DE3731966A1

DE3731966A1 - Oberflaechenmontierbarer varistor

Info

Publication number: DE3731966A1
Application number: DE19873731966
Authority: DE
Inventors: John Edward May
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1986-09-26
Filing date: 1987-09-23
Publication date: 1988-04-07
Anticipated expiration: 2007-09-24
Also published as: JPH0426762B2; DE3731966C3; DE3731966C2; JPS63107105A

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Varistoren und ins besondere auf solche Varistoren, die eine symmetrische Struktur für eine Oberflächenmontage (SMD-Technik).

Varistoren, insbesondere Metalloxidvaristoren, haben eine breite Akzeptanz als Vorrichtungen zur Lieferung einer nicht linearen Widerstandsfunktion gewonnen. Die elektrischen Eigen schaften derartiger spannungsabhängiger Widerstände werden teilweise durch die folgende Gleichung ausgedrückt:

I = (V/C) ⁿ

wobei V die Spannung über dem Varistor ist, I ist der durch den Varistor fließende Strom, C ist eine Konstante, die der Spannung bei einem gegebenen Strom entspricht, und der Exponent n hat einen numerischen Wert größer als 1. Der Wert von n wird durch die folgende Gleichung berechnet:

wobei V ₁ und V ₂ die Spannungen bei den Strömen I ₁ bzw. I ₂ sind. Der gewünschte Wert für C hängt von der Anwendungsart ab, in der der Varistor verwendet werden soll. Üblicherweise ist es wünschenswert, daß der Wert von n so groß wie möglich ist, da dieser Exponent den Grad bestimmt, bis zu dem der Varistor von Ohm′schen Eigenschaften abweicht.

Zwar haben vielfältige Bestrebungen zu einem ständig steigenden Verständnis der Eigenschaften und Betriebsmethoden von Metall oxidvaristoren geführt, aber die Vorrichtung wird trotzdem immer noch nicht vollständig verstanden. Aus diesem Grund sind viele signifikante Verbesserungen im Varistorbetrieb mehr oder weniger heuristisch gemacht worden, und die Gründe für die Verbesserung oder den Mechanismus oder deren Ausführung sind nicht immer mit vollständiger Gewißheit bekannt.

Es ist jedoch bekannt, daß die elektrischen Eigenschaften eines Varistors hauptsächlich durch die physikalischen Ab messungen des Varistorkörpers bestimmt sind. Die Nennenergie eines Varistors wird durch das Volumen des Varistorkörpers bestimmt, die Nennspannung eines Varistors ist durch die Dicke oder Strompfadlänge durch den Varistorkörper festgelegt und das Stromführungsvermögen des Varistors ist durch die Fläche des Varistorkörpers, gemessen senkrecht zur Stromfluß richtung, bestimmt.

Der Begriff "oberflächenmontierbarer Varistor" wird allgemein verwendet, um einen Varistor zu beschreiben, bei dem sowohl die Eingangs- als auch Ausgangsanschlüsse auf der gleichen Hauptoberfläche des Varistorkörpers angeordnet sind. Ober flächenmontierbare Varistoren sind besonders geeignet für Anwendungsfälle, in denen der Varistor beispielsweise auf einer gedruckten Schaltkarte angeordnet werden soll.

Bei derartigen Anwendungsfällen sind die leitfähigen Oberflächen der Eingangs- und Ausgangsanschlüsse typisch direkt über den Leiterbahnen der gedruckten Schaltkarte angeordnet. Lötpaste ist zwischen den leitfähigen Oberflächen der Eingangs- und Ausgangsanschlüsse und den entsprechenden Leiterbahnen der gedruckten Schaltkarte angeordnet. Die gesamte Anordnung wird dann erwärmt, damit das Lot schmilzt und einen elektrischen Kontakt zwischen den Varistoranschlüssen und der Schaltkarte bildet.

Bei derartigen Applikationen ist es wichtig, daß der Varistor vor dem Löten in bezug auf die gedruckte Schaltkarte richtig orientiert ist. Wenn der oberflächenmontierbare Varistor (SMV) falsch orientiert ist, d.h., wenn die Hauptfläche des Varistors, auf der die Eingangs- und Ausgangsanschlüsse angeordnet sind, von der Schaltkarte weggerichtet sind, wird ein elektrischer Kontakt zwischen den Leiterbahnen der Schaltkarte und beiden Anschlüssen des Varistors nicht herge stellt. Infolgedessen wird die Schaltungsanordnung der fertigen Schaltkarte nicht arbeiten wie beabsichtigt. Das Erfordernis, die richtige Orientierung des oberflächenmontierbaren Varistors vor der Montage zu überprüfen, verlängert die Zeit für das Montageverfahren und deren Kosten erheblich.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Varistor mit mehreren Hauptoberflächen zu schaffen, auf denen jeweils sowohl ein Eingangs- als auch Ausgangsanschluß ausgebildet ist. Ferner soll ein oberflächenmontierbarer Varistor geschaffen werden, der Eingangs- und Ausgangsanschlüsse aufweist, die symmetrisch auf gegenüberliegenden Hauptflächen des Varistors angeordnet sind. Ferner soll der oberflächenmontierbare Varistor vollständig passiviert sein.

