WO2021250099A1 - Surge protection element - Google Patents

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WO2021250099A1
WO2021250099A1 PCT/EP2021/065466 EP2021065466W WO2021250099A1 WO 2021250099 A1 WO2021250099 A1 WO 2021250099A1 EP 2021065466 W EP2021065466 W EP 2021065466W WO 2021250099 A1 WO2021250099 A1 WO 2021250099A1
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WO
WIPO (PCT)
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discharge
signal line
ceramic body
discharge zone
contact
Prior art date
Application number
PCT/EP2021/065466
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Thomas Feichtinger
Pavol Dudesek
Original Assignee
Tdk Electronics Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tdk Electronics Ag filed Critical Tdk Electronics Ag
Priority to DE112021003204.6T priority Critical patent/DE112021003204A5/en
Publication of WO2021250099A1 publication Critical patent/WO2021250099A1/en

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01TSPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T4/00Overvoltage arresters using spark gaps
    • H01T4/04Housings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01TSPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T4/00Overvoltage arresters using spark gaps
    • 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

Definitions

  • the invention relates to an overvoltage protection element.
  • Very fast high-frequency data lines or interfaces of such high-frequency data lines are part of many common electronic applications, such as USB, HDMI, Ethernet, Gigabit Ethernet or, in particular, automotive multi-gig.
  • Corresponding high-frequency data lines are usually operated at operating voltages of less than 100 V.
  • the operating voltages can be 24 V, 48 V, or 70 V.
  • the data transfer rates can be up to 10 gigabit / s.
  • Corresponding high-frequency data lines are sensitive to overvoltages.
  • the overvoltages can have various causes, for example electrostatic charging or the like.
  • ESD protection solutions are required which take up little space.
  • the ESD protection solutions should not interfere with the signal line, neither during normal operation nor during an overvoltage event. This is particularly important for strip conductors and especially in the automotive multi-gig area.
  • the patent specification discloses both a single surge arrester for protecting a single data line and an integrated surge arrester for protecting multiple data lines.
  • All surge arresters described in US 7099131 B2 are constructed in the feedthrough design. This means that one or more signal lines are routed from the outside to a ceramic component, there are connected to an electrode on the ceramic component and then passed through a conductor or an internal electrode in the ceramic component through the component and then through an output electrode to be led back onto a conductor track.
  • a corresponding data line according to US Pat. No. 7099131 B2 is protected by a gas-filled cavity in contact with a data line is available, which is routed as an internal electrode through the ceramic body of the surge arrester.
  • the contact surface between the data line inner electrode and the cavity represents a discharge surface.
  • the cavity thus forms a type of discharge via.
  • discharge via is understood to mean a device which has a non-linear current-voltage behavior applied voltage (usually an overvoltage) is significantly reduced, which is why a current flow can take place through the discharge via.
  • discharge via can be understood to mean a device which has a non-linear current-voltage behavior and offers a discharge device in a laminated multi-layer body, in which the discharge current flows mainly perpendicular to the lamination direction. A proportion of more than 50% can be mainly vertical.
  • an integrated surge arrester for protecting several data lines according to US Pat. No. 7099131 B2 has a parallel arrangement of data line inner electrodes (feedthroughs) through the ceramic. Each of these signal lines is connected by a corresponding discharge via to the common ground line through the ceramic component.
  • a corresponding design has the advantage that lines can be protected comparatively close to one another in a common component.
  • the corresponding feedthrough design also has advantages for mounting on a corresponding circuit board or on corresponding strip conductors.
  • the conductor tracks in the strip conductor have a defined distance.
  • the coupling between the conductor tracks is defined by the distance and the dielectric constant of the medium between the conductor tracks.
  • the "free" conductor tracks i.e. outside of the components, have a low coupling and a defined impedance, since the dielectric constant e of the surrounding medium, air, is small (approx. 1).
  • the coupling between the conductor tracks in the surge arrester is increased and, if necessary, the impedance in the area of the surge arrester changed.
  • an overvoltage protection element which has a ceramic body, at least one first discharge via and a second discharge via, the first discharge via being formed between a first discharge zone on the top of the first discharge via and a second discharge zone on the underside of the first discharge via is, the second discharge via is formed between a third discharge zone on the top of the second discharge via and a fourth discharge zone on the underside of the second discharge via, the first discharge zone is connected to a first internal electrode with a first external contact, the second discharge zone is connected to a second internal electrode a second external contact, the third discharge zone is connected to a third external contact via a third internal electrode, the fourth discharge zone is connected to a fourth external contact via a fourth internal electrode.
  • the discharge zones can be designed, for example, as part of the respective internal electrode to which they are connected.
  • the ceramic body can comprise a ceramic material.
  • the dielectric constant ⁇ of the ceramic material should be as small as possible. It is considered advantageous if the ceramic material has a dielectric constant ⁇ ⁇ 20. It is considered more advantageous if the ceramic material has a dielectric constant of ⁇ ⁇ 10.
  • the ceramic material can be an HTCC or LTCC ceramic.
  • the ceramic material can contain aluminum oxide. In addition, the ceramic material can contain glass.
  • the ceramic body is preferably a laminated multi-layer body.
  • the top and bottom can be understood as two opposite sides or two opposite directions parallel to the lamination direction.
  • the terms top and bottom can be understood not only in relation to an absolute orientation in space, but alternatively also in relation to one another, the terms denoting two opposite sides of an overvoltage protection element or a ceramic body.
  • the lamination direction can be understood as the vertical direction.
  • the direction perpendicular to the lamination direction can be understood as the horizontal direction.
  • the horizontal direction is thus preferably a direction parallel to the laminated layers.
  • the top and bottom can each designate two opposite sides of an object in the lamination direction.
  • the surface normals of the upper and lower side are preferably oriented parallel to the lamination direction.
  • the internal electrodes are preferably designed to be flat. It is preferred here that the surface of the internal electrodes each run in horizontal planes. It is further preferred that the discharge zones also have a main extent in the planar direction of the internal electrodes. In this way, the internal electrodes can each define a horizontal surface.
  • the first discharge via can be arranged vertically above the second discharge via.
  • the first and the second unloading via are not formed exclusively next to one another, as is the case according to the prior art described above, but that the first unloading via is arranged above the two unloading via. That is, the first and the second unloading via can be offset in the horizontal direction, but the first unloading via is at all times above the second.
  • all internal electrodes can also be formed on different horizontal planes.
  • the first external contact can be a first signal line contact
  • the second external contact can be a first ground contact
  • the first internal electrode can connect the discharge zone exclusively to the first signal line contact
  • the signal which can be applied to the first signal line contact is not passed through the overvoltage protection element.
  • the signal can be routed past the overvoltage protection element in a signal line.
  • Signal line contacts can preferably be routed in the opposite direction from the respective ESD protective device, that is to say from the discharge vias, outwards to different sides of the overvoltage protection element.
  • Such an arrangement can be advantageous since the second discharge zone or the second internal electrode can be connected to ground. It can act as a shield between the discharge zone connected to the first signal line contact and the further discharge zones located on the second discharge via. Coupling between the internal electrodes in the overvoltage protection element can thus be reduced.
  • such an arrangement can also advantageously be designed in such a way that the inner electrode connected to the first signal line contact has the greatest possible distance in the vertical direction from the second discharge via in the area of the discharge vias.
  • the overvoltage protection element can be designed such that the third external contact is a second ground contact, the fourth external contact is a second signal line contact and the fourth internal electrode connects the fourth discharge zone exclusively to the second signal line contact.
  • this can result in further advantages.
  • the distance between the internal electrodes or the discharge zones, which are in contact with signal lines can be kept as large as possible. This can reduce the coupling of the signal-carrying internal electrodes.
  • both internal electrodes or both discharge zones which are grounded, can be vertical be arranged between the internal electrodes, which are connected to signal line contacts. In this way, the discharge zones or internal electrodes connected to the signal line contacts can be shielded from one another and coupling between the signal lines can be prevented.
  • overvoltage protection elements can be used particularly advantageously in arrangements in which the signal lines are routed past the component.
  • a first signal line can be in contact with the first signal line contact and a second signal line can be in contact with the second signal line contact.
  • both signal lines can be routed past the overvoltage protection element.
  • the signal lines can be routed past the overvoltage protection element, the influence of the overvoltage protection element on the signals can be minimized. For example, coupling can be minimized.
  • the second internal electrode can connect the second discharge zone exclusively to the first ground contact and the third internal electrode can connect the third discharge zone only to the second ground contact.
  • Such an arrangement can have the advantage that the grounded internal electrodes or grounded discharge zones are galvanically more easily decoupled can by connecting the ground contacts on the ceramic component with various galvanically decoupled ground lines.
  • the second internal electrode can connect the second discharge zone to both the first and the second ground contact and the third internal electrode can connect the third discharge zone to both the first and the second ground contact.
  • This arrangement in which the ground contacts are fed through the overvoltage protection element in a feedthrough design, can be more space-saving when installed in a circuit than the aforementioned arrangement, since only one ground line has to be brought to the overvoltage protection element in a circuit.
  • a less expensive process can be used for such a structure.
  • identical green sheets which are provided with an internal electrode can be used to form the second and third internal electrodes.
  • the overvoltage protection element can be designed such that - an upper side of the ceramic body is that outer surface of the ceramic body which is arranged above the first discharge zone and is closer to this first discharge zone than to all other discharge zones,
  • an underside of the ceramic body is an outer surface of the ceramic body opposite the upper side
  • a first, a second, a third and a fourth side surface are the further outer surfaces of the ceramic body
  • the second signal line contact is formed on the third side surface, which is opposite the first side surface
  • the first ground contact is formed on the second side surface
  • the second ground contact is formed on the fourth side face, which is opposite the second side face.
  • the overvoltage protection element is preferably cuboid.
  • a corresponding cuboid structure can facilitate the installation of the overvoltage protection element directly on conductor tracks.
  • the overvoltage protection element can be designed such that
  • the first inner electrode is aligned orthogonally to the first side surface
  • the second inner electrode is aligned orthogonally to the second side surface
  • the third internal electrode is aligned orthogonally to the third side surface
  • the fourth internal electrode is aligned orthogonally to the fourth side surface.
  • the first inner electrode can be aligned perpendicular to the second inner electrode.
  • the third inner electrode can also be aligned perpendicular to the fourth inner electrode.
  • the overlap between the inner electrodes, which are connected to ground, and the inner electrodes, which are connected to signal lines, can be limited to the area of the respective discharge vias. This can reduce parasitic capacitances.
  • the internal electrodes which are connected to the signal line contacts, can also be led away from one another in opposite directions. This allows coupling of the signals to be further reduced.
  • the overvoltage protection element can be designed so that the first unloading via and the second unloading via do not have a horizontal offset.
  • the first unloading via is arranged directly above the second unloading via.
  • Such an embodiment can at the same time enable the external contacts to be arranged on the ceramic body in as small a space as possible while maintaining good shielding of the signals, reduced parasitic capacitance and reduced coupling of the signals.
  • the width of the opposite ground contacts can be adapted to the width of the discharge vias.
  • the first discharge via can be arranged horizontally next to the second discharge via.
  • the first unloading via can only be offset horizontally to the second unloading via, or it can be offset both horizontally and vertically to the second unloading via.
  • An exclusively horizontal offset can have the advantage that the overvoltage protection element can be made flatter.
  • the overvoltage protection element can have a cavity which is formed between the first discharge zone and the fourth discharge zone.
  • the second discharge zone can pass through the cavity free-standing areas of the second internal electrode are formed.
  • the third discharge zone can be formed by a region of the third internal electrode that is free in the cavity.
  • the cavity can be filled with a filling gas.
  • a common cavity can comprise two gas-filled discharge spaces, which each form the first and second discharge via.
  • the ignition voltage of the filling gas which is located between the first discharge zone and the grounded second discharge zone, can be exceeded.
  • An electrical discharge is triggered through the filling gas and the overvoltage is diverted to ground.
  • the functional principle can generally correspond to the principle of the gas discharge vias described below
  • a further gas-filled area can be formed between the discharge vias.
  • This area can be delimited at the top by the second internal electrode and at the bottom by the third internal electrode. Since the second and third discharge zones can be grounded, there is no electrostatic discharge between them.
  • the filling gas can have a significantly lower dielectric constant than the ceramic material of the ceramic body.
  • the discharge vias designed as gas-filled cavities can also develop a similar effect.
  • one or more of the internal electrodes protruding into the cavity and free-standing in the cavity can subdivide the latter into isolated sections over the full cross-sectional area. This means that the corresponding internal electrodes can be led from the ground contacts to the cavity and then penetrate the cavity over its full cross-sectional area, so that the cavity is divided into closed sections. Depending on the embodiment, these internal electrodes can then be passed through to the opposite ground contact, or preferably end just behind the cavity in the ceramic body.
  • the corresponding internal electrodes can, however, also be guided through the cavity in such a way that they do not subdivide it into isolated sections, in that the internal electrodes are structured accordingly in the area of the discharge zones. For example, they can be perforated.
  • the corresponding internal electrodes can also protrude just a little way into the cavity.
  • the corresponding internal electrodes are led from the ground contacts into the cavity and end in this.
  • the corresponding internal electrodes can also cut the cross-sectional area of the cavity like a secant. That is to say, the discharge zones formed in this way correspond to only part of the cross-sectional area of the cavity.
  • discharge zones which are grounded or connected to a signal line can be planar.
  • the corresponding discharge zones can also have a structuring in the direction of the discharge vias.
  • they can be roughened.
  • they can also have spikes, that is to say they can have one or more pointed elevations, which preferably point in the direction of the opposite discharge zone.
  • the overvoltage protection element can be designed such that
  • At least one fifth inner electrode is connected to at least one ground contact
  • the fifth inner electrode is aligned orthogonally to the second side surface of the ceramic body
  • the fifth inner electrode is arranged between the second and third inner electrode and
  • the fifth inner electrode has a free-standing area in the cavity.
  • a further grounded internal electrode can thus be arranged between the two grounded internal electrodes or between the two grounded discharge zones.
  • the discharge zones, which are grounded are not completely planar but rather strongly roughened or have spikes and the discharge zone or the fifth inner electrode does not close off the volume of the respective discharge vias, the surface to which discharges can be directed can be achieved through the further electrode can take place, can be greatly increased.
  • the additional ground contact can effect even better shielding between the above and below discharge zones connected to the signal lines.
  • the overvoltage protection element can be designed in such a way that the first signal line contact encloses the first side surface in the form of a cap and the second signal line contact encloses the third side surface in the form of a cap.
  • the electrode in the case of the cap-shaped enclosure, not only the respective above-mentioned side surface can be covered by the electrode, but the electrode also overlaps the adjacent side surfaces to a certain extent and also the top and / or bottom of the ceramic body.
  • the component can be placed on lines to be protected and, for example, soldered on. This can represent a space-saving surge protection solution.
  • the overvoltage protection element can be designed such that
  • an upper side of the ceramic body is that outer surface of the ceramic body which is arranged above the first discharge zone and is closer to this first discharge zone than to all other discharge zones,
  • an underside of the ceramic body is an outer surface of the ceramic body opposite the upper side
  • a first, a second, a third and a fourth side surface are the further outer surfaces of the ceramic body
  • the second signal line contact is formed on the third side surface, which is opposite the first side surface
  • a third ground contact is formed on the fourth side surface directly opposite the first ground contact
  • a fourth ground contact is formed on the fourth side surface directly opposite the second ground contact
  • the second inner electrode connects the second discharge zone to both the first and the third ground contact
  • - the third inner electrode connects the third discharge zone to both the second and the fourth ground contact.
  • the ceramic body is preferably designed in the shape of a cuboid.
  • the corresponding overvoltage protection element can have four ground contacts, of which two ground contacts each lie opposite one another and can be connected by internal electrodes. This means that both pairs of ground contacts can be connected to an electrically isolated ground.
  • a signal line contact which is located on an end face of the ceramic body, can be protected by a galvanically independent ground contact via the respective discharge via.
  • one of these ground contact pairs can preferably correspond to a single ground contact from the examples mentioned above, which is galvanically isolated from the other ground contact.
  • the ground contact pairs formed here can be treated equivalent to a single ground contact from the previous examples with only two ground external contacts.
  • a corresponding structure may have the disadvantage that the two ground lines arranged next to one another in the ceramic body require more space, but an even greater distance between the first and the second signal line contact can be ensured in this way.
  • first and the second unloading via can not only be arranged vertically offset from one another, but can also be arranged horizontally offset from one another being. This ensures an even better decoupling.
  • the overvoltage protection element can be designed such that
  • an upper side of the ceramic body is that outer surface of the ceramic body which is arranged above the first discharge zone and is closer to this first discharge zone than to all other discharge zones,
  • an underside of the ceramic body is an outer surface of the ceramic body opposite the upper side
  • a first, a second, a third and a fourth side surface are the further outer surfaces of the ceramic body
  • the second external contact is a first ground contact which is arranged on the first side surface of the ceramic body
  • the third external contact is a second ground contact, which is arranged on the third side surface of the ceramic body, which is opposite the first side surface,
  • the first external contact is a first signal line contact which is arranged on the second side surface of the ceramic body
  • the fourth external contact is a second signal line contact which is arranged on the second side surface of the ceramic body
  • a third signal line contact is formed on the fourth side surface directly opposite the first signal line contact
  • - A fourth signal line contact is formed on the fourth side surface directly opposite the second signal line contact
  • the first inner electrode connects the first discharge zone to both the first and the third signal line contact
  • the fourth inner electrode connects the fourth discharge zone to both the second and the fourth signal line contact.
  • the ceramic body is preferably designed in the shape of a cuboid.
  • a corresponding arrangement can represent an example of an overvoltage protection element in a feedthrough design. It can thus represent a feedthrough variant of the present invention.
  • the appropriately constructed overvoltage protection element can be used to protect a first and a second signal line.
  • the first signal line can be routed through the overvoltage protection element in that a first signal line to be protected is routed to the first signal line contact, the signal is routed via the first internal electrode through the ceramic body to the third signal line contact, and then from the third
  • Signal line contact is routed back to a first signal derivative.
  • a second signal line can be passed through the overvoltage protection element via the second and fourth signal line contact and the fourth internal electrode.
  • an overvoltage protection element in the feedthrough design can be installed in a particularly space-saving manner.
  • a horizontal offset of the discharge vias can be achieved in addition to the vertical one.
  • the second internal electrode can connect the second discharge zone exclusively to the first ground contact.
  • the third internal electrode can connect the third discharge zone exclusively to the second ground contact.
  • a decoupling cavity filled with filling gas can be formed between the first discharge via and the second discharge via. Since the grounded discharge zone of the respective discharge vias is only connected to one ground contact, the two grounded discharge zones can be connected to galvanically separated grounds. This further improves the decoupling.
  • a decoupling cavity can be formed in the interior of the ceramic body.
  • the decoupling cavity is preferably located between the first and the second discharge via. That is to say, it can be arranged, for example, in the middle between the first and the second unloading via.
  • the shape of the decoupling cavity can be chosen as desired.
  • the decoupling cavity can be cuboid, for example.
  • a first side face of the cuboid cavity is preferably oriented parallel to the first side face of the cuboid ceramic body.
  • the decoupling cavity can, for example, also have a cylindrical shape.
  • a circular top surface of the cylindrical cavity is preferably oriented parallel to the first side surface of the ceramic body.
  • the dimensions of the decoupling cavity can be chosen as desired.
  • the height of the decoupling cavity that is to say the extent in a direction parallel to the normal to the surface of the ceramic body, such that it corresponds at least to that of the vertical distance between the first and fourth internal electrodes.
  • the length of the decoupling cavity that is to say the extension in a direction parallel to the normal to the first side surface, as large as possible.
  • the coupling between signal-carrying internal electrodes in the space-saving feed-through design can be further improved by a corresponding decoupling cavity.
  • the overvoltage protection element can be designed such that
  • a third discharge via is formed between a fifth discharge zone on the upper side of the third discharge via and a sixth discharge zone on the lower side of the third discharge via
  • a fourth discharge via is formed between a seventh discharge zone on the upper side of the fourth discharge via and an eighth discharge zone on the lower side of the fourth discharge via, - the fifth discharge zone is connected exclusively to the second ground contact via a sixth internal electrode,
  • the sixth discharge zone is connected via a seventh internal electrode to both a fifth signal line contact and a seventh signal line contact
  • the seventh discharge zone is connected to both a sixth signal line contact and an eighth signal line contact via an eighth internal electrode
  • the eighth discharge zone is connected exclusively to the first earth contact via a ninth internal electrode
  • Signal line contact are arranged on the second side surface of the ceramic body, and
  • the seventh signal line contact is arranged on the fourth side surface of the ceramic body opposite the fifth signal line contact, and
  • the eighth signal line contact is arranged on the fourth side surface of the ceramic body opposite the sixth signal line contact.
  • the overvoltage protection element can be designed in such a way that the two discharge zones of two directly adjacent discharge vias, which are electrically conductive with one of the others Signal line contacts are connected electrically independent signal line contact, are arranged on opposite sides of the respective discharge vias.
  • two opposite signal line contacts which are arranged on the ceramic body in feedthrough design, are connected to one another via an inner electrode
  • two further opposite signal line contacts, which are connected to one another via a further inner electrode, feedthrough design are arranged directly adjacent the discharge zones, which are electrically connected to the internal electrodes described, are arranged on opposite sides of the respective discharge vias via which the signal line contacts described are protected against overvoltages.
  • this can mean that the discharge zones of directly adjacent discharge vias connected to ground contacts are arranged on mutually facing sides of the discharge vias.
  • the discharge zone of a discharge vias connected to signal line contacts is preferably arranged on the side of the discharge vias which faces away from all of the discharge zones of all adjacent discharge vias connected to signal line contacts.
  • the overvoltage protection element can be designed so that the The first discharge via is designed as a cavity filled with filling gas between the first and the second discharge zone.
  • the second discharge via can be designed as a cavity filled with filling gas between the third and fourth discharge zones.
  • Discharge vias so-called gas discharge vias, can be selected as desired.
  • a gas discharge via can be cylindrical.
  • the top and bottom of a corresponding cylindrical gas discharge via can include the discharge zones arranged on the gas discharge via.
  • the top or the bottom of a cylindrical gas discharge via can be formed over the entire surface by the discharge zones arranged on the gas discharge via.
  • the jacket of a cylindrical gas discharge vias can preferably be defined by the surrounding ceramic material.
  • gas discharge vias can have several advantages.
  • gas discharge vias are ideal for protecting high-frequency data lines against overvoltages.
  • high frequency data lines can typically have operating voltages below 100 volts.
  • the ignition voltage of the gas discharge vias should then be greater than the operating voltage of the respective high-frequency data line.
  • an ignition voltage of 100 V can be set in an overvoltage protection element with an operating voltage of 24 V.
  • the ignition voltage of the gas discharge vias can be adjusted using several factors. According to Paschen's law, the breakdown voltage, i.e. the ignition voltage of a certain gas, is a function of the gas pressure and the distance between the discharge zones.
  • the ignition voltage can be adjusted accordingly by choosing the filling gas.
  • the fill gas can be a gas selected from the group consisting of nitrogen, hydrogen, argon or another noble gas. A mixture of the gases described above can also be used.
  • the gas can be introduced, for example, during the production process of the surge protection element.
  • the gas can be introduced into the corresponding cavities during the sintering of the ceramic body in that the sintering is carried out at a certain pressure in a corresponding gas atmosphere.
  • the ignition voltage can also be set by pressing the filling gas.
  • the pressure of the filling gas can be adjusted, for example, by the pressure of the surrounding gas atmosphere during the sintering of the ceramic body.
  • the pressure of the filling gas corresponds approximately to atmospheric pressure, since this means that the ceramic does not have to compensate for a pressure difference between the gas discharge vias and the atmosphere during operation.
  • the ceramic material which surrounds cavities filled with filling gas, have a has high relative density and low porosity in order to avoid an exchange of the filling gas with the atmosphere.
  • the ceramic material can have a relative density of 98% or greater after sintering.
  • the ceramic material can preferably have a relative density of 99% or greater after sintering.
  • the gas discharge vias and a decoupling cavity can thus be filled with filler gas in a common process step, for example by sintering in a filler gas atmosphere. This can enable simple process management.
  • gas discharge vias have the advantage that, in addition to the ESD protective function, they also have a decoupling effect. Since gases can have significantly lower dielectric constants than ceramic materials, and since the gas discharge vias can be arranged between the first and fourth internal electrodes, coupling between these internal electrodes can be reduced. The gas discharge vias can develop an effect similar to that of a decoupling cavity.
  • the overvoltage protection element can be designed in such a way that the ceramic material of the ceramic body, which is connected to the first discharge via and / or the second discharge via adjoins, is doped with an ignition aid.
  • an ignition aid can make it easier to set the ignition voltage of a gas discharge vias. For example, a lowering of the ignition voltage can be achieved compared to a version without ignition aid.
  • the ignition aid can be introduced as doping into the ceramic material which surrounds a gas discharge via.
  • the process control can be simplified by doping the ceramic material.
  • the ignition aid can be contained as a dopant directly in the ceramic material of one or more green sheets which contain a recess for forming a gas discharge vias.
  • the corresponding green foils can easily be stacked together with further green foils to form a green foil stack.
  • the ignition aid can comprise at least one element selected from the following group consisting of B, Sr, W or K.
  • FIG. 1 shows, in schematic views, a first exemplary embodiment of the present invention in a top view (FIG. 1A), in a view of a fourth side surface (FIG. 1B) and in a view of a first side surface (FIG. 1C).
  • FIG. 2 shows schematic cross sections of the first exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 shows a second exemplary embodiment of the present invention in a schematic cross section.
  • FIG. 4 shows a third exemplary embodiment of the present invention in a schematic cross section.
  • FIG. 5 shows schematic views of a fourth exemplary embodiment of the present invention in a top view (FIG. 5A), a side view of the fourth side surface (FIG. 5B), and in a side view of the first side surface (FIG. 5C).
  • FIG. 6 shows a fifth exemplary embodiment of the present invention in a schematic cross section.
  • FIG. 7 shows a sixth exemplary embodiment of the present invention in a schematic cross section.
  • FIG. 8 shows, in schematic views, a seventh exemplary embodiment of the present invention in plan view (FIG. 8A) and in side view of the fourth side surface (FIG. 8B).
  • FIG. 9 shows schematic cross sections of the seventh exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 shows in schematic views an eighth exemplary embodiment of the present invention in plan view (FIG. 10A), in side view of the fourth side surface (FIG. 10B) and in side view of the first side surface (FIG. 10C).
  • FIG. 11 shows schematic cross sections of the eighth exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 shows schematic views of a ninth exemplary embodiment of the present invention in plan view (FIG. 12A), in side view of the fourth side surface (FIG. 12B) and in side view of the first side surface (FIG. 12C).
  • FIG. 13 shows schematic cross sections of the ninth exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 shows schematic cross sections of a tenth exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 shows a schematic cross section of an eleventh exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 shows a twelfth exemplary embodiment of the present invention in a schematic top view (FIG. 16A), in a schematic side view of the fourth side surface (FIG. 16B) and in a schematic cross section (FIG. 16C).
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of the present invention in schematic views.
  • An overvoltage protection element 1 is shown, which has a cuboid ceramic body 2.
  • Figure 1A shows a plan view of the top of the
  • Figure 1B is a schematic view of the fourth side surface of the ceramic body.
  • FIG. 1C shows a schematic view of the first side face of the ceramic body.
  • a first signal line contact 3 is formed as a first external contact on the first side surface of the ceramic body 2.
  • the first signal line contact 3 is designed in such a way that it extends in a clamp-like manner from the first side surface to part of the upper side or the lower side of the ceramic body 2.
  • the first signal line contact 3 is arranged centrally on the first side surface of the ceramic body 2.
  • a second signal line contact 5 is formed as a third external contact.
  • the second signal line contact 5 also has a clamp-shaped overlap on the top or the bottom of the ceramic body 2.
  • Signal line contact 5 can be different. Preferably, however, the degree of overlap can be the same as shown in FIGS. 1 a and b.
  • a first ground contact 4 is designed as a second external contact on the second side surface of the ceramic body 2. This first ground contact 4 also has a clamp-like extension from the second side surface to the top or bottom of the ceramic body 2.
  • a second ground contact 6 is formed as a fourth external contact on the fourth side surface of the ceramic body 2. This also has a clamp-like extension from the fourth side surface to the top or bottom of the ceramic body 2.
  • the degree of expansion of the first ground contact 4 and the second ground contact 6 on the top or bottom of the ceramic body 2 can be different.
  • the clamp-like extension can also be the same.
  • the clamp-like expansion of the ground contacts 4 and 6 and the signal line contacts 3 and 5 can be the same or different.
  • the dimensions of the first exemplary embodiment of the overvoltage protection element 1 can be selected as desired.
  • the dimensions of the overvoltage protection element 1 according to the first exemplary embodiment can be specified by the height h, length 1 and depth t of the overvoltage protection element 1.
  • the height is the extension of the overvoltage protection element 1 parallel to the normal to the upper side of the ceramic body 2.
  • the length corresponds to the extension parallel to the normal to the first side surface of the ceramic body 2.
  • the depth corresponds to the extension parallel to the normal to the fourth side surface of the ceramic body 2.
  • length times depth times height (1 ⁇ d ⁇ h) can be 1.6 mm ⁇ 0.8 mm ⁇ 0.6 mm.
  • the dimensions can also be 2 mm ⁇ 1.25 mm ⁇ 0.8 mm or have other dimensions.
  • a ceramic material of the ceramic body 2 can be any desired ceramic material with a dielectric constant ⁇ ⁇ 20.
  • the ceramic material can be an LTCC ceramic, for example.
  • the LTCC ceramic can include alumina and glass.
  • All external contacts 3, 4, 5, 6 can each consist of any conductive material. Is preferred instead, a material that enables the overvoltage protection element 1 to be introduced into electronic applications, for example via soldering.
  • the electrodes can consist of a conductive metal or a metal alloy, for example.
  • the external contacts can comprise, for example, one or more metals selected from a group consisting of gold, silver, copper, nickel, tungsten, tantalum or molybdenum.
  • FIG. 2 shows schematic cross sections of the first exemplary embodiment of the overvoltage protection element 1 as shown in FIGS. 1A to 1C.
  • FIG. 2A shows a schematic cross section of the first exemplary embodiment along the line A - B marked in FIG. 1A.
  • FIG. 2B shows a schematic cross section along the line EF of the first exemplary embodiment of the overvoltage protection element 1 drawn in FIG. 1B.
  • the cross section runs parallel to the top of the overvoltage protection element 1.
  • the cross section runs through a first internal electrode 9, as described below.
  • FIG. 2C shows a schematic cross section of the first exemplary embodiment of the overvoltage protection element 1 along the line C - D shown in FIG. 1A.
  • the cross section runs parallel to the first side surface of the Overvoltage protection element 1 and has a central course through this.
  • a first unloading via 7 and a second unloading via 12 are arranged in the first exemplary embodiment.
  • Both discharge vias 7 and 12 are gas discharge vias. That is, they are designed as cylindrical cavities in the ceramic body 2 and filled with a filling gas.
  • the respective cylinder tops and bottoms are designed parallel to one another and are designed parallel to the top and bottom of the ceramic body 2, respectively.
  • the first discharge via 7 is arranged in the ceramic body 2 directly above the second discharge via 12. This means that the two discharge vias 7 and 12 have no horizontal and only a vertical offset to one another.
  • the dimensions of the first discharge vias 7 and the second discharge vias 12 can be selected as desired.
  • the first unloading via 7 and the second unloading via 12 can have the same dimensions, that is, they can be embodied in the same way. Assuming that both discharge vias are filled with the same filling gas under the same pressure, two signal lines can be protected against the same overvoltage conditions. This design is particularly practical if two signal lines have the same operating voltages and the same overvoltage protection requirements.
  • the first discharge via 7 and the second discharge via 12 can also have different dimensions and / or different filling gas conditions (type of filling gas,
  • a first discharge zone 8 is arranged on the upper side of the first discharge vias 7.
  • the first discharge zone 8 can, for example, completely form or cover the upper side of the first discharge vias 7, as is shown in FIGS. 2A and 2B.
  • the first discharge zone 8 can also be formed only on a part of the upper side of the cylindrical gas discharge vias 7.
  • the first discharge zone 8 is connected exclusively to the first signal line contact 3 via the first internal electrode 9.
  • the first discharge zone 8 can be designed as part of the first internal electrode 9.
  • the first internal electrode 9 runs in the form of a strip from the first signal line contact 3 on the first side surface of the ceramic body 2 to at least the first discharge zone 8, which is arranged in the first discharge via 7.
  • the first internal electrode 9 has a strip shape. This means that the expansion of the first internal electrode 9 in the direction of the height of the ceramic body 2 is significantly less is as the extension in the direction of the length and the depth of the ceramic body 2.
  • the first internal electrode 9 runs at the level of the first discharge zone 8, perpendicular to the first side surface of the ceramic body 2 and parallel to the surface of the ceramic body 2.
  • the shape of the first internal electrode 9 can be selected as desired in accordance with the parameters specified above. For example, it can have a rectangular shape in plan view, as shown in Figure 2B. In principle, it is also possible for the termination of the first internal electrode 9 to be semicircular in the area of the first discharge vias 7. This means that the termination of the first internal electrode 9 is defined by the cylinder jacket of the first discharge vias 7.
  • the width of the first internal electrode 9, that is to say the extension in the direction of the depth of the ceramic body 2, can in principle be selected as desired. It can be smaller than the diameter of the cylindrical first discharge vias 7, just as large as the diameter of the cylindrical first discharge vias 7 or, as shown in FIG first signal line contact 3.
  • the first discharge zone 8 is formed on the upper side of the first discharge vias 7.
  • the first discharge zone 8 can, for example, have a flat design in the direction of the first discharge vias 7.
  • the first unloading zone 8 can also be structured in this direction. That is, it can be roughened or have spikes.
  • a second discharge zone 10 is arranged below the first discharge zone 8 on the underside of the first discharge vias 7.
  • the second discharge zone 10 is designed similarly to the first discharge zone.
  • the second discharge zone 10 can be formed on the entire underside of the first discharge vias 7. As shown in FIG. 2A and FIG. 2C, respectively.
  • the second discharge zone can, however, also be formed only on a partial area of the underside of the first discharge vias 7.
  • the second discharge zone 10 is connected to both the first ground contact 4 and the second ground contact 6 via the second internal electrode 11.
  • the second internal electrode 11 has a strip-like structure, corresponding to the definition of the first internal electrode 9, the width of the second internal electrode 11 being the extension in the direction of the length of the ceramic body 2 and the length of the second internal electrode 11 being the extension in the direction of the depth of the ceramic body 2 is.
  • the second discharge zone 10 can be designed as part of the second internal electrode 11.
  • the second inner electrode 11 runs at the level of the second discharge zone 10, perpendicular to the second side surface of the ceramic body, from the first ground contact 4 to the second ground contact 6. It is preferred to arrange the second inner electrode 11 centrally between the first and third side surfaces of the ceramic body.
  • the width of the second internal electrode 11 can be selected as desired.
  • the width of the second internal electrode 11 is selected at least so that it is greater than or equal to twice the distance between the center of the circle on the top of the cylindrical first discharge vias 8 and the end of the first internal electrode 9 lying in the ceramic.
  • the projection area of the end of the first internal electrode 9, which is not connected to the first signal line contact 3, lies completely within the projection area of the second internal electrode 11.
  • the second internal electrode 11 connected to ground contacts can serve as an efficient shield for the first internal electrode 9 connected to the first signal line contact 3 in the direction of the second discharge via 12.
  • the basic structure of the second discharge vias 12 corresponds to that of the first discharge vias 7.
  • the third discharge zone 13 is arranged on the upper side of the second discharge vias 12.
  • the third inner electrode 14 runs at the level of the third discharge zone 13. Otherwise, the third inner electrode 14 can be designed in exactly the same way as the second inner electrode 11.
  • the fourth internal electrode 16 connects the fourth discharge zone 15 on the underside of the second discharge vias 12 exclusively to the second signal line contact 5.
  • the fourth discharge zone 15 can be designed to be equivalent to the first discharge zone 8.
  • the fourth inner electrode runs at the level of the fourth discharge zone 15 and runs perpendicular to the third side surface of the ceramic body 2. Equivalent to the properties set out above for the first inner electrode 9, the fourth inner electrode 16 can extend at least to the fourth discharge zone 15. However, viewed from the third side surface, it can also end behind the fourth discharge zone 15 in the ceramic body 2.
  • the inner electrodes 9, 11, 14 and 16 and the discharge zones 8, 10, 13 and 15 can be formed from a suitable conductive material. They can be formed from a metal, for example, or a metallic alloy.
  • a corresponding metal or a metallic alloy can contain elements from the group comprising copper, nickel, tungsten, tantalum, molybdenum or the like.
  • the overvoltage protection element 1 according to the first embodiment of the present invention can be manufactured by any process.
  • the ceramic body 2 can be a multilayer ceramic.
  • a corresponding process can include, for example, the following steps:
  • a large number of ceramic green sheets are provided which contain a ceramic base material.
