DE69734323T2

DE69734323T2 - Ptc thermistor und verfahren zur herstellung

Info

Publication number: DE69734323T2
Application number: DE69734323T
Authority: DE
Inventors: Junji Kojima; Kohichi Morimoto; Takashi Osaka-shi IKEDA; Naohiro Yodogawa-ku MIKAMOTO
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 1996-12-26
Filing date: 1997-12-25
Publication date: 2006-03-16
Anticipated expiration: 2017-12-26
Also published as: CN1242100A; EP0955643A4; US6188308B1; WO1998029879A1; EP0955643A1; CN1123894C; US6438821B1; JP3594974B2; KR20000062369A; EP0955643B1; DE69734323D1; KR100326778B1

Description

ERFINDUNGSGEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft Kaltleiter, bei denen ein leitendes Polymermaterial mit einem positiven Temperaturkoeffizienten (PTC) des Widerstandes verwendet wird, und Verfahren zu deren Herstellung.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Bislang wurden Kaltleiter im Allgemeinen in selbstregulierenden Heizeinrichtungen verwendet, nun werden sie aber auch zunehmend als Komponenten zum Schutz vor einem Überstrom in elektronischen Geräten zum Einsatz gebracht. Durch einen Überstrom in einem elektrischen Schaltkreis erhitzt sich die leitende Polymerfolie im Innern eines Kaltleiters und dehnt sich aus. Diese thermische Ausdehnung der leitenden Polymerfolie führt zu einem höheren Widerstand des Kaltleiters und verringert dadurch den Strompegel auf ein niedrigeres und sichereres Niveau. Allerdings gibt es eine steigende Nachfrage nach Kaltleitern mit geringem Widerstand und kleiner Größe, die hohe Ströme aushalten und den Spannungsabfall im Kaltleiter verringern.
Als Nächstes wird ein konventioneller Kaltleiter beschrieben.
Ein bekannter Kaltleiter ist in der offen gelegten japanischen Patentschrift Nr. S61-10203 angeführt. Dieser Kaltleiter entsteht durch Aufschichten einer Mehrzahl abwechselnder Schichten aus leitenden Polymerfolien und Metallfolien und ist auf den gegenüberliegenden Seiten mit seitlichen Elektroden ausgestattet.
10 ist eine Seitenansicht eines konventionellen Kaltleiters. In 10 besteht eine leitende Polymerfolie 1 aus einem Hochpolymermaterial, z. B. vernetztem Polyethylen, und dispergierten leitenden Partikeln, beispielsweise Rußpartikeln. Eine innere Elektrode 2 besteht meist aus einer Metallfolie und wird zwischen den leitenden Polymerschichten 1 und 2 angeordnet. Die innere Elektrode 2 ist ebenfalls auf der Oberseite und der Unterseite der leitenden Polymerfolie 1 angeordnet, wobei an den Anfangs- und Endteilen der leitenden Polymerfolie 1 ein elektrodenfreier Bereich 3 bestehen bleibt. Abwechselnde Schichten der inneren Elektroden 2 und der leitenden Polymerfolien 1 bilden einen geschichteten Körper 4. Eine seitliche Elektronenschicht 5 bildet einen Führungsab schnitt und befindet sich an der Seite des geschichteten Körpers 4, so dass sie elektrisch an ein Ende der inneren Elektrode 2 angeschlossen werden kann.
Wenn ein Überstrom fliegt, ist bei dem konventionellen Kaltleiter, der durch abwechselndes Übereinanderschichten der leitenden Polymerfolie 1 und der inneren Elektrode 2 entsteht, damit ein geringer Widerstand gewährleistet wird, eine wiederholte Ausdehnung und Schrumpfung der leitenden Polymerfolie 1 zu verzeichnen. Dadurch kann es zu einem Ausfall der Anschlüsse an der seitlichen Elektrode infolge von einer Rissbildung im Ergebnis solcher Beanspruchung kommen.
Das Dokument EP-A-0 229 286 legt eine elektrische Komponente in Form eines Chips offen, die aus einem waferförmigen Körper aus elektrisch wirksamen Material besteht, der auf seinen gegenüberliegenden Stirnflächen mit Abdeckungen versehen ist, der über Anschlusselemente zum Anschließen der Abdeckungen entgegengesetzter Polarität an Kontaktpunkte einer Leiterplatte aufweist, und der mit einer Isolierbeschichtung versehen ist, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: a) Jede Abdeckung gleicher Polarität befindet sich auf lediglich einer Stirnseite des Körpers und bedeckt Letztere vollständig bis zu den Seitenflächen oder lässt einen Isolierstreifen zu der Seitenfläche hin frei, b) der mit den Abdeckungen versehene Körper ist von einer Isolierschicht umgeben, die in jedem Fall in der Nähe der beiden Seitenflächen des Körpers einen freien Bereich enthält, wobei die freien Bereiche wie sich drehende Spiegelbilder zueinander versetzt sind, c) die Anschlusselemente sind kappenförmig, bestehen aus leitendem und lötbarem Material und befinden sich in jedem Fall in elektrischem Kontakt mit einer Abdeckung in dem Bereich der freien Flächen der Isolierschicht. Bei einer anderen Ausführungsform, die in dem Dokument EP-A-0 229 286 offen gelegt ist, besteht der Körper aus Schichten aus elektrisch wirksamen Material, zwischen denen Abdeckungen angeordnet sind, die schichtweise abwechselnd zu den gegenüberliegenden Seitenflächen führen und dort mit Hilfe von dünnen Metallfolien elektrisch leitend miteinander verbunden werden.
Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, einen sehr zuverlässigen Kaltleiter mit guter Spannungsfestigkeit zu schaffen, der Ausfälle bei einem Anschluss an eine seitliche Elektrode infolge von Rissen verhindert, und ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale gelöst, die in den Hauptansprüchen 1 und 2 und in dem Hauptanspruch 5, der das Verfahren beschreibt, angegeben sind. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Nebenansprüchen angegeben. Ein Kaltleiter umfasst: einen geschichteten Körper, der hergestellt wird, in dem eine leitende Polymerfolie und eine innere Elektrode abwechselnd geschichtet werden; eine äußere Elektrode, die an der Oberseite und an der Unterseite des geschichteten Körpers angeordnet ist, und eine mehrschichtige seitliche Elektrode, die in der Mitte einer Seite des geschichteten Körpers angeordnet ist und elektrisch mit der inneren Elektrode und der äußeren Elektrode gekoppelt ist.
