EP3317888A1 - Verfahren zur herstellung eines elektrischen bauelements - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines elektrischen bauelements

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EP3317888A1
EP3317888A1 EP16735609.6A EP16735609A EP3317888A1 EP 3317888 A1 EP3317888 A1 EP 3317888A1 EP 16735609 A EP16735609 A EP 16735609A EP 3317888 A1 EP3317888 A1 EP 3317888A1
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resistance
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Gerald Kloiber
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    • H01C17/06533—Precursor compositions therefor, e.g. pastes, inks, glass frits characterised by the resistive component composed of oxides
    • H01C17/06546—Oxides of zinc or cadmium

Definitions

  • the invention relates to a method for producing an electrical component, in particular for producing an electrical component having a temperature-dependent resistance characteristic.
  • the invention further relates to an electrical component, in particular an electrical component having a temperature-dependent resistance characteristic.
  • electrical components with a temperature-dependent resistance behavior can be used.
  • NTC components the electrical resistance decreases, for example, with increasing temperature.
  • Derar ⁇ term electrical components have a material whose resistance value is dependent on the ambient temperature.
  • the temperature-sensitive resistance material is usually arranged in a housing of the component, for example an SMD housing.
  • the components are usually arranged with their housing on the surface of the body.
  • the disadvantage of such an arrangement is that the thermal coupling of the material with the forb ⁇ dependent resistance characteristic to the body whose temperature is to be detected is not optimal due to the surrounding Gezzau ⁇ ses of the device.
  • an air gap is present, through which the heat transfer ⁇ from the surface of the body to the temperature- influenced turhorte material and the Temperaturmes ⁇ solution is ultimately falsified.
  • a concern of the present invention is to provide a method for manufacturing an electrical component, in which the coupling of a is with respect to its resistance tem ⁇ peraturationen material to a surface of a Kör ⁇ pers whose temperature is to be determined is improved.
  • an electrical component is to be specified, in which the coupling of the in relation to its
  • Resistance temperature-sensitive material to the Oberflä ⁇ che a body whose temperature is to be determined is improved.
  • An embodiment of a method for producing such an electrical component is specified in claim 1.
  • the method provides for providing a support member and providing a material having a temperature dependent resistor. The material is applied to a surface of the carrier element for generating egg ⁇ ner resistance layer. To connect the opposing ⁇ supernatant layer to the carrier element is sintered below the resistance ⁇ layer.
  • the surface temperature of a body such as the surface temperature of a container, it is necessary for electrical insulation to be present between the body and the temperature-dependent resistive layer of the device.
  • the temperature-sensitive material of the resistance layer has a good thermal heat conductivity to.
  • the carrier element non-electrically conductive material used may be an electrically conductive ceramic, for example in the case of an NTC thermistor material component an NTC be used.
  • a new production method for temperature-sensitive electrical components is provided by the specified method, with which components can be produced whose resistance layer can be coupled well to a substrate via the carrier element.
  • a non-sintered material is preferably used for example a kalzi ⁇ ned metal oxide.
  • a screen-printable ceramic paste is Herge ⁇ provides.
  • the paste may be applied to the carrier element in the form of ⁇ be arbitrary structures.
  • the structures can be printed on the material of the carrier element, for example.
  • the temperature-sensitive material of the resistive layer does not yet have its final properties. The final properties only take on the material after the sintering process.
  • the stability of such an arrangement of a non-sintered material, which has a temperature-dependent resistance, and a carrier element to which the material is firmly connected only after the printing of the paste by a sintering process has a significantly higher stability than when pastes, in particular sintered pastes were used, which already have ih ⁇ re final properties when applied to the carrier element.
  • Tempe ⁇ raturmessap bearingen can be operated in which the coupling of a temperature sensor element takes place via flat surfaces, wherein a maximum thermal coupling is carried out and the thermal mass can be minimized.
  • the electrical component comprises a carrier element and a resistive ⁇ layer of a material having a temperature-dependent resistance.
  • the resistance layer is on one
  • FIG. 1 shows an embodiment of a method for the production of a temperature-sensitive electrical component
  • FIG. 2A shows an embodiment of a temperature-sensitive electrical component
  • FIG. 2B shows a further embodiment of a temperature-sensitive electrical component
  • FIG. 3A shows a further embodiment of a temperature-sensitive electrical component
  • FIG. 3B shows a further embodiment of a temperature-sensitive electrical component.
