EP1342250B1 - Electrical component and method for producing the same - Google Patents

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EP1342250B1
EP1342250B1 EP20010990291 EP01990291A EP1342250B1 EP 1342250 B1 EP1342250 B1 EP 1342250B1 EP 20010990291 EP20010990291 EP 20010990291 EP 01990291 A EP01990291 A EP 01990291A EP 1342250 B1 EP1342250 B1 EP 1342250B1
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Grant
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intermediate layer
basic body
protective layer
solvent
layer
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EP20010990291
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Harald SCHÖPF
Thomas Trenkler
Chong Wang
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    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01CRESISTORS
    • H01C1/00Details
    • H01C1/02Housing; Enclosing; Embedding; Filling the housing or enclosure
    • H01C1/028Housing; Enclosing; Embedding; Filling the housing or enclosure the resistive element being embedded in insulation with outer enclosing sheath
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Abstract

The invention relates to an electrical component with a base (1), at least two connecting elements (4, 5) linked with the base (1), an intermediate layer (6) disposed on the surface of the base (1), and a protective layer (7) disposed on the intermediate layer (6). The intermediate layer (6) and the protective layer (7) are produced from the same solvent-containing starting material, with the intermediate layer (6) having a lower solvent content than the protective layer (7). The invention further relates to a method for producing such a component. It is especially advantageous to apply the intermediate layer (6) by spraying it onto the heated base (1) of the component, thereby increasing the voltage stability of the PTC thermistor.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein elektrisches Bauelement mit einem Grundkörper, wenigstens zwei mit dem Grundkörper verbundenen Anschlußelementen sowie mit einer Schutzschicht. The invention relates to an electrical component comprising a base body, at least two with the basic body connection elements and associated with a protective layer. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung des Bauelements. Moreover, the invention relates to a method for manufacturing the component.
  • Es sind elektrische Bauelemente der eingangs genannten Art bekannt, deren Grundkörper aus einem keramischen Material mit einem positiven Temperaturkoeffizienten des ohmschen Widerstands hergestellt sind. There are known electrical components of the type mentioned, the base body made of a ceramic material with a positive temperature coefficient of the ohmic resistance. Darüber hinaus ist der Grundkörper der bekannten Bauelemente mit einer organische Bestandteile enthaltenden Schutzschicht umhüllt. In addition, the base body of the known devices with a organic components is wrapped containing protective layer. Solche Bauelemente werden üblicherweise als PCT-Widerstand verwendet. Such devices are commonly used as a PCT resistor. Dabei kommt als keramisches Material zum Beispiel Donatoren- und Akzeptordotiertes Bariumtitanat zum Einsatz. In this case barium titanate is used as ceramic material, for example, donor-and Acceptor used. Die Schutzschicht ist üblicherweise ein durch ein Tauchlackierverfahren auf den Grundkörper aufgebrachter, getrockneter Lack, der organische Lösungsmittel, wie zB Xylol oder Acetolester und organische Bindemittel enthält. The protective layer is usually a contains by a dip coating onto the base body applied, dried paint, the organic solvent such as xylene or Acetolester and organic binder.
  • Aus der Druckschrift DE 25 00 789 A1 sind elektrische Bauelemente mit einer kompressiblen Zwischenschicht bekannt, auf der eine Schutzschicht aufgebracht ist. From the document DE 25 00 789 A1 electrical components with a compressible intermediate layer are known, on which a protective layer is applied. Die Zwischenschicht dient dazu, Spannungskräfte, die aufgrund unterschiedlicher thermischer Ausdehnungskoeffizienten des elektrischen Grundkörpers und der Schutzschicht auf den Grundkörper einwirken, abzufangen. The intermediate layer serves to trap tension forces acting on the body due to different thermal expansion coefficients of the electric base body and the protective layer. Die Zwischenschicht kann dabei aus einem lösungsmittelhaltigen Material bestehen, dessen Lösungsmittelanteil nach Aufbringung des Materials auf den Grundkörper durch Erhitzen verdampft wurde. The intermediate layer may consist of a solvent-containing material during processing, the proportion of solvent was evaporated by application of the material onto the base body by heating.
