WIDERSTANDSBAUELEMENT UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES WIDERSTANDSBAUELEMENTS

Beschreibung

[0001] Es wird ein Widerstandsbauelement mit einem Stapel aus keramischen Schichten und dazwischen angeordneten Innenelektroden angegeben. Zur elektrischen Kontaktierung der Innenelektroden können an der Außenseite des Stapels Außenkontaktierungen befestigt sein. Derartige Widerstandsbauelemente können zum Beispiel als NTC-Thermistoren ausgeführt sein und werden beispielsweise zur Temperaturmessung verwendet.

[0002] In der Druckschrift EP 1 451 833 B1 ist ein Widerstandsbauelement mit einem negativen Temperaturkoeffizienten beschrieben.

[0003] US 6 147 587 offenbart ein weiteres Bauelement.

[0004] Es ist eine zu lösende Aufgabe, eine Geometrie eines Widerstandsbauelements, insbesondere eine Innen- und Außenelektrodenanordnung eines Widerstandsbauelements anzugeben, die verbesserte Eigenschaften aufweist.

[0005] Die Erfindung ist definiert durch das Widerstandsbauelement mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 und das Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 13.

[0006] Es wird ein Widerstandsbauelement mit einem Grundkörper angegeben, welcher einen Stapel aus keramischen Schichten und dazwischen angeordnete Innenelektroden umfasst. Das Widerstandsbauelement weist eine erste und eine zweite Außenkontaktierung auf.

[0007] Die Außenkontaktierungen sind vorzugsweise auf zwei gegenüberliegenden Seitenflächen des Bauelements angeordnet. Beispielsweise werden die Außenkontaktierung durch Eintauchen des Bauelements in eine leitfähige Paste hergestellt und können daher Kappen bzw. kappenförmige Bereiche aufweisen. Die Außenkontaktierungen liegen dann kantenübergreifend auf mehreren Seitenflächen des Grundkörpers auf und die Kappen stellen die kantenübergreifende Bereiche der Außenkontaktierung dar.

[0008] Das Widerstandsbauelement weist Innenelektroden einer ersten Sorte auf, welche mit der ersten Außenkontaktierung elektrisch leitend verbunden sind. Des Weiteren weist das Widerstandsbauelement Innenelektroden einer zweiten Sorte auf, welche mit der zweiten Außenkontaktierung elektrisch leitend verbunden sind. Sowohl die Innenelektroden der ersten Sorte als auch die Innenelektroden der zweiten Sorte sind vorzugsweise stapelförmig angeordnet.

[0009] Weiterhin sind die Innenelektroden der ersten Sorte überlappungsfrei von den Innenelektroden der zweiten Sorte angeordnet. Somit wird zwischen den Innenelektroden der ersten Sorte und den Innenelektroden der zweiten Sorte eine Lücke gebildet, wobei ein von der ersten Außenkontaktierung zu der zweiten Außenkontaktierung fließender Strom von den Innenelektroden der ersten Sorte über die keramischen Schichten zu den Innenelektroden der zweiten Sorte fließen kann. Die Lücke wird zu zwei Seiten jeweils von Kanten der Innenelektroden der ersten Sorte und der zweiten Sorte begrenzt, wobei mit Kanten die Enden der Innenelektroden bezeichnet werden, welche in Richtung der gegenüberliegenden Innenelektroden zeigen.

[0010] Durch eine Verkleinerung beziehungsweise Vergrößerung der Lücke können die elektrischen Eigenschaften des Widerstandsbauelements gezielt verändert werden. Beispielsweise bewirkt eine Verkleinerung der Lücke zwischen den Innenelektroden der ersten Sorte und den Innenelektroden der zweiten Sorte eine Absenkung des Widerstandes des Bauelements.

[0011] Weiterhin weist das Widerstandsbauelement wenigstens eine Innenelektrode einer dritten Sorte auf, welche weder mit der ersten noch mit der zweiten Außenkontaktierung elektrisch leitend verbunden ist.

[0012] Dabei überlappt die Innenelektrode der dritten Sorte wenigstens teilweise mit den Innenelektroden der ersten Sorte und den Innenelektroden der zweiten Sorte.

[0013] Ein von der ersten Außenkontaktierung zu der zweiten Außenkontaktierung fließender Strom kann von der ersten Außenkontaktierung über die Innenelektroden der ersten Sorte, über die keramischen Schichten und über die Innenelektrode der dritten Sorte und die keramischen Schichten zu den Innenelektroden der zweiten Sorte und zu der zweiten Außenkontaktierung fließen.

[0014] Durch eine Veränderung des Abstandes der Innenelektrode der dritten Sorte zu den Innenelektroden der ersten und der zweiten Sorte beziehungsweise durch eine Vergrößerung oder Verkleinerung des Überlappungsbereichs können die elektrischen Eigenschaften des Widerstandsbauelements, wie beispielsweise der Widerstand des Bauelements, gezielt eingestellt werden.

[0015] Für jede Innenelektrode der dritten Sorte sind wenigstens drei Innenelektroden der ersten Sorte und drei Innenelektroden der zweiten Sorte vorgesehen.

[0016] Bei dem hier beschriebenen Bauelement fließt ein erster Anteil des von der ersten zu der zweiten Außenkontaktierung fließenden Stroms von der ersten Außenkontaktierung über die Innenelektroden der ersten Sorte und den Kanten der Innenelektroden der ersten Sorte direkt über die Lücke zu den Kanten der Innenelektroden der zweiten Sorte und über die Innenelektroden der zweiten Sorte zu der zweiten Außenkontaktierung.