Erfindungsgemäß wird ein Varistorkörper mit einer ersten Hauptoberfläche und einer gegenüberliegenden Hauptoberfläche geschaffen. Eine erste Elektrode ist auf wenigstens einem Teil der ersten Hauptoberfläche und wenigstens einem Teil der zweiten Hauptoberfläche angeordnet. Eine zweite Elektrode ist in ähnlicher Weise auf wenigstens einem Teil der ersten Hauptoberfläche und einem Teil der zweiten Hauptoberfläche angeordnet. Die ersten und zweiten Elektroden sind symmetrisch auf dem Varistorkörper um eine Achse angeordnet, die in der Mitte zwischen und parallel zu den ersten und zweiten Hauptoberflächen liegt. In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind symmetrisch angeordnete dielektrische Schichten vorgesehen, um für eine volle Passivierung des Varistors zu sorgen.

Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand der Beschreibung und Zeichnung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Seitenschnittansicht von einer bekannten Varistorstruktur.

Fig. 2 ist eine Seitenschnittansicht von einer bekannten Varistorstruktur, bei der zwei Elektroden auf der gleichen Hauptoberfläche des Varistorkörpers vorgesehen sind.

Fig. 3 ist eine Seitenschnittansicht von einem Varistor gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem zwei Elektroden auf dem Varistorkörper symmetrisch angeordnet sind.

Fig. 4 ist eine Seitenschnittansicht von einem Varistor gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung, beidem dielektrisches Material zwischen den Elektroden angeordnet ist.

Fig. 5 ist eine Seitenschnittansicht von einem Varistor gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem dielektrisches Material auf einem Teil der Elektrodenoberflächen angeordnet ist.

Fig. 6 ist eine Seitenschnittansicht von einem Varistor gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem ein symmetrischer, passivierender Überzug vorgesehen ist.

Fig. 7 ist ein Querschnitt der Vorrichtung gemäß Fig. 6.

In Fig. 1 ist ein Varistor 10 gezeigt, der einen Körperabschnitt 12 mit einer ersten Hauptoberfläche 14 und einer gegenüber liegenden zweiten Hauptoberfläche 16 aufweist. Der Körperab schnitt 12 ist vorzugsweise ein gesinterter Körper, der im wesentlichen aus einem Metalloxid, wie beispielsweise Zinkoxid, und mehreren vorgewählten Additiven aufgebaut ist. Verfahren zum Herstellen des Varistorkörpers 12 sind allgemein bekannt und werden deshalb hier nicht ausführlich erläutert. Im allgemeinen beinhaltet die Herstellung des Varistorkörpers 12, daß die Hauptbestandteile gemischt, sprühgetrocknet und zu einem kompakten "grünen" Pellet gepreßt werden. Das Pellet wird dann bei einer hohen Temperatur gesintert, um einen Körper mit den gewünschten Varistoreigenschaften zu erhalten.

Der Varistor 10 enthält ferner erste und zweite Elektroden 18 und 20, die auf entsprechende Weise auf die erste Hauptoberfläche 14 und die zweite Hauptoberfläche 16 des Varistorkörpers 12 aufgebracht werden. Beispielsweise können die Elektroden 18 und 20 Silberfarbenelektroden sein, die auf die erste Hauptoberfläche 14 und die zweite Hauptoberfläche 16 des Varistorkörpers 12 durch Siebdruck oder ähnliches aufgebracht sind und bei einer relativ hohen Temperatur von beispielsweise 800°C gebrannt sind, um für den elektrischen Kontakt mit dem Varistorkörper 12 zu sorgen. Elektrisch leitfähige Leiter (nicht gezeigt) können an den Elektroden 18 und 20 befestigt sein, was üblicherweise durch Löten erfolgt.

Fig. 2 zeigt einen bekannten Varistor 110, der für Ober flächenmontage brauchbar ist. Ein Varistorkörper 112 hat erste und zweite Elektroden 118 und 120, die auf entsprechende Weise an der ersten Hauptoberfläche 114 und der zweiten Hauptoberfläche 116 des Varistorkörpers 112 angebracht sind. Die Herstellung des Varistorkörpers 112 und auch die Befestigung der Elektroden 118 und 120 daran kann in der gleichen Weise ausgeführt werden, wie es vorstehend in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben ist.

