Beschreibung description
Keramisches Bauelement und dessen VerwendungCeramic component and its use
Die Erfindung betrifft ein keramisches Bauelement mit einem Grundkörper und galvanisch darauf aufgebrachten Kontakt- schichten. Zudem betrifft die Erfindung die Verwendung des keramischen Bauelements.The invention relates to a ceramic component with a base body and galvanically applied contact layers. In addition, the invention relates to the use of the ceramic component.
Es sind keramische Bauelemente bekannt, die als NTC- iderstände verwendet werden, die eine hohe thermische Stabilität aufweisen und deren Grundkörper eine Mischung aus Metalloxiden enthält. Derartige Bauelemente werden üblicherweise in Oberflächenmontage auf Platinen gelötet und dienen der Temperaturkontrolle verschiedener elektronischer Komponenten in elektrischen Geräten und Apparaten der Elektrotechnik.Ceramic components are known which are used as NTC resistors, which have high thermal stability and whose base body contains a mixture of metal oxides. Components of this type are usually soldered onto boards in surface mounting and are used for temperature control of various electronic components in electrical devices and electrical engineering apparatus.
Die Möglichkeit der Oberflächenmontage (SMD-Fähigkeit) der Bauelemente wird erreicht durch Kontaktierung des Grundkör- pers mittels Einbrennen einer Silberpaste auf dem Grundkörper und anschließendes Galvanisieren der Silberpaste in einem Nickel- und Zinnbad. Die äußerste Zinn-KontaktSchicht garantiert dabei die SMD-Fähigkeit.The possibility of surface mounting (SMD capability) of the components is achieved by contacting the base body by baking a silver paste on the base body and then galvanizing the silver paste in a nickel and tin bath. The outermost tin contact layer guarantees the SMD capability.
Die als Grundkörper für die Bauelemente verwendeten Metalloxid-Mischungen sind beispielsweise aus US 3,219,480 bekannt. Gemäß dieser Schrift wird bei der Herstellung des ' Grundkörpers von halbleitenden Oxiden der Übergangselemente und deren Kombinationen in Form einer Spinell -Struktur ausge- gangen. Dabei kommen vielfach Mehrphasensysteme, z.B. Nickel -The metal oxide mixtures used as base bodies for the components are known, for example, from US Pat. No. 3,219,480. According to this document of the 'basic body of semiconducting oxides of the transition elements, and combinations thereof in the form of a spinel structure is considered excluded in manufacture. In many cases there are multiphase systems, e.g. nickel
Mangan-, Kobalt-Nickel-Mangan- oder auch Kupfer-Kobalt- Nickel -Mangan-Oxidsysteme, zur Anwendung, die durch weitere Komponenten wie Eisenoxid oder Zinkoxid modifiziert werden.Manganese, cobalt-nickel-manganese or copper-cobalt-nickel-manganese oxide systems, which are modified by other components such as iron oxide or zinc oxide.
Die bekannten Metalloxid-Mischungen haben den Nachteil, daß sie eine geringe chemische Stabilität aufweisen, was insbesondere während des Galvanikprozesses zur Aufbringung einer
SMD-fähigen Metallisierung zum Tragen kommt. Da die Galvanisierung üblicherweise in ätzenden Bädern vorgenommen wird, besteht die Gefahr, daß die auf dem Grundkörper aufgebrachten Elektroden unterätzt werden. Dadurch wird der elektrische Kontakt zwischen der Elektrode und dem Grundkörper und damit die elektrischen Eigenschaften des Bauelements beeinträchtigt. Darüber hinaus leidet auch die mechanische Stabilität der Kontaktschicht .The known metal oxide mixtures have the disadvantage that they have low chemical stability, which is particularly important during the electroplating process SMD-capable metallization comes into play. Since the electroplating is usually carried out in caustic baths, there is a risk that the electrodes applied to the base body will be undercut. As a result, the electrical contact between the electrode and the base body and thus the electrical properties of the component are impaired. In addition, the mechanical stability of the contact layer also suffers.