  • Aus der Patentschrift DE 51 956 C 2 ist ein Kaltleiter bekannt, der von einem Gehäuse umgeben ist, dessen Material frei von Nukleophilen ist. From patent specification DE 51 956 C 2, a PTC thermistor is known which is surrounded by a housing, the material is free of nucleophiles. Dadurch kann eine chemische Reaktion des Gehäusematerials mit dem Grundkörper des Kaltleiters verhindert werden. This can prevent the main body of the cold head of a chemical reaction of the housing material. Das Gehäuse ist von einem Vergußmaterial eingekapselt. The housing is encapsulated by a potting material.
  • Dokument US-A-4 039 904 beschreibt einen Kondensator, der von einer Zwischenschicht und einer Schutzschicht umgeben ist. Document US-A-4039904 discloses a capacitor which is surrounded by an intermediate layer and a protective layer. Dokument US-A-3 670 091 beschreibt ein elektrisches Bauteil, das von einer Zwischenschicht und einer Schutzschicht eingekapselt ist. Document US-A-3,670,091 describes an electrical component, which is encapsulated by an intermediate layer and a protective layer.
  • Die PTC-Widerstände werden hinsichtlich ihrer Qualität unter anderem durch ihre Spannungslagerungsstabilität beurteilt. The PTC resistors are evaluated for quality including through its voltage storage stability. Die Spannungslagerungsstabilität sagt aus, welche elektrische Spannung der PTC-Widerstand über einen längeren Zeitraum, beispielsweise 24 Stunden, aushält, ohne seine charakteristischen Eigenschaften zu verlieren. The power storage stability indicates that electric voltage of the PTC resistance over a longer period, for example 24 hours, can withstand without losing its characteristic properties. Aufgrund der angelegten Spannung fließt ein Strom durch den PTC-Widerstand, der ihn aufheizt. Due to the applied voltage, a current flows through the PTC resistor, which heats it. Somit ist die Spannungslagerungsstabilität des PTC-Widerstands eng mit seiner Temperaturstabilität verknüpft. Thus, the voltage storage stability of the PTC resistor is closely linked to its temperature stability. Da für die Beurteilung der Stabilität eines PTC-Widerstands unter anderem chemische Prozesse mit beachtlichen Zeitkonstanten eine Rolle spielen, ist eine lediglich über einen kurzen Zeitraum angelegte elektrische Spannung zur Beurteilung der Stabilität nicht aussagekräftig. Since, among other chemical processes with significant time constants play a role in assessing the stability of a PTC-resistor, a voltage applied only for a short time electric voltage to assess the stability is not meaningful.
  • Die bekannten Bauelemente haben den Nachteil, daß der als Schutzschicht aufgebrachte Lack aufgrund des Tauchlackierverfahrens eine relativ hohe Schichtdicke zwischen 10 und 500 µm aufweist. The known devices have the disadvantage that the applied as a protective layer coating having a relatively high layer thickness of between 10 and 500 microns because of the Tauchlackierverfahrens. Daher entstehen beim Trocknen des Lacks an der Oberfläche verkrustete Flächen, während im Innern des Lacks noch ein Anteil von organischen Bestandteilen vorhanden ist, der im weiteren Verlauf des Trocknungsprozesses durch die verkrusteten Oberflächen am vollständigen Verlassen des Lacks gehindert wird. Therefore produced during drying of the paint on the surface encrusted surfaces, while the interior of the paint, a proportion of organic components is still present, which is prevented in the further course of the drying process by the crusted surface at the exit completely the varnish.
  • Daher enthält die Schutzschicht der bekannten Bauelemente einen Rest an organischen Bestandteilen. Therefore, the protective layer of the known devices containing a residue of organic constituents. Diese Bestandteile können zum Grundkörper gelangen und dort, falls die Temperatur des Bauelements aufgrund einer hohen angelegten Spannung 220 °C übersteigt, zu einer chemischen Reaktion führen, die die Korngrenzen der Keramik depolarisiert. These ingredients may reach the base body and there, if the temperature of the device exceeds 220 ° C due to a high applied voltage, lead to a chemical reaction which depolarizes the grain boundaries of the ceramic. Dadurch wird der PTC-Effekt der Keramik zerstört, wodurch sich das Bauelement bei weiterhin angelegter Spannung überhitzt und somit zerstört wird. Thus, the PTC effect of the ceramic is destroyed, whereby the device is overheated with continued applied voltage and thus destroyed. Deswegen weisen die bekannten Bauelemente eine schlechte Spannungslagerungsstabilität auf. Therefore, the known devices have poor voltage storage stability.
  • Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Bauelement bereitzustellen, das eine hohe Spannungslagerungsstabilität aufweist. Object of the present invention is therefore to provide a device having a high voltage storage stability. Ferner ist es ein Ziel der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Bauelementes anzugeben. Further, it is an object of the invention to provide a method for producing such a component.
  • Diese Ziele werden erfindungsgemäß durch ein Bauelement gemäß Patentanspruch 1 sowie durch ein Verfahren nach Patentanspruch 8 erreicht. These objects are inventively achieved by a device according to claim 1 and by a method according to claim. 8 Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den weiteren Patentansprüchen zu entnehmen. Advantageous embodiments of the invention are given in the further claims.
  • Die Erfindung gibt ein elektrisches Bauelement an, das einen Grundkörper und wenigstens zwei mit dem Grundkörper verbundenen Anschlußelementen aufweist. The invention provides an electrical component, comprising a base body and at least two associated with the basic body connection elements. Auf der Oberfläche des Grundkörpers ist eine Zwischenschicht angeordnet, auf deren Oberfläche sich eine Schutzschicht befindet. On the surface of the base body is an intermediate layer disposed on the surface of which a protective layer. Die Zwischenschicht und die Schutzschicht sind dabei jeweils aus demselben, ein Lösungsmittel enthaltenden Material hergestellt. The intermediate layer and the protective layer are prepared containing each of the same, a solvent material. Zudem weist die Zwischenschicht einen kleineren Gehalt an Lösungsmittel auf als die Schutzschicht. In addition, the intermediate layer has a smaller solvent content than the protective layer.
  • Das erfindungsgemäße Bauelement hat den Vorteil, daß die beiden auf der Oberfläche des Grundkörpers angeordneten Schichten aus demselben Material hergestellt sind, wodurch auf die Verwendung unterschiedlicher Materialien mit dem Effekt der Kosteneinsparung verzichtet werden kann. The device according to the invention has the advantage that the two arranged on the surface of the base body layers are made of the same material, making it possible to dispense with the use of different materials with the effect of cost saving. Desweiteren hat das erfindungsgemäße Bauelement den Vorteil, daß die direkt auf der Oberfläche des Grundkörpers anliegende Zwischenschicht einen kleineren Gehalt an Lösungsmittel aufweist, als die Schutzschicht. Furthermore, the device according to the invention has the advantage that the directly applied on the surface of the base body intermediate layer has a smaller solvent content than the protective layer. Dadurch kommt der Grundkörper des Bauelements, der beispielsweise aus einem keramischen Material bestehen kann, mit weniger Lösungsmittel in Berührung, wodurch die eingangs beschriebenen negativen Auswirkungen des Lösungsmittels verringert werden können. This does the main body of the device, which can for example consist of a ceramic material with less solvent into contact, thereby reducing the negative effects of the solvent described above can be reduced.
  • Die auf der Oberfläche des Grundkörpers angeordnete Zwischenschicht kann so auf dem Grundkörper aufgebracht werden, daß dieser während des Aufbringens der Zwischenschicht erhitzt ist. Which is arranged on the surface of the base body intermediate layer can be applied onto the base body, that this is heated during the application of the intermediate layer. Dadurch wird der Vorteil erreicht, daß wenigstens ein Teil des im Ausgangsmaterial enthaltenden Lösungsmittel während des Aufbringens der Zwischenschicht verdampfen kann und die Zwischenschicht auf der Oberfläche schnell aufgetrocknet ist. Thereby, the advantage is achieved that at least a part of the starting material containing the solvent may evaporate during application of the intermediate layer and the intermediate layer is dried up quickly on the surface. Dadurch wird der Gehalt an Lösungsmittel der Zwischenschicht gegenüber der Schutzschicht wirksam vermindert. Thus, the solvent content of the intermediate layer is effectively reduced compared to the protective layer.
  • Besonders vorteilhaft kann das Erhitzen des Grundkörpers durch Hervorrufen eines elektrischen Stroms erfolgen. Particularly advantageously, the heating of the base body can be carried out by causing an electric current. Dafür sind insbesondere Kaltleiterkeramiken als Material für den Grundkörper geeignet, da diese für die Belastung mit hohen Strömen ausgelegt sind. For this PTC-ceramics are particularly suitable as a material for the base body, as they are designed for exposure to high currents.
