EP0215794A1

EP0215794A1 - Verfahren zum herstellen eines elektronischen bauelements

Info

Publication number: EP0215794A1
Application number: EP85903246A
Authority: EP
Inventors: W. Leonhard Poley
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-06-20
Filing date: 1985-06-15
Publication date: 1987-04-01
Also published as: WO1986000470A1

Description

Verfahren zum Herstellen eines elektronischen Bauelements

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauelements mit mindestens einem Anschluß und einem Halbleiter, der aus einem isolierenden Trägermedium und darin verteilten leitenden Teilchen besteht.

Ein derartiges Verfahren ist aus der DE-PS 20 42 111 bekannt. Das elektronische Bauelement wird in dem bekannten Verfahren dadurch hergestellt, daß eine bestimmte Menge Harz in einem geeigneten Lösungsmittel aufgelöst wird, dieser Lösung die leitenden Teilchen zugesetzt werden und das Gemisch zu einer homogenen Paste verarbeitet wird, in der die leitenden Teilchen gleichmäßig verteilt sind. Die homogene Paste wird dann auf eine als eine Elekrode wirkende geeignete Unterlage aufgetragen und zum Verdampfen des Lösungsmittels erhitzt. In einem anderen Verfahren wird das homogene Gemisch zu einer Folie oder zu einer dünnen Platte geformt. Die Schicht, Folie oder Platte wird dann an der einen Seite mit einer weiteren Elektrode entweder durch Metallniederschlagen im Vakuum oder durch Auftragen einer leitenden Farbe versehen.

Das bekannte Verfahren führt nur zu elektronischen Bauelementen mit einer flächigen Form, wodurch der Anwendungsbereich eingeschränkt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektronisches Bauelement der eingangs genannten Art zu schaffen, das eine beliebige Form aufweisen kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,, daß die leitenden Teilchen derart mit dem Trägermedium vermischt werden, daß ein Halbleiter mit einem einheitlichen Aufbau entsteht.

Dadurch kann das Bauelement ähnlich wie Kunststoff-Massenartikel durch Spritzgießen oder Pressen hergestellt werden. Ferner ist es dadurch auch möglich, ein derartiges elektronisches Bauelement als Informationsspeicher oder als Schalter zu verwenden. Auch können der Schalter und der Speicher in einem Bauteil vereinigt werden. Die Herstellung des erfindungsgemäßen Halbleiters erfolgt vorzugsweise in der Weise, daß das nachstehend als Trägerstoff bezeichnete Trägermedium in eine flüssige Phase überführt wird (z.B.. indem er als Gießharz eingesetzt oder durch Lösungsmittel, bzw. durch Erhitzen verflüssigt wird) und anschließend mit den nachstehend als Ingredienzen bezeichneten leitenden Teilchen und/oder Additiven vermischt wird. Aus der flüssigen Phase heraus kann der Halbleiter mit den bekannten Verfahren der Kunststoffverarbeitung geformt und gestaltet werden. So können Profile aus Halbleitern für die Montage in Halbleiterrelais, Platten, Beschichtung von Leiterplatten mit den Halbleitern, flüssige Massen für das Drucken von Halbleiterschaltelementen, Kombinationen der Halbleiter, Isolatoren und Leiter zu integrierten Relaisfunktionen, Pasten für die Herstellung von Relaisfunktionen auf gedruckten Schaltungen, Compounds, die Herstellern elektronischer Bauelemente als Grundlage der Fertigung dienen, fadenförmige Halbleiter, die zu zwei- oder dreidimensionalen Schaltungen vernetzt werden können und fadenförmige Schaltelemente, die aus Halbleitermaterial, leitendem Werkstoff und isolierenden Massen bestehen, hergestellt werden.

Das Trägermedium kann auch aus Keramik oder einer Kunststoff-Keramik-Mischung bestehen.

Als Ingredienz (leitende Teilchen) kann auch Aluminium in Verbindung mit einem weiteren Element eingesetzt werden, um die für Aluminium typische Oxidationsschicht auf den Metallpartikeln zu verhindern.