Eine Seite des geschichteten Körpers hat

i) einen Bereich, an dem die seitliche Elektrode ausgebildet ist, und
ii) einen Bereich, an dem die seitliche Elektrode nicht ausgebildet ist.

Bei einem Verfahren zur Herstellung des Kaltleiters gemäß Anspruch 5 wird die leitende Polymerfolie von der Oberseite und der Unterseite mit Metallfolien eingeschlossen und durch Wärmepressen integral verbunden, so dass der geschichtete Körper entsteht. Der geschichtete Körper wird anschließend von der Oberseite und der Unterseite von weiteren leitenden Polymerfolien eingeschlossen, und der geschichtete Körper und die leitenden Polymerfolien werden von der Oberseite und der Unterseite mit Metallfolien eingeschlossen. Durch Wärmepressung werden sie integral miteinander verbunden. Diese Prozesse werden für die Schichtenbildung wiederholt.
Bei dem wie oben aufgebauten Kaltleiter umfasst eine seitliche Elektrode mehrere Schichten und befindet sich in der Mitte der Seite des geschichteten Körpers, so dass sie elektrisch mit den inneren Elektroden und den äußeren Elektroden gekoppelt werden kann. Darüber hinaus hat die Seite des geschichteten Körpers Bereiche mit seitlicher Elektrode und ohne. Dadurch lässt sich die mechanische Beanspruchung in der seitlichen Elektrode an der Grenze der einzelnen Schichten der seitlichen Elektrodenschicht selbst dann verringern, wenn durch wiederholte thermische Ausdehnung der leitenden Polymerfolie während des Betriebs des Kaltleiters infolge der Wärmeeinwirkung eine mechanische Spannung an der Seite anliegt. Die mechanische Spannung in der seitlichen Elektrode kann weiterhin durch Extrusion der ausgedehnten leitenden Polymerfolie auf einen Bereich verringert werden, in dem die seitliche Elektrode nicht ausgebildet ist. Somit lässt sich die Entstehung von Rissen aufgrund konzentrierter mechanischer Spannung verhindern und ein Verbindungsausfall infolge von Rissen eliminieren. Bei einem Verfahren zur Herstellung von Kaltleitern kommt ein Prozess zum integralen Verbinden des geschichteten Körpers, der leitenden Polymerfolie und einer Metallfolie durch Wärmepressung zwecks Schichtenbildung wiederholt zur Anwendung. Dadurch wird es möglich, eine gleichmäßige Dicke der leitenden Polymerfolie in jeder Schicht zu erreichen. Dementsprechend erhält man einen sehr zuverlässigen Kaltleiter mit guter Spannungsfestigkeit.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1A ist eine Perspektivansicht eines Kaltleiters entsprechend einer ersten Beispielausführungsform der Erfindung.
1B ist eine vergrößerte Schnittansicht eines relevanten Teils.
2 ist eine vergrößerte Schnittansicht einer Fläche einer Kupferfolie, die für eine innere Elektrode des Kaltleiters verwendet wird.
3 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zur Herstellung eines Kaltleiters zeigt.
4A ist eine Schnittansicht eines Beispiels für einen Riss, der in der seitlichen Elektrode bei einem Wärmewirkungstest auftritt.
4B ist eine vergrößerte Schnittansicht eines relevanten Teils.
5A ist eine Perspektivansicht eines Kaltleiters entsprechend einer erfindungsgemäßen Ausführungsform.
5B ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Kaltleiters entsprechend einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform.
6 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung des Kaltleiters entsprechend einer anderen Ausführungsform.
7 ist ein Temperatur/Widerstands-Diagramm von leitenden Polymerfolien mit unterschiedlicher Dicke.
8 ist ein Diagramm der Spannungsfestigkeitseigenschaften im Verhältnis zur Dicke des leitenden Polymers.
9 ist eine Perspektivansicht eines Kaltleiter-Chips, bei dem auf der gesamten Oberseite ein Schutzfilm ausgebildet ist.
10 ist eine Schnittansicht eines konventionellen geschichteten Kaltleiters.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Erste Beispielsausführungsform
Anhand der Zeichnungen wird ein Kaltleiter gemäß einer ersten Beispielausführungsform der Erfindung beschrieben.
1A ist eine Perspektivansicht des Kaltleiters bei einer ersten Beispielsausführungsform der Erfindung. 1B ist eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie A aus 1A. In 1A und 1B bestehen die leitenden Polymerfolien 11a, 11b und 11c aus einer Mischverbindung aus hochdichtem Polyethylen, d.h. einem kristallinen Polymer, und Ruß, d.h. leitenden Partikeln. Die inneren Elektroden 12a und 12b bestehen aus Kupferfolie und haben auf beiden Seitenflächen Nickelvorsprünge 22 in Form einer Verdickung an einem kurzen Schaft, wie in 2 dargestellt.
Eine Nickel-Schutzschicht 23 ist galvanisch über den Nickelvorsprüngen ausgebildet. Eine erste seitliche Elektrodenschicht 14a, eine zweite seitliche Elektrodenschicht 14b und eine dritte seitliche Elektrodenschicht 14c befinden sich in der Mitte beider gegenüberliegender Enden des geschichteten Körpers, der durch Übereinanderschichten der leitenden Polymerfolien 11a, 11b und 11c, der inneren Elektroden 12a und 12b und der äußeren Elektroden 13a und 13b hergestellt wird. Die inneren Elektroden 12a und 12b und die äußeren Elektroden 13a und 13b sind abwechselnd elektrisch an die gegenüberliegenden seitlichen Elektroden 15 gekoppelt. Die Bereiche ohne seitliche Elektrodenschicht 15a und 15b sind Teile, auf denen die seitliche Elektrodenschicht 14 nicht ausgebildet ist. Diese befinden sich an den Enden des geschichteten Körpers, an denen die seitliche Elektrode 14 ausgebildet ist, auf beiden Seiten der seitlichen Elektrode 14. Die erste seitliche Elektrodenschicht 14a ist eine erste vernickelte Schicht, die zweite seitliche Elektrodenschicht 14b ist eine verkupferte Schicht und die dritte seitliche Elektrodenschicht 14c ist eine zweite vernickelte Schicht. Die seitliche Elektrode 14 entsteht durch Übereinanderschichten dieser galvanisierten Schichten in der obigen Reihenfolge. Eine erste Isolierüberzugsschicht aus Epoxydharz 16a und eine zweite Isolierüberzugsschicht aus Epoxydharz 16b sind auf den äußersten Schichten des geschichteten Körpers angeordnet.