Ferner haben die bekannten Metalloxid-Mischungen den Nachteil, daß sie einen relativ geringen ohmschen Widerstand aufweisen, was dazu führt, daß während des Galvanisierens nicht nur die im Kappenbereich der Bauelemente aufgebrachte Silberpaste sondern auch die übrige Oberfläche des Bauelements me- tallisiert wird. Dadurch entstehen Kurzschlüsse, die das Bauelement funktionsuntauglich machen.Furthermore, the known metal oxide mixtures have the disadvantage that they have a relatively low ohmic resistance, which means that not only the silver paste applied in the cap area of the components but also the remaining surface of the component is metallized during the galvanizing. This creates short circuits that render the component inoperable.
Aus diesem Grund benötigen die bekannten keramischen Bauelemente eine Passivierungsschicht zur Abdeckung des keramischen Grundkörpers zwischen den Kontaktschichten. Als Passivierungsschicht können beispielsweise glasartige Schichten verwendet werden, die vor der Metallisierung des Grundkörpers aufgedruckt oder aufgesprüht und zusammen mit der Silberpaste in die Oberfläche des Grundkörpers des Bauelements einge- brannt werden.For this reason, the known ceramic components require a passivation layer to cover the ceramic base body between the contact layers. Glass-like layers can be used as the passivation layer, for example, which are printed or sprayed on before the metallization of the base body and are baked together with the silver paste into the surface of the base body of the component.
Die Aufbringung einer hochohmigen Passivierungsschicht hat den Nachteil, daß ein zusätzlicher Verfahrensschritt zur Herstellung des keramischen Bauelements notwendig ist.The application of a high-resistance passivation layer has the disadvantage that an additional process step for the production of the ceramic component is necessary.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein keramisches Bauelement anzugeben, dessen Grundkörper gegenüber den zur Galvanisierung verwendeten Bädern chemisch stabil ist .The aim of the present invention is therefore to provide a ceramic component whose base body is chemically stable with respect to the baths used for the galvanization.
Dieses Ziel wird erfindungsgemäß durch ein keramisches Bauelement nach Anspruch 1 erreicht . Vorteilhafte Ausgestaltun-
gen der Erfindung und die Verwendung des keramischen Bauelements sind den weiteren Ansprüchen zu entnehmen.This goal is achieved according to the invention by a ceramic component according to claim 1. Advantageous configurations gene of the invention and the use of the ceramic component can be found in the further claims.
Die Erfindung gibt ein keramisches Bauelement mit einem Grundkörper an, der aus einer Perowskitverbindung besteht, mit der allgemeinen chemischen Formel:The invention provides a ceramic component with a base body, which consists of a perovskite compound, with the general chemical formula:
bei der das zweiwertige Metall M11 entweder Strontium oderwhere the divalent metal M 11 is either strontium or
Barium und das dreiwertige Metall M111 ein Element der Seltenen Erden ist, bei der gilt: 0 < x < 0,85; 0 < y < (l-x)/2 und x+y < 1, und dessen Oberfläche teilweise von einer galvanisch aufge- brachten Kontaktschicht bedeckt ist.Barium and the trivalent metal M 111 is a rare earth element, where: 0 <x <0.85; 0 <y <(lx) / 2 and x + y <1, and the surface of which is partially covered by a galvanically applied contact layer.
Die Perowskitverbindung kann noch weitere, übliche Bestandteile in geringen Mengen enthalten, die die Eigenschaften der Verbindung nicht beeinträchtigen.The perovskite compound can also contain other, conventional constituents in small amounts which do not impair the properties of the compound.
Das erfindungsgemäße keramische Bauelement hat den Vorteil, daß eine den nicht zu galvanisierenden Teil des Grundkörpers abdeckende Schutzschicht nicht benötigt wird, da die Perowskitverbindung eine hohe chemischen Stabilität aufweist und gegenüber den bei der Galvanik verwendeten ätzenden Bädern unempfindlich ist.The ceramic component according to the invention has the advantage that a protective layer covering the part of the base body that is not to be electroplated is not required, since the perovskite compound has a high chemical stability and is insensitive to the caustic baths used in electroplating.