Metallische Ingredienzen können durch nicht-metallische Elemente und metallische Verbindungen ersetzt werden, um unter anderem die elektrische und physikalische Eigenschaften (Leitfähigkeiten, Widerstände, Stabilität etc.) zu unterstützen.

Als Additive werden Stoffe verwendet, um Ausgangswerkstoffe zu Trägerstoffen zu vernetzen, um Verbindungen zwischen Trägerstoffen und Ingredienzen zu ermöglichen, um deren Mischbarkeit zu erleichtern und um die physikalischen

Eigenschaften (Temperaturbeständigkeit, Festigkeit etc.) zu verändern. Mögliche Additive sind Wasser, Alkohol und andere Lösungsmittel, Tenside, Phosphor, Bor, Sauerstoff, Schwefel, Chlor, Farbstoffe. Weiterhin können strukturbildende Additive zugesetzt werden, die zur Erzeugung poröser (schaumartiger) Systeme führen (vorzugsweise Kohlendioxid entwickelnde Substanzen wie z.B. Natron,

Borax). Jedoch sind auch andere strukturbildende Techniken einsetzbar, z.B. chemische Systeme, die Wasserstoffgas erzeugen, die Herstellung eines Vakuums, das Einbringen löslicher bzw. schmelzbarer Stoffe, die nach Fertigung ausgewaschen oder durch Wärmeeinwirkung entfernt werden.

Der erste Verfahrensschritt besteht darin, Trägerstoffe, Ingredienzen und Additive zu einem Compound zu vermischen. Wird als Ausgangsmaterial für den Trägerstoff ein Monomer verwendet, so erfolgt vor der Compound-Herstellung eine Polymerisation, Polykondensation oder Polyaddition. Aus dem Compound werden Bauelemente durch Pressen, Spritzgießen oder durch andere, aus der Verarbeitung von KunstStoffen bekannte Verfahrensweisen hergestellt. Hierbei kann am Bauelement bereits während des Formvorgangs ein Kontakt, beispielsweise durch Aufkaschieren einer metallischen Schicht angebracht, werden. So ist es möglich, kupferkaschierte Platten oder Bauteile zu pressen.

In einer Abwandlung der Fertigungstechnik wird der Halbleiter, insbesondere während der Härtungsphase, in ein elektrisches Feld gebracht. Dabei kann entweder ein statisches elektrisches Feld oder ein statisches elektromagnetisches Feld auf den Halbleiter einwirken. Ferner wird vorgeschlagen, daß sowohl das elektrische als auch das magnetische Feld in der Stärke als auch in der Frequenz geändert wird. So können gleichgerichtete Felder aufgebaut und abgeschaltet werden, in ihrer Stärke variiert oder Felder entgegengesetzter Polung verwendet werden.

In einer weiteren Abwandlung wird vorgeschlagen, daß Ingredienzen und Trägerstoffe (beispielsweise thermoplastische Kunststoffe) in pulveriger Form vermischt und anschließend durch Erhitzen in einen pasteusen oder flüssigen Aggregatzustand gebracht werden. Werden die Schmelzpunkte der Trägerstoffe und Ingredienzen so gewählt, daß beide einen einheitlichen Schmelzpunkt haben, so kann der Mischvorgang in erhitztem Zustand oder in der flüssigen Phase durchgeführt werden. Diese Technik kann mit der vorstehend beschriebenen Methode zum Erhärten unter Einfluß eines magnetischen oder elektrischen Feldes kombiniert werden.

Bei der Wahl des Kunststoffs wird vorgeschlagen, einen

Kunststoff zu verwenden, der abweichend von der Oktettregel durch, mesomere Zustände stabilisiert wird.

Diese Voraussetzung erlaubt die Wahl von Polymeren, die bereits für eine ganze Reihe von technischen Zwecken, auch in der Elektronik, erprobt sind, (z.B.Polyester, Polyurethan, Epoxyd, etc.). Damit entfällt der Einsatz von neuen, risikoreichen Verbindungen wie beispielsweise Polyacetylen (Polyacetylenverbindungen sind instabil, sie reagieren mit Sauerstoff).

