EP3433911B1 - Method for producing an arrester, and arrester - Google Patents

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EP3433911B1
EP3433911B1 EP17706971.3A EP17706971A EP3433911B1 EP 3433911 B1 EP3433911 B1 EP 3433911B1 EP 17706971 A EP17706971 A EP 17706971A EP 3433911 B1 EP3433911 B1 EP 3433911B1
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EP
European Patent Office
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layer
layers
arrester
cavity
individual components
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Bernhard Doellgast
Georg Kuegerl
Markus Puff
Robert Hoffmann
Frank Werner
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TDK Electronics AG
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TDK Electronics AG
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    • H01T4/10Overvoltage arresters using spark gaps having a single gap or a plurality of gaps in parallel
    • H01T4/12Overvoltage arresters using spark gaps having a single gap or a plurality of gaps in parallel hermetically sealed

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Ableiters zum Schutz vor Überspannungen. Insbesondere handelt es sich um einen Ableiter in Vielschichtbauweise. Weiterhin wird ein Ableiter angegeben.The present invention relates to a method for producing an arrester for protection against overvoltages. In particular, it is a multilayer arrester. An arrester is also specified.
  • Herkömmliche Gasableiter 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, welche mittels Hartlotverbindungen an die Keramik angebunden sind. Keramikkörper, Hartlotverbindung und Metallkappen sind gasdicht, so dass die während des Hartlötvorgangs vorherrschende Atmosphäre hermetisch im Inneren des Gasableiters eingeschlossen wird.Conventional gas discharge tubes usually consist of a perforated ceramic base body (usually a ring made of aluminum oxide) with two metal caps attached to the openings. The metal caps are usually copper caps, which are connected to the ceramic using brazed joints. The ceramic body, brazed joint and metal caps are gas-tight, so that the atmosphere prevailing during the brazing process is hermetically sealed inside the gas discharge tube.
  • 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 Gasableiters. Auf diese Weise können elektrische Verbraucher gegen Überspannungen geschützt werden.When an electrical voltage is applied to the two metal caps, if a typical ignition voltage for the component configuration and gas composition is exceeded, electrical flashover occurs within the gas arrester. In this way, electrical loads can be protected against overvoltages.
  • 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 Metallisierungsschicht aufzubringen, zum Beispiel durch Siebdruck und Einbrand. Der metallisierte Grundkörper, Hartlot und Metallkappen müssen dann geometrisch exakt assembliert und in einem weiteren Temperaturschritt einer Verlötung unterzogen werden.Due to the large number of individual components involved (ring, metallization layer, hard solder, metal caps), the structure is complex and therefore only accessible to an automated production and, in particular, miniaturization to a limited extent. First of all, the ceramic base bodies are to be manufactured individually, for example by pressing and sintering. On top of this is a metallization layer suitable for brazing to be applied, for example by screen printing and firing. The metallized base body, hard solder and metal caps then have to be assembled geometrically exactly and subjected to soldering in a further temperature step.
  • Das Dokument JP 2000 243534 A beschreibt ein Verfahren zu Bereitstellung eines Chip-Stromstoßabsorbers, der in der Lage ist, Dichtungsversagen aufgrund von Rissen, die durch thermische Ausdehnungsunterschiede verursacht werden, zu verhindern.The document JP 2000 243534 A describes a method of providing a chip surge absorber capable of preventing seal failure due to cracks caused by thermal expansion differences.
  • Das Dokument D2 US 2009/296294 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zum Schutz vor elektrostatischer Entladung, bei dem ein erster, ein zweiter und ein dritter LTCC Film einem Co-Firing Schritt unterzogen werden um eine Substanz zu verflüchtigen, welche vorher in ein Loch des zweiten LTCC Films eingebracht wurde.Document D2 US 2009/296294 A1 describes a method for producing a device for protecting against electrostatic discharge, in which a first, a second and a third LTCC film are subjected to a co-firing step in order to volatilize a substance which has previously been introduced into a hole in the second LTCC film.
  • Das Dokument US 2004/125530 A1 beschreibt einen Überspannungsableiter mit einem laminierten Pressling und ein Verfahren zu dessen Herstelllung.The document US 2004/125530 A1 describes a surge arrester with a laminated compact and a method for its production.
  • Das Dokument JP 2004 127614 A beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Überspannungsableiters, welcher leicht miniaturisiert werden kann.Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Ableiters anzugeben. Ferner soll ein verbesserter Ableiter angegeben werden.The document JP 2004 127614 A describes a method for producing a surge arrester which can be easily miniaturized. One object to be achieved is to provide an improved method for producing an arrester. Furthermore, an improved arrester is to be specified.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß der unabhängigen Ansprüche gelöst.This object is achieved by a method and a device according to the independent claims.
  • Gemäß einem Aspekt wird ein Verfahren zur Herstellung eines Ableiters beschrieben. Insbesondere wird durch das Verfahren ein Gasableiter in Vielschichtbauweise hergestellt. Durch das Verfahren wird eine Vielzahl von Ableiter hergestellt (Vielfach-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 µm aufweisen. Aber auch andere Anzahlen und Dicken von Grünfolien sind - anhängig von der gewünschten Beschaffenheit des Ableiters - vorstellbar.