  • Desweiteren kann als Ausgangsmaterial für die Zwischenschicht beziehungsweise die Schutzschicht ein Lack verwendet werden, der ein organisches Lösungsmittel enthält. Furthermore, a varnish can be used as a starting material for the intermediate layer or the protective layer that contains an organic solvent. Solche Lacke werden üblicherweise als Schutzschicht für mit Hilfe von Kaltleiterkeramiken aufgebauten PCT-Widerständen verwendet. Such coatings are commonly used as a protective layer for structured by means of PTC ceramics PCT resistors. Die organischen Bestandteile können unter anderem aromatische Lösungsmittel, wie zum Beispiel Xylol, Acetolester, Ethylenbenzol oder auch Butanol, oder organische Bindemittel, wie zum Beispiel Silikatkautschuk, sein. The organic components may include aromatic solvents such as xylene, Acetolester, ethylene, benzene or butanol, or organic binder, such as silicate rubber, his. Aus solchen Stoffen hergestellte Schutzschichten schützen das Bauelement vor Umwelteinflüssen und weisen ausreichend isolierende Eigenschaften auf, so daß durch die Schichten kein Kurzschluß zwischen den Anschlußelementen entsteht. Protective layers made from such fabrics protect the device from environmental influences and have sufficient insulating properties, so that through the layers no short circuit between the connecting elements is formed. Als Material für die Schichten kommen insbesondere Lacke in Betracht, die die oben beschriebenen organischen Bestandteile sowie anorganische Füllstoffe, wie beispielsweise SiO 2 enthalten. As the material for the layers in particular paints are contemplated that contain the organic compounds described above, as well as inorganic fillers such as SiO 2.
  • Die Schutzschicht kann vorteilhaft durch Tauchen des Grundkörpers in eine Flüssigkeit hergestellt sein, da sich durch einen solchen Prozeß auf einfache Weise eine äußere Schutzschicht mit der für das Bauelement geeigneten Dicke herstellen läßt. The protective layer may be advantageously prepared by dipping the base body in a liquid, as can be produced by such a process in a simple manner an outer protective layer having the appropriate thickness for the device.
  • Eine solche geeignete Dicke, die für die Schutzfunktion der Schutzschicht notwendig ist, liegt zwischen 10 und 500 µm. One such suitable thickness, which is necessary for the protective function of the protective layer is between 10 and 500 microns. Eine geeignete Schichtdicke für die Zwischenschicht liegt im Bereich zwischen 5 und 100 µm. A suitable film thickness for the intermediate layer is in the range between 5 and 100 microns.
  • Desweiteren gibt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Bauelements an, wobei das Bauelement einen Grundkörper umfaßt, der mit wenigstens zwei Anschlußelementen kontaktiert ist und auf seiner Oberfläche eine aus einem lösungsmittelhaltigen Ausgangsmaterial hergestellte Zwischenschicht aufweist und wobei der Grundkörper während des Aufbringens der Zwischenschicht mittels eines durch ihn fließenden elektrischen Stroms geheizt wird. Furthermore, the invention provides a method for producing an electrical component, wherein the device comprises a base body which is contacted with at least two connecting elements and has on its surface an intermediate layer made of a solvent-containing starting material and wherein the base body during the application of the intermediate layer by means of a is heated by flowing electric current him.
  • Das Heizen des Grundkörpers während des Aufbringens der Zwischenschicht hat den Vorteil, daß das im Ausgangsmaterial enthaltenen Lösungsmittel sich leicht verflüchtigen kann, wodurch der Lösungsmittelgehalt der Zwischenschicht und damit auch die Auswirkungen des Lösungsmittels auf der Oberfläche des Grundkörpers vermindert werden können. The heating of the base body during the application of the intermediate layer has the advantage that the solvent contained in the starting material can easily volatilize, whereby the solvent content of the intermediate layer and thus the effects of the solvent on the surface of the base body can be reduced.
  • Insbesondere ist das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der Zwischenschicht des erfindungsgemäßen Bauelements geeignet. In particular, the inventive method for making the intermediate layer of the device according to the invention is suitable.