[0017] Ein zweiter Anteil des Stroms fließt von der ersten Außenkontaktierung über die Flächen der Innenelektroden der ersten Sorte und über die Fläche der Innenelektrode der dritten Sorte zu den Flächen der Innenelektroden der zweiten Sorte und zur zweiten Außenkontaktierung.

[0018] Im Vergleich zu Innenelektrodenanordnungen von Widerstandsbauelementen, bei welchen für jede Innenelektrode der dritten Sorte lediglich jeweils eine oder zwei Innenelektroden der ersten und zweiten Sorte vorgesehen sind, wird bei dem hier beschriebenen Widerstandsbauelement der erste Anteil des Stroms, der ohne über die Innenelektrode der dritten Sorte direkt von den Innenelektroden der ersten Sorte über die Lücke zu den Innenelektroden der zweiten Sorte fließt, gegenüber dem zweiten Anteil des Stroms, der über die Innenelektrode der dritten Sorte fließt, erhöht.

[0019] Es hat sich gezeigt, dass senkrecht zu der Grundfläche des Bauelements, das heißt in Stapelrichtung, fließende Ströme besonders empfindlich gegenüber Schichtdickenschwankungen der keramischen Schichten sind. In Stapelrichtung fließt ein Strom im Wesentlichen, wenn der Strom von den Innenelektroden der ersten Sorte über die Innenelektrode der dritten Sorte zu den Innenelektroden der zweiten Sorte fließt.

[0020] Bei Strömen, welche in lateraler Richtung, das heißt senkrecht zur Stapelrichtung beziehungsweise parallel zu der Grundfläche des Bauelements fließen, also solche Ströme, die direkt über die Lücke fließen, tritt dieser Effekt ebenfalls auf, jedoch mit anderem Vorzeichen.

[0021] Durch die hier beschriebene Innenelektrodenanordnung wird das Verhältnis des ersten Anteils des Stroms, also des in lateraler Richtung fließenden Stroms, zu dem zweiten Anteil des Stroms, also dem in Stapelrichtung fließenden Strom, optimiert, so dass negative Auswirkungen fertigungsbedingter Schwankungen durch Variation von Keramikschichtdicken bei verschiedenen Bauelementen reduziert werden können. So kann, im Vergleich zu bekannten Bauelementen, bei dem hier beschriebenen Bauelement auch bei Schichtdickenschwankungen der Keramikschichten von Bauelement zu Bauelement ein im Wesentlichen gleicher vorgegebener Sollwiderstand bei diesen Bauelementen erreicht werden.

[0022] Die Innenelektrode der dritten Sorte weist vorzugsweise zu zwei gegenüberliegenden Seitenflächen des Bauelements jeweils einen im Wesentlichen gleichen Abstand auf.

[0023] "Gleich" oder "im Wesentlichen gleich" bedeutet dabei hier und im Folgenden, dass die Abweichungen im Bereich der Toleranzen des Herstellungsverfahrens liegen. Beispielsweise kann die Innenelektrode der dritten Sorte zu einer Seitenfläche des Bauelements einen Abstand aufweisen, welcher vom Abstand der Innenelektrode der dritten Sorte zu der gegenüberliegenden Seitenfläche um kleiner oder gleich 10 µm abweicht.

[0024] Vorzugsweise weisen alle Innenelektroden der ersten Sorte zu den jeweils gegenüberliegenden Innenelektroden der zweiten Sorte einen im Wesentlichen gleichen Abstand auf, wobei mit Abstand der laterale Abstand von einer Kante einer Innenelektrode der ersten Sorte zu einer Kante einer gegenüberliegenden Innenelektrode der zweiten Sorte gemeint ist. Da alle Innenelektroden der ersten Sorte zu den jeweils gegenüberliegenden Innenelektroden der zweiten Sorte vorzugsweise einen im Wesentlichen gleichen Abstand aufweisen, ergibt sich zwischen den Innenelektroden der ersten Sorte und den Innenelektroden der zweiten Sorte eine Lücke, deren Größe konstant ist.

[0025] Des Weiteren können eine erste und eine zweite Innenelektrode der ersten Sorte und eine erste und eine zweite Innenelektrode der zweiten Sorte als Abschirmelektroden zur Abschirmung der übrigen Innenelektroden von Bereichen der Außenkontaktierungen funktionieren. Die Abschirmung erfolgt dabei vor allem bezüglich der Kappen der Außenkontaktierungen, das heißt unerwünschte Einflüsse der kappenförmigen, kantenübergreifenden Bereiche der Außenkontaktierungen auf die elektrischen Eigenschaften des Widerstandsbauelements können minimiert werden.

[0026] Beispielsweise können jeweils zwei Innenelektroden der ersten Sorte und zwei Innenelektroden der zweiten Sorte oberhalb der Innenelektrode der dritten Sorte angeordnet sein. Auf der anderen Seite der Innenelektrode der dritten Sorte können ebenfalls jeweils zwei Innenelektroden der ersten Sorte und zwei Innenelektroden der zweiten Sorte unterhalb der Innenelektrode der dritten Sorte angeordnet sein.

[0027] Gemäß einer Ausführungsform ist das Widerstandsbauelement symmetrisch bezüglich der Innenelektrode der dritten Sorte. Vorzugsweise ist das Bauelement symmetrisch zu drei senkrecht zueinander stehenden Ebenen. Das bedeutet, dass dem Widerstandsbauelement drei Ebenen zugeordnet werden können, welche zueinander senkrecht stehen und zu welchen das Bauelement symmetrisch ist.

