werden.

Das vorliegende Druckverfahren erleichtert insbesondere die Herstellung von Mehrschichtvaristoren, die relativ dünne Schichten aus keramischem Material kontrollierter bez. gesteuerter gleichmäßiger Dicke aufweisen. Das Verfahren ist insbesondere für die Herstellung von Mehrschichtvaristoren geeignet, in denen die keramischen Schichten 30 µm oder weniger dick sind. Die nasse Verfahrensdrucktechnik ermöglicht, daß die Konsistenz der Schichtdicke und die Parallelität aufeinanderfolgender Schichten sehr viel enger eingehalten werden können als bei trockenen Verfahren in Varistoren, die in diese dimensionsmäßige Kategorisierung fallen.

Die Erfindung wurde an verschiedenen Ausführungsbeispielen zur Verdeutlichung näher erläutert. Diese Ausführungsbeispie­ le sind jedoch nicht einschränkend. Stattdessen sind zahlreiche Modifikationen und Änderungen dieser Ausführungs­ beispiele für den durchschnittlichen Fachmann denkbar, ohne von der Erfindungsidee abzuweichen oder den Schutzumfang gemäß der beigefügten Ansprüche zu verlassen.

Claims (42)

1. Varistor, aufweisend:
mehrere Schichten (2; 12) aus keramischem Material;
mehrere Schichten (3, 13) aus Elektrodenmaterial, welche eingeschichtet sind, wobei jede Keramikmaterialschicht sandwichartig zwischen zwei Elektrodenmaterialschichten eingebettet ist, und zumindest ein Abschnitt von zumindest einer der Schichten aus Elektrodenmaterial sich zu einem ersten Oberflächenabschnitt des Varistors erstreckt und zumindest ein Abschnitt von zumindest einer weiteren dieser Schichten aus Elektrodenmaterial sich zu einem zweiten Oberflächenabschnitt des Varistors erstreckt;
einen ersten Körper (6; 16) aus leitendem Material, der zumindest an diesem ersten Oberflächenabschnitt haftet, zur elektrischen Verbindung mit dem Abschnitt dieser zumindest einen Elektrodenmaterialschicht;
wobei der Abschnitt dieser zumindest einen Elektroden­ materialschicht von sämtlichen anderen Oberflächenabschnitten des Varistors durch keramisches Material (4; 14) beabstandet ist;
einen zweiten Körper (6; 16) aus leitendem Material, der zumindest am zweiten Oberflächenabschnitt haftet, zur elektrischen Verbindung mit dem Abschnitt dieser zumindest einen weiteren Elektrodenmaterialschicht;
wobei der Abschnitt dieser zumindest einen weiteren Elektrodenmaterialschicht von sämtlichen anderen Ober­ flächenbereichen des Varistors durch keramisches Material (4; 14) beabstandet ist;
wobei die Körper aus leitendem Material (6; 16) Anschlüsse des Varistors definieren;
die Keramikmaterialschichten (2; 12) jede zwischen zwei Elektrodenmaterialschichten (3; 13) sandwichartig eingebettet sind und eine Dickenausdehnung von weniger als 30 µm aufweisen.

2. Varistor, aufweisend:
mehrere Schichten (2; 12) aus keramischem Material;
mehrere Schichten aus Elektrodenmaterial (3; 13), welche eingeschichtet sind, wobei jede Keramikmaterialschicht sandwichartig zwischen zwei Elektrodenmaterialschichten eingebettet ist, wobei zumindest ein Abschnitt zumindest einer der Schichten aus Elektrodenmaterial sich zu einem ersten Oberflächenabschnitt des Varistors erstreckt und zumindest ein Abschnitt von zumindest einer weiteren dieser Schichten aus Elektrodenmaterial sich zu einem zweiten Oberflächenabschnitt des Varistors erstreckt;
einen ersten Körper (6; 16) aus leitendem Material, der zumindest an diesem ersten Oberflächenabschnitt haftet, zur elektrischen Verbindung mit diesem Abschnitt von dieser zumindest einen Elektrodenmaterialschicht;
wobei der Abschnitt dieser zumindest einen Elektroden­ materialschicht von sämtlichen anderen Oberflächen­ abschnitten des Varistors durch keramisches Material (4; 14) beabstandet ist;
einen zweiten Körper (6; 16) aus leitendem Material, der zumindest an diesem zweiten Oberflächenabschnitt haftet, zur elektrischen Verbindung mit diesem Abschnitt von dieser zumindest einen weiteren Elektrodenmaterialschicht;
wobei der Abschnitt dieser zumindest einen weiteren Elektrodenmaterialschicht von sämtlichen anderen Ober­ flächenabschnitten des Varistors durch keramisches Material (4; 14) beabstandet ist;
wobei die Körper aus leitendem Material Anschlüsse des Varistors definieren; und
wobei die Keramikschichten je beide zwischen zwei Elektrodenmaterialschichten sandwichartig eingebettet sind und durch Deposition einer Pulversuspension und darauffolgende Wärmebehandlung zur Bereitstellung eines dichten Kontinuums aus keramischem Material geringer Porosität ausgebildet sind.