  • the ceramic base material can be converted into the ceramic material of the ceramic body 2 by sintering.
  • Some of the green foils are completely continuous.
  • Other green foils contain a hole from which one of the discharge vias is formed during the manufacturing process. Corresponding holes can be made in green sheets, for example, by laser ablation.
  • the holes in the green sheets with holes can be filled with an organic material.
  • This organic material can improve the stability of the green sheets during the process.
  • a fourth internal electrode 16 is applied to the top green sheet of this stack. It runs from the edge of the stack, which after completion forms the third side surface of the ceramic base body, into the center of the stack and ends there.
  • the fourth Inner electrode 16 can be applied, for example, by screen printing a metal-containing paste.
  • One or more green sheets which contain a hole in the center are stacked on the existing stack with the fourth internal electrode 16. The height of the respective green sheets with holes and the number of these in the stack is selected according to the height of the second discharge vias 12 to be achieved.
  • Another continuous green sheet is stacked on the stack formed in this way. This has the third internal electrode 14 on its underside.
  • the third internal electrode 14 can also be applied to the top of these green foils.
  • the third internal electrode 14 can be applied again, for example, by screen printing. It runs from the end of the green pile, which will form the second side surface of the ceramic body 2, to the end of the green pile, which will form the fourth side surface of the ceramic body 2.
  • the second internal electrode 11 is applied to the top of the stack that has now been formed. For example, according to the previous one, by screen printing.
  • the second inner electrode 11 has the same profile as the third internal electrode 14.
  • One or more green sheets which have a hole in the middle, are stacked on the stack formed in this way.
  • the hole or the holes arranged next to one another will form the cavity of the first discharge vias 7 in the finished overvoltage protection element.
  • a continuous green sheet is applied to the resulting stack.
  • the first internal electrode 9 is applied to its underside, for example by screen printing.
  • the first internal electrode 9 can also be applied to the top of this green foil.
  • the cavity which is delimited by the last-mentioned green sheets with a hole, by the green sheets with the second or first internal electrode (11 and 9) arranged below and above, is formed in the completed
  • the overvoltage protection element 1 is the first discharge via 7.
  • the areas of the second inner electrode 11 and the first inner electrode 9 facing the cavity each form the second discharge zone 10 and the first discharge zone 8 in the completed overvoltage protection element 1.
  • further continuous green foils can be applied above the stack formed in this way.
  • the thickness of the respective green foils and the number of green foils stacked on top of one another can be selected to be adapted to the total height of the discharge vias and the overvoltage protection element to be achieved.
  • the green sheet stack thus formed is pressed to obtain a pressed green sheet stack.
  • the green foil stack After the pressed green foil stack has been decarburized, for example at 600 ° C., the green foil stack is sintered.
  • the organic filler material of the green sheets with a hole can be expelled from the green sheet stack.
  • the cavities of the discharge vias are formed in the process.
  • the sintering temperature can be selected as a function of the ceramic materials selected and the internal electrode materials that are matched to them.
  • a sintering temperature in the range from 800 to 1200 ° C, more preferably from 800 to 1000 ° C can be used.
  • a sintering temperature above 1200 ° C, for example up to 1800 ° C can be used.
  • a material for the internal electrodes could include, for example, tungsten, tantalum or molybdenum.
  • the sintering takes place in an atmosphere which corresponds to the desired filling gas.
  • these gases can be sintered in a nitrogen, hydrogen, argon, neon or a corresponding mixed atmosphere.
  • the pressure during sintering is preferably Normal pressure, but can be adjusted with regard to the breakdown voltage to be achieved. That is, the pressure can be above or below normal pressure.
  • the external contacts are applied to the ceramic body 2 sintered in this way.
  • the external contacts can be applied by any method, such as burning in a metal-containing paste.
  • the external contacts are applied in such a way that they are connected to the respective internal electrodes to be contacted.
  • FIG. 3 shows a second exemplary embodiment of an overvoltage protection element 1 in a schematic cross section.
  • the second exemplary embodiment can correspond to the structure of the first exemplary embodiment except for the shape of the second and third internal electrodes 11 and 14.
  • the schematic cross section shown in FIG. 3 thus corresponds to a cross-sectional direction C - D, as indicated in FIG. 1A.
  • the internal electrodes (second internal electrode 11 and third internal electrode 14) connected to the ground contacts are not passed through the overvoltage protection element 1 or the ceramic body 2 in a feedthrough design.
  • the second internal electrode 11 connects the second discharge zone 10, which is arranged on the underside of the first discharge vias 7, exclusively to the first ground contact 4.
  • the third internal electrode 14 connects the third discharge zone 13, which is arranged on the upper side of the second discharge vias 12, exclusively to the second ground contact 6.
  • the second internal electrode 11 and third internal electrode 14 end inside the ceramic body.
  • the second internal electrode 11 and the third internal electrode 14 can have the same properties as the corresponding internal electrodes 11 and 14 in the first exemplary embodiment.
  • the manufacturing method also essentially corresponds to the manufacturing method which was explained in connection with the first exemplary embodiment.
  • the green foils on which the second internal electrode 11 or the third internal electrode 14 is formed are provided with the second internal electrode 11 or the third internal electrode 14 only to such an extent that they do not come from one side of a green foil stack reach to the other side of the stack of green sheets. Both ends within the area of the respective green sheet, so that the second discharge zone 10 and the third discharge zone 13 are formed as described above.
  • FIG. 4 shows a third exemplary embodiment of the overvoltage protection element 1 in a schematic cross section.
  • the third exemplary embodiment can basically correspond to the first or the second exemplary embodiment mentioned above, except for the following difference.
  • the ceramic material 17 of the ceramic body 2 which delimits the first discharge via 7 (gas discharge via) and the second discharge via 12 (gas discharge via) horizontally, is doped with an ignition aid.
  • an ignition aid for example, boron, strontium, tungsten or potassium can be used as an ignition aid dopant.
  • Doping with an ignition aid facilitates the ionization of the gas during an ESD event, that is, when an overvoltage is applied to a signal line contact 3 or 5. This makes it easier to derive the overvoltage from a signal line contact 3 or 5 via the corresponding gas-filled discharge via 7 or 12 to a ground contact 4 or 6.
  • the ignition aid can be contained exclusively as doping in the ceramic material 17 which forms the side walls of one of the cylindrical gas discharge vias 7 or 12.
  • the igniter can, however, also be introduced as doping in the entire ceramic material 17, which is located at the horizontal level of the respective discharge vias 7 or 12, as shown in FIG.
  • the green stack method can correspond to the method mentioned for the first or second exemplary embodiment, with the difference that the green foils, which contain a central hole for forming one of the discharge vias 7 or 12, are doped with the ignition aid. That is, the ceramic material 17 of the corresponding green sheets is doped with the ignition aid.
  • FIG. 5 shows schematic views of the top (FIG. 5A), the fourth side surface (FIG. 5B) and the first side surface (FIG. 5C) of a fourth exemplary embodiment of the overvoltage protection element 1.
  • the fourth exemplary embodiment can be identical to the first, second or third exemplary embodiment, with the exception of the following features.
  • the first signal line contact 3 and the second signal line contact 5 are designed in the shape of a cap around the first side face and the third side face of the ceramic body 2, respectively.
  • first signal line contact 3 and the second signal line contact 5 each completely cover the first side surface and the third side surface. In addition, they expand to a certain extent onto the respective adjoining surfaces of the ceramic body 2.
  • FIG. 6 shows a fifth exemplary embodiment of the overvoltage protection element 1 in a schematic cross section.
  • the fifth exemplary embodiment can be identical to one of the previously described exemplary embodiments of the overvoltage protection element, apart from the following differences.
  • a cavity 18 is formed in the ceramic body 2 between the first discharge zone 8 and the fourth discharge zone 15.
  • the cavity 18 is cylindrical, the first discharge zone 8 being formed on the upper side of the cavity 18 and the fourth discharge zone 15 being formed on the lower side of the cavity 18.
  • the cavity 18 is filled with a filling gas.
  • the first discharge zone 8 can be designed equivalent to the first discharge zone 8 in accordance with one of the exemplary embodiments described above.
  • the first discharge via 7 is formed between the first discharge zone 8 and the second discharge zone 10 in the cavity 18. This takes place in that free-standing areas of the second inner electrode 11 in the cavity 18 form the second discharge zone 10.
  • the second internal electrode 11 can penetrate the cylindrical cavity 18 over its full cross-sectional area.
  • the second inner electrode 11 can also only go a little way into the cylindrical cavity 18 protrude.
  • the second internal electrode 11 can also be structured in the region which forms the second discharge zone 10. That is, the second discharge zone 10 can be porous, for example.
  • the second discharge via 12 is formed between the third discharge zone 13, which is free in the cavity 18, and the fourth discharge zone 15.
  • the fourth discharge zone 15 can correspond to the discharge zone 15 described above in the previous exemplary embodiments.
  • a gas-filled intermediate space 19 is formed between the second discharge zone 10 and the third discharge zone 13.
  • the effective gas-filled volume corresponding to the fifth embodiment, which is located between the first internal electrode 9 and fourth internal electrode 16, is greater than, for example, in the first embodiment.
  • the coupling of signals between first internal electrode 9 and fourth internal electrode 16 can be reduced to a greater extent, since the effective dielectric constant of the medium arranged between first internal electrode 9 and fourth internal electrode 16 is reduced.
  • the method for producing the fifth exemplary embodiment also corresponds to the method for one of the exemplary embodiments mentioned above.
  • a method based on stacking green sheets can be used.
  • green sheets which are a have a corresponding hole in the middle, stacked between the green sheets with the fourth internal electrode 16 and first internal electrode 9.
  • Figure 7 shows a sixth embodiment of an overvoltage protection element.
  • the sixth exemplary embodiment corresponds to the fifth exemplary embodiment except for the following differences.
  • a further strip-shaped inner electrode 20 is arranged between the second inner electrode 11 and the third inner electrode 14.
  • This fifth inner electrode 20 runs horizontally between the second inner electrode 11 and the third inner electrode 14 and preferably parallel and / or congruent with them. It therefore protrudes into the space 19 of the cylindrical cavity 18.
  • the fifth inner electrode 20 is connected to both the first ground contact 4 and the second ground contact 6. That is to say, it leads through the ceramic body 2 in a manner similar to that of the second internal electrode 11 or the third internal electrode 14 of the first exemplary embodiment.
  • the dimensions of the fifth inner electrode 20 can be selected as desired.
  • the fifth internal electrode 19 can have the same width, that is to say extension in the direction of the length of the ceramic body 2, as the second internal electrode 11 and / or the third internal electrode 14.
  • the fifth inner electrode 20 can, however, also have a greater width.
  • the fifth inner electrode 20 can penetrate the cylindrical cavity 18 over its full cross-sectional area.
  • the shielding between the first discharge zone 8 and the second discharge zone 15 can be improved by the fifth inner electrode 20.
  • the area of the fifth internal electrode 20 that is free in the cavity 18 can be planar.
  • the free-standing area in the cavity 18 can, however, also be structured, i.e. it can be porous or have structures which protrude into the cavity 18 in the direction of the first discharge vias 7 and / or the second discharge vias 12.
  • a correspondingly structured fifth inner electrode 20 can be particularly advantageous if the second inner electrode 11 and / or the third inner electrode 14 do not completely penetrate the cavity 18, that is to say only protrude into it a little.
  • the fifth internal electrode 20 can supplement the second discharge zone 10 and / or the third discharge zone 13. That is, the effective area of the second discharge zone 10 and / or the third discharge zone 13 can thus be increased.
  • Such a fifth internal electrode 20 can be formed in the manufacturing process in accordance with the formation of the second internal electrode 11 and / or third internal electrode 14.
  • FIG. 8 shows a seventh exemplary embodiment of an overvoltage protection element 1.
  • FIG. 8A shows a plan view of the top of the overvoltage protection element 1 or of the ceramic body 2.
  • FIG. 8B shows a side view of the fourth side face of the ceramic body 2.
  • the outer electrodes 3, 4, 5, 6 correspond to the
  • External electrodes 3, 4, 5, 6 of the first exemplary embodiment it being possible for the dimensions of the external electrodes 3, 4, 5, 6 to differ.
  • FIG. 9 shows schematic cross sections of the seventh exemplary embodiment.
  • FIG. 9A shows a schematic cross section along the sectional plane identified by C - D in FIG. 8B, which runs parallel to the top of the ceramic body (2).
  • FIG. 9B shows a schematic cross section along the sectional plane identified by E - F in FIG. 8B, which runs parallel to the upper side of the ceramic body (2).
  • FIG. 9C shows a schematic cross section along the sectional plane identified by A - B in FIG. 8A, which runs parallel to the first side face of the ceramic body (2).
  • the first unloading via 7 and the second unloading via 12 in the seventh exemplary embodiment are at the same horizontal height, that is to say they have no vertical offset.
  • the first internal electrode 9 connects the first discharge zone 8 exclusively to the first signal line contact 3.
  • the third internal electrode 14, which connects the third discharge zone 13 exclusively to the second ground contact 6, runs at the same height and perpendicular thereto.
  • the second internal electrode 11 connects the second discharge zone 10 exclusively to the first ground contact 4.
  • the fourth internal electrode 16, which connects the third discharge zone 15 exclusively to the second signal line contact 5, runs at the same height and perpendicular thereto.
  • Embodiment is constructed equivalent to the first embodiment and can be produced equivalently.
  • the discharge zones 8 and 15 connected to different signal line contacts are arranged on the sides of the two discharge vias 7 and 12 facing away from one another.
  • an overvoltage protection element 1 that is flatter in comparison to the other exemplary embodiments can be manufactured, the coupling being kept as low as possible at the same time.
  • Figure 10 shows an eighth embodiment of an overvoltage protection element 1.
  • Figure 10A shows a top view of the top of the overvoltage protection element 1 or the ceramic body 2.
  • Figure 10B shows a side view of the fourth side surface of the ceramic body 2 and
  • Figure 10C shows a side view of the first Side surface of the ceramic body 2.
  • the first signal line contact 3 is formed on the first side surface of the ceramic body 2.
  • the second signal line contact 5 is also correspondingly formed on the third side surface of the ceramic body.
  • the respective signal line contacts 3 and 5 have a corresponding bracket-shaped design as the corresponding signal line contacts 3 and 5 in the first embodiment.
  • the first ground contact 4 is arranged on the second side surface of the ceramic body 2. It has a similar clip-shaped structure as the ground contact 4 in the first exemplary embodiment.
  • a third ground contact 4 ′ is formed on the fourth side surface of the ceramic body 2. Both ground contacts 4 and 4 'preferably have the same dimensions and are correspondingly designed in a similar manner.
  • a second ground contact 6 is also formed on the second side surface of the ceramic body 2. This also has a clamp-like structure similar to the first ground contact 4.
  • a fourth earth contact 6 ′ is arranged on the fourth side surface of the ceramic body 2 opposite the second earth contact 6. The fourth ground contact 6 'is again constructed in the form of a clamp.
  • first ground contact 4 and the third ground contact 4 ' form a first pair of ground contacts.
  • second ground contact 6 and the fourth ground contact 6 ' form a second pair of ground contacts.
  • the first pair of ground contacts and the second pair of ground contacts are preferably arranged on the ceramic body 2 in such a way that a symmetrical arrangement with respect to the center of the ceramic body 2 is created.
  • FIG. 11 shows schematic cross sections through the eighth exemplary embodiment.
  • the schematic cross section according to FIG. 11A runs along the line AB, as indicated in FIG. 10A.
  • the schematic cross section according to FIG. 11B runs along the line C - D, as indicated in FIG. 10B.
  • the first unloading via 7 and the second unloading via 12 have not only a vertical but also a horizontal offset.
  • the first discharge via 7 between the first discharge zone 8 and the second discharge zone 10 is designed as a gas discharge via.
  • the first discharge zone 8 is connected exclusively to the first signal line contact 3 via the first internal electrode 9.
  • the properties of the first discharge zone 8 and the first internal electrode 9 correspond to those as described for the first discharge zone 8 and the first internal electrode 9 in accordance with the first exemplary embodiment.
  • FIG. 11B shows the course of the second internal electrode 11 through the ceramic body 2 in a schematic cross section.
  • the second internal electrode 11 is formed between the first ground contact 4 and the third ground contact 4 '. That is, the first ground contact 4 and the second ground contact 4 'are electrically coupled by the second internal electrode 11, whereby they form the first pair of ground contacts described above. In the exemplary embodiment 7, the second internal electrode 11 does not form any further electrical contacts to further external contacts.
  • the second discharge zone 10 of the first discharge vias 7 is formed as part of the second internal electrode 11.
  • the second discharge via 12 is formed between the third discharge zone 13 and the fourth discharge zone 15. This is also a cylindrical gas discharge via.
  • the fourth discharge zone 15 is connected in an electrically conductive manner via the fourth internal electrode 16 exclusively to the second signal line contact 5.
  • the shape or the properties of the fourth discharge zone 15 and the fourth internal electrode 16 can correspond to those of the fourth discharge zone 15 and the fourth internal electrode 16 of the first exemplary embodiment.
  • the third internal electrode 14 is designed similarly to the second internal electrode 11. It connects the third discharge zone 13 with the second ground contact 6 to the fourth ground contact 6 'and thus forms the second pair of ground contacts.
  • the third internal electrode 14 forms the third discharge zone 13 on the upper side of the second discharge vias 12.
  • such a design can have the advantage that the ground lines can be routed through the overvoltage protection element 1 in a feedthrough design.
  • the signal line contacts 3 and 5 can be protected from galvanically independent ground contact pairs by the corresponding discharge vias 7 and 12, respectively.
  • the first and the second pair of ground contacts can each be connected to galvanically independent ground lines.
  • a process for manufacturing the overvoltage protection element 1 in accordance with the eighth exemplary embodiment can in principle be equivalent to the manufacturing process in the first exemplary embodiment.
  • a process based on stacking green sheets can be used. This can differ from the manufacturing process of the first exemplary embodiment by the following features:
  • Green films which have a hole for forming the second discharge vias 12 do not have to have the hole in the center of the green film, but rather offset in the direction of the side which will form the third side surface of the ceramic body 2.
  • green foils which have a hole for forming the first discharge vias 7 do not have to have the hole in the center of the green foil, but rather offset in the direction of the side which will form the first side surface of the ceramic body 2.
  • the same green sheets with holes can be used for the first discharge via 7 as for the second discharge via 12, the green sheets for the first discharge via 7 being rotated by 180 ° with respect to those for the second discharge via 12.
  • the first internal electrode 9 or the fourth internal electrode 16 can also be designed in such a way that it does not extend as far as the center of the ceramic body 2, corresponding to the illustration in FIG. 11A.
  • the first internal electrode 9 is formed at least up to the first discharge zone 8, but can protrude beyond this into the ceramic body 2 as long as it ends within the ceramic body 2.
  • the fourth internal electrode 16 is correspondingly formed at least up to the fourth discharge zone 15, but can protrude beyond this into the ceramic body 2 as long as it ends within the ceramic body 2.
  • the additional ground contacts compared to the first exemplary embodiment can also be attached to the ceramic body 2 in a manner corresponding to the other external contacts.
  • FIG. 12 shows, in schematic views, a ninth exemplary embodiment of the overvoltage protection element.
  • FIG. 12A shows a plan view of the corresponding overvoltage protection element 1.
  • FIG. 12B shows a side view of the fourth side face of the overvoltage protection element 1.
  • FIG. 12C shows a view of the first side face of the overvoltage protection element 1.
  • a first ground contact 4 is arranged on the first side surface of the ceramic body 2. Similar to the first signal line contact 3 in the eighth exemplary embodiment, it is designed in the form of a clamp.
  • the second ground contact 6 is on the third side surface of the ceramic Body 2 arranged.
  • the second ground contact 6 is also designed in the form of a clamp, similar to the first ground contact 4.
  • the dimensions of the first ground contact 4 and the second ground contact 6 do not have to be identical, but they are preferably.
  • a first signal line contact 3 is arranged on the second side surface of the ceramic body 2.
  • a third signal line contact 3 ′ is arranged on the fourth side surface of the ceramic body 2 opposite the first signal line contact 3. Together, the first signal line contact 3 and the second signal line contact 3 'form the first signal line contact pair.
  • the second signal line contact 5 is arranged on the second side surface of the ceramic body 2 next to the first signal line contact 3.
  • the fourth signal line contact 5 ' is arranged on the fourth side surface of the ceramic body 2. Together, the second signal line contact 5 and the fourth signal line contact 5 'form the second signal line contact pair.
  • the respective ground contacts 4 and 6 are preferably formed centrally on the respective side surfaces.
  • the first and the second signal line contact pair are preferably arranged on the ceramic body 2 in such a way that a symmetrical arrangement with respect to the center of the ceramic body 2 is created.
  • the first signal line contact 3, the second signal line contact 5, the third signal line contact 3 'and the fourth signal line contact 5' are also designed in the shape of a clamp.
  • the ceramic body 2 is cuboid according to the ninth exemplary embodiment, the indication of the direction in terms of length, height and depth can be made in accordance with the definition of the first exemplary embodiment.
  • first signal line contact 3 and the second signal line contact 5 each have the same distance from the center of the second side surface of the ceramic body 2. This applies accordingly to the opposite signal line contacts 3 'and 5' in relation to the fourth side surface of the ceramic body.
  • FIG. 13 shows schematic cross sections of the ninth exemplary embodiment of the overvoltage protection element.
  • FIG. 13A shows a schematic cross section along the sectional plane E - F indicated in FIG. 12B.
  • the cross section is thus parallel to the upper side of the ceramic body 2.
  • FIG. 13B shows a schematic cross section along the sectional plane AB indicated in FIG. 12A. The cross section is thus parallel to the fourth side face of the ceramic body 2.
  • FIG. 13A shows the course of the first internal electrode 9 through the ceramic body 2.
  • the first internal electrode 9 connects the first discharge zone 8 to the first signal line contact 3 and to the third signal line contact 3 '. This forms the first pair of signal line contacts.
  • a first high-frequency data line can be routed to the first signal line contact 3, passed through the ceramic body via the first internal electrode 9, and routed from the overvoltage protection element back to an external line via the third signal line contact 3 '.
  • the first internal electrode 9 thus connects the two contacts of the first signal line contact pair with the first discharge zone 8 of the first discharge vias 7, whereby, for example, a first high-frequency data line can be protected.
  • the first discharge zone 8 can be designed to be equivalent to the first discharge zone 8 in accordance with the first exemplary embodiment of an overvoltage protection element.
  • the second internal electrode 11 connects the second discharge zone 10 of the first discharge vias 7 exclusively to the first ground contact 4.
  • the clip-shaped areas protruding over the top and bottom of the ceramic body are also shown.
  • all internal electrodes of the ninth exemplary embodiment are constructed in the form of strips and each run parallel to the The plane that is defined by the top of the ceramic body 2.
  • the first internal electrode 9 and the second internal electrode 11, which are arranged on the first discharge via 7, are oriented perpendicular to one another.
  • the second unloading via 12 is constructed similarly to the first unloading via 7.
  • the discharge zones arranged on the second discharge via 12 and the internal electrodes connected to them are constructed similarly to those arranged on the first discharge via 7.
  • the third inner electrode 14 connects the third discharge zone 13, which is arranged on the upper side of the second discharge vias, exclusively to the second ground contact 6.
  • a second high-frequency data line can be routed through the ceramic body 2 via the second pair of signal line contacts and the fourth internal electrode 16.
  • the discharge vias in the eighth exemplary embodiment are also cylinder-shaped gas discharge vias.
  • an overvoltage protection element 1 according to the invention can also be designed in a feedthrough design, for example in accordance with the ninth exemplary embodiment.
  • the feedthrough design can save space when installing it in an electronic circuit.
  • the decoupling of the signals can be improved compared to the prior art described in the introduction.
  • a manufacturing method for the ninth exemplary embodiment can essentially correspond to the manufacturing method as described for the first or the further exemplary embodiments.
  • a process based on stacking green sheets can be used. This can differ from the manufacturing process of the first exemplary embodiment by the following features:
  • green sheets which have a hole for forming the second discharge vias 12 do not have to have the hole in the center of the green sheet, but rather offset in the direction of the side which will form the third side surface of the ceramic body 2.
  • green sheets which have a hole for forming the first discharge vias 7 do not have to have the hole in the center of the green sheet, but rather offset in the direction of the side which will form the first side surface of the ceramic body 2.
  • the same green sheets with holes can be used for the formation of the first Entaldevia 7 and the second Entaldevia 12, the green sheets for the first Entaldevia 7 being used rotated by 180 ° to those for the second Entaldevia 12.
  • the second internal electrode 11 or the third internal electrode 14 cannot be formed up to the center of the ceramic body 2, in accordance with the illustration in FIG. 13B.
  • the second internal electrode 11 is formed at least up to the second discharge zone 10, but can protrude beyond this into the ceramic body 2 as long as it ends within the ceramic body 2.
  • the third internal electrode 14 is formed at least up to the third discharge zone 13, but can protrude beyond this into the ceramic body 2 as long as it ends within the ceramic body 2.
  • first internal electrode 9 and the fourth internal electrode 16 must be formed on the respective green sheets so that they extend from the side of the green sheet stack, which will form the second side surface of the ceramic body, to the side of the green sheet stack, which is the fourth side surface of the ceramic body form will extend.
  • the signal line contacts which are further compared to the first exemplary embodiment can also be attached to the ceramic body 2 in a manner corresponding to the other external contacts.
  • FIG. 14 shows a tenth exemplary embodiment of an overvoltage protection element 1 in schematic cross sections.
  • the tenth exemplary embodiment of the overvoltage protection element 1 largely corresponds to the ninth exemplary embodiment of an overvoltage protection element 1.
  • the tenth exemplary embodiment has a decoupling cavity 21.
  • FIG. 14A shows a schematic cross section corresponding to the schematic cross section which was shown in FIG. 13B.
  • the decoupling cavity 21 is preferably formed symmetrically in the center of the cuboid ceramic body.
  • the decoupling cavity 21 itself is cuboid. It is located on the horizontal plane in the middle between the first unloading via 7 and the second unloading via 12.
  • the expansion of the decoupling cavity 21 in the direction of the length of the ceramic body 2 preferably corresponds at most to the horizontal distance between the internal electrodes arranged on the first discharge via 7 and the internal electrodes arranged on the second discharge via 12. As indicated in FIG. 14A, however, the extent of the decoupling cavity 21 in the longitudinal direction of the ceramic body 2 can also be significantly smaller than the distance described above.
  • the height of the decoupling cavity 21 should at least correspond to the vertical distance between the first discharge zone 8 and the fourth discharge zone 15. As indicated in FIGS. 14A and B, the height of the decoupling cavity 21 can, however, also be greater than this distance.
  • the dimensions of the decoupling cavity 21 are preferably chosen so that in projections of the first inner electrode 9, the first discharge vias 7, the fourth inner electrode 16 and the second discharge vias 12 on the first side surface and the projection of the decoupling cavity 21 on the first side surface, the projection surfaces of the discharge vias formed and said internal electrodes are as far as possible within the projection surface of the decoupling cavity 21.
  • the decoupling cavity 21 it is possible for the decoupling cavity 21 to completely penetrate the ceramic body in the direction of the depth of the ceramic body 2.
  • the decoupling cavity 21 can be designed to be open to the atmosphere on the second side surface and on the fourth side surface (not shown).
  • the The decoupling cavity 21 is formed entirely within the ceramic body 2, which means that the decoupling cavity 21 is delimited on all sides by the ceramic material of the ceramic body 2.
  • the decoupling cavity 21 is filled with a filling gas.
  • the filling gas is air.
  • the filling gas preferably corresponds to the filling gas of the gas discharge vias.
  • a manufacturing process of the tenth exemplary embodiment can be essentially identical to the manufacturing process of the ninth exemplary embodiment.
  • some green sheets which form the green sheet stack must have a further cutout in the middle to form the decoupling cavity 21.
  • the recess can be made in a similar way to the holes for the discharge vias.
  • one or more green sheets can be stacked on top of one another without a gap.
  • One or more green sheets, which contain a cutout for forming the decoupling cavity 21, can be stacked on this.
  • Further green sheets (one or more), which contain further cutouts for the decoupling cavity 21, can be stacked on the correspondingly formed stack.
  • More green sheets, which both have a recess for the decoupling cavity 21 as well as holes for the first unloading via 7 can be stacked on the stack thus formed.
  • one or more continuous green sheets are stacked on the stack formed in this way.
  • the electrodes can be introduced in accordance with the method described above in relation to the ninth exemplary embodiment or the first exemplary embodiment.
  • the hole in green sheets for forming the decoupling cavity 21 can also be filled with an organic filler material in order to improve the stability during the process.
  • FIG. 15 shows an eleventh exemplary embodiment of an overvoltage protection element 1 in a schematic cross section.
  • the eleventh exemplary embodiment corresponds essentially to the tenth exemplary embodiment. The only difference is the shape of the decoupling cavity 21.
  • the decoupling cavity 21 in the eleventh exemplary embodiment can have a non-cuboid shape.
  • the shape deviating from the cuboid shape can have rounded corners or beveled corners.
  • Such an embodiment can increase the stability of the ceramic body 2 or of the overvoltage protection element 1, since the thickness of the ceramic material or of the ceramic body 2 in the area of the corners at the level of the decoupling cavity 21 is larger.
  • a method for producing the eleventh exemplary embodiment can be carried out in accordance with the method as described with reference to the tenth exemplary embodiment.
  • the sizes of the recesses in the green sheets to be stacked, which form the ceramic body with the decoupling cavity 21, must be adapted in accordance with the desired shape.
  • Figure 16 shows a twelfth embodiment of the present invention.
  • FIG. 16A shows a schematic plan view of the upper side of the ceramic body 2 and FIG. 16B shows a schematic side view of the fourth side surface of the ceramic body 2.
  • the twelfth exemplary embodiment can be understood as an extension of the principle corresponding to the ninth exemplary embodiment to a multiplicity of signal line contacts or signal line contact pairs.
  • the twelfth exemplary embodiment thus has a first ground contact 4 and a second ground contact 6 equivalent to the ninth exemplary embodiment.
  • the twelfth exemplary embodiment also has a first signal line contact pair, formed from the first signal line contact 3 and the third signal line contact 3 ′ and a second Signal line contact pair, formed from the second signal line contact 5 and the fourth signal line contact 5 '.
  • a third signal line contact pair and a fourth signal line contact pair are arranged between the first signal line contact pair and the second signal line contact pair.
  • the third pair of signal line contacts is arranged adjacent to the first pair of signal line contacts and is formed from a fifth signal line contact 22 and the seventh signal line contact 22 ′.
  • the fourth pair of signal line contacts is arranged adjacent to the second pair of signal line contacts and is formed from a sixth signal line contact 23 and an eighth signal line contact 23 ′.
  • All signal line contacts are similar, for example designed in accordance with the signal line contacts of the ninth embodiment.
  • a signal can be applied to each of the four signal line contact pairs or a signal line can be connected.
  • FIG. 16C shows a schematic cross section of the twelfth exemplary embodiment along the line AB indicated in FIG. 16A
  • a first signal line which is routed via the first pair of signal line contacts, can be protected against overvoltages with respect to the first ground contact 4 via the first discharge via 7.
  • a second signal line which is routed via the second signal line contact pair, can also be protected against overvoltages with respect to the second ground contact 6 via the second discharge via 12, in equivalence to the ninth exemplary embodiment.
  • a third signal line which on the third
  • Signal line contact pair is connected, is protected against overvoltages via the third discharge via 12 'with respect to the second ground contact 6.
  • the third unload via 12 ' is designed to be equivalent to the second unload via 12 and is similarly contacted.
  • the third unloading via 12 ′ is horizontally offset and arranged below the first unloading via 7.
  • the fifth discharge zone 13 ′ is arranged on the upper side of the third discharge vias 12 ′ and is connected exclusively to the second ground contact 6 via the sixth internal electrode 14 ′.
  • the sixth discharge zone 15 ' is arranged on the underside of the third discharge vias 12' and over the seventh internal electrode 16 'connected to both the fifth signal line contact 22 and the seventh signal line contact 22'.
  • the first internal electrode 9 of the first pair of signal line contacts and the seventh internal electrode 16 'of the third pair of signal line contacts which is adjacent in the longitudinal direction of the ceramic body, have the maximum possible relative distance from one another. This reduces the coupling between adjacent signal lines that are routed through the component.
  • the second internal electrode 11 and the seventh internal electrode 14 ' face one another, which helps to decouple the signals on the first internal electrode 9 and seventh internal electrode 16'.
  • the second inner electrode 11 and the seventh inner electrode 14 ' can be contacted via galvanically independent ground lines.
  • the local structure, the local arrangement or the local contacting of the adjacent discharge vias 7 and 12 'of the present exemplary embodiment is thus similar to the structure, the arrangement or the contacting of the discharge vias 7 and 12 in the ninth exemplary embodiment.
  • a fourth signal line which on the fourth
  • Signal line contact pair is connected via the fourth Entladevia 7 'with respect to the first ground contact 4 protected against overvoltages.
  • the fourth unloading via 7 ' is designed to be equivalent to the first unloading via 7 and is similarly contacted.
  • the fourth discharge via 7 ′ is offset and arranged above the second discharge via 12.
  • the seventh discharge zone 8 ' is arranged on the upper side of the fourth discharge vias 7' and is connected to both the sixth signal line contact 23 and the eighth signal line contact 23 'via the eighth internal electrode 9'.
  • the eighth discharge zone 10 ' is arranged on the underside of the fourth discharge vias 7' and is connected exclusively to the first ground contact 4 via the ninth internal electrode 11 '.
  • the eighth internal electrode 9 ′ of the fourth signal line contact pair and the fourth internal electrode 16 of the second signal line contact pair, which is adjacent in the longitudinal direction of the ceramic body, thus have the maximum possible relative distance from one another. This reduces the coupling between adjacent signal lines that are routed through the component.
  • the ninth internal electrode 11 ′ and the third internal electrode 14 ′ face one another, which helps to decouple the signals on the eighth internal electrode 9 ′ and the fourth internal electrode 16.
  • the second inner electrode 11 and the seventh inner electrode 14 ' can be contacted via galvanically independent ground lines.
  • the vertical arrangement (direction from the top to the bottom of the ceramic body 2) of the discharge vias is as follows: the fourth discharge via 7 'is above the
  • Inner electrode 9 'of the fourth signal line contact pair and the seventh inner electrode 16' of the third signal line contact pair as large as possible, since the discharge zones formed by these electrodes are on opposite sides of the respective discharge vias.
  • the structure according to the twelfth exemplary embodiment can be implemented with any number of signal line contact pairs, which are always connected to a discharge via such that the discharge zones of adjacent signal line contact pairs are always facing away from one another.

Abstract

The invention relates to a surge protection element which is based on a ceramic body (2) and serves to protect a plurality of high-frequency data lines, the surge protection element comprising a plurality of external contacts (3, 4, 5, 6) and two superposed discharge vias (7, 12).

Description

Überspannungsschutzelement Overvoltage protection element
Die Erfindung betrifft ein Überspannungsschutzelement. The invention relates to an overvoltage protection element.
Sehr schnelle Hochfrequenzdatenleitungen beziehungsweise Schnittstellen von solchen Hochfrequenzdatenleitungen sind Bestandteil vieler gängiger elektronischer Anwendungen, wie zum Beispiel USB, HDMI, Ethernet, Gigabit Ethernet oder insbesondere Automotive Multi-Gig. Very fast high-frequency data lines or interfaces of such high-frequency data lines are part of many common electronic applications, such as USB, HDMI, Ethernet, Gigabit Ethernet or, in particular, automotive multi-gig.
Entsprechende Hochfrequenzdatenleitungen werden üblicherweise unter Betriebsspannungen von unter 100 V betrieben. Beispielsweise können die Betriebsspannungen 24 V, 48 V, oder 70 V betragen. Corresponding high-frequency data lines are usually operated at operating voltages of less than 100 V. For example, the operating voltages can be 24 V, 48 V, or 70 V.
Die Datenübertragungsraten können bis zu 10 Gigabit/s betragen . The data transfer rates can be up to 10 gigabit / s.
Entsprechende Hochfrequenzdatenleitungen sind gegenüber Überspannungen empfindlich. Dabei können die Überspannungen verschiedenste Ursachen haben, zum Beispiel elektrostatische Aufladung oder ähnliches. Corresponding high-frequency data lines are sensitive to overvoltages. The overvoltages can have various causes, for example electrostatic charging or the like.
Entsprechend werden Überspannungsschutzlösungen beziehungsweise ESD-Schutzlösungen (ESD: Electrostatic Discharge) benötigt. Accordingly, surge protection solutions or ESD protection solutions (ESD: Electrostatic Discharge) are required.
In modernen elektronischen Anwendungen ist es wichtig, dass möglichst viele Datenleitungen kompakt, das heißt auf möglichst kleinem Raum geführt werden können. Entsprechend werden ESD-Schutzlösungen benötigt, welche einen geringen Platz beanspruchen. Zudem sollen die ESD-Schutzlösungen die Signalleitung nicht stören, weder während des Normalbetriebs noch während eines Überspannungsereignisses. Dies ist insbesondere für Streifenleiter und insbesondere im Automotive Multi-Gig- Bereich von großer Bedeutung. In modern electronic applications it is important that as many data lines as possible can be routed compactly, i.e. in the smallest possible space. Accordingly, ESD protection solutions are required which take up little space. In addition, the ESD protection solutions should not interfere with the signal line, neither during normal operation nor during an overvoltage event. This is particularly important for strip conductors and especially in the automotive multi-gig area.