Als Nächstes wird anhand der Ablaufdiagramme aus 3 ein Verfahren zur Herstellung des wie oben aufgebauten Kaltleiters gemäß der ersten Beispielausführungsform beschrieben.
Zuerst wird eine 35 μm dicke Kupferfolie 31 in einem Watts-Nickelbad bei einer Stromdichte galvanisiert, die etwa viermal so hoch ist (20 A/dm²) wie beim Normalgalvanisieren, so dass die vernickelten Vorsprünge eine Höhe von 5 bis 10 μm haben. Anschließend wird ein etwa 1 μm dicker Nickel-Beschichtungsfilm bei normaler Stromdichte (etwa 4 A/dm²) galvanisch aufgetragen. Nachdem die Kupferfolie 31 mit den Nickelvorsprüngen und dem Nickel-Beschichtungsfilm versehen worden ist, wird mit Hilfe einer Gesenkpresse ein Muster ausgebildet. Das Muster kann ebenfalls fotolithografisch oder durch Ätzen ausgebildet werden.
Als Nächstes werden 50 Gew.-% hochdichtes Polyethylen mit einer Kristalinität von 70 bis 90 %, 50 Gew.-% Ruß mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 58 nm und einer spezifischen Oberfläche von 38 m²/g und 1 Gew.-% eines Antioxidans' etwa 20 Minuten mit Hilfe von zwei Kugelmühlen, die auf etwa 150° C erhitzt sind, vermischt und dispergiert, wodurch eine leitende Polymerfolie 32 mit einer Dicke von etwa 0,3 mm entsteht. Danach werden die drei leitenden Polymerfolien 32 und die beiden mit Mustern ausgebildeten Kupferfolien 31 wie in 3A abwechselnd übereinander gestapelt, so dass sichergestellt wird, dass die Öffnungen an den Kupferfolien 31 abwechselnd an den entgegengesetzten Seiten erscheinen. Anschließend wird der übereinander gestapelte Körper von der Oberseite und von der Unterseite mit einfachen Kupferfolien 33 umschlossen, die Nickelvorsprünge und eine Nickelbeschichtung aufweisen, die die Nickelvorsprünge lediglich an der Kontaktfläche zu den leitenden Polymerfolien 32 schützt.
Wie in 3B abgebildet, werden die Schichten nach dem Übereinanderstapeln etwa 1 Minute lang bei einer Temperatur von 175° C, in einem Vakuum von etwa 20 Torr und bei einem Druck von etwa 50 kg/cm² unter Zuhilfenahme einer Vakuumwärmepresse wärmegepresst, um so einen integrierten geschichteten Körper 34 herzustellen.
Wie in 3C abgebildet, wird mit Hilfe einer Bohrmaschine eine Durchgangsöffnung 35 an dem geschichteten Körper 34 ausgebildet. Die Durchgangsöffnung 35 kann ebenfalls mit einer Gesenkpresse hergestellt werden. Anschließend wird der geschichtete Körper mit einem Elektronenstrahl mit etwa 40 Mrad in einer Elektronenstrahl-Bestrahlungsanlage bestrahlt, um das hochdichte Polyethylen zu vernetzen.
Als Nächstes wird, wie in 3D abgebildet, ein 10 bis 20 μm dicker Nickelfilm auf dem gesamten geschichteten Körper 34, einschließlich der Durchgangsöffnung 35, ausgebildet, indem der geschichtete Körper 34 für etwa 30 Minuten bei normaler Stromdichte (etwa 4 A/dm²) in das Watts-Nickelbad eingetaucht wird. Danach wird 10 Minuten lang in einem Kupfersulfat-Galvanisierbad ein 5 bis 10 μm dicker Kupferfilm ausgebildet, wodurch der mehrschichtige galvanisierte Film 36 fertig gestellt wird. Durch Hinzufügen von 0,5 Vol.-% Benetzungsmittel zu der Nickelsulfatlösung wird es möglich, dass eine galvanisierte Schicht gleichmäßig auf der Innenwand der Durchgangsöffnung 35 ausgebildet wird. Somit entsteht ein Film mit geringer Restspannung, die bei konventionellen Galvanisierlösungen einen Wert von bis zu 20.000 bis 30.000 psi erreicht.
Als Nächstes werden, wie in 3E abgebildet, eine Kupferfolie 33 auf der äußersten Schicht und ein mehrschichtiger galvanisierter Film 36 mit einem Muster versehen. Zum Ausbilden des Musters wird der nachfolgende Prozess zur Anwendung gebracht. Auf beide Flächen des geschichteten Körpers 34 wird ein Trockenfilm aufgebracht. Nach der UV-Belichtung des Ätzmusters und nach dessen Entwicklung wird der galvanisierte Film chemisch mit Hilfe von Eisenchlorid geätzt, woraufhin der trockene Film abgezogen wird. Anstelle eines Trockenfilms kann ebenfalls ein Ätzresist durch Siebdruck ausgebildet werden.
Als Nächstes wird wie in 3F eine Epoxydharzpaste mittels Siebdruck auf beide Seiten des geschichteten Körpers 34 mit Ausnahme der Fläche um die Durchgangsöffnung 35 herum aufgebracht. Danach wird sie 30 Minuten lang bei 150° C thermisch ausgehärtet, so dass eine Beschichtungsharz-Schutzschicht 37 entsteht. Diese Beschichtungsharz-Schutzschicht 37 lässt sich auch durch Aufbringen eines Isolierresistfilms und durch Musterausbildung mittels Fotolithographie und Ätzen herstellen.
Danach wird wie in 3G eine 5 bis 10 μm dicke Nickelschicht 38 auf die Oberseite und die Unterseite des geschichteten Körpers 34 in jenen Bereichen galvanisch aufgebracht, in denen die Beschichtungsharz-Schutzschicht 37 nicht ausgebildet worden ist, sowie auf der Innenwand der Durchgangsöffnung 35, und zwar bei einer Stromdichte von etwa 4 A/dm² für eine Dauer von 10 Minuten.