Bei der Verwendung der Perowskitverbindung als Grundkörper des erfindungsgemäßen keramischen Bauelements resultiert dar- aus ferner der Vorteil, daß galvanisch auf den Grundkörper aufgebrachte Kontaktschichten nicht unterätzt werden.When the perovskite connection is used as the base body of the ceramic component according to the invention, this also has the advantage that contact layers which are applied galvanically to the base body are not undercut.
Da aufgrund der PerowskitStruktur die Summe aus x und y maximal 1 ergeben kann, ist durch den Stöchiometrieparameter x der Anteil Kobalt, der anstelle von Titan eingebaut wird, und zugleich die Aufteilung in Co11 und Co111 festgelegt.
Ferner ist ein keramisches Bauelement besonders vorteilhaft, bei dem für die Perowskitverbindung entwederSince the sum of x and y can result in a maximum of 1 due to the perovskite structure, the stoichiometric parameter x determines the proportion of cobalt that is installed instead of titanium, and at the same time the division into Co 11 and Co 111 . Furthermore, a ceramic component is particularly advantageous, in which either for the perovskite connection
x = 0 und zugleich y > 0,4 oder 0,09 < x < 0,11 und zugleich y > 0,25 oder 0,18 < x < 0,32 und zugleich y > 0,2 oder 0,78 < x < 0,82 und zugleich y > 0,02 oder 0,68 < x < 0,72 und zugleich y > 0,04x = 0 and at the same time y> 0.4 or 0.09 <x <0.11 and at the same time y> 0.25 or 0.18 <x <0.32 and at the same time y> 0.2 or 0.78 <x <0.82 and at the same time y> 0.02 or 0.68 <x <0.72 and at the same time y> 0.04
gilt.applies.
Eine solche Perowskitverbindung hat den Vorteil, daß sie einen hohen elektrischen Widerstand aufweist. Dadurch wird vermieden, daß bei der galvanischen Auftragung von Metall auf dem Grundkörper des erfindungsgemäßen Bauelement ganzflächig Metall abgeschieden wird.Such a perovskite connection has the advantage that it has a high electrical resistance. This prevents metal being deposited over the entire surface during the galvanic application of metal to the base body of the component according to the invention.
Die hohen elektrischen Widerstände ergeben sich bei kleinen Werten von x bei in diesem Fall zugleich größerer Variations- breite der y-Parameter im Bereich hoher y-Werte, z.B. für x=0 im Bereich y>0,4; für x=0,l im Bereich y>0,25; für x=0,2 und 0,3 im Bereich y>0,2. Bei hohen x-Werten ist die Variationsbreite der y-Parameter stark eingeschränkt und die erforderlichen hohen Widerstände werden bereits bei kleinen y-Werten erreicht, z.B. für x=0,8 bereits ab einem y von ca. 0,02; für x=0,7 bereits ab y = ca. 0,04.The high electrical resistances result from small values of x and in this case at the same time a larger range of variation of the y parameters in the range of high y values, e.g. for x = 0 in the range y> 0.4; for x = 0.1 in the range y> 0.25; for x = 0.2 and 0.3 in the range y> 0.2. With high x values, the range of variation of the y parameters is severely limited and the required high resistances are already achieved with small y values, e.g. for x = 0.8 already from a y of approx. 0.02; for x = 0.7 already from y = approx.0.04.
Des weiteren ist ein keramisches Bauelement besonders vorteilhaft, bei dem das Element der Seltenen Erden der Perows- kitverbindung Lanthan ist. Lanthan hat sich in Experimenten als besonders geeignet für die Perowskitverbindung erwiesen.Furthermore, a ceramic component is particularly advantageous in which the rare earth element of the perovskite compound is lanthanum. In experiments, lanthanum has proven to be particularly suitable for the perovskite compound.
