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WO2018167133A1 - VARISTOR-BAUELEMENT MIT ERHÖHTEM STOßSTROMAUFNAHMEVERMÖGEN - Google Patents

VARISTOR-BAUELEMENT MIT ERHÖHTEM STOßSTROMAUFNAHMEVERMÖGEN Download PDF

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Publication number
WO2018167133A1
WO2018167133A1 PCT/EP2018/056365 EP2018056365W WO2018167133A1 WO 2018167133 A1 WO2018167133 A1 WO 2018167133A1 EP 2018056365 W EP2018056365 W EP 2018056365W WO 2018167133 A1 WO2018167133 A1 WO 2018167133A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
varistor
metallization
region
materials
different
Prior art date
Application number
PCT/EP2018/056365
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael HOFSTÄTTER
Original Assignee
Epcos 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 Epcos Ag filed Critical Epcos Ag
Publication of WO2018167133A1 publication Critical patent/WO2018167133A1/de

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/10—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material voltage responsive, i.e. varistors
    • H01C7/105—Varistor cores
    • H01C7/108—Metal oxide
    • H01C7/112—ZnO type

Definitions

  • the invention relates to varistor components which have an increased surge current capacity, and to methods for producing such components and to the use of two different varistor materials in a varistor component.
  • Varistor components are electrical components with a voltage-dependent electrical resistance.
  • a varistor device For small applied voltages, a varistor device has a relatively high electrical resistance. With increasing applied voltage, the resistance decreases with one
  • Voltage interval then decreases the electrical resistance by several orders of magnitude and can be considered at quasi voltages above this interval as electrically conductive.
  • Such varistor components can serve as protective elements in electrical or electronic circuits and protect other circuit elements from overvoltages.
  • varistor material Characteristics of a varistor material, which provides the desired current / voltage characteristics.
  • Common varistor materials often include sintered
  • a varistor component can be a
  • metallization layers may have a first external one Be connected electrode.
  • Other metallization layers may be connected to a second external electrode.
  • the z. B. can be connected to a ground potential
  • Varistor components are z. B. from the
  • a characteristic of a varistor component size is the so-called surge current capacity.
  • Surge current capacity is essentially a measure of the amount of electrical charge or a measure of the electrical power of a current pulse, which is to be derived. The lower the surge current capability, the higher the likelihood that the varistor device will be damaged upon activation.
  • the active volume of such a component is essentially that volume of varistor material or in the main body with the varistor material, in which a current flow at
  • the varistor device has a main body with a first region of a first varistor material and a region of a second varistor material.
  • Varistor material is from the first varistor material
  • the varistor device has
  • Metallization surfaces at interfaces between metal and the surrounding varistor material indicate particularly vulnerable positions within the device. At the points of the edges, the transfer of the charge to be derived from the metal of the metallization surfaces into the varistor material or from the varistor material into the metal of the metallization surfaces of the other polarity takes place. at repeated activity of a varistor device and
  • Varistor components have an increased surge current capacity and thus have an increased life. in the
  • the rest is also the change of the electrical
  • Phase boundary separates two adjacent areas.
  • the number of areas in the body can be two, three, four, five, six, seven or more.
  • the number of different varistor materials can also be two, three, four, five, six, seven or more.
  • the number of areas of the body is greater than or equal to the number of different varistor materials. Two adjoining areas in the
  • Main body have a total of two different varistor materials.
  • the first varistor material and the second varistor material may be materials having different thermal characteristics
  • a sintering temperature can be in the range around 1000 ° C.
  • the areas of the body can be arranged so that the material with the lower expansion coefficient after cooling is under pressure, while the material with the larger
  • Expansion coefficient has, and the area whose
  • Thermal energy causes a mechanical relaxation of the device, so that the risk of thermally induced stress cracks -. B. at the edges of
  • the at least two different varistor materials of the first and second regions can also be used in the so-called
  • Breakthrough field strength (also called varistor field strength) differ.
  • the breakdown field strength is in the
  • the electric field strength at which the varistor material begins to become conductive Essentially, the electric field strength at which the varistor material begins to become conductive.
  • a varistor material with lower breakdown field strength can be arranged. At locations of lower thermal stress, a higher breakdown field strength varistor material may be positioned.
  • the interior of a varistor component is generally more thermally stressed because dissipated Energy in the form of heat worse to the environment
  • Varistor material with lower breakdown field strength causes a greater thickness of the varistor material between the
  • Breakthrough field strength thus has a lower electrical (heat generation) performance. This heat is more in the
  • the surge current capacity can be further improved and the lifetime of the component can be increased.
  • the components are mechanically less stressed and therefore more robust. Based on a defined surge current capacity can be
  • the varistor device comprises three regions of at least two different varistor materials. At least two interfaces between different regions of the three regions are arranged in parallel.
  • the varistor component has an interface between two regions of different varistor materials.
  • the interface is arranged parallel to at least one metallization. So it is possible that the interfaces between
  • the varistor component has an interface between two regions of different varistor Materials includes.
  • the interface may be between two adjacent metallization.
  • Metallization surface has, at an interface between two areas of different varistor materials
  • Interfaces between different varistor materials do not limit the position of the metallization surfaces.
  • the location of the metallization areas does not limit the location of the interfaces between areas of different varistor materials.
  • the varistor device has a third region.
  • the third region comprises or consists of a varistor material.
  • the second area is arranged between the first area and the third area.
  • the three areas with the middle third area thus make a Sandwich construction made of different varistor materials.
  • Metallization surfaces can be arranged in each of the three areas and in all three areas. It is possible that the material of the first region and the material of the third region are the same.
  • Varistor components as suggested above may thus be so-called multilayer varistor components (MLV: multilayer varistor components).
  • MMV multilayer varistor components
  • Their basic body contains alternately arranged varistor layers and metallization surfaces.
  • the varistor component has a first
  • Contact electrode and a second contact electrode comprises. At least one metallization surface is the first
  • Metallization surface is connected to the second contact electrode.
  • the contact electrodes serve to interconnect the
  • Varistor device with an external circuit environment, eg. B. to protect against overvoltages.
  • the contact electrodes can be arranged at opposite ends of the varistor component. You can
  • Component would be functionless. It is possible that the different materials of the regions are in at least one material parameter
  • the material parameter can be selected from: coefficient of thermal expansion,
  • the varistor materials may be selected from varistor materials consisting of a zinc oxide, e.g. B. ZnO, with bismuth (Bi), or a zinc oxide with praseodymium (Pr) exist.