Zum einen sollen entsprechend ESD-Schutzlösungen möglichst geringe parasitäre Kapazitäten aufweisen, zum anderen müssen Kopplungen zwischen den Datenleitungen verhindert werden. On the one hand, corresponding ESD protection solutions should have the lowest possible parasitic capacitances, and on the other hand, couplings between the data lines must be prevented.
Beispiele für verschiedene ESD-Schutzlösungen finden sich in der US 2010/0157496 Al oder der EP 3644340 A2. Examples of different ESD protection solutions can be found in US 2010/0157496 A1 or EP 3644340 A2.
Ein Beispiel für den ESD-Schutz mehrerer Signalleitungen findet sich in der US-Patentschrift US 7099131 B2. An example of the ESD protection of several signal lines can be found in US Pat. No. 7099131 B2.
Die Patentschrift offenbart sowohl einen einzelnen Überspannungsableiter zum Schutz einer einzelnen Datenleitung als auch einen integrierten Überspannungsableiter zum Schutz mehrerer Datenleitungen. The patent specification discloses both a single surge arrester for protecting a single data line and an integrated surge arrester for protecting multiple data lines.
Alle in US 7099131 B2 beschriebenen Überspannungsableiter sind im Feedthrough Design aufgebaut. Das bedeutet, dass eine oder mehrere Signalleitungen von außen an ein keramisches Bauteil hingeführt werden, dort mit einer Elektrode am keramischen Bauteil verbunden werden und dann durch einen Leiter beziehungsweise eine Innenelektrode im keramischen Bauteil durch das Bauteil geführt werden, um dann durch eine Output-Elektrode wieder auf eine Leiterbahn geführt zu werden. All surge arresters described in US 7099131 B2 are constructed in the feedthrough design. This means that one or more signal lines are routed from the outside to a ceramic component, there are connected to an electrode on the ceramic component and then passed through a conductor or an internal electrode in the ceramic component through the component and then through an output electrode to be led back onto a conductor track.
Geschützt wird eine entsprechende Datenleitung nach US 7099131 B2, indem ein gasgefüllter Hohlraum in Kontakt mit einer Datenleitung steht, welche als Innenelektrode durch den keramischen Körper des Überspannungsableiters geführt wird. Die Kontaktfläche zwischen Datenleitungsinnenelektrode und Hohlraum stellt eine Entladefläche dar. Auf der der Datenleitungsinnenelektrode gegenüberliegenden Seite des Hohlraums befindet sich eine weitere Entladefläche. Diese ist Teil einer Masseinnenelektrode, welche senkrecht zu der Datenleitung oder den Datenleitungen durch das keramische Bauteil geführt wird. Somit bildet der Hohlraum eine Art von Entladevia . A corresponding data line according to US Pat. No. 7099131 B2 is protected by a gas-filled cavity in contact with a data line is available, which is routed as an internal electrode through the ceramic body of the surge arrester. The contact surface between the data line inner electrode and the cavity represents a discharge surface. There is another discharge surface on the side of the cavity opposite the data line inner electrode. This is part of an internal ground electrode, which is routed perpendicular to the data line or the data lines through the ceramic component. The cavity thus forms a type of discharge via.
Grundsätzlich wird hier und im Folgenden unter „Entladevia" eine Vorrichtung verstanden, welche ein nicht-lineares Strom- Spannungsverhalten aufweist. Das heißt der elektrische Widerstand unterhalb einer bestimmten angelegten Spannung ist sehr groß, wodurch ein Stromfluss durch das Entladevia unterdrückt wird. Oberhalb einer bestimmten anliegenden Spannung (meist einer Überspannung) ist dagegen deutlich reduziert, weshalb ein Stromfluss durch das Entladevia stattfinden kann. Bevorzugt kann unter „Entladevia" eine Vorrichtung verstanden, welche ein nicht-lineares Strom- Spannungsverhalten aufweist und in einem laminierten Vielschichtkörper eine Entladevorrichtung bietet, in welcher der Entladestrom hauptsächlich senkrecht zur Laminierrichtung fließt. Hauptsächlich senkrecht kann hierbei ein Anteil von über 50% sein. Basically, here and in the following, “discharge via” is understood to mean a device which has a non-linear current-voltage behavior applied voltage (usually an overvoltage) is significantly reduced, which is why a current flow can take place through the discharge via. Preferably, "discharge via" can be understood to mean a device which has a non-linear current-voltage behavior and offers a discharge device in a laminated multi-layer body, in which the discharge current flows mainly perpendicular to the lamination direction. A proportion of more than 50% can be mainly vertical.
Somit hat ein integrierter Überspannungsableiter zum Schutz mehrerer Datenleitungen nach US 7099131 B2, eine parallele Anordnung von Datenleitungsinnenelektroden (Feedthroughs) durch die Keramik. Jede dieser Signalleitungen ist durch ein entsprechendes Entladevia mit der gemeinsamen Masseleitung durch das keramische Bauteil verbunden. Eine entsprechende Bauweise hat den Vorteil, dass Leitungen vergleichsweise eng nebeneinander in einem gemeinsamen Bauteil geschützt werden können. Auch hat das entsprechende Feedthrough Design Vorteile für die Montage auf einer entsprechenden Platine beziehungsweise auf entsprechenden Streifenleiterbahnen . Thus, an integrated surge arrester for protecting several data lines according to US Pat. No. 7099131 B2 has a parallel arrangement of data line inner electrodes (feedthroughs) through the ceramic. Each of these signal lines is connected by a corresponding discharge via to the common ground line through the ceramic component. A corresponding design has the advantage that lines can be protected comparatively close to one another in a common component. The corresponding feedthrough design also has advantages for mounting on a corresponding circuit board or on corresponding strip conductors.
Das entsprechende Design bringt aber auch einige Nachteile mit sich. Die Leiterbahnen in dem Streifenleiter besitzen einen definierten Abstand. Die Kopplung zwischen den Leiterbahnen wird durch den Abstand und die Dielektrizitäts- konstante des Mediums zwischen den Leiterbahnen definiert.However, the corresponding design also has some disadvantages. The conductor tracks in the strip conductor have a defined distance. The coupling between the conductor tracks is defined by the distance and the dielectric constant of the medium between the conductor tracks.
Die „freien" Leiterbahnen, d.h. außerhalb von Bauteilen haben eine geringe Koppelung und eine definierte Impedanz, da die Dielektrizitätskonstante e des umgebenden Mediums Luft klein ist (ca. 1). The "free" conductor tracks, i.e. outside of the components, have a low coupling and a defined impedance, since the dielectric constant e of the surrounding medium, air, is small (approx. 1).
Da der gegenseitige Abstand der Leiter im keramischen Bauteil etwa gleich dem Abstand der „freien" Leiterbahnen ist, aber die Dielektrizitätskonstante der Keramik üblicherweise größer als die von Luft ist, ist die Kopplung zwischen den Leiter- bahnen im Überspannungsableiter erhöht und gegebenenfalls die Impedanz im Bereich des Überspannungsableiters verändert. Since the mutual distance between the conductors in the ceramic component is roughly the same as the distance between the "free" conductor tracks, but the dielectric constant of the ceramic is usually greater than that of air, the coupling between the conductor tracks in the surge arrester is increased and, if necessary, the impedance in the area of the surge arrester changed.
Zudem kann es nachteilig sein, dass die Signalleitungen alle gegen die gleiche Masseleitung geschützt werden. Etwaige Überschläge (ESD-Event) können somit leichter benachbarte Leitungen stören. In addition, it can be disadvantageous that the signal lines are all protected against the same ground line. Any flashovers (ESD event) can therefore more easily disrupt neighboring lines.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Überspannungsschutzelement bereitzustellen, welches mehrere Hochfrequenzdatenleitungen schützt und dabei die Kopplung der Datenleitungen möglichst gering hält. It is an object of the present invention to provide an overvoltage protection element which has a plurality of Protects high-frequency data lines while keeping the coupling of the data lines as low as possible.
Entsprechend dieser Forderung wird ein Überspannungs- schutzelement bereitgestellt, welches einen keramischen Körper, mindestens ein erstes Entladevia und ein zweites Entladevia aufweist, wobei das erste Entladevia zwischen einer ersten Entladezone an der Oberseite des ersten Entladevias und einer zweiten Entladezone an der Unterseite des ersten Entladevias ausgebildet ist, das zweite Entladevia zwischen einer dritten Entladezone an der Oberseite des zweiten Entladevias und einer vierten Entladezone an der Unterseite des zweiten Entladevias ausgebildet ist, die erste Entladezone über eine erste Innenelektrode mit einem ersten Außenkontakt verbunden ist, die zweite Entladezone über eine zweite Innenelektrode mit einem zweiten Außenkontakt verbunden ist, die dritte Entladezone über eine dritte Innenelektrode mit einem dritten Außenkontakt verbunden ist, die vierte Entladezone über eine vierte Innenelektrode mit einem vierten Außenkontakt verbunden ist. In accordance with this requirement, an overvoltage protection element is provided which has a ceramic body, at least one first discharge via and a second discharge via, the first discharge via being formed between a first discharge zone on the top of the first discharge via and a second discharge zone on the underside of the first discharge via is, the second discharge via is formed between a third discharge zone on the top of the second discharge via and a fourth discharge zone on the underside of the second discharge via, the first discharge zone is connected to a first internal electrode with a first external contact, the second discharge zone is connected to a second internal electrode a second external contact, the third discharge zone is connected to a third external contact via a third internal electrode, the fourth discharge zone is connected to a fourth external contact via a fourth internal electrode.
Die Entladezonen können beispielsweise als Teil der jeweiligen Innenelektrode, mit der sie verbunden sind, ausgebildet sein. The discharge zones can be designed, for example, as part of the respective internal electrode to which they are connected.
Der keramische Körper kann ein keramisches Material umfassen. Um Kopplungen zu minimieren sollte die Dielektrizitäts- konstante ε des keramischen Materials möglichst klein sein. Als vorteilhaft wird angesehen, wenn das keramische Material eine Dielektrizitätskonstante ε<20 aufweist. Als vorteil- hafter wird angesehen, wenn das keramische Material eine Dielektrizitätskonstante von ε<10 aufweist. Zum Beispiel kann das keramische Material eine HTCC oder LTCC Keramik sein. Das keramische Material kann Aluminiumoxid enthalten. Zudem kann das keramische Material Glas enthalten. The ceramic body can comprise a ceramic material. In order to minimize coupling, the dielectric constant ε of the ceramic material should be as small as possible. It is considered advantageous if the ceramic material has a dielectric constant ε <20. It is considered more advantageous if the ceramic material has a dielectric constant of ε <10. For example, the ceramic material can be an HTCC or LTCC ceramic. The ceramic material can contain aluminum oxide. In addition, the ceramic material can contain glass.
Bevorzugt ist der keramische Körper ein laminierter Vielschichtkörper . Hierbei können Oberseite und Unterseite als zwei gegenüberstehende Seiten bzw. zwei entgegengesetzte Richtungen parallel zur Laminierrichtung verstanden werden. Somit können die Begriffe Oberseite und Unterseite nicht nur in Bezug auf eine absolute Orientierung im Raum verstanden werden, sondern alternativ auch in Relation zueinander, wobei die Begriffe zwei gegenüberliegende Seiten eines Überspannungsschutzelements bzw. eines keramischen Körpers bezeichnen. Als vertikale Richtung kann die Laminierrichtung verstanden werden. Als horizontale Richtung kann die senkrechte Richtung zur Laminierrichtung verstanden werden. Die horizontale Richtung ist somit bevorzugt eine Richtung parallel zu den laminierten Schichten. The ceramic body is preferably a laminated multi-layer body. Here, the top and bottom can be understood as two opposite sides or two opposite directions parallel to the lamination direction. Thus, the terms top and bottom can be understood not only in relation to an absolute orientation in space, but alternatively also in relation to one another, the terms denoting two opposite sides of an overvoltage protection element or a ceramic body. The lamination direction can be understood as the vertical direction. The direction perpendicular to the lamination direction can be understood as the horizontal direction. The horizontal direction is thus preferably a direction parallel to the laminated layers.
Somit können Oberseite und Unterseite jeweils in Laminierrichtung zwei sich gegenüberliegende Seiten eines Objekts bezeichnen. Bevorzugt sind hierbei die Flächennormalen der Ober- bzw. Unterseite parallel zur Laminierrichtung orientiert. Thus, the top and bottom can each designate two opposite sides of an object in the lamination direction. In this case, the surface normals of the upper and lower side are preferably oriented parallel to the lamination direction.
Bevorzugt sind die Innenelektroden flächig ausgebildet. Hierbei ist bevorzugt, dass die Fläche der Innenelektroden jeweils in horizontalen Ebenen verlaufen. Weiterhin ist bevorzugt, dass auch die Entladezonen eine Hauptausdehnung in der flächigen Richtung der Innenelektroden aufweisen. So können die Innenelektroden jeweils eine horizontale Fläche definieren . In einer Ausführungsform des Überspannungsschutzelements kann das erste Entladevia vertikal über dem zweiten Entladevia angeordnet sein. The internal electrodes are preferably designed to be flat. It is preferred here that the surface of the internal electrodes each run in horizontal planes. It is further preferred that the discharge zones also have a main extent in the planar direction of the internal electrodes. In this way, the internal electrodes can each define a horizontal surface. In one embodiment of the overvoltage protection element, the first discharge via can be arranged vertically above the second discharge via.
Dies bedeutet, dass gemäß diesem bevorzugten Aspekt das erste und das zweite Entladevia nicht ausschließlich nebeneinander ausgebildet sind, wie es nach dem oben beschriebenen Stand der Technik der Fall ist, sondern dass das erste Entladevia über dem zweien Entladevia angeordnet ist. Das heißt, das erste und das zweite Entladevia können in horizontaler Richtung versetzt sein, jedoch befindet sich zu jeder Zeit das erste Entladevia oberhalb des zweiten. This means that, according to this preferred aspect, the first and the second unloading via are not formed exclusively next to one another, as is the case according to the prior art described above, but that the first unloading via is arranged above the two unloading via. That is, the first and the second unloading via can be offset in the horizontal direction, but the first unloading via is at all times above the second.
So können zum Beispiel auch alle Innenelektroden auf verschiedenen horizontalen Ebenen ausgebildet sein. For example, all internal electrodes can also be formed on different horizontal planes.
Gemäß einer Ausführungsform des Überspannungsschutzelements können der erste Außenkontakt ein erster Signalleitungskontakt sein, der zweite Außenkontakt ein erster Massekontakt sein und die erste Innenelektrode die Entladezone ausschließlich mit dem ersten Signalleitungskontakt verbinden. According to one embodiment of the overvoltage protection element, the first external contact can be a first signal line contact, the second external contact can be a first ground contact and the first internal electrode can connect the discharge zone exclusively to the first signal line contact.
Das heißt, dass in dieser Ausführungsform das Signal, welches am ersten Signalleitungskontakt anliegen kann, nicht durch das Überspannungsschutzelement durchgeführt wird. Zum Beispiel kann das Signal in einer Signalleitung am Überspannungsschutzelement vorbei geführt werden. This means that in this embodiment the signal which can be applied to the first signal line contact is not passed through the overvoltage protection element. For example, the signal can be routed past the overvoltage protection element in a signal line.
Bevorzugt können Signalleitungskontakte in entgegengesetzter Richtung von der jeweiligen ESD-Schutzvorrichtung, also von den Entladevias aus, nach außen an verschiedene Seiten des Überspannungsschutzelements geführt werden. Eine solche Anordnung kann vorteilhaft sein, da die zweite Entladezone, beziehungsweise die zweite Innenelektrode auf Masse liegen kann. So kann sie als Abschirmung zwischen der mit dem ersten Signalleitungskontakt verbundenen Entladezone und den am zweiten Entladevia befindlichen weiteren Entladezonen wirken. Somit kann Koppelung zwischen den Innenelektroden im Überspannungsschutzelement verringert werden. Signal line contacts can preferably be routed in the opposite direction from the respective ESD protective device, that is to say from the discharge vias, outwards to different sides of the overvoltage protection element. Such an arrangement can be advantageous since the second discharge zone or the second internal electrode can be connected to ground. It can act as a shield between the discharge zone connected to the first signal line contact and the further discharge zones located on the second discharge via. Coupling between the internal electrodes in the overvoltage protection element can thus be reduced.
Zudem kann eine solche Anordnung auch vorteilhaft so ausgebildet sein, dass die mit dem ersten Signalleitungs- kontakt verbundene Innenelektrode im Bereich der Entladevias den weitest möglichen Abstand in vertikaler Richtung von dem zweiten Entladevia aufweist. In addition, such an arrangement can also advantageously be designed in such a way that the inner electrode connected to the first signal line contact has the greatest possible distance in the vertical direction from the second discharge via in the area of the discharge vias.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann das Überspannungsschutzelement so ausgebildet sein, dass der dritte Außenkontakt ein zweiter Massekontakt ist, der vierte Außenkontakt ein zweiter Signalleitungskontakt ist und die vierte Innenelektrode die vierte Entladezone ausschließlich mit dem zweiten Signalleitungskontakt verbindet. According to a further aspect of the invention, the overvoltage protection element can be designed such that the third external contact is a second ground contact, the fourth external contact is a second signal line contact and the fourth internal electrode connects the fourth discharge zone exclusively to the second signal line contact.
In Kombination mit der vorangegangen Ausführungsform können sich dadurch weitere Vorteile ergeben. Gemäß einem solchen Aufbau kann der Abstand zwischen den Innenelektroden beziehungsweise den Entladezonen, welche mit Signalleitungen in Kontakt stehen, maximal groß gehalten werden. Dadurch kann das Koppeln der signalführenden Innenelektroden verringert werden. In combination with the previous embodiment, this can result in further advantages. According to such a structure, the distance between the internal electrodes or the discharge zones, which are in contact with signal lines, can be kept as large as possible. This can reduce the coupling of the signal-carrying internal electrodes.
Zudem können beide Innenelektroden beziehungsweise beide Entladezonen, welche auf Masse liegen, in vertikaler Richtung zwischen den Innenelektroden, welche mit Signalleitungs- kontakten verbunden sind, angeordnet sein. So können die mit den Signalleitungskontakten verbundenen Entladezonen beziehungsweise Innenelektroden voneinander abgeschirmt werden und es kann ein Koppeln zwischen den Signalleitungen verhindert werden. In addition, both internal electrodes or both discharge zones, which are grounded, can be vertical be arranged between the internal electrodes, which are connected to signal line contacts. In this way, the discharge zones or internal electrodes connected to the signal line contacts can be shielded from one another and coupling between the signal lines can be prevented.
Weiterhin können entsprechend aufgebaute Überspannungs- schutzelemente besonders vorteilhaft in Anordnungen eingesetzt werden, in welchen die Signalleitungen am Bauteil vorbei geführt werden. Furthermore, appropriately constructed overvoltage protection elements can be used particularly advantageously in arrangements in which the signal lines are routed past the component.
Zum Beispiel kann eine erste Signalleitung in Kontakt mit dem ersten Signalleitungskontakt stehen und eine zweite Signalleitung in Kontakt mit dem zweiten Signalleitungskontakt stehen. Zudem können beide Signalleitungen am Überspannungsschutzelement vorbei geführt werden. For example, a first signal line can be in contact with the first signal line contact and a second signal line can be in contact with the second signal line contact. In addition, both signal lines can be routed past the overvoltage protection element.
Dadurch dass die Signalleitungen am Überspannungsschutz- element vorbei geführt werden können, kann der Einfluss des Überspannungsschutzelements auf die Signale minimiert werden. Zum Beispiel kann Kopplung minimiert werden. Because the signal lines can be routed past the overvoltage protection element, the influence of the overvoltage protection element on the signals can be minimized. For example, coupling can be minimized.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann die zweite Innenelektrode die zweite Entladezone ausschließlich mit dem ersten Massekontakt verbinden und die dritte Innenelektrode die dritte Entladezone ausschließlich mit dem zweiten Massekontakt verbinden. According to a further aspect of the invention, the second internal electrode can connect the second discharge zone exclusively to the first ground contact and the third internal electrode can connect the third discharge zone only to the second ground contact.
Eine solche Anordnung kann den Vorteil haben, dass die auf Masse liegenden Innenelektroden beziehungsweise auf Masse liegenden Entladezonen galvanisch leichter entkoppelt werden können, indem die Massekontakte am keramischen Bauteil mit verschiedenen galvanisch entkoppelten Masseleitungen verbunden werden. Such an arrangement can have the advantage that the grounded internal electrodes or grounded discharge zones are galvanically more easily decoupled can by connecting the ground contacts on the ceramic component with various galvanically decoupled ground lines.
Dies kann im Vergleich zu einem Aufbau entsprechend des oben beschriebenen Standes der Technik einen Vorteil bewirken, da im Stand der Technik alle Signalleitungen gegen eine gemeinsame Masseleitung geschützt sind. This can bring about an advantage in comparison to a structure according to the prior art described above, since in the prior art all signal lines are protected from a common ground line.
Nach einem anderen Aspekt der Erfindung kann die zweite Innenelektrode die zweite Entladezone sowohl mit dem ersten als auch dem zweiten Massekontakt verbinden und die dritte Innenelektrode die dritte Entladezone sowohl mit dem ersten als auch dem zweiten Massekontakt verbinden. According to another aspect of the invention, the second internal electrode can connect the second discharge zone to both the first and the second ground contact and the third internal electrode can connect the third discharge zone to both the first and the second ground contact.
Diese Anordnung, in welcher die Massekontakte in Feedthrough- Bauweise durch das Überspannungsschutzelement geführt werden, kann beim Einbau in eine Schaltung platzsparender als die zuvor genannte Anordnung sein, da in einer Schaltung nur eine Masseleitung an das Überspannungsschutzelement heran geführt werden muss. This arrangement, in which the ground contacts are fed through the overvoltage protection element in a feedthrough design, can be more space-saving when installed in a circuit than the aforementioned arrangement, since only one ground line has to be brought to the overvoltage protection element in a circuit.
Außerdem kann für einen solchen Aufbau ein weniger aufwendiger Prozess angewandt werden. Beispielsweise können in einem Fertigungsprozess, welcher auf Stapeln von Grünschichten bzw. Laminieren von Grünschichten basiert, identische Grünfolien, welche mit einer Innenelektrode versehen werden für Ausbildung der zweiten und der dritten Innenelektrode verwendet werden. In addition, a less expensive process can be used for such a structure. For example, in a manufacturing process based on stacking green sheets or lamination of green sheets, identical green sheets which are provided with an internal electrode can be used to form the second and third internal electrodes.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann das Überspannungsschutzelement so ausgebildet sein, dass - eine Oberseite des keramischen Körpers diejenige Außenfläche des keramischen Körpers ist, welche oberhalb der ersten Entladezone angeordnet ist und dieser ersten Entladezone näher ist als allen anderen Entladezonen,According to a further aspect of the invention, the overvoltage protection element can be designed such that - an upper side of the ceramic body is that outer surface of the ceramic body which is arranged above the first discharge zone and is closer to this first discharge zone than to all other discharge zones,
- eine Unterseite des keramischen Körpers, eine der Oberseite gegenüberliegende Außenfläche des keramischen Körpers ist, - an underside of the ceramic body is an outer surface of the ceramic body opposite the upper side,
- eine erste, eine zweite, eine dritte und eine vierte Seitenfläche die weiteren Außenflächen des keramischen Körpers sind, - a first, a second, a third and a fourth side surface are the further outer surfaces of the ceramic body,
- der erste Signalleitungskontakt auf der ersten Seitenfläche ausgebildet ist, - the first signal line contact is formed on the first side surface,
- der zweite Signalleitungskontakt auf der dritten Seitenfläche, welche der ersten Seitenfläche gegenüber liegt, ausgebildete ist, - The second signal line contact is formed on the third side surface, which is opposite the first side surface,
- der erste Massekontakt auf der zweiten Seitenfläche ausgebildet ist, und - The first ground contact is formed on the second side surface, and
- der zweite Massekontakt auf der vierten Seitenfläche, welche der zweiten Seitenfläche gegenüber liegt, ausgebildet ist. the second ground contact is formed on the fourth side face, which is opposite the second side face.
Bevorzugt ist das Überspannungsschutzelement quaderförmig. The overvoltage protection element is preferably cuboid.
Ein entsprechender quaderförmiger Aufbau kann den Einbau des Überspannungsschutzelements direkt auf Leiterbahnen erleichtern. A corresponding cuboid structure can facilitate the installation of the overvoltage protection element directly on conductor tracks.
Zudem kann durch die Anordnungen der Signalleitungskontakte auf gegenüberliegenden Flächen deren Abstand größtmöglich gehalten werden, wodurch sich ein Koppeln der Signale weiter reduzieren lassen kann. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann das Überspannungsschutzelement so ausgebildet sein, dass In addition, by arranging the signal line contacts on opposite surfaces, the distance between them can be kept as large as possible, which means that coupling of the signals can be further reduced. According to a further aspect of the invention, the overvoltage protection element can be designed such that
- alle Innenelektroden streifenförmig sind und in jeweils einer Ebene parallel zur Oberseite des keramischen Körpers verlaufen, - all internal electrodes are strip-shaped and each run in a plane parallel to the top of the ceramic body,
- die erste Innenelektrode orthogonal zur ersten Seitenfläche ausgerichtet ist, - the first inner electrode is aligned orthogonally to the first side surface,
- die zweite Innenelektrode orthogonal zur zweiten Seitenfläche ausgerichtet ist, - the second inner electrode is aligned orthogonally to the second side surface,
- die dritte Innenelektrode orthogonal zur dritten Seitenfläche ausgerichtet ist, und - the third internal electrode is aligned orthogonally to the third side surface, and
- die vierte Innenelektrode orthogonal zur vierten Seitenfläche ausgerichtet ist. - The fourth internal electrode is aligned orthogonally to the fourth side surface.
Das heißt entsprechend dieser Ausführungsform kann die erste Innenelektrode senkrecht zur zweiten Innelektrode ausgerichtet sein. Auch kann die dritte Innenelektrode senkrecht zur vierten Innenelektrode ausgerichtet sein. That is, according to this embodiment, the first inner electrode can be aligned perpendicular to the second inner electrode. The third inner electrode can also be aligned perpendicular to the fourth inner electrode.
Dadurch kann der Überlapp zwischen Innenelektrode, welche auf Masse liegen, und Innenelektroden, welche mit Signalleitungen verbunden sind, auf den Bereich der jeweiligen Entladevias beschränkt werden. Das kann parasitäre Kapazitäten verringern . As a result, the overlap between the inner electrodes, which are connected to ground, and the inner electrodes, which are connected to signal lines, can be limited to the area of the respective discharge vias. This can reduce parasitic capacitances.
Bei entsprechender Anordnungen der Innenelektroden können außerdem die Innenelektroden, welche mit den Signalleitungs- kontakten verbunden sind, in entgegengesetzten Richtungen voneinander weggeführt werden. Dadurch kann Kopplung der Signale weiter eingedämmt werden. With a corresponding arrangement of the internal electrodes, the internal electrodes, which are connected to the signal line contacts, can also be led away from one another in opposite directions. This allows coupling of the signals to be further reduced.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung kann das Überspannungsschutzelement so ausgebildet sein, dass das erste Entladevia und das zweite Entladevia keinen horizontalen Versatz aufweisen. According to a further aspect of the invention, the overvoltage protection element can be designed so that the the first unloading via and the second unloading via do not have a horizontal offset.
Dies bedeutet, dass in dieser Ausführung in Draufsicht, also in einer Richtung Oberseite nach Unterseite in Laminierrichtung das erste Entladevia direkt oberhalb des zweiten Entladevias angeordnet ist. This means that in this embodiment, viewed from above, that is to say in a direction from top to bottom in the lamination direction, the first unloading via is arranged directly above the second unloading via.
Eine solche Ausführung kann gleichzeitig eine möglichst kleinräumige Anordnung der Außenkontakte auf dem keramischen Körper bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung einer guten Abschirmung der Signale, reduzierter parasitärer Kapazität und reduzierter Kopplung der Signale ermöglichen. So kann z.B. die Breite der gegenüberliegenden Massekontakte an die Breite der Entladevias angepasst werden. Such an embodiment can at the same time enable the external contacts to be arranged on the ceramic body in as small a space as possible while maintaining good shielding of the signals, reduced parasitic capacitance and reduced coupling of the signals. For example, the width of the opposite ground contacts can be adapted to the width of the discharge vias.
Nach einer anderen Ausführungsform des Überspannungsschutz- elements kann das erste Entladevia horizontal neben dem zweiten Entladevia angeordnet sein. According to another embodiment of the overvoltage protection element, the first discharge via can be arranged horizontally next to the second discharge via.
Das heißt, dass gemäß diesem Aspekt das erste Entladevia ausschließlich horizontal zum zweiten Entladevia versetzt sein kann, oder sowohl horizontal als auch vertikal zum zweiten Entladevia versetzt sein kann. That is, according to this aspect, the first unloading via can only be offset horizontally to the second unloading via, or it can be offset both horizontally and vertically to the second unloading via.
Ein ausschließlich horizontaler Versatz kann den Vorteil bringen, dass das Überspannungsschutzelement flacher gebaut werden kann. An exclusively horizontal offset can have the advantage that the overvoltage protection element can be made flatter.
Nach einem weiteren Aspekt kann das Überspannungsschutz- element einen Hohlraum aufweisen, welcher zwischen der ersten Entladezone und der vierten Entladezone ausgebildet ist. According to a further aspect, the overvoltage protection element can have a cavity which is formed between the first discharge zone and the fourth discharge zone.
Dabei kann die zweite Entladezone durch im Hohlraum freistehende Bereiche der zweiten Innenelektrode gebildet werden. Die dritte Entladezone kann durch im Hohlraum freistehenden Bereich der dritten Innenelektrode gebildet werden. Der Hohlraum kann mit einem Füllgas gefüllt sein. The second discharge zone can pass through the cavity free-standing areas of the second internal electrode are formed. The third discharge zone can be formed by a region of the third internal electrode that is free in the cavity. The cavity can be filled with a filling gas.
In einem entsprechenden Aufbau kann ein gemeinsamer Hohlraum zwei gasgefüllte Entladeräume umfassen, welche jeweils das erste und zweite Entladevia bilden. In a corresponding structure, a common cavity can comprise two gas-filled discharge spaces, which each form the first and second discharge via.
Im Falle einer schädlichen Überspannung zum Beispiel auf der Signalleitung, welche mit dem ersten Signalleitungskontakt verbunden ist, kann die Zündspannung des Füllgases, welches sich zwischen erster Entladezone und der auf Masse liegenden zweiten Entladezone befindet, überschritten werden. Es wird eine elektrische Entladung durch das Füllgas hindurch ausgelöst und die Überspannung wird auf Masse abgeleitet. In the event of a harmful overvoltage, for example on the signal line which is connected to the first signal line contact, the ignition voltage of the filling gas, which is located between the first discharge zone and the grounded second discharge zone, can be exceeded. An electrical discharge is triggered through the filling gas and the overvoltage is diverted to ground.
Das Funktionsprinzip kann im Allgemeinen dem Prinzip der unten beschriebenen Gas-Entladevias entsprechen The functional principle can generally correspond to the principle of the gas discharge vias described below
Durch den durchgängigen Hohlraum kann neben dem ersten und zweiten Entladevia ein weiterer gasgefüllter Bereich zwischen den Entladevias gebildet werden. Dieser Bereich kann nach oben durch die zweite Innenelektrode und nach unten durch die dritte Innenelektrode begrenzt sein. Da die zweite und die dritte Entladezone auf Masse liegen können, findet zwischen diesen keine elektrostatische Entladung statt. Jedoch kann das Füllgas eine deutlich niedrigere Dielektrizitätskonstante als das keramische Material des keramischen Körpers aufweisen. As a result of the continuous cavity, in addition to the first and second discharge vias, a further gas-filled area can be formed between the discharge vias. This area can be delimited at the top by the second internal electrode and at the bottom by the third internal electrode. Since the second and third discharge zones can be grounded, there is no electrostatic discharge between them. However, the filling gas can have a significantly lower dielectric constant than the ceramic material of the ceramic body.
Zum Beispiel lassen sich schwer Dielektrizitätskonstanten von ε<5 für keramische Materialien realisieren. Hingegen kann die Dielektrizitätskonstante von Gasen bei Raumdruck in guter Näherung durch ε=1 beschrieben werden. For example, it is difficult to achieve dielectric constants of ε <5 for ceramic materials. On the other hand, the Dielectric constant of gases at room pressure can be described as a good approximation by ε = 1.
Indem in der oben beschriebenen Ausführung ein weiteres Gasvolumen zwischen der ersten und der vierten Entladungszone angeordnet ist, kann eine Kopplung der Signale reduziert werden. By arranging a further gas volume between the first and the fourth discharge zone in the embodiment described above, coupling of the signals can be reduced.
Wie im Weiteren unten erläutert können auch die als gasgefüllte Hohlräume ausgebildeten Entladevias eine ähnliche Wirkung entfalten. As explained below, the discharge vias designed as gas-filled cavities can also develop a similar effect.
Grundsätzlich können eine oder mehrere der in den Hohlraum hineinragenden und im Hohlraum freistehenden Innenelektroden diesen auf voller Querschnittsfläche in isolierte Anschnitte unterteilen. Das heißt die entsprechenden Innenelektroden können von den Massekontakten zum Hohlraum geführt werden und diesen dann auf voller Querschnittsfläche durchdringen, so dass der Hohlraum in abgeschlossene Abschnitte geteilt wird. Je nach Ausführungsform können diese Innenelektroden dann bis zum gegenüberliegenden Massekontakt durchgeführt werden, oder bevorzugt kurz hinter dem Hohlraum im keramischen Körper enden. In principle, one or more of the internal electrodes protruding into the cavity and free-standing in the cavity can subdivide the latter into isolated sections over the full cross-sectional area. This means that the corresponding internal electrodes can be led from the ground contacts to the cavity and then penetrate the cavity over its full cross-sectional area, so that the cavity is divided into closed sections. Depending on the embodiment, these internal electrodes can then be passed through to the opposite ground contact, or preferably end just behind the cavity in the ceramic body.
Die entsprechenden Innenelektroden können aber auch in einer Weise durch den Hohlraum geführt werden, dass sie diesen nicht in isolierte Abschnitte unterteilen, indem die Innenelektroden im Bereich der Entladezonen entsprechend strukturiert sind. Beispielshalber können sie perforiert sein. The corresponding internal electrodes can, however, also be guided through the cavity in such a way that they do not subdivide it into isolated sections, in that the internal electrodes are structured accordingly in the area of the discharge zones. For example, they can be perforated.
Die entsprechenden Innenelektroden können aber auch nur ein Stück weit in den Hohlraum hineinragen. Zum Beispiel können die entsprechenden Innenelektroden von den Massekontakten bis in den Hohlraum geführt werden und in diesem enden. However, the corresponding internal electrodes can also protrude just a little way into the cavity. For example can the corresponding internal electrodes are led from the ground contacts into the cavity and end in this.
Die entsprechenden Innenelektroden können die Querschnittsfläche des Hohlraums auch sekantenartig schneiden. Das heißt die so ausgebildeten Entladezonen entsprechen nur einem Teil der Querschnittsfläche des Hohlraums. The corresponding internal electrodes can also cut the cross-sectional area of the cavity like a secant. That is to say, the discharge zones formed in this way correspond to only part of the cross-sectional area of the cavity.
Weiterhin können Entladezonen, welche auf Masse liegen oder mit einer Signalleitung verbunden sind, planar sein. Jedoch können die entsprechenden Entladezonen in Richtung der Entladevias auch eine Strukturierung aufweisen. Furthermore, discharge zones which are grounded or connected to a signal line can be planar. However, the corresponding discharge zones can also have a structuring in the direction of the discharge vias.
Beispielsweise können sie aufgeraut sein. Sie können zum Beispiel auch Spikes aufweisen, das heißt sie können eine oder mehrere spitze Erhebungen aufweisen, die bevorzugt in Richtung der gegenüberliegenden Entladezone weisen. For example, they can be roughened. For example, they can also have spikes, that is to say they can have one or more pointed elevations, which preferably point in the direction of the opposite discharge zone.
Gemäß einem weiteren Aspekt kann das Überspannungsschutz- element so ausgebildet sein, dass According to a further aspect, the overvoltage protection element can be designed such that
- mindestens eine fünfte Innenelektrode mit mindestens einem Massekontakt verbunden ist, - at least one fifth inner electrode is connected to at least one ground contact,
- die fünfte Innenelektrode orthogonal zur zweiten Seitenfläche des keramischen Körpers ausgerichtet ist,- the fifth inner electrode is aligned orthogonally to the second side surface of the ceramic body,
- die fünfte Innenelektrode zwischen zweiter und dritter Innenelektrode angeordnet ist und - The fifth inner electrode is arranged between the second and third inner electrode and
- die fünfte Innenelektrode einen im Hohlraum freistehenden Bereich aufweist. - The fifth inner electrode has a free-standing area in the cavity.