Es ist darüber hinaus ein keramisches Bauelement besonders vorteilhaft, bei dem sich zwischen dem Grundkörper und der Kontaktschicht eine Startschicht für den Galvanikprozeß befindet. Die Startschicht für den Galvanikprozeß hat den Vorteil, daß die Galvanik eindeutig räumlich begrenzt stattfin-
det, da sich das Metall im Galvanikprozeß bevorzugt auf der Startschicht und weniger auf der restlichen Oberfläche des Grundkörpers abscheidet .In addition, a ceramic component is particularly advantageous in which there is a starting layer for the electroplating process between the base body and the contact layer. The starting layer for the electroplating process has the advantage that the electroplating is clearly limited in space. det, since the metal in the electroplating process preferentially deposits on the starting layer and less on the remaining surface of the base body.
Ferner hat die Startschicht den Vorteil, daß sie aufgrund ihrer für die Galvanik notwendigen guten elektrischen Leitfähigkeit für eine gute Kontaktierung des keramischen Grundkörpers des Bauelementes sorgt .Furthermore, the starting layer has the advantage that, because of its good electrical conductivity, which is necessary for electroplating, it ensures good contacting of the ceramic base body of the component.
Ferner ist ein keramisches Bauelement besonders vorteilhaft, bei dem die Kontaktschicht für die Oberflächenmontage des Bauelements geeignet ist. Aufgrund der Eignung der Kontakt- schicht für die Oberflächenmontage (SMD-Fähigkeit) ist das ganze Bauelement für die Oberflächenmontage geeignet . Mit Hilfe der Oberflächenmontage ist ein stark rationalisierter, automatisierter Bestückvorgang der Bauelemente auf einer Leiterplatte möglich. Als besonders vorteilhafte Kontaktschicht kann beispielsweise eine aus Zinn und Nickel bestehende Kontaktschicht verwendet werden.Furthermore, a ceramic component is particularly advantageous in which the contact layer is suitable for surface mounting the component. Due to the suitability of the contact layer for surface mounting (SMD capability), the entire component is suitable for surface mounting. With the help of surface mounting, a highly rationalized, automated assembly process of the components on a printed circuit board is possible. A contact layer consisting of tin and nickel can be used as a particularly advantageous contact layer, for example.
Ferner ist ein keramisches Bauelement besonders vorteilhaft, bei dem die Startschicht durch eine Silber-Einbrennpaste auf dem Grundkörper hergestellt ist. Die Silber-Einbrennpaste hat den Vorteil, daß sie eine gute Haftung auf der Perowskitver- bindung gewährleistet. Dadurch wird die mechanische Stabilität des keramischen Bauelements positiv beeinflußt.Furthermore, a ceramic component in which the starting layer is produced by a silver baking paste on the base body is particularly advantageous. The silver baking paste has the advantage that it ensures good adhesion to the perovskite compound. This has a positive influence on the mechanical stability of the ceramic component.
Darüber hinaus ist ein keramisches Bauelement besonders vorteilhaft, dessen Grundkörper auf zwei gegenüberliegenden Sei- ten je eine Kontaktschicht aufweist, die mit im Inneren des Grundkörpers befindlichen, elektrisch leitfähigen Elektroden kontaktiert sind, wobei die Elektroden so angeordnet sind, daß sie den zwischen den Kontaktschichten gemessenen ohmschen Widerstand des Bauelements reduzieren.In addition, a ceramic component is particularly advantageous, the base body of which has a contact layer on each of two opposite sides, which is contacted with electrically conductive electrodes located in the interior of the base body, the electrodes being arranged in such a way that they measure the one measured between the contact layers reduce the ohmic resistance of the component.
Die Elektroden im Inneren des Grundkörpers haben den Vorteil, daß sie den relativ hohen ohmschen Widerstand der Perowskit-
Verbindung so weit reduzieren, daß das keramische Bauelement einen an die jeweilige Verwendung des Bauelements angepaßten elektrischen Widerstand aufweist. Durch geeignete Gestaltung der leitfähigen Elektroden kann der ohmsche Widerstand der keramischen Bauelements flexibel an den jeweils vorgesehenen Einsatzbereich des Bauelements angepaßt werden.The electrodes in the interior of the base body have the advantage that they have the relatively high ohmic resistance of the perovskite Reduce the connection so far that the ceramic component has an electrical resistance that is adapted to the respective use of the component. The ohmic resistance of the ceramic component can be flexibly adapted to the intended area of use of the component by suitable design of the conductive electrodes.