Wie in 3H wird der geschichtete Körper 34 anschließend in einzelne Stücke zertrennt. Zum Vereinzeln des geschichteten Körpers 34 wird zudem das Gesenkpressenverfahren angewandt. An den gegenüberliegenden Enden hat der geschichtete Körper 34 keine seitlichen Elektrodenbereiche 15a und 15b. Die seitliche Elektrode befindet sich in der Mitte der Enden, und der Bereich 39 ohne seitliche Elektrode, der keine seitlichen Elektrodenbereiche 15a und 15b umfasst, ist auf beiden Seiten der seitlichen Elektrodenschichten an beiden Enden des geschichteten Körpers 34 vorgesehen. Nun ist der Kaltleiter fertig gestellt.
Da die inneren Elektroden 12a und 12b aus Kupferfolie bestehen, können die Enden der Kupferfolie, die die inneren Elektroden 12a und 12b bilden, ohne weiteres durch Vorbehandlung aktiviert werden, z. B. durch Säurewäsche, um so die seitliche Elektrode 14 auszubilden. Dadurch wird es möglich, dass die inneren Elektroden 12a und 12b eine bessere Verbindung mit der vernickelten ersten und dritten seitlichen Elektrodenschicht 14a und 14c aufweisen. Die inneren Elektroden 12a und 12b weisen Nickelvorsprünge 22 auf den Kontaktflächen zu den leitenden Polymerfolien 11a, 11b und 11c auf. Darüber hinaus ist eine Nickelbeschichtung 23 zum Schutz der Nickelvorsprünge 22 vorgesehen. Durch diese Struktur ist es möglich, dass die Form der Nickelvorsprünge 22 während des gesamten Wärmepressvorgangs aufrechterhalten wird. Die starke Haftung zwischen den leitenden Polymerfolien 11a, 11b und 11c und den inneren Elektroden 12a und 12b und den äußeren Elektroden 13a und 13b kann durch den Ankereffekt infolge der Nickelvorsprünge 22 erzeugt werden.
Als Nächstes wird die Zuverlässigkeit der Dicke der seitlichen Elektrode 14, ein Schlüsselteil des Kaltleiters nach der ersten Beispielausführungsform der Erfindung, der wie oben aufgebaut und hergestellt wird, beschrieben.
Die erste Beispielausführungsform der Erfindung wird mit einem Vergleichsstück A und einem Vergleichsstück B verglichen. Der Kaltleiter bei der vorliegenden Beispielsausführungsform hat eine dreischichtige seitliche Elektrode 14 mit einer 15 μm dicken ersten vernickelten Schicht, die die erste seitliche Elektrodenschicht 14a bildet, einer 5 μm dicken verkupferten Schicht, die die zweite seitliche Elektrodenschicht 14b bildet, und einer 5 μm dicken zweiten vernickelten Schicht, die die dritte seitliche Elektrodenschicht 14c bildet. Der Kaltleiter aus dem Vergleichsstück A verfügt über eine seitliche Elektrodenschicht, das Schlüsselelement, das durch galvanisches Auftragen von Nickel in einer Stärke von 25 μm entsteht. Der Kaltleiter aus dem Vergleichsstück B hat eine seitliche Elektrodenschicht – das Schlüsselteil, das durch einmaliges galvanisches Ausbilden einer 25 μm dicken Kupferschicht entsteht. Zu Vergleichszwecken wurden 30 Stück von jeder Art dieser Kaltleiter auf Leiterplatten befestigt, bevor der Auslösezyklustest durchgeführt wurde. Bei dem Test wurde eine 25-V-Gleichspannungsquellle in Serie angeschlossen. Eine Minute lang wurde ein Überstrom von 100 A zugeführt und anschließend für fünf Minuten unterbrochen. Nach 1.000 Zyklen, 10.000 Zyklen und 30.000 Zyklen des Auslösezyklustests wurden 10 Stück jeder Art stichprobenartig ausgewählt und durch Beobachtung des Querschnitts auf vorhandene Risse 40 in der seitlichen Elektrodenschicht untersucht, wie in 4B abgebildet.
Bei dem Kaltleiter in der Beispielausführungsform der Erfindung wurden nach 1.000 bzw. 10.000 Zyklen keine Risse festgestellt. Demgegenüber wurde nach 30.000 Zyklen ein Riss in jedem 10. Stück gefunden. Wie in 4 abgebildet, hatte sich dieser Riss in der zweiten seitlichen Elektrodenschicht 14b der Kupferschicht ausgebildet und geringfügig seitlich entlang der zweiten seitlichen Elektrodenschicht 14b ausgebreitet, jedoch nicht bis zur Grenze. Der Riss hatte nicht die dritte seitliche Elektrodenschicht 14c erreicht, die sich auf der zweiten vernickelten Schicht befindet.
Bei dem Kaltleiter aus dem Vergleich A wurde nach 1.000 Zyklen in 2 von 10 Stücken ein Riss festgestellt. Die Risse hatten sich innerhalb von 5 μm ausgebreitet, so dass es zu einem Verbindungsausfall kam. Nach 10.000 Zyklen hatten in allen 10 Stücken Risse den Verbindungsausfall hervorgerufen.
Bei dem Kaltleiter aus Vergleich B wurden nach 1.000 Zyklen Risse in allen 10 Stücken festgestellt. Darüber hinaus kam es in 4 Stücken zu einem Verbindungsausfall. Nach 10.000 Zyklen trat in allen 10 Stücken ein Verbindungsausfall ein.
Die obigen Vergleichsergebnisse weisen darauf hin, dass der Kaltleiter entsprechend der erfindungsgemäßen Ausführungsform die innere Spannung in der seitlichen Elektrode verringern kann. Dennoch hat der mehrschschtige Kaltleiter im Verhältnis zu der Anzahl der Schichten eine größere Volumenausdehnung als die einschichtige Struktur, wenn eine thermische Ausdehnung der leitenden Polymerfolien 11a, 11b und 11c im Ergebnis der Selbstaufheizung beim Fließen eines Überstroms auftritt. Im Hinblick auf die Volumenausdehnung in seitlicher Richtung des geschichteten Körpers wird das ausgedehnte leitende Polymer auf einen Teil extrudiert, in dem keine seitliche Elektrodenschicht ausgebildet ist. Dadurch wird die Verringerung der Spannung an der seitlichen Elektrodenschicht ermöglicht.