In dem Varistor 110 ist ein Abschnitt der ersten Elektrode 118, die der ersten Hauptoberfläche 114 zugeordnet ist, entlang einem ersten Ende 111 des Varistorkörpers 112 verlängert und entlang einem Abschnitt der zweiten Hauptoberfläche 116 verlängert. Somit sind sowohl die zweite Elektrode 120 als auch wenigstens ein Abschnitt der ersten Elektrode 118 auf einer einzigen Hauptoberfläche 116 des Varistorkörpers 112 angeordnet. Der unmittelbare Abstand S zwischen der zweiten Elektrode 120 und demjenigen Abschnitt der ersten Elektrode 118, der auf der zweiten Hauptoberfläche 116 des Varistorkörpers 112 angeordnet ist, ist vorzugsweise größer als die Dicke t des Varistorkörpers 112 zwischen den ersten und zweiten Hauptoberflächen 114 und 116. (Der Begriff "unmittelbar", wie er hier verwendet ist, bedeutet den kleinsten Punkt-zu-Punkt-Abstand zwischen den Elektroden). Dieser bevorzugte Abstand verkleinert eine Lichtbogenbildung und den Oberflächenstreustrom zwischen den Elektroden 118 und 120 und hat die Tendenz zu bewirken, daß Strom durch die Dicke t des Varistorkörpers 112 zwischen den Elektroden 118 und 120 fließt, anstatt entlang der Oberfläche 116 des Varistors zu fließen.

Der Varistor 110 ist besonders geeignet für solche Anwendungsfälle, in denen der Varistor beispielsweise auf einer gedruckten Schaltkarte angeordnet werden soll. In derartigen Anwendungsfällen wird der Varistor so orientiert, daß die zweite Hauptoberfläche 116, auf der ein Abschnitt von beiden Elektroden 118 und 120 angeordnet ist, auf die gedruckte Schaltkarte gerichtet ist. Die leitfähigen Oberflächen der Elektroden 118 und 120 sind typisch direkt über den Leiterbahnen der gedruckten Schaltkarte angeordnet. Eine Lötpaste ist zwischen jeder leitfähigen Elektrodenfläche und der entsprechenden Leiterbahn der Schaltkarte angeordnet. Die gesamte Anordnung wird dann erwärmt, wodurch das Lot zum Schmelzen gebracht wird und einen elektrischen Kontakt zwischen den Elektroden 118 und 120 und den Leiterbahnen der gedruckten Schaltkarte erzeugt.

Wenn der Varistor 112 in derartigen Applikationen verwendet wird, ist es wesentlich, daß der Varistor richtig orientiert ist in bezug auf gedruckte Schaltkarte. D.h., daß der Varistor so positioniert sein muß, daß die zweite Hauptoberfläche 116, auf der ein Teil sowohl der ersten als auch zweiten Elektroden 118 und 120 angeordnet sind, auf die gedruckte Schaltkarte gerichtet ist. Wenn stattdessen der Varistor 110 so orientiert wäre, daß die erste Hauptoberfläche 114 auf die gedruckte Schaltkarte gerichtet ist, würde kein elektrischer Kontakt zwischen den Leiterbahnen der Schaltkarte und der Elektrode 120 hergestellt. Da bei dieser Orientierung kein elektrischer Kontakt mit der zweiten Elektrode 120 hergestellt würde, würde die fertig montierte Schaltungsan ordnung nicht wie beabsichtigt funktionieren. Die Notwendigkeit, die zweite Hauptoberfläche 116 richtig zu positionieren in bezug auf die Schaltkarte und dann die richtige Orientierung des Varistors 110 vor dem Löten zu überprüfen, verlängert wesentlich die Zeit und vergrößert die Kosten des Montagever fahrens.

Fig. 3 zeigt einen Varistos 210 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Ein Varistorkörper 212 hat erste und zweite Elektroden 218 und 220, die auf entsprechende Weise an der ersten Hauptoberfläche 214 und der zweiten Hauptoberfläche 216 des Varistorkörpers 212 befestigt sind. Die Herstellung des Körpers 212 und auch die Befestigung der Elektroden 218 und 220 daran können so durchgeführt werden, wie es in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben wurde.

In dem Varistor 210 ist ein Abschnitt der ersten Elektrode 218, die der ersten Hauptoberfläche 214 zugeordnet ist, entlang einem ersten Ende 211 des Varistorkörpers 212 verlängert und weiterhin entlang einem Teil der zweiten Hauptoberfläche 216 verlängert. Somit sind sowohl die zweite Elektrode 220 als auch ein Abschnitt der ersten Elektrode 218 auf der zweiten Hauptoberfläche 216 des Varistorkörpers 212 angeordnet.