    • Einbringen wenigstens eines Lochs in eine erste Schicht. Das Loch wird beispielsweise mittels Lasern oder Stanzen eingebracht. Das Loch durchdringt die erste Schicht vollständig. Es kann auch mehr als ein Loch in die erste Schicht eingebracht 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 erzeugt werden.
    • Aufbringen eines elektrisch leitfähigen Materials zur Ausbildung von Innenelektroden auf eine zweite Schicht und eine dritte Schicht. Das elektrisch leitfähige Material kann beispielsweise Kupfer (Cu), Wolfram (W) oder Nickel (Ni) aufweisen. 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 Siebdruck.
    • 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 Einzelbauteile einer bestimmten Temperatur und Atmosphäre ausgesetzt.
    According to one aspect, a method for manufacturing an arrester is described. In particular, the method produces a multi-layer gas discharge tube. The process produces a large number of arresters (multiple arrangement). The procedure consists of the following steps:
    • Providing at least three green sheets. Preferably exactly three layers are made available. Each layer can have one or more green sheets. For example, a layer has 10, 20 or more green sheets. A green sheet can have a thickness of, for example, 40 μm. However, other numbers and thicknesses of green sheets are also conceivable, depending on the desired properties of the arrester.
    • Making at least one hole in a first layer. The hole is made, for example, by means of lasers or punching. The hole completely penetrates the first layer. More than one hole can also be made in the first layer. Preferably the first layer has a Variety of holes. The number of holes preferably corresponds to the number of individual components that are produced at the end of the manufacturing process by a singulation step.
    • Application of an electrically conductive material to form internal electrodes on a second layer and a third layer. The electrically conductive material can, for example, comprise copper (Cu), tungsten (W) or nickel (Ni). The electrically conductive material is preferably applied in a predetermined pattern to an outer surface of the second layer and the third layer. The electrically conductive material is applied to the second layer and the third layer, for example by means of screen printing.
    • Laminating the layers into a stack. The first layer is arranged between the second layer and the third layer. In particular, the second layer and the third layer are laminated with the printed outer surface facing inwards onto the first layer to form the stack. To do this, the layers are exposed to moderate temperature and pressure. The lamination takes place in particular in the green (unsintered) state by applying pressure and temperature, depending on the organic matter, at approx. 50 ° to 100 ° C. The printing pattern for the electrically conductive material is selected so that the hole in the laminated stack is in the first layer is at least partially covered on both sides with the electrically conductive material.
    • Separating the green pile into individual components. This is done, for example, by means of cutting or sawing.
    • Compaction of the individual components. For this purpose, the individual components are exposed to a certain temperature and atmosphere.
  • Das Laminieren der Schichten und das Verdichten der Einzelbauteile 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 gleichzeitig eine Vielzahl von Einzelbauteilen in geringer Größe hergestellt werden. Somit wird ein besonders kostengünstiges und effizientes Verfahren zur Verfügung gestellt.The layers are laminated and the individual components are compacted in a single temperature process using co-firing. The internal electrodes and gas discharge area are consequently produced in a common production step. This provides a simple and cost-effective method. The method can also be used to produce a large number of individual components in small sizes at the same time. A particularly cost-effective and efficient method is thus made available.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird in einem weiteren Verfahrensschritt eine Metallpaste auf wenigstens einen Teilbereich 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 Außenelektrode. Die Außenelektrode ist beispielsweise in Form einer Metallkappe ausgebildet.According to an exemplary embodiment, in a further method step, a metal paste is applied to at least a partial area of the outer surface, for example the two end faces, of the respective individual component. The metal paste preferably has copper or nickel. The metal paste is then burned in to form at least one external electrode. The outer electrode is designed, for example, in the form of a metal cap.
  • Auf diese Weise können die Innenelektroden auf einfache Art zuverlässig kontaktiert werden. Art und Geometrie der der Außenmetallisierung 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.In this way, the internal electrodes can be reliably contacted in a simple manner. The type and geometry of the external metallization are preferably selected so that a surface-mountable component is created. This process step also takes place - together with the lamination of the layers and the compression of the individual components - in a single temperature process by co-firing. This provides a simple and efficient method.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel weisen die Schichten ein keramisches Material auf. Die Schichten weisen die gleiche Keramikzusammensetzung auf. Die Keramik zeichnet sich durch eine niedrige Dielektrizitätskonstante und gute Sintereigenschaften aus.According to one embodiment, the layers have a ceramic material. The layers have the same ceramic composition on. The ceramic is characterized by a low dielectric constant and good sintering properties.
