EP3433911A1 - Verfahren zur herstellung eines ableiters und ableiter - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines ableiters und ableiter

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EP3433911A1
EP3433911A1 EP17706971.3A EP17706971A EP3433911A1 EP 3433911 A1 EP3433911 A1 EP 3433911A1 EP 17706971 A EP17706971 A EP 17706971A EP 3433911 A1 EP3433911 A1 EP 3433911A1
Authority
EP
European Patent Office
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layer
layers
abieiter
individual components
cavity
Prior art date
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Application number
EP17706971.3A
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English (en)
French (fr)
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EP3433911B9 (de
EP3433911B1 (de
Inventor
Bernhard Doellgast
Georg Kuegerl
Markus Puff
Robert Hoffmann
Frank Werner
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TDK Electronics AG
Original Assignee
TDK Electronics AG
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Publication date
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Publication of EP3433911A1 publication Critical patent/EP3433911A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3433911B1 publication Critical patent/EP3433911B1/de
Publication of EP3433911B9 publication Critical patent/EP3433911B9/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T4/00—Overvoltage arresters using spark gaps
    • H01T4/10—Overvoltage arresters using spark gaps having a single gap or a plurality of gaps in parallel
    • H01T4/12—Overvoltage arresters using spark gaps having a single gap or a plurality of gaps in parallel hermetically sealed
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T4/00—Overvoltage arresters using spark gaps
    • H01T4/02—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T1/00—Details of spark gaps
    • H01T1/24—Selection of materials for electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T21/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture or maintenance of spark gaps or sparking plugs

Definitions

  • a method for producing a Abieiters and Abieiter The present invention relates to a method for the manufacture of a lung ⁇ Abieiters for protection against overvoltages.
  • it is a multi-layer Abieiter.
  • a Abieiter is specified.
  • Conventional Gasabieiter usually consist of a perforated ceramic body (iA a ring of alumina), at the openings of two metal caps are attached.
  • the metal caps are usually copper caps, wel ⁇ che are connected by means of braze joints to the ceramic. Ceramic body, hard solder and metal caps are sealed, so that the Vorherr ⁇ Schende during the brazing atmosphere is hermetically sealed inside the Gasabieiters.
  • an electrical voltage is applied to the two metal caps, an electrical flashover within the gas exhaust occurs when an ignition voltage that is typical for the component configuration and gas composition is exceeded. In this way, electrical loads can be protected against overvoltages.
  • the structure is complex and therefore only partially accessible to automated production and in particular to miniaturization.
  • the ceramic base body in individual construction, for example by means of pressing and sintering.
  • a suitable for brazing metallization Apply layer for example by screen printing and burn-in.
  • the metallized base body, and brazing Metallkap ⁇ pen must then be geometrically exactly assembled and subjected to a further temperature step of soldering.
  • a problem to be solved is to provide an improved Ver ⁇ drive for producing a Abieiters indicated. Furthermore, an improved Abieiter should be specified. This object is achieved by a method and a device according to the independent claims.
  • a method of making a Abieiter produces a multilayer gas exhaust manifold.
  • the process produces a large number of Abieites (multiple arrangement).
  • the method comprises the following steps: providing at least three green sheets. Preferably, exactly three layers are provided. Each layer may have one or more green sheets. For example, one layer has 10, 20 or more green sheets. A green sheet may have a thickness of, for example, 40 ym. But also other numbers and thicknesses of green films are - depending on the desired nature of the Abieiter - imaginable.
  • the hole is, for example, bringing a ⁇ by means of lasers or punching.
  • the hole completely penetrates the first layer. It can also be more than a hole in the first layer ⁇ introduced .
  • the first layer has a Variety of holes on.
  • the number of holes preferably corresponds to the number of individual components which are generated at the end of the production process by a separating step .
  • the electrically conductive material may at ⁇ game as copper (Cu), tungsten (W), or nickel (Ni) aufwei- sen.
  • the electrically conductive material is applied in a predetermined pattern on an outer surface of the second layer and the third layer. The application of the electrically conductive material to the second layer and the third layer takes place for example by means of screen printing.
  • the first layer is arranged between the second layer and the third layer.
  • the second layer and the third layer with the printed outer surface are laminated inwardly to the first layer to the stack.
  • the layers are exposed to moderate temperature and pressure.
  • the lamination takes place in particular in the green (unsintered) state by the application of pressure and temperature depending on the organics at about 50 ° to 100 ° C.
  • the printing pattern for the electrically conductive material is chosen so that in the laminated stack, the hole in the first layer is at least partially covered on both sides with the electrically conductive material.
  • the laminating of the layers and the compacting of the individual components takes place in a single temperature process by co-firing. Internal electrodes and gas discharge region are consequently produced in a common production step. This provides a simple and inexpensive process. Furthermore, the method makes it possible to produce a large number of individual components of small size at the same time. Thus, a particularly inexpensive and efficient method is provided.
  • the metal paste comprises copper or nickel.
  • the metal paste is baked to form at least one outer electrode.
  • the outer electrode is formed for example in the form of a metal cap.
  • the internal electrodes can be reliably contacted in a simple manner.
  • the type and geometry of the outer metallization are preferably chosen such that a surface-mountable component is produced. This process step also takes place - together with the laminating of the layers and the compacting of the individual components - in a single temperature process by co-firing. This provides a simple and efficient process.
  • the layers on a ke ⁇ ramisches material have the same ramikzusammen applicant on.
  • the ceramic is characterized by a low dielectric constant and good sintering own ⁇ properties.
  • the layers may, for example, comprise Al 2 O 3 .
  • the layers S1O may have 2 as a sintering aid. But any other ceramic that can be sintered together with the electrode is conceivable.
  • the layers comprise glass.
  • the layers can predominantly consist of glass or, in addition to glass, also have a ceramic component.
  • the compaction of the individual components takes place via a glass transition.
  • the stack is exposed to a lower temperature than during sintering.
  • electrode materials with a lower melting temperature can be used.
  • a glass as a sintering aid reduces in particular the sintering temperature and causes a more complete compaction.
  • Important in the choice of glass is that the shape of the Schich ⁇ th is maintained during sintering.
  • the electrically leitfähi ⁇ ge material projects after the separation on at least one side edge of the respective single component. In this way, the individual component can be connected to an external contact.
  • an activation material may be provided in the first layer.
  • the activation ⁇ material is at least partially disposed in the hole.
  • the activation material may be incorporated into the first layer prior to providing the hole.
  • ⁇ to the activating material can be at the hole confining walls of the first layer provided after provision of the hole.
  • the activating material preferably comprises graphite.
  • the activation mate ⁇ rial is intended to facilitate the ignition of the gas and to guide the sparks.
  • a particularly effective arrester can be provided by the method.
  • an arrester for protection against overvoltages is specified.