In ähnlicher Weise ist die zweite Elektrode 220, die der zweiten Hauptoberfläche 216 zugeordnet ist, entlang einem zweiten, gegenüberliegenden Ende 213 des Varistorkörpers 212 verlängert und weiterhin entlang einem Abschnitt der ersten Hauptoberfläche 214 verlängert. Somit sind sowohl die erste Elektrode 218 als auch ein Abschnitt der zweiten Elektrode 220 auf der ersten Hauptoberfläche 214 des Varistorkörpers 212 angeordnet.

Derjenige Abschnitt der ersten Elektrode 218, der auf der zweiten Hauptoberfläche 220 angeordnet ist, ist im wesentlichen ähnlich in Größe und Form zu demjenigen Abschnitt der zweiten Elektrode 220, der auf der zweiten Hauptoberfläche 214 angeordnet ist. Der unmittelbare Abstand S zwischen den Elektroden 218 und 220 auf der ersten Hauptoberfläche 214 ist im wesentlichen gleich dem unmittelbaren Abstand S zwischen den Elektroden 218 und 220 auf der zweiten Hauptober fläche 216. Wiederum ist der Abstand S vorzugsweise größer als die Dicke t des Varistorkörpers 212, und zwar aus ähnlichen Gründen wie denjenigen, die vorstehend in bezug auf den Varistor 110 erläutert wurden. Die ersten und zweiten Elektroden 218 und 220 sind dadurch im wesentlichen gegensymmetrisch zu den ersten und zweiten Hauptoberflächen 214 und 216 des Varistorkörpers 212 angeordnet, wie er in Fig. 3 gezeigt ist. (Der Begriff "gegensymmetrisch", wie er hier verwendet ist, definiert eine Anordnung, bei der die erste Elektrode ein Spiegelbild der zweiten Elektrode bildet, gedreht um 180° um eine Achse, die senkrecht zu den Ebenen verläuft, die durch die ersten und zweiten Hauptoberflächen gebildet sind).

Die gegensymmetrische Anordnung der Elektroden 218 und 220 liefert entscheidende Vorteile bei mehreren Oberflächen montage-Applikationen. Wie vorstehend ausgeführt wurde, sind oberflächenmontierbare Varistoren vorzugsweise so gestaltet, daß sie in einer Lage auf beispielsweise einer gedruckten Schaltkarte angeordnet werden. Bei unsymmetrischen ober flächenmontierbaren Varistoren, wie beispielsweise einem Varistor 110 gemäß Fig. 2, ist es notwendig, die ersten und zweiten Hauptoberflächen des Varistors vor der Anordnung auf der gedruckten Schaltkarte richtig zu orientieren.

Das Erfordernis für eine Überprüfung der richtigen Orientierung der Hauptoberflächen eines Varistors vor dem Löten ist durch die gegensymmetrische Anordnung der Elektroden 218 und 220 des Varistors 210, wie er in Fig. 3 dargestellt ist, eliminiert. Das bedeutet, unabhängig davon, ob die erste oder zweite Hauptoberfläche 214 und 216 des Varistorkörpers 212 auf die Leiterbahnen der gedruckten Schaltkarte gerichtet ist, sowohl die ersten als auch zweiten Elektroden 218 und 220 immer für einen elektrischen Kontakt mit der Oberfläche der Schaltkarte angeordnet sind. Da die Orientierung der ersten und zweiten Hauptoberflächen 214 und 216 des Varistors 210 nicht überprüft zu werden braucht vor der Anordnung des Varistors auf der gedruckten Schaltkarte kann die Montagezeit wesentlich verkürzt werden.

Fig. 4 zeigt einen Varistor 310 mit Elektroden 318 und 320, die im wesentlichen gegensymmetrisch zu den Hauptoberflächen 314 und 316 des Varistorkörpers 312 angeordnet sind, und zwar in einer ähnlichen Weise, wie es bei dem Varistor 210 in Fig. 3 der Fall ist. Bei dem Varistor 310 gemäß Fig. 4 sind jedoch die Flächen zwischen den Elektroden 318 und 320 auf den Oberflächen 314 und 316 des Varistorkörpers 312 durch ein isolierendes oder passivierendes dielektrisches Material 330 gefüllt. Dieses Isoliermaterial kann beispielsweise ein Glas oder Polymer sein. Ein passivierender Überzug, wie er beispielsweise in der US-PS 38 57 174 beschrieben ist, kann auch für diesen Zweck verwendet werden. Das isolierende oder passivierende Material 330 verhindert, daß Streuströme den Betrieb des Varistors 310 stören und es gestattet ferner, daß der Varistor 310 in einer relativ "trockenen" Atmosphäre verwendet werden kann. Dies bedeutet, daß die Gegenwart des isolierenden oder passivierenden Materials gestattet, daß der Varistor ohne mobile Ionen gelötet wird, die die aktiven Oberflächen 314 und 316 des Varistorkörpers 312 zwischen den Elektroden 318 und 320 stören. Das passivierende oder isolierende Material 330 dient mit dazu, die Stabilität der Vorrichtung zu verbessern und die Streu- bzw. Leckströme zu vermindern, so daß eine wesentlich verbesserte Leistungsfähig keit der Vorrichtung erhalten wird.