  • Die Schichten können beispielsweise Al2O3 aufweisen. Ferner können die Schichten SiO2 als Sinterhilfsmittel aufweisen. Aber auch jede andere Keramik, die mit der Elektrode zusammen gesintert werden kann, ist vorstellbar.The layers can have, for example, Al 2 O 3 . Furthermore, the layers can have SiO 2 as a sintering aid. But any other ceramic that can be sintered together with the electrode is also conceivable.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel erfolgt das Verdichten der Einzelbauteile mittels Entbindern und Sintern der Einzelbauteile 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 einem Temperaturprozess, so dass weitere Temperaturprozesse überflüssig sind.According to one embodiment, the individual components are compacted by means of debinding and sintering of the individual components under a defined temperature and atmosphere. In this case, the layer stack comprising ceramic material is exposed to a predetermined temperature of, for example, 900.degree. C. to 1200.degree. The debinding and sintering takes place in a temperature process, so that further temperature processes are superfluous.
  • 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 Glasübergang. Dabei wird der Stapel einer geringeren Temperatur als beim Sintern ausgesetzt. In diesem Fall sind auch Elektrodenmaterialen mit einer niedrigeren Schmelztemperatur einsetzbar.According to one embodiment, the layers comprise glass. The layers can consist predominantly of glass or, in addition to glass, also have a ceramic component. In this case, the individual components are compacted using a glass transition. The stack is exposed to a lower temperature than during sintering. In this case, electrode materials with a lower melting temperature can also be used.
  • Ein Glas als Sinterhilfsmittel reduziert insbesondere die Sintertemperatur und bewirkt eine vollständigere Verdichtung. Wichtig bei der Wahl von Glas ist, dass die Form der Schichten beim Sintern erhalten bleibt.A glass as a sintering aid reduces the sintering temperature in particular and causes more complete compression. When choosing glass, it is important that the shape of the layers is retained during sintering.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel ragt das elektrisch leitfähige Material nach dem Vereinzeln an wenigstens einen Seitenrand des jeweiligen Einzelbauteils. Auf diese Weise kann das Einzelbauteil an eine Außenkontaktierung angeschlossen werden.According to one embodiment, the electrically conductive material protrudes on at least one side edge of the respective individual component after the separation. In this way, the individual component can be connected to an external contact.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann ein Aktivierungsmaterials in der ersten Schicht bereitgestellt werden. Das Aktivierungsmaterial ist zumindest teilweise in dem Loch angeordnet ist. Das Aktivierungsmaterial kann vor dem Bereitstellen des Lochs in die erste Schicht eingebracht werden. Alternativ dazu kann das Aktivierungsmaterials auch nach Bereitstellung des Lochs an den das Loch begrenzenden Seitenwänden der ersten Schicht zur Verfügung gestellt werden. Das Aktvierungsmaterial weist vorzugsweise Graphit auf. Das Aktivierungsmaterial 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.According to an embodiment, an activation material can be provided in the first layer. The activation material is at least partially arranged in the hole. The activation material can be introduced into the first layer before the hole is provided. As an alternative to this, the activation material can also be made available after the hole has been provided on the side walls of the first layer that delimit the hole. The activation material preferably comprises graphite. The activation material is intended to facilitate the ignition of the gas and to guide the spark. A particularly effective arrester can thus be made available by the method.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Ableiter zum Schutz vor Überspannungen angegeben. Der Ableiter ist insbesondere ein Gasableiter in Vielschichtbauweise. Vorzugsweise ist der Ableiter durch das oben beschriebene Verfahren hergestellt. Sämtliche Merkmale, die im Zusammenhang mit dem Verfahren beschrieben wurden, gelten auch für den Ableiter und umgekehrt.According to a further aspect, an arrester for protection against overvoltages is specified. The arrester is in particular a gas arrester with a multilayer construction. The arrester is preferably produced by the method described above. All features that have been described in connection with the procedure also apply to the arrester and vice versa.
  • Der Ableiter weist mehrere übereinander angeordnete Schichten, insbesondere drei Schichten auf. Die Schichten können mehrere Einzelschichten aufweisen. Der Ableiter weist wenigstens 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 angeordnet. Die Innenelektroden grenzen an den Hohlraum an. Der Hohlraum ist durch die Deckschicht und die Grundschicht vollständig umgeben bzw. verschlossen.The arrester has several layers, in particular three layers, arranged one above the other. 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 layer completely. The layers have a top layer and a base layer. Between the top layer and the Base layer, a main layer is formed which has the cavity. The top layer and the base layer delimit the cavity above and below. At least one internal electrode is arranged on each of the top layer and the base layer. The internal electrodes adjoin the cavity. The cavity is completely surrounded or closed by the cover layer and the base layer.
  • Durch die kompakte Anordnung in Form eines Vielschichtbauelements kann ein kleines, miniaturisiertes Bauteil zur Verfügung 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.The compact arrangement in the form of a multilayer component enables a small, miniaturized component to be made available. By forming the internal electrodes on individual layers, the electrodes can be arranged freely. This enables the component to be adapted to a wide variety of installation situations.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel weisen die Schichten ein keramisches 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.According to one embodiment, the layers have a ceramic material. Alternatively or additionally, the layers can have glass. These materials are characterized by a low dielectric constant and can also be exposed to high temperatures, for example during a sintering step.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind die Innenelektroden flächig 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.According to one exemplary embodiment, the internal electrodes are flat. For example, the internal electrodes are designed in the form of a strip on the respective layer. The internal electrodes preferably completely cover the cavity at the bottom and at the top.