  • FIGS. 2A, 2B, 3A and 3B show an embodiment of a method for producing a temperature-sensitive electrical component 1.
  • Various embodiments of the electrical component 1 are shown in the following FIGS. 2A, 2B, 3A and 3B. The method will be explained below with reference to FIG. 1, wherein reference is also made to the embodiments of the method shown in FIGS. 2A to 3B.
  • a carrier element 10 is initially provided.
  • the white ⁇ direct a material having a temperature dependent resistor is provided.
  • the material is applied on a surface O10 of the support member 10 for generating a resistance layer 20 on the Suele ⁇ ment.
  • the sintering of the resistor layer 20 is performed in a process step ⁇ D for connecting the resistance layer 20 to the support member 10.
  • the application of electrodes 30a, 30b to the previously manufactured electrical component for applying a voltage to the resistive layer 20 of the device takes place.
  • FIGS. 2A, 2B, 3A and 3B illustrate various embodiments of the electrical component 1 which has been produced with the method sequence outlined in FIG.
  • the temperature-sensitive electrical Bauele ⁇ element 1 comprises the support element 10 as well, the resistance layer 20 made of a material having a temperature dependent resistor.
  • the resistive layer 20 is disposed on the surface of the support member 10 and O10 connected by ei ⁇ NEN sintering process to the support member 10th
  • the temperature-sensitive electrical component of FIGS. 2A to 3B further comprises the electrodes 30a and 30b. At least one of the electrodes 30a and 30b is disposed on the upper surface ⁇ O20 of the resistive layer 20 or on another surface of the support member U10 10th
  • the carrier element 10 is preferably made of a non-electrically conductive material.
  • the carrier layer 10 of the electrical component shown in FIGS. 2A to 3B therefore preferably has a material for the carrier element 10 which is not electrically conductive.
  • the carrier element 10 may preferably be made of a material in method step A. be provided, which has thermally highly conductive properties.
  • the support member 10 may be provided, for example, of a material having a thermal conductivity of at least 15 W / K.
  • the electrical component 1 shown in FIGS. 2A to 3B therefore preferably has a thermally highly conductive material, for example a material with a thermal conductivity of at least 15 W / K.
  • the carrier element 10 can ⁇ example, be provided which from a material selected from aluminum oxide or aluminum nitride ⁇ or combinations thereof.
  • the electrical component shown in FIGS. 2A to 3B can therefore comprise a material of aluminum oxide or aluminum nitride or of combinations thereof .
  • the support member 10 may have a thickness between 100 ym and 2 mm.
  • the material of the resistance layer 20 is provided, for example, as a material that is not sintered, before the resistance layer is applied to the carrier element 10.
  • the material of the resistance layer 20 may ⁇ as a calcined metal oxide which is not sintered, can be provided.
  • the resistance layer 20 may be provided in process step B from a Mate ⁇ material of nickel oxide, manganese oxide, copper oxide, zinc oxide or combinations thereof.
  • the resistive layer 20 may be, for example, a calcined metal oxide which is not is sintered.
  • the resistance ⁇ layer 20 of nickel oxide, manganese oxide, copper oxide, zinc oxide or combinations thereof.
  • the resistance layer 20 may have a layer thickness between 5 ym and 15 ym.
  • the material of the resistive layer 20 can first be provided in step B prior to the application of the resistive layer 20 as a screen-printable ceramic paste, which is not yet sintered and therefore does not yet have its end properties.
  • a structure of the resistance layer 20 can be printed on the carrier element 10 before the actual sintering of the resistance layer 20.
  • the structure of the resistive layer 20 may be printed by a screen printing method ⁇ on the support element 10, in particular, be ⁇ is sintered before the resistive layer and thereby bonded firmly to the support member.
  • the printable paste may be formed as a metal oxide ceramic powder mixture having an NTC characteristic.
  • the material of the resistance layer 20 at the time of printing does not yet have its end properties, which it assumes only after the sintering process.
  • the Stabili ⁇ ty of the temperature sensitive electrical component is therefore higher than when pastes were used, which have their Endeigenschaf ⁇ th already when applied to the carrier element 10, such as pastes containing a sintered ma- TERIAL.