Fig. 5 zeigt einen Varistor 410 mit Elektroden 418 und 420, die im wesentlichen gegensymmetrisch zu den Hauptoberflächen 414 und 416 des Varistorkörpers 412 in einer ähnlichen Weise angeordnet sind, wie bei dem Varistor 210 in Fig. 3. Die Flächen bzw. Bereiche zwischen den Elektroden 418 und 420 auf den Hauptoberflächen 414 und 416 des Varistorkörpers 412 sind mit einem isolierenden oder passivierenden, dielektrischen Material 430 in ähnlicher Weise gefüllt, wie bei dem Varistor 310 in Fig. 4. Bei der Varistorvorrichtung 410 gemäß Fig. 5 ist jedoch das dielektrische Material 430, das den Raum zwischen den Elektroden 418 und 420 auf der ersten Hauptober fläche 414 füllt, über einem Abschnitt der Oberfläche der Elektrode 418 verlängert, der auf der ersten Hauptoberfläche 414 angeordnet ist. Ein relativ kleiner Oberflächenbereich der Elektrode 418 ist nicht von dem Dielektrikum 430 überdeckt, um einen elektrischen Kontakt zwischen der Elektrode 418 und beispielsweise der Leiterbahn auf einer gedruckten Schaltkarte zu erleichtern.

Das dielektrische Material 430, das den Raum zwischen den Elektroden 418 und 420 auf der zweiten Hauptoberfläche 416 füllt, ist in ähnlicher Weise über einen Teil der Oberfläche der Elektrode 420 verlängert, der auf der zweiten Hauptober fläche 416 angeordnet ist. Ein relativ kleiner Oberflächen bereich der Elektrode 420 ist nicht von dem Dielektrium 430 bedeckt, um wiederum einen elektrischen Kontakt zwischen der Elektrode 420 und beispielsweise der Leiterbahn der gedruckten Schaltkarte zu erleichtern. Die Verlängerung des dielektrischen Materials 430, um Abschnitte der Oberflächen der ersten und zweiten Elektroden 418 und 420 zu überdecken, ist nützlich, um das Verteilen bzw. Verspritzen von Lötzinn entlang den Elektroden 418 und 420 während des Lötverfahrens zu verhindern.

Fig. 6 zeigt einen Varistor 510 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Varistorkörper 512 ist mit ersten und zweiten Elektroden 518 und 520 versehen, die auf entsprechende Weise an der ersten Hauptoberfläche 514 und der zweiten Hauptoberfläche 516 des Varistorkörpers 512 befestigt sind.

Eine erste Schicht aus dielektrischem Material ist auf einem ersten Ende 511 des Varistorkörpers 512 ausgebildet. Ein Teil des dielektrischen Materials 540 überdeckt einen Bereich der ersten Hauptoberfläche 514 neben dem ersten Ende 511 des Varistorkörpers 512. Ein anderer Teil oder Abschnitt des dielektrischen Materials 540 überdeckt einen Bereich der zweiten Hauptoberfläche 516 neben dem ersten Ende 511 des Varistorkörpers 512.

Eine zweite Schicht aus dielektrischem Material 542 ist auf einem zweiten, gegenüberliegenden Ende 513 des Varistorkörpers 512 ausgebildet. Ein Teil des dielektrischen Materials überdeckt einen Bereich der ersten Hauptoberfläche 518 neben dem zweiten Ende 513 des Varistorkörpers 512. Ein anderer Teil des dielektrischen Materials 542 überdeckt einen Bereich der zweiten Hauptoberfläche 520 neben dem zweiten Ende 513. Diejenigen Teile bzw. Abschnitte der ersten und zweiten dielektrischen Schichten 540 und 542, die Teile der ersten und zweiten Hauptoberflächen 518 und 520 überdecken, sind, in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel, im wesentlichen ähnlich in Größe und Form. Die dielektrischen Schichten 540 und 542 sind vorzugsweise aus einem Material wie beispielsweise Glas zusammengesetzt, das den hohen Temperaturen widerstehen kann, die für die nachfolgende Applikation der Metallisierungs schichten 550 und 552 erforderlich sind, die nachfolgend näher erläutert werden.

