EP1430583A1 - Elektrisches bauelement - Google Patents

Elektrisches bauelement

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EP1430583A1
EP1430583A1 EP02781098A EP02781098A EP1430583A1 EP 1430583 A1 EP1430583 A1 EP 1430583A1 EP 02781098 A EP02781098 A EP 02781098A EP 02781098 A EP02781098 A EP 02781098A EP 1430583 A1 EP1430583 A1 EP 1430583A1
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EP
European Patent Office
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base body
electrical component
ceramic
component according
varistor
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP02781098A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Axel Pecina
Manfred Holzer
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TDK Electronics AG
Original Assignee
Epcos AG
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Publication date
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    • H01C—RESISTORS
    • H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/10—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material voltage responsive, i.e. varistors
    • H01C7/12—Overvoltage protection resistors; Arresters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C1/00—Details
    • H01C1/14—Terminals or tapping points specially adapted for resistors; Arrangements of terminals or tapping points on resistors
    • H01C1/1413—Terminals or electrodes formed on resistive elements having negative temperature coefficient
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
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    • H01C7/042—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having negative temperature coefficient mainly consisting of inorganic non-metallic substances
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/04—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage
    • H02H9/043—Protection of over-voltage protection device by short-circuiting
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/02—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess current
    • H02H9/026—Current limitation using PTC resistors, i.e. resistors with a large positive temperature coefficient

