DE19529304C2 - Verfahren zur Herstellung von elektrischen Vielschichtwiderstandselementen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von elektrischen VielschichtwiderstandselementenInfo
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- 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
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel
lung von elektrischen Vielschichtwiderstandselementen nach
dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der US-PS 3 679 950 sind monolithische Kondensatoren be
kannt, welche dünne Schichten aus dielektrischem Material und
zwischen diesen Schichten aus dielektrischem Material befind
liche dünnere Schichten aus leitendem Material aufweisen. Die
Schichten aus leitendem Material sind so ausgebildet, daß sie
alternierend zu sich gegenüberliegenden Endflächen des Kon
densators verlaufen und durch Metallisierung der Enden elek
trisch miteinander verbunden sind.
Fig. 5 zeigt in vergrößertem Maßstab ein derartiges bekann
tes Bauelement in Form eines elektrischen
Vielschichtwiderstandselementes mit einem monolithischen Körper 1 mit Schichten 2 aus kerami
schem Material und Kontaktschichten 3 aus elektrisch leiten
dem Material zwischen den Schichten 2 aus keramischem Materi
al. Die leitenden Kontaktschichten 3 sind so ausgebildet, daß
sie alternierend zu sich gegenüberliegenden Endflächen des
Körpers 1 verlaufen und an ihren En
den in an sich bekannter Weise durch Metallschichten 4 und 5
elektrisch miteinander verbunden sind. Durch die alternieren
de Anordnung der elektrisch leitenden Kontaktschichten 3 im
vorstehend beschriebenen Sinne entstehen jeweils Bereiche 6
der Schichten 2 aus keramischem Material, welche jeweils jede
zweite Kontaktschicht 3 aus elektrisch leitendem Material von
den Metallschichten 4 und 5 trennen. Es sei bemerkt, daß in
Fig. 5 die Vorderfläche, an der die Kontaktschichten 3
sichtbar sind, nur eine gedachte Schnittfläche ist, die tat
sächlich nicht vorhanden ist.
Aus der DE 43 31 381 C1 ist ein Verfahren zur Herstellung von
elektrischen Vielschichtwiderstands-Elementen der vorstehend
erläuterten Art bekannt geworden, bei dem im Keramikkörper am
Ort der späteren Kontaktschichten zunächst entsprechende Ka
vernen hergestellt werden, die vor dem Sintern des Keramik
körpers mit einem beim Sintern ausbrennenden Material gefüllt
und nach dem Ausbrennen mit dem Material für die Kontakt
schichten aufgefüllt werden. Dabei werden in Folien, welche
im fertigen Widerstandselement die Schichten aus keramischem
Material bilden, Durchbrüche gestanzt, wobei die Durchbrüche
von auf ungestanzten Folien liegenden gestanzten Folien mit
dem ausbrennbaren Material gefüllt und alternierend die ge
stanzten Folien zusammen mit den ungestanzten Folien so ge
stapelt und geschnitten werden, daß im geschnittenen Stapel
einseitig offene Kavernen ausgebildet sind.
Bei diesem Verfahren bilden die Kavernen Sacklöcher, in die
das Kontaktschichtmaterial in einem Autoklaven unter Vakuum
bzw. mit einem Inertgas in Form von Flüssigmetallen, vorzugs
weise Blei, eingebracht wird. Dabei ist jedoch das Eindringen
des Kontaktschichtmaterials, insbesondere die vollständige
Auffüllung der Kavernen in Form von Sacklöchern problema
tisch.
Aus der US-PS 4 766 409 ist ein Thermistor bekannt geworden,
welcher einen gesinterten Keramikkörper aus einer Vielzahl
von Innenelektroden und damit abwechselnden keramischen
Schichten sowie mit speziellen Innenelektroden verbundene Au
ßenelektroden aufweist. Die Innenelektroden werden dadurch
hergestellt, daß geschmolzenes Elektrodenmaterial unter Druck
von außen in Hohlräume zwischen den Keramikschichten einge
bracht wird. Auch dabei tritt das vorstehend schon genannte
Problem des vollständigen Auffüllens der Hohlräume auf.