3. Varistor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede keramische Schicht (2; 12) durch mehrere Depositionen von Pulversuspension ausgebildet sind, die durch die Wärmebehandlung zu einem Aggregat geballt wird, um das dichte Kontinuum aus keramischem Material geringer Porosität bereitzustellen.

4. Varistor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schicht (2; 12) aus keramischem Material, die zwei Schichten aus Elektrodenmaterial (3; 13) trennt, von im wesentlichen derselben Dicke wie jede andere Schicht aus keramischem Material ist, die zwei Schichten aus Elektrodenmaterial trennt, und daß die Dicke über die gesamte Fläche der trennenden Schicht aus keramischem Material im wesentlichen gleichförmig ist.

5. Varistor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schicht (2; 12) aus keramischem Material, die zwei Schichten aus Elektrodenmaterial (3; 13) trennt, von im wesentlichen derselben Dicke wie jede andere Schicht aus keramischem Material ist, die zwei Schichten aus Elektrodenmaterial trennt, und daß die Dicke über die gesamte Fläche der trennenden Schicht aus keramischem Material im wesentlichen gleichförmig ist.

6. Varistor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schicht (2; 12) aus keramischem Material, die zwei Schichten aus Elektrodenmaterial (3; 13) trennt, von im wesentlichen derselben Dicke wie jede andere Schicht aus keramischem Material ist, die zwei Schichten aus Elektrodenmaterial trennt, und daß die Dicke über die gesamte Fläche der trennenden Schicht aus keramischem Material im wesentlichen gleichförmig ist.

7. Varistor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schicht (3; 13) aus Elektrodenmaterial von im wesentlichen derselben Dicke wie jede andere Schicht (3; 13) aus Elektrodenmaterial ist, und daß die Dicke über die gesamte Fläche der Schicht aus Elektrodenmaterial im wesentlichen gleichförmig ist.

8. Varistor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Schichten (3; 13) aus Elektroden­ material von einem äußeren Oberflächenabschnitt des Varistors durch eine Schicht (4, 5; 14, 15) aus keramischem Material größerer Dicke als der Dicke jeder der Schichten aus keramischem Material (2; 12), die zwei Schichten aus Elektrodenmaterial trennen, getrennt ist.

9. Varistor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Schichten aus Elektrodenmaterial (3; 13) von einem äußeren Oberflächenabschnitt des Varistors durch eine Schicht (4, 5; 14, 15) aus keramischem Material größerer Dicke als der Dicke jeder der Schichten (2; 12) aus keramischem Material getrennt ist, die zwei Schichten aus Elektrodenmaterial trennen.

10. Varistor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Schichten (3; 13) aus Elektroden­ material von einem äußeren Oberflächenabschnitt des Varistors durch eine Schicht (4, 5; 14, 15) aus keramischem Material größerer Dicke als der Dicke jeder der Schichten (2; 12) aus keramischem Material getrennt ist, die die beiden Schichten aus Elektrodenmaterial trennen.

11. Varistor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Schichten (3; 13) aus Elektroden­ material von einem äußeren Oberflächenabschnitt des Varistors durch eine Schicht (4, 5; 14, 15) aus keramischem Material größerer Dicke als der Dicke jeder der Schichten (2; 12) aus keramischem Material getrennt ist, die die beiden Schichten aus Elektrodenmaterial trennen.