  • Das Ausgangsmaterial kann zur Herstellung der Zwischenschicht auf der Oberfläche des Grundkörpers besonders vorteilhaft durch Sprühen aufgebracht werden. The starting material can be particularly advantageously applied for forming the intermediate layer on the surface of the basic body by spraying. Dabei sind alle gängigen Sprühverfahren denkbar, beispielsweise auch Air-Brush. All conventional spray methods are conceivable, for example, air brush. Das Sprühen des Ausgangsmaterials ermöglicht einen kontinuierlichen, dünnen Auftrag der Zwischenschicht, wobei insbesondere auch ein Schichtauftrag mit homogener Schichtdicke möglich ist. The spraying of the starting material enables a continuous, thin application of the intermediate layer, in particular, can also be a layer coating having a homogeneous film thickness. Dadurch, daß die Zwischenschicht beim Auftrag durch Sprühen sehr langsam wächst, kann der Gehalt an Lösungsmittel leicht während des Aufbringens der Zwischenschicht verdampfen. Characterized in that the intermediate layer grows very slowly when applied by spraying, the content of the solvent may easily evaporate during application of the intermediate layer.
  • Desweiteren ist es durch Aufbringen der Zwischenschicht mittels Sprühen leicht möglich, den Grundkörper des Bauelements allseitig mit der Zwischenschicht zu umschließen, wodurch der Zutritt von Feuchte beziehungsweise von Lösungsmittel einer auf der Zwischenschicht angeordneten Schutzschicht zum Grundkörper wirksam vermindert wird. Furthermore, it is by applying the intermediate layer by spraying readily possible to enclose the basic body of the component on all sides with the intermediate layer, whereby the ingress of moisture or solvent, arranged on the intermediate layer protective layer the base body is effectively reduced.
  • Bei dem Aufbringen der Zwischenschicht mittels Sprühen ist es besonders vorteilhaft, wenn der Grundkörper auf eine Temperatur geheizt wird, die bewirkt, daß wenigstens 90 % des Lösungsmittelanteils des Ausgangsmaterials während des Aufbringens der Zwischenschicht verdampfen. In the application of the intermediate layer by means of spraying, it is particularly advantageous if the base body is heated to a temperature which causes at least 90% of the solvent content of the raw material to evaporate during application of the intermediate layer. Dadurch wird gewährleistet, daß die Zwischenschicht nur einen sehr geringen Anteil an Lösungsmittel enthält. This ensures that the intermediate layer contains only a very small proportion of solvent.
  • Eine Vergleichmäßigung des Schichtauftrags kann erfolgen, indem die Ist-Temperatur des Grundkörpers während des Aufbringens der Zwischenschicht so stabilisiert wird, daß sie um weniger als 10 % von einer geeigneten Soll-Temperatur abweicht. An equalization of the layer application can be accomplished by the actual temperature of the basic body is stabilized during the application of the intermediate layer such that it deviates by less than 10% of a suitable desired temperature. Dadurch wird gewährleistet, daß zu jedem Zeitpunkt des Schichtauftrags die Temperatur des Grundkörpers einerseits so hoch ist, daß ausreichend viel Lösungsmittel verdampft und andererseits die Temperatur so niedrig ist, daß die Zwischenschicht beziehungsweise der Grundkörper nicht thermisch beschädigt wird. Thereby, it is ensured that at any time of coating application, the temperature of the base body is so high on the one hand, that sufficient evaporated much of the solvent and on the other hand, the temperature is so low that the intermediate layer or the base body is not thermally damaged.
  • Es kann bei dem Verfahren vorteilhaft ein Grundkörper verwendet werden, dessen UI-Kennlinie wenigstens ein Maximum aufweist. It can be used advantageously in the method, a base body, the UI characteristic has at least one maximum. Dann nämlich ist es möglich, den durch den Grundkörper fließenden elektrischen Strom durch Anlegen einer elektrischen Spannung an die Anschlußelemente hervorzurufen, die in einem Bereich negativer Steigung der UI-Kennlinie liegt. Then that it is possible to cause the current flowing through the base electric current by applying an electric voltage to the terminal elements, which is in a range of negative slope of the UI characteristic. Aufgrund der negativen Steigung der Kennlinie bewirkt ein Ansteigen der Spannung ein Absinken des im Bauelement fließenden Stromes, was einen stabilisierenden Effekt auf die umgesetzte elektrische Leistung P und somit auch auf die Temperatur des Bauelements beziehungsweise des Grundkörpers hat. Due to the negative slope of the characteristic curve, an increase of the voltage causes a decrease of the current flowing in the device current, which has a stabilizing effect on the converted electric power P, and thus also on the temperature of the device or the base body.