Aus der DE 37 25 455 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von
elektrischen Vielschichtbauelementen bekannt geworden, bei
dem in einem Keramikkörper Hohlräume bzw. Kavernen für In
nenelektroden vorgesehen sind, die nicht nur an sich gegen
überliegenden Seitenflächen, an denen eine Außenkontaktierung
vorgenommen werden soll, sondern auch an dazu querverlaufen
den Seitenflächen offen sind. Dabei fällt zwar das Problem
des vollständigen Auffüllens der Hohlräume bzw. Kavernen mit
Material für die Innenelektroden nicht so stark ins Gewicht,
weil über die nach jeweils drei Seiten offenen Hohlräume bzw.
Kavernen ein Druckausgleich stattfinden kann. Allerdings ist
dabei eine zusätzliche Verfahrensmaßnahme zur Festlegung de
finierter Abmessungen der Hohlräume bzw. Kavernen in Form des
Einbringens von Keramikpartikeln als Stützelemente in diese
Hohlräume bzw. Kavernen vorgesehen.
Ein entsprechendes Verfahren zur Herstellung von Vielschicht-
Keramikkondensatoren ist aus der DE 36 12 084 A1 bekannt ge
worden, bei dem in einem Keramikkörper ebenfalls nach drei
Seiten offene Hohlräume bzw. Kavernen für Innenelektroden
hergestellt werden. Auch dabei wird zusätzlich ein Material,
speziell Kohle- bzw. Kohlenstoffpaste in die Hohlräume bzw.
Kavernen eingebracht, um deren Blockieren bzw. Verstopfen zu
verhindern.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
Verfahren der in Rede stehenden Art anzugeben, mit dem die
Auffüllung der Kavernen mit Kontaktschichtmaterial problemlos
und sicher ist.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangsgenannten
Art erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden
Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteran
sprüchen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei
spiels gemäß den Figuren der Zeichnung näher erläutert. Es
zeigen:
Fig. 1 bis 4 aufeinanderfolgende Verfahrensschritte bei
der Herstellung eines Vielschichtwiderstandselemen
tes; und
Fig. 5 den oben bereits erläuterten an sich bekannten Auf
bau eines Vielschichtwiderstandselementes.
Gemäß Fig. 1 wird zunächst ein größerer Körper 10 aus kera
mischem Material hergestellt, in den durch Stege 12 Kavernen
13 abgegrenzt werden. In Richtung quer zu den Stegen 12 sind
Kanäle 14 vorgesehen, welche durch die Stege 12 sowie durch
weitere Stege 15 an sich gegenüberliegenden Seiten des Kör
pers 10 begrenzt werden.
Aus diesem größeren Körper 10 werden durch Schneiden längs
Schnittlinien a-a sowie b-b Körper 11 gemäß Fig. 2 herausge
schnitten, in der im übrigen gleiche Elemente wie in Fig. 1
mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.
Gemäß Fig. 3 werden Körper 10, jeweils um 180° gegeneinander
gedreht, in durch Pfeile c angedeuteter Weise zur Bildung ei
nes Keramikkörpers für ein Vielschichtwiderstandselement ge
stapelt.
Nach Sintern eines solchen Stapels entsteht ein Vielschicht
widerstandselement-Körper gemäß Fig. 4. In diesen Körper
kann durch die Kanäle 14 Kontaktschichtmaterial in die Kaver
nen 13 eingebracht werden. Dieses Einbringen des Kontakt
schichtmaterials kann in Weiterbildung der Erfindung auf ver
schiedene Weise erfolgen.
Einmal kann das Kontaktschichtmaterial als Flüssigmetall
durch die Kanäle 14 in die Kavernen 13 eingebracht werden.
Weiterhin ist dies auch durch Einbringen einer Metallpaste
möglich.
Dabei sind einfache Technologien einsetzbar, welche bisher
nicht verwendbar waren.
Weiterhin können Keramikkörper nahezu beliebiger Dicke herge
stellt werden, wobei ein Stapel vor dem Sintern durch jedes
Bindemittel, das auf die Keramik keinen Einfluß hat, verwen
det werden. Z. B. sind zu diesem Zweck organische Binder oder
Wasser verwendbar. Anstelle eines derartigen Fixierens durch
ein Bindemittel eignet sich auch ein mechanisches Verpressen.