Definitions

  • the invention relates to an electrical component with a base body, which comprises a ceramic material and has at least two contact layers on the surface.
  • varistors Components of the type mentioned at the outset are known which are used as varistors.
  • the basic body of these components often has a mixture of different metal oxides, for example based on zinc oxide.
  • the nonlinear voltage-dependent change in resistance of varistors is used to protect an electrical circuit from overvoltage.
  • the resistance value of varistors decreases with increasing voltage.
  • a varistor fuse element for protecting electrical circuits from overvoltages and overtemperature is known from the publication DE 331 85 88. It consists of a mechanical construction in which a low-melting solder is applied to the varistor, which fixes a resilient power supply line. If overvoltages occur and the varistor overheats, the solder melts, the spring construction then producing an irreversible, low-resistance short-circuit bridging with a second power supply.
  • the disadvantages of this mechanical construction are are that it is very complex to implement and the short-circuit bridging is irreversible, so that the component must be replaced after the fuse has tripped.
  • the invention is therefore based on the object of providing a simple thermal fuse for electro-ceramic components which avoids the disadvantages mentioned.
  • the invention describes a ceramic base body on which at least two electrically conductive contact layers are attached.
  • the ceramic base body is electrically conductively connected to a second material, this material generally being applied to the surface of the ceramic base body in order not to influence its electrical characteristic as much as possible.
  • the second material has a high ohmic resistance in the intended operating temperature range of the electrical component, its specific electrical resistance decreasing with increasing temperature. In normal operation, in which the operating voltage is a predetermined permissible
  • the second material is usually high-resistance in normal operation and therefore does not conduct the current.
  • the ceramic base body heats up considerably as a result of the increasing power loss, so that the second material located on the surface of the ceramic body is also warmed up and consequently becomes low-resistance.
  • a second power line path is set up when the operating temperature range is exceeded, which triggers a short-circuit bridging, for example, by overturning the edge.
  • the second To connect the material in an electrically conductive manner to an external fuse that is triggered in the event of a current flow. This prevents damage to the component and eliminates the risk of fire due to overheating.
  • the second current path runs parallel to the first current path, so that the component according to the invention realizes a parallel connection between the first and the second current path.
  • the thermal fuse can already be implemented in the electrical component in a simple manner, without the need for complex mechanical spring structures. Furthermore, the short-circuit bridging is usually reversible. In the event of a short circuit, the electro-ceramic component can generally be used again after cooling, while the component has to be replaced for the mechanical fuses.
  • the base body can contain, for example, a varistor ceramic based on zinc oxide.
  • the second material is advantageously a thermistor, which consists of ceramics of the spinel type with the general formula AB2O4, where A is divalent metals and B is trivalent or tetravalent metals, for example ZnMn2Ü.
  • the A and B positions can advantageously be filled with the elements magnesium, manganese, selenium, cobalt, nickel, zinc, aluminum or iron. This has the advantage that the base body and the second material can be sintered together, which greatly simplifies the manufacture of the electrical component.
  • a perovskite ceramic of the following general formula as a thermistor for the second material:
  • the divalent metal M 11 is either strontium or Barium and the trivalent metal M- 1 ⁇ 1 - is a rare earth element, where: 0 ⁇ x ⁇ 0.85; 0 ⁇ y ⁇ (lx) / 2 and x + y ⁇ 1.
  • the second material and the contact layers can also be connected in an electrically conductive manner, so that in the event of an overvoltage and the resulting overheating of the component, a direct current flow between the two contact layers can be possible.
  • Figure 1 shows a disk varistor with the contact surfaces and the second material applied.
  • FIG. 2 shows a multilayer varistor with electrode strips.
  • FIG. 3 shows a varistor in a multi-layer design with interdigitated electrode strips.
  • FIG. 4 shows in a diagram a comparison of electrical characteristics of conventional and conventional varistors.
  • FIG. 5 shows a circuit in which a varistor according to the invention is connected in parallel with a load to be protected.
  • a varistor disk 1 can be seen as the component according to the invention, which is provided with a thermistor 15 on both end faces.
  • the lateral surfaces are each provided with the contact layers 5 and 10, it being possible for the contact layers and the thermistor to be connected to one another in an electrically conductive manner. It is also possible that the contact layers only contact the varistor and not the thermistor, so that a so-called free edge is formed between the two.
  • Electrode strips 20 in the varistor base body 1 contact the possibly multilayered contact layers 5 and 10. Electrode bundles 30 and 35 are formed, each contacting a contact surface 5 or 10. The contact areas allow surface mounting (SMD capability) of the component.
  • the second material is applied as a thermistor 15 to the Varistorgroundk ⁇ rper. This multilayer design reduces the internal resistance of the varistor compared to a single-layer design as shown in FIG. 1.
  • FIG. 2 An alternative embodiment of the component shown in FIG. 2 can be seen in FIG. In this case, the electrodes of the different electrode bundles intermesh like a comb.
  • FIG. 4 shows the I / U varistor characteristic curves of a conventional varistor 40 at 25 ° C. and 40A at 150 ° C. and of a varistor 45 according to the invention (25 ° C.) and 45A (150 ° C.) in a double logarithmic representation.
  • the conventional varistor consists of a varistor disk which contains a varistor ceramic based on zinc oxide and has two contact layers on the surface.
  • the second thermally conductive material hardly influences the characteristic curve of the base body. If the permissible operating temperature range is exceeded, for example at 150 to 200 ° C., the varistor characteristics of the conventional varistor 40A and the varistor 45A according to the invention deviate greatly from one another. This is due to the fact that, due to the now low-resistance current conduction path, significantly more current flows in the varistor according to the invention than in the conventional varistor. This has the consequence that in the varistor according to the invention there is a voltage drop in comparison to the conventional varistor at a given current intensity as a result of the short circuit. This can be seen particularly clearly at 1 ⁇ A current. In this case, a voltage of 2.4 V was measured on the varistor according to the invention compared to 21.6 V for a conventional varistor.
  • FIG. 5 shows an exemplary circuit in which a varistor according to the invention is connected in parallel with a load (consumer) 50 to be protected.
  • the basic body 1 of the varistor based on ZnO is connected to the electrical lines of the circuit via the first and second contact layers 5, 10.
  • the second material 15 in the form of a thermistor on the basis of ZnMn2Ü4, which is connected directly to the two contact layers in an electrically conductive manner, is located on the lateral surfaces of the ceramic base body.
  • a fuse 55 is connected in series with the parallel arrangement of load and varistor. The entire circuit is supplied with current by a voltage source 60 (direct or alternating voltage).

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Abstract

Elektrisches Bauelement, eine thermische Sicherung aufweisend, mit einem keramischen Grundkörper (1), bei dem auf der Oberfläche Kontaktschichten (5,10) und ein zweites Material (15), aufgebracht sind, wobei der spezifische elektrische Widerstand des zweiten Materials mit steigender Temperatur abnimmt. Im Fall der Überschreitung der Betriebsspannung des Bauelements und daraus resultierender Aufheizung wird eine Kurzschlussüberbrückung des Bauelements über das zweite Material erreicht.