  • Durch die flächigen Elektroden wird die Strombelastung in der Elektrode reduziert und Wärmeverluste werden besser abgeleitet. Die Fläche sollte daher möglichst groß sein. Auf der anderen Seite führt eine schmale Elektrode zu einer Feldüberhöhung und damit zu einem leichteren Zünden des Überschlags.The flat electrodes reduce the current load in the electrode and heat losses are better dissipated. The area should therefore be as large as possible. On the other hand, a narrow electrode leads to an increase in the field and thus to easier ignition of the flashover.
  • Die nachfolgend beschriebenen Zeichnungen sind nicht als maßstabsgetreu aufzufassen. Vielmehr können zur besseren Darstellung einzelne Dimensionen vergrößert, verkleinert oder auch verzerrt dargestellt sein.The drawings described below are not to be taken to be true to scale. Rather, individual dimensions can be shown enlarged, reduced or also distorted for better representation.
  • Elemente, die einander gleichen oder die die gleiche Funktion übernehmen, sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.Elements that are identical to one another or that assume the same function are denoted by the same reference symbols.
  • Es zeigen:
  • Figur 1
    eine Schnittdarstellung eines Ableiters gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
    Figur 2
    eine Draufsicht auf den Ableiter gemäß Figur 1,
    Figur 3
    eine Schnittdarstellung eines Ableiters gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
    Figur 4
    eine Draufsicht auf den Ableiter gemäß Figur 3,
    Figur 5
    Verfahrensschritte bei der Herstellung eines Ableiters,
    Figur 6
    einen Verfahrensschritt bei der Herstellung eines Ableiters.
    Show it:
    Figure 1
    a sectional view of an arrester according to a first embodiment,
    Figure 2
    a plan view of the arrester according to Figure 1 ,
    Figure 3
    a sectional view of an arrester according to a second embodiment,
    Figure 4
    a plan view of the arrester according to Figure 3 ,
    Figure 5
    Process steps in the manufacture of an arrester,
    Figure 6
    a process step in the manufacture of an arrester.
  • Die Figuren 1 und 2 zeigen einen Ableiter 1 zum Schutz vor Überspannungen gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Der Ableiter 1 ist insbesondere ein Gasableiter in Vielschichtbauweise.The Figures 1 and 2 show an arrester 1 for protection against overvoltages according to a first exemplary embodiment. The arrester 1 is in particular a gas arrester with a multilayer design.
  • 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 Grundkörper 30 weist eine zweite Schicht 11 oder Grundschicht 11 auf. Der Grundkörper 30 weist eine dritte Schicht 12 oder Deckschicht 12 auf.The arrester 1 has a base body 30. The base body 30 has a multilayer structure. The base body 30 has a first layer 10 or main layer 10. The base body 30 has a second layer 11 or base layer 11. The base body 30 has a third layer 12 or cover layer 12.
  • 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 ausgebildet. 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 Ableiters 1 ab. Die Schichten 10, 11, 12 sind übereinander angeordnet, wobei die Hauptschicht 10 zwischen der Grundschicht 11 und der Deckschicht 12 angeordnet ist.The layers 10, 11, 12 can each be produced from one or more sheets, in particular green sheets, arranged one above the other. For example, one or more of the layers 10, 11, 12 are each formed from a multiplicity of foils, for example from 20 foils each. In this case, the layers 10, 11, 12 are each designed as foil packets. The layers 10, 11, 12 can, however, each be formed from only one film. The number of foils used depends on the thickness of the foils and the required properties of the arrester 1. The layers 10, 11, 12 are arranged on top of one another, the main layer 10 being arranged between the base layer 11 and the cover layer 12.
  • Die Schichten 10, 11, 12 weisen vorzugsweise die gleiche Materialzusammensetzung auf. Neben einem anorganischen Binder weisen die Schichten 10, 11, 12 ein Material auf, das bei hohen 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.The layers 10, 11, 12 preferably have the same material composition. In addition to an inorganic binder, the layers 10, 11, 12 have a material that compacts well at high temperatures. For example, the layers 10, 11, 12 have a ceramic. The ceramic is characterized by a low dielectric constant and good sintering properties. As an alternative or in addition, the layers 10, 11, 12 can also have glass.
  • Die Hauptschicht 10 weist eine Loch bzw. einen Hohlraum 4 auf. Der Hohlraum 4 durchdringt die Hauptschicht 10 vollständig. 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.The main layer 10 has a hole or a cavity 4. The cavity 4 penetrates the main layer 10 completely. The cavity 4 is preferably completely closed to the outside. In particular, the cavity 4 is through the Base layer 11 and the cover layer 12 bounded at the top and bottom.
