EP3146536A1 - Elektronisches bauelement und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

Elektronisches bauelement und verfahren zu dessen herstellung

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EP3146536A1
EP3146536A1 EP15727321.0A EP15727321A EP3146536A1 EP 3146536 A1 EP3146536 A1 EP 3146536A1 EP 15727321 A EP15727321 A EP 15727321A EP 3146536 A1 EP3146536 A1 EP 3146536A1
Authority
EP
European Patent Office
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functional body
electronic component
body portion
functional
contact
Prior art date
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Granted
Application number
EP15727321.0A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP3146536B1 (de
Inventor
Franz Rinner
Yongli Wang
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TDK Electronics AG
Original Assignee
Epcos AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Epcos AG filed Critical Epcos AG
Publication of EP3146536A1 publication Critical patent/EP3146536A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3146536B1 publication Critical patent/EP3146536B1/de
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Anticipated expiration legal-status Critical

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    • 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
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C1/00—Details
    • H01C1/14—Terminals or tapping points or electrodes specially adapted for resistors; Arrangements of terminals or tapping points or electrodes on resistors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C1/00—Details
    • H01C1/14—Terminals or tapping points or electrodes specially adapted for resistors; Arrangements of terminals or tapping points or electrodes on resistors
    • H01C1/142—Terminals or tapping points or electrodes specially adapted for resistors; Arrangements of terminals or tapping points or electrodes on resistors the terminals or tapping points being coated on the resistive element
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C17/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors
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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
    • H01C7/102—Varistor boundary, e.g. surface layers
    • 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
    • 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
    • H01C7/105—Varistor cores

Definitions

  • the present invention relates to an electronic component
  • a varistor device for example, a varistor device, and a method for producing the same.
  • An object to be solved is to provide means for an improved electronic component, in particular a flexible one
  • a proposed electronic component comprises a functional body.
  • the functional body expediently represents the functional element of the electronic component.
  • the electronic component comprises a contact which is electrically connected to a first surface of the electronic component
  • the contact may be an electrical contact layer and / or a metallization or another
  • the surface is preferably a first surface, for example a first main surface of the functional body.
  • the contact has a marginal area and a central area.
  • the functional body is designed such that the electrical resistance of the
  • first and second functional body sections are preferably radial sections of the functional body.
  • the central region of the contact preferably designates an inner and / or middle region of the contact, while the edge region preferably designates or defines an outer edge of the contact.
  • the contact is electrically connected both to the first and to the second functional body portion.
  • the first functional body section preferably designates an outer or edge section of the functional body.
  • the second functional body section designates
  • the second functional body portion and the central area are - in supervision of the electronic
  • said contact is a first contact.
  • the electronic component also includes a second contact which is electrically connected to the second surface of the functional body or contacted.
  • the second contact is preferably formed analogous to the first contact and arranged with respect to the second surface as the first contact with respect to the first surface.
  • the first and the second contact may, for example, be arranged symmetrically with respect to a longitudinal axis of the electronic component.
  • Component is preferably each a contact on an upper side and on an underside of the disc for the electrical
  • Connection or contacting provided or arranged.
  • the functional body is preferably arranged directly or directly between the contacts.
  • the electronic component is a varistor component.
  • Varistor components are preferably used as overvoltage protection.
  • the functional body is expediently designed such that it represents the functional element of the varistor component.
  • the Functional body comprise a polycrystalline, sintered, material.
  • the electronic component is a disk or block varistor.
  • the second functional body portion in view of the electronic component viewed at least partially.
  • the first functional body portion encloses or surrounds the second
  • the functional body is such
  • Function body portion in particular at a contact point of the first functional body portion and the edge region of the contact or between the first functional body portion and the edge region, during operation of the electronic component and / or reduced in a flow of current in the functional body or reduced.
  • the electrical current density is preferably reduced or reduced in comparison to a conventional electronic component or a component of the prior art.
  • Temperature stress for example, be particularly high during operation of the electronic device.
  • the cause of this can be an edge effect that occurs during operation of the electronic component.
  • the proposed electronic component can advantageously be reduced or reduced during operation, the heat generation, for example, by resulting Joule heat in the first functional body portion, as a result of increased electrical resistance and thus reduced electrical current density usually less heat.
  • the electronic component is temperature-resistant and versatile
  • the life of the electronic component can be advantageously increased.
  • Embodiment of the functional body to the effect that the first functional body portion has a greater electrical resistance than the second functional body portion are counteracted, since characterized the described
  • the surface area of the second functional body portion is in plan view of the
  • Varistor voltage essentially unchanged.
  • the surface area of the second functional body portion is twice as large, three times or ten times as large as the area of the first functional body portion.
  • the functional body in the first functional body portion on a non-contact area is preferably an outer radial section of the functional body.
  • Functional body preferably arranged at the edge. In the non-contact area is preferably no contact
  • kink-free embodiment in turn, in turn, reduces or minimizes an edge length or edge surface of the contacting and thus the emergence of "hotspots"
  • the thickness of the first layer is a preferred embodiment.
  • Functional body in the first functional body portion greater than the thickness of the functional body in the second functional body portion.
  • the thickness of the first functional body portion and the thickness of the second functional body portion at least predominantly constant or approximately constant.
  • Functional body section can be specified, whereby the electrical current density and thus the temperature load in the first functional body portion can be reduced during operation of the electronic component.
  • the electrical resistance of the first functional body portion is due to the greater spacing of the contacts or surfaces in the first
  • the thickness described herein preferably extends along the above-mentioned longitudinal axis of the electronic component.
  • the thickness of the functional body is only on one side or main surface of the electronic
  • Functional body are flat and / or lie in a plane.
  • the functional body may be configured such that, for example, a top and a bottom of the first Functional body section opposite an upper ⁇ or a bottom of the second
  • Functional body section is not arranged in a plane.
  • the thickness of the first layer is the same as that of the second layer.
  • Functional body in the first functional body portion 5% to 15% greater than the thickness of the functional body in the second functional body portion. Particularly preferred is the thickness of the functional body in the first
  • Functional body portion at least 10% greater than the thickness of the second functional body portion.
  • said thickness may for example be increased more than 15%.
  • the effect of increasing the thickness in terms of electrical resistance is qualitatively the same.
  • the functional body is designed such that the first functional body portion in comparison to the second functional body portion a has greater specific electrical resistance.
  • Functional body portion is increased, the current density in the first functional body portion during operation of the electronic component can be reduced or reduced.
  • Corresponding differences in the material properties may preferably be generated or formed during the manufacturing process of the electronic component and / or during sintering of the functional body (see below). Due to the larger specific electrical
  • the functional body has a sintered material.
  • the contact is a first contact
  • the electronic component additionally has a second contact, which is electrically connected to the second surface of the functional body, and wherein the functional body is formed such that the electrical current or current density distribution at a current flow is homogenized in the functional body between the contacts in the first and the second functional body portion. This may mean that discrepancies or the dispersion of the
  • the second contact has an edge region and a central region analogously to the first contact.
  • the functional body preferably substantially polycrystalline.
  • the functional body for example, as a main component have a polycrystalline material.
  • the functional body for example as a main component, a ceramic.
  • the ceramic is preferably a sintered ceramic.
  • the varistor voltage between the first and the second surface consistently electrically conducts, without the
  • Functional body has electrically insulating regions.
  • Functional body specified for the electronic component described above The functional body and / or the electronic component can preferably be produced or manufactured by means of the method described here.
  • Obtained features also relate to the functional body and / or the electronic component, and vice versa.
  • the method comprises providing a base material for the functional body for the electronic component and forming the functional body using the Base material such that the electrical resistance of the functional body, between two opposite
  • this comprises the provision of the functional body to the
  • each contact for example, the above-mentioned first and second contact, is electrically connected to the first and the second functional body portion.
  • the base material has a more homogeneous material composition than the functional body.
  • Base material is preferably substantially homogeneous
  • This embodiment advantageously makes it possible to increase the electrical resistance of the first functional body section in comparison to the second functional body section.
  • the base material is sintered to the functional body, such that the specific electrical resistance of the functional body in the first functional body portion is greater than in the second functional body portion.
  • the base material is sintered in such a way that crystal grains or corresponding particle sizes in the first
  • Functional body portion of the functional body are smaller or formed than in the second
  • the material composition of the base material in a first portion thereof is changed during sintering to form the first functional body portion.
  • the first functional body portion is preferably formed by sintering.
  • the base material is subjected to a temperature gradient during sintering, wherein the base material during sintering, and preferably also before sintering not with
  • the base material is no further
  • the base material prior to sintering, is provided with a dopant which diffuses into the base material during sintering to form the first functional body portion.
  • the dopant or additive material is preferably applied to the base material or the base material is dipped in the dopant or a solution containing it prior to sintering.
  • the dopant may be yttrium oxide,
  • the first functional body portion is formed such that the maximum temperature, which in the first
  • Functional body section under an electrical test pulse with a current of 30 A of the pulse shape 8/20 occurs, for example, compared to a conventional
  • Production of the functional body comprises.
  • FIG. 1 shows a schematic perspective view of an electronic component.
  • FIG. 2 shows a schematic sectional view of a
  • FIG. 3 shows a schematic sectional view of a
  • inventive electronic component according to an alternative embodiment.