  • a zinc oxide e.g. B. ZnO
  • Bi bismuth
  • Pr zinc oxide with praseodymium
  • Other possible materials on which the varistor materials may be based are an iron oxide, e.g. B. Fe3Ü 4 or Fe 2 Ü3, a nickel oxide, z. As NiO or a cobalt oxide, for. B. CoO.
  • Iron oxide e.g. B. Fe3Ü 4 or Fe 2 Ü3, Snue 2, Ti0 2, a nickel oxide, z.
  • NiO and / or a cobalt oxide for. B. CoO can
  • a zirconium oxide, z. B. Zr0 2 or an alumina, for. B. Al 2 O 3 or a manganese oxide, for. B. MnO can more
  • Exemplary formulations would be: 95 mole percent ZnO, Sb 2 O 3 , B1 2 O 3 in the range between 0.5 and 5 mole percent, C0 3 O 4 ,
  • the varistor materials may also contain Y 2 O 3 in the range 0.05-2 mole percent. As materials for the metallization come
  • Metallization surfaces may thus comprise tungsten or consist of tungsten.
  • Ag, Pt, Pd, Cu, Ni, and also alloys such as e.g. AgPd can also be used as materials for the
  • Conductivity e.g. Aluminum, silver, gold, copper, platinum, palladium, nickel, tin and also alloys such as e.g. AgPt and the like come into question. It is possible that the contact electrodes via a solder layer with the
  • a method for manufacturing a varistor device with increased surge current capacity comprises the steps:
  • Varistor material different varistor material than a second area on or over the first area
  • the metallization surfaces can also be embedded at the location of the phase boundaries between the different regions of different materials.
  • Fig. 2 stack layers with metallization within individual areas.
  • 3 shows a layer stack with at least one
  • FIG. 5 shows a layer stack with an arbitrary orientation of metallization surfaces to the base of the device.
  • 6 shows a varistor component with contact electrodes.
  • 7 shows a varistor illumination device with five
  • FIG. 8 shows a varistor component in which a phase boundary between different regions also has a metallization surface at the same time.
  • FIG. 1 shows a schematic layer stack of a varistor component V, which is designed as a multilayer varistor component MLV.
  • the varistor component V has a
  • the Basic body GK with a first area Bl and a second area B2.
  • the first region Bl has a first varistor material Ml.
  • the second region B2 has a second varistor material M2.
  • Metallization surfaces MF are embedded in the main body GK.
  • Varistor layers VL are between the
  • FIG. 1 shows the possibility of the phase boundary
  • a varistor layer VL may comprise a single varistor material, and it may also be possible for a varistor layer VL to contain two sub-layers with different varistor materials, as shown between the two upper metallization surfaces MF.
  • FIG. 2 shows a layer stack of a varistor component V, in which the main body GK has three regions B1, B2, B3. At the lower end of the third region B3 is arranged. At the upper end of the first area Bl is arranged. In between, the second area B2 is arranged.
  • Each area can have its own varistor material, which differs at least from the varistor material of a directly adjacent area.
  • the materials Ml and M2 Therefore, they differ in at least one parameter.
  • the materials M2 and M3 differ in at least one parameter.
  • the materials Ml and M3 may be different. But it is also possible that the first area Bl and the third area B3 consists of the same varistor material.
  • FIG. 3 shows the possibility of a metallization surface MF at an interface between two different ones
  • phase boundary between the second region and the third region does not extend at the same height as a metallization surface, but between two
  • the layers of the metallization areas do not limit the layers of the interfaces.
  • the layers of the interfaces do not limit the positions of the metallization surfaces.
  • FIG. 4 shows that the orientation of boundary surfaces does not restrict the alignment of metallization surfaces.
  • FIG. 5 shows that the orientation of the component as a whole V or the alignment of interfaces between the first region and the second region does not force a specific orientation of the metallization surfaces MF.
  • Tops of components an excellent alignment with each other, for. B. have a parallel orientation to each other.
  • FIG. 6 shows the possibility of contact electrodes
  • one side may have a first electrode El and the preferably opposite side a second electrode E2, so that the varistor component V, for. B. as
  • Voltage protection element is connected to an external circuit environment. At least one, preferably several
  • Metallization surfaces MF1, MF2, MF3 are connected to the first electrode El.
  • One, but preferably a plurality of metallization surfaces MF4, MF5, MF6 are connected to the second electrode E2.
  • MF1, MF2, MF3 are connected to the first electrode El.
  • MF4, MF5, MF6 are connected to the second electrode E2.
  • Metallization surface is connected to both the first electrode El and the second electrode E2.
  • an electric current flows from a set of metallization surfaces, which are connected to one of the two contact electrodes, to the respective other set of metallization surfaces, here in the vertical direction through the varistor layers VL.
  • Edges K of the metallization surfaces MF are particularly at risk in conventional varistor components; In their vicinity, stress cracks can form and spread.
  • the usage different varistor materials in the same body of a varistor component reduces the risk of cracks, especially at critical areas such as edges K and especially edge areas of the body.
  • the uppermost regions Bl and the lowermost region B3 may comprise or consist of the same varistor material M1. This differs from the varistor material M2 of the second region B2.
  • the material M2 of the second region may have a higher coefficient of thermal expansion CTE than the material Ml of the regions Bl and B3.
  • CTE coefficient of thermal expansion
  • the second material of the second region relative to the material of the first and the third region is therefore under a tensile stress, while the first material of the first and the third region is under a compressive stress relative to the material of the second region.
  • the second varistor material M2 of the second region expands relatively stronger than the first material Ml of the first and the third region.
  • the strains are coupled in the.
  • the tensile stress builds up in the second material of the second region and, on the other hand, the
  • Compressive stress in the first material of the second and third range from.
  • the mechanical loads are thereby - and in particular relatively to the voltages in activated conventional devices - reduced.
  • FIG. 7 shows a possible embodiment in which a first area Bl, a third area B3 and a fifth area B5 consist of a first material M1.
  • Varistor material of the second region B2 and the fourth region B4 is a second varistor material M2.
  • the second and the fourth area represent thereby of the
  • Varistor device V represents.
  • the third area B3 represents the interior of the varistor device.
  • Breakthrough field strength in the third region B3, that is to say in the first material M1 is preferably lower than in the second varistor material M2.