  • Die Form des Hohlraums 4 ist vorzugsweise translationsinvariant 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 entlang der Stapelrichtung der Schichten 10, 11, 12 auf. Die Höhe des Hohlraums 4 entspricht insbesondere der Dicke der Hauptschicht 10.The shape of the cavity 4 is preferably translation-invariant with respect to the stacking direction of the layers 10, 11, 12. In particular, the cavity 4 has the shape of a straight cylinder. The side walls delimiting the cavity 4 run perpendicular to a base surface, in particular perpendicular to a bottom surface or top surface delimiting the cavity 4. The cavity 4 has in particular a base area parallel to the layer planes and a height along the stacking direction of the layers 10, 11, 12. The height of the cavity 4 corresponds in particular to the thickness of the main layer 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 Atmosphäre auch Halogenide zugesetzt sein. Beispielsweise enthält das Gas Stickstoff.The cavity 4 is filled with a gas. The type of gas depends on an atmosphere during the manufacture of the arrester 1, in particular on a sintering atmosphere during the sintering of the layers 10, 11, 12. For example, sintering takes place in the absence of oxygen. For example, halides can also be added to the atmosphere. For example, the gas contains nitrogen.
  • In dem Hohlraum 4, insbesondere an den Seitenwänden der Hauptschicht 10, welche den Hohlraum 4 begrenzen, kann ferner ein Aktivierungsmaterial 5, beispielsweise Graphit, angeordnet sein. Durch das Aktivierungsmaterial 5 kann die Ausbildung eines Lichtbogens unterstützt werden. Das Aktivierungsmaterial 5 dient somit als Zündhilfe. Das Aktivierungsmaterial 5 kann als schmaler Streifen lediglich Teilbereiche der Seitenwände bedecken oder auch die kompletten Seitenwände des Hohlraums 4.In the cavity 4, in particular on the side walls of the main layer 10 which delimit the cavity 4, an activation material 5, for example graphite, can also be arranged. The activation material 5 can support the formation of an electric arc. The activation material 5 thus serves as an ignition aid. As a narrow strip, the activation material 5 can cover only partial areas of the side walls or also the entire side walls of the cavity 4.
  • Der Ableiter 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.The arrester 1 also has internal electrodes 3. The internal electrodes 3 are each arranged on the cover layer 12 and the base layer 11. The cover layer 12 and the base layer 11 thus represent electrode-carrying layers. For example, the internal electrodes 3 have copper, tungsten and / or nickel.
  • Die Innenelektroden 3 verlaufen parallel zu den Schichten 10, 11, 12. In diesem Ausführungsbeispiel reichen die Innenelektroden 3 wechselseitig bis zu einem Seitenrand 7 des Grundkörpers 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).The internal electrodes 3 run parallel to the layers 10, 11, 12. In this exemplary embodiment, the internal electrodes 3 extend alternately up to a side edge 7 of the base body 30. This means that an internal electrode 3 extends to a first side edge 7 (right side edge in Figure 1 ) is performed, while the internal electrode 3 in question does not extend to the opposite, second side edge 7 of the base body 30. Another 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. However, internal electrodes 3 are also conceivable, which are not led to the side edge 7 at all, but rather serve as guide electrodes for the rollover (not explicitly shown).
  • 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 Innenelektrode 3 kann die Schicht 11, 12 auf der sie angeordnet ist zumindest im Bereich des Hohlraums 4 vollständig bedecken. Alternativ dazu kann auch wenigstens eine der Innenelektroden 3 nur als schmale Linie ausgebildet sein und an einer Oberseite und/oder an einer Unterseite des Hohlraums 4 in den Hohlraum 4 ragen.The internal electrodes 3 delimit the cavity 4 upwards or downwards. The internal electrodes 3 can be designed to be flat so that they completely cover the cavity 4 from above and / or below. In other words, the respective internal electrode 3 can completely cover the layer 11, 12 on which it is arranged, at least in the region of the cavity 4. As an alternative to this, at least one of the internal electrodes 3 can also be designed only as a narrow line and protrude into the cavity 4 on an upper side and / or on a lower side of the cavity 4.
  • Zum Anschließen der Innenelektroden 3 sind an den Stirnseiten des Grundkörpers 30 Außenelektroden 6, beispielsweise in Form von Metallkappen, angeordnet. Vorzugsweise weisen die Außenelektroden 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 Ableiters 1.To connect the internal electrodes 3, external electrodes 6, for example in the form of metal caps, are arranged on the end faces of the base body 30. The outer electrodes 6 preferably have copper. In this exemplary embodiment, the external electrodes 6 are arranged on the opposite end faces of the base body 30. The external electrodes 6 are preferably attached to the base body 30 by means of brazing. The inner electrodes 3 are alternately connected to the outer electrodes 6 in order to make contact with the arrester 1.
  • Vorzugsweise ist der Ableiter 1 als SMD-Bauelement, d.h. als oberflächenmontierbares Bauelement, ausgebildet. Der Ableiter 1 ist beispielsweise zur Montage auf einer Leiterplatte ausgebildet.The arrester 1 is preferably an SMD component, i.e. designed as a surface-mountable component. The arrester 1 is designed, for example, for mounting on a printed circuit board.
  • Die Figuren 3 und 4 zeigen einen Ableiter 1 zum Schutz vor Überspannungen gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Im Folgenden werden lediglich die Unterschiede zwischen den beiden Ausführungsbeispielen aufgezeigt.The Figures 3 and 4 show an arrester 1 for protection against overvoltages according to a second exemplary embodiment. Only the differences between the two exemplary embodiments are shown below.