  • the arrester is in particular a Gasabieiter in multilayer construction.
  • the Ab ⁇ conductor is prepared by the method described above. All features described in connection with the procedure also apply to the arrester and vice versa.
  • the arrester has a plurality of layers arranged one above the other, in particular three layers.
  • the layers can have several individual layers.
  • the arrester has at least one cavity.
  • the cavity leads through at least one layer, in particular the cavity penetrates the cavity
  • the layers have a cover layer and a base layer. Between the cover layer and the Base layer is formed a main layer having the cavity. Cover layer and base layer limit the cavity down and up. At least one inner electrode is arranged on the cover layer and the base layer. The internal electrodes adjoin the cavity. The cavity is fully ⁇ constantly surrounded by the cover layer and the base layer or closed.
  • a small miniaturized component for Availability checked ⁇ supply can be provided.
  • the electrodes can be freely arranged. This allows the adaptation of the device to a wide variety of installation situations.
  • the layers on a ke ⁇ ramisches material may comprise glass. These materials are characterized by a low dielectric constant and can also be exposed to high temperatures, for example during a sintering step.
  • the inner electrodes are formed sur fa ⁇ chig.
  • the internal electrodes are formed in the form of a strip on the respective layer.
  • the internal electrodes completely cover the cavity up and down.
  • FIG. 1 shows a sectional view of a Abieiters according to a first embodiment
  • FIG. 2 shows a plan view of the arrester according to FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a sectional view of a Abieiters according to a second embodiment
  • FIG. 4 shows a plan view of the arrester according to FIG. 3,
  • FIG. 6 shows a method step in the production of a
  • Figures 1 and 2 show an arrester 1 for protection against overvoltage according to a first embodiment.
  • the arrester 1 is in particular a multi-layer gas exhaust tap.
  • the arrester 1 has a base body 30.
  • the main body 30 has a multilayer structure.
  • the main body 30 has a first layer 10 or main layer 10.
  • the Grundkör ⁇ per 30 has a second layer 11 or base layer 11.
  • the main body 30 has a third layer 12 or cover layer 12.
  • the layers 10, 11, 12 can each be made of one or more films arranged one above the other, in particular green films.
  • one or more of the layers 10, 11, 12 are each formed from a plurality of foils, for example each of 20 foils.
  • the layers 10, 11, 12 are in this case formed in each case as foil packets from ⁇ .
  • the layers 10, 11, 12 can also each be formed from only one film. The number of films used depends on the thickness of the films and the required properties of Abieiters 1 from.
  • the layers 10, 11, 12 are arranged one above the other, wherein the main layer 10 Zvi ⁇ rule of the base layer 11 and the covering layer 12 is disposed.
  • the layers 10, 11, 12 preferably have the same Ma ⁇ terialzusammen attitude.
  • the layers 10, 11, 12 have a material which densifies well at high temperatures.
  • the layers 10, 11, 12 have a ceramic.
  • the ceramic is characterized by a low dielectric constant and good sintering properties.
  • the layers 10, 11, 12 may also comprise glass.
  • the main layer 10 has a hole or a cavity 4.
  • the cavity 4 penetrates the main layer 10 completeness ⁇ dig.
  • the cavity 4 is preferably completely closed to the outside. In particular, the cavity 4 through the Base layer 11 and the cover layer 12 limited up and down.
  • the shape of the cavity 4 is preferably translation-invariant with respect to the stacking direction of the layers 10, 11, 12.
  • the cavity 4 has the shape of a straight cylinder.
  • the side walls bounding the cavity 4 run perpendicular to a base surface, in particular perpendicular to a bottom surface or top surface defining the cavity 4.
  • the cavity 4 has in particular a
  • the height of the cavity 4 corresponds in particular to the thickness of the main layer 10.
  • the cavity 4 is filled with a gas.
  • the type of gas depends on an atmosphere during the production of the arrester 1, in particular on a sintering atmosphere during the sintering of the layers 10, 11, 12.
  • sintered in the absence of oxygen for example, the atmosphere, a re ⁇ can also be halides added.
  • the gas contains nitrogen.
  • Main layer 10, which delimit the cavity 4 can furthermore be an activation material 5, for example graphite, angeord ⁇ net.
  • an activation material 5 for example graphite, angeord ⁇ net.
  • the activation ⁇ material 5 thus serves as a starting aid.
  • the activation material 5, as a narrow strip, can only be sections of the
  • the Abieiter 1 further comprises internal electrodes 3.
  • the inner electrodes 3 are respectively arranged on the cover layer 12 and the base layer 11.
  • the cover layer 12 and the base layer 11 represent electrode-carrying layers.
  • the internal electrodes 3 comprise copper, tungsten and / or nickel.
  • the internal electrodes 3 extend parallel to the layers 10, 11, 12. In this embodiment, 3 shake ienselekt ⁇ roden mutually up to one side edge 7 of the Grundkör ⁇ pers 30. This means that an internal electrode 3 (at a first side edge 7 of the right side edge in FIG. 1), while the relevant inner electrode 3 does not reach the opposite second side edge 7 of the main body 30. A further inner electrode 3 extends to the second side edge 7 (left side edge in Figure 1), but not up to the opposite first side edge 7.
  • internal electrodes 3 are conceivable that are not led to the side edge 7, but as a guide electrodes for serve the rollover (not explicitly shown).
  • the inner electrodes 3 define the cavity 4 up or down.
  • the inner electrodes 3 may be formed flat, so that they completely cover the cavity 4 from above and / or below.
  • the respective ⁇ In nenelektrode 3, the layer 11, 12 on which it is arranged at least in the region of the cavity 4 is completely Bede ⁇ CKEN.
  • at least one of the inner electrodes 3 may be formed only as a narrow line and protrude at an upper side and / or on an underside of the cavity 4 in the cavity 4.
  • external electrodes 6, for example in the form of metal caps are arranged on the front sides of the main body 30.
  • the Au ⁇ Hzelektroden 6 copper.
  • the outer electrodes 6 are arranged in this embodiment at the opposite end sides of the base body 30. Preferably, the outer electrodes 6 are attached to the base body 30 by means of brazing.
  • the inner electrodes 3 are mutually connected to the outer electrodes 6 for contacting the Abieiters. 1
  • the Abieiter 1 is an SMD device, i. as a surface mountable component formed.
  • the Abieiter 1 is formed, for example, for mounting on a printed circuit board.
  • FIGS 3 and 4 show a Abieiter 1 for protection against overvoltages according to a second embodiment. In the following, only the differences between the two exemplary embodiments are shown.
  • each inner electrode 3 extends to the two side edges 7 of the main body 30.
  • the outer electrodes 6 are not arranged on the end faces of the base body 30 for
  • the external electrodes 5 are on the opposite longitudinal sides or main surfaces of the base body 30 is formed.