  • FIG. 4 shows an exemplary voltage-current characteristic of the electronic component embodied as a varistor component.
  • FIGS 5A to 5D show simulation results of
  • FIG. 6 shows a table with values for the simulation of the operation of the electronic component.
  • the same, similar and equally acting elements are provided in the figures with the same reference numerals.
  • the figures and the proportions of the elements shown in the figures with each other are not to scale
  • FIG. 1 shows a schematic perspective view of an electronic component 100.
  • the electronic component 100 is preferably a varistor component, in particular a disk or block varistor. Particularly preferably, the electronic component 100 is a disc varistor.
  • the electronic component 100 is configured disc-shaped according to Figure 1 and has a longitudinal axis or axis of symmetry X, which extends through the center of the disc. With regard to the longitudinal axis X, the electronic component is preferably at least approximately
  • the electronic component according to FIG. 1 furthermore has a disc-shaped
  • the functional body 1 comprises in the case of
  • Varistorbauelements preferably a semiconductor material and / or an example sintered ceramic. Accordingly, the functional body 1 further preferably comprises
  • a functional component of a varistor component of the functional body 1 is preferably formed such that it can be switched after the application of an electrical voltage above the varistor voltage, from the electrically insulating to the electrically conductive state.
  • the functional body 1 comprises a first
  • Function body section 3 rotates or surrounds the
  • the second functional body section 2 is preferably viewed at its outer edge and is preferably integrally and / or integrally connected to it
  • the electronic component, or the discs ⁇ or block varistor for example, has a diameter of about 30 mm and a thickness of about 3 mm. Said thickness preferably refers to the thickness of the second
  • the electronic component may be, for example, an angular block varistor.
  • Figure 2 shows a schematic sectional view of a
  • FIG. 2 preferably shows a section through the electronic component 100 according to FIG. 1 along the longitudinal axis X. It can also be seen that the
  • Functional body 1 in its first functional body portion 3 has a thickness Dl.
  • the functional body 1 has a thickness D2.
  • the thickness D2 is smaller than the thickness D1.
  • the thickness D1 may be 5% 10% or 15% larger or even greater than the second thickness.
  • the functional body 1 furthermore has a first surface 5 and a second one remote from the first surface 5
  • the second surface 6 is planar according to FIG. 1, while the first surface 5 is not plane due to the increase in the thickness D1 in the first functional body section 3 in comparison to D2.
  • the larger thickness Dl of the first functional body portion 3 compared to the second functional body portion 2 can also be realized such that both surfaces 5, 6 in the first functional body portion 3 relative to the second Functional body section 2 sublime, so overall are not flat.
  • Functional body 1 for example, from the first to the second functional body portion (from inside to outside) on an oblique course increase (see also Figures 5A to 5D below).
  • an abrupt change in the thickness over a step in the course of the thickness of the functional body 1 is also conceivable (not explicitly shown in the figures).
  • Functional body portion 2 (see D2 in Figure 2), the electrical resistance of the functional body 1 between the first surface 5 and the second surface 6 in particular by the increased distance in the first
  • the electronic component 100 further has a first contact 4a, which is electrically connected to the first surface 5.
  • the first contact 4a is preferably connected both to the first functional body section 3 and to the second functional body section 2.
  • the contact 4a in turn has an edge region 7 and a central region 8.
  • the edge region 7 encloses the
  • the electronic component has a second
  • the second contact 4b preferably has an edge region 7 and a central region 8.
  • the first and second contacts 4a, 4b viewed in plan view of the electronic component 100 are arranged congruent.
  • the contacts 4a, 4b preferably contact the
  • the contacts can, for example
  • the contacts 4a, 4b for an electrical connection or contacting a
  • Functional body 1 may be provided.
  • the functional body 1 is suitably electrically conductive, for example, to protect a further electrical component from an overvoltage or a component damaging electrical voltage.
  • the first functional body section 3 overlaps in a plan view of the electronic component 100, ie
  • the second functional body portion 2 overlaps in a plan view of the electronic component 100, preferably with the central region 8.
  • Functional body portion 2 may advantageously in the operation of the electronic component 100 in the second
  • Functional body section 3 occurring electric power or in particular the electric current density can be reduced or reduced. Due to the reduced current load can simultaneously heat generation and thus
  • Temperature load in the first functional body portion can be reduced.
  • the electronic component 100 preferably has up to the thickness Dl of the first
  • Functional body section 3 compared to a conventional electronic component or an electronic
  • the contact surfaces that is to say the surfaces in which the contacts 4a, 4b are connected to the functional body 1, are similar in this respect or
  • the edge effect can be caused by electric fields which are greater during operation of the component 100 at or in the edge region 7 than in the central region 8, for example. Although the electric current density is reduced by the greater distance of the contacts in the first functional body portion 3, further electrical properties of the
  • the area of the second functional body portion 2 is preferably larger than that of the first one
  • Varistorbauelements example, the varistor voltage of the electronic component, preferably independent of the configuration of the first functional body portion.
  • a radial extension of the first functional body section 3 is identified in FIG. 2 by Rl. Furthermore, a radial extent, in particular the diameter of the second functional body portion 2 is indicated by R2.
  • the radial extent Rl is between the single and the double thickness Dl of the functional body 1 in the first functional body section 3.
  • a contact-free edge 9 of the functional body 1 is furthermore shown in the first functional body section 3, in which the contacts 4a, 4b are not electrically connected to the functional body 1.
  • Region 9 preferably designates a radial outer portion of the functional body 1.
  • the contacts 4a, 4b are preferably arranged and configured such that they
  • Figure 3 shows a schematic sectional view of the
  • Functional body portion preferably selected differently.
  • the first functional body portion 3 has a greater specific electrical resistance than the second
  • the functional body 1 preferably comprises a sintered, polycrystalline material. in case of a
  • the first metal oxide preferably silicon carbide, zinc oxide or another metal oxide such as bismuth oxide, chromium oxide or manganese oxide.
  • Functional body section 3 preferably produced or obtained by a starting material for the
  • Functional body 1 for example, was sintered or the composition of the starting material for the
  • the second functional body portion 2 has a greater electrical resistivity. This can in the present case by the formulation of the starting material and the sintering conditions, in particular the
  • Process conditions can be achieved during sintering.
  • the component itself preferably comprises providing a green body or base material 1 for the functional body 1, forming the functional body 1 using the base material 1 such that the electrical resistance of the functional body 1 in the first functional body section 3 is greater than in the second functional body section 2.
  • the thickness Dl of the first becomes
  • Functional body portion 3 configured larger than the thickness D2 of the second functional body portion second
  • the base material 1 can be sintered to the functional body 1 such that the
  • Base material 1 are exposed to a temperature gradient during sintering, for example, without the
  • Base material 1 during sintering more material is added.
  • the properties of the functional body 1 with respect to the specific electrical resistance are preferably formed solely by the formulation or composition, for example due to migration and / or diffusion processes of material components originally contained in the base material 1.
  • Base material 1 are withdrawn, so in the functional body 1 in contrast to the main body inhomogeneous
  • Functional body portion 3 of the functional body 1 are smaller or formed than in the second
  • the base material 1 may be provided with a dopant before sintering, which diffuses into the base material 1 during sintering, for example, to form the first functional body portion 3.
  • the dopant may include or consist of, for example, yttrium oxide, in particular Y 2 O 3 , or other rare earth metals or their oxides.
  • the dopant or additive is preferably applied to the base material or the base material is dipped into the dopant prior to sintering or, for example, a solution or compound contained therein.
  • FIG. 4 shows an exemplary voltage-current characteristic of an electronic component according to the invention
  • the electric field strength is plotted as a function of the electric current density in logarithmic scales.
  • the Characteristics preferably describe a working range of the relevant components (compare, in particular, the range above 10 A / mm 2 ).
  • the dashed voltage-current characteristic describes
  • Varistor component according to the invention in which the thickness of the above-mentioned first functional body portion 3 (see.
  • Conventional varistor component is here preferably identical or similar to the component according to the invention, except for the greater thickness described. It can be seen, for example, in FIG. 4 that, given a given electric field strength, the electrical current density of the component according to the invention is taken into account in view of FIG. 4
  • logarithmic scale on the X-axis, at least in the middle, flat-running characteristic region is significantly smaller than in the conventional varistor device.
  • FIGS 5A to 5D show simulation results of
  • FEM finite element
  • FIGS. 5A to 5D each describe four different geometries or partial figures of disc varistors (cf.
  • Dotted lines in FIGS. 5A to 5D define the above-described first functional body portion of the respective components and optically delimit this from the second functional body portion. At least the thickness of the first contact is 10 ym. In the circled areas in each case the edge region 7 of the contacts (see FIG.
  • FIGS. 5A and 5C each show results for the electrical current density in A / mm 2 .
  • FIGS. 5B and 5D respectively show results for the temperature in ° C. (compare the corresponding color scales in the lower region of FIG.
  • both the temperature and the electrical current density is selectively much higher than in the corresponding other functional body.
  • Edge region 7 of the contact arises, according to the invention can be reduced by up to 750 ° C.