  • the layer thickness in the second region and in the fourth region can be reduced and thus the electrical power density in the second and in the fourth region can be increased. Since the second and fourth regions have a reduced thermal resistance to the top and bottom of the device for delivering the heat to an external environment, the thermal load of the entire device is more homogeneous, resulting in a reduced susceptibility to error and improved homogeneity of the electrical
  • FIG. 8 again shows the possibility
  • varistor device the manufacturing method and the use are not limited by the technical details shown.
  • Varistor components can be additional layers, Metalltechnischs vom and varistor material layers, and have additional contact electrodes.
  • Manufacturing methods may include additional steps, particularly regarding the embedding of
  • Metallization layers in varistor material include.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Thermistors And Varistors (AREA)

Abstract

Es wird ein Varistor-Bauelement mit erhöhtem Stoßstromaufnahmevermögen angegeben. Dazu hat ein Varistor- Bauelement einen Grundkörper mit einem ersten Bereich aus einem ersten Varistor-Material und einen zweiten Bereich aus einem zweiten Varistor-Material.

Description

Beschreibung
Varistor-Bauelement mit erhöhtem Stoßstromaufnahmevermögen Die Erfindung betrifft Varistor-Bauelemente, die ein erhöhtes Stoßstromaufnahmevermögen aufweisen, sowie Verfahren zur Herstellung solcher Bauelemente und die Verwendung zweier unterschiedlicher Varistor-Materialien in einem Varistor- Bauelement .
Varistor-Bauelemente sind elektrische Bauelemente mit einem spannungsabhängigen elektrischen Widerstand. Bei kleinen anliegenden Spannungen hat ein Varistor-Bauelement einen relativ hohen elektrischen Widerstand. Mit zunehmender anliegender Spannung sinkt der Widerstand mit einer
ansteigenden Rate ab. Innerhalb eines relativ schmalen
Spannungsintervalls sinkt der elektrische Widerstand dann um mehrere Größenordnungen und kann bei Spannungen oberhalb dieses Intervalls als quasi elektrisch leitend betrachtet werden.
Solche Varistor-Bauelemente können in elektrischen oder elektronischen Schaltungen als Schutzelemente dienen und andere Schaltungselemente vor Überspannungen schützen.
Varistor-Bauelemente verdanken ihre elektrischen
Eigenschaften einem Varistor-Material, das die gewünschte Strom-/Spannungscharakteristik zur Verfügung stellt. Übliche Varistor-Materialien umfassen dabei häufig gesinterte
Keramiken. Ein Varistor-Bauelement kann dabei einen
Stapelaufbau aufweisen, in dem sich Metallisierungslagen und Lagen aus einem Varistor-Material abwechseln. Einige der Metallisierungslagen können mit einer ersten externen Elektrode verschaltet sein. Andere Metallisierungslagen können mit einer zweiten externen Elektrode verschaltet sein. In einem Spannungsintervall um eine charakteristische
Spannung wird das Varistor-Material zwischen den
Metallisierungsflächen leitend, so dass ein unerwünschter
Stromstoß von der ersten Elektrode zur zweiten Elektrode, die z. B. mit einem Massepotential verschaltet sein kann,
abgeleitet werden kann. Varistor-Bauelemente sind z. B. aus den
Veröffentlichungsschriften US7,541,910 B2, US7,167,352 B2 oder US6,377,439 Bl bekannt.
Eine für ein Varistor-Bauelement charakteristische Größe ist das so genannte Stoßstromaufnahmevermögen. Das
Stoßstromaufnahmevermögen ist im Wesentlichen ein Maß für die Menge an elektrischer Ladung bzw. ein Maß für die elektrische Leistung eines Strompulses, die es abzuleiten gilt. Je geringer das Stoßstromaufnahmevermögen ist, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit, dass das Varistor-Bauelement bei einer Aktivierung beschädigt wird.
Bekannte Maßnahmen zur Erhöhung des
Stoßstromaufnahmevermögens bestehen darin, das aktive Volumen eines Varistor-Bauelements zu vergrößern. Das aktive Volumen eines solchen Bauelements ist dabei im Wesentlichen dasjenige Volumen an Varistor-Material beziehungsweise im Grundkörper mit dem Varistor-Material, in dem ein Stromfluss bei
Aktivierung erfolgt. Bei vergrößertem aktivem Volumen ist die spezifische Leistung, d. h. die elektrische Leistung pro Einheitsvolumen reduziert, um die Belastung für das
Bauelement zu verringern. Allerdings ist es nicht möglich, das aktive Volumen eines Varistor-Bauelements beliebig zu vergrößern.
Es besteht deshalb der Wunsch nach Varistor-Bauelementen, die ein erhöhtes Stoßstromaufnahmevermögen aufweisen.
In den unabhängigen Ansprüchen werden ein solches Varistor- Bauelement beziehungsweise ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Varistor-Bauelements und die Verwendung
unterschiedlicher Varistor-Materialien in einem Varistor- Bauelement angegeben. Abhängige Ansprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen an.
Das Varistor-Bauelement hat einen Grundkörper mit einem ersten Bereich aus einem ersten Varistor-Material und einen Bereich aus einem zweiten Varistor-Material. Das zweite
Varistor-Material ist vom ersten Varistor-Material
verschieden. Ferner hat das Varistor-Bauelement
Metallisierungsflächen, die in den Grundkörper eingebettet sind.
Es wurde erkannt, dass die Verwendung zweier verschiedener Varistor-Materialien in einem Grundkörper eines Varistor- Bauelements das Stoßstromaufnahmevermögen verbessern kann. Metallisierungsflächen eines Varistor-Bauelements sind in einem Varistor-Material eingebettet. Kanten der
Metallisierungsflächen an Grenzflächen zwischen Metall und dem umgebenden Varistor-Material geben besonders gefährdete Positionen innerhalb des Bauelements an. An den Stellen der Kanten erfolgt der Übertritt der abzuleitenden Ladung vom Metall der Metallisierungsflächen in das Varistor-Material beziehungsweise vom Varistor-Material in das Metall der Metallisierungsflächen der anderen Polarität. Bei wiederholter Aktivität eines Varistor-Bauelements und
gegebenenfalls schon bei einer erstmaligen Aktivierung mit hoher elektrischer Leistung können an den Stellen der Kanten Risse auftreten, die einerseits die elektrische
Funktionalität stören und andererseits die mechanische
Stabilität des Bauelements gefährden. Risse gefährden dabei nicht nur die Kanten konventioneller Varistore sondern auch die übrigen Stellen, dort vor allem die Randbereiche. Das Vorsehen zweier verschiedener Varistor-Materialien in einem Varistor-Bauelement - genauer: In einem Grundkörper eines Varistor-Bauelements - kann die Gefahr der Bildung solcher Risse verringern. Entsprechend können solche
Varistor-Bauelemente ein erhöhtes Stoßstromaufnahmevermögen aufweisen und damit eine erhöhte Lebensdauer haben. Im
Übrigen ist auch die Veränderung der elektrischen
Eigenschaften entsprechender Varistor-Bauelemente verringert.