In anderen Worten kann somit zwischen den beiden auf Masse liegenden Innenelektroden beziehungsweise zwischen den beiden auf Masse liegenden Entladezonen eine weitere auf Masse liegende Innenelektrode angeordnet sein. In dem Fall, dass die Entladezonen, welche auf Masse liegen, nicht vollständig planar sondern stark aufgeraut sind oder Spikes aufweisen und die Entladezone beziehungsweise die fünfte Innenelektrode das Volumen des jeweiligen Entladevias nicht abschließen, kann durch die weitere Elektrode die Oberfläche, zu der hin Entladungen stattfinden können, stark erhöht werden. In other words, a further grounded internal electrode can thus be arranged between the two grounded internal electrodes or between the two grounded discharge zones. In the event that the discharge zones, which are grounded, are not completely planar but rather strongly roughened or have spikes and the discharge zone or the fifth inner electrode does not close off the volume of the respective discharge vias, the surface to which discharges can be directed can be achieved through the further electrode can take place, can be greatly increased.
Für den Fall, dass die Elektroden, welche auf Masse liegen, flächig ausgebildet sind und näherungsweise die Breite des Hohlraums aufweisen, kann der zusätzliche Massekontakt eine noch bessere Abschirmung zwischen dem oberhalb und unterhalb gelegenen, mit den Signalleitungen verbundenen Entladezonen bewirken. In the event that the electrodes, which are connected to ground, are flat and have approximately the width of the cavity, the additional ground contact can effect even better shielding between the above and below discharge zones connected to the signal lines.
Nach einem weiteren Aspekt kann das Überspannungsschutz- element so ausgebildet sein, dass der erste Signalleitungs- kontakt die erste Seitenfläche kappenförmig umschließt und der zweite Signalleitungskontakt die dritte Seitenfläche kappenförmig umschließt. According to a further aspect, the overvoltage protection element can be designed in such a way that the first signal line contact encloses the first side surface in the form of a cap and the second signal line contact encloses the third side surface in the form of a cap.
So kann beispielsweise bei der kappenförmigen Umschließung nicht nur die jeweilige oben genannte Seitenfläche von der Elektrode bedeckt sein, sondern die Elektrode überlappt auch ein Stück weit die angrenzenden Seitenflächen und auch die Ober- und/oder Unterseite des keramischen Körpers. Dadurch kann das Bauteil auf zu schützende Leitungen aufgelegt und zum Beispiel festgelötet werden. Dies kann eine platzsparende Überspannungsschutzlösung darstellen. For example, in the case of the cap-shaped enclosure, not only the respective above-mentioned side surface can be covered by the electrode, but the electrode also overlaps the adjacent side surfaces to a certain extent and also the top and / or bottom of the ceramic body. As a result, the component can be placed on lines to be protected and, for example, soldered on. This can represent a space-saving surge protection solution.
So kann durch das kappenförmige Umschließen der jeweiligen gegenüberliegenden Seitenflächen ein besonders vorteilhaftes Einbauen des Überspannungsschutzelements in Hochfrequenzleiterbahnen ermöglicht werden. Thus, by enclosing the respective opposing side surfaces in the form of a cap, a particularly advantageous Installation of the overvoltage protection element in high-frequency conductor tracks are made possible.
Gemäß einem weiteren Aspekt kann das Überspannungsschutz- element so ausgebildet sein, dass According to a further aspect, the overvoltage protection element can be designed such that
- eine Oberseite des keramischen Körpers diejenige Außenfläche des keramischen Körpers ist, welche oberhalb der ersten Entladezone angeordnet ist und dieser ersten Entladezone näher ist als allen anderen Entladezonen,- an upper side of the ceramic body is that outer surface of the ceramic body which is arranged above the first discharge zone and is closer to this first discharge zone than to all other discharge zones,
- eine Unterseite des keramischen Körpers, eine der Oberseite gegenüberliegende Außenfläche des keramischen Körpers ist, - an underside of the ceramic body is an outer surface of the ceramic body opposite the upper side,
- eine erste, eine zweite, eine dritte und eine vierte Seitenfläche die weiteren Außenflächen des keramischen Körpers sind, - a first, a second, a third and a fourth side surface are the further outer surfaces of the ceramic body,
- der erste Signalleitungskontakt auf der ersten Seitenfläche ausgebildet ist, - the first signal line contact is formed on the first side surface,
- der zweite Signalleitungskontakt auf der dritten Seitenfläche, welche der ersten Seitenfläche gegenüberliegt, ausgebildet ist, - The second signal line contact is formed on the third side surface, which is opposite the first side surface,
- der erste Massekontakt und der zweite Massekontakt auf der zweiten Seitenfläche ausgebildet sind, - the first ground contact and the second ground contact are formed on the second side surface,
- ein dritter Massekontakt auf der vierten Seitenfläche direkt gegenüber dem ersten Massekontakt ausgebildet ist, - A third ground contact is formed on the fourth side surface directly opposite the first ground contact,
- ein vierter Massekontakt auf der vierten Seitenfläche direkt gegenüber dem zweiten Massekontakt ausgebildet ist, - A fourth ground contact is formed on the fourth side surface directly opposite the second ground contact,
- die zweite Innenelektrode die zweite Entladezone sowohl mit dem ersten als auch dem dritten Massekontakt verbindet, - die dritte Innenelektrode die dritte Entladezone sowohl mit dem zweiten als auch dem vierten Massekontakt verbindet . - the second inner electrode connects the second discharge zone to both the first and the third ground contact, - The third inner electrode connects the third discharge zone to both the second and the fourth ground contact.
Bevorzugt ist der keramische Körper quaderförmig ausgebildet. The ceramic body is preferably designed in the shape of a cuboid.
Gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform kann das entsprechende Überspannungsschutzelement vier Massekontakte aufweisen, von denen jeweils zwei Massekontakte sich gegenüberliegen und durch Innenelektroden verbunden sein können. Das heißt, beide Paare der Massekontakte können auf galvanisch getrennte Masse gelegt werden. Somit kann jeweils ein Signalleitungskontakt, welcher sich auf einer Stirnseite des keramischen Körpers befindet, von einem galvanisch unabhängigen Massekontakt über das jeweilige Entladevia geschützt werden. So können bevorzugt jeweils eins dieser Massekontaktpaare einem einzelnen Massekontakt aus zuvor genannten Beispielen entsprechen, welcher galvanisch getrennt vom anderen Massekontakt ist. Die hierbei gebildeten Massekontaktpaare können äquivalent zu einem einzelnen Massekontakt aus den vorherigen Beispielen mit nur zwei Masse-Außenkontakten behandelt werden. According to the embodiment described above, the corresponding overvoltage protection element can have four ground contacts, of which two ground contacts each lie opposite one another and can be connected by internal electrodes. This means that both pairs of ground contacts can be connected to an electrically isolated ground. Thus, in each case a signal line contact, which is located on an end face of the ceramic body, can be protected by a galvanically independent ground contact via the respective discharge via. Thus, one of these ground contact pairs can preferably correspond to a single ground contact from the examples mentioned above, which is galvanically isolated from the other ground contact. The ground contact pairs formed here can be treated equivalent to a single ground contact from the previous examples with only two ground external contacts.
Ein entsprechender Aufbau kann zwar den Nachteil beinhalten, dass durch die beiden nebeneinander angeordneten Masseleitungen im keramischen Körper ein höherer Platzbedarf besteht, jedoch kann so auch ein noch größerer Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Signalleitungskontakt gewährleistet werden. A corresponding structure may have the disadvantage that the two ground lines arranged next to one another in the ceramic body require more space, but an even greater distance between the first and the second signal line contact can be ensured in this way.
Das heißt, das erste und das zweite Entladevia können nicht nur jeweils vertikal zueinander versetzt angeordnet sein, sondern auch horizontal gegeneinander versetzt angeordnet sein. Dadurch wird eine noch bessere Entkopplung gewährleistet. That is, the first and the second unloading via can not only be arranged vertically offset from one another, but can also be arranged horizontally offset from one another being. This ensures an even better decoupling.
Gemäß einem weiteren Aspekt kann das Überspannungsschutz- element so ausgebildet sein, dass According to a further aspect, the overvoltage protection element can be designed such that
- eine Oberseite des keramischen Körpers diejenige Außenfläche des keramischen Körpers ist, welche oberhalb der ersten Entladezone angeordnet ist und dieser ersten Entladezone näher ist als allen anderen Entladezonen,- an upper side of the ceramic body is that outer surface of the ceramic body which is arranged above the first discharge zone and is closer to this first discharge zone than to all other discharge zones,
- eine Unterseite des keramischen Körpers eine der Oberseite gegenüberliegende Außenfläche des keramischen Körpers ist, - an underside of the ceramic body is an outer surface of the ceramic body opposite the upper side,
- eine erste, eine zweite, eine dritte und eine vierte Seitenfläche die weiteren Außenflächen des keramischen Körpers sind, - a first, a second, a third and a fourth side surface are the further outer surfaces of the ceramic body,
- der zweite Außenkontakt ein erster Massekontakt ist, welcher auf der ersten Seitenfläche des keramischen Körpers angeordnet ist, - the second external contact is a first ground contact which is arranged on the first side surface of the ceramic body,
- der dritte Außenkontakt ein zweiter Massekontakt ist, welcher auf der dritten Seitenfläche des keramischen Körpers, welcher der ersten Seitenfläche gegenüberliegt, angeordnet ist, - the third external contact is a second ground contact, which is arranged on the third side surface of the ceramic body, which is opposite the first side surface,
- der erste Außenkontakt ein erster Signalleitungskontakt ist, welcher auf der zweiten Seitenfläche des keramischen Körpers angeordnet ist, - the first external contact is a first signal line contact which is arranged on the second side surface of the ceramic body,
- der vierte Außenkontakt ein zweiter Signalleitungskontakt ist, welcher auf der zweiten Seitenfläche des keramischen Körpers angeordnet ist,- the fourth external contact is a second signal line contact which is arranged on the second side surface of the ceramic body,
- ein dritter Signalleitungskontakt auf der vierten Seitenfläche direkt gegenüber dem ersten Signalleitungskontakt ausgebildet ist, - ein vierter Signalleitungskontakt auf der vierten Seitenfläche direkt gegenüber dem zweiten Signalleitungskontakt ausgebildet ist, - A third signal line contact is formed on the fourth side surface directly opposite the first signal line contact, - A fourth signal line contact is formed on the fourth side surface directly opposite the second signal line contact,
- die erste Innenelektrode die erste Entladezone sowohl mit dem ersten als auch mit dem dritten Signalleitungskontakt verbindet, - the first inner electrode connects the first discharge zone to both the first and the third signal line contact,
- die vierte Innenelektrode die vierte Entladezone sowohl mit dem zweiten als auch mit dem vierten Signalleitungskontakt verbindet. - The fourth inner electrode connects the fourth discharge zone to both the second and the fourth signal line contact.
Bevorzugt ist der keramische Körper quaderförmig ausgebildet. The ceramic body is preferably designed in the shape of a cuboid.
Eine entsprechende Anordnung kann ein Beispiel für ein Überspannungsschutzelement im Feedthrough-Design darstellen. Sie kann somit eine Feedthrough-Variante der vorliegenden Erfindung darstellen. A corresponding arrangement can represent an example of an overvoltage protection element in a feedthrough design. It can thus represent a feedthrough variant of the present invention.
Zum Beispiel kann das entsprechend aufgebaute Überspannungs- schutzelement zum Schutz einer ersten und einer zweiten Signalleitung verwendet werden. Dabei kann die erste Signalleitung durch das Überspannungsschutzelement hindurch geführt werden, indem eine erste zu schützende Signalzuleitung an den ersten Signalleitungskontakt heran geführt wird, das Signal über die erste Innenelektrode durch den keramischen Körper zum dritten Signalleitungskontakt geführt wird, und anschließend vom drittenFor example, the appropriately constructed overvoltage protection element can be used to protect a first and a second signal line. The first signal line can be routed through the overvoltage protection element in that a first signal line to be protected is routed to the first signal line contact, the signal is routed via the first internal electrode through the ceramic body to the third signal line contact, and then from the third
Signalleitungskontakt zurück auf eine erste Signalableitung geführt wird. Entsprechend kann eine zweite Signalleitung über den zweiten und vierten Signalleitungskontakt und die vierte Innenelektrode durch das Überspannungsschutzelement hindurch geführt werden. Die oben beschriebene Anordnung bzw. das zuvor beschriebene Anwendungsprinzip kann insbesondere für den ESD-Schutz von Streifenleitern mit definierter Impedanz vorteilhaft eingesetzt werden. Signal line contact is routed back to a first signal derivative. Correspondingly, a second signal line can be passed through the overvoltage protection element via the second and fourth signal line contact and the fourth internal electrode. The above-described arrangement or the above-described application principle can be used advantageously in particular for the ESD protection of strip conductors with a defined impedance.
Wie oben einleitend schon beschrieben kann ein Überspannungsschutzelement im Feedthrough-Design besonders platzsparend verbaut werden. As already described above, an overvoltage protection element in the feedthrough design can be installed in a particularly space-saving manner.
Jedoch kann im Gegensatz zum einleitend beschriebenen Stand der Technik eine bessere Entkopplung der zu schützenden Signale erreicht werden. However, in contrast to the prior art described in the introduction, a better decoupling of the signals to be protected can be achieved.
Zum Beispiel kann neben dem vertikalen auch ein horizontaler Versatz der Entladevias erreicht werden. For example, a horizontal offset of the discharge vias can be achieved in addition to the vertical one.
Somit ist es in dieser Ausführung möglich, bei gleichem horizontalem Abstand der Außenkontakte, ähnlich wie nach einem Design nach dem oben beschriebenen Stand der Technik, einen größeren Abstand zwischen signalführenden Innenelektroden zu erreichen. Entsprechend kann eine effizientere Entkopplung erreicht werden. It is thus possible in this embodiment, with the same horizontal spacing of the external contacts, similar to a design according to the prior art described above, to achieve a greater spacing between signal-carrying internal electrodes. Correspondingly, more efficient decoupling can be achieved.
Nach einem weiteren Aspekt der zuletzt genannten Ausführung kann die zweite Innenelektrode die zweite Entladezone ausschließlich mit dem ersten Massekontakt verbinden. Die dritte Innenelektrode kann die dritte Entladezone ausschließlich mit dem zweiten Massekontakt verbinden. Zudem kann ein mit Füllgas gefüllter Entkopplungshohlraum zwischen dem ersten Entladevia und dem zweiten Entladevia ausgebildet sein. Indem die auf Masse liegende Entladungszone der jeweiligen Entladevias jeweils nur mit einem Massekontakt verbunden ist, können die beiden auf Masse liegenden Entladezonen mit galvanisch getrennten Massen verbunden sein. Dadurch verbessert sich die Entkopplung weiter. According to a further aspect of the last-mentioned embodiment, the second internal electrode can connect the second discharge zone exclusively to the first ground contact. The third internal electrode can connect the third discharge zone exclusively to the second ground contact. In addition, a decoupling cavity filled with filling gas can be formed between the first discharge via and the second discharge via. Since the grounded discharge zone of the respective discharge vias is only connected to one ground contact, the two grounded discharge zones can be connected to galvanically separated grounds. This further improves the decoupling.
Zudem kann ein Entkopplungshohlraum im Inneren des keramischen Körpers ausgebildet sein. Der Entkopplungs- hohlraum befindet sich bevorzugt zwischen dem ersten und dem zweiten Entladevia. Das heißt, er kann zum Beispiel mittig zwischen dem ersten und dem zweiten Entladevia angeordnet sein. In addition, a decoupling cavity can be formed in the interior of the ceramic body. The decoupling cavity is preferably located between the first and the second discharge via. That is to say, it can be arranged, for example, in the middle between the first and the second unloading via.
Die Form des Entkopplungshohlraumes kann beliebig gewählt werden. Der Entkopplungshohlraum kann zum Beispiel quaderförmig sein. In diesem Fall ist bevorzugt eine erste Seitenfläche des quaderförmigen Hohlraumes parallel zur ersten Seitenfläche des quaderförmigen keramischen Körpers orientiert. The shape of the decoupling cavity can be chosen as desired. The decoupling cavity can be cuboid, for example. In this case, a first side face of the cuboid cavity is preferably oriented parallel to the first side face of the cuboid ceramic body.
Der Entkopplungshohlraum kann zum Beispiel auch zylindrisch geformt sein. In diesem Fall ist bevorzugt eine kreisförmige Deckfläche des zylindrischen Hohlraumes parallel zur ersten Seitenfläche des keramischen Körpers orientiert. The decoupling cavity can, for example, also have a cylindrical shape. In this case, a circular top surface of the cylindrical cavity is preferably oriented parallel to the first side surface of the ceramic body.
Die Dimensionen des Entkopplungshohlraums können beliebig gewählt werden. The dimensions of the decoupling cavity can be chosen as desired.
Es kann von Vorteil sein, die Höhe des Entkopplungshohlraums, das heißt die Ausdehnung in einer Richtung parallel zur Normalen der Oberfläche des keramischen Körpers, so auszubilden, dass sie mindestens der des vertikalen Abstandes zwischen erster und vierter Innenelektrode entspricht. Wird der Entkopplungshohlraum entsprechend ausgebildet, wird die Entkopplung der Signalführenden Innenelektroden verbessert. It can be advantageous to design the height of the decoupling cavity, that is to say the extent in a direction parallel to the normal to the surface of the ceramic body, such that it corresponds at least to that of the vertical distance between the first and fourth internal electrodes. Will If the decoupling cavity is formed accordingly, the decoupling of the signal-carrying internal electrodes is improved.
Es kann von Vorteil sein, die Tiefe des Entkopplungs- hohlraums, das heißt die Ausdehnung in einer Richtung parallel zur Normalen der zweiten Seitenfläche, so groß auszubilden wie möglich. It can be advantageous to make the depth of the decoupling cavity, that is to say the extension in a direction parallel to the normal to the second side surface, as large as possible.
Es kann von Vorteil sein die Länge des Entkopplungshohlraums, das heißt die Ausdehnung in einer Richtung parallel zur Normalen der ersten Seitenfläche, so groß auszubilden wie möglich. Je größer derjenige Streckenanteil des Abstandes zwischen erster und vierter Innenelektrode ist, der durch das Füllgas des Entkopplungshohlraums verläuft, desto geringer kann die Kopplung zwischen erster und vierter Innenelektrode sein. It can be advantageous to make the length of the decoupling cavity, that is to say the extension in a direction parallel to the normal to the first side surface, as large as possible. The greater that section of the distance between the first and fourth internal electrodes that runs through the filling gas of the decoupling cavity, the lower the coupling between the first and fourth internal electrodes can be.
Durch einen entsprechenden Entkopplungshohlraum kann die Kopplung zwischen signalführenden Innenelektroden im platzsparenden Feedthrough-Design weiter verbessert werden. The coupling between signal-carrying internal electrodes in the space-saving feed-through design can be further improved by a corresponding decoupling cavity.
Nach einem weiteren Aspekt kann das Überspannungsschutz- element so ausgebildet sein, dass According to a further aspect, the overvoltage protection element can be designed such that
- ein drittes Entladevia zwischen einer fünften Entladezone an der Oberseite des dritten Entladevias und einer sechsten Entladezone an der Unterseite des dritten Entladevias ausgebildet ist, a third discharge via is formed between a fifth discharge zone on the upper side of the third discharge via and a sixth discharge zone on the lower side of the third discharge via,
- ein viertes Entladevia zwischen einer siebten Entladezone an der Oberseite des vierten Entladevias und einer achten Entladezone an der Unterseite des vierten Entladevias ausgebildet ist, - die fünfte Entladezone über eine sechste Innenelektrode ausschließlich mit dem zweiten Massekontakt verbunden ist, a fourth discharge via is formed between a seventh discharge zone on the upper side of the fourth discharge via and an eighth discharge zone on the lower side of the fourth discharge via, - the fifth discharge zone is connected exclusively to the second ground contact via a sixth internal electrode,
- die sechste Entladezone über eine siebte Innenelektrode sowohl mit einem fünften Signalleitungskontakt als auch einem siebten Signalleitungskontakt verbunden ist,- the sixth discharge zone is connected via a seventh internal electrode to both a fifth signal line contact and a seventh signal line contact,
- die siebte Entladezone über eine achte Innenelektrode sowohl mit einem sechsten Signalleitungskontakt als auch einem achten Signalleitungskontakt verbunden ist, - the seventh discharge zone is connected to both a sixth signal line contact and an eighth signal line contact via an eighth internal electrode,
- die achte Entladezone über eine neunte Innenelektrode ausschließlich mit dem ersten Massekontakt verbunden ist, - the eighth discharge zone is connected exclusively to the first earth contact via a ninth internal electrode,
- der fünfte Signalleitungskontakt direkt neben dem ersten Signalleitungskontakt und zusammen mit dem sechsten Signalleitungskontakt zwischen dem ersten Signalleitungskontakt und dem zweiten- The fifth signal line contact directly next to the first signal line contact and together with the sixth signal line contact between the first signal line contact and the second
Signalleitungskontakt auf der zweiten Seitenfläche des keramischen Körpers angeordnet sind, und Signal line contact are arranged on the second side surface of the ceramic body, and
- der siebte Signalleitungskontakt auf der vierten Seitenfläche des keramischen Körpers gegenüber dem fünften Signalleitungskontakt angeordnet ist, und the seventh signal line contact is arranged on the fourth side surface of the ceramic body opposite the fifth signal line contact, and
- der achte Signalleitungskontakt auf der vierten Seitenfläche des keramischen Körpers gegenüber dem sechsten Signalleitungskontakt angeordnet ist. - The eighth signal line contact is arranged on the fourth side surface of the ceramic body opposite the sixth signal line contact.
So ist es möglich mehr als zwei Signalleitungen nach dem gleichen Prinzip wie bei zwei Signalleitungen gegen Überspannungen zu schützen. It is thus possible to protect more than two signal lines against overvoltages using the same principle as with two signal lines.
Nach einem weiteren Aspekt kann das Überspannungsschutz- element so ausgebildet sein, dass die beiden Entladezonen zweier direkt benachbarter Entladevias, welche elektrisch leitend mit jeweils einem, von den anderen Signalleitungskontakten elektrisch unabhängigen Signalleitungskontakt verbunden sind, auf voneinander abgewandten Seiten der jeweiligen Entladevias angeordnet sind. According to a further aspect, the overvoltage protection element can be designed in such a way that the two discharge zones of two directly adjacent discharge vias, which are electrically conductive with one of the others Signal line contacts are connected electrically independent signal line contact, are arranged on opposite sides of the respective discharge vias.
Das heißt, wenn über eine Innenelektrode zwei gegenüberliegende Signalleitungskontakte, welche am keramischen Körper angeordnet sind in Feedthrough-Bauweise miteinander verbunden sind, und direkt benachbart zwei weitere gegenüberliegende Signalleitungskontakte, welche über eine weitere Innenelektrode Feedthrough-Bauweise miteinander verbunden sind, angeordnet sind, dann sind die Entladezonen welche mit den beschriebenen Innenelektroden elektrisch verbunden sind, an voneinander abgewandten Seiten der jeweilgen Entladevias angeordnet über die die beschriebenen Signalleitungskontakte gegen Überspannungen Geschütz werden. That is, if two opposite signal line contacts, which are arranged on the ceramic body in feedthrough design, are connected to one another via an inner electrode, and two further opposite signal line contacts, which are connected to one another via a further inner electrode, feedthrough design, are arranged directly adjacent the discharge zones, which are electrically connected to the internal electrodes described, are arranged on opposite sides of the respective discharge vias via which the signal line contacts described are protected against overvoltages.
Zudem kann das bedeuten, dass die mit Massekontakten verbundenen Entladezonen direkt benachbarter Entladevias auf einander zugewandten Seiten der Entladevias angeordnet sind. In addition, this can mean that the discharge zones of directly adjacent discharge vias connected to ground contacts are arranged on mutually facing sides of the discharge vias.
Bevorzugt ist die mit Signalleitungskontakten verbundene Entladezone eines Entladevias auf der Seite des Entladevias angeordnet, die von allen mit Signalleitungskontakten verbundenen Entladezonen aller benachbarten Entladevias abgewandt ist. The discharge zone of a discharge vias connected to signal line contacts is preferably arranged on the side of the discharge vias which faces away from all of the discharge zones of all adjacent discharge vias connected to signal line contacts.
Solche Anordnungen sind von Vorteil, da so der Abstand der signalführenden Innenelektroden maximiert werden kann, wodurch Kopplung reduziert werden kann. Such arrangements are advantageous since the distance between the signal-carrying internal electrodes can be maximized, which means that coupling can be reduced.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung kann das Überspannungsschutzelement so ausgebildet sein, dass das erste Entladevia als ein mit Füllgas gefüllter Hohlraum zwischen der ersten und der zweiten Entladezone ausgebildet ist. Außerdem kann das zweite Entladevia als ein mit Füllgas gefüllter Hohlraum zwischen der dritten und der vierten Entladezone ausgebildet sein. According to a further aspect of the invention, the overvoltage protection element can be designed so that the The first discharge via is designed as a cavity filled with filling gas between the first and the second discharge zone. In addition, the second discharge via can be designed as a cavity filled with filling gas between the third and fourth discharge zones.
Die Form der mit Füllgas gefüllten Hohlräume bzw. The shape of the cavities or cavities filled with filling gas
Entladevias, sogenannter Gas-Entladevias, kann beliebig gewählt werden. Discharge vias, so-called gas discharge vias, can be selected as desired.
Zum Beispiel kann ein Gas-Entladevia zylinderförmig ausgebildet sein. Die Oberseite und Unterseite eines entsprechenden zylindrischen Gas-Entladevias kann die am Gas- Entladevia angeordneten Entladezonen umfassen. Zum Beispiel kann die Oberseite oder die Unterseite eines zylindrischen Gas-Entladevias vollflächig durch die am Gas-Entladevia angeordneten Entladezonen gebildet werden. Der Mantel eines zylindrischen Gas-Entladevias kann bevorzugt durch das umgebende keramische Material definiert sein. For example, a gas discharge via can be cylindrical. The top and bottom of a corresponding cylindrical gas discharge via can include the discharge zones arranged on the gas discharge via. For example, the top or the bottom of a cylindrical gas discharge via can be formed over the entire surface by the discharge zones arranged on the gas discharge via. The jacket of a cylindrical gas discharge vias can preferably be defined by the surrounding ceramic material.
Die Verwendung von Gas-Entladevias, kann mehrere Vorteile mit sich bringen. The use of gas discharge vias can have several advantages.
Zum Beispiel eignen sich Gas-Entladevias gut, um Hochfrequenzdatenleitungen gegen Überspannungen zu schützen. For example, gas discharge vias are ideal for protecting high-frequency data lines against overvoltages.
Wie oben festgestellt, können Hochfrequenzdatenleitungen üblicherweise Betriebsspannungen unter 100 V aufweisen. Die Zündspannung des Gas-Entladevias sollte dann größer als die Betriebsspannung der jeweiligen Hochfrequenzdatenleitung sein. Beispielsweise kann in einem Überspannungsschutzelement bei einer Betriebsspannung von 24 V eine Zündspannung von 100 V eingestellt werden. Die Zündspannung des Gas-Entladevias kann über mehrere Faktoren eingestellt werden. Entsprechend dem Paschen-Gesetz ist die Durschlagspannung, das heißt die Zündspannung eines bestimmten Gases eine Funktion des Gasdrucks und des Abstandes der Entladezonen. As stated above, high frequency data lines can typically have operating voltages below 100 volts. The ignition voltage of the gas discharge vias should then be greater than the operating voltage of the respective high-frequency data line. For example, an ignition voltage of 100 V can be set in an overvoltage protection element with an operating voltage of 24 V. The ignition voltage of the gas discharge vias can be adjusted using several factors. According to Paschen's law, the breakdown voltage, i.e. the ignition voltage of a certain gas, is a function of the gas pressure and the distance between the discharge zones.
Entsprechend kann durch die Wahl des Füllgases die Zündspannung eingestellt werden. Zum Beispiel kann das Füllgas ein Gas ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Stickstoff, Wasserstoff, Argon oder eines anderen Edelgases sein. Es kann auch eine Mischung der zuvor beschriebenen Gase verwendet werden. The ignition voltage can be adjusted accordingly by choosing the filling gas. For example, the fill gas can be a gas selected from the group consisting of nitrogen, hydrogen, argon or another noble gas. A mixture of the gases described above can also be used.
Das Gas kann zum Beispiel während des Fertigungsprozesses des Überspannungsschutzelements eingebracht werden. Zum Beispiel kann das Gas in die entsprechenden Hohlräume während des Sinterns des keramischen Körpers eingebracht werden, indem das Sintern bei einem bestimmten Druck in einer entsprechenden Gasatmosphäre durchgeführt wird. The gas can be introduced, for example, during the production process of the surge protection element. For example, the gas can be introduced into the corresponding cavities during the sintering of the ceramic body in that the sintering is carried out at a certain pressure in a corresponding gas atmosphere.
Auch über den Drück des Füllgases kann die Zündspannung eingestellt werden. Der Druck des Füllgases kann zum Bespiel durch den Druck der umgebenden Gasatmosphäre während des Sinterns des keramischen Körpers eingestellt werden. The ignition voltage can also be set by pressing the filling gas. The pressure of the filling gas can be adjusted, for example, by the pressure of the surrounding gas atmosphere during the sintering of the ceramic body.
Es kann von Vorteil sein, wenn der Druck des Füllgases in etwa dem Atmosphärendruck entspricht, da so die Keramik im Betrieb keinen Druckunterschied zwischen Gas-Entladevias und Atmosphäre kompensieren muss. It can be advantageous if the pressure of the filling gas corresponds approximately to atmospheric pressure, since this means that the ceramic does not have to compensate for a pressure difference between the gas discharge vias and the atmosphere during operation.
Grundsätzlich kann es von Vorteil sein, wenn das keramische Material, welches mit Füllgas gefüllte Hohlräume umgibt, eine hohe relative Dichte und eine geringe Porosität aufweist, um einen Austausch des Füllgases mit der Atmosphäre zu vermeiden. Beispielsweise kann das keramische Material nach dem Sintern eine relative Dichte von 98% oder größer aufweisen. Bevorzugt kann das keramische Material nach dem Sintern eine relative Dichte von 99% oder größer aufweisen. In principle, it can be advantageous if the ceramic material, which surrounds cavities filled with filling gas, have a has high relative density and low porosity in order to avoid an exchange of the filling gas with the atmosphere. For example, the ceramic material can have a relative density of 98% or greater after sintering. The ceramic material can preferably have a relative density of 99% or greater after sintering.
Im Hinblick auf die Ausführungsform, in der ein Entkopplungshohlraum in dem Überspannungsschutzelement enthalten ist, kann dessen Füllung mit Füllgas auf die gleiche Art und Weise wie die der Gas-Entladevias durchgeführt werden. With regard to the embodiment in which a decoupling cavity is contained in the overvoltage protection element, its filling with filling gas can be carried out in the same way as that of the gas discharge vias.
Das Befüllen der Gas-Entladevias und eines Entkopplungs- hohlraumes mit Füllgas kann somit in einem gemeinsamen Prozessschritt, beispielsweise durch Sintern in Füllgasatmosphäre erfolgen. Dies kann eine einfache Prozessführung ermöglichen. The gas discharge vias and a decoupling cavity can thus be filled with filler gas in a common process step, for example by sintering in a filler gas atmosphere. This can enable simple process management.
Insbesondere für einen Fall, in dem das erste Entladevia und das zweite Entladevia keinen horizontalen Versatz aufweisen, haben Gas-Entladevias den Vorteil, dass sie zusätzlich zur ESD-Schutzfunktion auch entkoppelnd wirken. Da Gase deutlich niedrigere Dielektrizitätskonstanten als keramische Materialien aufweisen können, und indem die Gas-Entladevias zwischen der ersten und vierten Innenelektrode angeordnet seien können, kann Koppeln zwischen diesen Innenelektroden reduziert werden. Die Gas-Entladevias können eine ähnliche Wirkung entfalten wie ein Entkopplungshohlraum. In particular for a case in which the first discharge vias and the second discharge vias do not have a horizontal offset, gas discharge vias have the advantage that, in addition to the ESD protective function, they also have a decoupling effect. Since gases can have significantly lower dielectric constants than ceramic materials, and since the gas discharge vias can be arranged between the first and fourth internal electrodes, coupling between these internal electrodes can be reduced. The gas discharge vias can develop an effect similar to that of a decoupling cavity.
Gemäß einem weiteren Aspekt kann das Überspannungsschutz- element so ausgeführt sein, dass das keramische Material des keramischen Körpers, welches an das erste Entladevia und/oder das zweite Entladevia angrenzt, mit einer Zündhilfe dotiert ist. According to a further aspect, the overvoltage protection element can be designed in such a way that the ceramic material of the ceramic body, which is connected to the first discharge via and / or the second discharge via adjoins, is doped with an ignition aid.
Das Einbringen einer Zündhilfe kann das Einstellen der Zündspannung eines Gas-Entladevias erleichtern. Zum Beispiel kann ein Absenken der Zündspannung im Vergleich zu einer Ausführung ohne Zündhilfe erreicht werden. The introduction of an ignition aid can make it easier to set the ignition voltage of a gas discharge vias. For example, a lowering of the ignition voltage can be achieved compared to a version without ignition aid.
Die Zündhilfe kann als Dotierung in das keramische Material, welches ein Gas-Entladevia umgibt eingebracht werden. The ignition aid can be introduced as doping into the ceramic material which surrounds a gas discharge via.
Im Gegensatz zu bisher verwendeten Zündhilfen wie beispielsweise Graphit, welche Außenwände eines gasgefüllten Entladevias bedecken, kann durch die Dotierung des keramischen Materials die Prozessführung vereinfacht werden. In contrast to previously used ignition aids such as graphite, which cover the outer walls of a gas-filled discharge vias, the process control can be simplified by doping the ceramic material.
Beispielsweise kann die Zündhilfe als Dotierstoff direkt im keramischen Material eines oder mehrerer Grünfolien enthalten sein, welche eine Aussparung zur Ausbildung eines Gas- Entladevias enthalten. Die entsprechenden Grünfolien können leicht zusammen mit weiteren Grünfolien zu einem Grünfolienstapel gestapelt werden. For example, the ignition aid can be contained as a dopant directly in the ceramic material of one or more green sheets which contain a recess for forming a gas discharge vias. The corresponding green foils can easily be stacked together with further green foils to form a green foil stack.
Beschichtungszwischenschritte der Gas-Entladevia- Seitenflachen können somit vermieden werden. Intermediate coating steps for the gas discharge via side surfaces can thus be avoided.
Die Zündhilfe kann mindestens ein Element ausgewählt aus der folgenden Gruppe bestehend aus B, Sr, W oder K umfassen. The ignition aid can comprise at least one element selected from the following group consisting of B, Sr, W or K.
Im Folgenden wird die Erfindung auf der Grundlage von beispielhaften Ausführungsformen und den zugehörigen Figuren detaillierter erläutert. Die Figuren dienen nur zur Veranschaulichung der Erfindung und sind daher nur schematisch und nicht maßstabsgetreu dargestellt. Einzelne Teile können vergrößert oder im Hinblick auf die Abmessungen verzerrt dargestellt sein. Daher können aus den Figuren weder absolute noch relative Maßangaben abgeleitet werden. Gleiche oder gleich wirkende Teile sind mit denselben Bezugszeichen versehen . The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments and the associated figures. The figures are only used to illustrate the invention and are therefore only shown schematically and not true to scale. Individual parts can be enlarged or shown distorted with regard to the dimensions. Therefore, neither absolute nor relative dimensions can be derived from the figures. Identical or identically acting parts are provided with the same reference symbols.
Figur 1 zeigt in schematischen Ansichten ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in Draufsicht (Figur 1A), in Ansicht auf eine vierte Seitenfläche (Figur 1B) und in Ansicht auf eine erste Seitenfläche (Figur 1C). FIG. 1 shows, in schematic views, a first exemplary embodiment of the present invention in a top view (FIG. 1A), in a view of a fourth side surface (FIG. 1B) and in a view of a first side surface (FIG. 1C).
Figur 2 zeigt schematische Querschnitte des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. FIG. 2 shows schematic cross sections of the first exemplary embodiment of the present invention.
Figur 3 zeigt im schematischen Querschnitt ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. FIG. 3 shows a second exemplary embodiment of the present invention in a schematic cross section.
Figur 4 zeigt im schematischen Querschnitt ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. FIG. 4 shows a third exemplary embodiment of the present invention in a schematic cross section.
Figur 5 zeigt schematische Ansichten eines vierten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung in einer Draufsicht (Figur 5A), einer Seitenansicht auf die vierte Seitenfläche (Figur 5B), und in Seitenansicht der ersten Seitenfläche (Figur 5C). FIG. 5 shows schematic views of a fourth exemplary embodiment of the present invention in a top view (FIG. 5A), a side view of the fourth side surface (FIG. 5B), and in a side view of the first side surface (FIG. 5C).