  • Corresponding results of the electrical current densities at the pulse maximum of the test pulse and the maximum temperature at the end of the pulse on the basis of numerical values are shown in the table of FIG. 5 for all subfigures (1) to (4). Furthermore, the electrical voltage of the test pulse and the maximum temperature at the end of the pulse on the basis of numerical values are shown in the table of FIG. 5 for all subfigures (1) to (4). Furthermore, the electrical voltage of the
  • the temperature and electric current density for the subfigures (4) that is to say for the combination of the embodiments according to the invention from FIGS. 2 and 3, in contrast to the subfigures (1), are significantly reduced (compare likewise the numerical values on the right in FIG. ,
  • the invention is not limited by the description with reference to the embodiments. Rather, the includes

Abstract

Es wird ein elektronisches Bauelement (100) angegeben mit einem Funktionskörper (1) und einem Kontakt (4a, 4b), welcher elektrisch an eine erste Oberfläche (5) des Funktionskörpers (1) angebunden ist, wobei der Kontakt (4a, 4b) einen Randbereich (7) und einen Zentralbereich (8) aufweist, wobei der Funktionskörper (1) derart ausgebildet ist, dass der elektrische Widerstand des Funktionskörpers (1) zwischen der ersten Oberfläche (5) und einer von der ersten Oberfläche (5) abgewandten zweiten Oberfläche (6) des Funktionskörpers (1) in einem ersten Funktionskörperabschnitt (3), der in Aufsicht auf das elektronische Bauelement (100) betrachtet mit dem Randbereich (7) überlappt, größer ist als in einem zweiten Funktionskörperabschnitt (2), der mit dem Zentralbereich (8) des Kontakts (4a, 4b) überlappt.

Description

Beschreibung
Elektronisches Bauelement und Verfahren zu dessen Herstellung Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektronisches
Bauelement, beispielsweise ein Varistorbauelement, und ein Verfahren zur Herstellung desselben.
Eine zu lösende Aufgabe ist es, Mittel für ein verbessertes elektronisches Bauelement, insbesondere ein flexibler
einsetzbares und/oder robusteres elektronisches Bauelement, anzugeben .
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen
Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen
Patentansprüche .
Ein vorgeschlagenes elektronisches Bauelement umfasst einen Funktionskörper. Der Funktionskörper stellt zweckmäßigerweise das funktionale Element des elektronischen Bauelements dar. Weiterhin umfasst das elektronische Bauelement einen Kontakt, welcher elektrisch an eine erste Oberfläche des
Funktionskörpers angebunden ist oder diesen kontaktiert. Bei dem Kontakt kann es sich um eine elektrische Kontaktschicht und/oder um eine Metallisierung oder eine andere
Kontaktierung handeln. Über den Kontakt wird der
Funktionskörper zweckmäßigerweise kontaktiert und/oder elektrisch an weitere Anschlüsse, beispielsweise eine
Außenelektrode des elektronischen Bauelements angebunden. Bei der Oberfläche handelt es sich vorzugsweise um eine erste Oberfläche, beispielsweise eine erste Hauptoberfläche des Funktionskörpers. Der Kontakt weist einen Randbereich und einen Zentralbereich auf. Weiterhin ist der Funktionskörper derart ausgebildet, dass der elektrische Widerstand des
Funktionskörpers zwischen der ersten Oberfläche und einer von der ersten Oberfläche abgewandten zweiten Oberfläche oder Hauptoberfläche des Funktionskörpers in einem ersten
Funktionskörperabschnitt, der in Aufsicht auf das
elektronische Bauelement, insbesondere auf die erste
Oberfläche, betrachtet mit dem Randbereich überlappt, größer ist als in einem zweiten Funktionskörperabschnitt, der mit dem Zentralbereich des Kontakts überlappt. Der erste und der zweite Funktionskörperabschnitt sind vorzugsweise radiale Abschnitte des Funktionskörpers.
Der Zentralbereich des Kontakts bezeichnet vorzugsweise einen inneren und/oder mittleren Bereich des Kontakts, während der Randbereich vorzugsweise einen äußeren Rand des Kontakts bezeichnet oder definiert.
Vorzugsweise ist der Kontakt elektrisch sowohl an den ersten als auch an den zweiten Funktionskörperabschnitt angebunden. Der erste Funktionskörperabschnitt bezeichnet vorzugsweise einen äußeren oder Randabschnitt des Funktionskörpers. Der zweite Funktionskörperabschnitt bezeichnet hingegen
vorzugsweise einen inneren oder zentralen Abschnitt des Funktionskörpers. Der zweite Funktionskörperabschnitt und der Zentralbereich sind - in Aufsicht auf das elektronische
Bauelement betrachtet - vorzugsweise deckungsgleich.
Vorzugsweise ist der genannte Kontakt ein erster Kontakt. Zweckmäßigerweise umfasst das elektronische Bauelement zudem einen zweiten Kontakt, welcher elektrisch an der zweiten Oberfläche des Funktionskörpers angebunden ist oder diesen kontaktiert. Der zweite Kontakt ist vorzugsweise analog zu dem ersten Kontakt ausgebildet und in Bezug zu der zweiten Oberfläche so angeordnet wie der erste Kontakt in Bezug auf die erste Oberfläche. Der erste und der zweite Kontakt können beispielsweise bezüglich einer Längsachse des elektronischen Bauelements symmetrisch angeordnet sein. Vorzugsweise ist das elektronische Bauelement und/oder der Funktionskörper
scheibenförmig und bezüglich der Längsachse zumindest
weitgehend rotationssymmetrisch angeordnet.
Im Falle eines Scheibenvaristors als elektronisches
Bauelement ist vorzugsweise je ein Kontakt an einer Oberseite und an einer Unterseite der Scheibe für die elektrische
Anbindung oder Kontaktierung vorgesehen beziehungsweise angeordnet .
Vorzugsweise sind der erste und der zweite Kontakt
beispielsweise in Aufsicht auf das elektronische Bauelement betrachtet deckungsgleich angeordnet.
Beispielsweise ist der Funktionskörper in einem Schnitt entlang der Längsachse betrachtet vorzugsweise direkt oder unmittelbar zwischen den Kontakten angeordnet.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das elektronische Bauelement ein Varistorbauelement. Varistorbauelemente werden vorzugsweise als Überspannungsschutz eingesetzt. Gemäß dieser Ausgestaltung ist der Funktionskörper zweckmäßigerweise derart ausgestaltet, dass er das funktionale Element des Varistorbauelements darstellt. In dieser Hinsicht kann der Funktionskörper ein polykristallines, gesintertes, Material umfassen .
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das elektronische Bauelement ein Scheiben- oder Blockvaristor.
In einer Ausgestaltung umläuft der erste
Funktionskörperabschnitt den zweiten Funktionskörperabschnitt in Aufsicht auf das elektronische Bauelement betrachtet zumindest teilweise. Vorzugsweise umschließt oder umläuft der erste Funktionskörperabschnitt den zweiten
Funktionskörperabschnitt vollständig .
In einer Ausgestaltung ist der Funktionskörper derart
ausgebildet, dass die elektrische Stromdichte in dem ersten
Funktionskörperabschnitt, insbesondere an einer Kontaktstelle des ersten Funktionskörperabschnitts und des Randbereichs des Kontakts oder zwischen dem ersten Funktionskörperabschnitt und dem Randbereich, während des Betriebs des elektronischen Bauelements und/oder bei einem Stromfluss im Funktionskörper vermindert oder reduziert. Vorzugsweise ist die elektrische Stromdichte dabei im Vergleich zu einem konventionellen elektronischen Bauelements oder einem Bauelements des Standes der Technik vermindert oder reduziert.
Insbesondere an der genannten Kontaktstelle kann die
elektrische Stromdichte und damit verbundene
Temperaturbelastung beispielsweise während des Betriebs des elektronischen Bauelements besonders hoch sein. Die Ursache dafür kann ein Kanteneffekt sein, der sich im Betrieb des elektronischen Bauelements einstellt. Durch das vorgestellte elektronische Bauelement kann während des Betriebs vorteilhafterweise die Wärmeentwicklung, beispielsweise durch entstehende Joule-Wärme, in dem ersten Funktionskörperabschnitt reduziert oder vermindert werden, da durch einen erhöhten elektrischen Widerstand und damit verminderte elektrische Stromdichte in der Regel weniger Wärme entsteht. Dadurch wird das elektronische Bauelement gleichzeitig temperaturbeständiger und vielseitiger
einsetzbar. Weiterhin kann die Lebensdauer des elektronischen Bauelements mit Vorteil erhöht werden.