  • the preparation of the ceramic screen printable paste makes it possible to print any structures on the material of the carrier element 10 and to connect these thermally and mechanically ⁇ me to the material of the carrier element 10th
  • the temperature-sensitive electrical component has a high mechanical stability.
  • the electrical component has a high thermal heat conductivity ⁇ speed and at the same time ensures electrical insulation between the material of the resistive layer 20 and a Un ⁇ background, to which the support member 10 is applied.
  • the electrodes 30a and 30b are applied, for applying a voltage to the resistive layer 20 on the Oberflä ⁇ che O20 of the resistive layer twentieth
  • the two electrodes 30a and 30b may, for example, be arranged on the upper side of the resistance layer 20.
  • the electrical component 1 a of the electrodes 30a is located on the surface of the Wi O20 ⁇ derstands harsh 20 and another electrode 30b on a surface of the support member U10 10th
  • the electrical de 30a for example, on top of the resistance layer may be applied ⁇ 20th
  • the electrode 30b may be arranged on the underside of the carrier element 10.
  • the electrode 30b may, for example, be connected to the resistance layer 20 via a through-connection 60 through the carrier element 10.
  • the electrodes 30a and 30b may be applied by means of screen printing or sputtering on the surface O20 of the resistive layer 20 or on the surface of the U10 Trä ⁇ gerelements 10th FIG.
  • FIG. 3A shows the embodiment of the temperature-sensitive electrical component 1 shown in FIG. 2A, with an adhesive layer 40 for adhering the electrical component 1 additionally being provided on the underside U10 of the carrier element 10 is arranged on a substrate.
  • the adhesive layer 40 may be, for example, a highly heat-conductive adhesive with which the underside U10 of the carrier element 10 is coated.
  • a user can, when using the temperature-sensitive electrical component 1 of the embodiment shown in Figure 3A, the carrier element 10 by means of the adhesive layer 40 attached to the underside of the support member 10 directly on the surface of a body whose temperature is to be measured stick.
  • a user may also provide the underside U10 of the carrier element 10 with an adhesive layer 40 itself.
  • Figure 3B shows an embodiment of temperaturempfindli ⁇ chen electrical component 1 according to the embodiment shown in Figure 2B embodiment, wherein the bottom U10 of the support member 10 is coated with a silver layer 50th
  • the silver layer 50 makes it possible to solder the carrier element 10 to a substrate in order to determine the temperature of the substrate.

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Abstract

Ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Bauelements sieht das Bereitstellen eines Trägerelements (10) sowie das Bereitstellen eines Materials, das einen temperaturabhängigen Widerstand aufweist, vor. Zum Erzeugen einer Widerstandschicht (20) wird das Material auf einer Oberfläche (O10) des Trägerelements (10) aufgebracht. Nachfolgend erfolgt das Sintern der Widerstandsschicht (20) zur Anbindung der Widerstandsschicht (20) an das Trägerelement (10).

Description

Beschreibung
Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Bauelements
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Bauelements, insbesondere zur Herstellung eines elektrischen Bauelements mit einer temperaturabhängigen Widerstandscharakteristik. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein elektrisches Bauelement, insbesondere ein elektrisches Bauelement mit einer temperaturabhängigen Widerstandscharakteristik.
Zur Messung von Temperaturen können elektrische Bauelemente mit einem temperaturabhängigen Widerstandsverhalten eingesetzt werden. Bei NTC-Bauelementen nimmt der elektrische Widerstand beispielsweise mit steigender Temperatur ab. Derar¬ tige elektrische Bauelemente weisen ein Material auf, dessen Widerstandswert von der Umgebungstemperatur abhängig ist. Das temperaturempfindliche Widerstandsmaterial ist üblicherweise in einem Gehäuse des Bauteils, beispielsweise einem SMD- Gehäuse, angeordnet. Zum Messen einer Temperatur eines Körpers werden die Bauelemente üblicherweise mit ihrem Gehäuse auf der Oberfläche des Körpers angeordnet.
Der Nachteil einer derartigen Anordnung besteht darin, dass die thermische Ankopplung des Materials mit der temperaturab¬ hängigen Widerstandscharakteristik an den Körper, dessen Temperatur ermittelt werden soll, aufgrund des umgebenden Gehäu¬ ses des Bauelements nicht optimal ist. Beispielsweise ist zwischen dem temperaturempfindlichen Material und dem Gehäuse des Bauelements ein Luftspalt vorhanden, durch den die Wärme¬ übertragung von der Oberfläche des Körpers auf das tempera- turempfindliche Material beeinflusst und die Temperaturmes¬ sung letztendlich verfälscht wird.