Der erste Bereich des Grundkörpers, der zweite Bereich des Grundkörpers und gegebenenfalls weitere Bereiche des
Grundkörpers sind so durch die zugehörigen Varistor- Materialien bestimmt wie eine Grenzfläche, z. B. eine
Phasengrenze zwei aneinander angrenzende Bereiche trennt. Die Zahl der Bereiche im Grundkörper kann dabei zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben oder mehr betragen.
Die Zahl der unterschiedlichen Varistor-Materialien kann ebenfalls zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben oder mehr betragen. Die Zahl der Bereiche des Grundkörpers ist dabei größer oder gleich der Zahl der unterschiedlichen Varistor- Materialien. Zwei aneinander grenzende Bereiche im
Grundkörper weisen dabei unterschiedliche Varistor- Materialien auf. Allerdings können unterschiedliche und nicht direkt aneinander angrenzende Bereiche das gleiche Varistor- Material aufweisen oder aus dem gleichen Varistor-Material bestehen. So ist es möglich, dass drei Bereiche des
Grundkörpers insgesamt zwei unterschiedliche Varistor- Materialien aufweisen.
Das erste Varistor-Material und das zweite Varistor-Material können Materialien mit unterschiedlichen thermischem
Ausdehnungskoeffizienten (CTE = Coefficient of Thermal
Expansion) sein. Die relative Ausdehnung bei Änderung der Temperatur unterscheidet sich dabei. Es ist möglich, dass die Varistor-Materialien gesinterte Materialien aufweisen. Eine Sintertemperatur kann dabei im Bereich um 1000 °C liegen. Während der Herstellung eines Varistor-Bauelements wird ein Lagenstapel mit Rohmaterialien aufgeschichtet und
anschließend gesintert. Beim Abkühlen des Lagenstapels können Sintereigenspannungen entstehen. Sind die Materialien so gewählt, dass unterschiedliche thermische
Ausdehnungskoeffizienten vorliegen, können die Bereiche des Grundkörpers so angeordnet werden, dass das Material mit dem niedrigeren Ausdehnungskoeffizienten nach dem Abkühlen unter Druck ist, während das Material mit dem größeren
Ausdehnungskoeffizienten unter Zug ist. Im abgekühlten
Zustand gibt es damit Bereiche, in denen eine Druckspannung vorliegt, während in anderen Bereichen eine Zugspannung vorhanden ist. Es ist zum Beispiel vorteilhaft, dass der Bereich einer maximalen mechanischen Belastung bei einer Aktivierung unter Druck steht. Tritt nun eine Aktivierung des Varistor-Bauelements auf, so wird durch den elektrischen
Strom und der endlichen Leitfähigkeit des Varistor-Materials beziehungsweise der Varistor-Materialien elektrische Energie im Varistor-Bauelement dissipiert. Damit einher geht eine Erwärmung der entsprechenden Bereiche im Grundkörper. Der Bereich, dessen Varistor-Material einen höheren
Ausdehnungskoeffizienten hat, und der Bereich, dessen
Material einen geringeren Ausdehnungskoeffizienten hat, dehnen sich als Reaktion auf die Erwärmung so unterschiedlich aus, dass eine Spannungsrelaxation auftritt. Wenn man dabei davon ausgeht, dass die beiden Bereiche bei der
Sintertemperatur völlig spannungslos waren, dann entspannt sich das Bauelement als Ganzes umso mehr, je näher die
Aktivierung die Innentemperatur des Varistor-Bauelements in Richtung der Sintertemperatur bringt.
Im Ergebnis wird also ein Varistor-Bauelement erhalten, bei dem die durch ein Aktivierungsereignis eingebrachte
Wärmeenergie eine mechanische Relaxation des Bauelements bewirkt, so dass die Gefahr von durch thermisch induzierten Spannungsrissen - z. B. an den Kanten der
Metallisierungsflächen - verringert ist. Zusätzlich oder alternativ dazu können die zumindest zwei unterschiedlichen Varistor-Materialien des ersten und des zweiten Bereichs sich auch in der so genannten
Durchbruchsfeldstärke (auch Varistorfeldstärke genannt) unterscheiden. Die Durchbruchsfeldstärke gibt dabei im
Wesentlichen die elektrische Feldstärke an, bei der das Varistor-Material anfängt, leitend zu werden.
An Stellen erhöhter thermischer Belastung kann ein Varistor- Material mit niedrigerer Durchbruchsfeldstärke angeordnet sein. An Stellen niedrigerer thermischer Belastung kann ein Varistor-Material höherer Durchbruchsfeldstärke positioniert sein. Das Innere eines Varistor-Bauelements ist dabei im Allgemeinen stärker thermisch belastet, da dissipierte Energie in Form von Wärme schlechter an die Umgebung
abgeleitet werden kann. Äußere Bereiche eines Varistor- Bauelements sind thermisch weniger stark belastet, da der thermische Widerstand zur Umgebung verringert ist. In solchen Bereichen erzeugte Wärme wird leichter abgegeben. Soll die Aktivierungsspannung der beiden Bereiche im Wesentlichen gleich sein, so erfordert eine erhöhte Durchbruchsfeldstärke eine geringere Dicke der Lagen des Varistor-Materials
zwischen Elektrodenflächen. Varistor-Material mit niedrigerer Durchbruchsfeldstärke (im Inneren des Bauelements) bedingt eine größere Dicke des Varistor-Materials zwischen den
Metallisierungslagen. Sind die Lagendicken dabei so gewählt, dass die Durchbruchsspannung in beiden Bereichen im
Wesentlichen gleich ist, so wird im Wesentlichen bei einer Aktivierung die gleiche elektrische Energie in jeweils einer Lage in beiden Bereichen deponiert. Eine dünnere Lage (mit erhöhter Durchbruchsfeldstärke) hat damit eine erhöhte
Leistungsdichte. Eine dickere Lage mit niedrigerer
Durchbruchsfeldstärke hat damit eine geringere elektrische (Wärmeerzeugungs- ) Leistung. Damit wird Wärme eher im
Außenbereich erzeugt, von wo aus sie besser abgeführt werden kann. Die thermische Belastung des gesamten Bauelements ist damit verringert.