  • Als Grundkörper, dessen UI-Kennlinie wenigstens ein Maximum aufweist, kommt beispielsweise ein Grundkörper aus einer Kaltleiterkeramik in Betracht. As a basic body, the UI characteristic has at least a maximum, for example, is a base body of a PTC ceramic into consideration. Das Wählen einer elektrischen Spannung, die in einem Bereich negativer Steigung der UI-Kennlinie liegt, ist bei Kaltleitern unter dem Begriff "Kippen" bekannt. Choosing an electric voltage, which is in a range of negative slope of the UI characteristic is known for PTC thermistors, the term "tilting".
  • Als geeignetes Material für die Keramik mit positivem Temperaturkoeffizienten kommt beispielsweise Donatoren-dotiertes Bariumtitanat oder auch eine (V,Cr) 2 O 3 -Keramik in Betracht. As a suitable material for the ceramic positive temperature coefficient, for example, donor-doped barium titanate or a (V, Cr) 2 O 3 ceramic comes into consideration.
  • Bei Verwendung eines Grundkörpers aus einer Kaltleiterkeramik kann der Grundkörper durch einen Strom zwischen 1 und 2 A auf eine Temperatur zwischen 140 und 150°C geheizt werden. When using a base body of a PTC ceramic of the base body can be heated by a current 1-2 A at a temperature between 140 and 150 ° C. Eine solche Temperatur ist beispielsweise geeignet zum Aufsprühen einer Schicht aus Silikatlack. Such a temperature is, for example, suitable for spraying a layer of silicate paint.
  • Auf die Zwischenschicht kann aus demselben Ausgangsmaterial eine Schutzschicht mit einem anderen Verfahren, beispielsweise Tauchen, aufgebracht werden. On the intermediate layer may be made of the same starting material, a protective layer with a different method, such as dipping, may be applied. Eine solche Schutzschicht kann dicker als die Zwischenschicht ausgeführt sein und ist dann als Schutzschicht gegenüber äußeren Einflüssen geeignet. Such a protective layer can be made thicker than the intermediate layer and is suitable as a protective layer against external influences.
  • Durch das Sprühen des Ausgangsmaterials auf den Grundkörper kann die Zwischenschicht insbesondere allseitig umschließend auf den Grundkörper aufgebracht werden und so den Grundkörper wirksam vor weiteren lösungsmittelhaltigen äußeren Schichten schützen. By spraying the starting material onto the base body, the intermediate layer can be applied in particular on all sides enclosing the base body and thus protect the body against further effective solvent-containing outer layers.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und den dazu gehörigen Figuren näher erläutert. In the following the invention is explained in detail by means of exemplary embodiments and the associated figures.
  • Figur 1 zeigt beispielhaft ein erfindungsgemäßes Bauelement im schematischen Querschnitt. 1 shows an example of a component of the invention in schematic cross section.
  • Figur 2 zeigt beispielhaft die UI-Kennlinie des Bauelements aus Figur 1. Figure 2 shows an example of the UI characteristic of the device of FIG. 1
  • Figur 3 zeigt beispielhaft ein Bauelement während des Aufbringens einer Schicht mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens im schematischen Querschnitt. Figure 3 shows an example of a device during the application of a layer using the method according to the invention in schematic cross section.