[0028] In einer weiteren Ausführungsform weist das Widerstandsbauelement genau eine Innenelektrode der dritten Sorte und wenigstens jeweils drei Innenelektroden der ersten und der zweiten Sorte auf.

[0029] In einer Ausführungsform weisen die Innenelektroden der ersten Sorte und die Innenelektroden der zweiten Sorte alle eine gleiche Länge auf, die im Wesentlichen einer halben Länge der Innenelektrode der dritten Sorte entspricht.

[0030] In einer weiteren Ausführungsform weisen die Innenelektroden der ersten, der zweiten und der dritten Sorte eine im Wesentlichen gleiche Breite auf. Des Weiteren kann der Abstand der Innenelektroden der ersten Sorte zu den Innenelektroden der zweiten Sorte im Wesentlichen dem zweifachen Abstand der Innenelektrode der dritten Sorte zu einer Seitenfläche des Bauelements, von welcher aus die Innenelektroden der ersten oder zweiten Sorte in den Grundkörper ragen, entsprechen.

[0031] Vorzugsweise weisen die Innenelektroden der ersten Sorte und die Innenelektroden der zweiten Sorte alle eine gleiche Fläche auf, die im Wesentlichen der halben Fläche der Innenelektrode der dritten Sorte entspricht.

[0032] Durch die oben beschriebenen Merkmale bezüglich der Länge, Breite, Fläche sowie Abstände der jeweiligen Innenelektroden ergibt sich der Vorteil, dass innerhalb des Herstellungsprozess des Widerstandsbauelements beim Bedrucken aller Innenelektroden die gleiche Bedruckungsmaske verwendet werden kann.

[0033] Gemäß einer Ausführungsform weist das Widerstandsbauelement die Form eines Quaders mit einer Länge l, einer Breite b und einer Höhe h auf. Für den elektrischen Widerstand R₂₅ des Bauelements bei einer Nenntemperatur von 25 °C, für den spezifischen Widerstand p der keramischen Schichten, die Länge l, Breite b und Höhe h des Bauelements gilt die mathematische Beziehung:

[0034] In einer bevorzugten Ausführungsform gilt:

[0035] In einer besonders bevorzugten Ausführungsform gilt:

[0036] Vorzugsweise entspricht die Breite b des Bauelements im Wesentlichen der halben Länge des Bauelements.

[0037] In einer weiteren Ausführungsform weist jede Innenelektrode zu der in Stapelrichtung nächstliegenden Innenelektrode einen im Wesentlichen gleichen Abstand auf.

[0038] In einer alternativen Ausführungsform weisen die Innenelektroden der ersten Sorte und der zweiten Sorte zu in Stapelrichtung benachbarten Innenelektroden verschiedene Abstände auf.

[0039] Vorzugsweise handelt es sich bei dem beschriebenen Widerstandsbauelement um ein NTC-Thermistor, das heißt um ein Widerstandsbauelement mit einem negativen Temperaturkoeffizienten. Bei einem NTC-Thermistor wird der durch die keramischen Schichten fließende Strom bei hohen Temperaturen besser geleitet als bei tiefen Temperaturen, weshalb ein derartiges Widerstandsbauelement auch als Heißleiter bezeichnet wird.

[0040] Weiterhin wird ein Verfahren zur Herstellung eines oben beschriebenen Widerstandsbauelements angegeben.

[0041] Dabei werden die Innenelektroden mittels eines Druckverfahrens, bei dem vorzugsweise eine leitfähige Paste verwendet wird, auf einer Keramikgrünschicht aufgebracht. Beim Aufbringen der Innenelektroden wird für alle Innenelektroden die gleiche Bedruckungsmaske verwendet. Durch die Verwendung von nur einer Bedruckungsmaske lässt sich der Herstellungsprozess eines hier beschriebenen Widerstandsbauelements erheblich vereinfachen.

[0042] Vorzugsweise wird die wenigstens eine Innenelektrode der dritten Sorte um eine halbe Länge des Bauelements versetzt zu den Innenelektroden der ersten Sorte und zu den Innenelektroden der zweiten Sorte aufgebracht.

[0043] Nach dem Schneiden der eingebrannten Keramikschichten entsteht dadurch ein Widerstandsbauelement, bei dem vorzugsweise die Innenelektroden der ersten und der zweiten Sorte alle eine gleiche Fäche aufweisen, welche der halben Fläche der in der Mitte des Bauelements angeordnete Innenelektrode der dritten Sorte entspricht.

[0044] Im Folgenden werden das angegebene Widerstandsbauelement und vorteilhafte Ausgestaltungen anhand von schematischen Figuren erläutert. Es zeigen:

Figur 1 einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Widerstandsbauelements,

Figuren 2 und 3 Aufsichten auf verschiedene Schichten eines erfindungsgemäßen Widerstandsbauelements,

Figuren 4 und 5 Querschnitte weiterer Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Widerstandsbauelements.

[0045] Figur 1 zeigt einen Querschnitt eines Widerstandsbauelements 1 mit einem Grundkörper 8, welcher keramische Schichten 2 und verschiedene Innenelektroden 5, 6, 70 umfasst. Das Widerstandsbauelement 1 weist auf zwei gegenüberliegenden Seitenflächen 91, 92 des Grundkörpers 8 eine erste und eine zweite kappenförmige Außenkontaktierung 3, 4 auf. Dabei sind vier Innenelektroden 5 einer ersten Sorte elektrisch leitend mit der ersten Außenkontaktierung 3 und vier Innenelektroden 6 einer zweiten Sorte elektrisch leitend mit der zweiten Außenkontaktierung 4 verbunden. Des Weiteren weist der Grundkörper 8 des Widerstandsbauelements 1 eine Innenelektrode 70 einer dritten Sorte auf, welche weder mit der ersten 3 noch mit der zweiten 4 Außenkontaktierung elektrisch leitend verbunden ist.