Verglichen mit konventionellen Varistor-Bauelementen kann dabei das Stoßstromaufnahmevermögen weiter verbessert und die Lebensdauer des Bauelements erhöht sein. Die Bauelemente sind mechanisch weniger belastet und dadurch robuster. Bezogen auf ein definiertes Stoßstromaufnahmevermögen können
entsprechende Varistor-Bauelemente mit einem kleineren
Volumen und mit weniger Varistor-Material gebaut werden.
Kleinere und leichtere Varistor-Bauelementes sind insbesondere vor dem anhaltenden Trend zur Miniaturisierung von elektrischen Geräten vorteilhaft.
Es ist möglich, dass das Varistor-Bauelement drei Bereiche aus mindestens zwei verschiedenen Varistor-Materialien umfasst. Zumindest zwei Grenzflächen zwischen verschiedenen Bereichen der drei Bereiche sind parallel angeordnet.
Dabei ist es insbesondere möglich, dass die Grenzflächen parallel zu einer Außenseite des Varistor-Bauelements, z. B. zur Unterseite des Varistor-Bauelements, ausgerichtet sind.
Es ist möglich, dass zumindest zwei Metallisierungsflächen parallel angeordnet sind. Die Metallisierungsflächen können parallel auch zu anderen Metallisierungsflächen angeordnet sein. Es kann bevorzugt sein, die Metallisierungsflächen auch parallel zu einer äußeren Seitenfläche, z. B. der Unterseite des Varistor-Bauelements, auszurichten. Es ist möglich, dass das Varistor-Bauelement eine Grenzfläche zwischen zwei Bereichen unterschiedlicher Varistor- Materialien aufweist. Die Grenzfläche ist dabei parallel zu mindestens einer Metallisierungsfläche angeordnet. So ist es möglich, dass die Grenzflächen zwischen
unterschiedlichen Bereichen der Varistor-Materialien und die Metallisierungsflächen alle parallel zur Unterseite des Varistor-Bauelements ausgerichtet sind. Es ergibt sich dadurch ein Stapelaufbau, der leicht durch Hinzufügen
unterschiedlicher Lagen und Materialien herstellbar ist.
Es ist möglich, dass das Varistor-Bauelement eine Grenzfläche zwischen zwei Bereichen unterschiedlicher Varistor- Materialien umfasst. Die Grenzfläche kann dabei zwischen zwei benachbarten Metallisierungsflächen liegen.
Es ist auch möglich, dass das Varistor-Bauelement eine
Metallisierungsfläche hat, die an einer Grenzfläche zwischen zwei Bereichen unterschiedlicher Varistor-Materialien
eingebettet ist.
Es ist also möglich, dass die Metallisierungsflächen an
Phasengrenzen zwischen unterschiedlichen Varistor-Materialien eingebettet sind. Eine oder mehrere Metallisierungsflächen können aber auch vollständig innerhalb eines einzigen
Varistor-Materials eingebettet sein. Die Lage der
Grenzflächen zwischen unterschiedlichen Varistor-Materialien schränkt die Position der Metallisierungsflächen nicht ein. Die Lage der Metallisierungsflächen schränkt die Lage der Grenzflächen zwischen Bereichen unterschiedlicher Varistor- Materialien nicht ein. Hinsichtlich der Ökonomie von Herstellungsprozessen kann es aber vorteilhaft sein, Metallisierungslagen an Phasengrenzen zwischen Bereichen unterschiedlicher Varistor-Materialien anzuordnen . Entsprechend ist es möglich, dass eine Metallisierungsfläche an der Grenzfläche zwischen zwei Bereichen unterschiedlicher Varistor-Materialien eingebettet ist.
Es ist möglich, dass das Varistor-Bauelement einen dritten Bereich aufweist. Der dritte Bereich umfasst oder besteht aus einem Varistor-Material. Der zweite Bereich ist zwischen dem ersten Bereich und dem dritten Bereich angeordnet. Die drei Bereiche mit dem mittleren dritten Bereich ergeben damit eine Sandwich-Konstruktion aus unterschiedlichen Varistor- Materialien. Metallisierungsflächen können dabei in jedem der drei Bereiche und in allen drei Bereichen angeordnet sein. Es ist möglich, dass das Material des ersten Bereichs und das Material des dritten Bereichs gleich sind. Varistor- Bauelemente wie oben vorgeschlagen können damit so genannte Mehrlagen-Varistor-Bauelemente (MLV: Multilayer varistor components) sein. Deren Grundkörper enthält abwechselnd angeordnete Varistor-Lagen und Metallisierungsflächen.
Es ist möglich, dass das Varistor-Bauelement eine erste
Kontaktelektrode und eine zweite Kontaktelektrode umfasst. Zumindest eine Metallisierungsfläche ist mit der ersten
Kontaktelektrode verschaltet. Zumindest eine
Metallisierungsfläche ist mit der zweiten Kontaktelektrode verschaltet .
Die Kontaktelektroden dienen dabei zur Verschaltung des
Varistor-Bauelements mit einer externen Schaltungsumgebung, z. B. um diese vor Überspannungen zu schützen.
Die Kontaktelektroden können dabei an entgegengesetzten Enden des Varistor-Bauelements angeordnet sein. Sie können
lediglich Seitenflächen eines z. B. quaderförmigen Varistor- Bauelements berühren. Allerdings ist es auch möglich, dass die Kontaktelektroden zusätzlich über die Kanten
hinausreichen und neben den Seitenflächen (links, rechts) auch Teile der Unter- bzw. Oberseite bzw. Teile der
Vorderseite bzw. Hinterseite überlappen. Dabei ist darauf zu achten, dass sich die beiden Kontaktelektroden nicht direkt berühren, da sie damit kurzgeschlossen wären und das
Bauelement funktionslos wäre. Es ist möglich, dass die unterschiedlichen Materialien der Bereiche sich in zumindest einem Materialparameter
unterscheiden. Der Materialparameter kann dabei ausgewählt sein aus: Thermischem Ausdehnungskoeffizienten,
Durchbruchsfeldstärke, Sintertemperatur, Korngröße,
spezifische Dichte, chemische Zusammensetzung, mechanische Festigkeit, Strom- und Spannungscharakteristik, Kornform, Textur, Wärmeleitfähigkeit und Temperaturleitfähigkeit.