Figur 6 zeigt im schematischen Querschnitt ein fünftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. FIG. 6 shows a fifth exemplary embodiment of the present invention in a schematic cross section.
Figur 7 zeigt im schematischen Querschnitt ein sechstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Figur 8 zeigt in schematischen Ansichten ein siebtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in Draufsicht (Figur 8A) und in Seitenansicht auf die vierte Seitenfläche (Figur 8B). FIG. 7 shows a sixth exemplary embodiment of the present invention in a schematic cross section. FIG. 8 shows, in schematic views, a seventh exemplary embodiment of the present invention in plan view (FIG. 8A) and in side view of the fourth side surface (FIG. 8B).
Figur 9 zeigt schematische Querschnitte des siebten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. FIG. 9 shows schematic cross sections of the seventh exemplary embodiment of the present invention.
Figur 10 zeigt in schematischen Ansichten ein achtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in Draufsicht (Figur 10A), in Seitenansicht auf die vierte Seitenfläche (Figur 10B) und in Seitenansicht auf die erste Seitenfläche (Figur 10C). FIG. 10 shows in schematic views an eighth exemplary embodiment of the present invention in plan view (FIG. 10A), in side view of the fourth side surface (FIG. 10B) and in side view of the first side surface (FIG. 10C).
Figur 11 zeigt schematische Querschnitte des achten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. FIG. 11 shows schematic cross sections of the eighth exemplary embodiment of the present invention.
Figur 12 zeigt schematische Ansichten eines neunten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung in Draufsicht (Figur 12A), in Seitenansicht auf die vierte Seitenfläche (Figur 12B)und in Seitenansicht auf die erste Seitenfläche (Figur 12C). FIG. 12 shows schematic views of a ninth exemplary embodiment of the present invention in plan view (FIG. 12A), in side view of the fourth side surface (FIG. 12B) and in side view of the first side surface (FIG. 12C).
Figur 13 zeigt schematische Querschnitte des neunten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. FIG. 13 shows schematic cross sections of the ninth exemplary embodiment of the present invention.
Figur 14 zeigt schematische Querschnitte eines zehnten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. FIG. 14 shows schematic cross sections of a tenth exemplary embodiment of the present invention.
Figur 15 zeigt einen schematischen Querschnitt eines elften Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Figur 16 zeigt ein zwölftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in schematischer Draufsicht (Figur 16A), in schematischer Seitenansicht auf die vierte Seitenfläche (Figur 16B)und im schematischen Querschnitt (Figur 16C). FIG. 15 shows a schematic cross section of an eleventh exemplary embodiment of the present invention. FIG. 16 shows a twelfth exemplary embodiment of the present invention in a schematic top view (FIG. 16A), in a schematic side view of the fourth side surface (FIG. 16B) and in a schematic cross section (FIG. 16C).
Figur 1 zeigt in schematischen Ansichten ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dargestellt ist ein Überspannungsschutzelement 1, welches einen quaderförmigen keramischen Körper 2 aufweist. Figur 1A zeigt eine Draufsicht auf die Oberseite desFIG. 1 shows a first exemplary embodiment of the present invention in schematic views. An overvoltage protection element 1 is shown, which has a cuboid ceramic body 2. Figure 1A shows a plan view of the top of the
Überspannungsschutzelements 1 beziehungsweise auf die Oberseite des quaderförmigen keramischen Körpers 2. Overvoltage protection element 1 or on top of the cuboid ceramic body 2.
Figur 1B ist eine schematische Ansicht der vierten Seitenfläche des keramischen Körpers. Figure 1B is a schematic view of the fourth side surface of the ceramic body.
Figur 1C stellt eine schematische Ansicht auf die erste Seitenfläche des keramischen Körpers dar. FIG. 1C shows a schematic view of the first side face of the ceramic body.
Im vorliegenden ersten Ausführungsbeispiel ist ein erster Signalleitungskontakt 3 als erster Außenkontakt auf der ersten Seitenfläche des keramischen Körpers 2 ausgebildet.In the present first exemplary embodiment, a first signal line contact 3 is formed as a first external contact on the first side surface of the ceramic body 2.
Wie in Figur 1B zu sehen, ist der erste Signalleitungskontakt 3 so ausgebildet, dass er klammerartig von der ersten Seitenfläche aus auf einen Teil der Oberseite beziehungsweise der Unterseite des keramischen Körpers 2 ausgedehnt ist. As can be seen in FIG. 1B, the first signal line contact 3 is designed in such a way that it extends in a clamp-like manner from the first side surface to part of the upper side or the lower side of the ceramic body 2.
Der erste Signalleitungskontakt 3 ist im ersten Ausführungsbeispiel mittig auf der ersten Seitenfläche des keramischen Körpers 2 angeordnet. Auf der dritten Seitenfläche, welche der ersten Seitenfläche des keramischen Körpers 2 gegenüberliegt, ist ein zweiter Signalleitungskontakt 5 als dritter Außenkontakt ausgebildet. Entsprechend dem ersten Signalleitungskontakt 3 weist auch der zweite Signalleitungskontakt 5 eine klammerförmige Überlappung auf die Oberseite beziehungsweise die Unterseite des keramischen Körpers 2 auf. In the first exemplary embodiment, the first signal line contact 3 is arranged centrally on the first side surface of the ceramic body 2. On the third side face, which is opposite the first side face of the ceramic body 2, a second signal line contact 5 is formed as a third external contact. Corresponding to the first signal line contact 3, the second signal line contact 5 also has a clamp-shaped overlap on the top or the bottom of the ceramic body 2.
Der Grad der Überlappung auf die Oberseite beziehungsweise auf die Unterseite des keramischen Körpers 2 des ersten Signalleitungskontakts 3 und des zweitenThe degree of overlap on the top or on the bottom of the ceramic body 2 of the first signal line contact 3 and the second
Signalleitungskontakts 5 kann unterschiedlich sein. Bevorzugt kann der Grad der Überlappung jedoch entsprechend der Darstellung in Figuren 1 a und b gleich sein. Ein erster Massekontakt 4 ist als zweiter Außenkontakt auf der zweiten Seitenfläche des keramischen Körpers 2 ausgebildet. Auch dieser erste Massekontakt 4 weist eine klammerförmige Ausdehnung von der zweiten Seitenfläche auf die Oberseite beziehungsweise Unterseite des keramischen Körpers 2 auf. Signal line contact 5 can be different. Preferably, however, the degree of overlap can be the same as shown in FIGS. 1 a and b. A first ground contact 4 is designed as a second external contact on the second side surface of the ceramic body 2. This first ground contact 4 also has a clamp-like extension from the second side surface to the top or bottom of the ceramic body 2.
Auf der vierten Seitenfläche des keramischen Körpers 2 ist ein zweiter Massekontakt 6 als vierter Außenkontakt ausgebildet. Auch dieser weist eine klammerförmige Ausdehnung von der vierten Seitenfläche auf die Oberseite beziehungsweise Unterseite des keramischen Körpers 2 auf. A second ground contact 6 is formed as a fourth external contact on the fourth side surface of the ceramic body 2. This also has a clamp-like extension from the fourth side surface to the top or bottom of the ceramic body 2.
Der Grad der Ausdehnung des ersten Massekontakts 4 und des zweiten Massekontakts 6 auf die Oberseite beziehungsweise Unterseite des keramischen Körpers 2 kann unterschiedlich ausfallen. Bevorzugt kann die klammerförmige Ausdehnung jedoch auch gleich ausfallen. Die klammerartige Ausdehnung der Massekontakte 4 und 6 und der Signalleitungskontakte 3 und 5 kann gleich oder unterschiedlich ausfallen. The degree of expansion of the first ground contact 4 and the second ground contact 6 on the top or bottom of the ceramic body 2 can be different. Preferably, however, the clamp-like extension can also be the same. The clamp-like expansion of the ground contacts 4 and 6 and the signal line contacts 3 and 5 can be the same or different.
Die Dimensionen des ersten Ausführungsbeispiels des Überspannungsschutzelements 1 können beliebig gewählt werden. The dimensions of the first exemplary embodiment of the overvoltage protection element 1 can be selected as desired.
Die Dimensionen des Überspannungsschutzelements 1 entsprechend des ersten Ausführungsbeispiels können durch die Höhe h, Länge 1 und Tiefe t des Überspannungsschutzelements 1 angegeben werden. Die Höhe ist die Ausdehnung des Überspannungsschutzelements 1 parallel zur Normalen der Oberseite des keramischen Körpers 2. Die Länge entspricht der Ausdehnung parallel zur Normalen der ersten Seitenfläche des keramischen Körpers 2. Die Tiefe entspricht der Ausdehnung parallel zur Normalen der vierten Seitenfläche des keramischen Körpers 2. The dimensions of the overvoltage protection element 1 according to the first exemplary embodiment can be specified by the height h, length 1 and depth t of the overvoltage protection element 1. The height is the extension of the overvoltage protection element 1 parallel to the normal to the upper side of the ceramic body 2. The length corresponds to the extension parallel to the normal to the first side surface of the ceramic body 2. The depth corresponds to the extension parallel to the normal to the fourth side surface of the ceramic body 2.
Zum Beispiel können Länge mal Tiefe mal Höhe (1 × t × h) gleich 1,6 mm × 0,8 mm × 0,6 mm betragen. Auch können die Dimensionen 2 mm × 1,25 mm × 0,8 mm betragen oder andere Bemessungen haben. For example, length times depth times height (1 × d × h) can be 1.6 mm × 0.8 mm × 0.6 mm. The dimensions can also be 2 mm × 1.25 mm × 0.8 mm or have other dimensions.
Ein keramisches Material des keramischen Körpers 2 kann ein beliebiges keramisches Material mit einer Dielektrizitätskonstante ε < 20 sein. A ceramic material of the ceramic body 2 can be any desired ceramic material with a dielectric constant ε <20.
Das keramische Material kann zum Beispiel eine LTCC Keramik sein. Zum Beispiel kann die LTCC Keramik Aluminiumoxid und Glas umfassen. The ceramic material can be an LTCC ceramic, for example. For example, the LTCC ceramic can include alumina and glass.
Alle Außenkontakte 3, 4, 5, 6 können jeweils aus einem beliebigen leitfähigen Material bestehen. Bevorzugt wird dafür ein Material, welches das Einbringen des Überspannungsschutzelements 1 in elektronische Anwendungen zum Beispiel via Löten ermöglicht. All external contacts 3, 4, 5, 6 can each consist of any conductive material. Is preferred instead, a material that enables the overvoltage protection element 1 to be introduced into electronic applications, for example via soldering.
Die Elektroden können zum Beispiel aus einem leitfähigen Metall oder einer Metalllegierung bestehen. Die Außenkontakte können zum Beispiel eines oder mehrere Metalle ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus Gold, Silber, Kupfer, Nickel, Wolfram, Tantal oder Molybdän umfassen. The electrodes can consist of a conductive metal or a metal alloy, for example. The external contacts can comprise, for example, one or more metals selected from a group consisting of gold, silver, copper, nickel, tungsten, tantalum or molybdenum.
Figur 2 zeigt schematische Querschnitte des ersten Ausführungsbeispiels des Überspannungsschutzelements 1 wie es in den Figuren 1A bis IC gezeigt wurde. FIG. 2 shows schematic cross sections of the first exemplary embodiment of the overvoltage protection element 1 as shown in FIGS. 1A to 1C.
Figur 2A zeigt einen schematischen Querschnitt des ersten Ausführungsbeispiels entlang der in Figur 1A angezeichneten Linie A - B. Das bedeutet, der entsprechende Querschnitt verläuft parallel zur vierten Seitenfläche des Überspannungsschutzelements 1. Der Querschnitt verläuft mittig durch das erste Ausführungsbeispiel des Überspannungsschutzelements 1. FIG. 2A shows a schematic cross section of the first exemplary embodiment along the line A - B marked in FIG. 1A.
Figur 2B zeigt einen schematischen Querschnitt entlang der in 1B angezeichneten Linie E - F des ersten Ausführungsbeispiels des Überspannungsschutzelements 1. Der Querschnitt verläuft parallel zur Oberseite des Überspannungsschutzelements 1. Der Querschnitt verläuft wie im unteren beschrieben durch eine erste Innenelektrode 9. FIG. 2B shows a schematic cross section along the line EF of the first exemplary embodiment of the overvoltage protection element 1 drawn in FIG. 1B. The cross section runs parallel to the top of the overvoltage protection element 1. The cross section runs through a first internal electrode 9, as described below.
Figur 2C zeigt einen schematischen Querschnitt des ersten Ausführungsbeispiels des Überspannungsschutzelements 1 entlang der in Figur 1A angezeichneten Linie C - D. Der Querschnitt verläuft parallel zur ersten Seitenfläche des Überspannungsschutzelements 1 und weist einen mittigen Verlauf durch diese auf. FIG. 2C shows a schematic cross section of the first exemplary embodiment of the overvoltage protection element 1 along the line C - D shown in FIG. 1A. The cross section runs parallel to the first side surface of the Overvoltage protection element 1 and has a central course through this.
Wie in Figur 2A zu sehen ist im ersten Ausführungsbeispiel ein erstes Entladevia 7 und ein zweites Entladevia 12 angeordnet . As can be seen in FIG. 2A, a first unloading via 7 and a second unloading via 12 are arranged in the first exemplary embodiment.
Beide Entladevias 7 und 12 sind Gas-Entladevias. Das heißt, sie sind als zylinderförmige Hohlräume in dem keramischen Körper 2 ausgebildet und mit einem Füllgas befüllt. Both discharge vias 7 and 12 are gas discharge vias. That is, they are designed as cylindrical cavities in the ceramic body 2 and filled with a filling gas.
Die jeweiligen Zylinderoberseiten und -Unterseiten sind zueinander parallel ausgebildet und sind parallel zur Oberseite beziehungsweise Unterseite des keramischen Körpers 2 ausgebildet. The respective cylinder tops and bottoms are designed parallel to one another and are designed parallel to the top and bottom of the ceramic body 2, respectively.
Das erste Entladevia 7 ist im keramischen Körper 2 direkt oberhalb des zweiten Entladevias 12 angeordnet. Das bedeutet, die beiden Entladevias 7 und 12 weisen keinen horizontalen und ausschließlich einen vertikalen Versatz zueinander auf. The first discharge via 7 is arranged in the ceramic body 2 directly above the second discharge via 12. This means that the two discharge vias 7 and 12 have no horizontal and only a vertical offset to one another.
Die Dimensionen des ersten Entladevias 7 und des zweiten Entladevias 12 können beliebig gewählt werden. The dimensions of the first discharge vias 7 and the second discharge vias 12 can be selected as desired.
Zum Beispiel können das erste Entladevia 7 und das zweiten Entladevia 12 gleiche Dimensionen aufweisen, d.h. gleich ausgebildet sein. Unter der Annahme, dass beide Entladevias mit demselben Füllgas unter gleichem Druck befüllt sind, können so zwei Signalleitungen gegen die gleichen Überspannungsbedingungen geschützt werden. Diese Ausführung ist insbesondere praktikabel, wenn zwei Signalleitungen gleiche Betriebsspannungen und gleiche Überspannungsschutz- voraussetzungen haben. Das erste Entladevia 7 und das zweiten Entladevia 12 können aber auch unterschiedliche Dimensionen und/oder unterschiedliche Füllgasbedingungen (Art des Füllgases,For example, the first unloading via 7 and the second unloading via 12 can have the same dimensions, that is, they can be embodied in the same way. Assuming that both discharge vias are filled with the same filling gas under the same pressure, two signal lines can be protected against the same overvoltage conditions. This design is particularly practical if two signal lines have the same operating voltages and the same overvoltage protection requirements. The first discharge via 7 and the second discharge via 12 can also have different dimensions and / or different filling gas conditions (type of filling gas,
Druck) aufweisen. So können in einem Bauteil zwei Signalleitungen mit unterschiedlichen Betriebsspannungen und/oder unterschiedlichen Überspannungsschutzvoraussetzungen geschützt werden. Pressure). In this way, two signal lines with different operating voltages and / or different overvoltage protection requirements can be protected in one component.
Eine erste Entladezone 8 ist an der Oberseite des ersten Entladevias 7 angeordnet. Die erste Entladezone 8 kann zum Beispiel vollständig die Oberseite des ersten Entladevias 7 bilden bzw. bedecken, wie entsprechend in Figuren 2A und 2B dargestellt ist. A first discharge zone 8 is arranged on the upper side of the first discharge vias 7. The first discharge zone 8 can, for example, completely form or cover the upper side of the first discharge vias 7, as is shown in FIGS. 2A and 2B.
Grundsätzlich kann die erste Entladezone 8 auch nur auf einem Teil der Oberseite des zylindrischen Gas-Entladevias 7 ausgebildet sein. In principle, the first discharge zone 8 can also be formed only on a part of the upper side of the cylindrical gas discharge vias 7.
Die erste Entladezone 8 ist über die erste Innenelektrode 9 ausschließlich mit dem ersten Signalleitungskontakt 3 verbunden. The first discharge zone 8 is connected exclusively to the first signal line contact 3 via the first internal electrode 9.
Die erste Entladezone 8 kann als Teil der ersten Innenelektrode 9 ausgebildet sein. Die erste Innenelektrode 9 verläuft streifenförmig von dem ersten Signalleitungskontakt 3 auf der ersten Seitenfläche des keramischen Körpers 2 bis mindestens zur ersten Entladezone 8, welcher im ersten Entladevia 7 angeordnet ist. The first discharge zone 8 can be designed as part of the first internal electrode 9. The first internal electrode 9 runs in the form of a strip from the first signal line contact 3 on the first side surface of the ceramic body 2 to at least the first discharge zone 8, which is arranged in the first discharge via 7.
Die erste Innenelektrode 9 weist Streifenform auf. Das bedeutet, dass die Ausdehnung der ersten Innenelektrode 9 in Richtung der Höhe des keramischen Körpers 2 deutlich geringer ist als die Ausdehnung in Richtung der Länge und der Tiefe des keramischen Körpers 2. The first internal electrode 9 has a strip shape. This means that the expansion of the first internal electrode 9 in the direction of the height of the ceramic body 2 is significantly less is as the extension in the direction of the length and the depth of the ceramic body 2.
Die erste Innenelektrode 9 verläuft auf Höhe der ersten Entladezone 8 senkrecht zur ersten Seitenfläche des keramischen Körpers 2 und parallel zur Oberfläche des keramischen Körpers 2. The first internal electrode 9 runs at the level of the first discharge zone 8, perpendicular to the first side surface of the ceramic body 2 and parallel to the surface of the ceramic body 2.
Die Form der ersten Innenelektrode 9 kann grundsätzlich entsprechend der zuvor festgelegten Parameter beliebig gewählt werden. Zum Beispiel kann sie eine rechteckige Form in Draufsicht aufweisen, wie in Figur 2B dargestellt. Grundsätzlich ist es auch möglich, dass der Abschluss der ersten Innenelektrode 9 im Bereich des ersten Entladevias 7 halbkreisförmig ist. Das bedeutet, dass der Abschluss der ersten Innenelektrode 9 durch den Zylindermantel des ersten Entladevias 7 definiert wird. In principle, the shape of the first internal electrode 9 can be selected as desired in accordance with the parameters specified above. For example, it can have a rectangular shape in plan view, as shown in Figure 2B. In principle, it is also possible for the termination of the first internal electrode 9 to be semicircular in the area of the first discharge vias 7. This means that the termination of the first internal electrode 9 is defined by the cylinder jacket of the first discharge vias 7.
Die Breite der ersten Innenelektrode 9, das bedeutet die Ausdehnung in Richtung der Tiefe des keramischen Körpers 2 kann grundsätzlich beliebig gewählt werden. Sie kann kleiner als der Durchmesser des zylindrischen ersten Entladevias 7, genauso groß wie der Durchmesserdes zylindrischen ersten Entladevias 7 oder wie in Figur 2B dargestellt, größer sein als der Durchmesser des zylindrischen ersten Entladevias 7. Bevorzugt ist die erste Innenelektrode 9 aber schmaler ausgebildet als der erste Signalleitungskontakt 3. The width of the first internal electrode 9, that is to say the extension in the direction of the depth of the ceramic body 2, can in principle be selected as desired. It can be smaller than the diameter of the cylindrical first discharge vias 7, just as large as the diameter of the cylindrical first discharge vias 7 or, as shown in FIG first signal line contact 3.
Die erste Entladezone 8 ist, wie oben beschrieben, auf der Oberseite des ersten Entladevias 7 ausgebildet. Die erste Entladezone 8 kann in Richtung des ersten Entladevias 7 zum Beispiel flächig ausgebildet sein. Die erste Entladezone 8 kann in dieser Richtung aber auch strukturiert sein. Das heißt, sie kann aufgeraut sein oder Spikes aufweisen. As described above, the first discharge zone 8 is formed on the upper side of the first discharge vias 7. The first discharge zone 8 can, for example, have a flat design in the direction of the first discharge vias 7. The first unloading zone 8 can also be structured in this direction. That is, it can be roughened or have spikes.
An der Unterseite des ersten Entladevias 7 ist eine zweite Entladezone 10 unterhalb der ersten Entladezone 8 angeordnet. Die zweite Entladezone 10 ist ähnlich der ersten Entladezone ausgebildet . A second discharge zone 10 is arranged below the first discharge zone 8 on the underside of the first discharge vias 7. The second discharge zone 10 is designed similarly to the first discharge zone.
Das bedeutet, die zweite Entladezone 10 kann auf der gesamten Unterseite des ersten Entladevias 7 ausgebildet sein. Wie es entsprechend in Figur 2A und Figur 2C dargestellt ist. Die zweite Entladezone kann aber auch nur auf einer Teilfläche der Unterseite des ersten Entladevias 7 ausgebildet sein. This means that the second discharge zone 10 can be formed on the entire underside of the first discharge vias 7. As shown in FIG. 2A and FIG. 2C, respectively. The second discharge zone can, however, also be formed only on a partial area of the underside of the first discharge vias 7.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die zweite Entladezone 10 über die zweite Innenelektrode 11 sowohl mit dem ersten Massekontakt 4 als auch dem zweiten Massekontakt 6 verbunden . In the present exemplary embodiment, the second discharge zone 10 is connected to both the first ground contact 4 and the second ground contact 6 via the second internal electrode 11.
Die zweite Innenelektrode 11 ist streifenförmig aufgebaut, entsprechend der Definition der ersten Innenelektrode 9, wobei die Breite der zweiten Innenelektrode 11 die Ausdehnung in Richtung der Länge des keramischen Körpers 2 ist und die Länge der zweiten Innenelektrode 11 die Ausdehnung in Richtung der Tiefe des keramischen Körpers 2 ist. The second internal electrode 11 has a strip-like structure, corresponding to the definition of the first internal electrode 9, the width of the second internal electrode 11 being the extension in the direction of the length of the ceramic body 2 and the length of the second internal electrode 11 being the extension in the direction of the depth of the ceramic body 2 is.
Die zweite Entladezone 10 kann als Teil der zweiten Innenelektrode 11 ausgebildet sein. The second discharge zone 10 can be designed as part of the second internal electrode 11.
Die zweite Innenelektrode 11 verläuft auf Höhe der zweiten Entladezone 10 senkrecht zur zweiten Seitenfläche des keramischen Körpers von dem ersten Massekontakt 4 zum zweiten Massekontakt 6. Es wird bevorzugt die zweite Innenelektrode 11 mittig zwischen erster und dritter Seitenfläche des keramischen Körpers anzuordnen. The second inner electrode 11 runs at the level of the second discharge zone 10, perpendicular to the second side surface of the ceramic body, from the first ground contact 4 to the second ground contact 6. It is preferred to arrange the second inner electrode 11 centrally between the first and third side surfaces of the ceramic body.
Grundsätzlich kann die Breite der zweiten Innenelektrode 11, beliebig gewählt werden. In principle, the width of the second internal electrode 11 can be selected as desired.
Es wird bevorzugt, dass die Breite der zweiten Innenelektrode 11 mindestens so gewählt wird, dass sie größer oder gleich dem Doppelten der Distanz zwischen Kreismittelpunkt der Oberseite des zylindrischen ersten Entladevias 8 bis zum in der Keramik liegenden Ende der ersten Innenelektrode 9 ist. It is preferred that the width of the second internal electrode 11 is selected at least so that it is greater than or equal to twice the distance between the center of the circle on the top of the cylindrical first discharge vias 8 and the end of the first internal electrode 9 lying in the ceramic.
Das heißt, in einer Projektion der ersten Innenelektrode 9 und der zweiten Innenelektrode 11 auf die Unterseite des keramischen Körpers 2 liegt die Projektionsfläche des Endes der ersten Innenelektrode 9, welches nicht mit dem ersten Signalleitungskontakt 3 verbunden ist vollständig innerhalb der Projektionsfläche der zweiten Innenelektrode 11. That is, in a projection of the first internal electrode 9 and the second internal electrode 11 onto the underside of the ceramic body 2, the projection area of the end of the first internal electrode 9, which is not connected to the first signal line contact 3, lies completely within the projection area of the second internal electrode 11.
Durch einen solchen Aufbau kann die mit Massekontakten verbundene zweite Innenelektrode 11 als effiziente Abschirmung der mit dem ersten Signalleitungskontakt 3 verbundenen ersten Innenelektrode 9 in Richtung zum zweiten Entladevia 12 dienen. With such a structure, the second internal electrode 11 connected to ground contacts can serve as an efficient shield for the first internal electrode 9 connected to the first signal line contact 3 in the direction of the second discharge via 12.
Der grundsätzliche Aufbau des zweiten Entladevias 12 entspricht dem des ersten Entladevias 7. The basic structure of the second discharge vias 12 corresponds to that of the first discharge vias 7.
Die dritte Entladezone 13 ist auf der Oberseite des zweiten Entladevias 12 angeordnet. Die dritte Innenelektrode 14 verläuft auf der Höhe der dritten Entladezone 13. Ansonsten kann die dritte Innenelektrode 14 genauso ausgebildet sein wie die zweite Innenelektrode 11. The third discharge zone 13 is arranged on the upper side of the second discharge vias 12. The third inner electrode 14 runs at the level of the third discharge zone 13. Otherwise, the third inner electrode 14 can be designed in exactly the same way as the second inner electrode 11.
Die vierte Innenelektrode 16 verbindet die vierte Entladezone 15 an der Unterseite des zweiten Entladevias 12 ausschließlich mit dem zweiten Signalleitungskontakt 5. The fourth internal electrode 16 connects the fourth discharge zone 15 on the underside of the second discharge vias 12 exclusively to the second signal line contact 5.
Die vierte Entladezone 15 kann äquivalent der ersten Entladezone 8 ausgebildet sein. The fourth discharge zone 15 can be designed to be equivalent to the first discharge zone 8.
Die vierte Innenelektrode verläuft auf Höhe der vierten Entladezone 15 und verläuft senkrecht zur dritten Seitenfläche des keramischen Körpers 2. Äquivalent zu den oben für die erste Innenelektrode 9 aufgestellten Eigenschaften kann die vierte Innenelektrode 16 mindestens bis zur vierten Entladezone 15 ausgedehnt sein. Sie kann jedoch auch von der dritten Seitenfläche aus betrachtet hinter der vierten Entladezone 15 im keramischen Körper 2 enden. The fourth inner electrode runs at the level of the fourth discharge zone 15 and runs perpendicular to the third side surface of the ceramic body 2. Equivalent to the properties set out above for the first inner electrode 9, the fourth inner electrode 16 can extend at least to the fourth discharge zone 15. However, viewed from the third side surface, it can also end behind the fourth discharge zone 15 in the ceramic body 2.
Grundsätzlich können die Innenelektroden 9, 11,14 und 16 und die Entladezonen 8, 10, 13 und 15 aus einem geeigneten leitfähigen Material ausgebildet sein. Sie können zum Beispiel aus einem Metall ausgebildet sein, oder einer metallischen Legierung. Zum Beispiel kann ein entsprechendes Metall oder eine metallische Legierung Elemente aus der Gruppe umfassend Kupfer, Nickel, Wolfram, Tantal, Molybdän oder ähnliches enthalten. Das Überspannungsschutzelement 1 entsprechend des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung kann durch einen beliebigen Prozess hergestellt werden. In principle, the inner electrodes 9, 11, 14 and 16 and the discharge zones 8, 10, 13 and 15 can be formed from a suitable conductive material. They can be formed from a metal, for example, or a metallic alloy. For example, a corresponding metal or a metallic alloy can contain elements from the group comprising copper, nickel, tungsten, tantalum, molybdenum or the like. The overvoltage protection element 1 according to the first embodiment of the present invention can be manufactured by any process.
Es kann zum Beispiel durch einen Vielschichtkeramikprozess hergestellt werden. Entsprechend kann der keramische Körper 2 eine Vielschichtkeramik sein. For example, it can be made by a multilayer ceramic process. Correspondingly, the ceramic body 2 can be a multilayer ceramic.
Ein entsprechender Prozess kann zum Beispiel die folgenden Schritte umfassen: A corresponding process can include, for example, the following steps:
In einem ersten Schritt wird eine Vielzahl von keramischen Grünfolien bereitgestellt, welche ein keramisches Grundmaterial enthalten. Das keramische Grundmaterial kann durch Sintern in das keramische Material des keramischen Körpers 2 überführt werden. Einige der Grünfolien sind komplett durchgängig aufgebaut. Andere Grünfolien enthalten ein Loch aus dem durch den Fertigungsprozess eines der Entladevias gebildet wird. Entsprechende Löcher können zum Beispiel durch Laserablation in Grünfolien eingebracht werden. In a first step, a large number of ceramic green sheets are provided which contain a ceramic base material. The ceramic base material can be converted into the ceramic material of the ceramic body 2 by sintering. Some of the green foils are completely continuous. Other green foils contain a hole from which one of the discharge vias is formed during the manufacturing process. Corresponding holes can be made in green sheets, for example, by laser ablation.
Zur Ausbildung eines Grünfolienstapels können die Löcher in den Grünfolien mit Loch mit einem organischen Material gefüllt sein. Dieses organische Material kann die Stabilität der Grünfolien während des Prozesses verbessern. To form a green sheet stack, the holes in the green sheets with holes can be filled with an organic material. This organic material can improve the stability of the green sheets during the process.
Als unterste Schicht werden eine oder mehrere durchgängige Grünfolien gestapelt. Auf der obersten Grünfolie dieses Stapels wird eine vierte Innenelektrode 16 aufgebracht. Sie verläuft vom Rand des Stapels, welcher nach Fertigstellung die dritte Seitenfläche des keramischen Grundkörpers bildet, in die Mitte des Stapels und endet dort. Die vierte Innenelektrode 16 kann beispielsweise durch Siebdruck einer metallhaltigen Paste aufgebracht werden. Auf den bestehenden Stapel mit der vierten Innenelektrode 16 werden eine oder mehrere Grünfolien, welche in der Mitte ein Loch enthalten, gestapelt. Die Höhe der jeweiligen Grünfolien mit Loch und die Zahl dieser im Stapel wird entsprechend der zu erzielenden Höhe des zweiten Entladevias 12 ausgewählt. One or more continuous green sheets are stacked as the bottom layer. A fourth internal electrode 16 is applied to the top green sheet of this stack. It runs from the edge of the stack, which after completion forms the third side surface of the ceramic base body, into the center of the stack and ends there. The fourth Inner electrode 16 can be applied, for example, by screen printing a metal-containing paste. One or more green sheets which contain a hole in the center are stacked on the existing stack with the fourth internal electrode 16. The height of the respective green sheets with holes and the number of these in the stack is selected according to the height of the second discharge vias 12 to be achieved.
Auf den so gebildeten Stapel wird eine weitere durchgängige Grünfolie gestapelt. Diese weist auf ihrer Unterseite die dritte Innenelektrode 14 auf. Another continuous green sheet is stacked on the stack formed in this way. This has the third internal electrode 14 on its underside.
Im Fall der Verwendung einer organischen Füllung der Löcher in den Grünfolien mit Loch kann die dritte Innenelektrode 14 auch auf die Oberseite dieser Grünfolien aufgebracht werden. In the case of using an organic filling of the holes in the green foils with holes, the third internal electrode 14 can also be applied to the top of these green foils.
Die dritte Innenelektrode 14 kann zum Beispiel wieder durch Siebdruck aufgebracht werden. Sie verläuft vom dem Ende des Grünstapels, welcher die zweite Seitenfläche des keramischen Körpers 2 bilden wird zu dem Ende des Grünstapels, welcher die vierte Seitenfläche des keramischen Körpers 2 bilden wird. Die Flächen der vierten Innenelektrode 16 und der dritten Innenelektrode 14, welche dem so gebildeten Hohlraum zugewandt sind, bilden jeweils im ausgefertigten Überspannungsschutzelement die vierte Entladezone 15 und dritte Entladezone 13. The third internal electrode 14 can be applied again, for example, by screen printing. It runs from the end of the green pile, which will form the second side surface of the ceramic body 2, to the end of the green pile, which will form the fourth side surface of the ceramic body 2. The surfaces of the fourth internal electrode 16 and the third internal electrode 14, which face the cavity formed in this way, each form the fourth discharge zone 15 and third discharge zone 13 in the completed overvoltage protection element.
Auf den bisher gebildeten Stapel können gegebenenfalls weitere durchgängige Grünfolien gestapelt werden. Auf der Oberseite des jetzt gebildeten Stapels wird die zweite Innenelektrode 11 aufgebracht. Zum Beispiel entsprechend dem vorherigen durch Siebdruck. Die zweite Innenelektrode 11 weist den gleichen Verlauf auf wie die dritte Innenelektrode 14. If necessary, further continuous green foils can be stacked on the stack formed up to now. The second internal electrode 11 is applied to the top of the stack that has now been formed. For example, according to the previous one, by screen printing. The second inner electrode 11 has the same profile as the third internal electrode 14.
Auf den so gebildeten Stapel wird eine oder mehrere Grünfolien, welche ein Loch in der Mitte aufweisen, gestapelt. Das Loch oder die aneinander angeordneten Löcher werden im fertigen Überspannungsschutzelement den Hohlraum des ersten Entladevias 7 bilden. Auf dem so entstandenen Stapel wird eine durchgängige Grünfolie aufgebracht. Auf deren Unterseite ist zum Beispiel durch Siebdruck die erste Innenelektrode 9 aufgebracht. One or more green sheets, which have a hole in the middle, are stacked on the stack formed in this way. The hole or the holes arranged next to one another will form the cavity of the first discharge vias 7 in the finished overvoltage protection element. A continuous green sheet is applied to the resulting stack. The first internal electrode 9 is applied to its underside, for example by screen printing.
Auch hier kann bei mit organischem Material gefüllten Grünfolien mit Loch die erste Innenelektrode 9 auch auf die Oberseite dieser Grünfolie aufgebracht werden. Here, too, in the case of green foils filled with organic material and having a hole, the first internal electrode 9 can also be applied to the top of this green foil.
Sie verläuft von der Seite des Grünfolienstapels, welcher im fertigen keramischen Körper 2 die erste Seitenfläche bildet, bis etwa in die Mitte der Grünfolie, auf welche sie aufgebracht ist. It runs from the side of the green sheet stack, which forms the first side surface in the finished ceramic body 2, to approximately the middle of the green sheet to which it is applied.
Der Hohlraum, welche durch die zuletzt genannten Grünfolien mit Loch, durch die darunter und darüber angeordneten Grünfolien mit der zweiten bzw. ersten Innenelektrode (11 und 9) begrenzt wird, bildet im fertiggestelltenThe cavity, which is delimited by the last-mentioned green sheets with a hole, by the green sheets with the second or first internal electrode (11 and 9) arranged below and above, is formed in the completed
Überspannungsschutzelement 1 das erste Entladevia 7. Die dem Hohlraum zugewandten Bereiche der zweiten Innenelektrode 11 und der ersten Innenelektrode 9 bilden im fertig gestellten Überspannungsschutzelement 1 jeweils die zweite Entladezone 10 und die erste Entladezone 8. The overvoltage protection element 1 is the first discharge via 7. The areas of the second inner electrode 11 and the first inner electrode 9 facing the cavity each form the second discharge zone 10 and the first discharge zone 8 in the completed overvoltage protection element 1.
Oberhalb des so gebildeten Stapels können gegebenenfalls weitere durchgängige Grünfolien aufgebracht werden. Die Dicke der jeweiligen Grünfolien und die Zahl der aufeinander gestapelten Grünfolien kann angepasst auf diezu erreichende Gesamthöhe der Entladevias und des Überspannungsschutzelements gewählt werden. If necessary, further continuous green foils can be applied above the stack formed in this way. The thickness of the respective green foils and the number of green foils stacked on top of one another can be selected to be adapted to the total height of the discharge vias and the overvoltage protection element to be achieved.
Der so gebildete Grünfolienstapel wird gepresst, um einen gepressten Grünfolienstapel zu erhalten. Nachdem der gepresste Grünfolienstapel entkohlt wurde, zum Beispiel bei 600 °C, wird der Grünfolienstapel gesintert. The green sheet stack thus formed is pressed to obtain a pressed green sheet stack. After the pressed green foil stack has been decarburized, for example at 600 ° C., the green foil stack is sintered.