Durch hohe Temperaturen im funktionalen Element kann die Lebensdauer und/oder der Einsatzbereich des elektronischen Bauelements insbesondere im Falle eines Varistorbauelements, erheblich eingeschränkt werden. Die beschriebenen thermischen Belastungen können, insbesondere für Varistorbauelemente, bei längerem Anliegen einer Überspannung sogar zur Zerstörung des Bauteils führen. Dem kann durch die oben beschriebene
Ausgestaltung des Funktionskörpers, dahingehend dass der erste Funktionskörperabschnitt einen größeren elektrischen Widerstand aufweist als der zweite Funktionskörperabschnitt entgegengewirkt werden, da dadurch der beschriebene
Kanteneffekt abgeschwächt wird. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Flächeninhalt des zweiten Funktionskörperabschnitts in Aufsicht auf das
elektronische Bauelement betrachtet größer als der
Flächeninhalt des ersten Funktionskörperabschnitts. Durch diese Ausgestaltung kann insbesondere erreicht werden, dass der elektrischen Widerstand des Funktionskörpers des
elektronischen Bauelements zwischen der ersten und der zweiten Oberfläche insgesamt durch den zweiten
Funktionskörperabschnitt definiert ist oder bleibt. Dadurch bleiben wiederum die elektrischen Eigenschaften, im Falle eines Varistorbauelements beispielsweise die
Varistorspannung, im Wesentlichen unverändert. Beispielsweise ist der Flächeninhalt des zweiten Funktionskörperabschnitts doppelt so groß, dreimal so groß oder zehnmal so groß wie der Flächeninhalt des ersten Funktionskörperabschnitts.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist der Funktionskörper in dem ersten Funktionskörperabschnitt einen kontaktfreien Bereich auf. Der kontaktfreie Bereich ist vorzugsweise ein äußerer radialer Abschnitt des Funktionskörpers. Der
kontaktfreie Bereich ist dementsprechend bezüglich des
Funktionskörpers vorzugsweise randseitig angeordnet. In dem kontaktfreien Bereich ist vorzugsweise kein Kontakt
vorhanden. Durch diese Ausgestaltung kann mit Vorteil eine verbesserte Kontaktierung des Funktionskörpers erreicht werden. Insbesondere können elektrische Überschläge an dem Rand, Randbereich oder an einer Kante des Funktionskörpers verhindert oder eingeschränkt werden. Vorzugsweise verläuft der kontaktfreie Bereich oder ein Rand desselben in Aufsicht auf das elektronische Bauelement knickfrei. Durch die
knickfreie Ausgestaltung kann insbesondere wiederum eine Kantenlänge oder Kantenfläche der Kontaktierung verkleinert oder minimiert und somit die Entstehung von "Hotspots"
(englisch für "heiße Stellen"), in denen besonders hohe elektrische Felder, thermomechanische Spannungen und/oder thermische, mechanische oder elektrische Belastungen
auftreten, verhindert oder eingeschränkt werden. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Dicke des
Funktionskörpers in dem ersten Funktionskörperabschnitt größer als die Dicke des Funktionskörpers in dem zweiten Funktionskörperabschnitt. Vorzugsweise ist die Dicke des ersten Funktionskörperabschnitts als auch die Dicke des zweiten Funktionskörperabschnitts zumindest überwiegend konstant oder annähernd konstant. Durch diese Ausgestaltung kann vorteilhafterweise ein Mittel zur Vergrößerung des elektrischen Widerstands in dem ersten
Funktionskörperabschnitt angegeben werden, wodurch die elektrische Stromdichte und damit die Temperaturbelastung in dem ersten Funktionskörperabschnitt während des Betriebs des elektronischen Bauelements vermindert werden kann. Mit anderen Worten ist der elektrische Widerstand des ersten Funktionskörperabschnitts durch den größeren Abstand der Kontakte oder Oberflächen in dem ersten
Funktionskörperabschnitt, beziehungsweise durch die größere Weglänge entlang der Dicke, im Gegensatz zu dem zweiten
Funktionskörperabschnitt vergrößert, wobei bei beispielsweise gleicher an dem elektronischen Bauelement anliegender
elektrischer Spannung, die Strombelastung und damit die
Überhitzung oder Temperaturbelastung in dem ersten
Funktionskörperabschnitt reduziert werden kann.
Die beschriebene Dicke erstreckt sich vorliegend vorzugsweise entlang der oben genannten Längsachse des elektronischen Bauelements . Vorzugsweise ist die Dicke des Funktionskörpers lediglich an einer Seite oder Hauptoberfläche des elektronischen
Bauelements und/oder des Funktionskörpers vergrößert,
wohingegen an der anderen Seite des elektronischen
Bauelements die Flächen des ersten Funktionskörperabschnitts und des zweiten Funktionskörperabschnitts des
Funktionskörpers plan sind und/oder in einer Ebene liegen. Alternativ kann der Funktionskörper derart ausgestaltet sein, dass beispielsweise eine Ober- und eine Unterseite des ersten Funktionskörperabschnitts gegenüber einer Ober¬ beziehungsweise einer Unterseite des zweiten
Funktionskörperabschnitts nicht in einer Ebene angeordnet ist .
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Dicke des
Funktionskörpers in dem ersten Funktionskörperabschnitt 5 % bis 15 % größer als die Dicke des Funktionskörpers in dem zweiten Funktionskörperabschnitt. Besonders bevorzugt ist die Dicke des Funktionskörpers in dem ersten
Funktionskörperabschnitt mindestens 10 % größer als die Dicke des zweiten Funktionskörperabschnitts. Alternativ kann die genannte Dicke beispielsweise auch mehr als 15 % vergrößert sein. Der Effekt der Vergrößerung der Dicke hinsichtlich des elektrischen Widerstands ist dabei qualitativ der gleiche.
In einer bevorzugten Ausgestaltung beträgt die radiale
Ausdehnung des ersten Funktionskörperabschnitts zwischen der einfachen und der zweifachen Dicke des Funktionskörpers in dem ersten Funktionskörperabschnitt.
In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die
Materialeigenschaften des Funktionskörpers in dem ersten Funktionskörperabschnitt von denjenigen in dem zweiten
Funktionskörperabschnitt verschieden. Durch diese
Ausgestaltung kann zweckmäßig erreicht werden, dass der elektrische Widerstand in dem erster Funktionskörperabschnitt im Vergleich zu dem zweiten Funktionskörperabschnitt
vergrößert ist.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Funktionskörper derart ausgebildet, dass der erste Funktionskörperabschnitt im Vergleich zu dem zweiten Funktionskörperabschnitt einen größeren spezifischen elektrischen Widerstand aufweist. Durch diese Ausgestaltung kann alternativ oder zusätzlich zu der Ausgestaltung, in der lediglich die Dicke des erster
Funktionskörperabschnitts vergrößert ist, die Stromdichte in dem erster Funktionskörperabschnitt während des Betriebs des elektronischen Bauelements verringert oder vermindert werden. Entsprechende Unterschiede in den Materialeigenschaften können vorzugsweise während des Herstellungsverfahrens des elektronischen Bauelements und/oder während einer Sinterung des Funktionskörpers erzeugt oder ausgebildet werden (siehe unten) . Durch den größeren spezifischen elektrischen
Widerstand können, wie oben bereits angedeutet, in dem ersten Funktionskörperabschnitt bei gegebenen Strompulsen mit
Vorteil die Stromdichten und damit die Temperaturbelastungen insbesondere in dem ersten Funktionskörperabschnitt
verringert werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist der Funktionskörper ein gesintertes Material auf.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Kontakt ein erster Kontakt, wobei das elektronische Bauelement zusätzlich einen zweiten Kontakt aufweist, welcher elektrisch an die zweite Oberfläche des Funktionskörpers angebunden ist, und wobei der Funktionskörper derart ausgebildet ist, dass die elektrische Strom- oder Stromdichteverteilung bei einem Stromfluss im Funktionskörper zwischen den Kontakten in dem ersten und dem zweiten Funktionskörperabschnitt homogenisiert ist. Dies kann bedeuten, dass Diskrepanzen oder die Streuung der
elektrischen Stromdichten, die beispielsweise im Betrieb des elektronischen Bauelements und/oder oder bei einem Stromfluss im Funktionskörper vorliegen, verkleinert ist. Vorzugsweise weist der zweite Kontakt analog zu dem ersten Kontakt einen Randbereich und einen Zentralbereich auf.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Funktionskörper, vorzugsweise weitgehend, polykristallin. In diesem Sinne kann der Funktionskörper beispielsweise als Hauptbestandteil ein polykristallines Material aufweisen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist der Funktionskörper, beispielsweise als Hauptbestandteil, eine Keramik auf. Bei der Keramik handelt es sich vorzugsweise um eine gesinterte Keramik .
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Funktionskörper derart ausgebildet, dass dieser nach dem Anlegen einer elektrischen Spannung oberhalb einer charakteristischen
Schwelle, im Falle eines Varistorbauelements beispielsweise der Varistorspannung, zwischen der ersten und der zweiten Oberfläche durchweg elektrisch leitet, ohne dass der
Funktionskörper elektrisch isolierende Bereiche aufweist.
Es wird weiterhin ein Verfahren zur Herstellung des
Funktionskörpers für das oben beschriebene elektronische Bauelement angegeben. Der Funktionskörper und/oder das elektronische Bauelement ist vorzugsweise mittels des hier beschriebenen Verfahrens herstellbar oder hergestellt.
Insbesondere können sich sämtliche für das Verfahren
offenbarte Merkmale auch auf den Funktionskörper und/oder das elektronische Bauelement beziehen, und umgekehrt.