Die Varistor-Materialien können ausgewählt sein aus Varistor- Materialien, die aus einem Zinkoxid, z. B. ZnO, mit Bismut (Bi) , oder einem Zinkoxid mit Praseodym (Pr) bestehen. Andere mögliche Materialien, auf denen die Varistor-Materialien basieren können, sind ein Eisenoxid, z. B. Fe3Ü4 oder Fe2Ü3, ein Nickeloxid, z. B. NiO oder ein Kobaltoxid, z. B. CoO.
Eisenoxid, z. B. Fe3Ü4 oder Fe2Ü3, SnÜ2, Ti02, ein Nickeloxid, z. B. NiO und/oder ein Kobaltoxid, z. B. CoO können
insbesondere als Dotierstoffe dienen. Andere mögliche
Ausgangsmaterialien für die Varistor-Materialien können
Bariumtitanat (BaTiOs) oder Strontiumtitanat (SrTiOs) sein. Ein Zirkonoxid, z. B. Zr02 oder ein Aluminiumoxid, z. B. AI2O3 oder ein Manganoxid, z. B. MnO können weitere
Ausgangsmaterialien oder Dotierstoffe für die Varistor- Materialien sein.
Beispielhafte Rezepturen wären: 95 Molprozent ZnO, Sb203, B12O3 im Bereich zwischen 0,5 und 5 Molprozent, C03O4,
Mn203,Si02, Cr203 im Bereich 0,05 bis 2 Molprozent und B203, AI2O3, NiO kleiner als 0,1 Molprozent.
Die Varistor-Materialien können auch noch Y2O3 im Bereich 0.05 - 2 Molprozent enthalten. Als Materialien für die Metallisierungsflächen kommen
insbesondere Metalle mit hohem Schmelzpunkt in Frage, um Diffusionsprozesse beim Sintern auf ein Minimum zu
beschränken. Entsprechende Materialien für die
Metallisierungsflächen können somit Wolfram umfassen oder aus Wolfram bestehen. Ag, Pt, Pd, Cu, Ni, und auch Legierungen wie z.B. AgPd können ebenfalls als Materialien für die
Metallisierungsflächen in Frage kommen. Für die Kontaktelektroden können Metalle mit hoher
Leitfähigkeit, z. B. Aluminium, Silber, Gold, Kupfer, Platin, Palladium, Nickel, Zinn und auch Legierungen wie z.B. AgPt und dergleichen in Frage kommen. Es ist möglich, dass die Kontaktelektroden über eine Lotschicht mit den
Metallisierungsflächen verbunden und verschaltet sind.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Varistor-Bauelements mit erhöhtem Stoßstromaufnahmevermögen umfasst die Schritte:
- Bereitstellen einer Basis aus einem ersten Varistor- Material als ein erster Bereich,
- Anordnen eines Material aus einem zweiten, vom ersten
Varistor-Material verschiedenen Varistor-Material als ein zweiter Bereich auf oder über den ersten Bereich,
- Einbetten von Metallisierungsflächen in die Materialien der beiden Bereiche.
Die Metallisierungsflächen können dabei auch an der Stelle der Phasengrenzen zwischen den unterschiedlichen Bereichen unterschiedlicher Materialien eingebettet sein.
Zusätzlich wird auch die Verwendung zweiter unterschiedlicher Varistor-Materialien in unterschiedlichen Bereichen eines Varistor-Bauelements angegeben, um das
Stoßstromaufnahmevermögen der Bauelemente zu erhöhen.
Wesentliche Aspekte und Details konkreter Ausführungsformen werden anhand der schematischen Figuren näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen möglichen Stapelaufbau eines (Mehrlagen-)
Varistor-Bauelements MLV.
Fig. 2 Stapellagen mit Metallisierungsflächen innerhalb einzelner Bereiche.
Fig. 3 einen Lagenstapel mit zumindest einer
Metallisierungsfläche an einer Phasengrenze
zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten
Bereich .
Fig, einen Lagenstapel mit einer beliebig ausgerichteten
Grenzfläche zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich.
Fig. 5 einen Lagenstapel mit einer beliebigen Ausrichtung von Metallisierungsflächen zur Grundfläche des Bauelements .
Fig. 6 ein Varistor-Bauelement mit Kontaktelektroden. Fig. 7 ein Varistor-Beleuchtungseinrichtung mit fünf
verschiedenen Bereichen. Fig. 8 ein Varistor-Bauelement, bei dem eine Phasengrenze zwischen unterschiedlichen Bereichen auch gleichzeitig eine Metallisierungsfläche aufweist. Figur 1 zeigt einen schematischen Lagenstapel eines Varistor- Bauelements V, das als Mehrlagen-Varistor-Bauelement MLV ausgeführt ist. Das Varistor-Bauelement V hat einen
Grundkörper GK mit einem ersten Bereich Bl und einem zweiten Bereich B2. Der erste Bereich Bl hat ein erstes Varistor- Material Ml. Der zweite Bereiche B2 hat ein zweites Varistor- Material M2. Metallisierungsflächen MF sind im Grundkörper GK eingebettet. Varistor-Lagen VL sind zwischen den
Metallisierungsflächen MF angeordnet. Eine Grenzfläche trennt den ersten Bereich Bl vom zweiten Bereich B2. Die Varistor- Materialien Ml, M2 der beiden Bereiche Bl, B2 sind so, dass sie sich in zumindest einem Materialparameter unterscheiden. Figur 1 zeigt dabei die Möglichkeit, die Phasengrenze
zwischen den Bereichen Bl, B2 innerhalb einer Varistor-Lage VL verlaufen zu lassen. Das heißt, dass eine Varistor-Lage VL ein einziges Varistor-Material umfassen kann und dass es auch möglich ist, dass eine Varistor-Lage VL zwei Teillagen mit unterschiedlichen Varistor-Materialien - wie zwischen den beiden oberen Metallisierungsflächen MF gezeigt - enthalten kann .