  • the external electrodes 6 in the form of metal caps are applied from above and below to the base body 30th In this case, the outer electrodes 6 partially extend to the end faces of the main body 30 for connection of the inner electrodes 3.
  • Figures 5 and 6 show process steps in the Her ⁇ position of an arrester.
  • the method is a Abieiter 1 according to Figures 1 to 4 prepared.
  • three green sheets 10, 11, 12 are provided.
  • the layers 10, 11, 12 have the same material.
  • At least one film is provided for each of the green sheets 10, 11, 12. It is preferably Grünfo ⁇ lien, for example, ceramic green sheets.
  • the films have a ceramic powder.
  • the sintering temperature is below the melting temperature of the electrode materials used (insbesonde- re copper, tungsten and / or nickel), and which have sufficient mechanical and electrical Sta ⁇ stability after sintering.
  • glass-filled films are also suitable.
  • multiple films for each layer 10, 11, 12 are ⁇ be riding provided. From a plurality of first sheets of the first layer 10 or main layer 10 of the arrester 1 is formed preference ⁇ example. From several second films is preferably the second layer 11 or base layer 11 of Abieiters 1 gebil ⁇ det. From a plurality of third films, preferably the third layer 12 or cover layer 12 of the Abieiters 1 is formed.
  • the number of films used depends on the thickness of the foils and on the required properties of the Abieiter 1.
  • the main layer 10 may have up to 20 sheets or more, for example, each having a thickness of 40 ym.
  • at least one hole 4 is introduced into the first layer 10, for example by laser or punching.
  • the hole 4 is intended to form the later gas interior.
  • the hole 4 penetrates the first layer 10 and in particular ⁇ sondere the plurality of sheets of the first layer 10 completely.
  • an activation material 5 can be introduced into the hole 4.
  • a graphite paste to the side walls of the first layer 10, which limit the hole 4, introduced.
  • the activation material 5 can also be introduced during the construction of the first layer 10 before the hole 4 is produced.
  • the activation material 5 in this case can be between individual films of the first
  • Layer 10 are introduced.
  • an electrically conductive material 13 in particular a Me ⁇ tallpaste, for the formation of Internal electrodes 3 applied.
  • the material 13 is placed on an outer surface IIa, 12a of the respective Weil layer 11, 12 applied.
  • the material 13 is preferably applied to the second and third layer 11, positioned ⁇ prints 12, eg by screen printing.
  • the electrically conductive Ma ⁇ TERIAL 13 may have, for example, copper, tungsten or nickel.
  • the printing is done in the form of certain patterns.
  • electrically conductive material 13 may be applied, for example, as a continuous strip.
  • the printing patterns are chosen so that the metal areas after a later separation of the stack at least partially protrude to the side edge 7 and are thus accessible to an electrical contact from the outside. Furthermore, the printing patterns are selected such that the at least one hole 4 in the first layer 10 is covered on both sides, ie from above and below, with the electrically conductive material 13.
  • the second layer 11 and the third layer 12 with the printed outer surface IIa, 12a are laminated inwardly onto the first layer 10 to form a stack 20 (see FIG. 6).
  • Lamination takes place in the green state of the layers under pressure and moderate temperature.
  • the lamination is carried out at a temperature of 80 ° C to 100 ° C.
  • the ceramic green piles 20 are separated into individual components 30 (main body 30).
  • This he ⁇ follows, for example, by means of cutting or sawing.
  • the individual ⁇ components 30 are then compacted in a single step under defined temperature and atmosphere. If the layers 10, 11, 12 have a ceramic, then the individual components 30 are debinded and sintered in this step under defined temperature and atmosphere. Preferably, it is sintered in the absence of oxygen.
  • the sintering temperature depends on the material used and can be between 900 ° C and 1200 ° C. If glass-filled films are used, the densification step is not realized by sintering but by a glass transition.
  • the single component 30 is subjected to a lower temperature Tem ⁇ than during sintering.
  • the metal paste can be applied to the end surfaces or the main surfaces of the respective individual component 30 (see FIGS to 4) .
  • the metal paste is then baked to form the Jardinelekt ⁇ roden 6.
  • type and geometry of the outer electrodes 6 are so- ⁇ selected so that a surface-mountable component similar to a multilayer capacitor (MLLC) is formed.
  • MLLC multilayer capacitor
  • the advantage over conventional gas discharge tubes is that no individual elements but multiple arrangements are to be processed. This allows a high degree automation ⁇ insurance and the production of very small, miniaturized designs.
  • the structure by means of individual films also allows the inner electrodes 3 to be arranged freely. Thus, a combination of flat internal electrode 3 and the electric ⁇ , they project only as a narrow line in the hole 4, is possible. Even electrodes that are not out to the side edges 7, and as a guide electrodes for the rollover ⁇ nen are possible.
  • the description of the objects given here is not limited to the individual specific embodiments. Rather, the features of the individual embodiments - as far as technically reasonable - can be combined with each other.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Thermistors And Varistors (AREA)

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines Ableiters (1) beschrieben, aufweisend die Schritte: Bereitstellen von wenigstens drei Grünschichten (10, 11, 12), wobei die jeweilige Schicht (10, 11, 12) wenigstens eine Grünfolie aufweist, Einbringen wenigstens eines Lochs (4) in eine erste Schicht (10), Aufbringen eines elektrisch leitfähigen Materials (13) zur Ausbildung von Innenelektroden (3) auf eine zweite Schicht (11) und eine dritte Schicht (12), Laminieren der Schichten (10, 11, 12) zu einem Stapel (20), wobei die erste Schicht (10) zwischen der zweiten Schicht (11) und der dritten Schicht (12) angeordnet wird, Trennen des Grünstapels (20) in Einzelbauteile (30), Verdichten der Einzelbauteile (30), wobei das Laminieren der Schichten (10, 11, 12) und das Verdichten der Einzelbauteile (30) in einem einzigen Temperaturprozess durch Co-Firing erfolgen. Ferner wird ein Ableiter (1) beschrieben.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Herstellung eines Abieiters und Abieiter Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel¬ lung eines Abieiters zum Schutz vor Überspannungen. Insbesondere handelt es sich um einen Abieiter in Vielschicht- bauweise. Weiterhin wird ein Abieiter angegeben. Herkömmliche Gasabieiter bestehen in der Regel aus einem gelochten keramischen Grundkörper (i.A. einem Ring aus Aluminiumoxid) , an dessen Öffnungen zwei Metallkappen angebracht sind. Die Metallkappen sind normalerweise Kupferkappen, wel¬ che mittels Hartlotverbindungen an die Keramik angebunden sind. Keramikkörper, Hartlotverbindung und Metallkappen sind gasdicht, so dass die während des Hartlötvorgangs vorherr¬ schende Atmosphäre hermetisch im Inneren des Gasabieiters eingeschlossen wird. Bei Anlegen einer elektrischen Spannung an die beiden Metallkappen kommt es bei Überschreiten einer für die Bauteilkonfiguration und Gaszusammensetzung typischen Zündspannung zum elektrischen Überschlag innerhalb des Gasabieiters. Auf diese Weise können elektrische Verbraucher gegen Überspannungen ge- schützt werden.