Die erste Elektrode 518, die auf der ersten Hauptoberfläche 514 des Varistorkörpers 512 angeordnet ist, erstreckt sich entlang der ersten Hauptoberfläche 514 von einem Bereich unmittelbar neben dem Rand der ersten dielektrischen Schicht 540 bis zu einem Bereich unmittelbar neben dem Rand der zweiten dielektrischen Schicht 542. Vorzugsweise überlappt ein Teil der ersten Elektrode 518 den Rand der ersten dielektrischen Schicht 540, und ein anderer Teil der ersten Elektrode 518 überlappt den Rand der zweiten dielektrischen Schicht 542, wie es in Fig. 6 gezeigt ist.

Die zweite Elektrode 520, die auf der zweiten Hauptoberfläche 516 des Varistorkörpers 512 angeordnet ist, erstreckt sich entlang der zweiten Hauptoberfläche 516 von einem Bereich unmittelbar neben dem Rand der ersten dielektrischen Schicht 540 bis zu einem Bereich unmittelbar neben dem Rand der zweiten dielektrischen Schicht 542. Vorzugsweise überlappt ein Teil der zweiten Elektrode 520 den Rand der ersten dielektrischen Schicht 540, und ein anderer Teil der zweiten Elektrode 520 überlappt den Rand der zweiten dielektrischen Schicht 542. Bei der Darstellung gemäß Fig. 6 ist also die Oberfläche des Varistorkörpers 12 entweder durch eine der ersten oder zweiten Elektroden 518 und 520 oder durch eine der ersten oder zweiten dielektrischen Schichten 540 und 542 überdeckt.

Eine dritte dielektrische Schicht 530 ist auf einem wesentlichen Teil der Oberfläche der ersten Elektrode 518 angeordnet. Jedoch ist ein kleiner Bereich der Oberfläche der ersten Elektrode 518 neben dem zweiten Ende 513 des Varistorkörpers 512 nicht von der dritten dielektrischen Schicht 530 überdeckt. Der freiliegende Oberflächenbereich der ersten Elektrode 518 erleichtert den elektrischen Kontakt mit der Metallisierungsschicht 552, die nachfolgend näher erläutert wird. Der Bereich der dritten dielektrischen Schicht 530 neben dem ersten Ende 511 des Varistorkörpers 512 kontaktiert die erste dielektrische Schicht 540. Somit ist also der gesamte Rand der ersten Elektrode 518 neben dem ersten Ende 511 des Varistorkörpers 512 vollständig isoliert durch die ersten und dritten dielektrischen Schichten 540 und 530.

Eine vierte dielektrische Schicht 532 ist auf einem wesentlichen Teil der Oberfläche der zweiten Elektrode 520 angeordnet. Jedoch ist ein kleiner Teil der Oberfläche der zweiten Elektrode 520 neben dem ersten Ende 511 des Varistorkörpers 512 nicht mit der vierten dielektrischen Schicht 532 überdeckt. Der freiliegende Oberflächenbereich der zweiten Elektrode 520 ist vorgesehen, um einen elektrischen Kontakt zwischen der zweiten Elektrode 520 und der Metallisierungsschicht 550 zu ermöglichen. Der Bereich der vierten dielektrischen Schicht 532 neben dem zweiten Ende 513 des Varistorkörpers 512 kontaktiert die zweite dielektrische Schicht 542. Somit ist der gesamte Rand der zweiten Elektrode 520 neben dem zweiten Ende 513 des Varistorkörpers 512 vollständig isoliert durch die zweiten und vierten dielektrischen Schichten 542 und 532.

Eine erste Metallisierungsschicht 550 ist auf der ersten dielektrischen Schicht 540 ausgebildet. Die erste Metallisierungsschicht 550 ist verlängert, um an dem Rand der vierten dielektrischen Schicht 532 anzustoßen und mit der zweiten Elektrode 520 in elektrischem Kontakt zu sein. Die erste Metallisierungsschicht 550 stellt dadurch eine elektrische Kontaktfläche neben der zweiten Hauptoberfläche 516 dar, durch die ein elektrischer Kontakt zwischen der zweiten Elektrode 520 und beispielsweise den Leiterbahnen einer gedruckten Schaltkarte hergestellt werden kann.