Beim Entkohlen kann unter anderem das organische Füllmaterial der Grünfolien mit Loch aus dem Grünfolienstapel ausgetrieben werden. Dabei bilden sich die Hohlräume der Entladevias aus. During decarburization, among other things, the organic filler material of the green sheets with a hole can be expelled from the green sheet stack. The cavities of the discharge vias are formed in the process.
Abhängig von den gewählten keramischen Materialien und den darauf abgestimmten enthaltenen Innenelektrodenmaterialien kann die Sintertemperatur entsprechend gewählt werden. Zum Beispiel kann für ein LTCC Material und Kupferelektroden eine Sintertemperatur im Bereich von 800 bis 1200 °C, bevorzugter von 800 bis 1000°Cangewandt werden. The sintering temperature can be selected as a function of the ceramic materials selected and the internal electrode materials that are matched to them. For example, for an LTCC material and copper electrodes, a sintering temperature in the range from 800 to 1200 ° C, more preferably from 800 to 1000 ° C can be used.
In anderen Fällen, zum Beispiel bei HTCC Materialien kann eine Sintertemperatur oberhalb von 1200 °C zum Beispiel bis zu 1800 °C verwendet werden. In so einem Fall könnte ein Material für die Innenelektroden zum Beispiel Wolfram, Tantal oder Molybdän umfassen. In other cases, for example with HTCC materials, a sintering temperature above 1200 ° C, for example up to 1800 ° C, can be used. In such a case, a material for the internal electrodes could include, for example, tungsten, tantalum or molybdenum.
Das Sintern erfolgt in einer Atmosphäre, welche dem gewünschten Füllgas entspricht. Entsprechend kann in einer Stickstoff-, Wasserstoff-, Argon-, Neon oder einer entsprechenden Mischatmosphäre aus diesen Gasen gesintert werden. Der Druck während des Sinterns beträgt vorzugsweise Normaldruck, kann aber im Hinblick auf die zu erzielende Durchschlagsspannung angepasst werden. Das heißt, der Druck kann oberhalb oder unterhalb des Normaldrucks liegen. The sintering takes place in an atmosphere which corresponds to the desired filling gas. Correspondingly, these gases can be sintered in a nitrogen, hydrogen, argon, neon or a corresponding mixed atmosphere. The pressure during sintering is preferably Normal pressure, but can be adjusted with regard to the breakdown voltage to be achieved. That is, the pressure can be above or below normal pressure.
Auf den so gesinterten keramischen Körper 2 werden die Außenkontakte aufgebracht. Die Außenkontakte können durch beliebige Verfahren, wie zum Beispiel Einbrennen einer metallhaltigen Paste, aufgebracht werden. Die Außenkontakte werden dabei so aufgebracht, dass sie mit den jeweiligen zu kontaktierenden Innenelektroden in Verbindung stehen. The external contacts are applied to the ceramic body 2 sintered in this way. The external contacts can be applied by any method, such as burning in a metal-containing paste. The external contacts are applied in such a way that they are connected to the respective internal electrodes to be contacted.
Figur 3 zeigt im schematischen Querschnitt ein zweites Ausführungsbeispiel eines Überspannungsschutzelementes 1. FIG. 3 shows a second exemplary embodiment of an overvoltage protection element 1 in a schematic cross section.
Das zweite Ausführungsbeispiel kann bis auf den Verlauf der zweiten und dritten Innenelektrode 11 und 14 dem Aufbau des ersten Ausführungsbeispiels entsprechen. The second exemplary embodiment can correspond to the structure of the first exemplary embodiment except for the shape of the second and third internal electrodes 11 and 14.
So entspricht der in Figur 3 gezeigte schematische Querschnitt einer Querschnittsrichtung C - D, wie sie in Figur 1A angezeichnet ist. The schematic cross section shown in FIG. 3 thus corresponds to a cross-sectional direction C - D, as indicated in FIG. 1A.
Anders als im ersten Ausführungsbeispiel werden im zweiten Ausführungsbeispiel die mit den Massekontakten verbundenen Innenelektroden (zweite Innenelektrode 11 und dritte Innenelektrode 14) nicht in Feedthrough-Bauweise durch das Überspannungsschutzelement 1 beziehungsweise dem keramischen Körper 2 durchgeführt. In contrast to the first exemplary embodiment, in the second exemplary embodiment the internal electrodes (second internal electrode 11 and third internal electrode 14) connected to the ground contacts are not passed through the overvoltage protection element 1 or the ceramic body 2 in a feedthrough design.
So verbindet entsprechend des zweiten Ausführungsbeispiels die zweite Innenelektrode 11 die zweite Entladezone 10, welche an der Unterseite des ersten Entladevias 7 angeordnet ist, ausschließlich mit dem ersten Massekontakt 4. Entsprechend verbindet die dritte Innenelektrode 14 die dritte Entladungszone 13, welche an der Oberseite des zweiten Entladevias 12 angeordnet ist, ausschließlich mit dem zweiten Massekontakt 6. In accordance with the second exemplary embodiment, the second internal electrode 11 connects the second discharge zone 10, which is arranged on the underside of the first discharge vias 7, exclusively to the first ground contact 4. Correspondingly, the third internal electrode 14 connects the third discharge zone 13, which is arranged on the upper side of the second discharge vias 12, exclusively to the second ground contact 6.
In äquivalenter Weise zu der ersten Innenelektrode 9 beziehungsweise zu der vierten Innenelektrode 16, welche jeweils mit nur einem Außenkontakt verbunden sind, enden die zweite Innenelektrode 11 und dritte Innenelektrode 14 innerhalb des keramischen Körpers. In an equivalent manner to the first internal electrode 9 and the fourth internal electrode 16, which are each connected to only one external contact, the second internal electrode 11 and third internal electrode 14 end inside the ceramic body.
Abgesehen davon können die zweite Innenelektrode 11 und die dritte Innenelektrode 14 die gleichen Eigenschaften aufweisen wie die entsprechenden Innenelektroden 11 und 14 im ersten Ausführungsbeispiel . Apart from this, the second internal electrode 11 and the third internal electrode 14 can have the same properties as the corresponding internal electrodes 11 and 14 in the first exemplary embodiment.
Auch das Herstellungsverfahren entspricht im Wesentlichen dem Herstellungsverfahren, welches im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel erläutert wurde. In einem auf dem Stapeln von Grünfolien basierenden Prozessen werden die Grünfolien, auf denen die zweite Innenelektrode 11 beziehungsweise die dritte Innenelektrode 14 ausgebildet wird, jedoch nur soweit mit der zweiten Innenelektrode 11 beziehungsweise der dritten Innenelektrode 14 versehen, dass diese nicht von einer Seite eines Grünfolienstapels zur anderen Seite des Grünfolienstapels reichen. Beide Enden innerhalb der Fläche der jeweiligen Grünfolie, sodass die zweite Entladezone 10 und die dritte Entladezone 13 entsprechend der obigen Beschreibung gebildet werden. The manufacturing method also essentially corresponds to the manufacturing method which was explained in connection with the first exemplary embodiment. In a process based on the stacking of green foils, the green foils on which the second internal electrode 11 or the third internal electrode 14 is formed are provided with the second internal electrode 11 or the third internal electrode 14 only to such an extent that they do not come from one side of a green foil stack reach to the other side of the stack of green sheets. Both ends within the area of the respective green sheet, so that the second discharge zone 10 and the third discharge zone 13 are formed as described above.
Figur 4 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel des Überspannungsschutzelements 1 in schematischem Querschnitt. Das dritte Ausführungsbeispiel kann grundsätzlich dem ersten oder dem zweiten zuvor genannten Ausführungsbeispiel entsprechen, abgesehen von dem folgenden Unterschied. So ist in diesem dritten Ausführungsbeispiel das keramische Material 17 des keramischen Körpers 2, welches jeweils das erste Entladevia 7 (Gas-Entladevia) und das zweite Entladevia 12 (Gas-Entladevia)horizontal begrenzt, mit einer Zündhilfe dotiert. So kann beispielsweise Bor, Strontium, Wolfram oder Kalium als Zündhilfe Dotierstoff eingesetzt werden. FIG. 4 shows a third exemplary embodiment of the overvoltage protection element 1 in a schematic cross section. The third exemplary embodiment can basically correspond to the first or the second exemplary embodiment mentioned above, except for the following difference. Thus, in this third exemplary embodiment, the ceramic material 17 of the ceramic body 2, which delimits the first discharge via 7 (gas discharge via) and the second discharge via 12 (gas discharge via) horizontally, is doped with an ignition aid. For example, boron, strontium, tungsten or potassium can be used as an ignition aid dopant.
Die Dotierung mit einer Zündhilfe erleichtert die Ionisation des Gases während eines ESD-Events, das heißt wenn eine Überspannung an einem Signalleitungskontakt 3 oder 5 anliegt. Somit kann leichter ein Ableiten der Überspannung von einem Signalleitungskontakt 3 oder 5 über das entsprechende gasgefüllte Entladevia 7 oder 12 auf einen Massekontakt 4 oder 6 erfolgen. Doping with an ignition aid facilitates the ionization of the gas during an ESD event, that is, when an overvoltage is applied to a signal line contact 3 or 5. This makes it easier to derive the overvoltage from a signal line contact 3 or 5 via the corresponding gas-filled discharge via 7 or 12 to a ground contact 4 or 6.
Grundsätzlich kann die Zündhilfe als Dotierung ausschließlich in dem keramischen Material 17 enthalten sein, welches die Seitenwände eines der zylindrischen Gasentladevias 7 oder 12 bildet. In principle, the ignition aid can be contained exclusively as doping in the ceramic material 17 which forms the side walls of one of the cylindrical gas discharge vias 7 or 12.
Der Zündstoff kann aber auch als Dotierung in dem gesamten keramischen Material 17, welches sich auf der horizontalen Höhe der jeweiligen Entladevias 7 oder 12 befindet, eingebracht sein, wie es entsprechend in Figur 4 dargestellt ist. The igniter can, however, also be introduced as doping in the entire ceramic material 17, which is located at the horizontal level of the respective discharge vias 7 or 12, as shown in FIG.
Dies erleichtert die Prozessierung eines entsprechenden dritten Ausführungsbeispiels, wenn ein Grünstapelverfahren angewandt wird. Grundsätzlich kann das Grünstapelverfahren dem Verfahren entsprechen, wie es für das erste oder zweite Ausführungsbeispiel genannt wurde, mit dem Unterschied, dass die Grünfolien, welche ein mittiges Loch zur Ausbildung eines der Entladevias 7 oder 12 enthalten, mit der Zündhilfe dotiert sind. Das heißt, das keramische Material 17 der entsprechenden Grünfolien ist mit der Zündhilfe dotiert. This simplifies the processing of a corresponding third exemplary embodiment when a green stack method is used. In principle, the green stack method can correspond to the method mentioned for the first or second exemplary embodiment, with the difference that the green foils, which contain a central hole for forming one of the discharge vias 7 or 12, are doped with the ignition aid. That is, the ceramic material 17 of the corresponding green sheets is doped with the ignition aid.
Figur 5 zeigt in schematischen Ansichten die Oberseite (Figur 5A), die vierte Seitenfläche (Figur 5B) und die erste Seitenfläche (Figur 5C) eines vierten Ausführungsbeispiels des Überspannungsschutzelements 1. FIG. 5 shows schematic views of the top (FIG. 5A), the fourth side surface (FIG. 5B) and the first side surface (FIG. 5C) of a fourth exemplary embodiment of the overvoltage protection element 1.
Grundsätzlich kann das vierte Ausführungsbeispiel bis auf die folgenden Merkmale identisch mit dem ersten, dem zweiten oder dem dritten Ausführungsbeispiel sein. In principle, the fourth exemplary embodiment can be identical to the first, second or third exemplary embodiment, with the exception of the following features.
Im Gegensatz zu den vorangegangenen Ausführungsbeispielen sind der erste Signalleitungskontakt 3 und der zweite Signalleitungskontakt 5 kappenförmig um jeweils die erste Seitenfläche und die dritte Seitenfläche des keramischen Körpers 2 ausgebildet. In contrast to the previous exemplary embodiments, the first signal line contact 3 and the second signal line contact 5 are designed in the shape of a cap around the first side face and the third side face of the ceramic body 2, respectively.
Das heißt, der erste Signalleitungskontakt 3 und der zweite Signalleitungskontakt 5 bedecken jeweils die erste Seitenfläche und die dritte Seitenfläche vollständig. Zusätzlich dehnen sie sich ein Stück weit auf die jeweils angrenzenden Flächen des keramischen Körpers 2 aus. That is, the first signal line contact 3 and the second signal line contact 5 each completely cover the first side surface and the third side surface. In addition, they expand to a certain extent onto the respective adjoining surfaces of the ceramic body 2.
Durch eine derartige kappenförmige Umschließung kann das Einbringen durch Löten in eine Schaltung mit zu schützenden Leiterbahnen erleichtert werden. Figur 6 zeigt im schematischen Querschnitt ein fünftes Ausführungsbeispiel des Überspannungsschutzelements 1. Such a cap-shaped enclosure can facilitate the introduction by soldering into a circuit with conductor tracks to be protected. FIG. 6 shows a fifth exemplary embodiment of the overvoltage protection element 1 in a schematic cross section.
Das fünfte Ausführungsbeispiel kann bis auf folgende Unterschiede identisch zu einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele des Überspannungsschutzelements sein. The fifth exemplary embodiment can be identical to one of the previously described exemplary embodiments of the overvoltage protection element, apart from the following differences.
Im fünften Ausführungsbeispiel ist zwischen der ersten Entladezone 8 und der vierten Entladezone 15 ein Hohlraum 18 im keramischen Körper 2 ausgebildet. In the fifth exemplary embodiment, a cavity 18 is formed in the ceramic body 2 between the first discharge zone 8 and the fourth discharge zone 15.
Der Hohlraum 18 ist zylinderförmig, wobei an der Oberseite des Hohlraums 18 die erste Entladezone 8 ausgebildet ist und an der Unterseite des Hohlraums 18 die vierte Entladezone 15 ausgebildet ist. The cavity 18 is cylindrical, the first discharge zone 8 being formed on the upper side of the cavity 18 and the fourth discharge zone 15 being formed on the lower side of the cavity 18.
Der Hohlraum 18 ist mit einem Füllgas gefüllt. The cavity 18 is filled with a filling gas.
Die erste Entladezone 8 kann äquivalent zur ersten Entladezone 8 entsprechend einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele ausgebildet sein. The first discharge zone 8 can be designed equivalent to the first discharge zone 8 in accordance with one of the exemplary embodiments described above.
Das erste Entladevia 7 wird zwischen der ersten Entladezone 8 und der zweiten Entladezone 10 im Hohlraum 18 ausgebildet. Dies geschieht dadurch, dass im Hohlraum 18 freistehende Bereiche der zweiten Innenelektrode 11 die zweite Entladezone 10 bilden. The first discharge via 7 is formed between the first discharge zone 8 and the second discharge zone 10 in the cavity 18. This takes place in that free-standing areas of the second inner electrode 11 in the cavity 18 form the second discharge zone 10.
Zum Beispiel kann die zweite Innenelektrode 11 den zylindrischen Hohlraum 18 auf voller Querschnittsfläche durchdringen. Die zweite Innenelektrode 11 kann aber auch nur ein Stück weit in den zylinderförmigen Hohlraum 18 hineinragen. Auch kann die zweite Innenelektrode 11 im Bereich der die zweite Entladezone 10 bildet strukturiert sein. Das heißt die zweite Entladezone 10 kann zum Beispiel kann porös sein. For example, the second internal electrode 11 can penetrate the cylindrical cavity 18 over its full cross-sectional area. However, the second inner electrode 11 can also only go a little way into the cylindrical cavity 18 protrude. The second internal electrode 11 can also be structured in the region which forms the second discharge zone 10. That is, the second discharge zone 10 can be porous, for example.
In äquivalenter Weise wird das zweite Entladevia 12 zwischen der im Hohlraum 18 freistehenden dritte Entladezone 13 und der vierten Entladezone 15 ausgebildet. Insbesondere kann die vierte Entladezone 15 der zuvor beschriebenen Entladezone 15 in den vorangegangenen Ausführungsbeispielen entsprechen. In an equivalent manner, the second discharge via 12 is formed between the third discharge zone 13, which is free in the cavity 18, and the fourth discharge zone 15. In particular, the fourth discharge zone 15 can correspond to the discharge zone 15 described above in the previous exemplary embodiments.
Zwischen der zweiten Entladezone 10 und der dritten Entladezone 13 wird ein gasgefüllter Zwischenraum 19 ausgebildet . A gas-filled intermediate space 19 is formed between the second discharge zone 10 and the third discharge zone 13.
Das heißt, das effektive gasgefüllte Volumen entsprechend des fünften Ausführungsbeispiels, welches sich zwischen erster Innenelektrode 9 und vierter Innenelektrode 16 befindet ist größer als z.B. im ersten Ausführungsbeispiel. That is, the effective gas-filled volume corresponding to the fifth embodiment, which is located between the first internal electrode 9 and fourth internal electrode 16, is greater than, for example, in the first embodiment.
Entsprechend kann die Kopplung von Signalen zwischen erster Innenelektrode 9 und vierter Innenelektrode 16 stärker verringert werden, da die effektive Dielektrizitätskonstante des zwischen erster Innenelektrode 9 und vierter Innenelektrode 16 angeordneten Mediums verringert ist. Correspondingly, the coupling of signals between first internal electrode 9 and fourth internal electrode 16 can be reduced to a greater extent, since the effective dielectric constant of the medium arranged between first internal electrode 9 and fourth internal electrode 16 is reduced.
Auch das Verfahren zur Herstellung des fünften Ausführungsbeispiels Verfahren zu einem der zuvor genannten Ausführungsbeispiele entsprechen. The method for producing the fifth exemplary embodiment also corresponds to the method for one of the exemplary embodiments mentioned above.
Zum Beispiel kann ein Verfahren basierend auf dem Stapeln von Grünfolien angewandt werden. Jedoch werden zur Ausbildung des Hohlraumes 18 ausschließlich Grünfolien, die ein entsprechendes Loch in der Mitte aufweisen, zwischen den Grünfolien mit der vierten Innenelektrode 16 und ersten Innenelektrode 9 aufeinandergestapelt. For example, a method based on stacking green sheets can be used. However, for the formation of the cavity 18 only green sheets, which are a have a corresponding hole in the middle, stacked between the green sheets with the fourth internal electrode 16 and first internal electrode 9.
Insbesondere in dieser Ausführungsform werden bevorzugt Grünfolien verwendet, deren Loch mit einem organischen Füllmaterial gefüllt ist. In this embodiment in particular, preference is given to using green sheets whose hole is filled with an organic filler material.
So können alle Innenelektroden bzw. alle Entladezonen durch Siebdruckverfahren gebildet werden, äquivalent dem zu Ausführungsbeispiel 1 beschrieben Verfahren. In this way, all internal electrodes or all discharge zones can be formed by screen printing processes, equivalent to the process described for exemplary embodiment 1.
Figur 7 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel eines Überspannungsschutzelements . Figure 7 shows a sixth embodiment of an overvoltage protection element.
Das sechste Ausführungsbeispiel entspricht bis auf folgende Unterschiede dem fünften Ausführungsbeispiel. The sixth exemplary embodiment corresponds to the fifth exemplary embodiment except for the following differences.
Zwischen der zweiten Innenelektrode 11 und der dritten Innenelektrode 14 ist eine weitere streifenförmige Innenelektrode 20 angeordnet. Diese fünfte Innenelektrode 20 verläuft horizontal zwischen der zweiten Innenelektrode 11 und der dritten Innenelektrode 14 und vorzugsweise parallel und/oder deckungsgleich zu diesen. Sie ragt also in den Zwischenraum 19 des zylindrischen Hohlraums 18 hinein. A further strip-shaped inner electrode 20 is arranged between the second inner electrode 11 and the third inner electrode 14. This fifth inner electrode 20 runs horizontally between the second inner electrode 11 and the third inner electrode 14 and preferably parallel and / or congruent with them. It therefore protrudes into the space 19 of the cylindrical cavity 18.
Die fünfte Innenelektrode 20 ist sowohl mit dem ersten Massekontakt 4 und dem zweiten Massekontakt 6 verbunden. Das heißt, sie führt in ähnlicher Weise wie die zweite Innenelektrode 11 bzw. die dritte Innenelektrode 14 des ersten Ausführungsbeispiels durch den keramischen Körper 2 hindurch . Die Dimensionen der fünften Innenelektrode 20 sind beliebig wählbar. Zum Beispiel kann die fünfte Innenelektrode 19 die gleiche Breite, das heißt Ausdehnung in Richtung der Länge des keramischen Körpers 2 aufweisen, wie die zweite Innenelektrode 11 und/oder die dritte Innenelektrode 14. The fifth inner electrode 20 is connected to both the first ground contact 4 and the second ground contact 6. That is to say, it leads through the ceramic body 2 in a manner similar to that of the second internal electrode 11 or the third internal electrode 14 of the first exemplary embodiment. The dimensions of the fifth inner electrode 20 can be selected as desired. For example, the fifth internal electrode 19 can have the same width, that is to say extension in the direction of the length of the ceramic body 2, as the second internal electrode 11 and / or the third internal electrode 14.
Die fünfte Innenelektrode 20 kann aber auch eine höhere Breite aufweisen. The fifth inner electrode 20 can, however, also have a greater width.
Die fünfte Innenelektrode 20 kann den zylindrischen Hohlraum 18 auf voller Querschnittsfläche durchdringen. The fifth inner electrode 20 can penetrate the cylindrical cavity 18 over its full cross-sectional area.
In Kombination mit den zuvor beschriebenen Merkmalen in Bezug auf die Breite der fünften Innenelektrode 20 kann die Abschirmung zwischen erster Entladezone 8 und zweiter Entladezone 15 durch die fünften Innenelektrode 20 verbessert werden. In combination with the features described above in relation to the width of the fifth inner electrode 20, the shielding between the first discharge zone 8 and the second discharge zone 15 can be improved by the fifth inner electrode 20.
Der im Hohlraum 18 freistehende Bereich der fünften Innenelektrode 20 kann planar sein. The area of the fifth internal electrode 20 that is free in the cavity 18 can be planar.
Der im Hohlraum 18 freistehende Bereich kann aber auch strukturiert sein, d.h. er kann porös sein oder Strukturen aufweisen, welche in Richtung des ersten Entladevias 7 und/oder des zweiten Entladevias 12 in den Hohlraum 18 hineinragen . The free-standing area in the cavity 18 can, however, also be structured, i.e. it can be porous or have structures which protrude into the cavity 18 in the direction of the first discharge vias 7 and / or the second discharge vias 12.
Eine entsprechend strukturierte fünfte Innenelektrode 20, kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn die zweite Innenelektrode 11 und/oder die dritte Innenelektrode 14 den Hohlraum 18 nicht vollständig durchdringen, das heißt nur ein Stück weit in diesen hineinragen. In diesem Fall kann die fünfte Innenelektrode 20 die zweiten Entladezone 10 und/oder die dritten Entladezone 13 ergänzen. Das heißt, die effektive Fläche der zweiten Entladezone 10 und/oder der dritten Entladezone 13 kann so erhöht werden. A correspondingly structured fifth inner electrode 20 can be particularly advantageous if the second inner electrode 11 and / or the third inner electrode 14 do not completely penetrate the cavity 18, that is to say only protrude into it a little. In this case, the fifth internal electrode 20 can supplement the second discharge zone 10 and / or the third discharge zone 13. That is, the effective area of the second discharge zone 10 and / or the third discharge zone 13 can thus be increased.
Das Ausbilden einer solchen fünften Innenelektrode 20 kann im Fertigungsprozess entsprechend dem Ausbilden der zweiten Innenelektrode 11 und/oder dritten Innenelektrode 14 erfolgen . Such a fifth internal electrode 20 can be formed in the manufacturing process in accordance with the formation of the second internal electrode 11 and / or third internal electrode 14.
Figur 8 zeigt ein siebtes Ausführungsbeispiel eines Überspannungsschutzelements 1. Figur 8A zeigt hierbei eine Draufsicht auf die Oberseite des Überspannungsschutzelements 1 beziehungsweise des keramischen Körpers 2. FIG. 8 shows a seventh exemplary embodiment of an overvoltage protection element 1. FIG. 8A shows a plan view of the top of the overvoltage protection element 1 or of the ceramic body 2.
Figur 8B zeigt eine Seitenansicht auf die vierte Seitenfläche des keramischen Körpers 2. FIG. 8B shows a side view of the fourth side face of the ceramic body 2.
Die Außenelektroden 3, 4, 5, 6 entsprechen denThe outer electrodes 3, 4, 5, 6 correspond to the
Außenelektroden 3, 4, 5, 6 des ersten Ausführungsbeispiels, wobei die Dimensionen der Außenelektroden 3, 4, 5, 6 abweichen können. External electrodes 3, 4, 5, 6 of the first exemplary embodiment, it being possible for the dimensions of the external electrodes 3, 4, 5, 6 to differ.
Figur 9 zeigt schematische Querschnitte des siebten Ausführungsbeispiels . FIG. 9 shows schematic cross sections of the seventh exemplary embodiment.
Figur 9A zeigt einen schematischen Querschnitt entlang der in Figur 8B durch C - D gekennzeichneten Schnittebene, welche parallel zur Oberseite des keramischen Körpers (2) verläuft. FIG. 9A shows a schematic cross section along the sectional plane identified by C - D in FIG. 8B, which runs parallel to the top of the ceramic body (2).
Figur 9B zeigt einen schematischen Querschnitt entlang der in Figur 8B durch E - F gekennzeichneten Schnittebene, welche parallel zur Oberseite des keramischen Körpers (2) verläuft. Figur 9C zeigt einen schematischen Querschnitt entlang der in Figur 8A durch A - B gekennzeichneten Schnittebene, welche parallel zur ersten Seitenfläche des keramischen Körpers (2) verläuft . FIG. 9B shows a schematic cross section along the sectional plane identified by E - F in FIG. 8B, which runs parallel to the upper side of the ceramic body (2). FIG. 9C shows a schematic cross section along the sectional plane identified by A - B in FIG. 8A, which runs parallel to the first side face of the ceramic body (2).
Wie in Figur 9C zu sehen, befinden sich das erste Entladevia 7 und das zweite Entladevia 12 im siebten Ausführungsbeispiel auf gleicher horizontaler Höhe, das heißt sie weisen keinen vertikalen Versatz auf. As can be seen in FIG. 9C, the first unloading via 7 and the second unloading via 12 in the seventh exemplary embodiment are at the same horizontal height, that is to say they have no vertical offset.
Wie in Figur 9A dargestellt, verbindet die erste Innenelektrode 9 die erste Entladezone 8 ausschließlich mit dem ersten Signalleitungskontakt 3. As shown in FIG. 9A, the first internal electrode 9 connects the first discharge zone 8 exclusively to the first signal line contact 3.
Auf gleicher Höhe und senkrecht dazu verläuft die dritte Innenelektrode 14, welche die dritte Entladezone 13 ausschließlich mit dem zweiten Massekontakt 6 verbindet. The third internal electrode 14, which connects the third discharge zone 13 exclusively to the second ground contact 6, runs at the same height and perpendicular thereto.
Wie in Figur 9B dargestellt verbindet die zweite Innenelektrode 11 die zweite Entladezone 10 ausschließlich mit dem ersten Massekontakt 4. As shown in FIG. 9B, the second internal electrode 11 connects the second discharge zone 10 exclusively to the first ground contact 4.
Auf gleicher Höhe und senkrecht dazu verläuft die vierte Innenelektrode 16, welche die dritte Entladezone 15 ausschließlich mit dem zweiten Signalleitungskontakt 5 verbindet . The fourth internal electrode 16, which connects the third discharge zone 15 exclusively to the second signal line contact 5, runs at the same height and perpendicular thereto.
Abgesehen von diesen Merkmalen ist das siebteApart from these features, the seventh is
Ausführungsbeispiel äquivalent zum ersten Ausführungsbeispiel aufgebaut und kann äquivalent gefertigt werden. Auch in diesem siebten Ausführungsbeispiel sind die mit unterschiedlichen Signalleitungskontakten verbundenen Entladezonen 8 und 15 auf den voneinander abgewandten Seiten der beiden Entladevias 7 und 12 angeordnet. Embodiment is constructed equivalent to the first embodiment and can be produced equivalently. In this seventh exemplary embodiment, too, the discharge zones 8 and 15 connected to different signal line contacts are arranged on the sides of the two discharge vias 7 and 12 facing away from one another.
Dadurch wird der Abstand der mit Signalleitungen verbundenen Innenelektroden 9 und 16 erhöht, obwohl die Entladevias 7 und 12 auf gleicher Höhe angeordnet sind. This increases the distance between the internal electrodes 9 and 16 connected to signal lines, although the discharge vias 7 and 12 are arranged at the same height.
So kann beispielsweise ein im Vergleich zu den anderen Ausführungsbeispielen flacheres Überspannungsschutzelement 1 gefertigt werden, wobei gleichzeitig die Kopplung so gering wie möglich gehalten wird. For example, an overvoltage protection element 1 that is flatter in comparison to the other exemplary embodiments can be manufactured, the coupling being kept as low as possible at the same time.
Figur 10 zeigt ein achtes Ausführungsbeispiel eines Überspannungsschutzelements 1. Figur 10A zeigt hierbei eine Draufsicht auf die Oberseite des Überspannungsschutzelements 1 beziehungsweise des keramischen Körpers 2. Figur 10B zeigt eine Seitenansicht auf die vierte Seitenfläche des keramischen Körpers 2 und Figur 10C zeigt eine Seitenansicht auf die erste Seitenfläche des keramischen Körpers 2. Figure 10 shows an eighth embodiment of an overvoltage protection element 1. Figure 10A shows a top view of the top of the overvoltage protection element 1 or the ceramic body 2. Figure 10B shows a side view of the fourth side surface of the ceramic body 2 and Figure 10C shows a side view of the first Side surface of the ceramic body 2.
Im achten Ausführungsbeispiel ist ähnlich wie im ersten Ausführungsbeispiel der erste Signalleitungskontakt 3 auf der ersten Seitenfläche des keramischen Körpers 2 ausgebildet. Auch ist entsprechend der zweite Signalleitungskontakt 5 auf der dritten Seitenfläche des keramischen Körpers ausgebildet. Die jeweiligen Signalleitungskontakte 3 und 5 weisen eine entsprechende klammertörmige Ausbildung wie die entsprechenden Signalleitungskontakte 3 und 5 im ersten Ausführungsbeispiel auf. Auf der zweiten Seitenfläche des keramischen Körpers 2 ist der erste Massekontakt 4 angeordnet. Er weist eine ähnliche klammerförmige Struktur wie der Massekontakt 4 im ersten Ausführungsbeispiel auf. Gegenüber dem ersten Massekontakt 4 ist auf der vierten Seitenfläche des keramischen Körpers 2 ein dritter Massekontakt 4' ausgebildet. Beide Massekontakte 4 und 4' weisen bevorzugt die gleichen Dimensionen auf und sind entsprechend ähnlich ausgebildet. In the eighth exemplary embodiment, similar to the first exemplary embodiment, the first signal line contact 3 is formed on the first side surface of the ceramic body 2. The second signal line contact 5 is also correspondingly formed on the third side surface of the ceramic body. The respective signal line contacts 3 and 5 have a corresponding bracket-shaped design as the corresponding signal line contacts 3 and 5 in the first embodiment. The first ground contact 4 is arranged on the second side surface of the ceramic body 2. It has a similar clip-shaped structure as the ground contact 4 in the first exemplary embodiment. Opposite the first ground contact 4, a third ground contact 4 ′ is formed on the fourth side surface of the ceramic body 2. Both ground contacts 4 and 4 'preferably have the same dimensions and are correspondingly designed in a similar manner.
Weiterhin ist auf der zweiten Seitenfläche des keramischen Körpers 2 noch ein zweiter Massekontakt 6 ausgebildet. Auch dieser weist eine klammerförmige Struktur ähnlich des ersten Massekontakts 4 auf. Gegenüber dem zweiten Massekontakt 6 ist ein vierter Massekontakt 6' auf der vierten Seitenfläche des keramischen Körpers 2 angeordnet. Auch der vierte Massekontakt 6' ist wieder entsprechend klammerförmig aufgebaut . Furthermore, a second ground contact 6 is also formed on the second side surface of the ceramic body 2. This also has a clamp-like structure similar to the first ground contact 4. A fourth earth contact 6 ′ is arranged on the fourth side surface of the ceramic body 2 opposite the second earth contact 6. The fourth ground contact 6 'is again constructed in the form of a clamp.
Gemeinsam bilden der erste Massekontakt 4 und der dritte Massekontakt 4' ein erstes Massekontakt-Paar. Entsprechend bilden der zweite Massekontakt 6 und der vierte Massekontakt 6' ein zweites Massekontakt-Paar. Together, the first ground contact 4 and the third ground contact 4 'form a first pair of ground contacts. Correspondingly, the second ground contact 6 and the fourth ground contact 6 'form a second pair of ground contacts.
Bevorzugt sind das erste Massekontakt-Paar und das zweite Massekotakt-Paar so am keramischen Körper 2 angeordnet, dass eine symmetrische Anordnung in Bezug auf die Mitte des keramischen Körpers 2 entsteht. The first pair of ground contacts and the second pair of ground contacts are preferably arranged on the ceramic body 2 in such a way that a symmetrical arrangement with respect to the center of the ceramic body 2 is created.
Figur 11 zeigt schematische Querschnitte durch das achte Ausführungsbeispiel . FIG. 11 shows schematic cross sections through the eighth exemplary embodiment.
Der schematische Querschnitt gemäß Figur 11A verläuft entlang der Linie A - B, wie sie in Figur 10A angedeutet ist. Der schematische Querschnitt gemäß Figur 11B verläuft entlang der Linie C - D, wie sie in Figur 10B angedeutet ist. The schematic cross section according to FIG. 11A runs along the line AB, as indicated in FIG. 10A. The schematic cross section according to FIG. 11B runs along the line C - D, as indicated in FIG. 10B.
Wie in Figur 10A gezeigt, weisen das erste Entladevia 7 und das zweite Entladevia 12 nicht nur einen vertikalen, sondern auch einen horizontalen Versatz auf. As shown in FIG. 10A, the first unloading via 7 and the second unloading via 12 have not only a vertical but also a horizontal offset.
Äquivalent zum ersten Ausführungsbeispiel wird das erste Entladevia 7 zwischen der ersten Entladezone 8 und der zweiten Entladezone 10 als Gas-Entladevia ausgebildet. In an equivalent manner to the first exemplary embodiment, the first discharge via 7 between the first discharge zone 8 and the second discharge zone 10 is designed as a gas discharge via.
Die erste Entladezone 8 ist über die erste Innenelektrode 9 ausschließlich mit dem ersten Signalleitungskontakt 3 verbunden. Die Eigenschaften der ersten Entladezone 8 und der ersten Innenelektrode 9 entsprechen denen wie sie für die erste Entladezone 8 und die erste Innenelektrode 9 entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben werden. The first discharge zone 8 is connected exclusively to the first signal line contact 3 via the first internal electrode 9. The properties of the first discharge zone 8 and the first internal electrode 9 correspond to those as described for the first discharge zone 8 and the first internal electrode 9 in accordance with the first exemplary embodiment.
Figur 11B zeigt im schematischen Querschnitt den Verlauf der zweiten Innenelektrode 11 durch den keramischen Körper 2. FIG. 11B shows the course of the second internal electrode 11 through the ceramic body 2 in a schematic cross section.
Die zweite Innenelektrode 11 ist zwischen dem ersten Massekontakt 4 und dem dritten Massekontakt 4' ausgebildet. Das heißt, der erste Massekontakt 4 und der zweite Massekontakt 4' werden durch die zweite Innenelektrode 11 elektrisch gekoppelt, wodurch sie das zuvor beschriebene erste Massekontakt-Paar bilden. In dem Ausführungsbeispiel 7 bildet die zweite Innenelektrode 11 keine weiteren elektrischen Kontakte zu weiteren Außenkontakten aus. Die zweite Entladezone 10 des ersten Entladevias 7 wird als Teil der zweiten Innenelektrode 11 ausgebildet. The second internal electrode 11 is formed between the first ground contact 4 and the third ground contact 4 '. That is, the first ground contact 4 and the second ground contact 4 'are electrically coupled by the second internal electrode 11, whereby they form the first pair of ground contacts described above. In the exemplary embodiment 7, the second internal electrode 11 does not form any further electrical contacts to further external contacts. The second discharge zone 10 of the first discharge vias 7 is formed as part of the second internal electrode 11.
Das zweite Entladevia 12 ist zwischen der dritten Entladezone 13 und der vierten Entladezone 15 ausgebildet. Auch dieses stellt ein zylinderförmiges Gas-Entladevia dar. The second discharge via 12 is formed between the third discharge zone 13 and the fourth discharge zone 15. This is also a cylindrical gas discharge via.