[0046] Die mit der ersten Außenkontaktierung 3 verbundenen Innenelektroden 5 der ersten Sorte und die mit der zweiten Außenkontaktierung 4 verbundenen Innenelektroden 6 der zweiten Sorte liegen sich jeweils paarweise gegenüber. Das bedeutet, dass jeweils eine Innenelektrode 51, 52, 53, 54 der ersten Sorte und eine Innenelektrode 61, 62, 63, 64 der zweiten Sorte in einer gleichen gedachten horizontalen Schnittebene, welche parallel zu einer Unterseite des Grundkörpers 8 ist, angeordnet sind.

[0047] Darüber hinaus sind die Innenelektroden 5 der ersten Sorte und die Innenelektroden 6 der zweiten Sorte voneinander beabstandet, d.h. sie berühren sich nicht und weisen keinen Überlapp auf. Somit wird zwischen den Innenelektroden 5 der ersten Sorte und den Innenelektroden 6 der zweiten Sorte ein Spalt gebildet.

[0048] Andererseits überlappen sowohl die Innenelektroden 5 der ersten Sorte als auch die Innenelektroden 6 der zweiten Sorte mit der mittig im Grundkörper 8 angeordneten Innenelektrode 70 der dritten Sorte.

[0049] Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 sind jeweils zwei Innenelektroden 51, 53 der ersten Sorte und zwei Innenelektroden 61, 63 der zweiten Sorte oberhalb der Innenelektrode 70 der dritten Sorte angeordnet. Auf der anderen Seite der Innenelektrode 70 sind zwei Innenelektroden 52, 54 der ersten Sorte und zwei Innenelektroden 62, 64 der zweiten Sorte unterhalb der Innenelektrode 70 der dritten Sorte angeordnet.

[0050] Vorzugsweise weist die Innenelektrode 70 der dritten Sorte zur ersten 3 und zur zweiten 4 Außenkontaktierung jeweils den gleichen Abstand auf.

[0051] Die Innenelektroden 51, 52, 61, 62 können durch ihre Anordnung am äußeren Rand des Grundkörpers 8 zusätzlich als Abschirmelektroden wirken, indem sie die übrigen Innenelektroden vom Einfluss der kappenförmigen Außenkontaktierungen 3, 4 abschirmen. Dabei erfolgt vor allem eine Abschirmung von den Bereichen der Außenkontaktierungen 3, 4, welche die Seitenflächen 95 und 96 zumindest teilweise bedecken und näherungsweise parallel zu den Innenelektroden 5, 6, 70 sind.

[0052] Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 weist die Innenelektrode 70 der dritten Sorte zu jeweils zwei gegenüberliegenden Seitenflächen des Bauelements 1 den gleichen Abstand auf. Weiterhin weist jede Innenelektrode zu der in vertikaler Richtung nächstliegenden Innenelektrode den gleichen Abstand auf, das heißt die Innenelektroden sind gleich beabstandet.

[0053] Das Widerstandsbauelement 1 ist symmetrisch bezüglich der Innenelektrode 70 der dritten Sorte gebildet. Des Weiteren ist das Bauelement 1 symmetrisch zu drei senkrecht zueinander stehenden Ebenen. In anderen Worten können dem Widerstandsbauelement 1 drei Ebenen zugeordnet werden, welche zueinander senkrecht stehen und zu welchen das Bauelement symmetrisch ist.

[0054] Ein Widerstandsbauelement gemäß Figur 1 ist vorzugsweise ein NTC-Thermistor-Bauelement. Das Bauelement weist zum Beispiel eine Höhe von 750 µm, eine Breite von 750 µm und eine Länge von 1520 µm auf. Die keramischen Schichten 2 haben beispielsweise einen spezifischen Widerstand von 24,3 Ωm und der elektrische Widerstand R25 des Bauelements bei einer Nenntemperatur von 25 °C beträgt 10 kΩ.

[0055] Die in der Mitte des Bauelements angeordnete Innenelektrode 70 der dritten Sorte ist beispielsweise 390 µm breit und 1084 µm lang. Die von den Außenkontaktierungen 3, 4 in den Grundkörper 8 des Bauelements ragenden Innenelektroden 5, 6 der ersten und der zweiten Sorte sind 390 µm breit und 524 µm lang. Die Lücke zwischen den Innenelektroden 5 der ersten Sorte und den Innenelektroden 6 der zweiten Sorte ist 436 µm groß. Die Innenelektroden weisen zu den in Stapelrichtung nächstliegenden Innenelektroden einen Abstand von 125 µm auf. Der Abstand der ersten Außenkontaktierung 3 zu der zweiten Außenkontaktierung 4 beträgt 920 µm.

[0056] Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Widerstandsbauelement befindet sich eine Verglasung über dem Bauelement. Die Außenkontaktierungen 3, 4 haben in dieser Ausführungsform keinen direkten Kontakt zu den keramischen Schichten 2, da die Verglasung zwischen den Außenkontaktierungen 3, 4 und den keramischen Schichten 2 angeordnet ist. Dadurch lassen sich unerwünschte Einflüsse der Außenkontaktierungen 3, 4 auf die elektrischen Eigenschaften des Bauelements reduzieren, insbesondere unerwünschte Einflüsse der kappenförmigen Bereiche 31, 32, 41, 42 der Außenkontaktierungen 3, 4.