Das Verfahren umfasst das Bereitstellen eines Grundmaterials für den Funktionskörper für das elektronische Bauelement und das Ausbilden des Funktionskörper unter Nutzung des Grundmaterials derart, dass der elektrische Widerstand des Funktionskörpers, zwischen zwei gegenüberliegenden
Oberflächen, das heißt der oben genannten ersten und zweiten Oberfläche, gemessen, in dem ersten Funktionskörperabschnitt größer ist als in dem zweiten Funktionskörperabschnitt.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens umfasst diese das Versehen des Funktionskörpers an den
gegenüberliegenden Oberflächen jeweils mit einem Kontakt, wobei jeder Kontakt, beispielsweis der oben genannte erste und zweite Kontakt, elektrisch an den ersten und den zweiten Funktionskörperabschnitt angebunden wird.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens weist das Grundmaterial eine homogenere Materialzusammensetzung auf als der Funktionskörper. Die Materialzusammensetzung des
Grundmaterials ist vorzugsweise weitgehend homogen,
wohingegen die Materialzusammensetzung des Funktionskörpers, insbesondere unter einem Vergleich der
Materialzusammensetzungen des ersten und des zweiten
Funktionskörperabschnitts miteinander und bezüglich einzelner
Materialbestandteile inhomogen ist.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird das Grundmaterial in dem ersten Funktionskörperabschnitt im
Vergleich zu dem zweiten Funktionskörperabschnitt mit einer größeren Dicke ausgebildet. Diese Ausgestaltung ermöglicht mit Vorteil die Vergrößerung des elektrischen Widerstands des ersten Funktionskörperabschnitts im Vergleich zu dem zweiten Funktionskörperabschnitt.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird das Grundmaterial zu dem Funktionskörper gesintert, derart, dass der spezifische elektrische Widerstand des Funktionskörpers in dem ersten Funktionskörperabschnitt größer ist als in dem zweiten Funktionskörperabschnitt. Beispielsweise, wird das Grundmaterial dazu derart gesintert, dass Kristallkörner beziehungsweise entsprechende Korngrößen in dem ersten
Funktionskörperabschnitt des Funktionskörpers kleiner sind oder ausgebildet werden als in dem zweiten
Funktionskörperabschnitt. Durch die kleineren Korngrößen beziehungsweise größere Dichte von Korngrenzen des ersten Funktionskörperabschnitts im Vergleich zu dem zweiten
Funktionskörperabschnitt wird zweckmäßigerweise der
spezifische elektrische Widerstand des Funktionskörpers in dem ersten Funktionskörperabschnitt größer gestaltet als in dem zweiten Funktionskörperabschnitt.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird die Materialzusammensetzung des Grundmaterials in einem ersten Abschnitt desselben während des Sinterns verändert, um den ersten Funktionskörperabschnitt zu bilden. Aus dem ersten Abschnitt des Grundmaterials wird vorzugsweise durch das Sintern der erste Funktionskörperabschnitt gebildet.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird das Grundmaterial während des Sinterns einem Temperaturgradienten ausgesetzt, wobei das Grundmaterial während des Sinterns und vorzugsweise ebenfalls vor dem Sintern nicht mit
Materialzusätzen versehen wird. Vorzugsweise wird hier von außerhalb, beispielsweise von außerhalb des Sinterofens, während des Sinterns, dem Grundmaterial kein weiteres
Material hinzugegeben. Vorzugsweise ändert sich die
Materialzusammensetzung des Grundmaterials in dem ersten Funktionskörperabschnitt stattdessen durch Migrations- und/oder Diffusionsprozesse von originär im Grundmaterial enthaltenen Materialbestandteilen .
In einer bevorzugten Ausgestaltung wird das Grundmaterial vor dem Sintern mit einem Dotierstoff versehen, welcher während des Sinterns in das Grundmaterial diffundiert, um den ersten Funktionskörperabschnitt zu bilden. Der Dotierstoff oder das Zusatzmaterial wird vorzugsweise auf das Grundmaterial aufgetragen oder das Grundmaterial wird vor dem Sintern in den Dotierstoff oder eine diesen aufweisende Lösung getaucht. Bei dem Dotierstoff kann es sich um Yttriumoxid,
beispielsweise Y2O3, oder andere Metalle der Seltenen Erden oder deren Oxide handeln. In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens ist der erste Funktionskörperabschnitt derart ausgebildet ist, dass die maximale Temperatur, welche in dem ersten
Funktionskörperabschnitt unter einem elektrischen Testpuls mit einer Stromstärke von 30 A der Pulsform 8/20 auftritt, beispielsweise im Vergleich zu einem konventionellen
elektronischen Bauelement, um mindestens 500 °C verringert ist .
Es wird weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines
elektronischen Bauelements angegeben, welches die
Verfahrensschritte des oben genannten Verfahrens zur
Herstellung des Funktionskörpers umfasst.
Weitere Vorteile, vorteilhafte Ausgestaltungen und
Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Figuren . Figur 1 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines elektronischen Bauelements.
Figur 2 zeigt eine schematische Schnittansicht eines
erfindungsgemäßen elektronischen Bauelements.
Figur 3 zeigt eine schematische Schnittansicht eines
erfindungsgemäßen elektronischen Bauelements gemäß einer alternativen Ausführungsform.
Figur 4 zeigt eine beispielhafte Spannungs-Stromkennlinie des elektronischen Bauelements ausgeführt als Varistorbauelement.
Die Figuren 5A bis 5D zeigen Simulationsergebnisse des
Betriebs des elektronischen Bauelements.
Figur 6 zeigt eine Tabelle mit Werten zu der Simulation des Betriebs des elektronischen Bauelements. Gleiche, gleichartige und gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu
betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
Figur 1 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines elektronischen Bauelements 100. Das elektronische Bauelement 100 ist vorzugsweise ein Varistorbauelement, insbesondere ein Scheiben- oder Blockvaristor. Besonders bevorzugt ist das elektronische Bauelement 100 ein Scheibenvaristor. Das elektronische Bauelement 100 ist gemäß Figur 1 scheibenförmig ausgestaltet und weist eine Längsachse oder Symmetrieachse X auf, die durch das Zentrum der Scheibe verläuft. Bezüglich der Längsachse X ist das elektronische Bauelement vorzugsweise zumindest annähernd
rotationssymmetrisch. Das elektronische Bauelement weist gemäß Figur 1 weiterhin einen scheibenförmigen
Funktionskörper 1 auf. Der Funktionskörper 1 umfasst im Falle eines
Varistorbauelements vorzugsweise ein Halbleitermaterial und/oder eine beispielsweise gesinterte Keramik. Demgemäß umfasst der Funktionskörper 1 weiterhin vorzugsweise
polykristallines Material, bzw. Material welches Korngrenzen und oder Körner unterschiedlicher elektrischer Leitfähigkeit umfasst. Als funktionale Komponente eines Varistorbauelements ist der Funktionskörper 1 vorzugsweise derart ausgebildet, dass dieser nach dem Anlegen einer elektrischen Spannung oberhalb der Varistorspannung, vom elektrisch isolierenden in den elektrisch leitenden Zustand geschaltet werden kann.
Der Funktionskörper 1 umfasst einen ersten
Funktionskörperabschnitt 3 und einen zweiten
Funktionskörperabschnitt 2. Der erster
Funktionskörperabschnitt 3 umläuft oder umschließt den
Zweiter Funktionskörperabschnitt 2 in Aufsicht auf das elektronische Bauelement 100 betrachtet vorzugsweise an seinem äußeren Rand und ist vorzugsweise Stoffschlüssig und/oder aus einem Stück mit diesem verbunden, um den
Funktionskörper 1 zu bilden. Die Grenze der genannten
Abschnitte ist durch die gestrichelte Linie angedeutet.
Das elektronische Bauelement, beziehungsweise der Scheiben¬ oder Blockvaristor hat beispielsweise einen Durchmesser von etwa 30 mm und eine Dicke von etwa 3 mm. Die genannte Dicke bezieht sich vorzugsweise auf die Dicke des zweiten
Funktionskörperabschnitts 2 entlang der Längsachse. In einer alternativen, nicht explizit dargestellten
Ausgestaltung des elektronischen Bauelements weist dieses oder ein entsprechender Funktionskörper eine rechteckige Form Demgemäß kann das elektronische Bauelement erfindungsgemäß beispielsweise ein eckiger Blockvaristor sein.
Figur 2 zeigt eine schematische Schnittansicht einer
erfindungsgemäßen Ausgestaltung des elektronischen
Bauelements 100. Figur 2 zeigt vorzugsweise einen Schnitt durch das elektronische Bauelement 100 gemäß Figur 1 entlang der Längsachse X. Es ist weiterhin zu erkennen, dass der
Funktionskörper 1 in seinem ersten Funktionskörperabschnitt 3 eine Dicke Dl aufweist. In dem zweiten
Funktionskörperabschnitt 2 weist der Funktionskörper 1 eine Dicke D2 auf. Die Dicke D2 ist kleiner als die Dicke Dl. Die Dicke Dl kann beispielswe.LSG 5 % 10 % oder 15 % größer oder noch größer sein als die zweite Dicke.
Der Funktionskörper 1 weist weiterhin eine erste Oberfläche 5 und eine von der ersten Oberfläche 5 abgewandte zweite
Oberfläche 6 auf. Die zweite Oberfläche 6 ist gemäß Figur 1 eben ausgebildet, während die erste Oberfläche 5 durch die Vergrößerung der Dicke Dl im ersten Funktionskörperabschnitt 3 im Vergleich zu D2 nicht eben ist. Alternativ, kann die größere Dicke Dl des ersten Funktionskörperabschnitts 3 im Vergleich zu dem zweiten Funktionskörperabschnitt 2 auch derart realisiert sein, dass beide Oberflächen 5, 6 im ersten Funktionskörperabschnitts 3 gegenüber dem zweiten Funktionskörperabschnitt 2 erhaben, also insgesamt nicht eben sind .