Figur 2 zeigt einen Lagenstapel eines Varistor-Bauelements V, bei dem der Grundkörper GK drei Bereiche Bl, B2, B3 aufweist. Am unteren Ende ist der dritte Bereich B3 angeordnet. Am oberen Ende ist der erste Bereich Bl angeordnet. Dazwischen ist der zweite Bereiche B2 angeordnet. Jeder Bereich kann dabei sein eigenes Varistor-Material aufweisen, das sich zumindest vom Varistor-Material eines direkt benachbarten Bereichs unterscheidet. Die Materialien Ml und M2 unterscheiden sich deshalb in mindestens einem Parameter. Die Materialien M2 und M3 unterscheiden sich in mindestens einem Parameter. Die Materialien Ml und M3 können unterschiedlich sein. Es ist aber auch möglich, dass der erste Bereich Bl und der dritte Bereich B3 aus dem gleichen Varistor-Material besteht .
Figur 3 zeigt die Möglichkeit, eine Metallisierungsfläche MF an einer Grenzfläche zwischen zwei unterschiedlichen
Bereichen, hier zwischen dem ersten Bereich Bl und dem zweiten Bereich B2 anzuordnen. Ein Anordnen einer
Metallisierungsfläche an einer Grenzfläche ist dabei auch innerhalb eines einzigen Varistor-Bauelements nicht unbedingt notwendig. So verläuft die Phasengrenze zwischen dem zweiten Bereich und dem dritten Bereich nicht auf der gleichen Höhe wie eine Metallisierungsfläche, sondern zwischen zwei
Metallisierungsflächen .
Die Lagen der Metallisierungsflächen schränken die Lagen der Grenzflächen nicht ein. Die Lagen der Grenzflächen schränken die Lagen der Metallisierungsflächen nicht ein.
Allerdings kann es vorteilhaft bei der Herstellung sein, wenn Metallisierungsflächen an Grenzflächen zwischen
unterschiedlichen Bereichen eingebettet sind.
Figur 4 zeigt, dass auch die Ausrichtung von Grenzflächen die Ausrichtung von Metallisierungsflächen nicht einschränkt. So können Metallisierungsflächen MF und Grenzflächen, z. B.
zwischen dem ersten Bereich Bl und dem zweiten Bereich B2 in einem beliebigen Winkel zueinander ausgerichtet sein. Analog zeigt Figur 5, dass die Ausrichtung des Bauelements als Ganzes V beziehungsweise die Ausrichtung von Grenzflächen zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich nicht eine bestimmte Ausrichtung der Metallisierungsflächen MF erzwingt.
Zur Vereinfachung von Herstellungsschritten können aber
Metallisierungsflächen, Grenzflächen und Unter- bzw.
Oberseiten von Bauelementen eine ausgezeichnete Ausrichtung zueinander, z. B. eine parallele Ausrichtung zueinander, haben .
Figur 6 zeigt die Möglichkeit, Kontaktelektroden an
Seitenflächen des Varistor-Bauelements V anzuordnen. So kann eine Seite eine erste Elektrode El und die vorzugsweise gegenüberliegende Seite eine zweite Elektrode E2 aufweisen, damit das Varistor-Bauelement V, z. B. als
Spannungsschutzelement, mit einer externen Schaltungsumgebung verschaltet wird. Zumindest eine, vorzugsweise mehrere
Metallisierungsflächen MF1, MF2, MF3 sind dabei mit der ersten Elektrode El verschaltet. Eine, aber vorzugsweise mehrere Metallisierungsflächen MF4, MF5, MF6 sind mit der zweiten Elektrode E2 verschaltet. Vorzugsweise keine
Metallisierungsfläche ist sowohl mit der ersten Elektrode El als auch mit der zweiten Elektrode E2 verschaltet. Bei einer Aktivierung des Varistor-Bauelements V fließt dabei ein elektrischer Strom von einem Satz an Metallisierungsflächen, die mit einer der beiden Kontaktelektroden verschaltet sind, zum jeweils anderen Satz Metallisierungsflächen, hier in vertikaler Richtung durch die Varistor-Lagen VL . Kanten K der Metallisierungsflächen MF sind in konventionellen Varistor- Bauelementen besonders gefährdet; in ihrer Nähe können sich Spannungsrisse bilden und ausbreiten. Die Verwendung unterschiedlicher Varistor-Materialien in ein- und demselben Grundkörper eines Varistor-Bauelements verringert die Gefahr von Rissen, insbesondere an kritischen Bereichen wie Kanten K und vor allem Randbereiche des Grundkörpers.
Der oberste Bereiche Bl und der unterste Bereich B3 können dabei das gleiche Varistor-Material Ml umfassen oder daraus bestehen. Dies unterscheidet sich vom Varistor-Material M2 des zweiten Bereichs B2.
Das Material M2 des zweiten Bereichs kann dabei einen höheren thermischen Ausdehnungskoeffizienten CTE als das Material Ml der Bereiche Bl und B3 aufweisen. Beim Abkühlen nach einem Sinterprozess ist das Material M2 des zweiten Bereichs B2 bestrebt, sich mit zunehmender Abkühlung stärker stärker zusammenzuziehen. Jedoch ist diese Dehnung durch das Material Ml und M2 behindert. Durch diese Dehnungsbehinderung
entstehen die beschriebenen Spannungen. Im abgekühlten
Zustand steht das zweite Material des zweiten Bereichs relativ zum Material des ersten und des dritten Bereichs deshalb unter einer Zugspannung, während das erste Material des ersten und des dritten Bereichs relativ zum Material des zweiten Bereichs unter einer Druckspannung steht. Bei
Aktivierung, d. h. bei Erwärmung des Grundkörpers durch
Dissipieren elektrischer Energie, wiederum dehnt sich das zweite Varistor-Material M2 des zweiten Bereichs relativ gesehen stärker aus als das erste Material Ml des ersten und des dritten Bereichs. Analog zu oben sind die Dehnungen in der gekoppelt. Damit baut sich einerseits die Zugspannung im zweiten Material des zweiten Bereichs und andererseits die
Druckspannung im ersten Material des zweiten und des dritten Bereichs ab. Im aktivierten, d. h. erwärmten Zustand sind die mechanischen Belastungen dadurch - und insbesondere relativ zu den Spannungen in aktivierten konventionellen Bauelementen - verringert.