Durch die Vielzahl der beteiligten Einzelkomponenten (Ring, Metallisierungsschicht, Hartlot, Metallkappen) ist der Aufbau komplex und somit einer automatisierten Herstellung sowie insbesondere einer Miniaturisierung nur begrenzt zugänglich. Zunächst sind die keramischen Grundkörper in Einzelbauweise herzustellen, beispielsweise mittels Pressen und Sintern. Auf diese ist eine für Hartlötung geeignete Metallisierungs- Schicht aufzubringen, zum Beispiel durch Siebdruck und Ein- brand. Der metallisierte Grundkörper, Hartlot und Metallkap¬ pen müssen dann geometrisch exakt assembliert und in einem weiteren Temperaturschritt einer Verlötung unterzogen werden.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein verbessertes Ver¬ fahren zur Herstellung eines Abieiters anzugeben. Ferner soll ein verbesserter Abieiter angegeben werden. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Gemäß einem Aspekt wird ein Verfahren zur Herstellung eines Abieiters beschrieben. Insbesondere wird durch das Verfahren ein Gasabieiter in Vielschichtbauweise hergestellt. Durch das Verfahren wird eine Vielzahl von Abieiter hergestellt (Viel- fach-Anordnung) . Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf : - Bereitstellen von wenigstens drei Grünschichten. Vorzugsweise werden genau drei Schichten zur Verfügung gestellt. Jede Schicht kann eine oder mehrere Grünfolien aufweisen. Beispielsweise weist eine Schicht 10, 20 oder mehr Grünfolien auf. Eine Grünfolie kann eine Dicke von beispielsweise 40 ym aufweisen. Aber auch andere Anzahlen und Dicken von Grünfolien sind - anhängig von der gewünschten Beschaffenheit des Abieiters - vorstellbar.
- Einbringen wenigstens eines Lochs in eine erste Schicht. Das Loch wird beispielsweise mittels Lasern oder Stanzen ein¬ gebracht. Das Loch durchdringt die erste Schicht vollständig. Es kann auch mehr als ein Loch in die erste Schicht einge¬ bracht werden. Vorzugsweise weist die erste Schicht eine Vielzahl von Löchern auf. Die Anzahl der Löcher entspricht vorzugsweise der Anzahl von Einzelbauteilen die am Ende des Herstellungsverfahrens durch einen Vereinzelungsschritt er¬ zeugt werden.
- Aufbringen eines elektrisch leitfähigen Materials zur Ausbildung von Innenelektroden auf eine zweite Schicht und eine dritte Schicht. Das elektrisch leitfähige Material kann bei¬ spielsweise Kupfer (Cu) , Wolfram (W) oder Nickel (Ni) aufwei- sen. Vorzugsweise wird das elektrisch leitfähige Material in einem vorbestimmten Muster auf eine Außenfläche der zweiten Schicht und der dritten Schicht aufgebracht. Das Aufbringen des elektrisch leitfähigen Materials auf die zweite Schicht und die dritte Schicht erfolgt beispielsweise mittels Sieb- druck.
- Laminieren der Schichten zu einem Stapel. Dabei wird die erste Schicht zwischen der zweiten Schicht und der dritten Schicht angeordnet. Insbesondere werden die zweite Schicht und die dritte Schicht mit der bedruckten Außenfläche nach Innen auf die erste Schicht zu dem Stapel laminiert. Dafür werden die Schichten mäßiger Temperatur und Druck ausgesetzt. Das Laminieren erfolgt insbesondere im grünen (ungesinterten) Zustand durch die Anwendung von Druck und Temperatur abhängig von der Organik bei ca. 50° bis 100° C. Das Bedruckungsmuster für das elektrisch leitfähige Material ist dabei so gewählt, dass im laminierten Stapel das Loch in der ersten Schicht beidseits zumindest teilweise mit dem elektrisch leitfähigen Material bedeckt ist.
- Trennen des Grünstapels in Einzelbauteile. Dies erfolgt beispielsweise mittels Cutten oder Sägen. - Verdichten der Einzelbauteile. Dafür werden die Einzelbau¬ teile einer bestimmten Temperatur und Atmosphäre ausgesetzt.
Das Laminieren der Schichten und das Verdichten der Einzel- bauteile erfolgt in einem einzigen Temperaturprozess durch Co-Firing. Innenelektroden und Gasentladungsbereich werden folglich in einem gemeinsamen Herstellungsschritt erzeugt. Dadurch wird ein einfaches und kostengünstiges Verfahren zur Verfügung gestellt. Durch das Verfahren kann ferner gleich- zeitig eine Vielzahl von Einzelbauteilen in geringer Größe hergestellt werden. Somit wird ein besonders kostengünstiges und effizientes Verfahren zur Verfügung gestellt.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird in einem weiteren Ver- fahrensschritt eine Metallpaste auf wenigstens einen Teilbe¬ reich der Außenfläche, beispielweise den beiden Stirnflächen, des jeweiligen Einzelbauteils aufgebracht. Vorzugsweise weist die Metallpaste Kupfer oder Nickel auf. Anschließend wird die Metallpaste eingebrannt zur Ausbildung wenigstens einer Au- ßenelektrode . Die Außenelektrode ist beispielsweise in Form einer Metallkappe ausgebildet.
Auf diese Weise können die Innenelektroden auf einfache Art zuverlässig kontaktiert werden. Art und Geometrie der der Au- ßenmetallisierung sind dabei vorzugsweise so gewählt, dass ein Oberflächenmontierbares Bauteil entsteht. Auch dieser Verfahrensschritt erfolgt - zusammen mit dem Laminieren der Schichten und dem Verdichten der Einzelbauteile - in einem einzigen Temperaturprozess durch Co-Firing. Dadurch wird ein einfaches und effizientes Verfahren zur Verfügung gestellt.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weisen die Schichten ein ke¬ ramisches Material auf. Die Schichten weisen die gleiche Ke- ramikzusammensetzung auf. Die Keramik zeichnet sich durch eine niedrige Dielektrizitätskonstante und gute Sintereigen¬ schaften aus. Die Schichten können beispielsweise AI2O3 aufweisen. Ferner können die Schichten S1O2 als Sinterhilfsmittel aufweisen. Aber auch jede andere Keramik, die mit der Elektrode zusammen gesintert werden kann, ist vorstellbar. Gemäß einem Ausführungsbeispiel erfolgt das Verdichten der
Einzelbauteile mittels Entbindern und Sintern der Einzelbau¬ teile unter definierter Temperatur und Atmosphäre. In diesem Fall wird der keramisches Material aufweisende Schichtstapel einer vorbestimmten Temperatur von beispielsweise 900°C bis 1200° C ausgesetzt. Das Entbindern und Sintern erfolgt in ei¬ nem Temperaturprozess , so dass weitere Temperaturprozesse überflüssig sind.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weisen die Schichten Glas auf. Die Schichten können überwiegend aus Glas bestehen oder neben Glas auch einen Keramikanteil aufweisen. In diesem Fall erfolgt das Verdichten der Einzelbauteile über einen Glas¬ übergang. Dabei wird der Stapel einer geringeren Temperatur als beim Sintern ausgesetzt. In diesem Fall sind auch Elekt- rodenmaterialen mit einer niedrigeren Schmelztemperatur ein- setzbar .