Wie in Figur 2 dargestellt, kann sich die Dicke des
Funktionskörpers 1 beispielsweise vom ersten zum zweiten Funktionskörperabschnitt (von innen nach außen) über einen schrägen Verlauf vergrößern (vgl. ebenfalls die Figuren 5A bis 5D weiter unten) . Alternativ ist ebenfalls eine abrupte Änderung der Dicke über eine Stufe im Verlauf der Dicke des Funktionskörpers 1 denkbar (in den Figuren nicht explizit dargestellt) .
Durch die größere Dicke Dl des ersten
Funktionskörperabschnitts 3 im Vergleich zu dem zweiten
Funktionskörperabschnitt 2 (vgl. D2 in Figur 2) kann der elektrische Widerstand des Funktionskörpers 1 zwischen der ersten Oberfläche 5 und der zweiten Oberfläche 6 insbesondere durch die vergrößerte Wegstrecke in dem ersten
Funktionskörperabschnitt 3 erfindungsgemäß größer
ausgestaltet werden als in dem zweiten
Funktionskörperabschnitt 2.
Das elektronische Bauelement 100 weist weiterhin einen ersten Kontakt 4a auf, welcher elektrisch an die erste Oberfläche 5 angebunden ist. Der erste Kontakt 4a ist vorzugsweise sowohl an den ersten Funktionskörperabschnitt 3 als auch an den zweiten Funktionskörperabschnitt 2 angebunden. Der Kontakt 4a weist wiederum einen Randbereich 7 sowie einen Zentralbereich 8 auf. Vorzugsweise umschließt der Randbereich 7 den
Zentralbereich 8.
Analog weist das elektronische Bauelement einen zweiten
Kontakt 4b auf, welcher an der zweiten Oberfläche 6 an den ersten Funktionskörperabschnitt 3 und den zweiten Funktionskörperabschnitt 2 angebunden ist. Entsprechend dem ersten Kontakt weist der zweite Kontakt 4b vorzugsweise einen Randbereich 7 und einen Zentralbereich 8 auf. Vorzugsweise sind der erste und der zweite Kontakt 4a, 4b in Aufsicht auf das elektronische Bauelement 100 betrachtet deckungsgleich angeordnet .
Die Kontakte 4a, 4b kontaktieren vorzugsweise den
Funktionskörper 1. Die Kontakte können beispielsweise
aufmetallisierte Elektroden, insbesondere metallische
Kontaktschichten sein. Weiterhin können die Kontakte 4a, 4b für eine elektrische Anbindung oder Kontaktierung einer
Außenelektrode (nicht explizit dargestellt) an dem
Funktionskörper 1 vorgesehen sein.
Wenn - im Falle eines Varistorbauelements - eine elektrische Spannung zwischen den Kontakten 4a, 4b angelegt wird, fließt, solange die Spannung kleiner ist als die charakteristische Varistorspannung zwischen den Kontakten 4a, 4b vorzugsweise nur ein geringer Leckstrom. Bei Anlegen einer Überspannung an oder zwischen den Kontakten 4a, 4b, wird der Funktionskörper 1 zweckmäßigerweise elektrisch leitend, um beispielsweise eine weitere elektrische Komponente vor einer Überspannung oder einer die Komponente schädigenden elektrischen Spannung zu schützen.
Der erste Funktionskörperabschnitt 3 überlappt in Aufsicht auf das elektronische Bauelement 100 betrachtet, also
beispielsweise in Aufsicht auf die Oberfläche 5, vorzugsweise mit dem Randbereich 7. Der zweite Funktionskörperabschnitt 2 überlappt in Aufsicht auf das elektronische Bauelement 100 betrachtet, vorzugsweise mit dem Zentralbereich 8. Durch die Ausgestaltung des größeren Widerstands des ersten Funktionskörperabschnitts 3 verglichen mit dem zweiten
Funktionskörperabschnitt 2 kann mit Vorteil der im Betrieb des elektronischen Bauelements 100 in dem zweiten
Funktionskörperabschnitt 3 auftretende elektrische Strom oder insbesondere die elektrische Stromdichte vermindert oder reduziert werden. Durch die verminderte Strombelastung kann gleichzeitig die Wärmeentstehung und damit
Temperaturbelastung im ersten Funktionskörperabschnitt reduziert werden.
Das erfindungsgemäße elektronische Bauelement 100 weist vorzugsweise bis auf die Dicke Dl des ersten
Funktionskörperabschnitts 3 gegenüber einem konventionellen elektronischen Bauelement oder einem elektronischen
Bauelement des Standes der Technik vergleichbare Abmessungen auf. Insbesondere sind auch die Kontaktflächen, das heißt die Flächen, in denen die Kontakte 4a, 4b an den Funktionskörper 1 angebunden sind, in dieser Hinsicht ähnlich oder
vergleichbar bemessen oder ausgestaltet.
Insbesondere an der Grenze oder Kontaktstelle des oben genannten Randbereichs 7 oder Randes der Kontakte 4a, 4b zu dem ersten Funktionskörperabschnitt 3 kann die elektrische Stromdichte und damit verbundene Temperaturbelastung
beispielsweise während des Betriebs des elektronischen
Bauelements durch einen „Kanteneffekt" besonders hoch sein. Der Kanteneffekt kann durch elektrische Felder, welche im Betrieb des Bauelements 100 an oder in dem Randbereich 7 größer ausfallen als beispielsweise in dem Zentralbereich 8, hervorgerufen werden. Obwohl die elektrische Stromdichte durch den größeren Abstand der Kontakte im ersten Funktionskörperabschnitt 3 reduziert wird, bleiben weitere elektrische Eigenschaften des
elektronischen Bauelements 100 vorzugsweise unverändert und/oder durch den zweiten Funktionskörperabschnitt 2
bestimmt .
Der Flächeninhalt des zweiten Funktionskörperabschnitts 2 ist vorzugsweise größer als derjenige des ersten
Funktionskörperabschnitts 3. Beispielsweise ist der
Flächeninhalt des zweiten Funktionskörperabschnitts 3 doppelt so groß, dreimal so groß oder zehnmal so groß wie der
Flächeninhalt des ersten Funktionskörperabschnitts 3. Dadurch bleiben die elektrischen Eigenschaften, im Falle eines
Varistorbauelements beispielsweise die Varistorspannung, des elektronischen Bauelements vorzugsweise unabhängig von der Ausgestaltung des ersten Funktionskörperabschnitts 3.
Eine radiale Ausdehnung des ersten Funktionskörperabschnitts 3 ist in Figur 2 mit Rl gekennzeichnet. Weiterhin ist eine radiale Ausdehnung, insbesondere der Durchmesser des zweiten Funktionskörperabschnitts 2 mit R2 gekennzeichnet.
Vorzugsweise beträgt die radiale Ausdehnung Rl zwischen der einfachen und der zweifachen Dicke Dl des Funktionskörpers 1 in dem ersten Funktionskörperabschnitt 3.
In Figur 2 ist in dem ersten Funktionskörperabschnitt 3 weiterhin ein kontaktfreier Rand 9 des Funktionskörpers 1 dargestellt, in dem die Kontakte 4a, 4b nicht elektrisch an den Funktionskörper 1 angebunden sind. Der kontaktfreie
Bereich 9 bezeichnet vorzugsweise einen radialen äußeren Abschnitt des Funktionskörpers 1. Mit anderen Worten
schließen die Kontakte 4a, 4b am äußeren Rand des elektronischen Bauelements 100 nicht bündig mit dem
Funktionskörpers 1 ab, sondern der Randbereich 7 der Kontakte 4a, 4b ist im Vergleich zu dem äußeren Rand des Bauelements nach innen versetzt. Die Kontakte 4a, 4b sind vorzugsweise derart angeordnet und ausgebildet, dass sie den
Funktionskörper 1 bis auf den kontaktfreien Rand vollständig kontaktieren .
Figur 3 zeigt eine schematische Schnittansicht des
elektronischen Bauelements 100 gemäß einer weiteren
erfindungsgemäßen Ausgestaltung. Es ist in Figur 3 zu
erkennen, dass der Funktionsbereich 2 über seine gesamte Ausdehnung hinweg eine konstante Dicke, welche beispielsweise der Dicke D2 in Figur 2 entspricht, aufweist. Für die
erfindungsgemäße Ausgestaltung des größeren Widerstands des ersten Funktionskörperabschnitts 3 im Vergleich zu dem zweiten Funktionskörperabschnitt 2 sind hier die
Materialeigenschaften des ersten und des zweiten
Funktionskörperabschnitts vorzugsweise verschieden gewählt.