Figur 7 zeigt eine mögliche Ausgestaltungsform, bei der ein erster Bereich Bl, ein dritter Bereich B3 und ein fünfter Bereich B5 aus einem ersten Material Ml bestehen. Das
Varistor-Material des zweiten Bereichs B2 und des vierten Bereichs B4 ist dabei ein zweites Varistor-Material M2. Der zweite und der vierte Bereich stellen dabei von der
thermischen Belastung gesehen die äußeren Bereiche des
Varistor-Bauelements V dar. Der dritte Bereich B3 stellt den Innenbereich des Varistor-Bauelements dar. Die
Durchbruchsfeldstärke im dritten Bereich B3, also im ersten Material Ml, ist dabei vorzugsweise niedriger als im zweiten Varistor-Material M2. Dadurch kann die Lagendicke im zweiten Bereich und im vierten Bereich reduziert und damit die elektrische Leistungsdichte im zweiten und im vierten Bereich erhöht sein. Da der zweite und der vierte Bereich einen verringerten thermischen Widerstand zur Ober- bzw. Unterseite des Bauelements zur Abgabe der Wärme an eine externe Umgebung haben, ist die thermische Belastung des gesamten Bauelements homogener, was zu einer verringerten Fehleranfälligkeit und zu einer verbesserten Homogenität der elektrischen
Eigenschaften über der Zeit führt.
Figur 8 zeigt wiederum die Möglichkeit,
Metallisierungsflächen MF an Phasengrenzen zwischen dem ersten und dem zweiten bzw. dem zweiten und dem dritten
Bereich anzuordnen.
Das Varistor-Bauelement, das Herstellungsverfahren und die Verwendung sind nicht durch die gezeigten technischen Details beschränkt. Varistor-Bauelemente können zusätzliche Lagen, Metallisierungsflächen und Varistor-Material-Lagen, und zusätzliche Kontaktelektroden aufweisen.
Herstellungsverfahren können zusätzliche Schritte, insbesondere betreffend das Einbetten von
Metallisierungslagen in Varistor-Material, umfassen.
Bezugs zeichenliste
Bl, B2, ... erster, zweiter, ... Bereich
El erste Kontaktelektrode
E2 zweite Kontaktelektrode
GK Grundkörper
K Kanten der Metallisierungsflächen
Ml, M2, M3 erstes, zweites, drittes Varistor-Material
MF Metallisierungsfläche
MF1, MF2,... erste, zweite, ... Metallisierungsfläche
MLV Mehrlagen-Varistor-Bauelement
V Varistor-Bauelement
VL Varistor-Lage

Claims

Patentansprüche
1. Varistor-Bauelement (V) mit erhöhtem
StoßStromaufnahmevermögen, umfassend
- einen Grundkörper (GK) mit einem ersten Bereich (Bl) aus einem ersten Varistor-Material und einem zweiten Bereich (B2) aus einem zweiten, vom ersten verschiedenen Varistor- Material,
- in den Grundkörper (GK) eingebetteten
Metallisierungsflächen (MF) .
2. Varistor-Bauelement nach dem vorherigen Anspruch,
umfassend drei Bereiche (Bl, B2) aus mindestens zwei
verschiedenen Varistor-Materialien, wobei zumindest zwei Grenzflächen zwischen den drei Bereichen (Bl, B2) parallel angeordnet sind.
3. Varistor-Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei zumindest zwei Metallisierungsflächen (MF) parallel angeordnet sind.
4. Varistor-Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, umfassend eine Grenzfläche zwischen zwei Bereichen (Bl, B2) unterschiedlicher Varistor-Materialen, die parallel zu einer Metallisierungsfläche (MF) angeordnet ist.
5. Varistor-Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, umfassend eine Grenzfläche zwischen zwei Bereichen (Bl, B2) unterschiedlicher Varistor-Materialen, die zwischen zwei benachbarten Metallisierungsflächen (MF) liegt.
6. Varistor-Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, umfassend eine Metallisierungsfläche (MF) , die an der Grenzfläche zwischen zwei Bereichen (Bl, B2)
unterschiedlicher Varistor-Materialen eingebettet ist.
7. Varistor-Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, umfassend einen dritten Bereich (B3) aus einem Varistor- Material,
wobei der zweite Bereich (B2) zwischen dem ersten Bereich (Bl) und dem dritten Bereich (B3) angeordnet ist.
8. Varistor-Bauelement nach dem vorherigen Anspruch,
wobei das Material des ersten Bereichs (Bl) und das Material des dritten Bereichs (B3) gleich sind.
9. Varistor-Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Varistor-Bauelement (V) ein Mehrlagen-Varistor- Bauelement mit einer Vielzahl an abwechselnd angeordneten Varistorlagen (VL) und Metallisierungsflächen (MF) ist.
10. Varistor-Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner umfassend eine erste Kontaktelektrode (El) und eine zweite Kontaktelektrode (E2), wobei zumindest eine
Metallisierungsfläche (MF) mit der ersten Kontaktelektrode (El) verschaltet ist und zumindest eine Metallisierungsfläche (MF) mit der zweiten Kontaktelektrode (E2) verschaltet ist.
11. Varistor-Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei sich die unterschiedlichen Materialien der Bereiche (Bl, B2) in zumindest einem Materialparameter unterscheiden, der ausgewählt ist aus: thermischem Ausdehungskoeffizienten, Durchbruchsfeldstärke, Sintertemperatur, Korngröße,
spezifische Dichte, chemische Zusammensetzung, mechanische Festigkeit, Strom- und Spannungscharakteristik, Kornform, Textur, Wärmeleitfähigkeit und Temperaturleitfähigkeit.
12. Verfahren zur Herstellung eines Varistor-Bauelements (V) mit erhöhtem Stoßstromaufnahmevermögen, umfassend die
Schritte
- Bereitstellen einer Basis aus einem ersten Varistor- Material als ein erster Bereich (Bl),
- Anordnen eines Materials aus einem zweiten, vom ersten Varistor-Material verschiedenen Varistor-Material als ein zweiter Bereich (B2) auf oder über den ersten Bereich (Bl),
- Einbetten von Metallisierungsflächen (MF) in die
Materialien der beiden Bereiche (Bl, B2) .
13. Verwendung von zwei unterschiedlichen Varistor- Materialien in unterschiedlichen Bereichen (Bl, B2) eines Varistor-Bauelements (V) , um das Stoßstromaufnahmevermögen zu erhöhen .
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