  • Im Gegensatz zu dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ableiter 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 Ableiter 1 Rechnung getragen werden.In contrast to the one in the Figures 1 and 2 The arrester 1 shown here, the internal electrodes 3 are guided on both sides to the side edge 7 of the base body 30. In other words, each inner electrode 3 extends to the two side edges 7 of the base body 30. This means that alternative installation situations for the arrester 1 can be taken into account.
  • 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. Insbesondere sind die Außenelektroden 6 in Form von Metallkappen von oben und unten auf den Grundkörper 30 aufgebracht. Dabei ragen die Außenelektroden 6 teilweise auf die Stirnseiten des Grundkörpers 30 zum Anschluss der Innenelektroden 3.In this exemplary embodiment, the external electrodes 6 are not arranged on the end faces of the base body 30 for contacting the internal electrodes 3. Since the internal electrodes 3 protrude on both sides up to the edge of the base body 30, the external electrodes 5 are on the opposite longitudinal sides or main surfaces of the base body 30 are formed. In particular, the external electrodes 6 are applied to the base body 30 from above and below in the form of metal caps. In this case, the outer electrodes 6 partially protrude onto the end faces of the base body 30 for connecting the inner electrodes 3.
  • Im Übrigen gelten die in Zusammenhang mit den Figuren 1 und 2 beschriebenen Merkmale auch für den Ableiter 1 gemäß der Figuren 3 und 4.Otherwise, those in connection with Figures 1 and 2 Features described also for the arrester 1 according to FIGS. 3 and 4.
  • Die Figuren 5 und 6 zeigen Verfahrensschritte bei der Herstellung eines Ableiters. Vorzugsweise wird das Verfahren ein Ableiter 1 gemäß der Figuren 1 bis 4 hergestellt.The Figures 5 and 6 show process steps in the manufacture of an arrester. The method is preferably an arrester 1 according to FIG Figures 1 to 4 manufactured.
  • 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 Grünfolien, beispielsweise keramische Grünfolien.First, 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 layers 10, 11, 12. They are preferably green sheets, for example ceramic green sheets.
  • Vorzugsweise weisen die Folien ein keramisches Pulver auf. Als keramisches Grundmaterial kommen dabei sämtliche Keramiken in Frage, deren Sintertemperatur unterhalb der Schmelztemperatur der verwendeten Elektrodenmaterialien (insbesondere Kupfer, Wolfram und/oder Nickel) liegt und welche nach der Sinterung eine ausreichende mechanische und elektrische Stabilität aufweisen. Alternativ dazu kommen auch glasgefüllte Folien in Betracht.The foils preferably have a ceramic powder. All ceramics whose sintering temperature is below the melting temperature of the electrode materials used (in particular copper, tungsten and / or nickel) and which have sufficient mechanical and electrical stability after sintering can be used as the ceramic base material. Alternatively, glass-filled films can also be used.
  • Es können auch mehrere Folien für jede Schicht 10, 11, 12 bereitgestellt werden. Aus mehreren ersten Folien wird vorzugsweise 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 Ableiters 1 gebildet. Aus mehreren dritten Folien wird vorzugsweise die dritte Schicht 12 oder Deckschicht 12 des Ableiters 1 gebildet. Die Anzahl der verwendeten Folien hängt von der Dicke der Folien und von den geforderten Eigenschaften des Ableiters 1 ab. Beispielsweise kann die Hauptschicht 10 bis zu 20 Folien oder mehr mit einer Dicke von beispielsweise jeweils 40 µm aufweisen.Several foils can also be provided for each layer 10, 11, 12. The first layer 10 or main layer 10 of the arrester 1 is preferably formed from a plurality of first foils. A plurality of second foils is preferably made second layer 11 or base layer 11 of the arrester 1 is formed. The third layer 12 or cover layer 12 of the arrester 1 is preferably formed from a plurality of third foils. The number of foils used depends on the thickness of the foils and the required properties of the arrester 1. For example, the main layer 10 can have up to 20 films or more with a thickness of, for example, 40 μm each.
  • 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 insbesondere die Vielzahl der Folien der ersten Schicht 10 vollständig.Afterwards, at least one hole 4 is made in 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 the plurality of foils of the first layer 10 completely.
  • 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.In an optional step, an activation material 5 can be introduced into the hole 4. For example, a graphite paste is applied to the side walls of the first layer 10, which delimit the hole 4.
  • 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 Aktivierungsmaterial 5 in diesem Fall zwischen einzelne Folien der ersten Schicht 10 eingebracht werden. Beim Ausbilden des Lochs 4 ersteht in diesem Fall ein Ring aus Aktivierungsmaterial 5 an den Wänden des Lochs 4.As an alternative to this, the activation material 5 can also be introduced during the construction of the first layer 10 before the hole 4 is produced. In particular, the activation material 5 can in this case be introduced between individual foils of the first layer 10. In this case, when the hole 4 is formed, a ring of activation material 5 arises on the walls of the hole 4.