Description

Beschreibung
Elektrisches Bauelement
Die Erfindung betrifft ein elektrisches Bauelement mit einem Grundkörper, der ein Keramikmaterial umfaßt und wenigstens zwei Kontaktschichten auf der Oberfläche aufweist.
Es sind Bauelemente der eingangs genannten Art bekannt, die als Varistoren verwendet werden. Der Grundkörper dieser Bauelemente weist häufig eine Mischung verschiedener Metalloxide, zum Beispiel auf der Basis von Zinkoxid, auf. Die nichtlineare spannungsabhängige Widerstandsänderung von Varistoren wird zum Schutz eines elektrischen Schaltkreises vor Über- Spannung benutzt. Der Widerstandswert von Varistoren sinkt dabei mit steigender anliegender Spannung.
Beim Auftreten einer Überspannung (Betriebsspannung übersteigt einen zulässigen Grenzwert für den Varistor) jedoch steigt der Durchlaßstrom des Varistors steil an. Die dadurch ebenfalls stark zunehmende Verlustleistung heizt den Varistor auf. Bei länger andauernden Überspannungen kann es dabei zur Erhitzung und zur Brandauslösung kommen. So kam es aufgrund von Nulleiterbrüchen in amerikanischen Stromnetzen, die zu einer Verdoppelung der Netzspannung führten, zur Überhitzung von Varistoren.
Aus der Druckschrift DE 331 85 88 ist ein Varistorsicherungs- element zum Schutz elektrischer Schaltkreise vor Überspannun- gen und Übertemperaturen bekannt. Es besteht aus einer mechanischen Konstruktion, bei der auf dem Varistor ein niedrigschmelzendes Lot aufgebracht ist, das eine federnde Stromzuleitung fixiert . Beim Auftreten von Überspannungen und damit verbundener Überhitzung des Varistors schmilzt das Lot, wobei die Federkonstruktion daraufhin eine irreversible niederohmi- ge Kurzschlußüberbrückung mit einer zweiten Stromzuleitung herstellt. Die Nachteile dieser mechanischen Konstruktion be- stehen darin, daß sie sehr aufwendig zu realisieren ist und die Kurzschlußüberbrückung irreversibel ist, so daß das Bauelement nach Auslösung der Sicherung ausgetauscht werden muß.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine einfache thermische Sicherung für elektrokeramische Bauelemente zur Verfügung zu stellen, die die genannten Nachteile vermeidet.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sowie ein Verfahren zur Herstellung der Erfindung sind Gegenstand weiterer Ansprüche.
Die Erfindung beschreibt einen keramischen Grundkörper auf dem wenigstens zwei elektrisch leitende Kontaktschichten angebracht sind. Der keramische Grundkörper ist erfindungsgemäß mit einem zweiten Material elektrisch leitend verbunden, wobei dieses Material in der Regel auf der Oberfläche des keramischen Grundkörpers aufgebracht ist, um dessen elektrische Kennlinie möglichst nicht zu beeinflussen. Das zweite Material weist in vorgesehenem Betriebstemperaturbereich des elektrischen Bauelements einen hohen ohmschen Widerstand auf, wobei sich dessen spezifischer elektrischer Widerstand mit steigender Temperatur verringert. Im normalen Betriebsfall, bei dem die Betriebsspannung einen vorgegebenen zulässigen
Grenzwert nicht überschreitet, erfolgt ein Stromfluß zwischen den beiden Kontaktschichten in erster Linie über den keramischen Grundkörper. Das zweite Material ist in der Regel im Normalbetrieb hochohmig und leitet daher den Strom nicht. Bei Überschreitung der Betriebsspannung heizt sich der keramische Grundkörper infolge der zunehmenden Verlustleistung stark auf, so daß auch das auf der Oberfläche des Keramikkörpers befindliche zweite Material aufgewärmt wird und infolgedessen niederohmig wird. Als Folge davon wird bei Überschreitung des Betriebstemperaturbereichs ein zweiter Stromleitungspfad aufgebaut, der beispielsweise durch Randüberschlag eine Kurzschlußüberbrückung auslöst. Möglich ist es auch, das zweite Material elektrisch leitend mit einer externen Sicherung zu verbinden, die im Falle eines Stromflusses ausgelöst wird. Damit wird eine Beschädigung des Bauelements vermieden und die Brandgefahr durch Überhitzung ausgeschlossen. Der zweite Strompfad verläuft dabei parallel zum ersten Strompfad, so daß das erfindungsgemäße Bauelement eine Parallelschaltung zwischen dem ersten und dem zweiten Strompfad verwirklicht.