Als Material für die leitfähigen Elektroden kommt vorteilhafterweise Palladium oder Platin zum Einsatz. Diese beiden Edelmetalle haben den Vorteil, daß sie an Luft gesintert werden können. Die Sinterung an Luft ist bei Verwendung der erfindungsgemäßen Perowskitverbindung als Grundkörper für das Bauelement unbedingt notwendig, da an einer anderen Atmosphäre, beispielsweise an einer Schutzgasatmosphäre aus Stick- stoffgas, die Perowskitstruktur chemisch nicht stabil wäre.Palladium or platinum is advantageously used as the material for the conductive electrodes. These two precious metals have the advantage that they can be sintered in air. Sintering in air is absolutely necessary when using the perovskite compound according to the invention as the base body for the component, since the perovskite structure would not be chemically stable in another atmosphere, for example in a protective gas atmosphere made of nitrogen gas.
Darüber hinaus gibt die Erfindung die Verwendung des erfindungsgemäßen keramischen Bauelements als Heißleiter an. Aufgrund des sehr gut definierten Widerstands des erfindungsge- mäßen Bauelements, insbesondere dann, wenn im Inneren desIn addition, the invention specifies the use of the ceramic component according to the invention as a thermistor. Because of the very well-defined resistance of the component according to the invention, in particular when inside the
Bauelements leitfähige Elektroden angeordnet sind, ist das erfindungsgemäße Bauelement für Anwendungen als Heißleiter besonders geeignet. An Heißleiter werden nämlich aufgrund der von ihnen ausgeübten Schutzfunktion besonders hohe Anforde- rungen hinsichtlich der Bauelementstabilität gestellt.Component conductive electrodes are arranged, the component according to the invention is particularly suitable for applications as a thermistor. Because of the protective function they perform, thermistors are subject to particularly high requirements with regard to component stability.
Ein weiterer Vorteil der Verwendung des erfindungsgemäßen keramischen Bauelements als Heißleiter ist die SMD-Fähigkeit des Bauelements. Dadurch ist eine einfache und automatisierte Bestückung von Leiterplatten möglich.Another advantage of using the ceramic component according to the invention as a thermistor is the SMD capability of the component. This enables simple and automated assembly of printed circuit boards.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei- spiels und den dazugehörigen Figuren näher erläutert.The invention is explained in more detail below on the basis of an exemplary embodiment and the associated figures.
Figur 1 zeigt beispielhaft ein erfindungsgemäßes keramisches Bauelement in schematisch-perspektivischer Darstellung.
Figur 2 zeigt das keramische Bauelement aus Figur 1 im schematischen Längsschnitt.Figure 1 shows an example of a ceramic component according to the invention in a schematic perspective view. FIG. 2 shows the ceramic component from FIG. 1 in a schematic longitudinal section.
Figur 3 zeigt den Bereich der Kontaktschicht des Bauelements aus Figur 2.FIG. 3 shows the area of the contact layer of the component from FIG. 2.
Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes keramisches Bauelement, das einen Grundkörper 1 aufweist, an dem eine erste Kontakt- schicht 2 und eine zweite Kontaktschicht 3 angeordnet ist.FIG. 1 shows a ceramic component according to the invention, which has a base body 1 on which a first contact layer 2 and a second contact layer 3 are arranged.