  • Die Figur 1 zeigt einen PTC-Widerstand mit einem scheibenförmigen Grundkörper 1, der aus einer geeigneten Keramik besteht. 1 shows a PTC resistor with a disk-shaped basic body 1, which consists of a suitable ceramic. Auf der Unterseite des Grundkörpers 1 ist ein erster Kontaktbereich 2 vorgesehen, der beispielsweise aus einer Silber-Einbrennpaste bestehen kann. On the underside of the base body 1, a first contact portion 2 is provided, which can for example consist of a silver baking paste. An dem ersten Kontaktbereich 2 ist ein erstes Anschlußelement 4 befestigt, wobei es sich beispielsweise um einen Draht handeln kann. At the first contact portion 2, a first connector element 4 is fixed, which may be for example a wire. Die Befestigung des Drahtes am ersten Kontaktbereich 2 erfolgt vorzugsweise durch Löten. The attachment of the wire to the first contact portion 2 is preferably carried out by soldering. Auf der Oberseite des Grundkörpers 1 ist ein zweiter Kontaktbereich 3 angeordnet, der wiederum aus einer Silber-Einbrennpaste bestehen kann. On the upper side of the base body 1, a second contact portion 3 is arranged, which in turn may consist of a silver baking paste. In gleicher Weise wie auf dem ersten Kontaktbereich 2 ist auch auf dem zweiten Kontaktbereich 3 ein zweites Anschlußelement 5 in Form eines angelöteten Drahtes befestigt. In the same manner as on the first contact portion 2, a second connecting element is fixed in the form of a soldered wire 5 on the second contact region. 3
  • Der Grundkörper 1 ist umhüllt von einer Schutzschicht 7, die eine Dicke von 10 bis 500 µm aufweist und die aus einem lösungsmittelhaltigen Lack besteht. The base body 1 is covered by a protective layer 7 having a thickness of 10 to 500 .mu.m and which consists of a solvent-containing lacquer. Ferner ist der Grundkörper 1 von einer innerhalb der Schutzschicht 7 angeordneten Zwischenschicht 6 umhüllt, die zwischen 5 und 20 µm dick ist und die nur einen sehr geringen Anteil an Lösungsmittel aufweist. Further, the base body 1 is surrounded by a protective layer arranged within the 7 intermediate layer 6 which is thick 5 to 20 microns and having only a very low percentage of solvent. Die Anschlußelemente 4, 5 weisen Endabschnitte 8, 9 auf, die von keiner der beiden Schichten 6, 7 umhüllt sind, so daß sie zur elektrischen Kontaktierung des Bauelements dienen können. The connecting elements 4, 5 have end portions 8, 9 which are enclosed by neither of the two layers 6, 7 so that they can serve for the electrical contacting of the device.
  • In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wurde eine Stückzahl von 20 der in der Figur 1 dargestellten Bauelemente wie folgt hergestellt: Es wurde ein PTC-Bauelement durch einen Strom von 1 bis 2 A auf eine Temperatur zwischen 140 und 150 °C geheizt. In one embodiment of the invention, a number of 20 of the components shown in Figure 1 was prepared as follows: There was a PTC device is heated by a current of 1 to 2 A to a temperature between 140 and 150 ° C. Nach Stabilisierung der Temperatur wurde eine Zwischenschicht 6 durch Aufsprühen von Silikatlack mit Hilfe von Air-Brush aufgebracht. After stabilizing the temperature of an intermediate layer was applied by spraying of silicate paint with the aid of air brush. 6 Anschließend wurde eine Schutzschicht 7 durch Eintauchen des mittlerweile wieder abgekühlten PTC in Silikatlack sowie anschließendes Trocknen erzeugt. Subsequently, a protective layer 7 by immersing the now cooled again in PTC silicate coating and then drying was produced.
  • Es wurden ferner als Vergleichsproben 20 Bauelemente gemäß der Figur 1, jedoch ohne Zwischenschicht hergestellt. There were also as comparative samples 20 devices according to the figure 1, but without an intermediate layer.
  • Sowohl für die Ausführungsbeispiele der Erfindung als auch für die Vergleichsproben wurde zur Herstellung der Schutzschicht der Silikatlack der Firma Reichold verwendet, der die Spannungslagerungsstabilität erfahrungsgemäß in besonderem Ausmaß erniedrigt. For both the embodiments of the invention and for the comparative samples of the silicate paint Reichold was used to make the protective layer, which lowers the voltage storage stability according to experience to a particular degree.