Die Vorteile der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik bestehen darin, daß die thermische Sicherung bereits in dem elektrischen Bauelement auf einfache Art und Weise implementiert werden kann, ohne daß aufwendige mechanische Federkonstruktionen nötig sind. Weiterhin ist die Kurzschlußüberbrük- kung in der Regel reversibel . Im Falle eines Kurzschlusses kann das elektrokeramische Bauelement nach Abkühlung in der Regel wieder verwendet werden, während bei den mechanischen Sicherungen ein Austausch des Bauelements nötig ist.
Der Grundkörper kann beispielsweise eine Varistorkeramik auf der Basis von Zinkoxid enthalten. Das zweite Material ist vorteilhafterweise ein Heißleiter, der aus Keramiken des Spinelltyps mit der allgemeinen Formel AB2O4 besteht, wobei A zweiwertige Metalle und B drei- oder vierwertige Metalle darstellt, beispielsweise ZnMn2Ü . Die A- und B-Plätze können dabei vorteilhafterweise mit den Elementen Magnesium, Mangan, Selen, Kobalt, Nickel, Zink, Aluminium oder Eisen besetzt sein. Dies hat den Vorteil, daß der Grundkörper und das zweite Material zusammen sinterbar sind, was die Herstellung des elektrischen Bauelements stark vereinfacht.
Möglich ist beispielsweise auch die Verwendung einer Perovskitkeramik der folgenden allgemeinen Formel als Heißleiter für das zweite Material :
MlIχMlII1_χTiIVχ+yCoIIyCoIII1_χ_2yo3,
bei der das zweiwertige Metall M11 entweder Strontium oder Barium und das dreiwertige Metall M-1^1- ein Element der Seltenen Erden ist, bei der gilt: 0 < x < 0,85; 0 < y < (l-x)/2 und x+y < 1.
Der Vorteil dieser Verbindung besteht darin, daß sie gegenüber sauren Galvanikbädern stabil ist, die zum Aufbringen der elektrisch leitenden Kontaktschichten eingesetzt werden können, so daß keine weiteren Vorsichtsmaßnahmen beim Galvanisieren nötig sind.
Das zweite Material und die Kontaktschichten können auch elektrisch leitend verbunden sein, so daß im Falle einer Überspannung und daraus resultierender Überhitzung des Bauelements ein direkter Stromfluß zwischen den beiden Kontakt- schichten möglich werden kann.
Im folgenden soll die Erfindung anhand von Abbildungen, einem Diagramm und einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.
Figur 1 zeigt einen Scheibenvaristor mit den Kontaktflächen und dem zweiten aufgebrachten Material .
Figur 2 zeigt einen Vielschichtvaristor mit Elektroden- streifen.
Figur 3 zeigt einen Varistor in VielSchichtausführung mit kammartig ineinander greifenden Elektrodenstreifen.
Figur 4 zeigt in einem Diagramm einen Vergleich elektrischer Kennlinien erfindungsgemäßer und herkömmlicher Varistoren.
Figur 5 zeigt eine Schaltung, bei der ein erfindungsgemäßer Varistor parallel zu einer zu schützenden Last geschaltet ist. In Figur 1 ist als erfindungsgemäßes Bauelement eine Varistorscheibe 1 zu sehen, die an beiden Stirnseiten mit einem Heißleiter 15 versehen ist. Die Mantelflächen sind jeweils mit den Kontaktschichten 5 und 10 versehen, wobei die Kontaktschichten und der Heißleiter elektrisch leitend miteinander verbunden sein können. Ebenso ist es möglich, daß die Kontaktschichten nur den Varistor kontaktieren und nicht den Heißleiter, so daß zwischen beiden ein sogenannter Freirand entsteht.
In Figur 2 ist ein Varistor in Vielschichtausführung zu sehen. Dabei kontaktieren Elektrodenstreifen 20 im Varistorgrundkörper 1 die eventuell auch mehrschichtigen Kontakt- schichten 5 und 10. Dabei werden Elektrodenbündel 30 und 35 gebildet, die jeweils eine Kontaktfläche 5 oder 10 kontaktieren. Die Kontaktflächen erlauben die Oberflächenmontage (SMD- Fähigkeit) des Bauelements. Das zweite Material ist als Heißleiter 15 auf den Varistorgrundkδrper aufgebracht. Diese Vielschichtausführung verringert den Innenwiderstand des Varistors gegenüber einer Einschichtausführung wie in Figur 1 dargestellt .