Die beiden Kontaktschichten 2, 3 sind galvanisch aufgebrachte Zinnschichten. Mit Hilfe dieser Zinnschichten kann das Bauelement in SMD-Montage auf einer Leiterplatte befestigt werden. Der Grundkörper 1 ist auf der Basis einer einphasigen Perowskitkeramik in Mischoxid-Technik wie folgt beschrieben hergestellt :The two contact layers 2, 3 are galvanically applied tin layers. With the help of these tin layers, the component can be attached to a printed circuit board in SMD mounting. The base body 1 is produced on the basis of a single-phase perovskite ceramic using the mixed oxide technique as described below:
Für die Ausbildung der einphasigen Perowskitkeramik werden Mischungen der Ausgangsstoffe La2θ2, SrCθ3 , Tiθ2 und Kobalto- xid, deren Gehalt an Metallkationen analytisch jeweils exakt ermittelt wurde, durch Kalzination bei 1250 °C umgesetzt. Die Einphasigkeit der Perowskitkeramik hat den Vorteil, daß das Bauelement eine sehr gute Alterungsstabilität aufweist, da kein Phasen innerhalb des Systems ineinander umgewandelt wer- den können. Die Kalzination dauert in der Regel sechs Stunden.For the formation of the single-phase perovskite ceramic, mixtures of the starting materials La2θ2, SrCθ3, Tiθ2 and cobalt oxide, the content of metal cations of which was determined analytically, are converted by calcination at 1250 ° C. The single-phase nature of the perovskite ceramic has the advantage that the component has very good aging stability, since no phases can be converted into one another within the system. The calcination usually takes six hours.
Die Synthese der Perowskitverbindung erfordert eine Wiederholung der Kalzination. Zu diesem Zweck wird das Umsetzungspro- dukt der Kalzination als wäßriger Schlicker unter Zugabe von Achatkugeln etwa vierundzwanzig Stunden lang einem Mahlprozeß unterzogen. Nach dem Abdampfen der Flüssigkeit wird der Rückstand gesiebt und erneut bei 1250 °C sechs Stunden lang kalziniert . Anschießend wird in wäßriger Suspension auf ein mittlere Korngröße < 1 μm gemahlen.
Nach Zugabe geeigneter Anteile eines Dispergators sowie eines für die Herstellung von Keramikfolien geeigneten Bindesystems folgt die Ausführung der Verfahrensstufe des Folienziehens sowie das Bedrucken der Folien mit Platin- o.der Palladium- Paste. Durch Stapeln der einzelnen Folien, Laminieren des Stapels und schneiden des Laminats gelangt man schließlich unmittelbar, und zwar ohne den Zwischenschritt des Aufbrin- gens einer passivierenden Schutzschicht, zum Grundkörper 1, der in diesem Fall für ein Heißleiter-Bauelement verwendet wird. Die so hergestellten einzelnen Bauelemente werden der Sinterung bei 1350 °C während einer Dauer von mindestes drei Stunden unterzogen und anschließend mit einer Silber- Einbrennpaste terminiert .The synthesis of the perovskite compound requires a repetition of the calcination. For this purpose the calcination reaction product is subjected to a grinding process as an aqueous slip with the addition of agate balls for about twenty-four hours. After the liquid has been evaporated off, the residue is sieved and calcined again at 1250 ° C. for six hours. The mixture is then ground in aqueous suspension to an average grain size of <1 μm. After adding suitable proportions of a dispersant and a binding system suitable for the production of ceramic films, the process step of film drawing is carried out and the films are printed with platinum or palladium paste. By stacking the individual foils, laminating the stack and cutting the laminate, one finally arrives directly at the base body 1, without the intermediate step of applying a passivating protective layer, which in this case is used for a thermistor component. The individual components produced in this way are subjected to sintering at 1350 ° C. for a period of at least three hours and then terminated with a silver baking paste.
Die Silber-Einbrennpaste bestimmt die Lage der Kontaktschichten 2, 3 die im anschließenden Galvanikbad auf die Silber- Einbrennpaste aufgebracht werden. Die Platin- oder Palladium- Paste stellt die in Figur 2 dargestellte Elektrode 5 dar. Die Silber-Einbrennpaste stellt die in Figur 3 dargestellteThe silver baking paste determines the position of the contact layers 2, 3 which are applied to the silver baking paste in the subsequent electroplating bath. The platinum or palladium paste represents the electrode 5 shown in FIG. 2. The silver baking paste represents the one shown in FIG
Startschicht 4 dar, auf der schließlich galvanisch die Kontaktschicht 3 aufgebracht wird.Starts layer 4, on which the contact layer 3 is finally applied galvanically.