Um die elektrische Stromstärke und/oder Stromdichte - bei gleicher entsprechender Fläche - in dem erster
Funktionskörperabschnitt 3 während des Betriebs des
elektronischen Bauelements 100 zu vermindern, weist der erste Funktionskörperabschnitt 3 einen größeren spezifischen elektrischen Widerstand auf als der zweite
Funktionskörperabschnitt 2. Durch diese Ausgestaltung kann analog zu der obigen Ausführungsform mit der vergrößerten Dicke, durch den größeren Widerstand, eine Stromdichte und damit die Wärmeentwicklung im ersten Funktionskörperabschnitt 3, insbesondere in oder an der Kontaktstelle zu dem
Randbereich 7 vermindert werden. Der Funktionskörper 1 weist vorzugsweise ein gesintertes, polykristallines Material auf. Im Falle eines
Varistorbauelements handelt es sich bei dem Material
vorzugsweise um Siliziumkarbid, Zinkoxid oder ein anderes Metalloxid, wie Bismutoxid, Chromoxid oder Manganoxid. Gemäß der hierbeschriebenen Ausgestaltung ist der erster
Funktionskörperabschnitt 3 vorzugsweise dadurch hergestellt oder erhalten, dass ein Ausgangsmaterial für den
Funktionskörper 1 beispielsweise derart gesintert wurde oder die Zusammensetzung des Ausgangsmaterials für den
Funktionskörper bereits vor der Sinterung derart gewählt wurde, dass der erster Funktionskörperabschnitt 3 im
Vergleich zu dem zweiten Funktionskörperabschnitt 2 einen größeren spezifischen elektrischen Widerstand aufweist. Dies kann vorliegend durch die Rezeptur des Ausgangsmaterials sowie die Sinterbedingungen, insbesondere die
Prozessbedingungen während der Sinterung erreicht werden. Ein Herstellungsverfahren des Funktionskörpers 1 für das elektronische Bauelement 100 und/oder das elektronische
Bauelement selbst umfasst vorzugsweise das Bereitstellen eines Grünlings oder Grundmaterials 1 für den Funktionskörper 1, das Ausbilden des Funktionskörper 1 unter Nutzung des Grundmaterials 1 derart, dass der elektrische Widerstand des Funktionskörpers 1 in dem ersten Funktionskörperabschnitt 3 größer ist als in dem zweiten Funktionskörperabschnitt 2.
Wie oben beschrieben, wird dazu die Dicke Dl des ersten
Funktionskörperabschnitts 3 größer ausgestaltet als die Dicke D2 des zweiten Funktionskörperabschnitts 2.
Alternativ oder zusätzlich kann das Grundmaterial 1 zu dem Funktionskörper 1 derart gesintert werden, dass der
spezifische elektrische Widerstand des Funktionskörpers 1 in dem ersten Funktionskörperabschnitt 3 größer ist als in dem zweiten Funktionskörperabschnitt 2. Dazu kann das
Grundmaterial 1 während des Sinterns beispielsweise einem Temperaturgradienten ausgesetzt werden, ohne dass dem
Grundmaterial 1 während des Sinterns weiteres Material zugesetzt wird. Die Eigenschaften des Funktionskörpers 1 bezüglich des spezifischen elektrischen Widerstands bilden sich stattdessen vorzugsweise allein durch die Rezeptur oder Zusammensetzung beispielsweise aufgrund von Migrations- und/oder Diffusionsprozessen von originär im Grundmaterial 1 enthaltenen Materialbestandteilen aus.
Die Zusammensetzung kann gemäß dieser Ausgestaltung
beispielsweise Materialien umfassen, welche während des Sinterns durch den beschriebenen Temperaturgradienten
vorzugsweise in den ersten Funktionskörperabschnitt 3 migrieren, diffundieren oder sich dort anreichern.
Alternativ oder zusätzlich können bestimmte
Ursprungsmaterialien des Grundmaterials 1 durch ein
Ausdampfen aus dem Grundmaterial 1 oder Abdampfen von einer Oberfläche des Grundmaterials 1 der Stöchiometrie des
Grundmaterials 1 entzogen werden, um so im Funktionskörper 1 im Gegensatz zum Grundkörper eine inhomogenere
Materialzusammensetzung hervorzurufen.
Die beschriebenen Effekte oder Vorgänge können
zweckmäßigerweise dazu führen, dass Kristallkörner
beziehungsweise deren Korngrößen in dem ersten
Funktionskörperabschnitt 3 des Funktionskörpers 1 kleiner sind oder ausgebildet werden als in dem zweiten
Funktionskörperabschnitt 2 und somit der spezifische
elektrische Widerstand in dem ersten Funktionskörperabschnitt 3 im Gegensatz zu dem zweiten Funktionskörperabschnitt 2 vergrößert wird.
Alternativ kann das Grundmaterial 1 vor dem Sintern mit einem Dotierstoff versehen werden, welcher beispielsweise während des Sinterns in das Grundmaterial 1 diffundiert, um den ersten Funktionskörperabschnitt 3 zu bilden. Der Dotierstoff kann beispielsweise Yttriumoxid, insbesondere Y2O3, oder andere Metalle der Seltenen Erden oder deren Oxide umfassen oder daraus bestehen. Der Dotierstoff oder das Zusatzmaterial wird vorzugsweise auf das Grundmaterial aufgetragen oder das Grundmaterial wird vor dem Sintern in den Dotierstoff oder beispielsweise eine diesen enthaltene Lösung oder Verbindung getaucht .
Die Ausgestaltungen der Figuren 2 und 3 können beispielsweise mittels des beschriebenen Herstellungsverfahrens
erfindungsgemäß auch dahingehend kombiniert werden, dass sowohl eine größere Dicke des erster
Funktionskörperabschnitts 3 im Vergleich zu dem zweiten
Funktionskörperabschnitt, als auch eine veränderte
Materialrezeptur oder Zusammensetzung vorliegen, wodurch sich die beschriebenen Effekte zur Reduktion oder Verminderung der elektrischen Stromdichte/Wärmeentwicklung im ersten
Funktionskörperabschnitt 3 addieren oder verstärken.
Figur 4 zeigt eine beispielhafte Spannungs-Stromkennlinie eines erfindungsgemäßen elektronischen Bauelements
(gestrichelte Linie) sowie eine beispielhafte Spannungs- Stromkennlinie eines konventionellen entsprechenden
elektronischen Bauelements (durchgezogene Linie) . Speziell ist die elektrische Feldstärke als Funktion der elektrischen Stromdichte in logarithmischen Skalen aufgetragen. Die Kennlinien beschreiben vorzugsweise einen Arbeitsbereich der betreffenden Bauelemente (vgl. insbesondere den Bereich oberhalb von 10 A/mm2) . Die gestrichelte Spannungs-Stromkennlinie beschreibt
insbesondere das elektrische Verhalten eines
erfindungsgemäßen Varistorbauelements, bei dem die Dicke des oben genannten ersten Funktionskörperabschnitts 3 (vgl.
beispielsweise Figur 2) gegenüber dem zweiten
Funktionskörperabschnitt um 10% vergrößert ist. Das
konventionelle Varistorbauelement ist hier vorzugsweise bis auf die beschriebene größere Dicke identisch oder ähnlich zu dem erfindungsgemäßen Bauelement ausgebildet. Es ist beispielsweise in Figur 4 zu erkennen, dass bei einer gegebenen elektrischen Feldstärke die elektrische Stromdichte des erfindungsgemäßen Bauteils in Anbetracht der
logarithmischen Skala auf der X-Achse zumindest im mittleren, flach verlaufenden Kennlinienbereich deutlich kleiner ist als bei dem konventionellen Varistorbauelement.
Die Figuren 5A bis 5D zeigen Simulationsergebnisse des
Betriebs von erfindungsgemäßen Varistorbauelementen sowie konventionellen Varistorbauelementen gemäß der/den
Kennlinie (n) aus Figur 4. Die Simulationen betreffen
vorzugsweise „Finite-Elemente (FEM) -Simulationen.
Insbesondere wurde die elektrische Stromdichte sowie die Temperatur der Bauelemente beziehungsweise die
Temperaturverteilung in den Bauelementen jeweils unter einer elektrischen Belastung mit einem Standardtestpuls der
Pulsform 8/20 (ys) mit einer Stromstärke von 30 Ampere bei 25° C simuliert. Die Figuren 5A bis 5D beschreiben jeweils vier verschiedene Geometrien oder Teilfiguren von Scheibenvaristoren (vgl.
Nummerierung (1) bis (4)), wobei zumindest in den Figuren 5A und 5B jeweils etwa die rechte Hälfte oder ein oberes rechtes Viertel einer Schnittansicht ähnlich oder entsprechend zu den Figuren 2 und 3 dargestellt ist. Die Ergebnisse betreffen Scheibenvaristoren mit einem Durchmesser von 30 mm und einer Dicke eines entsprechenden zweiten Funktionskörperabschnitts (vgl. Bezugszeichen 2 oben) von 3 mm. Die vertikalen
gestrichelten Linien in den Figuren 5A bis 5D definieren den oben beschriebenen ersten Funktionskörperabschnitt der jeweiligen Bauteile und grenzen diesen optisch von dem zweiten Funktionskörperabschnitt ab. Zumindest die Dicke des ersten Kontakts beträgt 10 ym. In den eingekreisten Bereichen ist jeweils der Randbereich 7 der Kontakte (vgl.
Bezugszeichen 4a oben) zu erkennen.
Die Nummerierungen (2) bis (4) entsprechen jeweils
erfindungsgemäßen Ausgestaltungen, wohingegen Nummer (1) jeweils die Simulation des konventionellen Bauelements, wie oben beschrieben, bezeichnet.
In den Figuren 5A und 5C sind jeweils Ergebnisse für die elektrische Stromdichte in A/mm2 gezeigt. Die Figuren 5B und 5D zeigen jeweils Ergebnisse für die Temperatur in °C (vgl. die entsprechenden Farbskalen im unteren Bereich der
jeweiligen Figur) .