In Figur 3 ist eine alternative Ausführungsmöglichkeit des in Figur 2 dargestellten Bauelements zu sehen. In diesem Falle greifen die Elektroden der verschiedenen Elektrodenbündel kammartig ineinander.
In Figur 4 zeigt die I/U-Varistorkennlinien eines herkömmli- chen Varistors 40 bei 25°C und 40A bei 150°C und eines erfindungsgemäßen Varistors 45 (25°C) und 45A (150°C) in doppelt logarithmischer Darstellung. Der herkömmliche Varistor besteht aus einer Varistorscheibe, die eine Varistorkeramik auf der Basis von Zinkoxid enthält und zwei Kontaktschichten auf der Oberfläche aufweist. Auf dem erfindungsgemäßen Varistor ist zusätzlich wie in Figur 1 gezeigt eine zweite Schicht als Heißleiter aufgebracht, die elektrisch leitend mit den Kontaktschichten in Verbindung steht. Zu sehen ist, daß sich bei 25°C die Varistorkennlinien des herkömmlichen Varistors 40 und des erfindungsgemäßen Varistors 45 kaum unterscheiden. Dies ist darauf zurückzuführen, daß bei normaler Betriebstemperatur, die bei den erfindungsgemäßen Varistoren in der Regel zwischen Raumtemperatur und 80 °C beträgt, das zweite heißleitende Material die Kennlinie des Grundkörpers kaum beeinflußt. Bei einer Überschreitung des zulässigen Betriebstemperaturbereichs, etwa bei 150 bis 200 °C weichen die Varistorkennlinien des herkömmlichen Varistors 40A und des erfindungsgemäßen Varistors 45A stark voneinander ab. Dies ist darauf zurückzuführen, daß aufgrund des jetzt niederohmi- gen Stromleitungspfades über das zweite Material im erfindungsgemäßen Varistor deutlich mehr Strom als im herkömmli- chen Varistor fließt. Dies hat zur Folge, daß es im erfindungsgemäßen Varistor bei einer gegebenen Stromstärke infolge des Kurzschlusses zu einem Spannungsabfall im Vergleich zum herkömmlichen Varistor kommt. Besonders deutlich ist dies bei 1 μA Stromstärke zu erkennen. In diesem Fall wurde an dem er- findungsgemäßen Varistor eine Spannung von 2,4 V im Vergleich zu 21,6 V bei einem herkömmlichen Varistor gemessen.
In Figur 5 ist eine beispielhafte Schaltung zu sehen, bei der ein erfindungsgemäßer Varistor parallel zu einer zu schützen- den Last (Verbraucher) 50 geschaltet ist. Der keramische
Grundkδrper 1 des Varistors auf der Basis von ZnO ist dabei über die erste und zweite KontaktSchicht 5,10 mit den elektrischen Leitungen des Schaltkreises verbunden. Auf den Mantelflächen des keramischen Grundkörper befindet sich das zweite Material 15 in Form eines Heißleiters auf der Basis von ZnMn2Ü4, das direkt elektrisch leitend mit den beiden Kontaktschichten verbunden ist. In Serie zu der parallen Anordnung aus Last und Varistor ist eine Sicherung 55 geschaltet. Die gesamte Schaltung wird von einer Spannungsquelle 60 (Gleich- oder WechselSpannung) mit Strom versorgt. Kurze
Spannungsspitzen werden dadurch abgefangen, daß in herkömmlicher Weise der Varistor aufgrund seiner erhöhten Leitfähig- keit einen Teil des Stromes abführt . Bei länger andauernden Überspannungen kommt es zu einer Überhitzung des keramischen Grundkδrpers des Varistors. In diesem Fall wird der Heißleiter niederoh ig und stellt eine Kurzschlußüberbrückung zwi- sehen den beiden Kontaktflächen 5,10 des keramischen Grundkörpers her. Aufgrund der Kurzschlußüberbrückung kann die Sicherung 55 ausgelöst werden, die daraufhin die Last 50 und den Varistor von der Spannungsquelle 60 abtrennt.
Die Erfindung ist nicht auf die konkret beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Im Rahmen der Erfindung liegen selbstverständlich auch weitere Variationen insbesondere bzgl. der Bauform des elektrischen Bauelements und der Anordnung des zweiten Materials.