[0057] Bei einem derartigen Widerstandsbauelement mit Verglasung weist die in der Mitte des Bauelements angeordnete Innenelektrode 70 der dritten Sorte eine Breite von 400 µm und eine Länge von 1085 µm auf. Der Abstand der Innenelektroden 5 der ersten Sorte zu den Innenelektroden 6 der zweiten Sorte, das heißt die Größe der Lücke zwischen den Innenelektroden 5 der ersten Sorte zu den Innenelektroden 6 der zweiten Sorte beträgt 435 µm.

[0058] Figur 2 zeigt eine Aufsicht des erfindungsgemäßen Widerstandsbauelements 1 gemäß Figur 1, wobei hier der Schnitt durch die Ebene i dargestellt ist. Die Innenelektrode 70 der dritten Sorte ist rechteckig ausgebildet. Sie ist mittig im Widerstandsbauelement angeordnet, das heißt die Innenelektrode 70 der dritten Sorte weist zu zwei gegenüberliegenden Seitenflächen 91 und 92 sowie 93 und 94 des Bauelements 1 jeweils den gleichen Abstand c beziehungsweise d auf. Die Innenelektrode 70 der dritten Sorte ist beispielsweise 390 µm breit und 1084 µm lang.

[0059] Figur 3 zeigt eine weitere Aufsicht des erfindungsgemäßen Bauelements 1 gemäß Figur 1. Dabei ist der Schnitt durch Ebene ii dargestellt. Die Innenelektrode 52 der ersten Sorte ist elektrisch leitend mit der Außenkontaktierung 3 verbunden. Die Innenelektrode 62 der zweiten Sorte ist elektrisch leitend mit der zweiten Außenkontaktierung 4 verbunden. Die beiden Innenelektroden 52 und 62 sind voneinander beabstandet. Sie weisen beispielsweise einen Abstand e von 436 µm auf.

[0060] Vorzugsweise weisen alle Innenelektroden 5 der ersten Sorte zu den jeweils gegenüberliegenden Innenelektroden 6 der zweiten Sorte den gleichen Abstand e auf.

[0061] Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn der Abstand e dem zweifachen Abstand 2c der mittigen Innenelektrode 70 zu den Seitenfläche 91 beziehungsweise 92 des Widerstandsbauelements 1 entspricht. Dies wird im Folgenden im Zusammenhang mit der Bedruckung der Innenelektroden bei der Herstellung eines erfindungsgemäßen Bauelements deutlich.

[0062] Im Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 1, 2 und 3 entspricht die Breite der beiden Innenelektroden 53 und 63 mit einer Breite von beispielsweise 390 µm der Breite der Innenelektrode der ersten Sorte.

[0063] Die Länge der Innenelektroden 5 der ersten Sorte entspricht vorzugsweise der Länge der Innenelektroden 6 der zweiten Sorte.

[0064] Besonders bevorzugt ist es, wenn die die Länge der Innenelektroden 5, 6 der ersten und zweiten Sorte einer halben Länge der mittleren Innenelektrode 70 der dritten Sorte entspricht.

[0065] Dadurch kann bei der Herstellung des Widerstandsbauelements für alle Innenelektroden eine gleiche Bedruckungsmaske verwendet werden. Im Fall der Innenelektrode 70 der dritten Sorte erfolgt die Bedruckung lediglich um eine halbe Bauteillänge 1/2 versetzt.

[0066] In Figur 4 ist ein Querschnitt eines erfindungsgemäßen Widerstandsbauelements gezeigt, wobei anders als in Figur 1 die Innenelektroden 5 der ersten Sorte und die Innenelektroden 6 der zweiten Sorte jeweils unterschiedlich beabstandet sind. Die Innenelektroden 51, 52 der ersten Sorte und 61, 62 der zweiten Sorte weisen einen verhältnismäßig großen Abstand f zu dem in vertikaler Richtung nächstliegenden Innenelektroden 53, 54 und 63, 64 auf. Dagegen weisen die Innenelektroden 53, 54 der ersten Sorte und 63, 64 der zweiten Sorte einen verhältnismäßig geringen Abstand h zur Innenelektrode 70 der dritten Sorte auf.

[0067] Durch den veränderten Abstand der Innenelektroden kann beispielsweise der elektrischen Widerstand R₂₅ des Bauelements 1 bei einer Nenntemperatur von 25°C variiert werden.

[0068] Des Weiteren kann durch einen kleinen Abstand der Innenelektroden 51, 52, 61, 62 zu den Kappen 31, 32, 41, 42 der Außenkontaktierungen 3, 4 eine besonders effektive Abschirmung vom Einfluss der kappenförmigen Bereiche der ersten und zweiten Außenkontaktierung 3, 4 durch die Innenelektroden 51, 52 der ersten Sorte und 61, 62 der zweiten Sorte erfolgen.

[0069] In Figur 5 ist eine weitere Ausführungsform gezeigt, bei der zwischen der ersten 51 und dritten 53 Innenelektrode der ersten Sorte, zwischen der zweiten 52 und vierten 54 Innenelektrode der ersten Sorte, zwischen der ersten 61 und dritten 63 Innenelektrode der zweiten Sorte und zwischen der zweiten 62 und vierten 64 Innenelektrode der zweiten Sorte jeweils eine weitere Innenelektrode 55, 56, 65, 66 angeordnet ist.

[0070] Dem Widerstandsbauelement 1 gemäß Figur 5 können wiederum drei senkrecht zueinander stehende Ebenen zugeordnet werden, zu denen das Bauelement 1 symmetrisch ist.