Die erste Metallisierungsschicht 550 ist weiterhin verlängert, um an dem Rand der dritten dielektrischen Schicht 530 anzustoßen, und, im bevorzugten Ausführungsbeispiel, überlappt ein Teil der ersten Metallisierungsschicht 550 den Rand der dritten dielektrischen Schicht 530. Die erste Metallisierungs schicht 550 stellt dadurch eine elektrische Kontaktfläche neben der ersten Hauptoberfläche 514 dar, durch die ein elektrischer Kontakt zwischen der zweiten Elektrode 520 und beispielsweise den Leiterbahnen einer gedruckten Schaltkarte hergestellt werden kann.

Eine zweite Metallisierungsschicht 552 ist auf der zweiten dielektrischen Schicht 542 ausgebildet. Die zweite Metallisierungsschicht 552 ist verlängert, um an dem Rand der dritten dielektrischen Schicht 530 anzustoßen und mit der ersten Elektrode 518 in elektrischem Kontakt zu sein. Die zweite Metallisierungsschicht 552 stellt dadurch eine elektrische Kontaktfläche neben der ersten Hauptoberfläche 514 dar, durch die ein elektrischer Kontakt zwischen der ersten Elektrode 518 und der Leiterbahn einer gedruckten Schaltkarte hergestellt werden kann.

Die zweite Metallisierungsschicht 552 ist verlängert, um an den Rand der vierten dielektrischen Schicht 532 anzustoßen, und, in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel, überlappt ein Teil der zweiten Metallisierungsschicht 552 den Rand der vierten dielektrischen Schicht 532. Die zweite Metallisierungsschicht 552 stellt dadurch eine elektrische Kontaktfläche neben der zweiten Hauptoberfläche 516 dar, durch die ein elektrischer Kontakt zwischen der ersten Elektrode 518 und den Leiterbahnen der gedruckten Schaltkarte hergestellt werden kann.

Die Varistorvorrichtung 510 ist somit völlig gegensymmetrisch in bezug auf die ersten und zweiten Hauptoberflächen 514 und 516. Das bedeutet, daß Anschlüsse neben beiden Hauptoberflächen für eine elektrische Verbindung mit beiden Elektroden 518 und 520 vorgesehen sind. Der Varistor 510 liefert dadurch die gleichen Vorteile bei Oberflächenmontage-Applikationen, wie es vorstehend beispielsweise in bezug auf den gegensymmetrischen Varistor 210 beschrieben wurde.

Darüber hinaus sorgen die verschiedenen dielektrischen Schichten 530, 532, 540 und 542 für eine volle Passivierung der Varistorvorrichtung 510. Der Varistor 510 ist dadurch vor der Umgebung geschützt und erfordert keine zusätzliche Kapselung.

Fig. 7 ist ein Querschnitt des in Fig. 6 gezeigten Varistors 510. Wie in Fig. 7 gezeigt ist, sind die ersten und zweiten dielektrischen Schichten 540 a und 542 a auf den ersten und zweiten Seiten 511 a und 513 a des Varistorkörpers 512 in ähnlicher Weise angeordnet, wie die Anordnung der dielektrischen Schichten 540 und 542 in bezug auf die ersten und zweiten Enden 511 und 513 des Varistorkörpers 512. Die dielektrischen 540 a und 542 a können aus Glas oder einem anderen Material ähnlich der Zusammensetzung aufgebaut sein, die für die dielektrischen Schichten 540 und 542 verwendet sind. Da jedoch keine Metallisierung auf den dielektrischen Schichten 540 a und 542 a angeordnet sein soll, ist es nicht notwendig, daß das Material den hohen Temperaturen statthalten kann, die für die Aufbringung einer Metallisierungsschicht erforderlich sind. Somit kann das dielektrische Material der Schichten 540 a und 542 a aus einem Kunststoffpolymer oder ähnlichem bestehen.

Fig. 7 zeigt ferner, daß die ersten und zweiten Elektroden 518 und 520 auf entsprechende Weise auf den ersten und zweiten Hauptoberflächen 514 und 516 des Varistorkörpers 512 angeordnet sind. Die Ränder der ersten und zweiten Elektroden 518 und 520 stoßen an den Rändern der dielektrischen Schichten 540 a und 542 a an. Ein kleiner Teil der ersten und zweiten Elektroden 518 und 520 kann die dielektrischen Schichten 540 a und 542 a überlappen, wie es in Fig. 7 gezeigt ist.

Dritte und vierte dielektrische Schichten 530 und 532 sind auf den Elektroden 518 und 520 angeordnet. Die dritten und vierten dielektrischen Schichten 530 und 532 erstrecken sich über die gesamten Oberflächen der Elektroden 518 bzw. 520, so daß die Ränder der dritten und vierten dielektrischen Schichten 530 und 532 die dielektrischen Schichten 540 und 542 kontaktieren. Die Elektroden 518 und 520 sind, wenn man den Querschnitt gemäß Fig. 7 betrachtet, dadurch vollständig isoliert von der Umgebung und erfordern keine zusätzliche Kapselung oder Ummantelung.