Die Anteile der Trägerstoffe und Ingredienzen werden so gewählt, daß das Material im nicht leitenden Zustand einen spezifischen Widerstand über 10⁵ Ohm cm hat und erst durch Energiezufuhr (Spannung, Strom, Strahlung, Druck etc.) in einen Zustand hoher Leitfähigkeit überführt wird.

Anstelle härterer Kunststoffe können dielektrische Flüssigkeiten mit Ingredienzen gefüllt und zu PolymerhalbleiterBauelementen geformt werden. Dabei wird das Gehäuse so ausgebildet, daß es ein Austreten der dielektrischen Flüssigkeit verhindert. Die dielektrische Flüssigkeit wird ähnlich wie der pasteuse oder flüssige Trägerstoff mit Ingredienzen vermischt.

Als Trägerstoff können auch gasförmige Werkstoffe verwendet werden, die in ein vakuumdichtes Gefäß verfüllt und anschließend mit Ingredienzen ergänzt werden. Anstelle gasförmiger Werkstoffe kann das Gefäß evakuiert und die Ingredienzen in ein Vakuum gebracht werden. Die Elektroden werden dann dampfdicht in die Gas- oder Vakuumzone verbracht.

Im nachfolgenden werden bevorzugte Zusammensetzungen des erfindungsgemäßen Kunststoffhalbleiters gegeben:

1. 5 % Trägerstoff z. B. ein Zwei-Komponentenepoxydharz, 93 % Ingredienz, beispielsweise Reinzinnpulver oder einer Zinnpulver- und Ingredienzenmischung, bzw. Legierung, sowie 2 % Additive wie beispielsweise Farbstoffe.

2. 25 % Trägerstoff, beispielsweise ein Zwei-Komponenten- Polyurethan, 73 % Ingredienten, beispielsweise Aluminiumpulver oder eine Aluminiumpulvermischung (Aluminiumpulver und Ingredienzen), bzw. Legierung, sowie 2 % Additive, z.B. Farbstoffe, Antioxydationsmittel.

3. 35 % Polyesterträgerstoff und 68 % Aluminiumpulver oder einer Aluminiumpulver- und Ingredienzenmischung, bzw.

Legierung, sowie 2 % Additive, z.B. Farbstoffe, Antioxydationsmittel etc.

4. 15 % Polyurethan und 80 % metallische Partikel aus einer Nickellegierung bzw. Reinnickel oder einer Nickel-/Ingredienzenmischung und Additive.

5. 20 % Polyurethan-Trägerstoff, 75 % Ingredienz, beispielsweise Jod oder einer Jod-Metallpulvermischung und 5 % Additiven. 6. 20 % Trägerstoff z. B. hydrophiles Polyurethan und 75 % Ingredienz, beispielsweise jeweils 37,5 % Aluminium- und 37,5 % Reinzinnpulver, sowie 5 % Additive wie beispielsweise Farbstoffe, nicht-ionische Tenside, Wasser.

7. Wie vorstehend, jedoch wird als Ingredienz eine Mischung von jeweils 1/3 Reinzinn-, 1/3 Aluminium- und 1/3 dentritischem Kupferpulver eingesetzt.

8. 15 % hydrophiles Polyurethan, 5 % Silikonharz, 75 %

Kupferpulver und 5 % Additive, wie beispielsweise

Wasser, Tensid, Farbstoff.

Der vorstehend beschriebene Kunststoff-Halbleiter existiert in zwei Zuständen. Vor der Zündung hat er einen sehr hohen spezifischen elektrischen Widerstand, zwischen 10⁶ bis 10¹⁰ Ohm/cm. Nach der Zündung sinkt der elektrische Widerstand und das Kunststoffhalbleitermaterial wird leitend sowohl für Wechsel- als auch für Gleichstrom. Der Zustand der Leitfähigkeit kann über mehrere Variablen, beispielsweise über die Rezeptur, die verwendeten Partikelgrößen, die verwendeten Legierungen, die Ingredienzen, die Additive und die Struktur des Materials kontrolliert werden. Darüberhinaus können elektrische Variable wie beispielsweise die Größe der Spannung, die Stromstärke sowohl im Last- als auch im Steuerstromkreis zur Steuerung der Schalt- und/oder Speicherzustände eingesetzt werden. Sinngemäß gilt dies auch für die Dimensionierung. Der Zündpunkt steigt mit der Stärke des Materials an. D. h. mit dem Kontaktabstand wächst die für die Zündung (das Überführen des Materials vom Zustand hohen Widerstands in einen Zustand hoher Leitfähigkeit) erforderliche Spannung und Stromstärke.