Ein Glas als Sinterhilfsmittel reduziert insbesondere die Sintertemperatur und bewirkt eine vollständigere Verdichtung. Wichtig bei der Wahl von Glas ist, dass die Form der Schich¬ ten beim Sintern erhalten bleibt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ragt das elektrisch leitfähi¬ ge Material nach dem Vereinzeln an wenigstens einen Seitenrand des jeweiligen Einzelbauteils. Auf diese Weise kann das Einzelbauteil an eine Außenkontaktierung angeschlossen wer- den .
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann ein Aktivierungsmaterials in der ersten Schicht bereitgestellt werden. Das Aktivie¬ rungsmaterial ist zumindest teilweise in dem Loch angeordnet ist. Das Aktivierungsmaterial kann vor dem Bereitstellen des Lochs in die erste Schicht eingebracht werden. Alternativ da¬ zu kann das Aktivierungsmaterials auch nach Bereitstellung des Lochs an den das Loch begrenzenden Seitenwänden der ersten Schicht zur Verfügung gestellt werden. Das Aktvierungsma- terial weist vorzugsweise Graphit auf. Das Aktivierungsmate¬ rial ist dazu vorgesehen die Zündung des Gases zu erleichtern und den Funken zu führen. Damit kann ein besonders effektiver Ableiter durch das Verfahren zur Verfügung gestellt werden. Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Ableiter zum Schutz vor Überspannungen angegeben. Der Ableiter ist insbesondere ein Gasabieiter in Vielschichtbauweise . Vorzugsweise ist der Ab¬ leiter durch das oben beschriebene Verfahren hergestellt. Sämtliche Merkmale, die im Zusammenhang mit dem Verfahren be- schrieben wurden, gelten auch für den Ableiter und umgekehrt.
Der Ableiter weist mehrere übereinander angeordnete Schichten, insbesondere drei Schichten auf. Die Schichten können mehrere Einzelschichten aufweisen. Der Ableiter weist wenigs- tens einen Hohlraum auf. Der Hohlraum führt durch wenigstens eine Schicht, insbesondere durchdringt der Hohlraum die
Schicht vollständig. Die Schichten weisen eine Deckschicht und eine Grundschicht auf. Zwischen der Deckschicht und der Grundschicht ist eine Hauptschicht ausgebildet, welche den Hohlraum aufweist. Deckschicht und Grundschicht begrenzen den Hohlraum nach unten und oben. Auf der Deckschicht und der Grundschicht ist jeweils wenigstens eine Innenelektrode ange- ordnet. Die Innenelektroden grenzen an den Hohlraum an. Der Hohlraum ist durch die Deckschicht und die Grundschicht voll¬ ständig umgeben bzw. verschlossen.
Durch die kompakte Anordnung in Form eines Vielschichtbauele- ments kann ein kleines, miniaturisiertes Bauteil zur Verfü¬ gung gestellt werden. Durch die Ausbildung der Innenelektroden auf einzelnen Schichten, können die Elektroden frei angeordnet werden. Dies ermöglicht die Anpassung des Bauelements an unterschiedlichste Einbausituationen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weisen die Schichten ein ke¬ ramisches Material auf. Alternativ oder zusätzlich können die Schichten Glas aufweisen. Diese Materialien zeichnen sich durch eine niedrige Dielektrizitätskonstante aus und lassen sich ferner gut hohen Temperaturen, beispielsweise während eines Sinterschritts, aussetzen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind die Innenelektroden flä¬ chig ausgebildet. Beispielsweise sind die Innenelektroden in Form eines Streifens auf der jeweiligen Schicht ausgebildet. Vorzugsweise decken die Innenelektroden den Hohlraum nach unten und oben vollständig ab.
Durch die flächigen Elektroden wird die Strombelastung in der Elektrode reduziert und Wärmeverluste werden besser abgelei¬ tet. Die Fläche sollte daher möglichst groß sein. Auf der an¬ deren Seite führt eine schmale Elektrode zu einer Feldüberhö¬ hung und damit zu einem leichteren Zünden des Überschlags. Die nachfolgend beschriebenen Zeichnungen sind nicht als ma߬ stabsgetreu aufzufassen. Vielmehr können zur besseren Darstellung einzelne Dimensionen vergrößert, verkleinert oder auch verzerrt dargestellt sein.
Elemente, die einander gleichen oder die die gleiche Funktion übernehmen, sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Es zeigen:
Figur 1 eine Schnittdarstellung eines Abieiters gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
Figur 2 eine Draufsicht auf den Ableiter gemäß Figur 1,
Figur 3 eine Schnittdarstellung eines Abieiters gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
Figur 4 eine Draufsicht auf den Ableiter gemäß Figur 3,
Figur 5 Verfahrensschritte bei der Herstellung eines Abiei¬ ters,
Figur 6 einen Verfahrensschritt bei der Herstellung eines
Abieiters.
Die Figuren 1 und 2 zeigen einen Ableiter 1 zum Schutz vor Überspannungen gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Der Ableiter 1 ist insbesondere ein Gasabieiter in Vielschicht- bauweise.
Der Ableiter 1 weist einen Grundkörper 30 auf. Der Grundkörper 30 ist mehrschichtig aufgebaut. Der Grundkörper 30 weist eine erste Schicht 10 oder Hauptschicht 10 auf. Der Grundkör¬ per 30 weist eine zweite Schicht 11 oder Grundschicht 11 auf. Der Grundkörper 30 weist eine dritte Schicht 12 oder Deckschicht 12 auf.