Claims

1. Varistor mit einem Varistorkörper, der eine erste Hauptoberfläche und eine gegenüberliegende, zweite Hauptober fläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß
eine erste Elektrode (218) auf wenigstens einem Teil der ersten Hauptoberfläche (214) und auf wenigstens einem Teil der zweiten Hauptoberfläche (216) angeordnet ist,
eine zweite Elektrode (220) auf wenigstens einem Teil der ersten Hauptoberfläche (214) und auf wenigstens einem Teil der zweiten Hauptoberfläche (216) angeordnet ist, und
die ersten und zweiten Elektroden (218, 220) gegensymmetrisch auf dem Varistorkörper zu einer Achse angeordnet sind, die in der Mitte zwischen und parallel zu den ersten und zweiten Hauptoberflächen liegt.

2. Varistor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der unmittelbare Abstand (S) zwischen den Teilen der ersten und zweiten Elektroden (218, 220), die auf der gleichen Hauptoberfläche des Varistorkörpers liegen, größer als der Abstand (t) zwischen den ersten und zweiten Hauptoberflächen ist.

3. Varistor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste dielektrische Schicht (330) auf der ersten Hauptoberfläche zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode angeordnet ist und daß eine zweite dielektrische Schicht (330) auf der zweiten Hauptoberfläche zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode angeordnet ist.

4. Varistor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Elektroden durch einen Abstand (S) getrennt sind, der wenigstens so groß wie der Abstand (t) ist, der die erste Hauptoberfläche und die zweite Hauptoberfläche trennt.

5. Varistor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste dielektrische Schicht (430) einen Teil der ersten Elektrode überdeckt und daß eine zweite dielektrische Schicht einen Teil der zweiten Elektrode überdeckt.

6. Varistor mit einer ersten Hauptoberfläche und einer gegenüberliegenden zweiten Hauptoberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß
eine erste Elektrode auf der ersten Hauptoberfläche angeordnet ist,
eine zweite Elektrode auf der zweiten Hauptoberfläche angeordnet ist,
ein erster Eingangsanschluß und ein zweiter Eingangsanschluß auf entsprechende Weise der ersten Hauptoberfläche und der zweiten Hauptoberfläche zugeordnet sind,
ein erster Ausgangsanschluß und ein zweiter Ausgangsanschluß auf entsprechende Weise der ersten Hauptoberfläche und der zweiten Hauptoberfläche zugeordnet sind,
jeder der Ausgangsanschlüsse mit der ersten Elektrode in elektrischem Kontakt ist,
jeder der Eingangsanschlüsse mit der zweiten Elektrode in elektrischem Kontakt ist.

7. Varistor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste dielektrische Schicht zwischen dem Varistor körper und den Ausgangsanschlüssen angeordnet ist und eine zweite dielektrische Schicht zwischen dem Varistorkörper und den Eingangsanschlüssen angeordnet ist.

8. Varistor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste dielektrische Schicht wenigstens einen Teil der zweiten Elektrode überdeckt und die zweite dielektrische Schicht wenigstens einen Teil der ersten Elektrode überdeckt.

9. Varistor nach einem der Ansprüche 6 bis 8, gekennzeichnet durch:
Mittel zum Herstellen eines elektrischen Kontaktes zwischen dem ersten Ausgangsanschluß und der ersten Elektrode,
Mittel zum Herstellen eines elektrischen Kontaktes zwischen dem zweiten Ausgangsanschluß und der ersten Elektrode,
Mittel zum Herstellen eines elektrischen Kontaktes zwischen dem ersten Eingangsanschluß und der zweiten Elektrode,
Mittel zum Herstellen eines elektrischen Kontaktes zwischen dem zweiten Eingangsanschluß und der zweiten Elektrode.

10. Varistor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste dielektrische Schicht zwischen dem Varistor körper und den Ausgangsanschlüssen angeordnet ist und eine zweite dielektrische Schicht zwischen dem Varistorkörper und den Eingangsanschlüssen angeordnet ist.

11. Varistor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die erste dielektrische Schicht zwischen dem Varistor körper und den Mitteln zum Herstellen eines elektrischen Kontaktes zwischen dem zweiten Ausgangsanschluß und der ersten Elektrode angeordnet ist und die zweite dielektrische Schicht zwischen dem Varistorkörper und den Mitteln zum Herstellen eines elektrischen Kontaktes zwischen dem ersten Eingangsanschluß und der zweiten Elektrode angeordnet ist.