Ein Anliegen der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Bauelements anzugeben, bei dem die Ankopplung eines in Bezug auf seinen Widerstand tem¬ peraturempfindlichen Materials an eine Oberfläche eines Kör¬ pers, dessen Temperatur ermittelt werden soll, verbessert ist. Es soll des Weiteren ein elektrisches Bauelement angege- ben werden, bei dem die Ankopplung des in Bezug auf seinen
Widerstand temperaturempfindlichen Materials an die Oberflä¬ che eines Körpers, dessen Temperatur bestimmt werden soll, verbessert ist. Eine Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung eines derartigen elektrischen Bauelements ist im Patentanspruch 1 angegeben. Das Verfahren sieht das Bereitstellen eines Trägerelements und das Bereitstellen eines Materials, das einen temperaturabhängigen Widerstand aufweist, vor. Das Material wird auf einer Oberfläche des Trägerelements zum Erzeugen ei¬ ner Widerstandschicht aufgebracht. Zur Anbindung der Wider¬ standsschicht an das Trägerelement wird die Widerstands¬ schicht nachfolgend gesintert. Wenn die Oberflächentemperatur eines Körpers, beispielsweise die Oberflächentemperatur eines Behälters, gemessen werden soll, ist es erforderlich, dass zwischen dem Körper und der temperaturabhängigen Widerstandsschicht des Bauelements eine elektrische Isolation vorliegt. Des Weiteren soll zwischen der Oberfläche des Körpers, dessen Temperatur gemessen werden soll, und dem temperaturempfindlichen Material der Widerstandsschicht eine gute thermische Wärmleitfähigkeit vorhan¬ den sein. Vorzugsweise wird daher für das Trägerelement ein nichtelektrisch leitfähiges Material verwendet. Für die Wi¬ derstandsschicht kann eine elektrisch leitfähige Keramik, beispielsweise im Falle eines NTC-Bauelements ein NTC- Thermistormaterial , verwendet werden.
Durch Kombination eines nichtelektrisch leitfähigen Trägermaterials mit einer elektrisch leitfähigen Keramik wird mit dem angegebenen Verfahren ein neues Herstellungsverfahren für temperaturempfindliche elektrische Bauelemente bereitge- stellt, mit dem sich Bauelemente fertigen lassen, dessen Widerstandsschicht über das Trägerelement gut an einen Unter¬ grund angekoppelt werden kann.
Für die Widerstandsschicht wird vorzugsweise ein nichtgesin- tertes Material verwendet. Es kann beispielsweise ein kalzi¬ niertes Metalloxidpulver verwendet werden. Aus diesem Ausgangsmaterial wird eine siebdruckfähige Keramikpaste herge¬ stellt. Die Paste kann auf das Trägerelement in Form von be¬ liebigen Strukturen aufgebracht werden. Die Strukturen können beispielsweise auf das Material des Trägerelements gedruckt werden. Zum Zeitpunkt der Bedruckung besitzt das temperaturempfindliche Material der Widerstandsschicht noch nicht seine Endeigenschaften. Die Endeigenschaften nimmt das Material erst nach dem Sinterprozess an.
Die Stabilität einer derartigen Anordnung aus einem nichtgesinterten Material, das einen temperaturabhängigen Widerstand aufweist, und einem Trägerelement, an das das Material erst nach dem Aufdrucken der Paste durch einen Sinterprozess fest angebunden ist, weist eine deutlich höhere Stabilität auf, als wenn Pasten, insbesondere gesinterte Pasten, verwendet würden, die bereits beim Aufbringen auf das Trägerelement ih¬ re Endeigenschaften besitzen. Durch das Aufdrucken des Mate- rials mit dem temperaturabhängigen Widerstand auf das Trä¬ gerelement können komplexe Widerstandsstrukturen realisiert werden. Des Weiteren bietet das Verfahren den Vorteil der Miniaturisierung .