Hinsichtlich der Volumenausdehnung in vertikaler Richtung des geschichteten Körpers endeten die Risse im Übrigen an der Grenze zwischen der ersten seitlichen Elektrodenschicht 14a und der zweiten seitlichen Elektrodenschicht 14b, wodurch ein Verbindungsausfall in der seitlichen Elektrodenschicht selbst dann verhindert wird, wenn eine Spannung an einer Ecke der seitlichen Elektrodenschicht konzentriert ist. Der Grund dafür liegt darin, dass die galvanisierten Schichten der seitlichen Elektrodenschicht des Kaltleiters die erste seitliche Elektrodenschicht 14a aus Nickel mit hoher Zugfestigkeit und die zweite seitliche Elektrodenschicht 14b aus biegsamem Kupfer umfassen.
Konkret kann die an einer Ecke der seitlichen Elektrodenschicht konzentrierte Spannung an der Grenze zwischen der ersten seitlichen Elektrodenschicht 14a und der zweiten seitlichen Elektrodenschicht 14b in der mehrschichtigen seitlichen Elektrode verringert werden. Die dritte seitliche Elektrodenschicht 14c, die aus der zweiten vernickelten Schicht besteht, verhindert das Auslaugen des Lötmittels während des Befestigens des Kaltleiters auf der Leiterplatte 41 mit dem Lötmittel 42. Dementsprechend wird eine dauerhafte elektrische Verbindung der seitlichen Elektrode unterstrichen, die durch Galvanisieren von drei Schichten aus Nickel, Kupfer und Nickel entsteht.
Zweite Beispielausführungsform
Anhand der Zeichnungen wird der Aufbau eines Kaltleiters nach einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform beschrieben. 5A ist eine Perspektivansicht und 5B ist eine Schnittansicht des Kaltleiters. In 5A und 5B besteht eine leitende Polymerfolie 51 aus einer Mischverbindung auch hochdichtem Polyethylen, z. B. einem kristallinen Polymer, und Ruß, z. B. leitenden Partikeln. Innere Elektroden 52a und 52b sind aus einer Kupferfolie hergestellt und abwechselnd mit der leitenden Polymerfolie 51 übereinander geschichtet. Eine äußere Elektrode 53 besteht aus Kupferfolie. Eine Öffnung 54 ist ein Raum in der Nähe einer seitlichen Elektrode 55, die die innere Schicht in die inneren Elektroden 52a und 52b aufteilt. Die seitliche Elektrode 55 ist mit den inneren Elektroden 52a und 52b und mit der äußeren Elektrode 53 verbunden. Die Öffnung 54 wird nahe einer seitlichen Elektrode 55 gebildet und in jeder Schicht nahe den abwechselnden Seiten vorgesehen.
Die zweite Beispielsausführungsform der Erfindung unterscheidet sich von der ersten Beispielsausführungsform dadurch, dass die innere Elektrode in zwei Teile unterteilt ist, d.h. in die innere Elektrode 52a und in die innere Elektrode 52b, und zwar durch die Öffnung 54 nahe einer seitlichen Elektrode 55. Anders ausgedrückt, die innere Elektrode umfasst eine längere innere Elektrode 52a in Richtung einer seitlichen Elektrodenschicht 55 und eine kürzere innere Elektrode 52b in Richtung der anderen seitlichen Elektrode 55.
Der Kaltleiter mit der dreischichtigen seitlichen Elektrode wird mit dem Verfahren hergestellt, das für die erste Beispielsausführungsform beschrieben wurde. Konkret wird eine erste seitliche Elektrodenschicht 14a aus einer 15 μm dicken ersten vernickelten Schicht, eine zweite seitliche Elektrodenschicht 14b aus einer 5 μm dicken verkupferten Schicht und eine dritte seitliche Elektrodenschicht 14c aus einer 5 μm dicken zweiten vernickelten Schicht hergestellt. Anschließend werden 30 Stück dieser Art Kaltleiter auf Leiterplatten befestigt. Die befestigten Kaltleiter werden in Reihe an eine 25-V-Gleichspannungsquelle angeschlossen und ein Auslösezyklustest durchgeführt, indem ein Überstrom von 100 A angelegt wird (1 Minute lang eingeschaltet und 5 Minuten lang ausgeschaltet). Nach 1.000, 10.000 und 30.000 Zyklen wurden 10 Stück stichprobenartig ausgewählt und durch Betrachtung des Querschnitts auf die elektrischen Verbindungen zu der Seitenelektrode hin untersucht. Bei dem erfindungsgemäßen Kaltleiter wurden nach 1.000, 10.000 und 30.000 Zyklen keine Risse festgestellt.
Bei dieser Beispielausführungsform sind die inneren Elektroden 52a und 52b an beide seitlichen Elektrodenschichten 55 auf den gegenüberliegenden Seiten des geschichteten Körpers angeschlossen. Darüber hinaus sind die inneren Elektroden 52a und 52b durch die Öffnung 54 in der Nähe einer seitlichen Elektrodenschicht 55 in zwei Teile unterteilt. Eine Ausdehnung der leitenden Polymerfolie in vertikaler Richtung des geschichteten Körpers aufgrund der Volumenausdehnung der leitenden Polymerschicht 51 während des Gebrauchs wird somit durch die innere Elektrode 52b verhindert, die an die seitliche Elektrode 55 angeschlossen ist. Demzufolge kann die Spannung an den Ecken als Folge einer vertikalen Ausdehnung verringert werden.
Die vorliegende Erfindung ist so aufgebaut, dass die inneren Elektroden 52a und 52b an beiden gegenüberliegenden Enden des geschichteten Körpers mit der seitlichen Elektrode 55 verbunden sind. Und die Öffnung 54 in der Nähe einer seitlichen Elektrodenschicht 55 unterteilt die innere Elektrode 52 in die inneren Elektroden 52a und 52b. Durch diesen Aufbau lässt sich die Ausdehnung im Zusammenhang mit der zunehmenden Dicke der leitenden Polymerfolie 51 nahe der seitlichen Elektrodenschicht 55 verhindern, was zu einer Reduzierung der mechanischen Spannung an der elektrischen Verbindung zu der seitlichen Elektrode 55 führt. Folglich kann die elektrische Verbindung der inneren Elektroden 52a und 52b mit der seitlichen Elektrodenschicht 55 sichergestellt werden.