Polymere Halbleiter der beschriebenen Form sind isotrop. Anisotrope Werkstoffe können dadurch erzeugt werden, daß der Abstand der Ingredienzpartikel in unterschiedlichen Richtungen unterschiedlich ist. Ein ähnlicher Effekt kann dadurch erzielt werden, daß anstelle kugelförmiger oder annähernd zentrischer Ingredienzpartikel stabförmige oder ungleichförmige Ingredienzpartikel verwendet werden, die im Trägerstoff so angeordnet werden, daß sie in der einen Ebene einen geringeren Abstand haben als in der anderen. So können stabförmige Partikel so orientiert werden, daß sie in der senkrechten einen geringeren Abstand zueinander haben als in der waagerechten.

Bei der Herstellung der Bauelemente kann durch Entmϊschungsprozesse an der Oberfläche eine Haut aus Träger- Stoffen entstehen, die einem hohen elektrischen Widerstand hat. Dieser Hauteffekt kann genutzt werden, um mit kleinen Bauelementen hohe Spannungen zu schalten (hoher Sperrwiderstand). Der Hauteffekt erhöht jedoch den "0n- Widerstand" und die Zündspannung. Für Anwendungsfälle, in denen dies nicht erwünscht ist, wird die Haut entfernt

(beispielsweise durch Abschleifen) oder die Kontakte werden unter die Haut gebracht, z.B. durch Einpressen oder durch eine Kontaktierungstechnik, welche die Haut durchdringt (z.B. flüssige Leitmittel, welche in die Trägerstoffe eindringen).

Weiterhin wird vorgeschlagen, daß die Dotierung der Bauelemente vor der Polymerisierung Polykondensation bzw. Polyaddition oder bei der Verwendung von Pre-Polymeren in der Flüssigphase erfolgt, so daß das erfindungsgemäß homogen aufgebaute Bauelement entsteht.

Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Bauelement kann durch Anlegen von Spannung und Strom getriggert und aus einem Zustand niedriger in einen Zustand hoher Leitfähigkeit gebracht werden. Dabei wird der Zu stand hoher Leitfähigkeit über eine bestimmte Zeit, die abhängig ist von Spannung und Strom, bzw. Feldstärke beibehalten.

Das Bauelement hat eine ähnliche Schaltcharakteristik wie eine Zener-Diode oder ein Thyristor; werden Strom und Spannung nach dem Durchbruch wieder reduziert, wirkt das erfindungsgemäße Bauelement zunächst wie ein linearer Widerstand (das Material "speichert" den Zustand hoher Leitfähigkeit). Die Dauer der Speicherung ist abhängig von der induzierten Energie. Der Stromfluß kann jedoch schlagartig, durch die Umkehrung der Spannung arr einem Pol, unterbrochen werden. In dieser Schaltstellung wirkt das erfindungsgemäße Polyraer-Schalteleraent ähnlich wie ein "Kondensator".

Wird im erfindungsgemäßen Halbleiter im leitenden Zustand ein bestimmter Strom überschritten, dann verbleibt der Halbleiter auch nach Abschalten des Stroms im leitfähigen Zustand.

Das erfindungsgeraäße Bauelement kann sowohl als feste Substanz, als auch weich, Schaumstoffartig hergestellt werden. In einer weichen, schaumstoffartigen Ausrüstung ist das Material druckempfindlich. In dieser Form kann es als Schaltelement für einen Drucktastenschalter verwendet werden. Es genügt praktisch ein Fingerdruck, um einen Stromkreis zu schließen. Das erfindungsgemäße Material kann jedoch auch zur Unterbrechung eines Stromkreises eingesetzt werden. So genügt beispielsweise ein Fingerdruck, um den bereits geschlossenen Stromkreis wieder zu unterbrechen. Ein derartiger, erfindungsgemäßer Drucktastenschalter erfüllt folgende Funktionen:

1. Einschalten durch Druck (der Druck kann durch die Art des Materials von weich bis hart variiert werden). 2. Der Stromkreis wird nach der Druckentlastung unter

Ausnutzung des Speichereffektes ohne weitere Hilfsmittel (wie beispielsweise Relais mit Haltekontakten) aufrecht erhalten.