Mittels des angegebenen Herstellungsverfahrens lässt sich so¬ mit ein Temperatursensorelement realisieren, dessen sensitive Keramikschicht über einen Sinterprozess an das elektrisch nicht leitfähige, jedoch thermisch hochleitfähige Material des Trägerelements fest angebunden wird. Damit können Tempe¬ raturmessapplikationen bedient werden, bei denen die Ankopp- lung eines Temperatursensorelements über flächige Oberflächen erfolgt, wobei eine maximale thermische Ankopplung erfolgt und die thermische Masse minimiert werden kann.
Eine Ausführungsform eines derartigen elektrischen Bauelements ist im Patentanspruch 11 angegeben. Das elektrische Bauelement umfasst ein Trägerelement und eine Widerstands¬ schicht aus einem Material, das einen temperaturabhängigen Widerstand aufweist. Die Widerstandsschicht ist auf einer
Oberfläche des Trägerelements angeordnet und durch einen Sin¬ terprozess an das Trägerelement angebunden.
Weitere Ausführungsformen des Verfahrens zur Herstellung des elektrischen Bauelements sowie des elektrischen Bauelements sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Figuren, die Ausführungsbeispiele des Verfahrens zur Herstellung des elektri- sehen Bauelements sowie Ausführungsformen des elektrischen Bauelements zeigen, näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 eine Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstel- lung eines temperaturempfindlichen elektrischen Bauelements ,
Figur 2A eine Ausführungsform eines temperaturempfindlichen elektrischen Bauelements,
Figur 2B eine weitere Ausführungsform eines temperaturempfindlichen elektrischen Bauelements,
Figur 3A eine weitere Ausführungsform eines temperaturempfindlichen elektrischen Bauelements,
Figur 3B eine weitere Ausführungsform eines temperaturempfindlichen elektrischen Bauelements.
Figur 1 zeigt eine Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung eines temperaturempfindlichen elektrischen Bauelements 1. Verschiedene Ausführungsformen des elektrischen Bauelements 1 sind in den nachfolgenden Figuren 2A, 2B, 3A und 3B gezeigt. Das Verfahren wird im Folgenden anhand von Figur 1 erläutert, wobei dabei auch auf die in den Figuren 2A bis 3B gezeigten Ausführungsformen des Verfahrens Bezug genommen wird .
In einem Verfahrensschritt A wird zunächst ein Trägerelement 10 bereitgestellt. In einem Verfahrensschritt B wird des wei¬ teren ein Material, das einen temperaturabhängigen Widerstand aufweist, bereitgestellt. In einem Verfahrensschritt C wird das Material auf einer Oberfläche O10 des Trägerelements 10 zum Erzeugen einer Widerstandsschicht 20 auf dem Trägerele¬ ment aufgebracht. Nachfolgend erfolgt in einem Verfahrens¬ schritt D das Sintern der Widerstandsschicht 20 zur Anbindung der Widerstandsschicht 20 an das Trägerelement 10. In einem Verfahrensschritt E erfolgt das Aufbringen von Elektroden 30a, 30b an das bis dahin gefertigte elektrische Bauelement zum Anlegen einer Spannung an die Widerstandsschicht 20 des Bauelements. Mindestens eine der Elektroden 30a und 30b kann auf einer Oberfläche O20 der Widerstandsschicht 20 oder auf einer weiteren Oberfläche U10 des Trägerelements 10 angeord¬ net werden. In den Figuren 2A, 2B, 3A und 3B sind verschiedene Ausführungsformen des elektrischen Bauelements 1, das mit dem in Figur 1 skizzierten Verfahrensablauf hergestellt worden ist, dargestellt. Das temperaturempfindliche elektrische Bauele¬ ment 1 umfasst das Trägerelement 10 sowie die Widerstands- schicht 20 aus einem Material, das einen temperaturabhängigen Widerstand aufweist. Die Widerstandsschicht 20 ist auf der Oberfläche O10 des Trägerelements 10 angeordnet und durch ei¬ nen Sinterprozess an das Trägerelement 10 angebunden. Zum Anlegen einer Spannung an die Widerstandsschicht 20 umfasst das temperaturempfindliche elektrische Bauelement der Figuren 2A bis 3B des weiteren die Elektroden 30a und 30b. Mindestens eine der Elektroden 30a und 30b ist auf der Ober¬ fläche O20 der Widerstandsschicht 20 oder auf einer weiteren Oberfläche U10 des Trägerelements 10 angeordnet.