Darüber hinaus wird bei der Herstellung des Kaltleiters der Zwischenraum zwischen der Anode und der Kathode in dem Galvanisierbad beim Galvanisieren der mehrfach galvanisierten Schichten als seitliche Elektrodenschicht 55 auf die Hälfte verringert. Durch die Verringerung des Abstandes zwischen den beiden Galvanisierelektroden nimmt die Galvanisierdicke der Ecken der seitlichen Elektrode 55 zu. Da sich die mechanische Spannung wahrscheinlich an den Ecken konzentriert, an denen die äußere Elektrode und die seitliche Elektrodenschicht 55 einander berühren, kann die Festigkeit des aufgetragenen Films der seitlichen Elektrodenschicht 55 durch Erhöhung der Dicke der seitlichen Elektrodenschicht insbesondere an den Ecken verbessert werden.
Dritte Beispielausführungsform
Anhand der Schnittdarstellungen des Kaltleiters aus 6A bis 6D wird ein Verfahren zur Herstellung eines Kaltleiters nach einer dritten Beispielausführungsform beschrieben. 6A bis 6D zeigen das Herstellungsverfahren bis zum Schichtbildungsprozess einer leitenden Polymerfolie und einer Metallfolie, bei denen es sich um wichtige Teile des Kaltleiters nach der dritten Beispielsausführungsform handelt.
Wie in 6A abgebildet, wird eine leitende Polymerfolie 61 aus einer Mischverbindung aus 50 Gew.-% hochdichtem Polyethylen mit einer Kristallinität von 70 bis 90 % und aus 50 Gew.-% Ruß mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von etwa 58 nm und einer spezifischen Oberfläche von 38 m²/g hergestellt. Diese leitende Polymerfolie 61 wird zwischen einem Paar Metallfolien 62 aus einer Kupferfolie mit Nickelvorsprüngen auf beiden Seiten und einer Nickelbeschichtung zum Schutz der Nickelvorsprünge eingeschlossen.
Als Nächstes werden wie in 6B die leitende Polymerfolie 61 und das Paar Metallfolien 62, die in dem vorangehenden Arbeitsschritt übereinander gestapelt wurden, eine Minute lang bei einer Galvanisier-Aufheiztemperatur von etwa 175° C, was etwa 40° C höher ist als der Schmelzpunkt des Polymers, in einem Vakuum von etwa 20 Torr bei einem Druck von etwa 50 kg/cm² wärmegepresst, so dass ein erster geschichteter Körper 63 fertig gestellt ist.
Wie in 6C abgebildet ist, wird der erste geschichtete Körper 63 von der Oberseite und der Unterseite durch ein Paar leitende Polymerfolien 61 eingeschlossen. Anschließend werden sie von der Oberseite und der Unterseite von einem Paar Metallfolien 62 eingeschlossen, die aus Kupferfolie mit Nickelvorsprüngen und einer Nickelbeschichtung zum Schutz der Nickelvorsprünge bestehen.
Wie in 6D dargestellt, werden der erste geschichtete Körper 63, ein Paar leitende Polymerfolien 61 und ein Paar Metallfolien 62, die in dem vorangehenden Arbeitsschritt übereinander gestapelt wurden, 1 Minute lang bei einer Galvanisier-Aufheiztemperatur von etwa 175° C in einem Vakuum von etwa 20 Torr und bei dem Druck von etwa 50 kg/cm² wärmegepresst, wodurch der zweite Körper 64 hergestellt wird.
Um die Anzahl der Schichten zu vergrößern, werden die in 6C und 6D dargestellten Prozesse einfach wiederholt.
Der verbleibende Prozess zur Herstellung des Kaltleiters umfasst die Ausbildung einer seitlichen Elektrodenschicht. Diese wird gemäß dem Verfahren hergestellt, das für die erste und die zweite Beispielausführungsform erläutert wurde.
Bei der dritten Beispielsausführungsform wird der geschichtete Körper mit Hilfe einer leitenden Polymerfolie mit einer Dicke von 0,27 mm hergestellt. Dadurch erhält der Kaltleiter leitende Polymerschichten mit einer gleichmäßigen Dicke von 0,25 mm.
Die Dicke des leitenden Polymers des Kaltleiters nach der Schichtenbildung wird wie folgt ausgehend von Zuverlässigkeitstestergebnissen beschrieben.
Der geschichtete Körper wurde unter Verwendung einer leitenden Polymerfolie mit einer Dicke von 0,27 mm vor der Schichtausbildung hergestellt. Die Dicke der leitenden Polymerfolie in jeder Schicht des geschichteten Körpers lag gleichmäßig nahe 0,25 mm.
Zu Vergleichszwecken wurde ein Kaltleiter mit drei leitenden Polymerfolien mit einer Dicke von jeweils 0,27 mm vor der Schichtbildung und vier Folien aus einem Metallfilm hergestellt. Die leitenden Polymerfolien und die Metallfolien wurden abwechselnd übereinander gestapelt und bei der gleichen Temperatur, dem gleichen Vakuum und unter den gleichen Druckbedingungen wie bei der dritten Beispielausführungsform wärmegepresst. Die Dicke der leitenden Polymerfolie in jeder Schicht des geschichteten Körpers, der entsprechend diesem Vergleichsherstellungsverfahren gefertigt wurde, betrug beginnend von der untersten Schicht 0,21 mm, 0,27 mm und 0,20 mm. Es wurde festgestellt, dass die Außenschicht dünner ist als die Innenschicht.
Wenn eine Reihe leitender Polymerfolien und Metallfolien gleichzeitig durch Wärmepressen integral miteinander verbunden werden, gelangt die Hitze von der äußeren leitenden Polymerfolie, die die Heizplatte berührt, zu der inneren leitenden Polymerfolie. Aufgrund des Einflusses dieser Wärmeleitung wird die äußere Polymerfolie bei gleichzeitiger Wärmepressung im Vergleich zu der inneren leitenden Polymerfolie dünner, und zwar wegen der geringeren Viskosität der äußeren leitenden Polymerfolie im Vergleich zu der der inneren leitenden Polymerfolie.