Die vierte Entladezone 15 wird über die vierte Innenelektrode 16 ausschließlich mit dem zweiten Signalleitungskontakt 5 elektrisch leitend verbunden. Die Ausformung beziehungsweise die Eigenschaften der vierten Entladezone 15 und der vierten Innenelektrode 16 können denen der vierten Entladezone 15 und der vierten Innenelektrode 16 des ersten Ausführungsbeispiels entsprechen . The fourth discharge zone 15 is connected in an electrically conductive manner via the fourth internal electrode 16 exclusively to the second signal line contact 5. The shape or the properties of the fourth discharge zone 15 and the fourth internal electrode 16 can correspond to those of the fourth discharge zone 15 and the fourth internal electrode 16 of the first exemplary embodiment.
Die dritte Innenelektrode 14 ist ähnlich der zweiten Innenelektrode 11 ausgebildet. Sie verbindet die dritte Entladezone 13 mit dem zweiten Massekontakt 6 mit dem vierten Massekontakt 6' und formt so das zweite Massekontakt-Paar.The third internal electrode 14 is designed similarly to the second internal electrode 11. It connects the third discharge zone 13 with the second ground contact 6 to the fourth ground contact 6 'and thus forms the second pair of ground contacts.
Die dritte Innenelektrode 14 bildet auf der Oberseite des zweiten Entladevias 12 die dritte Entladezone 13 aus. The third internal electrode 14 forms the third discharge zone 13 on the upper side of the second discharge vias 12.
Wie oben einleitend beschrieben, kann eine solche Ausführung den Vorteil haben, dass die Masseleitungen in Feedthrough- Bauweise durch das Überspannungsschutzelement 1 geführt werden können. In der Anordnung entsprechend des achten Ausführungsbeispiels können jedoch die Signalleitungskontakte 3 und 5 durch die entsprechenden Entladevias 7 bzw. 12 gegenüber galvanisch unabhängigen Massekontakt-Paaren geschützt werden. Das erste und das zweite Massekontakt-Paar können jeweils mit galvanisch unabhängigen Masseleitungen verbunden werden. Ein Prozess zur Fertigung des Überspannungsschutzelements 1 entsprechend des achten Ausführungsbeispiels kann grundsätzlich äquivalent zum Fertigungsprozess des ersten Ausführungsbeispiels sein. As described above, such a design can have the advantage that the ground lines can be routed through the overvoltage protection element 1 in a feedthrough design. In the arrangement according to the eighth exemplary embodiment, however, the signal line contacts 3 and 5 can be protected from galvanically independent ground contact pairs by the corresponding discharge vias 7 and 12, respectively. The first and the second pair of ground contacts can each be connected to galvanically independent ground lines. A process for manufacturing the overvoltage protection element 1 in accordance with the eighth exemplary embodiment can in principle be equivalent to the manufacturing process in the first exemplary embodiment.
Zum Beispiel kann ein auf Stapeln von Grünfolien basierender Prozess angewandt werden. Dieser kann sich durch folgende Merkmale vom Fertigungsprozess des ersten Ausführungsbeispiels unterschieden: For example, a process based on stacking green sheets can be used. This can differ from the manufacturing process of the first exemplary embodiment by the following features:
So müssen Grünfolien, welche ein Loch zur Ausbildung des zweiten Entladevias 12 aufweisen, das Loch nicht in der Mitte der Grünfolie, sondern versetzt in Richtung der Seite, welche die dritte Seitenfläche des keramischen Körpers 2 bilden wird aufweisen . Green films which have a hole for forming the second discharge vias 12 do not have to have the hole in the center of the green film, but rather offset in the direction of the side which will form the third side surface of the ceramic body 2.
Entsprechend müssen Grünfolien, welche ein Loch zur Ausbildung des ersten Entladevias 7 aufweisen, das Loch nicht in der Mitte der Grünfolie, sondern versetzt in Richtung der Seite, welche die erste Seitenfläche des keramischen Körpers 2 bilden wird aufweisen. Correspondingly, green foils which have a hole for forming the first discharge vias 7 do not have to have the hole in the center of the green foil, but rather offset in the direction of the side which will form the first side surface of the ceramic body 2.
Gegebenenfalls können gleiche Grünfolien mit Loch für das erste Entladevia 7 wie für das zweite Entladevia 12 verwendet werden, wobei die Grünfolien für das erste Entladevia 7 um 180° gegenüber jenen für das zweite Entladevia 12 gedreht werden. If necessary, the same green sheets with holes can be used for the first discharge via 7 as for the second discharge via 12, the green sheets for the first discharge via 7 being rotated by 180 ° with respect to those for the second discharge via 12.
Auch kann jeweils die erste Innenelektrode 9 bzw. die vierte Innenelektrode 16 so ausgebildet sein, dass sie nicht bis zur Mitte des keramischen Körpers 2 reicht, entsprechend der Darstellung in Figur 11A. Die erste Innenelektrode 9 ist mindestens bis zur ersten Entladezone 8 hin ausgebildet, kann aber über diese hinaus in den keramischen Körper 2 ragen, solange sie innerhalb des keramischen Körpers 2 endet. Entsprechend ist die vierte Innenelektrode 16 mindestens bis zur vierten Entladezone 15 hin ausgebildet, kann aber über dieses hinaus in den keramischen Körper 2 ragen, solange sie innerhalb des keramischen Körpers 2 endet. The first internal electrode 9 or the fourth internal electrode 16 can also be designed in such a way that it does not extend as far as the center of the ceramic body 2, corresponding to the illustration in FIG. 11A. The first internal electrode 9 is formed at least up to the first discharge zone 8, but can protrude beyond this into the ceramic body 2 as long as it ends within the ceramic body 2. The fourth internal electrode 16 is correspondingly formed at least up to the fourth discharge zone 15, but can protrude beyond this into the ceramic body 2 as long as it ends within the ceramic body 2.
Auch die im Vergleich zum ersten Ausführungsbeispiel weiteren Massekontakte können entsprechend den anderen Außenkontakten am keramischen Körper 2 angebracht werden. The additional ground contacts compared to the first exemplary embodiment can also be attached to the ceramic body 2 in a manner corresponding to the other external contacts.
Figur 12 zeigt in schematischen Ansichten ein neuntes Ausführungsbeispiel des Überspannungsschutzelements. FIG. 12 shows, in schematic views, a ninth exemplary embodiment of the overvoltage protection element.
Figur 12A zeigt eine Draufsicht auf das entsprechende Überspannungsschutzelement 1. FIG. 12A shows a plan view of the corresponding overvoltage protection element 1.
Figur 12B zeigt eine Seitenansicht der vierten Seitenfläche des Überspannungsschutzelements 1. FIG. 12B shows a side view of the fourth side face of the overvoltage protection element 1.
Figur 12C zeigt eine Ansicht auf die erste Seitenfläche des Überspannungsschutzelements 1. FIG. 12C shows a view of the first side face of the overvoltage protection element 1.
Im neunten Ausführungsbeispiel ist ein erster Massekontakt 4 auf der ersten Seitenfläche des keramischen Körpers 2 angeordnet. Er ist ähnlich wie der erste Signalleitungskontakt 3 im achten Ausführungsbeispiel klammerförmig ausgebildet. In the ninth exemplary embodiment, a first ground contact 4 is arranged on the first side surface of the ceramic body 2. Similar to the first signal line contact 3 in the eighth exemplary embodiment, it is designed in the form of a clamp.
Gegenüber dem ersten Massekontakt 4 ist der zweite Massekontakt 6 auf der dritten Seitenfläche des keramischen Körpers 2 angeordnet. Auch der zweite Massekontakt 6 ist klammertörmig ähnlich dem ersten Massekontakt 4 ausgebildet. Die Dimensionen des ersten Massekontakts 4 und des zweiten Massekontakts 6 müssen nicht identisch sein, sind dies in bevorzugter Weise jedoch. Opposite the first ground contact 4, the second ground contact 6 is on the third side surface of the ceramic Body 2 arranged. The second ground contact 6 is also designed in the form of a clamp, similar to the first ground contact 4. The dimensions of the first ground contact 4 and the second ground contact 6 do not have to be identical, but they are preferably.
Ein erster Signalleitungskontakt 3 ist auf der zweiten Seitenfläche des keramischen Körpers 2 angeordnet. A first signal line contact 3 is arranged on the second side surface of the ceramic body 2.
Gegenüber dem ersten Signalleitungskontakt 3 ist ein dritter Signalleitungskontakt 3' auf der vierten Seitenfläche des keramischen Körpers 2 angeordnet. Gemeinsam bilden der erste Signalleitungskontakt 3 und der der zweite Signalleitungskontakt 3' das erste Signalleitungskontakt- Paar. A third signal line contact 3 ′ is arranged on the fourth side surface of the ceramic body 2 opposite the first signal line contact 3. Together, the first signal line contact 3 and the second signal line contact 3 'form the first signal line contact pair.
Der zweite Signalleitungskontakt 5 ist auf der zweiten Seitenfläche des keramischen Körpers 2 neben dem ersten Signalleitungskontakt 3 angeordnet. The second signal line contact 5 is arranged on the second side surface of the ceramic body 2 next to the first signal line contact 3.
Gegenüber dem zweiten Signalleitungskontakt 5 ist auf der vierten Seitenfläche des keramischen Körpers 2 der vierte Signalleitungskontakt 5' angeordnet. Gemeinsam bilden der zweite Signalleitungskontakt 5 und der vierte Signalleitungs- kontakt 5' das zweite Signalleitungskontakt-Paar. Opposite the second signal line contact 5, the fourth signal line contact 5 'is arranged on the fourth side surface of the ceramic body 2. Together, the second signal line contact 5 and the fourth signal line contact 5 'form the second signal line contact pair.
Bevorzugt sind die jeweiligen Massekontakte 4 und 6 mittig auf den jeweiligen Seitenflächen ausgebildet. The respective ground contacts 4 and 6 are preferably formed centrally on the respective side surfaces.
Bevorzugt sind das erste und das zweite Signalleitungs- kontakt-Paar so am keramischen Körper 2 angeordnet, dass eine symmetrische Anordnung in Bezug auf die Mitte des keramischen Körpers 2 entsteht. Auch der erste Signalleitungskontakt 3, der zweite Signalleitungskontakt 5, der dritte Signalleitungskontakt 3' und der vierte Signalleitungskontakt 5' sind klammerförmig ausgebildet . The first and the second signal line contact pair are preferably arranged on the ceramic body 2 in such a way that a symmetrical arrangement with respect to the center of the ceramic body 2 is created. The first signal line contact 3, the second signal line contact 5, the third signal line contact 3 'and the fourth signal line contact 5' are also designed in the shape of a clamp.
Da der keramische Körper 2 entsprechend des neunten Ausführungsbeispiels quaderförmig ausgebildet ist, kann die Richtungsangabe in Länge, Höhe und Tiefe entsprechend der Definition des ersten Ausführungsbeispiels vorgenommen werden. Since the ceramic body 2 is cuboid according to the ninth exemplary embodiment, the indication of the direction in terms of length, height and depth can be made in accordance with the definition of the first exemplary embodiment.
Folglich ist es bevorzugt, dass der erste Signalleitungs- kontakt 3 und der zweite Signalleitungskontakt 5 jeweils den gleichen Abstand zur Mitte der zweiten Seitenfläche des keramischen Körpers 2 aufweisen. Entsprechend gilt dies für die gegenüberliegenden Signalleitungskontakte 3' und 5' in Bezug auf die vierte Seitenfläche des keramischen Körpers. Consequently, it is preferred that the first signal line contact 3 and the second signal line contact 5 each have the same distance from the center of the second side surface of the ceramic body 2. This applies accordingly to the opposite signal line contacts 3 'and 5' in relation to the fourth side surface of the ceramic body.
Figur 13 zeigt schematische Querschnitte des neunten Ausführungsbeispiels des Überspannungsschutzelements. FIG. 13 shows schematic cross sections of the ninth exemplary embodiment of the overvoltage protection element.
Figur 13A zeigt einen schematischen Querschnitt entlang der in Figur 12B angedeuteten Schnittebene E - F. Der Querschnitt ist somit parallel zur Oberseite des keramischen Körpers 2. FIG. 13A shows a schematic cross section along the sectional plane E - F indicated in FIG. 12B. The cross section is thus parallel to the upper side of the ceramic body 2.
Figur 13B zeigt einen schematischen Querschnitt entlang der in Figur 12A angedeuteten Schnittebene A - B. Der Querschnitt ist somit parallel zur vierten Seitenfläche des keramischen Körpers 2. Figur 13A zeigt den Verlauf der ersten Innenelektrode 9 durch den keramischen Körper 2. Die erste Innenelektrode 9 ver- bindet die erste Entladezone 8 mit dem ersten Signalleitungs- kontakt 3 und mit dem dritten Signalleitungskontakt 3'. Dadurch wird das erste Signalleitungskontakt-Paar gebildet. FIG. 13B shows a schematic cross section along the sectional plane AB indicated in FIG. 12A. The cross section is thus parallel to the fourth side face of the ceramic body 2. FIG. 13A shows the course of the first internal electrode 9 through the ceramic body 2. The first internal electrode 9 connects the first discharge zone 8 to the first signal line contact 3 and to the third signal line contact 3 '. This forms the first pair of signal line contacts.
Das heißt, es wird eine Feedthrough-Anordnung ausgebildet. That is, a feedthrough arrangement is formed.
So kann zum Beispiel eine erste Hochfrequenzdatenleitung an den ersten Signalleitungskontakt 3 herangeführt werden, über die erste Innenelektrode 9 durch den keramischen Körper hindurch geführt werden und über den dritten Signalleitungs- kontakt 3' aus dem Überspannungsschutzelement zurück auf eine externe Leitung geführt werden. For example, a first high-frequency data line can be routed to the first signal line contact 3, passed through the ceramic body via the first internal electrode 9, and routed from the overvoltage protection element back to an external line via the third signal line contact 3 '.
Die erste Innenelektrode 9 verbindet also die beiden Kontakte des ersten Signalleitungskontaktpaars mit der ersten Entladezone 8 des ersten Entladevias 7, wodurch z.B. eine erste Hochfrequenzdatenleitung geschützt werden kann. The first internal electrode 9 thus connects the two contacts of the first signal line contact pair with the first discharge zone 8 of the first discharge vias 7, whereby, for example, a first high-frequency data line can be protected.
Die erste Entladezone 8 kann äquivalent zur ersten Entladezone 8 entsprechend des ersten Ausführungsbeispiels eines Überspannungsschutzelements ausgeführt sein. The first discharge zone 8 can be designed to be equivalent to the first discharge zone 8 in accordance with the first exemplary embodiment of an overvoltage protection element.
Wie in Figur 13B gezeigt verbindet die zweite Innenelektrode 11 die zweite Entladezone 10 des ersten Entladevias 7 ausschließlich mit dem ersten Massekontakt 4. Von den Signalleitungskontakten 3, und 5 sind noch die über Ober- und Unterseite des keramischen Körpers überstehenden klammerförmigen Bereiche dargestellt. As shown in FIG. 13B, the second internal electrode 11 connects the second discharge zone 10 of the first discharge vias 7 exclusively to the first ground contact 4. Of the signal line contacts 3 and 5, the clip-shaped areas protruding over the top and bottom of the ceramic body are also shown.
Entsprechend den vorangegangenen Ausführungen sind alle Innenelektroden des neunten Ausführungsbeispiels streifenförmig aufgebaut und verlaufen jeweils parallel zur Ebene die durch die Oberseite des keramischen Körpers 2 definiert wird. According to the preceding explanations, all internal electrodes of the ninth exemplary embodiment are constructed in the form of strips and each run parallel to the The plane that is defined by the top of the ceramic body 2.
Erste Innenelektrode 9 und zweite Innenelektrode 11, welche am ersten Entladevia 7 angeordnet sind, sind senkrecht zueinander orientiert. The first internal electrode 9 and the second internal electrode 11, which are arranged on the first discharge via 7, are oriented perpendicular to one another.
Das zweite Entladevia 12 ist ähnlich dem ersten Entladevia 7 aufgebaut. Entsprechend sind auch die am zweiten Entladevia 12 angeordneten Entladezonen und die damit verbundenen Innenelektroden ähnlich denen am ersten Entladevia 7 angeordneten aufgebaut. The second unloading via 12 is constructed similarly to the first unloading via 7. Correspondingly, the discharge zones arranged on the second discharge via 12 and the internal electrodes connected to them are constructed similarly to those arranged on the first discharge via 7.
Die dritte Innenelektrode 14 verbindet die dritte Entladezone 13, welche an der Oberseite des zweiten Entladevias angeordnet ist ausschließlich mit dem zweiten Massekontakt 6. The third inner electrode 14 connects the third discharge zone 13, which is arranged on the upper side of the second discharge vias, exclusively to the second ground contact 6.
Die vierte Entladezone 15, welche an der Unterseite des zweiten Entladevias 12 angeordnet ist, ist über die vierte Innenelektrode 16 sowohl mit dem zweiten Signalleitungs- kontakt 5 als auch dem vierten Signalleitungskontakt 5' verbunden. Das heißt, die vierte Innenelektrode 16 verbindet in Feedthrough-Bauweise den zweiten Signalleitungskontakt 5 mit dem vierten Signalleitungskontakt 5'. So bildet sie das zweite Signalleitungskontakt-Paar aus. The fourth discharge zone 15, which is arranged on the underside of the second discharge vias 12, is connected via the fourth internal electrode 16 to both the second signal line contact 5 and the fourth signal line contact 5 ′. That is to say, the fourth internal electrode 16 connects the second signal line contact 5 to the fourth signal line contact 5 'in a feedthrough design. It forms the second pair of signal line contacts.
Über das zweite Signalleitungskontakt-Paar und die vierte Innenelektrode 16 kann zum Beispiel eine zweite Hochfrequenzdatenleitung durch den keramischen Körper 2 geführt werden. Entsprechend den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen sind auch die Entladevias im achten Ausführungsbeispiel zylinderförmig ausgebildete Gas-Entladevias. For example, a second high-frequency data line can be routed through the ceramic body 2 via the second pair of signal line contacts and the fourth internal electrode 16. Corresponding to the exemplary embodiments described above, the discharge vias in the eighth exemplary embodiment are also cylinder-shaped gas discharge vias.
Wie einleitend schon beschrieben kann ein erfindungsgemäßes Überspannungsschutzelement 1 auch in Feedthrough-Bauweise wie zum Beispiel entsprechend des neunten Ausführungsbeispiels ausgebildet werden. As already described in the introduction, an overvoltage protection element 1 according to the invention can also be designed in a feedthrough design, for example in accordance with the ninth exemplary embodiment.
Die Feedthrough-Bauweise kann eine Platzersparnis beim Einbau in eine elektronische Schaltung ermöglichen. The feedthrough design can save space when installing it in an electronic circuit.
Durch den sowohl horizontalen als auch vertikalen Versatz der ersten Innenelektrode 9 und der vierten Innenelektrode 16 kann die Entkopplung der Signale verbessert werden im Vergleich zum einleitend beschriebenen Stand der Technik. Due to the horizontal as well as vertical offset of the first inner electrode 9 and the fourth inner electrode 16, the decoupling of the signals can be improved compared to the prior art described in the introduction.
Ein Herstellungsverfahren für das neunet Ausführungsbeispiel kann im Wesentlichen dem Herstellungsverfahren entsprechen wie es für das erste oder die weiteren Ausführungsbeispiele beschrieben ist. A manufacturing method for the ninth exemplary embodiment can essentially correspond to the manufacturing method as described for the first or the further exemplary embodiments.
Zum Beispiel kann ein auf Stapeln von Grünfolien basierender Prozess angewandt werden. Dieser kann sich durch folgende Merkmale vom Fertigungsprozess des ersten Ausführungsbei- spiels unterschieden: For example, a process based on stacking green sheets can be used. This can differ from the manufacturing process of the first exemplary embodiment by the following features:
So müssen Grünfolien, welche ein Loch zur Ausbildung des zweiten Entladevias 12 aufweisen, das Loch nicht in der Mitte der Grünfolie, sondern versetzt in Richtung der Seite, welche die dritte Seitenfläche des keramischen Körpers 2 bilden wird aufweisen . Entsprechend müssen Grünfolien, welche ein Loch zur Ausbildung des ersten Entladevias 7 aufweisen, das Loch nicht in der Mitte der Grünfolie, sondern versetzt in Richtung der Seite, welche die erste Seitenfläche des keramischen Körpers 2 bilden wird aufweisen. For example, green sheets which have a hole for forming the second discharge vias 12 do not have to have the hole in the center of the green sheet, but rather offset in the direction of the side which will form the third side surface of the ceramic body 2. Accordingly, green sheets which have a hole for forming the first discharge vias 7 do not have to have the hole in the center of the green sheet, but rather offset in the direction of the side which will form the first side surface of the ceramic body 2.
Gegebenenfalls können gleiche Grünfolien mit Loch für das Ausbilden des ersten Entaldevias 7 und des zweite Entladevia 12 verwendet werden, wobei die Grünfolien für das erste Entaldevia 7 um 180° gedreht zu jenen für das zweite Entladevia 12 verwendet werden. If necessary, the same green sheets with holes can be used for the formation of the first Entaldevia 7 and the second Entaldevia 12, the green sheets for the first Entaldevia 7 being used rotated by 180 ° to those for the second Entaldevia 12.
Auch kann jeweils die zweite Innenelektrode 11 bzw. die dritte Innenelektrode 14 nicht bis zur Mitte des keramischen Körpers 2 ausgebildet sein, entsprechend der Darstellung in Figur 13B. The second internal electrode 11 or the third internal electrode 14 cannot be formed up to the center of the ceramic body 2, in accordance with the illustration in FIG. 13B.
Die zweite Innenelektrode 11 ist mindestens bis zur zweiten Entladezone 10 hin ausgebildet, kann aber über diese hinaus in den keramischen Körper 2 ragen, solange sie innerhalb des keramischen Körpers 2 endet. Entsprechend ist die dritte Innenelektrode 14 mindestens bis zur dritten Entladezone 13 hin ausgebildet, kann aber über dieses hinaus in den keramischen Körper 2 ragen, solange sie innerhalb des keramischen Körpers 2 endet. The second internal electrode 11 is formed at least up to the second discharge zone 10, but can protrude beyond this into the ceramic body 2 as long as it ends within the ceramic body 2. Correspondingly, the third internal electrode 14 is formed at least up to the third discharge zone 13, but can protrude beyond this into the ceramic body 2 as long as it ends within the ceramic body 2.
Weiterhin müssen die erste Innenelektrode 9 und die vierte Innenelektrode 16 auf den jeweiligen Grünfolien so ausgebildet sein, dass sie sich von der Seite des Grünfolienstapels, welcher die zweite Seitenfläche des keramischen Körpers bilden wird bis zur Seite des Grünfolienstapels, welcher die vierte Seitenfläche des keramischen Körpers bilden wird erstrecken. Auch die im Vergleich zum ersten Ausführungsbeispiel weiteren Signalleitungskontakte können entsprechend den anderen Außenkontakten am keramischen Körper 2 angebracht werden. Furthermore, the first internal electrode 9 and the fourth internal electrode 16 must be formed on the respective green sheets so that they extend from the side of the green sheet stack, which will form the second side surface of the ceramic body, to the side of the green sheet stack, which is the fourth side surface of the ceramic body form will extend. The signal line contacts which are further compared to the first exemplary embodiment can also be attached to the ceramic body 2 in a manner corresponding to the other external contacts.
Figur 14 zeigt in schematischen Querschnitten ein zehntes Ausführungsbeispiel eines Überspannungsschutzelements 1. FIG. 14 shows a tenth exemplary embodiment of an overvoltage protection element 1 in schematic cross sections.
Das zehnte Ausführungsbeispiel des Überspannungsschutz- elements 1 entspricht weitestgehend dem neunten Ausführungs- beispiel eines Überspannungsschutzelements 1. Zusätzlich zu den in Figur 13 gezeigten und im Zusammenhang mit Figur 13 beschriebenen Komponenten des neunten Ausführungsbeispiels weist das zehnte Ausführungsbeispiel einen Entkopplungs- hohlraum 21 auf. The tenth exemplary embodiment of the overvoltage protection element 1 largely corresponds to the ninth exemplary embodiment of an overvoltage protection element 1. In addition to the components of the ninth exemplary embodiment shown in FIG. 13 and described in connection with FIG. 13, the tenth exemplary embodiment has a decoupling cavity 21.
Figur 14A zeigt einen schematischen Querschnitt entsprechend des schematischen Querschnitts, welcher in Figur 13B gezeigt wurde. FIG. 14A shows a schematic cross section corresponding to the schematic cross section which was shown in FIG. 13B.
Der Entkopplungshohlraum 21 ist bevorzugt symmetrisch im Zentrum des quaderförmigen keramischen Körpers ausgebildet. The decoupling cavity 21 is preferably formed symmetrically in the center of the cuboid ceramic body.
Im zehnten Ausführungsbeispiel ist der Entkopplungshohlraum 21 selbst quaderförmig. Er befindet sich auf horizontaler Ebene mittig zwischen dem ersten Entladevia 7 und dem zweiten Entladevia 12. In the tenth embodiment, the decoupling cavity 21 itself is cuboid. It is located on the horizontal plane in the middle between the first unloading via 7 and the second unloading via 12.
Die Ausdehnung des Entkopplungshohlraums 21 in Richtung der Länge des keramischen Körpers 2 entspricht bevorzugt höchstens dem horizontalen Abstand zwischen den am ersten Entladevia 7 angeordneten Innenelektroden zu den am zweiten Entladevia 12 angeordneten Innenelektroden. Wie in Figur 14A angedeutet kann die Ausdehnung des Entkopplungshohlraums 21 in Längsrichtung des keramischen Körpers 2 jedoch auch deutlich kleiner ausfallen als der zuvor beschriebene Abstand. The expansion of the decoupling cavity 21 in the direction of the length of the ceramic body 2 preferably corresponds at most to the horizontal distance between the internal electrodes arranged on the first discharge via 7 and the internal electrodes arranged on the second discharge via 12. As indicated in FIG. 14A, however, the extent of the decoupling cavity 21 in the longitudinal direction of the ceramic body 2 can also be significantly smaller than the distance described above.
Um die Effizienz der Entkopplungswirkung des Entkopplungs- hohlraums 21 zu verbessern sollte die Höhe des Entkopplungs- hohlraums 21 mindestens dem vertikalen Abstand der ersten Entladezone 8 zur vierten Entladezone 15 entsprechen. Wie in den Figuren 14A und B angedeutet kann die Höhe des Entkopplungshohlraums 21 aber auch größer als dieser Abstand sein. In order to improve the efficiency of the decoupling effect of the decoupling cavity 21, the height of the decoupling cavity 21 should at least correspond to the vertical distance between the first discharge zone 8 and the fourth discharge zone 15. As indicated in FIGS. 14A and B, the height of the decoupling cavity 21 can, however, also be greater than this distance.
Bevorzugt werden die Dimensionen des Entkopplungshohlraums 21 so gewählt, dass in Projektionen der ersten Innenelektrode 9, des ersten Entladevias 7, der vierten Innenelektrode 16 und des zweiten Entladevias 12 auf die erste Seitenfläche und Projektion des Entkopplungshohlraums 21 auf die erste Seitenfläche die gebildeten Projektionsflächen der Entladevias und der genannten Innenelektroden möglichst innerhalb der Projektionsfläche des Entkopplungshohlraums 21 liegen. The dimensions of the decoupling cavity 21 are preferably chosen so that in projections of the first inner electrode 9, the first discharge vias 7, the fourth inner electrode 16 and the second discharge vias 12 on the first side surface and the projection of the decoupling cavity 21 on the first side surface, the projection surfaces of the discharge vias formed and said internal electrodes are as far as possible within the projection surface of the decoupling cavity 21.
Grundsätzlich ist es möglich, dass der Entkopplungshohlraum 21 den keramischen Körper in Richtung der Tiefe des keramischen Körpers 2 vollständig durchdringt. Das bedeutet, dass der Entkopplungshohlraum 21 an der zweiten Seitenfläche und an der vierten Seitenfläche offen zur Atmosphäre ausgebildet sein kann (nicht dargestellt). In principle, it is possible for the decoupling cavity 21 to completely penetrate the ceramic body in the direction of the depth of the ceramic body 2. This means that the decoupling cavity 21 can be designed to be open to the atmosphere on the second side surface and on the fourth side surface (not shown).
Bevorzugt wird jedoch, wie in Figur 14B dargestellt, aus Gründen der Stabilität des Überspannungsschutzelements 1 der Entkopplungshohlraum 21 ausschließlich vollständig innerhalb des keramischen Körpers 2 ausgebildet, das bedeutet, dass der Entkopplungshohlraum 21 zu allen Seiten vom keramischen Material des keramischen Körpers 2 begrenzt wird. However, as shown in FIG. 14B, for reasons of the stability of the overvoltage protection element 1, the The decoupling cavity 21 is formed entirely within the ceramic body 2, which means that the decoupling cavity 21 is delimited on all sides by the ceramic material of the ceramic body 2.
Grundsätzlich ist der Entkopplungshohlraum 21 mit einem Füllgas befüllt. Im Falle eines zu einer oder mehreren Seiten offenen Entkopplungshohlraums 21 ist das Füllgas Luft. Im Falle eines geschlossenen Entkopplungshohlraums 21 entspricht das Füllgas bevorzugt dem Füllgas der Gas-Entladevias. Basically, the decoupling cavity 21 is filled with a filling gas. In the case of a decoupling cavity 21 open to one or more sides, the filling gas is air. In the case of a closed decoupling cavity 21, the filling gas preferably corresponds to the filling gas of the gas discharge vias.
Ein Herstellungsprozess des zehnten Ausführungsbeispiels kann im Wesentlichen identisch zum Herstellungsprozess des neunten Ausführungsbeispiels sein. A manufacturing process of the tenth exemplary embodiment can be essentially identical to the manufacturing process of the ninth exemplary embodiment.
Jedoch müssen einige Grünfolien, welche den Grünfolienstapel bilden eine weitere Aussparung in der Mitte zur Bildung des Entkopplungshohlraums 21 aufweisen. Die Aussparung kann ähnlich eingebracht werden wie die Löcher für die Entladevias . However, some green sheets which form the green sheet stack must have a further cutout in the middle to form the decoupling cavity 21. The recess can be made in a similar way to the holes for the discharge vias.
So können zum Beispiel eine oder mehrere Grünfolien ohne Aussparung aufeinander gestapelt werden. Auf diese können eine oder mehreren Grünfolien gestapelt werden, welche eine Aussparung zur Ausbildung des Entkopplungshohlraums 21 beinhalten. Für das zweite Entladevia 12 können auf dem so gebildeten Stapel eine oder mehrere Grünfolien, welche sowohl eine Aussparung für den Entkopplungshohlraum 21 enthalten als auch Löcher für das zweite Entladevia 12 enthalten, gestapelt werden. Auf den entsprechend gebildeten Stapel können weitere Grünfolien (eine oder mehrere) gestapelt werden, welche weitere Aussparungen für den Entkopplungshohlraum 21 enthalten. Weitere Grünfolien, welche sowohl eine Aussparung für den Entkopplungshohlraum 21 als auch Löcher für das erste Entladevia 7 enthalten, können auf den so gebildeten Stapel aufgestapelt werden. Abschließend werden auf den so gebildeten Stapel eine oder mehrere durchgängige Grünfolien aufgestapelt . Das Einbringen der Elektroden kann entsprechend dem zuvor beschriebenen Verfahren in Bezug auf das neunte Ausführungsbeispiel, beziehungsweise das erste Ausführungsbeispiel erfolgen. For example, one or more green sheets can be stacked on top of one another without a gap. One or more green sheets, which contain a cutout for forming the decoupling cavity 21, can be stacked on this. For the second unloading via 12, one or more green sheets, which contain both a cutout for the decoupling cavity 21 and also contain holes for the second unloading via 12, can be stacked on the stack formed in this way. Further green sheets (one or more), which contain further cutouts for the decoupling cavity 21, can be stacked on the correspondingly formed stack. More green sheets, which both have a recess for the decoupling cavity 21 as well as holes for the first unloading via 7 can be stacked on the stack thus formed. Finally, one or more continuous green sheets are stacked on the stack formed in this way. The electrodes can be introduced in accordance with the method described above in relation to the ninth exemplary embodiment or the first exemplary embodiment.
Auch das Loch in Grünfolien zur Ausbildung des Entkopplungshohlraums 21 kann mit einem organischen Füllmaterial gefüllt sein, um die Stabilität zu während des Prozesses zu verbessern. The hole in green sheets for forming the decoupling cavity 21 can also be filled with an organic filler material in order to improve the stability during the process.
Figur 15 zeigt in einem schematischen Querschnitt ein elftes Ausführungsbeispiel eines Überspannungsschutzelements 1. FIG. 15 shows an eleventh exemplary embodiment of an overvoltage protection element 1 in a schematic cross section.
Der in Figur 15 gezeigte Querschnitt ist äquivalent zum in Figur 14B gezeigten Querschnitt. The cross section shown in Figure 15 is equivalent to the cross section shown in Figure 14B.
Das elfte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem zehnten Ausführungsbeispiel. Der einzige Unterschied besteht in der Form des Entkopplungshohlraums 21. The eleventh exemplary embodiment corresponds essentially to the tenth exemplary embodiment. The only difference is the shape of the decoupling cavity 21.
Anders als in Figur 14B für das zehnte Ausführungsbeispiel dargestellt ist, kann der Entkopplungshohlraum 21 im elften Ausführungsbeispiel eine nicht-quaderartige Form aufweisen. Zum Beispiel kann die von der Quaderform abweichende Form abgerundete Ecken oder abgeschrägte Ecken aufweisen. In contrast to what is shown in FIG. 14B for the tenth exemplary embodiment, the decoupling cavity 21 in the eleventh exemplary embodiment can have a non-cuboid shape. For example, the shape deviating from the cuboid shape can have rounded corners or beveled corners.
Eine solche Ausführung kann die Stabilität des keramischen Körpers 2 beziehungsweise des Überspannungsschutzelements 1 erhöhen, da die Dicke des keramischen Materials beziehungsweise des keramischen Körpers 2 im Bereich der Ecken auf der Höhe des Entkopplungshohlraums 21 größer ist. Such an embodiment can increase the stability of the ceramic body 2 or of the overvoltage protection element 1, since the thickness of the ceramic material or of the ceramic body 2 in the area of the corners at the level of the decoupling cavity 21 is larger.
Ein Verfahren zur Herstellung des elften Ausführungsbeispiels kann entsprechend dem Verfahren wie es in Bezug auf das zehnte Ausführungsbeispiel beschrieben wurde erfolgen. A method for producing the eleventh exemplary embodiment can be carried out in accordance with the method as described with reference to the tenth exemplary embodiment.
Die Größen der Aussparungen in den zu stapelnden Grünfolien, welche den keramischen Körper mit dem Entkopplungshohlraum 21 bilden, muss entsprechend der gewünschten Form angepasst werden. The sizes of the recesses in the green sheets to be stacked, which form the ceramic body with the decoupling cavity 21, must be adapted in accordance with the desired shape.
Figur 16 zeigt ein zwölftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Figure 16 shows a twelfth embodiment of the present invention.
Figur 16A zeigt eine schematische Draufsicht auf die Oberseite des keramischen Körpers 2 und Figur 16B zeigt eine schematische Seitenansicht auf die vierte Seitenfläche des keramischen Körpers 2. FIG. 16A shows a schematic plan view of the upper side of the ceramic body 2 and FIG. 16B shows a schematic side view of the fourth side surface of the ceramic body 2.
Das zwölfte Ausführungsbeispiel kann als Erweiterung des Prinzips entsprechend des neunten Ausführungsbeispiels auf eine Vielzahl von Signalleitungskontakten bzw. Signalleitungskontakt-Paaren verstanden werden. The twelfth exemplary embodiment can be understood as an extension of the principle corresponding to the ninth exemplary embodiment to a multiplicity of signal line contacts or signal line contact pairs.
So weist das zwölfte Ausführungsbeispiel einen ersten Massekontakt 4 und einen zweiten Massekontakt 6 äquivalent zum neunten Ausführungsbeispiel auf. The twelfth exemplary embodiment thus has a first ground contact 4 and a second ground contact 6 equivalent to the ninth exemplary embodiment.
Auch ähnlich dem neunten Ausführungsbeispiels weist das zwölfte Ausführungsbeispiel ein erstes Signalleitungskontakt- Paar, gebildet aus dem ersten Signalleitungskontakt 3 und dem dritten Signalleitungskontakt 3' und ein zweites Signalleitungskontakt-Paar, gebildet aus dem zweiten Signalleitungskontakt 5 und dem vierten Signalleitungskontakt 5' auf. Similar to the ninth exemplary embodiment, the twelfth exemplary embodiment also has a first signal line contact pair, formed from the first signal line contact 3 and the third signal line contact 3 ′ and a second Signal line contact pair, formed from the second signal line contact 5 and the fourth signal line contact 5 '.
Zusätzlich sind zwischen dem ersten Signalleitungskontakt- Paar und dem zweiten Signalleitungskontakt-Paar noch ein drittes Signalleitungskontakt-Paar und ein viertes Signalleitungskontakt-Paar angeordnet. In addition, a third signal line contact pair and a fourth signal line contact pair are arranged between the first signal line contact pair and the second signal line contact pair.