Claims

Patentansprüche
1. Elektrisches Bauelement mit einer Sicherung vor Überspannungen, - bei dem ein Grundkörper (1) vorgesehen ist, der ein Keramikmaterial umfaßt, bei dem wenigstens zwei Kontaktschichten (5,10) auf der Oberfläche des Grundkörpers (1) vorgesehen sind, zwischen denen ein erster Strompfad durch den Grundkörper definiert ist, bei dem auf zumindest Teilen der Oberfläche des Grundkörpers (1) ein zweites Material (15) aufgebracht ist, dessen spezifischer elektrischer Widerstand mit steigender Temperatur abnimmt , - bei dem über das zweite Material ein zweiter Strompfad zwischen den zwei Kontaktschichten (5,10) definiert ist, der bei Überschreitung der vorgesehenen Betriebsspannung des Bauelements infolge der Aufwärmung des Grundkδrpers und des zweiten Materials niederohmiger wird als der erste Strompfad, wobei eine Parallelschaltung zwischen dem ersten und zweite Strompfad verwirklicht ist.
2. Elektrisches Bauelement nach dem vorhergehenden Anspruch, - bei dem der Grundkörper (1) eine Varistorkeramik umfaßt.
3. Elektrisches Bauelement nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Varistorkeramik auf ZnO basiert.
4. Elektrisches Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche , bei dem das zweite Material (15) einen Heißleiter aus einer Spinell-Keramik der Zusammensetzung AB2O4 umfaßt, bei dem A ein zweiwertiges und B ein drei- oder vierwertiges Metall ist, oder eine Perowskitverbindung der folgenden allgemeinen chemischen Formel umfaßt : MιιχMιn1_χTiιvχ+yCoιιyCoιιι1_χ_2yθ3 7
bei der M^ ein zweiwertiges Metall ist und Strontium oder Barium umfaßt, und bei der M-1--1--1- ein dreiwertiges Metall der seltenen Erden ist, wobei gilt:
0 < x <0,85; 0 < y < (l-x)/2 und x+y < 1.
5. Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche,
- bei dem das zweite Material (15) eine Spinell -Keramik der Formel ZnMn2θ4 umfaßt.
6. Elektrisches Bauelement nach dem vorhergehenden Anspruch,
- bei dem die Zusammensetzung der Spinell-Keramik so gewählt ist, daß das zweite Material (15) mit dem Keramikmaterial des Grundkörpers (1) gemeinsam sinterbar ist.
7. Elektrisches Bauelement nach einen der vorhergehenden Ansprüche ,
- bei dem im Grundkörper (1) elektrisch leitende Elektroden- schichten (20) angeordnet sind, die durch Bereiche (25) des Keramikmaterials voneinander abgetrennt sind,
- bei dem jeweils mehrere Elektrodenschichten mit einer Kontaktschicht (5 oder 10) elektrisch leitend verbunden sind und ein Elektrodenbündel bilden.
8. Elektrische Schaltung mit einem elektrischen Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
- bei der der Grundkörper (1) über die beiden Kontaktschichten (5,10) in die elektrische Schaltung parallel zu einer Last (50) integriert ist, bei der eine Sicherung (55) seriell zu der Anordnung aus elektrischem Bauelement und Last geschaltet ist,
- bei der das zweite Material (15) so ausgeführt ist, daß es bei einer Überhitzung des elektrischen Bauelements eine Kurzschlußüberbrückung zwischen den beiden Kontaktschichten (5,10) herstellt, so daß die Sicherung (55) ausgelöst wird.
9. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Bauelements nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 5 bis 6 mit den Verfahrenschritten, - das Keramikmaterial des Grundkδrpers (1) wird im grünen oder gesinterten Zustand mit dem zweiten Material (4) versehen, der Grundkörper und das zweite Material werden anschließend gemeinsam gesintert, - die Kontaktschichten (5, 10) werden anschließend auf den Grundkörper aufgebracht .
10.Verfahren nach Anspruch 9, bei dem die Kontaktschichten durch ein galvanisches Ver- fahren aufgebracht werden.
EP02781098A 2001-09-24 2002-09-23 Elektrisches bauelement Withdrawn EP1430583A1 (de)

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