Als Nächstes wird ein Vergleich des dielektrischen Durchschlagverhaltens beschrieben. Zwei Arten von Kaltleitern, die wie oben beschrieben mit unterschiedlichen Schichtausbildungsverfahren hergestellt wurden, wurden an eine 50-V-Gleichspannungsquelle in Reihe angeschlossen und einem Auslösezyklustest unterzogen, bei dem eine Minute lang ein Überstrom von 100 A angelegt wurde und anschließend selbiger fünf Minuten abgeschaltet wurde. Der erfindungsgemäß hergestellte Kaltleiter wies nach 10.000 Zyklen eine Abnormalität auf. Der gemäß dem Vergleichsverfahren hergestellte Kaltleiter zeigte einen dielektrischen Durchschlag nach 82 Zyklen.
Der dielektrische Durchschlag in dem Kaltleiter, der nach dem Vergleichsverfahren hergestellt wurde, trat infolge von Dickeschwankungen der leitenden Polymerfolien auf. 4 zeigt eine Grafik, die die Temperaturmessungen im Vergleich zum Widerstand bei verschiedenen Dicken des leitenden Polymers des Kaltleiters aus denselben Substanzen verdeutlicht. 8 zeigt Messungen der Spannungsfestigkeit der Kaltleiter. Aus 7 und 8 geht deutlich hervor, dass das dünnere leitende Polymer einen geringeren Anstieg des Widerstands und eine niedrigere Spannungsfestigkeit aufweist. Die Ergebnisse des zuvor erwähnten Auslösezyklustests zeigen, dass es bei dem entsprechend dem Vergleichsverfahren hergestellten Kaltleiter zu einer Konzentration des Überstroms an den dünneren leitenden Polymerabschnitten kam, was zu dem dielektrischen Durchschlag führte.
Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren umfasst die folgenden Schritte: Einschließen der leitenden Polymerfolie von der Oberseite und der Unterseite mit einem Paar Metallfolien; Wärmepressung der leitenden Polymerfolie und der Metallfolien zum Ausbilden eines integral verbundenen geschichteten Körpers; Anordnen der leitenden Polymerfolie auf der Oberseite und der Unterseite des geschichteten Körpers, und weiterhin Einschließen dieser leitenden Polymerfolien von der Oberseite und der Unterseite mit Metallfolien; danach Wärmepressung des geschichteten Körpers, der leitenden Polymerfolien und der Metallfolien zum integralen Verbinden miteinander. Durch Wiederholung dieser Schritte kann ein leitendes Polymer mit gleichmäßiger Dicke in allen Schichten erreicht werden, wodurch ein Kaltleiter mit guter Spannungsfestigkeit geschaffen wird. Als Nächstes erfolgt ein Vergleich zwischen Kaltleitern mit und ohne Nickelschicht auf den Nickelvorsprüngen, die die Form einer Verdickung an einem kurzen Schaft haben – ein Schlüsselteil der Erfindung – und auf der Oberfläche der Metallfolien ausgebildet sind. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Behandlung der Metallfolienoberflächen ist Folgendes: Die Kupferfolie 21 wird in dem Watts-Nickelbad mit viermal höherer Stromdichte (20 A/dm²) im Vergleich zu normal vernickelten Vorsprüngen mit einer Höhe von 5 bis 10 μm galvanisiert. Anschließend wird ein etwa 1 μm dicker Nickelbeschichtungsfilm bei normaler Stromdichte (4 A/dm²) ausgebildet.
Zu Vergleichszwecken wurde eine Kupferfolie mit Nickelvorsprüngen ohne Schutzfilm hergestellt.
Die Metallfolie mit Nickelvorsprüngen hat den Effekt, dass die leitende Polymerfolie an der Metallfolie festgehalten wird. Die erfindungsgemäße Metallfolie, die über den Nickelvorsprüngen in Form einer Verdickung auf einem kurzen Schaft vernickelt ist, zeigte keine Verformungen der Nickelvorsprünge, die durch den Druck während der Wärmepressung hervorgerufen worden wären. Demgegenüber wies die Metallfolie aus dem Vergleichsbeispiel eine Verformung an den Nickelvorsprüngen in Form einer Verdickung an einem kurzen Schaft infolge des Drucks auf, der auf sie während des Wärmepressens einwirkte. Die Form der Nickelvorsprünge als Verdickung auf einen kurzen Schaft entsteht durch die abnormale Abscheidung während des Galvanisierens. Deswegen sind diese Vorsprünge empfindlich. Die Schaffung des Nickelbeschichtungsfilms verhindert somit eine Verformung der Nickelvorsprünge, die durch den Polymerdruck hervorgerufen werden würde.