3. Der Stromkreis wird ebenfalls ohne weitere Hilfsmittel, durch Druck unterbrochen.

Anstelle von Druck oder Schlag kann sowohl bei hartem als auch bei weichem Material auch Ultraschall zur Änderung der Leitfähigkeit verwendet werden.

Niederohmige Materialien haben die Eigenschaft, daß sie bei Überlastung warm werden und deformiert werden oder schmelzen, wenn der Strom die vorgegebene Leistungsgrenze übersteigt. Kunststoff-Halbleiter-Bau-Elemente sind selbstschützend, da sie nach Überschreiten einer vorgegebenen Grenze, die abhängig ist von der Zusammensetzung des Werkstoffes und den elektrischen Daten, automatisch in den Zustand "nichtleitend" zurückfallen..

Dieser Effekt kann für den Überlastungsschutz oder auch für selbstschützende Bauelemente verwendet werden.

Es wird vorgeschlagen, den Selbstschutzeffekt des

Polymerhalbleitermaterials zum Ausschalten von diskreten Bauelementen in der Weise zu verwenden, daß schaltungstechnisch ein Kurzschluß erzeugt wird, der den Stromfluß sofort unterbricht, ohne daß das Polymer-Halbleiterelement zerstört wird.

Mehrere Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 die Kennlinie eines Kunststoff-Halbleiters, Fig. 2 die Kennlinie eines anderen Kunststoff-Halbleiters,

Fig. 3 eine Schaltung mit einem Ein-Anschluß-Element,

Fig. 4 eine Schaltung mit einem zwei-Anschluß-Element,

Fig. 5 die Kennlinie eines dritten Kunststoffhalb- leiters

Fig. 6 eine Schaltung zum Ein- und Ausschalten eines Kunststoffhalbleiters,

Fig. 7 eine Ausführung des Bauelements als Drucktaster oder Drucksensor,

Fig. 8 eine Ausführung des Bauelements als elektronischer Schalter,

Fig. 9 eine Ausführung des Bauelements als 4-Pol-Schalt- element,

Fig. 10 eine Ausführung des Bauelements mit einer sehr großen Kontaktfläche,

Fig. 11 eine Ausführung des Bauelements als Speicherelement,

Fig. 12 eine Ausführung des Bauelements als Multifunktionsschaltelement mit vertikal und horizontal vernetzten Strukturen,

Fig. 13 ein aus mehreren Schichten aufgebautes Bauelement und Fig. 14 eine Ausführung des Bauelements als eine elektrisch steuerbare Filtermembrane.

Fig. 15 eine zweite Ausführung des Bauelements als Drucktaster,.

Fig. 16 eine dritte Ausführung des Bauelements als Drucktaster,

Fig. 17 eine Ausführung des Bauelements als Überspannungsschutzelement.

Fig. 18 eine weitere Ausführung des Bauelements als Überspannungsschutzelement.

Fig. 1 zeigt die Kennlinie eines Kunststoff-Halbleiters, der bei 4 Volt zündet, d. h. in einem Zustand hoher Leitfähigkeit wechselt und nach Absenkung der Spannung auf 1 Volt in den Zustand hohen Widerstands zurückschwingt. Im Zustand hoher Leitfähigkeit ist der spezifische Widerstand kleiner als 50 Ohm.

Fig. 2 zeigt die Kennlinie eines Kunststoff-Halbleiters, der bei 65 Volt wie eine Zener-Diode durchschaltet und bei 15 Volt in den Zustand niedriger Leitfähigkeit zurückschwingt.