Im Verfahrensschritt A wird das Trägerelement 10 vorzugsweise aus einem nicht elektrisch leitfähigen Material bereitgestellt. Die Trägerschicht 10 des in den Figuren 2A bis 3B ge- zeigten elektrischen Bauelements weist daher vorzugsweise für das Trägerelement 10 ein Material auf, das nicht elektrisch leitfähig ist. Des Weiteren kann das Trägerelement 10 im Verfahrensschritt A vorzugsweise aus einem Material bereitge- stellt werden, das thermisch hochleitfähige Eigenschaften aufweist. Das Trägerelement 10 kann beispielsweise aus einem Material bereitgestellt werden, das eine Wärmeleitfähigkeit von mindestens 15 W/K aufweist. Das in den Figuren 2A bis 3B gezeigte elektrische Bauelement 1 weist daher vorzugsweise ein thermisch hochleitfähiges Material, beispielsweise ein Material mit einer Wärmeleitfähigkeit von mindestens 15 W/K auf . Im Verfahrensschritt A kann das Trägerelement 10 beispiels¬ weise aus einem Material aus Aluminiumoxid oder Aluminium¬ nitrid oder Kombinationen davon bereitgestellt werden. Entsprechend dem Verfahrensschritt A kann das in den Figuren 2A bis 3B gezeigte elektrische Bauelement daher ein Material aus Aluminiumoxid oder Aluminiumnitrid oder aus Kombinationen da¬ von aufweisen. Das Trägerelement 10 kann eine Dicke zwischen 100 ym und 2 mm aufweisen.
Im Verfahrensschritt B wird das Material der Widerstands- schicht 20 vor dem Aufbringen der Widerstandsschicht auf dem Trägerelement 10 beispielsweise als ein Material, das nicht gesintert ist, bereitgestellt. Das Material der Widerstands¬ schicht 20 kann als ein kalziniertes Metalloxid, das nicht gesintert ist, bereitgestellt werden. Insbesondere kann die Widerstandsschicht 20 im Verfahrensschritt B aus einem Mate¬ rial aus Nickeloxid, Manganoxid, Kupferoxid, Zinkoxid oder aus Kombinationen davon bereitgestellt werden.
Entsprechend dem Verfahrensschritt B weist das in den Figuren 2A bis 3B gezeigte temperaturempfindliche elektrische Bauele¬ ment 1 als Material für die Widerstandsschicht 20 vorzugswei¬ se ein nicht gesintertes Material auf. Die Widerstandsschicht 20 kann beispielsweise ein kalziniertes Metalloxid, das nicht gesintert ist, enthalten. Insbesondere kann die Widerstands¬ schicht 20 Nickeloxid, Manganoxid, Kupferoxid, Zinkoxid oder Kombinationen davon enthalten. Die Widerstandsschicht 20 kann eine Schichtstärke zwischen 5 ym und 15 ym aufweisen.
Gemäß einer möglichen Ausführungsform des Verfahrens kann zunächst im Verfahrensschritt B vor dem Aufbringen der Widerstandsschicht 20 auf das Trägerelement 10 das Material der Widerstandschicht 20 als eine siebdruckfähige Keramikpaste bereitgestellt werden, die noch nicht gesintert ist und daher noch nicht ihre Endeigenschaften aufweist. Im nachfolgenden Verfahrensschritt C kann vor dem eigentlichen Sintern der Widerstandsschicht 20 eine Struktur der Widerstandsschicht 20 auf das Trägerelement 10 gedruckt werden. Die Struktur der Widerstandsschicht 20 kann insbesondere mittels eines Sieb¬ druckverfahrens auf das Trägerelement 10 gedruckt werden, be¬ vor die Widerstandsschicht gesintert wird und dadurch fest an das Trägerelement angebunden wird. Die druckfähige Paste kann als eine Metalloxid-Keramik- Pulvermischung mit einer NTC-Charakteristik ausgebildet sein. Da die Paste beim Aufbringen auf das Trägerelement noch nicht gesintert ist, besitzt das Material der Widerstandsschicht 20 zum Zeitpunkt der Bedruckung noch nicht seine Endeigenschaf- ten, die es erst nach dem Sinterprozess annimmt. Die Stabili¬ tät des temperaturempfindlichen elektrischen Bauelements ist daher höher als wenn Pasten verwendet würden, die bereits beim Aufbringen auf das Trägerelement 10 ihre Endeigenschaf¬ ten besitzen, beispielsweise Pasten, die ein gesintertes