Darüber hinaus kann der erfindungsgemäße Kaltleiter wie in 9 auf der gesamten Oberseite mit einem Schutzfilm versehen werden, indem das Siebdruckmuster des Harzes, das als Schutzschicht dient, verändert wird. Wenn keine Elektrode, also kein spannungsführendes Teil, auf der Oberseite 91 des Kaltleiters vorhanden ist, wie in 9 abgebildet, verhindert die Schutzschicht das Entstehen von Kurzschlüssen selbst dann, wenn sich die Abschirmplatte unmittelbar über dem Kaltleiter befindet.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Wie oben beschreiben, umfasst der Kaltleiter einen geschichteten Körper, der hergestellt wird, indem leitende Polymerfolien und innere Elektroden abwechselnd geschichtet werden; äußere Elektroden, die an der Oberseite und der Unterseite des geschichteten Körpers angeordnet sind; und eine mehrschichtige seitliche Elektrode, die in der Mitte der Seiten des geschichteten Körpers so angeordnet ist, dass sie elektrisch mit den inneren Elektroden und den äußeren Elektroden verbunden ist. Die Seiten des geschichteten Körpers weisen einen Bereich mit einer seitlichen Elektrode und einen Bereich ohne seitliche Elektrode auf. Das Verfahren zum Herstellen von Kaltleitern wiederholt die folgenden Schritte: Ausbilden des geschichteten Körpers durch Einschließen einer leitenden Polymerfolie mit Metallfolien von der Oberseite und der Unterseite und anschließendes integrales Verbinden derselben durch Wärmepressen und Anordnen leitender Polymerfolien auf der Oberseite und der Unterseite des geschichteten Körpers, Einschließen dieser leitenden Polymerfolien mit Metallfolien von der Oberseite und der Unterseite und integrales Verbinden derselben durch Wärmepressen zur Schichtenbildung. Mit der obigen Konfiguration kann eine mechanische Spannung an der seitlichen Elektrode, die durch die wiederholte Wärmeeinwirkung aufgrund der thermischen Ausdehnung der leitenden Polymerfolie während des Gebrauchs des Kaltleiters hervorgerufen wird, an der Grenze der mehrschichtigen seitlichen Elektrode verringert werden. Gleichzeitig wird eine ausgedehnte leitende Polymerfolie auf einen Bereich extrudiert, in dem keine seitliche Elektrodenschicht ausgebildet ist, wodurch ebenfalls die mechanische Spannung an der seitlichen Elektrode verringert wird. Erreicht wird dies durch den Aufbau der mehrschichtigen seitlichen Elektrode derart, dass sie in der Mitte der Seiten des geschichteten Körpers elektrisch mit der inneren Elektrode und der äußeren Elektrode gekoppelt ist. Somit vertilgen die Seiten des geschichteten Körpers über einen Bereich mit und einen Bereich ohne seitliche Elektrode. Dementsprechend lässt sich das Auftreten von Rissen infolge der Konzentration mechanischer Spannung verhindern und ein Verbindungsausfall aufgrund der Ausbreitung von Rissen umgehen. Das Verfahren zum Herstellen von Kaltleitern erzeugt eine Reihe von Schichten durch Wiederholung des Prozesses des integralen Verbindens des geschichteten Körpers, der leitenden Polymerfolien und der Metallfolien mit Hilfe einer Wärmepresse miteinander. Dadurch kann die Dicke der leitenden Polymerfolie in jeder Schicht gleichmäßig gestaltet werden. Somit entsteht ein Kaltleiter mit guter Spannungsfestigkeit.

Claims

Kaltleiter, der umfasst: einen geschichteten Körper, der hergestellt wird, indem leitende Polymerfolien (11a, 11b, 11c) und innere Elektroden (12a, 12b) abwechselnd geschichtet werden; äußere Elektroden (13a, 13b), die an der Oberseite und der Unterseite des geschichteten Körpers angeordnet sind; und mehrschichtige seitliche Elektroden (14), die in der Mitte beider Seiten des geschichteten Körpers so angeordnet sind, dass sie elektrisch mit den inneren Elektroden (12a, 12b) und den äußeren Elektroden (13a, 13b) gekoppelt sind, wobei die Seiten des geschichteten Körpers aufweisen: I) wenigstens einen Bereich, an dem die mehrschichtige seitliche Elektrode ausgebildet ist, und II) wenigstens einen Bereich, an dem die mehrschichtige seitliche Elektrode nicht ausgebildet ist; dadurch gekennzeichnet, dass: die inneren Elektroden (12a, 12b) aus Kupferfolie bestehen und Nickelvorsprünge (22a) in Form einer Verdickung an einem kurzen Schaft an seinen beiden Flächen haben; die äußeren Elektroden (13a, 13b) aus Kupferfolie bestehen und Nickelvorsprünge (22) in Form einer Verdickung an einem kurzen Schaft an der Kontaktfläche mit den leitenden Polymerfolien (11a, 11c) haben; und die Nickelvorsprünge (22) an den inneren Elektroden (12a, 12b) und an den äußeren Elektroden (13a, 13b) mit einer schützenden Nickelüberzugsschicht (23) überzogen sind.
Kaltleiter, der umfasst: einen geschichteten Körper, der hergestellt wird, indem eine leitende Polymerfolie (51) und eine innere Elektrode (52a, 52b) abwechselnd geschichtet werden; eine äußere Elektrode (53), die an der Oberseite und der Unterseite des geschichteten Körpers angeordnet ist; und eine seitliche Elektrode (55), die so angeordnet ist, dass sie elektrisch mit der inneren Elektrode und der äußeren Elektrode gekoppelt ist; dadurch gekennzeichnet, dass: die innere Elektrode (52a, 52b) durch eine Öffnung (54) in der Nähe der seitlichen Elektrode (55) in zwei Teile unterteilt ist; ein Nickelvorsprung (22) in Form einer Verdickung auf einer Kupferfolie der inneren Elektrode an der Oberseite und der Unterseite und auf einer Kupferfolie der äußeren Elektrode an einer Kontaktfläche mit der leitenden Polymerfolie (51) angeordnet ist und dann eine Nickelüberzugsschicht (23) so ausgebildet ist, dass sie den Nickelvorsprung (22) abdeckt; und die seitliche Elektrode (55) mehrschichtig ist.
Kaltleiter nach Anspruch 1 oder 2, wobei die seitlichen Elektroden (14, 55) eine erste seitliche Nickel-Elektrodenschicht (14a), eine seitliche Kupfer-Elektrodenschicht (14b) und eine zweite seitliche Nickel-Elektrodenschicht (14c) in dieser Reihenfolge umfassen.
Kaltleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Dicke der seitlichen Elektrode (55) an Ecken des geschichteten Körpers, die mit der äußeren Elektrode (53) in Kontakt kommen, größer ist als die Dicke der seitlichen Elektrode (55) zwischen Ecken an einer Oberseite und einer Unterseite des geschichteten Körpers.
Verfahren zum Herstellen eines Kaltleiters, wobei das Verfahren zum Schichten die folgenden Schritte wiederholt; Ausbilden eines geschichteten Körpers durch Einschließen einer leitenden Polymerfolie (61) mit Metallfolien (62) von der Oberseite und der Unterseite und anschließendes integrales Verbinden derselben durch Wärmepressen; und Anordnen leitender Polymerfolien (61) an der Oberseite und der Unterseite des geschichteten Körpers, Einschließen der leitenden Polymerfolien mit Metallfolien (62) von der Oberseite und der Unterseite und integrales Verbinden derselben durch Wärmepressen; wobei ein Nickelvorsprung (22) in Form einer Verdickung an einem kurzen Schaft, der durch Oberflächenaufrauungs-Nickelbehandlung erzeugt wird, auf der Metallfolie (62) an einer Kontaktfläche mit der leitenden Polymerschicht ausgebildet wird und eine Nickelüberzugsschicht (23) so ausgebildet wird, dass sie den Nickelvorsprung (22) abdeckt.