Das dritte Signalleitungskontakt-Paar ist benachbart zum ersten Signalleitungskontakt-Paar angeordnet und wird aus einem fünften Signalleitungskontakt 22 und dem siebten Signalleitungskontakt 22' gebildet. The third pair of signal line contacts is arranged adjacent to the first pair of signal line contacts and is formed from a fifth signal line contact 22 and the seventh signal line contact 22 ′.
Das vierte Signalleitungskontakt-Paar ist benachbart zum zweiten Signalleitungskontakt-Paar angeordnet und wird aus einem sechsten Signalleitungskontakt 23 und einem achten Signalleitungskontakt 23' gebildet. The fourth pair of signal line contacts is arranged adjacent to the second pair of signal line contacts and is formed from a sixth signal line contact 23 and an eighth signal line contact 23 ′.
Alle Signalleitungskontakte sind ähnlich, z.B. entsprechend den Signalleitungskontakten des neunten Ausführungsbeispiels ausgebildet . All signal line contacts are similar, for example designed in accordance with the signal line contacts of the ninth embodiment.
An jedem der vier Signalleitungskontakt-Paare kann äquivalent zur Beschreibung des neunten Ausführungsbeispiels jeweils ein Signal anliegen, bzw. eine Signalleitung angeschlossen werden. Equivalent to the description of the ninth exemplary embodiment, a signal can be applied to each of the four signal line contact pairs or a signal line can be connected.
Bevorzugt weisen die vier Signalleitungskontakt-Paare eine gleichmäßige Anordnung in Richtung der Länge des keramischen Körpers 2 auf. Figur 16C zeigt einen schematischen Querschnitt des zwölften Ausführungsbeispiels entlang der in Figur 16A angedeuteten Linie A-B The four signal line contact pairs preferably have a uniform arrangement in the direction of the length of the ceramic body 2. FIG. 16C shows a schematic cross section of the twelfth exemplary embodiment along the line AB indicated in FIG. 16A
Äquivalent zum neunten Ausführungsbeispiel kann eine erste Signalleitung, welche über das erste Signalleitungskontakt- Paar geführt wird gegenüber dem ersten Massekontakt 4 über das erste Entladevia 7 gegen Überspannungen geschützt werden. Equivalent to the ninth exemplary embodiment, a first signal line, which is routed via the first pair of signal line contacts, can be protected against overvoltages with respect to the first ground contact 4 via the first discharge via 7.
Entsprechend kann auch eine zweite Signalleitung, welche über das zweite Signalleitungskontakt-Paar geführt wird, gegenüber dem zweiten Massekontakt 6 über das zweite Entladevia 12 gegen Überspannungen geschützt werden, in Äquivalenz zum neunten Ausführungsbeispiel. Correspondingly, a second signal line, which is routed via the second signal line contact pair, can also be protected against overvoltages with respect to the second ground contact 6 via the second discharge via 12, in equivalence to the ninth exemplary embodiment.
Eine dritte Signalleitung, welche am drittenA third signal line, which on the third
Signalleitungskontakt-Paar angeschlossen ist, wird über das dritte Entladevia 12' gegenüber dem zweiten Massekontakt 6 gegen Überspannungen geschützt. Signal line contact pair is connected, is protected against overvoltages via the third discharge via 12 'with respect to the second ground contact 6.
Das dritte Entladevia 12' ist äquivalent zum zweiten Entladevia 12 ausgebildet und ähnlich kontaktiert. So ist das dritte Entladevia 12' horizontal versetzt und unterhalb des ersten Entladevias 7 angeordnet. The third unload via 12 'is designed to be equivalent to the second unload via 12 and is similarly contacted. The third unloading via 12 ′ is horizontally offset and arranged below the first unloading via 7.
An der Oberseite des dritten Entladevias 12' ist die fünfte Entladezone 13' angeordnet und über die sechste Innenelektrode 14' ausschließlich mit dem zweiten Massekontakt 6 verbunden. The fifth discharge zone 13 ′ is arranged on the upper side of the third discharge vias 12 ′ and is connected exclusively to the second ground contact 6 via the sixth internal electrode 14 ′.
An der Unterseite des dritten Entladevias 12' ist die sechste Entladezone 15' angeordnet und über die siebte Innenelektrode 16' sowohl mit dem fünften Signalleitungskontakt 22 und dem siebten Signalleitungskontakt 22' verbunden. The sixth discharge zone 15 'is arranged on the underside of the third discharge vias 12' and over the seventh internal electrode 16 'connected to both the fifth signal line contact 22 and the seventh signal line contact 22'.
Somit haben die erste Innenelektrode 9 des ersten Signalleitungskontakt-Paares und die in Längsrichtung des keramischen Körpers benachbarte siebte Innenelektrode 16' des dritten Signalleitungskontakt-Paares den maximal möglichen relativen Abstand zueinander. Dies reduziert die Kopplung zwischen benachbarten Signalleitungen, die durch das Bauteil geführt werden. Thus, the first internal electrode 9 of the first pair of signal line contacts and the seventh internal electrode 16 'of the third pair of signal line contacts, which is adjacent in the longitudinal direction of the ceramic body, have the maximum possible relative distance from one another. This reduces the coupling between adjacent signal lines that are routed through the component.
Zudem sind die zweite Innenelektrode 11 und die siebte Innenelektrode 14' einander zugewandt, was hilft die Signale auf der ersten Innenelektrode 9 und siebten Innenelektrode 16' zu entkoppeln. In addition, the second internal electrode 11 and the seventh internal electrode 14 'face one another, which helps to decouple the signals on the first internal electrode 9 and seventh internal electrode 16'.
Zudem sind die zweite Innenelektrode 11 und die siebte Innenelektrode 14' über galvanisch unabhängige Masseleitungen kontaktierbar . In addition, the second inner electrode 11 and the seventh inner electrode 14 'can be contacted via galvanically independent ground lines.
Somit ist der lokale Aufbau, die lokale Anordnung, bzw. die lokale Kontaktierung der benachbarten Entladevias 7 und 12' des vorliegenden Ausführungsbeispiels ähnlich dem Aufbau, der Anordnung, bzw. der Kontaktierung der Entladevias 7 und 12 im neunten Ausführungsbeispiel. The local structure, the local arrangement or the local contacting of the adjacent discharge vias 7 and 12 'of the present exemplary embodiment is thus similar to the structure, the arrangement or the contacting of the discharge vias 7 and 12 in the ninth exemplary embodiment.
Ähnliches gilt für den Überspannungsschutz des zweiten Signalleitungskontakt-Paares und des dazu benachbarten vierten Signalleitungskontakt-Paares. The same applies to the overvoltage protection of the second signal line contact pair and the fourth signal line contact pair adjacent thereto.
Eine vierte Signalleitung, welche am viertenA fourth signal line, which on the fourth
Signalleitungskontakt-Paar angeschlossen ist, wird über das vierte Entladevia 7' gegenüber dem ersten Massekontakt 4 gegen Überspannungen geschützt. Signal line contact pair is connected via the fourth Entladevia 7 'with respect to the first ground contact 4 protected against overvoltages.
Das vierte Entladevia 7' ist äquivalent zum ersten Entladevia 7 ausgebildet und ähnlich kontaktiert. So ist das vierte Entladevia 7' versetzt und oberhalb des zweiten Entladevias 12 angeordnet. The fourth unloading via 7 'is designed to be equivalent to the first unloading via 7 and is similarly contacted. The fourth discharge via 7 ′ is offset and arranged above the second discharge via 12.
An der Oberseite des vierten Entladevias 7' ist die siebte Entladezone 8' angeordnet und über die achte Innenelektrode 9' sowohl mit dem sechsten Signalleitungskontakt 23 und dem achten Signalleitungskontakt 23' verbunden. The seventh discharge zone 8 'is arranged on the upper side of the fourth discharge vias 7' and is connected to both the sixth signal line contact 23 and the eighth signal line contact 23 'via the eighth internal electrode 9'.
An der Unterseite des vierten Entladevias 7' ist die achte Entladezone 10' angeordnet und über die neunte Innenelektrode 11' ausschließlich mit dem ersten Massekontakt 4 verbunden. The eighth discharge zone 10 'is arranged on the underside of the fourth discharge vias 7' and is connected exclusively to the first ground contact 4 via the ninth internal electrode 11 '.
Somit haben die achte Innenelektrode 9' des vierten Signalleitungskontakt-Paares und die in Längsrichtung des keramischen Körpers benachbarte vierte Innenelektrode 16 des zweiten Signalleitungskontakt-Paares den maximal möglichen relativen Abstand zueinander. Dies reduziert die Kopplung zwischen benachbarten Signalleitungen, die durch das Bauteil geführt werden. The eighth internal electrode 9 ′ of the fourth signal line contact pair and the fourth internal electrode 16 of the second signal line contact pair, which is adjacent in the longitudinal direction of the ceramic body, thus have the maximum possible relative distance from one another. This reduces the coupling between adjacent signal lines that are routed through the component.
Zudem sind die neunte Innenelektrode 11' und die dritte Innenelektrode 14' einander zugewandt, was hilft die Signale auf der achten Innenelektrode 9' und der vierten Innenelektrode 16 zu entkoppeln. In addition, the ninth internal electrode 11 ′ and the third internal electrode 14 ′ face one another, which helps to decouple the signals on the eighth internal electrode 9 ′ and the fourth internal electrode 16.
Zudem sind die zweite Innenelektrode 11 und die siebte Innenelektrode 14' über galvanisch unabhängige Masseleitungen kontaktierbar . Wie in Figur 16C dargestellt ist die vertikale Anordnung (Richtung von Oberseite zur Unterseite des keramischen Körpers 2) der Entladevias wie folgt: - viertes Entladevia 7' ist oberhalb des In addition, the second inner electrode 11 and the seventh inner electrode 14 'can be contacted via galvanically independent ground lines. As shown in FIG. 16C, the vertical arrangement (direction from the top to the bottom of the ceramic body 2) of the discharge vias is as follows: the fourth discharge via 7 'is above the
- ersten Entladevias 7 , welches ist oberhalb des zweiten Entladevias 12, welches ist oberhalb des - First discharge vias 7, which is above the second discharge vias 12, which is above the
- dritten Entladevias 12'. Durch diese Anordnung ist auch der Abstand der achten- third unloading vias 12 '. This arrangement also makes the distance between the eighth
Innenelektrode 9' des vierten Signalleitungskontakt-Paares und der siebten Innenelektrode 16' des dritten Signalleitungs-kontakt-Paares möglichst groß, da sich die durch diese Elektroden gebildeten Entladezonen auf voneinander abgewandten Seiten der jeweiligen Entladevias befinden . Inner electrode 9 'of the fourth signal line contact pair and the seventh inner electrode 16' of the third signal line contact pair as large as possible, since the discharge zones formed by these electrodes are on opposite sides of the respective discharge vias.
Im Prinzip kann der Aufbau entsprechend des zwölften Ausführungsbeispiels mit einer beliebigen Zahl an Signalleitungskontakt-Paaren ausgeführt werden, die immer so mit einem Entladevia verbunden sind, dass die Entladezonen benachbarter Signalleitungskontakt-Paare stets voneinander abgewandt sind. In principle, the structure according to the twelfth exemplary embodiment can be implemented with any number of signal line contact pairs, which are always connected to a discharge via such that the discharge zones of adjacent signal line contact pairs are always facing away from one another.
Bezugszeichenliste : List of reference symbols:
1 Überspannungsschutzelement 1 overvoltage protection element
2 keramischer Körper 2 ceramic body
3 erster Signalleitungskontakt 3 first signal line contact
3' dritter Signalleitungskontakt 3 'third signal line contact
4 erster Massekontakt 4 first ground contact
4' dritter Massekontakt 4 'third ground contact
5 zweiter Signalleitungskontakt 5 second signal line contact
5' vierter Signalleitungskontakt 5 'fourth signal line contact
6 zweiter Massekontakt 6 second ground contact
6' vierter Massekontakt 6 'fourth ground contact
7 erstes Entladevia 7 first unloading via
7' viertes Entladevia 7 'fourth unloading via
8 erste Entladezone 8 first unloading zone
8' siebte Entladezone 8 'seventh unloading zone
9 erste Innenelektrode 9 first inner electrode
9' achte Innenelektrode 9 'eighth inner electrode
10 zweite Entladezone 10 second unloading zone
10' achte Entladezone 10 'eighth unloading zone
11 zweite Innenelektrode 11' neunte Innenelektrode 11 second inner electrode 11 'ninth inner electrode
12 zweites Entladevia 12 second unloading via
12' drittes Entladevia 12 'third unloading via
13 dritte Entladezone 13' fünfte Entladezone 13 third unloading zone 13 'fifth unloading zone
14 dritte Innenelektrode 14 third inner electrode
14' sechste Innenelektrode 14 'sixth inner electrode
15 vierte Entladezone 15 fourth unloading zone
15' sechste Entladezone 15 'sixth unloading zone
16 vierte Innenelektrode 16' siebte Innenelektrode 16 fourth inner electrode 16 'seventh inner electrode
17 mit Zündhilfe dotiertes keramisches Material 18 Hohlraum 17 ceramic material doped with ignition aid 18 cavity
19 Zwischenraum 19 space
20 fünfte Innenelektrode20 fifth inner electrode
21 Entkopplungshohlraum 21 decoupling cavity

Claims

Patentansprüche Claims
1. Überspannungsschutzelement (1) aufweisend einen keramischen Körper (2),mindestens ein erstes Entladevia(7) und ein zweites Entladevia (12), wobei 1. Overvoltage protection element (1) comprising a ceramic body (2), at least one first discharge via (7) and a second discharge via (12), wherein
- das erste Entladevia (7) zwischen einer ersten Entladezone (8) an der Oberseite des ersten Entladevias (7) und einer zweiten Entladezone (10) an der Unterseite des ersten Entladevias (7) ausgebildet ist, - the first discharge via (7) is formed between a first discharge zone (8) on the upper side of the first discharge via (7) and a second discharge zone (10) on the underside of the first discharge via (7),
- das zweite Entladevia (12) zwischen einer dritten Entladezone (13) an der Oberseite des zweiten Entladevias (12) und einer vierten Entladezone (15) an der Unterseite des zweiten Entladevias (12) ausgebildet ist, - The second discharge via (12) is formed between a third discharge zone (13) on the upper side of the second discharge via (12) and a fourth discharge zone (15) on the underside of the second discharge via (12),
- die erste Entladezone (8) über eine erste Innenelektrode (9) mit einem ersten Außenkontakt verbunden ist, - the first discharge zone (8) is connected to a first external contact via a first internal electrode (9),
- die zweite Entladezone (10) über eine zweite Innenelektrode (11) mit einem zweiten Außenkontakt verbunden ist, - the second discharge zone (10) is connected to a second external contact via a second internal electrode (11),
- die dritte Entladezone (13) über eine dritte Innenelektrode (14) mit einem dritten Außenkontakt verbunden ist, und - The third discharge zone (13) is connected to a third external contact via a third internal electrode (14), and
- die vierte Entladezone (15) über eine vierte Innenelektrode (16) mit einem vierten Außenkontakt verbunden ist. - The fourth discharge zone (15) is connected to a fourth external contact via a fourth internal electrode (16).
2. Überspannungsschutzelement (1) nach Anspruch 1, wobei das erste Entladevia (7) vertikal über dem zweiten2. Surge protection element (1) according to claim 1, wherein the first Entladevia (7) vertically above the second
Entladevia (12) angeordnet ist. Entladevia (12) is arranged.
3. Überspannungsschutzelement (1) nach einem der Ansprüche3. Overvoltage protection element (1) according to one of the claims
1 und 2, wobei - der erste Außenkontakt ein erster Signalleitungskontakt (3) ist, 1 and 2, where - the first external contact is a first signal line contact (3),
- der zweite Außenkontakt ein erster Massekontakt (4) ist und - The second external contact is a first ground contact (4) and
- die erste Innenelektrode (9) die erste Entladezone (8) ausschließlich mit dem ersten Signalleitungskontakt verbindet . - The first inner electrode (9) connects the first discharge zone (8) exclusively to the first signal line contact.
4. Überspannungsschutzelement (1) nach Anspruch 3, wobei4. Surge protection element (1) according to claim 3, wherein
- der dritte Außenkontakt ein zweiter Massekontakt (6) ist, - the third external contact is a second ground contact (6),
- der vierte Außenkontakt ein zweiter Signalleitungskontakt (5) ist und - The fourth external contact is a second signal line contact (5) and
- die vierte Innenelektrode (16) die vierte Entladezone (15) ausschließlich mit dem zweiten Signalleitungskontakt (5) verbindet. - The fourth inner electrode (16) connects the fourth discharge zone (15) exclusively to the second signal line contact (5).
5. Überspannungsschutzelement (1) nach Anspruch 4, wobei5. Surge protection element (1) according to claim 4, wherein
- die zweite Innenelektrode (11) die zweite Entladezone (10) ausschließlich mit dem ersten Massekontakt (4) verbindet und - The second inner electrode (11) connects the second discharge zone (10) exclusively to the first ground contact (4) and
- die dritte Innenelektrode (14) die dritte Entladezone (13) ausschließlich mit dem zweiten Massekontakt (6) verbindet . - The third inner electrode (14) connects the third discharge zone (13) exclusively to the second ground contact (6).
6. Überspannungsschutzelement (1) nach Anspruch 4, wobei6. Surge protection element (1) according to claim 4, wherein
- die zweite Innenelektrode (11) die zweite Entladezone (10) sowohl mit dem ersten Massekontakt (4) als auch dem zweiten Massekontakt (6) verbindet, - the second inner electrode (11) connects the second discharge zone (10) to both the first ground contact (4) and the second ground contact (6),
- die dritte Innenelektrode (14) die dritte Entladezone (10) sowohl mit dem ersten Massekontakt (4) als auch dem zweiten Massekontakt (6) verbindet. - The third inner electrode (14) connects the third discharge zone (10) to both the first ground contact (4) and the second ground contact (6).
7. Überspannungsschutzelement (1) nach einem der Ansprüche7. Overvoltage protection element (1) according to one of the claims
4 bis 6, wobei 4 to 6, where
- eine Oberseite des keramischen Körpers (2) diejenige Außenfläche des keramischen Körpers (2) ist, welche oberhalb der ersten Entladezone (8) angeordnet ist und dieser ersten Entladezone (8) näher ist als allen anderen Entladezonen, - an upper side of the ceramic body (2) is that outer surface of the ceramic body (2) which is arranged above the first discharge zone (8) and is closer to this first discharge zone (8) than all other discharge zones,
- eine Unterseite des keramischen Körpers (2) eine der Oberseite gegenüberliegende Außenfläche des keramischen Körpers (2) ist, - an underside of the ceramic body (2) is an outer surface of the ceramic body (2) opposite the top,
- eine erste, eine zweite, eine dritte und eine vierte Seitenfläche die weiteren Außenflächen des keramischen Körpers (2) sind, - A first, a second, a third and a fourth side surface are the further outer surfaces of the ceramic body (2),
- der erste Signalleitungskontakt (3) auf der ersten Seitenfläche ausgebildet ist, - the first signal line contact (3) is formed on the first side surface,
- der zweite Signalleitungskontakt (5) auf der dritten Seitenfläche, welche der ersten Seitenfläche gegenüber liegt, ausgebildete ist, - The second signal line contact (5) is formed on the third side surface which is opposite the first side surface,
- der erste Massekontakt (4) auf der zweiten Seitenfläche ausgebildet ist, und - The first ground contact (4) is formed on the second side surface, and
- der zweite Massekontakt (6) auf der vierten Seitenfläche, welche der zweiten Seitenfläche gegenüber liegt, ausgebildet ist. - The second ground contact (6) is formed on the fourth side face, which is opposite the second side face.
8. Überspannungsschutzelement (1) nach Anspruch 7, wobei8. Overvoltage protection element (1) according to claim 7, wherein
- alle Innenelektroden (9, 11, 14, 16) streifenförmig aufgebaut sind und in jeweils einer Ebene parallel zur Oberseite des keramischen Körpers (2) verlaufen, - all internal electrodes (9, 11, 14, 16) are constructed in the form of strips and each run in a plane parallel to the top of the ceramic body (2),
- die erste Innenelektrode (9) orthogonal zur ersten Seitenfläche ausgerichtet ist, - the first inner electrode (9) is aligned orthogonally to the first side surface,
- die zweite Innenelektrode (11) orthogonal zur zweiten Seitenfläche ausgerichtet ist, - die dritte Innenelektrode (14) orthogonal zur dritten Seitenfläche ausgerichtet ist und - the second inner electrode (11) is aligned orthogonally to the second side surface, - The third inner electrode (14) is aligned orthogonally to the third side surface and
- die vierte Innenelektrode (16) orthogonal zur vierten Seitenfläche ausgerichtet ist. - The fourth inner electrode (16) is aligned orthogonally to the fourth side surface.
9. Überspannungsschutzelement (1) nach einem der Ansprüche 1-8, wobei das erste Entladevia (7) und das zweite Entladevia (12) keinen horizontalen Versatz aufweisen. 9. Surge protection element (1) according to one of claims 1-8, wherein the first Entladevia (7) and the second Entladevia (12) have no horizontal offset.
10. Überspannungsschutzelement (1) nach ) nach einem der10. Overvoltage protection element (1) after) after one of the
Ansprüche 1-8, wobei das erste Entladevia (7) horizontal neben dem zweiten Entladevia (12) angeordnet ist. Claims 1-8, wherein the first unloading via (7) is arranged horizontally next to the second unloading via (12).
11. Überspannungsschutzelement (1) nach Anspruch 9, wobei11. Surge protection element (1) according to claim 9, wherein
- ein Hohlraum (18) zwischen der ersten Entladezone (8) und der vierten Entladezone (15) ausgebildet ist, - A cavity (18) is formed between the first discharge zone (8) and the fourth discharge zone (15),
- die zweite Entladezone (10) durch im Hohlraum (18) freistehende Bereiche der zweiten Innenelektrode (11) gebildet werden, - The second discharge zone (10) are formed by areas of the second inner electrode (11) that are free in the cavity (18),
- die dritte Entladezone (13) durch im Hohlraum (18) freistehende Bereiche der dritten Innenelektrode (14) gebildet werden und - The third discharge zone (13) are formed by areas of the third internal electrode (14) that are free in the cavity (18) and
- der Hohlraum (18) mit einem Füllgas gefüllt ist. - The cavity (18) is filled with a filling gas.
12. Überspannungsschutzelement nach Anspruch 11, wobei12. Surge protection element according to claim 11, wherein
- mindestens eine fünfte Innenelektrode (20) mit mindestens einem Massekontakt verbunden ist, - At least one fifth inner electrode (20) is connected to at least one ground contact,
- die fünfte Innenelektrode (20) orthogonal zur zweiten Seitenfläche des keramischen Körpers (2) ausgerichtet ist, - the fifth inner electrode (20) is aligned orthogonally to the second side surface of the ceramic body (2),
- die fünfte Innenelektrode (20) zwischen zweiter Innenelektrode (11) und dritter Innenelektrode (13) angeordnet ist und - die fünfte Innenelektrode (20) einen im Hohlraum (18) freistehenden Bereich aufweist. - The fifth inner electrode (20) is arranged between the second inner electrode (11) and the third inner electrode (13) and - The fifth inner electrode (20) has a free-standing area in the cavity (18).
13. Überspannungsschutzelement (1) nach einem der13. Overvoltage protection element (1) according to one of the
Ansprüche 7-12, wobei Claims 7-12, wherein
- der erste Signalleitungskontakt (3) die erste Seitenfläche kappenförmig umschließt und - The first signal line contact (3) encloses the first side surface in the shape of a cap and
- der zweite Signalleitungskontakt (5) die dritte Seitenfläche kappenförmig umschließt. - The second signal line contact (5) encloses the third side surface in the shape of a cap.
14. Überspannungsschutzelement (1) nach Anspruch 4, wobei14. Surge protection element (1) according to claim 4, wherein
- eine Oberseite des keramischen Körpers (2) diejenige Außenfläche des keramischen Körpers (2) ist, welche oberhalb der ersten Entladezone (8) angeordnet ist und dieser ersten Entladezone (8) näher ist als allen anderen Entladezonen, - an upper side of the ceramic body (2) is that outer surface of the ceramic body (2) which is arranged above the first discharge zone (8) and is closer to this first discharge zone (8) than all other discharge zones,
- eine Unterseite des keramischen Körpers eine der Oberseite gegenüberliegende Außenfläche des keramischen Körpers (2) ist, - an underside of the ceramic body is an outer surface of the ceramic body (2) opposite the upper side,
- eine erste, eine zweite, eine dritte und eine vierte Seitenfläche die weiteren Außenflächen des keramischen Körpers (2) sind, - A first, a second, a third and a fourth side surface are the further outer surfaces of the ceramic body (2),
- der erste Signalleitungskontakt (3) auf der ersten Seitenfläche ausgebildet ist, - the first signal line contact (3) is formed on the first side surface,
- der zweite Signalleitungskontakt (5) auf der dritten Seitenfläche, welche der ersten Seitenfläche gegenüber liegt, ausgebildete ist, - The second signal line contact (5) is formed on the third side surface which is opposite the first side surface,
- der erste Massekontakt (4) und der zweite Massekontakt (6) auf der zweiten Seitenfläche ausgebildet sind,- the first ground contact (4) and the second ground contact (6) are formed on the second side surface,
- ein dritter Massekontakt (4') auf der vierten Seitenfläche, direkt gegenüber dem ersten Massekontakts (4) ausgebildet ist, - ein vierter Massekontakt (6') auf der vierten Seitenfläche, direkt gegenüber dem zweiten Massekontakts (6) ausgebildet ist, - A third ground contact (4 ') is formed on the fourth side surface, directly opposite the first ground contact (4), - A fourth ground contact (6 ') is formed on the fourth side surface, directly opposite the second ground contact (6),
- die zweite Innenelektrode (11) die zweite Entladezone (10) sowohl mit dem ersten Massekontakt (4) als auch dem dritten Massekontakt (4') verbindet, - the second inner electrode (11) connects the second discharge zone (10) to both the first ground contact (4) and the third ground contact (4 '),
- die dritte Innenelektrode (14) die dritte Entladezone (13) sowohl mit dem zweiten Massekontakt (6) als auch dem vierten Massekontakt (6') verbindet. - The third inner electrode (14) connects the third discharge zone (13) to both the second ground contact (6) and the fourth ground contact (6 ').
15. Überspannungsschutzelement (1) nach einem der15. Overvoltage protection element (1) according to one of the
Ansprüche 1 und 2, wobei Claims 1 and 2, wherein
- eine Oberseite des keramischen Körpers (2) diejenige Außenfläche des keramischen Körpers (2) ist, welche oberhalb der ersten Entladezone (8) angeordnet ist und dieser ersten Entladezone (8) näher ist als allen anderen Entladezonen, - an upper side of the ceramic body (2) is that outer surface of the ceramic body (2) which is arranged above the first discharge zone (8) and is closer to this first discharge zone (8) than all other discharge zones,
- eine Unterseite des keramischen Körpers (2) eine der Oberseite gegenüberliegende Außenfläche des keramischen Körpers (2) ist, - an underside of the ceramic body (2) is an outer surface of the ceramic body (2) opposite the top,
- eine erste, eine zweite, eine dritte und eine vierte Seitenfläche die weiteren Außenflächen des keramischen Körpers (2) sind, - A first, a second, a third and a fourth side surface are the further outer surfaces of the ceramic body (2),
- der zweite Außenkontakt ein erster Massekontakt (4) ist, welcher auf der ersten Seitenfläche des keramischen Körpers (2) angeordnet ist, - The second external contact is a first ground contact (4) which is arranged on the first side surface of the ceramic body (2),
- der dritte Außenkontakt ein zweiter Massekontakt (6) ist, welcher auf der dritten Seitenfläche des keramischen Körpers (2), welche der ersten Seitenfläche gegenüber liegt, angeordnet ist, - The third external contact is a second ground contact (6) which is arranged on the third side surface of the ceramic body (2) which is opposite the first side surface,
- der erste Außenkontakt ein erster Signalleitungskontakt (3) ist, welcher auf der zweiten Seitenfläche des keramischen Körpers (2) angeordnet ist, - der vierte Außenkontakt (5) ein zweiter Signalleitungskontakt ist, welcher auf der zweiten Seitenfläche des keramischen Körpers (2) angeordnet ist,- the first external contact is a first signal line contact (3) which is arranged on the second side surface of the ceramic body (2), - the fourth external contact (5) is a second signal line contact which is arranged on the second side surface of the ceramic body (2),
- ein dritter Signalleitungskontakt (3') auf der vierten Seitenfläche direkt gegenüber dem ersten Signalleitungskontakts (3) ausgebildet ist, - A third signal line contact (3 ') is formed on the fourth side surface directly opposite the first signal line contact (3),
- ein vierter Signalleitungskontakt (5') auf der vierten Seitenfläche direkt gegenüber dem zweiten Signalleitungskontakts (5) ausgebildet ist, - A fourth signal line contact (5 ') is formed on the fourth side surface directly opposite the second signal line contact (5),
- die erste Innenelektrode (9) die erste Entladezone (8) sowohl mit dem ersten Signalleitungskontakt (3) als auch dem dritten Signalleitungskontakt (3') verbindet, - the first inner electrode (9) connects the first discharge zone (8) to both the first signal line contact (3) and the third signal line contact (3 '),
- die vierte Innenelektrode (16) die vierte Entladezone (15) sowohl mit dem zweiten Signalleitungskontakt (5) als auch dem vierten Signalleitungskontakt (5') verbindet . - The fourth inner electrode (16) connects the fourth discharge zone (15) to both the second signal line contact (5) and the fourth signal line contact (5 ').
16. Überspannungsschutzelement (1) nach Anspruch 15, wobei16. Overvoltage protection element (1) according to claim 15, wherein
- die zweite Innenelektrode (11) die zweite Entladezone (10) ausschließlich mit dem ersten Massekontakt (4) verbindet, - the second inner electrode (11) connects the second discharge zone (10) exclusively to the first ground contact (4),
- die dritte Innelektrode (14) die dritte Entladezone (13) ausschließlich mit dem zweiten Massekontakt (6) verbindet, - the third inner electrode (14) connects the third discharge zone (13) exclusively to the second ground contact (6),
- ein mit Füllgas gefüllter Entkopplungshohlraum (21) zwischen dem ersten Entladevia (7) und dem zweiten Entladevia (12) ausgebildet ist. - A decoupling cavity (21) filled with filling gas is formed between the first unloading via (7) and the second unloading via (12).
17. Überspannungsschutzelement (1) nach Anspruch 15, wobei17. Overvoltage protection element (1) according to claim 15, wherein
- ein drittes Entladevia (12') zwischen einer fünften Entladezone (13') an der Oberseite des dritten Entladevias (12') und einer sechsten Entladezone (15') an der Unterseite des dritten Entladevias (12') ausgebildet ist, - a third unloading via (12 ') between a fifth unloading zone (13') on the top of the third unloading via (12 ') and a sixth unloading zone (15') is formed on the underside of the third discharge vias (12 '),
- ein viertes Entladevia (7') zwischen einer siebten Entladezone (8') an der Oberseite des vierten Entladevias (7') und einer achten Entladezone (10') an der Unterseite des vierten Entladevias (7') ausgebildet ist, - A fourth discharge via (7 ') is formed between a seventh discharge zone (8') on the top of the fourth discharge via (7 ') and an eighth discharge zone (10') on the underside of the fourth discharge via (7 '),
- die fünfte Entladezone (13') über eine sechste Innenelektrode (14') ausschließlich mit dem zweiten Massekontakt (6) verbunden ist, - the fifth discharge zone (13 ') is connected exclusively to the second ground contact (6) via a sixth internal electrode (14'),
- die sechste Entladezone (15') über eine siebte Innenelektrode (16') sowohl mit einem fünften Signalleitungskontakt (22) als auch einem siebten Signalleitungskontakt (22') verbunden ist, - the sixth discharge zone (15 ') is connected via a seventh internal electrode (16') to both a fifth signal line contact (22) and a seventh signal line contact (22 '),
- die siebte Entladezone (8') über eine achte Innenelektrode (9') sowohl mit einem sechsten Signalleitungskontakt (22) als auch einem achten Signalleitungskontakt (22') verbunden ist, - the seventh discharge zone (8 ') is connected to both a sixth signal line contact (22) and an eighth signal line contact (22') via an eighth internal electrode (9 '),
- die achte Entladezone (10') über eine neunte Innenelektrode (11') ausschließlich mit dem ersten Massekontakt (4) verbunden ist, - the eighth discharge zone (10 ') is connected exclusively to the first ground contact (4) via a ninth internal electrode (11'),
- der fünfte Signalleitungskontakt (22) direkt neben dem ersten Signalleitungskontakt (3) und zusammen mit dem sechsten Signalleitungskontakt (23) zwischen dem ersten Signalleitungskontakt (3) und dem zweiten Signalleitungskontakt (5) auf der zweiten Seitenfläche des keramischen Körpers (2) angeordnet sind, und - The fifth signal line contact (22) are arranged directly next to the first signal line contact (3) and together with the sixth signal line contact (23) between the first signal line contact (3) and the second signal line contact (5) on the second side surface of the ceramic body (2) , and
- der siebte Signalleitungskontakt (22') auf der vierten Seitenfläche des keramischen Körpers (2) gegenüber dem fünften Signalleitungskontakt (22) angeordnet ist, und- The seventh signal line contact (22 ') is arranged on the fourth side surface of the ceramic body (2) opposite the fifth signal line contact (22), and
- der achte Signalleitungskontakt (23') auf der vierten Seitenfläche des keramischen Körpers (2) gegenüber dem sechsten Signalleitungskontakt (23) angeordnet ist. - The eighth signal line contact (23 ') is arranged on the fourth side surface of the ceramic body (2) opposite the sixth signal line contact (23).
18. Überspannungsschutzelement (1) nach Anspruch 17, wobei die beiden Entladezonen zweier direkt benachbarter Entladevias, welche elektrisch leitend mit jeweils einem, von den anderen Signalleitungskontakten elektrisch unabhängigen Signalleitungskontakt verbunden sind, auf voneinander abgewandten Seiten der jeweiligen Entladevias angeordnet sind. 18. Overvoltage protection element (1) according to claim 17, wherein the two discharge zones of two directly adjacent discharge vias, which are electrically connected to one signal line contact that is electrically independent of the other signal line contacts, are arranged on opposite sides of the respective discharge vias.
19. Überspannungsschutzelement (1) nach einem der Ansprüche 1-18, wobei 19. Overvoltage protection element (1) according to one of claims 1-18, wherein
- das erste Entladevia (7) als ein mit Füllgas gefüllter Hohlraum zwischen der ersten Entladezone (8) und der zweiten Entladezone (10) ausgebildet ist - The first discharge via (7) is designed as a cavity filled with filling gas between the first discharge zone (8) and the second discharge zone (10)
- das zweite Entladevia (12) als ein mit Füllgas gefüllter Hohlraum zwischen der dritten Entladezone (13) und der vierten Entladezone (15) ausgebildet ist. - The second discharge via (12) is designed as a cavity filled with filling gas between the third discharge zone (13) and the fourth discharge zone (15).
20. Überspannungsschutzelement (1) nach Anspruch 19, wobei ein keramisches Material (17) des keramischen Körpers (2) welches an das erste Entladevia (7) und/oder das zweite Entladevia (12) angrenzt mit einer Zündhilfe dotiert ist. 20. Overvoltage protection element (1) according to claim 19, wherein a ceramic material (17) of the ceramic body (2) which is adjacent to the first Entladevia (7) and / or the second Entladevia (12) is doped with an ignition aid.
21. Überspannungsschutzelement (1) nach Anspruch 20, wobei die Zündhilfe mindestens ein Element ausgewählt aus folgender Gruppe bestehend aus B, Sr, W, K umfasst. 21. Overvoltage protection element (1) according to claim 20, wherein the ignition aid comprises at least one element selected from the following group consisting of B, Sr, W, K.
22. Überspannungsschutzelement (1) nach einem der Ansprüche 1-21, wobei der keramische Körper (2) quaderförmig ausgebildet ist. 22. Overvoltage protection element (1) according to one of claims 1-21, wherein the ceramic body (2) is cuboid.
23. Überspannungsschutzelement (1) nach einem der Ansprüche 1-22, wobei der keramische Körper (2) ein laminierter Vielschichtkörper ist und Oberseite und Unterseite jeweils in Laminierrichtung zwei sich gegenüberliegende Seiten eines Objekts bezeichnen 24. Überspannungsschutzelement (1) nach einem der23. Overvoltage protection element (1) according to one of claims 1-22, wherein the ceramic body (2) is a is a laminated multi-layer body and the top and bottom each designate two opposite sides of an object in the lamination direction. 24. Overvoltage protection element (1) according to one of the
Ansprüche 1-22, wobei die erste Innenelektrode flächig ist und eine horizontale Ebene definiert. Claims 1-22, wherein the first internal electrode is flat and defines a horizontal plane.
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