12. Varistor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Schichten (3; 13) aus Elektroden­ material von einem äußeren Oberflächenabschnitt des Varistors durch eine Schicht (4, 5; 14, 15) aus keramischem Material einer andersartigen Zusammensetzung als der der trennenden Schicht (2; 12) aus keramischem Material getrennt ist.

13. Varistor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Schichten (3; 13) aus Elektroden­ material von einem externen Oberflächenabschnitt des Varistors durch eine Schicht (4, 5; 14, 15) aus keramischem Material andersartiger Zusammensetzung als der der trennenden Schicht (2; 12) aus keramischem Material getrennt ist.

14. Varistor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Schichten (3; 13) aus Elektroden­ material von einem äußeren Oberflächenabschnitt des Varistors durch eine Schicht (4, 5; 14, 15) aus keramischem Material andersartiger Zusammensetzung als der der trennenden Schicht (2; 12) aus keramischem Material getrennt ist.

15. Varistor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Schichten (3; 13) aus Elektroden­ material von einem äußeren Oberflächenabschnitt des Varistors durch eine Schicht (4, 5; 14, 15) aus keramischem Material andersartiger Zusammensetzung als der der trennenden Schicht (2; 12) aus keramischem Material getrennt ist.

16. Varistor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Schichten (3; 13) aus Elektrodenmaterial von einem äußeren Oberflächenabschnitt des Varistors durch eine Schicht (4, 5; 14, 15) aus keramischem Material andersartiger Zusammensetzung als der der trennenden Schicht (2; 12) aus keramischem Material getrennt ist.

17. Varistor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Schichten (3; 13) aus Elektroden­ material von einem äußeren Oberflächenabschnitt des Varistors durch eine Schicht (4, 5; 14, 15) aus keramischem Material andersartiger Zusammensetzung als der der trennenden Schicht (2; 12) aus keramischem Material getrennt ist.

18. Varistor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Schichten (3; 13) aus Elektroden­ material von einem externen Oberflächenabschnitt des Varistors durch eine Schicht (4, 5; 14, 15) aus keramischem Material andersartiger Zusammensetzung als der der trennenden Schicht (2; 12) aus keramischem Material getrennt ist.

19. Varistor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Schichten (3; 13) aus Elektroden­ material von einem äußeren Oberflächenabschnitt des Varistors durch eine Schicht (4, 5; 14, 15) aus keramischem Material andersartiger Zusammensetzung als der der trennenden Schicht (2; 12) aus keramischem Material getrennt ist.

20. Varistor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der mehreren Schichten (3; 13) aus Elektrodenmaterial durch einen einzelnen Bereich aus Elektrodenmaterial definiert ist.

21. Varistor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der mehreren Schichten (3; 13) aus Elektrodenmaterial durch einen einzelnen Bereich aus Elektrodenmaterial definiert ist.

22. Varistor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der mehreren Schichten (3; 13) aus Elektrodenmaterial durch einen einzelnen Bereich aus Elektrodenmaterial definiert ist.

23. Varistor nach Anspruch dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der mehreren Schichten (3; 13) aus Elektrodenmaterial durch einen einzelnen Bereich aus Elektrodenmaterial definiert ist.

24. Varistor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der mehreren Schichten (3; 13) aus Elektrodenmaterial durch einen einzelnen Bereich aus Elektrodenmaterial definiert ist.

25. Varistor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der mehreren Schichten (3; 13) aus Elektrodenmaterial durch einen einzelnen Bereich aus Elektrodenmaterial definiert ist.

26. Varistor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der mehreren Schichten (3; 13) aus Elektrodenmaterial durch einen einzelnen Bereich aus Elektrodenmaterial definiert ist.

27. Varistor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der mehreren Schichten (3; 13) aus Elektrodenmaterial durch einen einzelnen Bereich aus Elektrodenmaterial definiert ist.

28. Varistor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der mehreren Schichten (3; 13) aus Elektrodenmaterial durch einen einzelnen Bereich aus Elektrodenmaterial definiert ist.

29. Varistor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der mehreren Schichten (3; 13) aus Elektrodenmaterial durch einen einzelnen Bereich aus Elektrodenmaterial definiert ist.