  • Auf die zweite Schicht 11 und die dritte Schicht 12 wird nun ein elektrisch leitfähiges Material 13, insbesondere eine Metallpaste, zur Ausbildung von Innenelektroden 3 aufgebracht. Das Material 13 wird auf einer Außenfläche 11a, 12a der jeweiligen Schicht 11, 12 aufgebracht. Das Material 13 wird vorzugsweise auf die zweite und dritte Schicht 11, 12 aufgedruckt, z.B. mittels Siebdruck. Das elektrisch leitfähige Material 13 kann beispielsweise Kupfer, Wolfram oder Nickel aufweisen.An electrically conductive material 13, in particular a metal paste, is then applied to the second layer 11 and the third layer 12 in order to form internal electrodes 3. The material 13 is on an outer surface 11a, 12a of the respective Layer 11, 12 applied. The material 13 is preferably printed onto the second and third layers 11, 12, for example by means of screen printing. The electrically conductive material 13 can comprise copper, tungsten or nickel, for example.
  • Das Bedrucken erfolgt in Form bestimmter Muster. Das elektrisch leitfähige Material 13 kann beispielsweise als ein durchgehender Streifen aufgebracht werden. Die Bedruckungsmuster 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.Printing takes place in the form of certain patterns. The electrically conductive material 13 can be applied, for example, as a continuous strip. The printing patterns are selected in such a way that the metal areas protrude at least partially onto the side edge 7 after a later separation of the stack and are thus accessible from the outside for electrical contacting. Furthermore, the printing patterns are selected such that the at least one hole 4 in the first layer 10 is covered with the electrically conductive material 13 on both sides, that is to say from above and below.
  • Anschließend werden die zweite Schicht 11 und die dritte Schicht 12 mit der bedruckten Außenfläche 11a, 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.The second layer 11 and the third layer 12 are then laminated onto the first layer 10 to form a stack 20 with the printed outer surface 11a, 12a facing inwards (see FIG Figure 6 ). The lamination takes place in the green state of the layers at pressure and moderate temperature. For example, the lamination takes place at a temperature of 80 ° C to 100 ° C.
  • In einem weiteren Schritt werden die keramischen Grünstapel 20 in Einzelbauteile 30 (Grundkörper 30) getrennt. Dies erfolgt beispielsweise mittels Cutten oder Sägen. Die Einzelbauteile 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.In a further step, the ceramic green stacks 20 are separated into individual components 30 (base body 30). This is done, for example, by means of cutting or sawing. The individual components 30 are then compressed in a single step under a defined temperature and atmosphere. If the layers 10, 11, 12 have a ceramic, the individual components 30 are debinded and sintered in this step under a defined temperature and atmosphere.
  • 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 Temperatur ausgesetzt, als beim Sintern.Sintering is preferably carried out 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 foils are used, the compression step is not implemented via sintering, but via a glass transition. The individual component 30 is exposed to a lower temperature than during sintering.
  • In einem letzten Schritt erfolgt das Aufbringen einer Metallpaste auf wenigstens einen Teilbereich der Außenfläche des jeweiligen Einzelbauteils 30. Abhängig von der Ausgestaltung der Innenelektroden 3 kann die Metallpaste auf die Stirnflächen oder die Hauptflächen des jeweiligen Einzelbauteils 30 aufgebracht werden (siehe Figuren 1 bis 4). Die Metallpaste wird anschließend eingebrannt zur Ausbildung der Außenelektroden 6. Art und Geometrie der Außenelektroden 6 sind so gewählt, dass ein oberflächenmontierbares Bauteil ähnlich einem Vielschichtkondensator (MLLC) entsteht.In a final step, a metal paste is applied to at least a partial area of the outer surface of the respective individual component 30. Depending on the configuration of the internal electrodes 3, the metal paste can be applied to the end faces or the main surfaces of the respective individual component 30 (see FIG Figures 1 to 4 ). The metal paste is then burned in to form the external electrodes 6. The type and geometry of the external electrodes 6 are selected so that a surface-mountable component similar to a multilayer capacitor (MLLC) is produced.
  • 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.The lamination of the layers 10, 11, 12, the compacting of the individual components 30 and the baking take place in a single temperature process by co-firing. Further temperature processes that complicate the process are superfluous.
  • Der Vorteil gegenüber herkömmlichen Gasableitern besteht darin, dass keine Einzelelemente sondern Vielfach-Anordnungen zu bearbeiten sind. Dies ermöglicht einen hohen Automatisierungsgrad sowie die Herstellung von sehr kleinen, miniaturisierten Bauformen. Der Aufbau mittels einzelner Folien erlaubt es ferner die Innenelektroden 3 frei anzuordnen. So ist eine Kombination von flächiger Innenelektrode 3 und Elektroden, die nur als schmale Linie in das Loch 4 ragen, möglich.The advantage over conventional gas discharge tubes is that no individual elements but multiple arrangements have to be processed. This enables a high degree of automation as well as the production of very small, miniaturized designs. The structure by means of individual foils also allows the internal electrodes 3 to be arranged freely. A combination of flat inner electrode 3 and electrodes which only protrude into the hole 4 as a narrow line is possible.