Ma- terial enthalten. Die Herstellung der siebdruckfähigen Keramikpaste ermöglicht es, beliebige Strukturen auf das Material des Trägerelements 10 zu drucken und diese thermisch und me¬ chanisch an das Material des Trägerelements 10 anzubinden. Durch die Verwendung des Trägerelements als Substrat, auf das die temperaturabhängige Widerstandsschicht aufgebracht wird, weist das temperaturempfindliche elektrische Bauelement eine hohe mechanische Stabilität auf. Des Weiteren besitzt das elektrische Bauelement eine hohe thermische Wärmeleitfähig¬ keit und gewährleistet zugleich eine elektrische Isolation zwischen dem Material der Widerstandsschicht 20 und einem Un¬ tergrund, auf den das Trägerelement 10 aufgebracht wird. Bei der in Figur 2A gezeigten Ausführungsform des elektrischen Bauelements sind die Elektroden 30a und 30b zum Anlegen einer Spannung an die Widerstandsschicht 20 auf der Oberflä¬ che O20 der Widerstandsschicht 20 aufgebracht. Die beiden Elektroden 30a und 30b können beispielsweise auf der Obersei- te der Widerstandsschicht 20 angeordnet sein. Bei der in Fi¬ gur 2B gezeigten Ausführungsform des elektrischen Bauelements 1 ist eine der Elektroden 30a auf der Oberfläche O20 der Wi¬ derstandsschicht 20 und eine weitere Elektrode 30b auf einer Oberfläche U10 des Trägerelements 10 angeordnet. Die Elektro- de 30a kann beispielsweise auf der Oberseite der Widerstands¬ schicht 20 aufgebracht sein. Die Elektrode 30b kann auf der Unterseite des Trägerelements 10 angeordnet sein. Die Elekt¬ rode 30b kann beispielsweise über eine Durchkontaktierung 60 durch das Trägerelement 10 mit der Widerstandsschicht 20 ver- bunden sein. Die Elektroden 30a und 30b können mittels eines Siebdruck- oder Sputterverfahrens auf die Oberfläche O20 der Widerstandsschicht 20 oder auf die Oberfläche U10 des Trä¬ gerelements 10 aufgebracht sein. Figur 3A zeigt die in Figur 2A gezeigte Ausführungsform des temperaturempfindlichen elektrischen Bauelements 1, wobei zusätzlich auf der Unterseite U10 des Trägerelements 10 eine Klebeschicht 40 zum Aufkleben des elektrischen Bauelements 1 auf einen Untergrund angeordnet ist. Die Klebeschicht 40 kann beispielsweise ein hochwärmeleitfähiger Kleber sein, mit dem die Unterseite U10 des Trägerelements 10 beschichtet ist. Ein Anwender kann bei Verwendung des temperaturempfindlichen elektrischen Bauelements 1 der in Figur 3A gezeigten Ausführungsform das Trägerelement 10 mittels der unterseitig an dem Trägerelement 10 angebrachten Klebeschicht 40 direkt auf die Oberfläche eines Körpers, dessen Temperatur zu messen ist, aufkleben. Alternativ dazu kann ein Anwender die Unterseite U10 des Trägerelements 10 auch selbst mit einer Klebeschicht 40 versehen.
Figur 3B zeigt eine Ausführungsform des temperaturempfindli¬ chen elektrischen Bauelements 1 entsprechend der in Figur 2B gezeigten Ausgestaltungsform, wobei die Unterseite U10 des Trägerelements 10 mit einer Silberschicht 50 beschichtet ist. Die Silberschicht 50 ermöglicht es, das Trägerelement 10 auf einen Untergrund aufzulöten, um die Temperatur des Untergrundes zu ermitteln.
Bezugs zeichenliste
1 elektrisches Bauelement
10 Trägerelement
20 Widerstandsschicht 30a, 30b Elektroden
40 Klebeschicht
50 Silberschicht
60 Durchkontaktierung

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Bauelements, umfassend :
- Bereitstellen eines Trägerelements (10),
- Bereitstellen eines Materials, das einen temperaturabhängigen Widerstand aufweist,
- Aufbringen des Materials auf einer Oberfläche (O10) des Trägerelements (10) zum Erzeugen einer Widerstandschicht (20) auf dem Trägerelement (10),
- nachfolgend Sintern der Widerstandsschicht (20) zur Anbin- dung der Widerstandsschicht (20) an das Trägerelement (10) .