Aus Kunststoff-Halbleitermaterial hergestellte Schaltelemente können sowohl als Ein-Anschluß-Element, als Zwei- Anschluß-Element. Drei-Anschluß-Element oder Multi-Anschluß-Element eingesetzt werden. Die Index-Zahl 1, 2, 3, 4 oder mehr gibt an, wieviel Leitungsanschlüsse an ein Schaltelement angelegt werden. Die nachfolgenden Anwendungsbeispiele zeigen einige grundsätzliche Ausführungsformen, die miteinander kombiniert oder durch bekannte Elemente aus der Elektronik ergänzt werden können. Soweit in den Abbildungen und Skizzen mechanische Schalter vorgesehen sind, können diese auch durch Halbleiter ersetzt oder ergänzt werden.

Um die Darstellung zu vereinfachen, wurde bei den nachfolgenden Schaltungen auf das Einfügen von Steuerungs- und Dämpfungsgliedern verzichtet. So können beispielsweise in die Steuerleitungen zum Ausschalten der Verbraucher Widerstände oder Kondensatoren eingefügt werden. Die Ansteuerung kann unabhängig vom jeweils dargestellten

Stromkreis zeitabhängig oder feldstärkenabhängig erfolgen.

Figur 3 zeigt einen Halbleiter 1 mit nur einem Anschluß, der an eine Stromleitung angeschlossen ist. Wird der Anschluß 2 unter Spannung gesetzt, so verändert das hierdurch erzeugte elektrische Feld im Halbleiter den Ladungszustand des Halbleitermaterials, d. h. das Material wechselt von einem Zustand niedriger Leitfähigkeit zu einem Zustand hoher Leitfähigkeit. Hier wird dieser Effekt zur Speicherung eingesetzt. Die Dauer des Zustands hoher Leitfähigkeit ist abhängig von der aufgebrachten Spannung bzw. Feldstärke.

Fig. 4 zeigt einen Halbleiter 1 mit zwei flächigen Kontakten 3, 4 an gegenüberliegenden Seiten. Die Zuleitungen 5 und 6 sind an die flächigen Kontakte 3, 4 angeschlossen. Die Kontakte 3, 4 sind jedoch nicht unbedingt notwendig, da die Zuleitungen 5 und 6 direkt am Halbleitermaterial angebracht werden.

Beim Einsatz der oben beschriebenen Schaltung als Schutzschalter wird der Halbleiter 1 so dimensioniert, daß er bei einer vorher bestimmten Spannung leitend wird und den Laststromkreis beispielsweise über einen Unterbrechungskontakt ausschaltet.

Wird diese Schaltung zur Speicherung eingesetzt, so wird eine Spannung zwischen die Zuleitungen 5 und 6 gelegt, die so hoch ist, daß der Polymer-Halbleiter zündet und in den Zustand hoher Leitfähigkeit wechselt. Die Speicherzeit, d.h. die Zeit, in der der Zustand hoher Leitfähigkeit beibehalten wird, kann über die Spannung und den Stromfluß bzw. die Feldstärke gesteuert werden.

Fig. 5 zeigt die Kennlinie eines dritten Kunststoffhalbleiters. Wird aus dem Ruhezustand die angelegte Spannung erhöht, so fließt nur ein Strom unter 1 mA. Wird die Druchbruchspannung erreicht, so bricht, die Spannung und ein hoher Strom fließt. Der Halbleiter ist aus dem Zustand niedriger Leitfähigkeit in den hoher Leitfähigkeit übergegangen. Wird die Spannung weiter erhöht, so bleibt der Halbleiter in diesem Zustand und der Strom nimmt zu. Oberhalb eines bestimmten Stroms geht der Halbleiter wieder in den Zustand niedriger Leitfähigkeit über, die Spannung über dem Bauelement steigt sprunghaft an (gestrichelte Linien).