30. Varistor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der mehreren Schichten (3; 13) aus Elektrodenmaterial durch einen einzelnen Bereich aus Elektrodenmaterial definiert ist.

31. Varistor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der mehreren Schichten (3; 13) aus Elektrodenmaterial durch einen einzelnen Bereich aus Elektrodenmaterial definiert ist.

32. Varistor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der mehreren Schichten (3; 13) aus Elektrodenmaterial durch einen einzelnen Bereich aus Elektrodenmaterial definiert ist.

33. Varistor nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der mehreren Schichten (3; 13) aus Elektrodenmaterial durch einen einzelnen Bereich aus Elektrodenmaterial definiert ist.

34. Varistor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der mehreren Schichten (3; 13) aus Elektrodenmaterial durch einen einzelnen Bereich aus Elektrodenmaterial definiert ist.

35. Varistor nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der mehreren Schichten (3; 13) aus Elektrodenmaterial durch einen einzelnen Bereich aus Elektrodenmaterial definiert ist.

36. Varistor nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der mehreren Schichten (3; 13) aus Elektrodenmaterial durch einen einzelnen Bereich aus Elektrodenmaterial definiert ist.

37. Varistor nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der mehreren Schichten (3; 13) aus Elektrodenmaterial durch einen einzelnen Bereich aus Elektrodenmaterial definiert ist.

38. Varistor nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der mehreren Schichten (3; 13) aus Elektrodenmaterial durch einen einzelnen Bereich aus Elektrodenmaterial definiert ist.

39. Varistor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der mehreren Schichten (3; 13) aus Elektrodenmaterial durch mehrere individuelle Bereiche aus Elektrodenmaterial definiert ist.

40. Varistor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Varistor eine Konfiguration in Form eines im wesentlichen rechtwinkligen Blocks aufweist und daß die Schichten aus Elektrodenmaterial im wesentlichen planar sind und sich im wesentlichen parallel zu den Seiten­ flächen des Varistors erstrecken, die die maximale planare Ausdehnung aufweisen, wobei die Stirnseiten des rechtwinkligen blockförmigen Varistors den ersten und zweiten Oberflächenabschnitt definieren (Fig. 1 bis 7).

41. Varistor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese zumindest eine Schicht (13) aus Elektrodenmaterial und zumindest eine weitere Schicht (13) aus Elektrodenmaterial gemeinsam die mehreren Elektrodenschichten definieren.

42. Varistor, aufweisend:
drei Schichten (14, 12, 14) aus keramischem Material;
zwei Schichten (13, 13) aus Elektrodenmaterial, wobei eine (12) der keramischen Schichten sandwichartig zwischen zwei Elektrodenmaterialschichten eingebettet ist, eine erste Schicht der Schichten (13) aus Elektro­ denmaterial sich zu einem ersten äußeren Oberflächen­ abschnitt des Varistors erstreckt, die andere der Schichten aus Elektrodenmaterial sich bis zu einem zweiten äußeren Oberflächenabschnitt des Varistors erstreckt;
einen ersten Körper (16) aus leitendem Material, der zumindest am ersten äußeren Oberflächenabschnitt haftet, zur elektrischen Verbindung mit der ersten Elektroden­ materialschicht;
wobei die erste Elektrodenmaterialschicht von sämtlichen anderen externen Oberflächenabschnitten des Varistors durch keramisches Material (14, 15) getrennt ist;
einen zweiten Körper (16) aus leitendem Material, der am zweiten äußeren Oberflächenabschnitt zur elektrischen Verbindung mit dieser anderen Elektrodenmaterialschicht haftet;
wobei diese andere Elektrodenmaterialschicht von sämtlichen anderen externen Oberflächenabschnitten des Varistors durch keramisches Material (14, 15) getrennt ist;
wobei die Körper (16) aus leitendem Material Anschlüsse des Varistors definieren; und
wobei die keramische Schicht (12), die sandwichartig zwischen den beiden Elektrodenmaterialschichten (13) eingebettet ist, durch Deposition einer Pulversuspension und darauffolgenden Wärmebehandlung zur Bereitstellung eines dichten Kontinuums aus keramischem Material geringer Porosität ausgebildet ist.