Die Schichten 10, 11, 12 können jeweils aus einer oder mehreren übereinander angeordneten Folien, insbesondere Grünfolien hergestellt sein. Beispielsweise sind ein oder mehrere der Schichten 10, 11, 12 jeweils aus einer Vielzahl von Folien, beispielsweise jeweils aus 20 Folien, gebildet. Die Schichten 10, 11, 12 sind in diesem Fall jeweils als Folienpakete aus¬ gebildet. Die Schichten 10, 11, 12 können jedoch auch jeweils aus nur einer Folie gebildet sein. Die Anzahl der verwendeten Folien hängt von der Dicke der Folien und von den geforderten Eigenschaften des Abieiters 1 ab. Die Schichten 10, 11, 12 sind übereinander angeordnet, wobei die Hauptschicht 10 zwi¬ schen der Grundschicht 11 und der Deckschicht 12 angeordnet ist . Die Schichten 10, 11, 12 weisen vorzugsweise die gleiche Ma¬ terialzusammensetzung auf. Neben einem anorganischen Binder weisen die Schichten 10, 11, 12 ein Material auf, das bei ho¬ hen Temperaturen gut verdichtet. Beispielsweise weisen die Schichten 10, 11, 12 eine Keramik auf. Die Keramik zeichnet sich durch eine niedrige Dielektrizitätskonstante und gute Sintereigenschaften aus. Alternativ oder zusätzlich können die Schichten 10, 11, 12 auch Glas aufweisen.
Die Hauptschicht 10 weist eine Loch bzw. einen Hohlraum 4 auf. Der Hohlraum 4 durchdringt die Hauptschicht 10 vollstän¬ dig. Der Hohlraum 4 ist vorzugsweise vollständig nach außen hin abgeschlossen. Insbesondere wird der Hohlraum 4 durch die Grundschicht 11 und die Deckschicht 12 nach oben und unten hin begrenzt.
Die Form des Hohlraums 4 ist vorzugsweise translations- invariant bezüglich der Stapelrichtung der Schichten 10, 11, 12. Insbesondere weist der Hohlraum 4 die Form eines geraden Zylinders auf. Dabei verlaufen die den Hohlraum 4 begrenzenden Seitenwände senkrecht zu einer Grundfläche, insbesondere senkrecht zu einer den Hohlraum 4 begrenzenden Bodenfläche bzw. Deckfläche. Der Hohlraum 4 weist insbesondere eine
Grundfläche parallel zu den Schichtebenen und eine Höhe ent¬ lang der Stapelrichtung der Schichten 10, 11, 12 auf. Die Höhe des Hohlraums 4 entspricht insbesondere der Dicke der Hauptschicht 10.
Der Hohlraum 4 ist mit einem Gas gefüllt. Die Art des Gases hängt von einer Atmosphäre bei der Herstellung des Ableiters 1, insbesondere von einer Sinteratmosphäre beim Sintern der Schichten 10, 11, 12 ab. Beispielsweise wird unter Ausschluss von Sauerstoff gesintert. Beispielsweise können der Atmosphä¬ re auch Halogenide zugesetzt sein. Beispielsweise enthält das Gas Stickstoff.
In dem Hohlraum 4, insbesondere an den Seitenwänden der
Hauptschicht 10, welche den Hohlraum 4 begrenzen, kann ferner ein Aktivierungsmaterial 5, beispielsweise Graphit, angeord¬ net sein. Durch das Aktivierungsmaterial 5 kann die Ausbil¬ dung eines Lichtbogens unterstützt werden. Das Aktivierungs¬ material 5 dient somit als Zündhilfe. Das Aktivierungsmateri- al 5 kann als schmaler Streifen lediglich Teilbereiche der
Seitenwände bedecken oder auch die kompletten Seitenwände des Hohlraums 4. Der Abieiter 1 weist ferner Innenelektroden 3 auf. Die Innenelektroden 3 sind jeweils auf der Deckschicht 12 und der Grundschicht 11 angeordnet. Somit stellen die Deckschicht 12 und die Grundschicht 11 Elektrodentragende Schichten dar. Beispielsweise weisen die Innenelektroden 3 Kupfer, Wolfram und/oder Nickel auf.
Die Innenelektroden 3 verlaufen parallel zu den Schichten 10, 11, 12. In diesem Ausführungsbeispiel reichen die Innenelekt¬ roden 3 wechselseitig bis zu einem Seitenrand 7 des Grundkör¬ pers 30. Das bedeutet, dass eine Innenelektrode 3 zu einem ersten Seitenrand 7 (rechter Seitenrand in Figur 1) geführt ist, während die betreffende Innenelektrode 3 nicht zu dem gegenüberliegenden zweiten Seitenrand 7 des Grundkörpers 30 reicht. Eine weitere Innenelektrode 3 reicht zu dem zweiten Seitenrand 7 (linker Seitenrand in Figur 1), nicht jedoch bis zu dem gegenüberliegenden ersten Seitenrand 7. Jedoch sind auch Innenelektroden 3 vorstellbar, die gar nicht bis an den Seitenrand 7 geführt sind, sondern als Leitelektroden für den Überschlag dienen (nicht explizit dargestellt) .
Die Innenelektroden 3 begrenzen den Hohlraum 4 nach oben oder unten. Dabei können die Innenelektroden 3 flächig ausgebildet sein, so dass sie den Hohlraum 4 von oben und/oder unten vollständig abdecken. Mit anderen Worten, die jeweilige In¬ nenelektrode 3 kann die Schicht 11, 12 auf der sie angeordnet ist zumindest im Bereich des Hohlraums 4 vollständig bede¬ cken. Alternativ dazu kann auch wenigstens eine der Innenelektroden 3 nur als schmale Linie ausgebildet sein und an ei- ner Oberseite und/oder an einer Unterseite des Hohlraums 4 in den Hohlraum 4 ragen. Zum Anschließen der Innenelektroden 3 sind an den Stirnseiten des Grundkörpers 30 Außenelektroden 6, beispielsweise in Form von Metallkappen, angeordnet. Vorzugsweise weisen die Au¬ ßenelektroden 6 Kupfer auf. Die Außenelektroden 6 sind in diesem Ausführungsbeispiel an den gegenüberliegenden Stirnseiten des Grundkörpers 30 angeordnet. Vorzugsweise sind die Außenelektroden 6 mittels Hartlötung auf den Grundkörper 30 angebracht. Die Innenelektroden 3 sind wechselseitig mit den Außenelektroden 6 verbunden zur Kontaktierung des Abieiters 1.
Vorzugsweise ist der Abieiter 1 als SMD-Bauelement , d.h. als oberflächenmontierbares Bauelement, ausgebildet. Der Abieiter 1 ist beispielsweise zur Montage auf einer Leiterplatte aus- gebildet.
Die Figuren 3 und 4 zeigen einen Abieiter 1 zum Schutz vor Überspannungen gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Im Folgenden werden lediglich die Unterschiede zwischen den bei- den Ausführungsbeispielen aufgezeigt.
Im Gegensatz zu dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten Abieiter 1 sind die Innenelektroden 3 beidseitig bis an den Seitenrand 7 des Grundkörpers 30 geführt. Mit anderen Worten, jede Innenelektrode 3 reicht an die beiden Seitenränder 7 des Grundkörpers 30. Damit kann alternativen Einbausituationen für den Abieiter 1 Rechnung getragen werden.