  • Auch Elektroden, die nicht nach außen an die Seitenränder 7 geführt sind, und als Leitelektroden für den Überschlag dienen, sind möglich.Electrodes that are not led outward to the side edges 7 and serve as guide electrodes for the flashover are also possible.
  • Die Beschreibung der hier angegebenen Gegenstände ist nicht auf die einzelnen speziellen Ausführungsformen beschränkt. Vielmehr können die Merkmale der einzelnen Ausführungsformen - soweit technisch sinnvoll - dem Umfang der Ansprüche entsprechend miteinander kombiniert werden.The description of the subjects specified here is not restricted to the individual specific embodiments. Rather, the features of the individual embodiments can be combined with one another according to the scope of the claims, insofar as it is technically sensible.
  • BezugszeichenlisteList of reference symbols
  • 11
    AbleiterArrester
    33
    InnenelektrodeInner electrode
    44th
    Hohlraum / LochCavity / hole
    55
    AktivierungsmaterialActivation material
    66th
    AußenelektrodeOuter electrode
    77th
    SeitenrandMargin
    1010
    Erste Schicht / HauptschichtFirst layer / main layer
    1111
    Zweite Schicht / GrundschichtSecond layer / base layer
    11a11a
    AußenflächeExterior surface
    1212
    Dritte Schicht / DeckschichtThird layer / top layer
    12a12a
    AußenflächeExterior surface
    1313
    Elektrisch leitfähiges MaterialElectrically conductive material
    2020th
    Stapelstack
    3030th
    Einzelbauteil / GrundkörperIndividual component / base body

Claims (16)

  1. Method for producing an arrester (1), comprising the steps of:
    - providing at least three green layers (10, 11, 12), wherein the respective layer (10, 11, 12) comprises at least one green sheet,
    - introducing at least one hole (4) into a first of the three layers (10),
    - applying an electrically conductive material (13) for forming inner electrodes (3) to a second of the three layers (11) and a third of the three layers (12),
    - laminating the layers (10, 11, 12) to form a stack (20), wherein the first layer (10) is arranged between the second layer (11) and the third layer (12),
    - separating the green stack (20) into individual components (30),
    - compacting the individual components (30),
    wherein the lamination of the layers (10, 11, 12) and the compaction of the individual components (30) are effected in a single temperature process by co-firing.
  2. Method according to Claim 1,
    comprising the further step of
    - applying a metal paste to at least a partial region of the outer face of the respective individual component (30) and firing the metal paste for forming at least one outer electrode (6) .
  3. Method according to Claim 1 or 2,
    wherein the layers (10, 11, 12) have the same material composition.
  4. Method according to one of the preceding claims,
    wherein the layers (10, 11, 12) comprise a ceramic material.
  5. Method according to Claim 4,
    wherein the individual components (30) are compacted by means of debindering and sintering of the individual components (30) under a defined temperature and atmosphere.
  6. Method according to one of the preceding claims, wherein the layers (10, 11, 12) comprise glass.
  7. Method according to Claim 6,
    wherein the individual components (30) are compacted by way of a glass transition.
  8. Method according to one of the preceding claims,
    wherein the electrically conductive material (13) is applied in a predetermined pattern to an outer face (11a, 12a) of the second layer (11) and of the third layer (12), and wherein the second layer (11) and the third layer (12) are laminated with the printed outer face (11a, 12a) inward onto the first layer (10) to form the stack (20).
  9. Method according to Claim 8,
    wherein the pattern is chosen in such a way that the at least one hole (4) in the first layer (10) is covered at least partially on both sides with the electrically conductive material (13).
  10. Method according to one of the preceding claims,
    wherein the electrically conductive material (13) is applied to the second layer (11) and the third layer (12) by means of screen printing.
  11. Method according to one of the preceding claims,
    wherein, after the singulation, the electrically conductive material (13) protrudes at at least one side edge (7) of the respective individual component (30) .
  12. Method according to one of the preceding claims, comprising the further step of
    - providing an activation material (5) in the first layer (10), wherein the activation material (5) is arranged at least partially in the hole (4).
  13. Arrester (1) for protecting against overvoltages, comprising a plurality of layers (10, 11, 12) arranged one above another, and at least one cavity (4) which leads through at least one layer (10), wherein the arrester (1) comprises inner electrodes (3), which adjoin the cavity (4), and wherein the arrester (1) is produced by a method according to one of Claims 1 to 12.
  14. Arrester (1) according to Claim 13,
    wherein the layers (10, 11, 12) comprise a cover layer (12) and a base layer (11), which delimit the cavity (4) toward the bottom and top, and wherein the inner electrodes (3) are arranged on the cover layer (12) and the base layer (11).
  15. Arrester (1) according to Claim 13 or 14,
    wherein the layers (10, 11, 12) comprise a ceramic material and/or glass.
  16. Arrester (1) according to one of Claims 13 to 15,
    wherein the electrodes (3) have an areal form and completely cover the cavity (4) toward the bottom and top.
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