In den Teilfiguren (2) ist gemäß der vorliegenden Erfindung jeweils die Dicke (vgl. Dl in Figur 2) des ersten
Funktionskörperabschnitts gegenüber dem zweiten
Funktionskörperabschnitt um 10 % vergrößert (siehe rechter Rand der Teilfiguren (2) der Figuren 5A bis 5D) . Die Teilfiguren (3) zeigen jeweils entsprechende Simulationsergebnisse für die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Bauteils, in der die Funktionskörperabschnitte zwar gleich dick sind, der erste Funktionskörperabschnitt aufgrund der Materialzusammensetzung jedoch einen größeren
spezifischen elektrischen Widerstand aufweist als der zweite Funktionskörperabschnitt (Figur 3 samt Beschreibung) .
In den Teilfiguren (4) sind die Ausgestaltungen der
Teilfiguren (2) und (3) kombiniert, wobei jeweils sowohl eine größere Dicke des ersten Funktionskörperabschnitts als auch ein durch die Materialzusammensetzung vergrößerter
spezifischer elektrischer Widerstand desselben gezeigt und simuliert ist.
Es ist zumindest ansatzweise in den Figuren 5A bis 5D zu erkennen, dass die Temperaturen beziehungsweise auch die elektrischen Stromdichten entsprechend der jeweils unten gezeigten Farbskalen in den ersten Funktionskörperabschnitten 3 ungleichmäßiger verteilt sind als in den zweiten
Funktionskörperabschnitten 2. Dies ist in den Figuren 5C und 5D durch die vergrößerte Darstellung im Gegensatz zu den Figuren 5A und 5B verdeutlicht. Insbesondere an den Randbereichen 7 der Kontakte
beziehungsweise den Kontaktstellen der genannten Randbereiche 7 an oder zu den Funktionskörpern beziehungsweise ersten Funktionskörperabschnitten (vgl. eingekreiste Bereiche) ist sowohl die Temperatur als auch die elektrische Stromdichte punktuell wesentlich höher als im entsprechenden übrigen Funktionskörper . Unter den oben genannten Bedingungen kann die Temperatur des Varistorbauelements, welche als Reaktion auf den
beschriebenen Testpuls in dem ersten
Funktionskörperabschnitt, insbesondere in der Nähe des
Randbereichs 7 des Kontakts, entsteht, erfindungsgemäß um bis zu 750°C reduziert werden. Entsprechende Ergebnisse der elektrischen Stromdichten am Pulsmaximum des Testpulses sowie der maximalen Temperatur am Pulsende anhand von Zahlenwerten sind in der Tabelle von Figur 5 für alle Teilfiguren (1) bis (4) gezeigt. Weiterhin ist die elektrische Spannung des
Varistors gezeigt. Während sich die Spannungswerte für alle simulierten Situationen (Teilfiguren) nur leicht
unterscheiden, sind beispielsweise Temperatur als auch elektrische Stromdichte für die Teilfiguren (4), das heißt für die Kombination der erfindungsgemäßen Ausgestaltungen aus Figur 2 und 3 im Gegensatz zu den Teilfiguren (1) deutlich reduziert (vgl. ebenfalls die Zahlenwerte rechts in Figur 6D) . Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die
Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von
Merkmalen was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den
Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist. Bezugs zeichenliste
1 Funktionskörper / Grundmaterial
2 Zweiter Funktionskörperabschnitt
3 Erster Funktionskörperabschnitt / Abschnitt des Grundmaterials
4a Erster Kontakt
4b Zweiter Oberseite
5 Erste Oberfläche
6 Zweite Oberfläche
7 Randbereich
8 Zentralbereich
9 Kontaktfreier Bereich
100 Elektronisches Bauelement Dl, D2 Dicke
Rl, R2 Radiale Ausdehnung

Claims

Patentansprüche
1. Elektronisches Bauelement (100) mit einem Funktionskörper (1) und einem Kontakt (4a, 4b), welcher elektrisch an eine erste Oberfläche (5) des Funktionskörpers (1) angebunden ist, wobei der Kontakt (4a, 4b) einen Randbereich (7) und einen Zentralbereich (8) aufweist, und wobei der Funktionskörper
(1) derart ausgebildet ist, dass der elektrische Widerstand des Funktionskörpers (1) zwischen der ersten Oberfläche (5) und einer von der ersten Oberfläche (5) abgewandten zweiten Oberfläche (6) des Funktionskörpers (1) in einem ersten
Funktionskörperabschnitt (3) , der in Aufsicht auf das
elektronische Bauelement (100) betrachtet mit dem Randbereich (7) überlappt, größer ist als in einem zweiten
Funktionskörperabschnitt (2), der in Aufsicht auf das
elektronische Bauelement (100) betrachtet mit dem
Zentralbereich (8) des Kontakts (4a, 4b) überlappt.
2. Elektronisches Bauelement (100) nach Anspruch 1, wobei der erste Funktionskörperabschnitt (3) den zweiten
Funktionskörperabschnitt (2) in Aufsicht auf das
elektronische Bauelement (100) betrachtet zumindest teilweise umläuft .
3. Elektronisches Bauelement (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Flächeninhalt des zweiten Funktionskörperabschnitts
(2) in Aufsicht auf das elektronische Bauelement (100) betrachtet größer ist als der Flächeninhalt des ersten
Funktionskörperabschnitts (3) .
4. Elektronisches Bauelement (100) nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, wobei der Funktionskörper (1) in dem ersten Funktionskörperabschnitt (3) einen kontaktfreien Bereich (9) aufweist, in dem der Kontakt (4a, 4b) nicht elektrisch an den Funktionskörper (1) angebunden ist.
5. Elektronisches Bauelement (100) nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, wobei die Dicke (Dl) des
Funktionskörpers (1) in dem ersten Funktionskörperabschnitt (3) größer ist als die Dicke (D2) des Funktionskörpers (1) in dem zweiten Funktionskörperabschnitt (2).
6. Elektronisches Bauelement (100) nach Anspruch 5, wobei die Dicke (Dl) des Funktionskörpers (1) in dem ersten
Funktionskörperabschnitt (3) 5 % bis 15 % größer ist als die Dicke (D2) des Funktionskörpers (1) in dem zweiten
Funktionskörperabschnitt (2).
7. Elektronisches Bauelement (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Funktionskörper (1) derart ausgebildet ist, dass der erste Funktionskörperabschnitt (3) im Vergleich zu dem zweiten Funktionskörperabschnitts (2) einen größeren spezifischen elektrischen Widerstand aufweist.
8. Elektronisches Bauelement (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Kontakt ein erster Kontakt (4a) ist, wobei das elektronische Bauelement (100) einen zweiten
Kontakt (4b) aufweist, welcher elektrisch an die zweite
Oberfläche (6) des Funktionskörpers (1) angebunden ist, und wobei der Funktionskörper (1) derart ausgebildet ist, dass die Stromdichteverteilung bei einem Stromfluss im
Funktionskörper (1) zwischen den Kontakten (4a, 4b) in dem ersten und dem zweiten Funktionskörperabschnitt (3, 2) homogenisiert ist.
9. Elektronisches Bauelement (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, welches ein Varistorbauelement, beispielsweise ein Scheiben- oder Blockvaristor, ist.
10. Elektronisches Bauelement (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Funktionskörper (1) polykristallin ist.
11. Verfahren zur Herstellung eines Funktionskörpers (1) für ein elektronisches Bauelements (100) umfassend die folgenden Schritte:
- Bereitstellen eines Grundmaterials (1) für den
Funktionskörper (1) für das elektronische Bauelement (100),
- Ausbilden des Funktionskörpers (1) unter Nutzung des
Grundmaterials (1) derart, dass der elektrische Widerstand des Funktionskörpers (1), zwischen zwei gegenüberliegenden Oberflächen (5, 6) gemessen, in einem ersten
Funktionskörperabschnitt (3) größer ist als in einem zweiten Funktionskörperabschnitt (2).
12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Grundmaterial (1) eine homogenere Materialzusammensetzung aufweist als der Funktionskörper (1) .
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei das
Grundmaterial (1) in dem ersten Funktionskörperabschnitt (3) im Vergleich zu dem zweiten Funktionskörperabschnitt (2) mit einer größeren Dicke ausgebildet wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei das Grundmaterial (1) zu dem Funktionskörper (1) gesintert wird, derart, dass der spezifische elektrische Widerstand des Funktionskörpers (1) in dem ersten Funktionskörperabschnitt (3) größer ist als in dem zweiten Funktionskörperabschnitt (2) .
15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die
Materialzusammensetzung des Grundmaterials (1) in einem ersten Abschnitt (3) desselben während des Sinterns verändert wird, um den ersten Funktionskörperabschnitt (3) zu bilden.
16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, wobei das
Grundmaterial (1) während des Sinterns einem
Temperaturgradienten ausgesetzt wird, und wobei das
Grundmaterial (1) während des Sinterns nicht mit
Materialzusätzen versehen wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei das Grundmaterial (1) vor dem Sintern mit einem Dotierstoff versehen wird, welcher während des Sinterns in das
Grundmaterial (1) diffundiert, um den ersten
Funktionskörperabschnitt (3) zu bilden.
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