In diesem Ausführungsbeispiel sind die Außenelektroden 6 nicht an den Stirnseiten des Grundkörpers 30 angeordnet zur
Kontaktierung der Innenelektroden 3. Da die Innenelektroden 3 beidseitig bis an den Rand des Grundkörpers 30 ragen, sind die Außenelektroden 5 an den gegenüberliegenden Längsseiten bzw. Hauptflächen des Grundkörpers 30 ausgebildet. Insbeson¬ dere sind die Außenelektroden 6 in Form von Metallkappen von oben und unten auf den Grundkörper 30 aufgebracht. Dabei ra¬ gen die Außenelektroden 6 teilweise auf die Stirnseiten des Grundkörpers 30 zum Anschluss der Innenelektroden 3.
Im Übrigen gelten die in Zusammenhang mit den Figuren 1 und 2 beschriebenen Merkmale auch für den Abieiter 1 gemäß der Figuren 3 und 4.
Die Figuren 5 und 6 zeigen Verfahrensschritte bei der Her¬ stellung eines Ableiters. Vorzugsweise wird das Verfahren ein Abieiter 1 gemäß der Figuren 1 bis 4 hergestellt. Zunächst werden drei Grünschichten 10, 11, 12 bereitgestellt. Die Schichten 10, 11, 12 weisen das gleiche Material auf. Für jede der Grünschichten 10, 11, 12 wird dabei wenigstens eine Folie bereitgestellt. Es handelt sich vorzugsweise um Grünfo¬ lien, beispielsweise keramische Grünfolien.
Vorzugsweise weisen die Folien ein keramisches Pulver auf. Als keramisches Grundmaterial kommen dabei sämtliche Kerami¬ ken in Frage, deren Sintertemperatur unterhalb der Schmelztemperatur der verwendeten Elektrodenmaterialien (insbesonde- re Kupfer, Wolfram und/oder Nickel) liegt und welche nach der Sinterung eine ausreichende mechanische und elektrische Sta¬ bilität aufweisen. Alternativ dazu kommen auch glasgefüllte Folien in Betracht. Es können auch mehrere Folien für jede Schicht 10, 11, 12 be¬ reitgestellt werden. Aus mehreren ersten Folien wird vorzugs¬ weise die erste Schicht 10 oder Hauptschicht 10 des Ableiters 1 gebildet. Aus mehreren zweiten Folien wird vorzugsweise die zweite Schicht 11 oder Grundschicht 11 des Abieiters 1 gebil¬ det. Aus mehreren dritten Folien wird vorzugsweise die dritte Schicht 12 oder Deckschicht 12 des Abieiters 1 gebildet.
Die Anzahl der verwendeten Folien hängt von der Dicke der Fo- lien und von den geforderten Eigenschaften des Abieiters 1 ab. Beispielsweise kann die Hauptschicht 10 bis zu 20 Folien oder mehr mit einer Dicke von beispielsweise jeweils 40 ym aufweisen . Danach wird wenigstens ein Loch 4 in die erste Schicht 10 eingebracht, beispielsweise durch Lasern oder Stanzen. Das Loch 4 ist dazu vorgesehen den späteren Gasinnenraum zu bilden. Das Loch 4 durchdringt die erste Schicht 10 und insbe¬ sondere die Vielzahl der Folien der ersten Schicht 10 voll- ständig.
In einem optionalen Schritt kann ein Aktivierungsmaterial 5 in das Loch 4 eingebracht werden. Dabei wird beispielsweise eine Graphitpaste an die Seitenwände der ersten Schicht 10, welche das Loch 4 begrenzen, eingebracht.
Alternativ dazu kann das Aktivierungsmaterial 5 auch bereits beim Aufbau der ersten Schicht 10 vor dem Erzeugen des Lochs 4 eingebracht werden. Insbesondere kann das Aktivierungsmate- rial 5 in diesem Fall zwischen einzelne Folien der ersten
Schicht 10 eingebracht werden. Beim Ausbilden des Lochs 4 er¬ steht in diesem Fall ein Ring aus Aktivierungsmaterial 5 an den Wänden des Lochs 4. Auf die zweite Schicht 11 und die dritte Schicht 12 wird nun ein elektrisch leitfähiges Material 13, insbesondere eine Me¬ tallpaste, zur Ausbildung von Innenelektroden 3 aufgebracht. Das Material 13 wird auf einer Außenfläche IIa, 12a der je- weiligen Schicht 11, 12 aufgebracht. Das Material 13 wird vorzugsweise auf die zweite und dritte Schicht 11, 12 aufge¬ druckt, z.B. mittels Siebdruck. Das elektrisch leitfähige Ma¬ terial 13 kann beispielsweise Kupfer, Wolfram oder Nickel aufweisen.
Das Bedrucken erfolgt in Form bestimmter Muster. Das
elektrisch leitfähige Material 13 kann beispielsweise als ein durchgehender Streifen aufgebracht werden. Die Bedruckungs- muster sind so gewählt, dass die Metallbereiche nach einem späteren Vereinzeln des Stapels zumindest teilweise an den Seitenrand 7 ragen und so einer elektrischen Kontaktierung von außen zugänglich sind. Ferner sind die Bedruckungsmuster so gewählt, dass das wenigstens ein Loch 4 in der ersten Schicht 10 beidseits, also von oben und unten, mit dem elektrisch leitfähigen Material 13 bedeckt ist.
Anschließend werden die zweite Schicht 11 und die dritte Schicht 12 mit der bedruckten Außenfläche IIa, 12a nach innen auf die erste Schicht 10 zu einem Stapel 20 laminiert (siehe Figur 6) . Das Laminieren erfolgt dabei im grünen Zustand der Schichten bei Druck und mäßiger Temperatur. Beispielsweise erfolgt das Laminieren bei einer Temperatur von 80°C bis 100°C.
In einem weiteren Schritt werden die keramischen Grünstapel 20 in Einzelbauteile 30 (Grundkörper 30) getrennt. Dies er¬ folgt beispielsweise mittels Cutten oder Sägen. Die Einzel¬ bauteile 30 werden anschließend unter definierter Temperatur und Atmosphäre in einem einzigen Schritt verdichtet. Weisen die Schichten 10, 11, 12 eine Keramik auf, so werden die Einzelbauteile 30 in diesem Schritt unter definierter Temperatur und Atmosphäre entbindert und gesintert. Vorzugsweise wird unter Ausschluss von Sauerstoff gesintert. Die Sintertemperatur ist dabei abhängig von dem verwendeten Material und kann zwischen 900°C und 1200°C liegen. Werden glasgefüllte Folien verwendet, wird der Verdichtungsschritt nicht über Sintern, sondern über einen Glasübergang realisiert. Dabei wird das Einzelbauteil 30 einer niedrigeren Tem¬ peratur ausgesetzt, als beim Sintern.