In besonders vorteilhafter Weise ist die Kontaktschicht 3 ein Schichtstapel aus einer Nickelschicht, die direkt auf dieIn a particularly advantageous manner, the contact layer 3 is a layer stack made of a nickel layer, which is directly on the
Startschicht 4 aufgebracht wird, und einer die Kontaktschicht nach außen abschließenden Zinnschicht. Die Nickelschicht verhindert dabei ein Ablegieren des Silbers, das sich direkt auf dem keramischen Grundkörper 1 befindet.Starting layer 4 is applied, and a tin layer closing the contact layer to the outside. The nickel layer prevents the silver, which is located directly on the ceramic base body 1, from alloying.
Mit dem beschriebenen Verfahren wurde eine Perowskitverbindung mit den Parametern x=0,7377 und y=0,02 realisiert. Dadurch ergibt sich die folgende Zusammensetzung einer beispielhaften Perowskitverbindung:
Sro,7377LaO,2623τiIV0,7577CoII0,020 oIII0,2223°3With the described method, a perovskite connection with the parameters x = 0.7377 and y = 0.02 was realized. This results in the following composition of an exemplary perovskite compound: Sro, 7377 La O, 2623 τiIV 0.7577 CoII 0.020 oIII 0.2223 ° 3
Keramische Bauelemente und insbesondere Heißleiter werden durch folgende Größen charakterisiert:Ceramic components and in particular thermistors are characterized by the following sizes:
- der elektrische Widerstand R des Heißleiters ist abhängig von der Temperatur T und folgt im für die Anwendung interessanten Bereich einer Exponentialfunktion:- The electrical resistance R of the thermistor depends on the temperature T and follows an exponential function in the area of interest for the application:
R(T)= R25exp(B(l/T-l/298K) )R (T) = R 2 5exp (B (l / Tl / 298K))
- Die Konstante B (in K) beschreibt dabei die Empfindlichkeit des Heißleiters für die Temperaturmessung.- The constant B (in K) describes the sensitivity of the thermistor for the temperature measurement.
- Der Nennwiderstand R25 gibt den elektrischen Widerstand des Bauelements bei einer Temperatur von 25 °C an.- The nominal resistance R25 indicates the electrical resistance of the component at a temperature of 25 ° C.
- Die Streubreite Vk wird in Prozent angegeben und beschreibt die herstellungsbedingte Variation der Konstante B sowie des Nennwiderstands R25 des Bauelements.- The spread Vk is given in percent and describes the manufacturing-related variation of the constant B and the nominal resistance R25 of the component.
Bei dem in diesem Beispiel beschriebenen Bauelement wurde ein spezifischer Widerstand P25 von 61,5 kΩcm nach der Herstellung gemessen. Nach 144 Stunden Alterung bei 150 °C hatte sich der spezifische Widerstand praktisch nicht geändert und betrug wieder 61,5 kΩcm. Dies zeigt, wie groß die Stabilität der einphasigen Perowskitkeramik in diesem Beispiel ist.In the component described in this example, a specific resistance P25 of 61.5 kΩcm was measured after production. After 144 hours of aging at 150 ° C, the specific resistance had practically not changed and was again 61.5 kΩcm. This shows how great the stability of the single-phase perovskite ceramic is in this example.
In der folgenden Tabelle werden weitere charakteristische Pa- rameter des in diesem Beispiel beschriebenen Bauelements aufgeführt .
The following table lists further characteristic parameters of the component described in this example.
Die in der Tabelle genannten Werte zeigen mit bekannten Bauelementen vergleichbare Parameter, wodurch deutlich wird, daß durch die Perowskitstruktur keine Nachteile hinsichtlich der elektrischen Daten des Bauelements in Kauf genommen werden müssen.The values given in the table show parameters comparable to known components, which makes it clear that the perovskite structure means that no disadvantages with regard to the electrical data of the component have to be accepted.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die beispielhaft ge- zeigte Ausführungsform, sondern wird in ihrer allgemeinsten Form durch Anspruch 1 definiert.
The invention is not limited to the exemplary embodiment shown, but is defined in its most general form by claim 1.