2. Verfahren nach Anspruch 1, umfassend:
Aufbringen von Elektroden (30a, 30b) zum Anlegen einer Spannung an die Widerstandsschicht (20), wobei mindestens eine der Elektroden (30a, 30b) auf einer Oberfläche (O20) der Wi¬ derstandsschicht (20) oder auf einer weiteren Oberfläche (U10) des Trägerelements (10) angeordnet wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, umfassend: Bereitstellen des Trägerelements (10) aus einem nicht
elektrisch leitfähigen Material, das eine Wärmeleitfähigkeit von mindestens 15 W/K aufweist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, umfassend: Bereitstellen des Trägerelements (10) aus einem Material aus Aluminiumoxid oder Aluminiumnitrid oder Kombinationen davon.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, umfassend:
Bereitstellen des Materials der Widerstandsschicht (20) vor dem Aufbringen der Widerstandsschicht auf dem Trägerelement (10) als ein kalziniertes Metalloxid, das nicht gesintert ist .
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
Bereitstellen der Widerstandsschicht (20) aus einem Material aus Nickeloxid, Manganoxid, Kupferoxid, Zinkoxid oder aus Kombinationen davon.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, umfassend: - Bereitstellen des Materials der Widerstandschicht (20) als eine siebdruckfähige Keramikpaste vor dem Aufbringen der Wi¬ derstandsschicht (20) auf das Trägerelement (10),
- Drucken einer Struktur der Widerstandsschicht (20) auf das Trägerelement (10) vor dem Sintern der Widerstandsschicht (20) mittels eines Siebdruckverfahrens.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, umfassend: Aufbringen der Elektroden (30a, 30b) mittels eines Siebdruckoder Sputterverfahrens auf die Oberfläche (O20) der Wider- standschicht (20) oder auf die weitere Oberfläche (U10) des Trägerelements (10) .
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, umfassend:
- Aufbringen der Widerstandsschicht (20) auf eine Oberseite (O10) des Trägerelements (10),
- Aufbringen einer Klebeschicht (40) auf eine Unterseite (U10) des Trägerelements (10) zum Aufkleben des elektrischen Bauelements (1) auf einen Untergrund.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, umfassend:
- Aufbringen der Widerstandsschicht (20) auf eine Oberseite (O10) des Trägerelements (10), - Aufbringen einer Silberschicht (50) auf eine Unterseite (U10) des Trägerelements (10) zum Löten des elektrischen Bau¬ elements (1) auf einen Untergrund.
11. Elektrisches Bauelement, umfassend:
- ein Trägerelement (10),
- eine Widerstandsschicht (20) aus einem Material, das einen temperaturabhängigen Widerstand aufweist,
- wobei die Widerstandsschicht (20) auf einer Oberfläche (O10) des Trägerelements (10) angeordnet ist und durch einen Sinterprozess an das Trägerelement (10) angebunden ist.
12. Elektrisches Bauelement nach Anspruch 1, umfassend:
- Elektroden (30a, 30b) zum Anlegen einer Spannung an die Widerstandsschicht (20),
- wobei mindestens eine der Elektroden (30a, 30b) auf einer Oberfläche (O20) der Widerstandsschicht (20) oder auf einer weiteren Oberfläche (U10) des Trägerelements (10) angeordnet ist .
13. Elektrisches Bauelement nach einem der Ansprüche 11 oder 12,
wobei das Material des Trägerelements (10) nicht elektrisch leitfähig ist und eine Wärmeleitfähigkeit von mindestens 15 W/K aufweist.
14. Elektrisches Bauelement nach einem der Ansprüche 11 bis 13,
- wobei das Trägerelement (10) eine Dicke zwischen 100 ym und 2 mm aufweist,
- wobei die Widerstandsschicht (20) eine Schichtstärke zwi¬ schen 5 ym und 15 ym aufweist.
15. Elektrisches Bauelement nach einem der Ansprüche 11 bis 14,
- wobei das Trägerelement (10) ein Material aus Aluminiumoxid oder Aluminiumnitrid oder Kombinationen davon enthält,
- wobei die Widerstandsschicht (20) ein kalziniertes Me¬ talloxid enthält.
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