In einem letzten Schritt erfolgt das Aufbringen einer Metall- paste auf wenigstens einen Teilbereich der Außenfläche des jeweiligen Einzelbauteils 30. Abhängig von der Ausgestaltung der Innenelektroden 3 kann die Metallpaste auf die Stirnflä¬ chen oder die Hauptflächen des jeweiligen Einzelbauteils 30 aufgebracht werden (siehe Figuren 1 bis 4) . Die Metallpaste wird anschließend eingebrannt zur Ausbildung der Außenelekt¬ roden 6. Art und Geometrie der Außenelektroden 6 sind so ge¬ wählt, dass ein oberflächenmontierbares Bauteil ähnlich einem Vielschichtkondensator (MLLC) entsteht. Das Laminieren der Schichten 10, 11, 12, das Verdichten der Einzelbauteile 30 und das Einbrennen erfolgen dabei in einem einzigen Temperaturprozess durch Co-Firing. Weitere Temperaturprozesse, die das Verfahren verkomplizieren, sind überflüssig .
Der Vorteil gegenüber herkömmlichen Gasableitern besteht darin, dass keine Einzelelemente sondern Vielfach-Anordnungen zu bearbeiten sind. Dies ermöglicht einen hohen Automatisie¬ rungsgrad sowie die Herstellung von sehr kleinen, miniaturi- sierten Bauformen. Der Aufbau mittels einzelner Folien erlaubt es ferner die Innenelektroden 3 frei anzuordnen. So ist eine Kombination von flächiger Innenelektrode 3 und Elektro¬ den, sie nur als schmale Linie in das Loch 4 ragen, möglich. Auch Elektroden, die nicht nach außen an die Seitenränder 7 geführt sind, und als Leitelektroden für den Überschlag die¬ nen, sind möglich. Die Beschreibung der hier angegebenen Gegenstände ist nicht auf die einzelnen speziellen Ausführungsformen beschränkt. Vielmehr können die Merkmale der einzelnen Ausführungsformen - soweit technisch sinnvoll - beliebig miteinander kombiniert werden .
Bezugs zeichenliste
1 Abieiter
3 Innenelektrode
4 Hohlraum / Loch
5 Aktivierungsmaterial
6 Außenelektrode
7 Seitenrand
10 Erste Schicht / Hauptschicht
11 Zweite Schicht / Grundschicht IIa Außenfläche
12 Dritte Schicht / Deckschicht 12a Außenfläche
13 Elektrisch leitfähiges Material 20 Stapel
30 Einzelbauteil / Grundkörper

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Abieiters (1), aufweisend die Schritte:
- Bereitstellen von wenigstens drei Grünschichten (10, 11,
12), wobei die jeweilige Schicht (10, 11, 12) wenigstens eine Grünfolie aufweist,
- Einbringen wenigstens eines Lochs (4) in eine erste Schicht
(10) ,
- Aufbringen eines elektrisch leitfähigen Materials (13) zur Ausbildung von Innenelektroden (3) auf eine zweite Schicht
(11) und eine dritte Schicht (12),
- Laminieren der Schichten (10, 11, 12) zu einem Stapel (20), wobei die erste Schicht (10) zwischen der zweiten Schicht (11) und der dritten Schicht (12) angeordnet wird,
- Trennen des Grünstapels (20) in Einzelbauteile (30),
- Verdichten der Einzelbauteile (30),
wobei das Laminieren der Schichten (10, 11, 12) und das Verdichten der Einzelbauteile (30) in einem einzigen Temperatur- prozess durch Co-Firing erfolgen.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
aufweisend den weiteren Schritt
- Aufbringen einer Metallpaste auf wenigstens einen Teilbe- reich der Außenfläche des jeweiligen Einzelbauteils (30) und
Einbrennen der Metallpaste zur Ausbildung wenigstens einer Außenelektrode (6).
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
wobei die Schichten (10, 11, 12) die gleiche Materialzusam¬ mensetzung aufweisen.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei die Schichten (10, 11, 12) ein keramisches Material aufweisen .
5. Verfahren nach Anspruch 4,
wobei das Verdichten der Einzelbauteile (30) mittels Entbin- dern und Sintern der Einzelbauteile (30) unter definierter Temperatur und Atmosphäre erfolgt.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei die Schichten (10, 11, 12) Glas aufweisen.
7. Verfahren nach Anspruch 6,
wobei das Verdichten der Einzelbauteile (30) über einen Glas- Übergang erfolgt.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei das elektrisch leitfähige Material (13) in einem vorbe¬ stimmten Muster auf eine Außenfläche (IIa, 12a) der zweiten Schicht (11) und der dritten Schicht (12) aufgebracht wird, und wobei die zweite Schicht (11) und die dritte Schicht (12) mit der bedruckten Außenfläche (IIa, 12a) nach Innen auf die erste Schicht (10) zu dem Stapel (20) laminiert werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8,
wobei das Muster so gewählt ist, das das wenigstens eine Loch (4) in der ersten Schicht (10) beidseits zumindest teilweise mit dem elektrisch leitfähigen Material (13) bedeckt ist.
10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei das Aufbringen des elektrisch leitfähigen Materials (13) auf die zweite Schicht (11) und die dritte Schicht (12) mittels Siebdruck erfolgt.
11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das elektrisch leitfähige Material (13) nach dem Ver¬ einzeln an wenigstens einen Seitenrand (7) des jeweiligen Einzelbauteils (30) ragt.
12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, aufweisend den weiteren Schritt
- Bereitstellen eines Aktivierungsmaterials (5) in der ersten Schicht (10), wobei das Aktivierungsmaterial (5) zumindest teilweise in dem Loch (4) angeordnet ist.
13. Abieiter (1) zum Schutz vor Überspannungen, aufweisend mehrere übereinander angeordnete Schichten (10, 11, 12) und wenigstens einen Hohlraum (4), der durch wenigstens eine Schicht (10) führt, wobei der Abieiter (1) Innenelektroden (3) aufweist, die an den Hohlraum (4) angrenzen.
14. Abieiter (1) nach Anspruch 13,
wobei die Schichten (10, 11, 12) eine Deckschicht (12) und eine Grundschicht (11) aufweisen, die den Hohlraum (4) nach unten und oben begrenzen, und wobei die Innenelektroden (3) auf der Deckschicht (12) und der Grundschicht (11) angeordnet sind .
15. Abieiter (1) nach Anspruch 13 oder 14,
wobei die Schichten (10, 11, 12) ein keramisches Material und/oder Glas aufweisen.
16. Abieiter (1) nach einem der Ansprüche 13 bis 15,
wobei die Elektroden (3) flächig ausgebildet sind und den Hohlraum (4) nach unten und oben vollständig abdecken.
17. Abieiter (1) zum Schutz vor Überspannungen, wobei der Abieiter (1) durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12 hergestellt ist.
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