[0071] Der Abstand n, also der jeweilige Abstand der Innenelektroden 53, 54, 63, 64 zu den Innelektroden 55, 56, 65, 66, beträgt 150 µm. Der Abstände m und g, also die Abstände der Innenelektroden 51, 52, 61, 62 zu den Innenelektroden 55, 56, 65, 66 bzw. Innenelektroden 53, 54, 64, 64 zu der freien Elektrode 70 betragen jeweils 75 µm.

[0072] Durch eine Erhöhung der Anzahl der Innenelektroden der ersten Sorte und der zweiten Sorte kann beispielsweise der elektrische Widerstand R₂₅ des Bauelements 1 bei einer Nenntemperatur von 25°C variiert werden beziehungsweise an verschiedene Keramikmaterialien angepasst werden.

[0073] Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung an Hand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt, sondern ist durch die unabhängigen Ansprüche definiert.

Bezugszeichenliste

[0074] 

1

Widerstandsbauelement

2

keramische Schichten

3

erste Außenkontaktierung

4

zweite Außenkontaktierung

31, 32

Kappen der ersten Außenkontaktierung

41, 42

Kappen der zweiten Außenkontaktierung

5

Innenelektroden der ersten Sorte

51

erste Innenelektrode der ersten Sorte

52

zweite Innenelektrode der ersten Sorte

53

dritte Innenelektrode der ersten Sorte

54

vierte Innenelektrode der ersten Sorte

55

fünfte Innenelektrode der ersten Sorte

56

sechste Innenelektrode der ersten Sorte

6

Innenelektroden der zweiten Sorte

61

erste Innenelektrode der zweiten Sorte

62

zweite Innenelektrode der zweiten Sorte

63

dritte Innenelektrode der zweiten Sorte

64

vierte Innenelektrode der zweiten Sorte

65

fünfte Innenelektrode der zweiten Sorte

66

sechste Innenelektrode der zweiten Sorte

70

Innenelektrode der dritten Sorte

8

Grundkörper

91, 92, 93, 94, 95, 96

Seitenflächen des Widerstandsbauelements

l

Länge des Widerstandsbauelements

b

Breite des Widerstandsbauelements

h

Höhe des Widerstandsbauelements

c, d, k

Abstand der Innenelektrode der dritten Sorte zu einer Seitenfläche des Widerstandsbauelements

e

Abstand der Innenelektroden der ersten Sorte zu den Innenelektroden der zweiten Sorte

f

Abstand der Innenelektroden 51, 52, 61, 62 zu den Innenelektroden 53, 54, 63, 64

g

Abstand der Innenelektroden 53, 54, 63, 64 zu der Innenelektrode 70

m

Abstand der Innenelektroden 51, 52, 61, 62 zu den Innenelektroden 55, 56, 65, 66

n

Abstand der Innenelektroden 53, 54, 63, 64 zu den Innenelektroden 55, 56, 65, 66

s

Stapelrichtung

Ansprüche

1. Widerstandsbauelement (1), aufweisend

- einen Stapel aus keramischen Schichten (2),

- eine erste (3) und eine zweite (4) Außenkontaktierung,

- Innenelektroden (5) einer ersten Sorte, welche mit der ersten Außenkontaktierung (3) elektrisch leitend verbunden sind,

- Innenelektroden (6) einer zweiten Sorte, welche mit der zweiten Außenkontaktierung (4) elektrisch leitend verbunden sind,

- wenigstens eine Innenelektrode (70) einer dritten Sorte, welche weder mit der ersten (3) noch mit der zweiten (4) Außenkontaktierung elektrisch leitend verbunden ist,

- wobei die Innenelektroden (5) der ersten Sorte überlappungsfrei von den Innenelektroden (6) der zweiten Sorte angeordnet sind,

- wobei die Innenelektrode (70) der dritten Sorte mit den Innenelektroden (5) der ersten Sorte und den Innenelektroden (6) der zweiten Sorte wenigstens teilweise überlappt, und

- wobei für jede Innenelektrode (70) der dritten Sorte wenigstens drei Innenelektroden (5) der ersten Sorte und drei Innenelektroden (6) der zweiten Sorte vorgesehen sind,

- dadurch gekennzeichnet, dass für eine Länge l, eine Breite b und eine in Stapelrichtung bestimmte Höhe h des Widerstandsbauelements (1), für den elektrischen Widerstand R₂₅ des Widerstandsbauelements (1) bei einer Nenntemperatur von 25 º C und für den spezifischen Widerstand p der keramischen Schichten (2) die mathematische Beziehung 0,10 ≤ (R₂₅·b·h)/(ρ·l) ≤ 0,20 gilt.

2. Widerstandsbauelement (1) nach Anspruch 1, bei dem die Außenkontaktierungen (3, 4) auf gegenüberliegenden Seitenflächen (91, 92) des Bauelements (1) angeordnet sind.

3. Widerstandsbauelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Innenelektrode (70) der dritten Sorte zu zwei gegenüberliegenden Seitenflächen (91, 92, 93, 94, 95, 96) des Widerstandsbauelements (1) jeweils einen gleichen Abstand (c, d, k) aufweist.

4. Widerstandsbauelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem alle Innenelektroden (5) der ersten Sorte zu den jeweils gegenüberliegenden Innenelektroden (6) der zweiten Sorte einen gleichen Abstand (e) aufweisen.

5. Widerstandsbauelement (1) nach Anspruch 1 oder 2, bei dem eine erste (51) und eine zweite (52) Innenelektrode der ersten Sorte und eine erste (61) und eine zweite (62) Innenelektrode der zweiten Sorte Abschirmelektroden zur Abschirmung der übrigen Innenelektroden von Bereichen der Außenkontaktierungen (3, 4) sind.

6. Widerstandsbauelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem jeweils zwei Innenelektroden (51, 53) der ersten Sorte und zwei Innenelektroden (61, 63) der zweiten Sorte oberhalb der Innenelektrode (70) der dritten Sorte angeordnet sind, und jeweils zwei Innenelektroden (52, 54) der ersten Sorte und zwei Innenelektroden (62, 64) der zweiten Sorte unterhalb der Innenelektrode (70) der dritten Sorte angeordnet sind.

7. Widerstandsbauelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Widerstandsbauelement (1) symmetrisch zu drei senkrecht zueinander stehenden Ebenen ist.

8. Widerstandsbauelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Innenelektroden (5) der ersten Sorte und die Innenelektroden (6) der zweiten Sorte alle eine gleiche Länge aufweisen, die einer halben Länge der Innenelektrode (70) der dritten Sorte entspricht.

9. Widerstandsbauelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Innenelektroden (5) der ersten Sorte und die Innenelektroden (6) der zweiten Sorte alle eine gleiche Fläche aufweisen, die der halben Fläche der Innenelektrode (70) der dritten Sorte entspricht.

10. Widerstandsbauelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem jede Innenelektrode zu der in Stapelrichtung (s) nächstliegenden Innenelektrode einen gleichen Abstand aufweist.

11. Widerstandsbauelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem die erste (51) und zweite (52) Innenelektrode der ersten Sorte und die erste (61) und zweite (62) Innenelektrode der zweiten Sorte jeweils zu der in Stapelrichtung (s) nächstliegenden Innenelektrode einen gößeren Abstand aufweisen als zu einer nächstliegenden Seitenfläche (95, 96) des Widerstandsbauelements (1).

12. Widerstandsbauelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Widerstandsbauelement ein NTC-Thermistor-Bauelement ist.

13. Verfahren zur Herstellung eines Widerstandsbauelements (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem zum Aufbringen der Innenelektroden (5, 6, 70) eine Bedruckungsmaske verwendet wird, die für alle Innenelektroden (5, 6, 70) gleich ist.

14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem die wenigstens eine Innenelektrode (70) der dritten Sorte zu den Innenelektroden (5) der ersten Sorte und zu den Innenelektroden (6) der zweiten Sorte um eine halbe Länge des Widerstandsbauelements (1) versetzt aufgebracht wird.

Claims

1. Resistance component (1), comprising

- a stack composed of ceramic layers (2),

- a first (3) and a second (4) external contact,

- internal electrodes (5) of a first type, which are electrically conductively connected to the first external contact (3),

- internal electrodes (6) of a second type, which are electrically conductively connected to the second external contact (4),

- at least one internal electrode (70) of a third type, which is electrically conductively connected neither to the first (3) nor to the second (4) external contact,

- wherein the internal electrodes (5) of the first type are arranged in a manner free of overlap with the internal electrodes (6) of the second type,

- wherein the internal electrode (70) of the third type at least partly overlaps the internal electrodes (5) of the first type and the internal electrodes (6) of the second type, and

- wherein, for each internal electrode (70) of the third type, at least three internal electrodes (5) of the first type and three internal electrodes (6) of the second type are provided,

- characterized in that for a length l, a width b and a height h, determined in the stacking direction, of the resistance component (1), for the electrical resistance R₂₅ of the resistance component (1) at a nominal temperature of 25°C and for the resistivity ρ of the ceramic layers (2), the mathematical relationship 0.10 ≤ (R₂₅·b·h)/(ρ·l) ≤ 0.20 holds true.

2. Resistance component (1) according to Claim 1, wherein the external contacts (3, 4) are arranged on opposite side faces (91, 92) of the component (1) .

3. Resistance component (1) according to either of the preceding claims, wherein the internal electrode (70) of the third type is in each case at an identical distance (c, d, k) from two opposite side faces (91, 92, 93, 94, 95, 96) of the resistance component (1).

4. Resistance component (1) according to any of the preceding claims, wherein all the internal electrodes (5) of the first type are at an identical distance (e) from the respectively opposite internal electrodes (6) of the second type.

5. Resistance component (1) according to Claim 1 or 2, wherein a first (51) and a second (52) internal electrode of the first type and a first (61) and a second (62) internal electrode of the second type are shielding electrodes for shielding the rest of the internal electrodes from regions of the external contacts (3, 4).

6. Resistance component (1) according to any of the preceding claims, wherein in each case two internal electrodes (51, 53) of the first type and two internal electrodes (61, 63) of the second type are arranged above the internal electrode (70) of the third type, and in each case two internal electrodes (52, 54) of the first type and two internal electrodes (62, 64) of the second type are arranged below the internal electrode (70) of the third type.

7. Resistance component (1) according to any of the preceding claims, wherein the resistance component (1) is symmetrical with respect to three mutually perpendicular planes.

8. Resistance component (1) according to any of the preceding claims, wherein the internal electrodes (5) of the first type and the internal electrodes (6) of the second type all have an identical length corresponding to half a length of the internal electrode (70) of the third type.

9. Resistance component (1) according to any of the preceding claims, wherein the internal electrodes (5) of the first type and the internal electrodes (6) of the second type all have an identical area corresponding to half the area of the internal electrode (70) of the third type.

10. Resistance component (1) according to any of the preceding claims, wherein each internal electrode is at an identical distance from the closest internal electrode in the stacking direction (s).