Es können nahezu beliebig hohe Kavernen hergestellt werden,
was beispielsweise zur Festlegung von deren Tiefe durch Ein
prägung in die Keramikkörper erfolgen kann.
Die größeren Körper 10 nach Fig. 1 können auch durch her
kömmliche Verfahren, wie beispielsweise Schlickerguß oder
Einzelpressen aus Granulat hergestellt werden.
Claims (3)
1. Verfahren zur Herstellung von elektrischen Vielschichtwi
derstandselementen, insbesondere Vielschichtkaltleiterelemen
ten, mit einem monolithischen Körper (1), der eine Vielzahl
von Schichten (2) aus keramischem Material aufweist, zwischen
denen elektrisch leitende alternierend zu jeweils bis zu ei
ner Seitenfläche zweier sich gegenüberliegender Seitenflächen
des Körpers (1) verlaufende Kontaktschichten (3) vorgesehen
sind, wobei im Körper (1) den Kontaktschichten (3) entspre
chende Kavernen (13) vorgesehen sind, die mit Kontaktschicht
material aufgefüllt werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schichten (2) aus keramischem Material aus Körpern (11) hergestellt werden, die zur Bildung der Kavernen (13) Ausnehmungen aufweisen, die an zwei sich gegenüberliegenden Seiten durch Stege (12) begrenzt sind, an einer zu den durch die Stege (12) begrenzten Seiten quer verlaufenden Seite durch einen Quersteg (15) begrenzt sind, an der Seite, welche der durch den Quersteg (15) begrenzten Seite gegenüber liegt, offen sind und in die zwischen den Stegen (12, 15) vorgesehe ne, parallel zum Quersteg (15) ausgerichtete Kanäle (14) mün den,
daß eine Vielzahl von Körpern (11) jeweils um 180° ge geneinander gedreht, gestapelt und zusammengesintert wird, wodurch die Ausnehmungen jeweils eines Körpers (11) und dar über liegende nächstfolgende Körper (11) die Kavernen (13) bilden, und
daß die Kavernen (13) in den zusammengesinterten Körpern (11) über die Kanäle (14) mit Kontaktschichtmaterial gefüllt werden.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schichten (2) aus keramischem Material aus Körpern (11) hergestellt werden, die zur Bildung der Kavernen (13) Ausnehmungen aufweisen, die an zwei sich gegenüberliegenden Seiten durch Stege (12) begrenzt sind, an einer zu den durch die Stege (12) begrenzten Seiten quer verlaufenden Seite durch einen Quersteg (15) begrenzt sind, an der Seite, welche der durch den Quersteg (15) begrenzten Seite gegenüber liegt, offen sind und in die zwischen den Stegen (12, 15) vorgesehe ne, parallel zum Quersteg (15) ausgerichtete Kanäle (14) mün den,
daß eine Vielzahl von Körpern (11) jeweils um 180° ge geneinander gedreht, gestapelt und zusammengesintert wird, wodurch die Ausnehmungen jeweils eines Körpers (11) und dar über liegende nächstfolgende Körper (11) die Kavernen (13) bilden, und
daß die Kavernen (13) in den zusammengesinterten Körpern (11) über die Kanäle (14) mit Kontaktschichtmaterial gefüllt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Kontaktschichtmaterial als Flüssigmetall in die Ka
vernen (13) eingebracht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Kontaktschichtmaterial als Metallpaste in die Kaver
nen (13) eingebracht wird.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995129304 DE19529304C2 (de) | 1995-08-09 | 1995-08-09 | Verfahren zur Herstellung von elektrischen Vielschichtwiderstandselementen |
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DE3204207C2 (de) * | 1982-02-08 | 1985-05-23 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Elektrischer Widerstand mit einem keramischen PTC-Körper und Verfahren zu seiner Herstellung |
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1995
- 1995-08-09 DE DE1995129304 patent/DE19529304C2/de not_active Expired - Fee Related
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- 1996-07-31 EP EP96112376A patent/EP0762440A3/de not_active Withdrawn
- 1996-08-01 JP JP21930696A patent/JPH0950903A/ja active Pending
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DE19529304A1 (de) | 1997-02-13 |
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