  • Es wurde die Lagerung Bauelemente bei 20 V Wechselspannung für eine Dauer von 24 Stunden getestet. storage devices at 20 V alternating voltage for a duration was tested 24 hours. Bei den erfindungsgemäßen Bauelementen konnten nach diesem Spannungslagerungstest keine Ausfälle beobachtet werden, während bei den Bauelementen ohne Zwischenschicht sieben Ausfälle beobachtet wurden. The inventive devices, no failures were observed after this voltage storage test, whereas the components without an intermediate layer seven failures were observed. Dies zeigt den deutlich den positiven Effekt der erfindungsgemäßen Zwischenschicht. This shows clearly the positive effect of the intermediate layer according to the invention.
  • Die UI-Kennlinie gemäß Figur 2 weist ein Maximum bei einer Kipp-Spannung U K auf. The UI characteristic according to figure 2 has a maximum at a tilt voltage U K. Für Spannungen U > U K kann der Kaltleiter "gekippt" werden, was bedeutet, daß bei steigender Spannung U der durch den Kaltleiter fließende Strom I abnimmt und somit die im Bauelement umgesetzte elektrische Leistung stabilisiert werden kann. For voltages U> U K, the PTC thermistor may be "tipped", which means that decreases with increasing voltage U of the current flowing through the PTC current I and hence the unreacted component in the electric power can be stabilized.
  • Figur 3 zeigt die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei ein Grundkörper 1 aus einer Kaltleiterkeramik, der mit Anschlußelementen 4 und 5 versehen ist, von einem elektrischen Strom I durchflossen wird. Figure 3 shows the implementation of the inventive method, wherein a base body 1 made of a PTC ceramic, which is provided with connecting elements 4 and 5, is crossed by an electrical current I. Dieser elektrische Strom I heizt den Grundkörper 1 auf eine Temperatur oberhalb der Zimmertemperatur auf. This electrical current I heats the base body 1 to a temperature above room temperature. Mittels einer Düse 11 kann nun Silikatlack auf die Oberfläche des Grundkörpers 1 aufgesprüht werden, so daß eine Schicht 10 entsteht, die aufgrund der Verdunstung nur sehr wenig Lösungsmittel enthält. By means of a nozzle 11 silicate paint can be sprayed onto the surface of the base body 1 is now, so that a layer 10 is formed which contains due to evaporation only very little solvent.

Claims (10)

  1. PTC resistor component comprising
    - a basic body (1),
    - at least two terminal elements (4, 5) connected to the basic body,
    - an intermediate layer (6) arranged on the surface of the basic body (1) and
    - a protective layer (7) arranged on the intermediate layer (6),
    - in which the intermediate layer (6) and the protective layer (7) are respectively produced from the same solvent-containing lacquer, the solvent being able to enter into a chemical reaction with the basic body, and
    - in which the intermediate layer has a smaller solvent content than the protective layer (7).
  2. Component according to Claim 1,
    - in which the thickness of the intermediate layer (6) is between 5 and 100 µm.
  3. Component according to Claim 1,
    - in which the thickness of the protective layer (7) is between 10 and 500 µm.
  4. Method for producing a PTC resistor comprising a basic body (1), which is contacted by means of at least two terminal elements (4, 5), comprising the following method steps:
    A) an intermediate layer (6) consisting of a solvent-containing lacquer is created on the basic body (1), the latter being heated by means of an electric current (I) flowing through it during the application of the intermediate layer, so that at least 90% of the solvent component of the lacquer evaporates during the application of the intermediate layer (6);
    B) a protective layer (7), which consists of a solvent-containing lacquer, is created on the intermediate layer (6).
  5. Method according to Claim 4,
    - the intermediate layer being applied to the basic body (1) by spraying.
  6. Method according to Claim 4 or 5,
    - using a basic body (1) of which the U-I characteristic has at least one maximum and the electric current (I) that flows through the basic body (1) being induced by applying an electric voltage (U) which lies in a range of negative slope of the U-I characteristic, so that the actual temperature of the basic body (1) is stabilized during the application of the intermediate layer (6) in such a way that it deviates by less than 10% from a desired temperature.
  7. Method according to Claims 4 to 6,
    - the basic body (1) being heated to a temperature of between 140 and 150°C.
  8. Method according to Claims 4 to 7,
    - in method step B), the protective layer (7) being applied from the same starting material as the intermediate layer (6).
  9. Method according to Claim 8,
    - the protective layer (7) being applied by immersion in a liquid.
  10. Method according to Claims 4 to 9,
    - the intermediate layer being applied in such a way that it encloses the basic body (1) on all sides.
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