11. Resistance component (1) according to any of Claims 1 to 9, wherein the first (51) and second (52) internal electrodes of the first type and the first (61) and second (62) internal electrodes of the second type are in each case at a greater distance from the closest internal electrode in the stacking direction (s) than from a closest side face (95, 96) of the resistance component (1) .

12. Resistance component (1) according to any of the preceding claims, wherein the resistance component is an NTC thermistor component.

13. Method for producing a resistance component (1) according to any of Claims 1 to 12, wherein a printing mask is used for applying the internal electrodes (5, 6, 70), said printing mask being identical for all the internal electrodes (5, 6, 70) .

14. Method according to Claim 13, wherein the at least one internal electrode (70) of the third type is applied in a manner offset by half a length of the resistance component (1) with respect to the internal electrodes (5) of the first type and with respect to the internal electrodes (6) of the second type.

Revendications

1. Composant résistif (1), comprenant :

- une pile composée de couches de céramique (2),

- un premier (3) et un deuxième (4) élément de mise en contact externe,

- des électrodes internes (5) d'un premier type, qui sont reliées de manière électriquement conductrice avec le premier élément de mise en contact externe (3),

- des électrodes internes (6) d'un deuxième type, qui sont reliées de manière électriquement conductrice avec le deuxième élément de mise en contact externe (4),

- au moins une électrode interne (70) d'un troisième type, qui n'est reliée de manière électriquement conductrice ni avec le premier (3), ni avec le deuxième (4) élément de mise en contact externe,

- les électrodes internes (5) du premier type étant disposées sans chevauchement par les électrodes internes (6) du deuxième type,

- l'électrode interne (70) du troisième type étant chevauchée au moins partiellement par les électrodes internes (5) du premier type et les électrodes internes (6) du deuxième type, et

- au moins trois électrodes internes (5) du premier type et trois électrodes internes (6) du deuxième type étant présentes pour chaque électrode interne (70) du troisième type,

caractérisé en ce que
pour une longueur l, une largeur b et une hauteur h définie dans le sens de l'empilement de l'élément résistif (1), pour résistance électrique R₂₅ du composant résistif (1) à une température nominale de 25 °C et pour la résistance spécifique ρ des couches de céramique (2), la relation mathématique 0,10 ≤ (R₂₅·b·h)/(ρ·l) ≤ 0,20 s'applique.

2. Composant résistif (1) selon la revendication 1, pour lequel les éléments de mise en contact externes (3, 4) sont disposés sur des surfaces latérales (91, 92) opposées du composant (1).

3. Composant résistif (1) selon l'une des revendications précédentes, pour lequel l'électrode interne (70) du troisième type présente respectivement un écart (c, d, k) identique par rapport à deux surfaces latérales (91, 92, 93, 94, 95, 96) opposées du composant résistif (1).

4. Composant résistif (1) selon l'une des revendications précédentes, pour lequel toutes les électrodes internes (5) du premier type présentent un écart (e) identique par rapport aux électrodes internes (6) du deuxième type respectivement opposées.

5. Composant résistif (1) selon la revendication 1 ou 2, pour lequel une première (51) et une deuxième (52) électrode interne du premier type et une première (61) et une deuxième (62) électrode interne du deuxième type sont des électrodes de blindage destinées à blinder les électrodes internes restantes par rapport à des zones des éléments de mise en contact externes (3, 4) .

6. Composant résistif (1) selon l'une des revendications précédentes, pour lequel deux électrodes internes (51, 53) du premier type et deux électrodes internes (61, 63) du deuxième type sont respectivement disposées au-dessus de l'électrode interne (70) du troisième type, et deux électrodes internes (52, 54) du premier type et deux électrodes internes (62, 64) du deuxième type sont respectivement disposées au-dessous de l'électrode interne (70) du troisième type.

7. Composant résistif (1) selon l'une des revendications précédentes, le composant résistif (1) étant symétrique par rapport à trois plans perpendiculaires les uns des autres.

8. Composant résistif (1) selon l'une des revendications précédentes, pour lequel les électrodes internes (5) du premier type et les électrodes internes (6) du deuxième type présentent toutes une longueur identique, laquelle correspond à une moitié de longueur de l'électrode interne (70) du troisième type.

9. Composant résistif (1) selon l'une des revendications précédentes, pour lequel les électrodes internes (5) du premier type et les électrodes internes (6) du deuxième type présentent toutes une aire identique, laquelle correspond à la moitié de l'aire de l'électrode interne (70) du troisième type.

10. Composant résistif (1) selon l'une des revendications précédentes, pour lequel chaque électrode interne présente un écart identique par rapport à l'électrode interne la plus proche dans le sens de l'empilement (s).

11. Composant résistif (1) selon l'une des revendications 1 à 9, pour lequel la première (51) et la deuxième (52) électrode interne du premier type et la première (61) et la deuxième (62) électrode interne du deuxième type présentent respectivement un écart plus grand par rapport à l'électrode interne la plus proche dans le sens de l'empilement (s) que par rapport à une surface latérale (95, 96) la plus proche du composant résistif (1).

12. Composant résistif (1) selon l'une des revendications précédentes, le composant résistif étant un composant thermistance CTN.

13. Procédé de fabrication d'un composant résistif (1) selon l'une des revendications 1 à 12, selon lequel un masque d'impression qui est le même pour toutes les électrodes internes (5, 6, 70) est utilisé pour l'application des électrodes internes (5, 6, 70).

14. Procédé selon la revendication 13, selon lequel l'au moins une électrode interne (70) du troisième type est appliquée décalée d'une demie longueur du composant résistif (1) par rapport aux électrodes internes (5) du premier type et aux électrodes internes (6) du deuxième type.

Zeichnung