Fig. 6 zeigt einen Schaltplan zum Ein- und Ausschalten eines Kunststoffhalbleiters. Der Kunststoffhalbleiter 1 weist zwei an gegenüberliegenden Seiten angeordnete Kontakte 3, 4 auf, von denen der Kontakt 3 mit einem Lastwiderstand R und der Kontakt 4 mit einem Pol einer Spannungsquelle U verbunden ist. Der Kontakt 3 ist ferner mit einem zweipoligen Schalter S verbunden, dessen bewegliches Glied zwischen zwei Kontakten a und b beweglich ist. Der Kontakt a ist sowohl mit dem anderen Anschluß des Lastwiderstandes R als auch über einen weiteren Schalter mit dem anderen Pol der Spannungsquelle verbunden. Der Kontakt b des Schalters S ist mit dem einen Pol einer Zündspule L verbunden, deren anderer Pol mit dem Kontakt 4 des Halbleiters verbunden ist. In der Stellung a des beweglichen Schaltergliedes wird der Kunststoffhalbleiter gelöscht, in der Stellung b gezündet. Beim Zünden wird kurzfristig eine Spannungsspitze erzeugt. Der Kunststoffhalbleiter wird gelöscht, indem über den Schalter S ein "Kurzschluß" erzeugt wird, der das Halbleiterelement schlagartig in den nichtleitenden Zustand zurückbringt.

Fig. 7 zeigt einen Kunststoffhalbleiter-Drucktastenschalter ocfer Drucksensor. Der Halbleiter 1 hat eine schaumstoffartige, elastische Struktur. Auf zwei gegenüberliegenden Seiten des würfelförmigen Halbleitermaterials 1, der auch eine runde Form haben kann, sind flächige Kontakte 3 und 4 aufgebracht. Kontakt 3 ist mit einer Isolierschicht 8 bedeckt. Durch Druck in Pfeilrichtung 7 auf die Isolierschicht 8 werden die Abstände zwischen den Kontakten

3 und 4 verringert, so daß bei einem bestimmten Abstand der Stromkreis zwischen den Zuleitungen 5 und 6 der Kontakte 3 und 4 geschlossen ist. Die Schaltcharakteristik kann durch die Zusammensetzung des Materials 1, seine Struktur und die Festigkeit des Schaumes geändert werden. Die Isolierschicht 8 dient zur elektrischen Isolierung des Kontaktes 3 von der Außenseite des Druckelements.

Wird das Bauelement als Drucktaster eingesetzt, so wird das Halbleitermaterial 1 durch Fingerdruck zusammengepreßt, bis daß der Abstand der Kontakte 3 und 4 so gering ist, daß der Halbleiter 1 in den Zustand hoher Leitfähigkeit übergeht. Dabei kann die Schaltcharakteristik über die angelegte Spannung so geändert werden, daß der Stromkreis bei Druckentlastung wieder unterbrochen wird oder daß der Stromkreis nach der Druckentlastung weiterhin geschlossen bleibt. Im zweiten Fall kann der Stromkreis durch einen erneuten Druck oder Schlag wieder unterbrochen werden.

Wird das Bauelement als Drucksensor eingesetzt, so wird bei einem durch die Charakteristik des Halbleitermaterials vorgegebenen Gewicht ein Signal gegeben. Dieses Signal kann zur Unterbrechung eines Stromkreises oder als Meßwert verwendet werden, um den aufgebrachten Druck anzuzeigen.

Fig. 8 zeigt eine Ausführung des Bauelements als elektronischen Schalter. Das quaderförmige Halbleitermaterial 1 trägt an den am weitesten voneinander entfernten, gegenüberliegenden Flächen flächige Kontakte 9 und 10. Auf einer dritten Seite ist ein weiterer Kontakt 12, der Basisstromkontakt, aufgebracht. In der Zuleitung zum Kontakt 10 liegt ein Verbraucher 11.

Der Laststrom wird eingeschaltet, indem an den Basisstromkontakt 12 eine Basisspannung angelegt wird. Dadurch wird der Halbleiter erregt und geht in den Zustand höherer Leitfähigkeit über. Der Stromverbraucher 11 wird eingeschaltet. Der Laststrom kann auf verschiedene Arten unterbrochen werden. Zum einen kann die Spannung am Basisstromkontakt abgeschaltet werden und zum anderen kann durch Druck oder mechanische Belastung der Halbleiter wieder in den Zustand niedriger Leitfähigkeit getrieben werden. Im zweiten Fall ist es günstig, wenn der Kunststoffhalbleiter schaumstoffartig ausgebildet ist. Eine Urakehrung der Spannung an dem Basisstromkontakt 12 führt zu einer noch schnelleren Abschaltung.

Flg. 9 zeigt eine Ausführung des Bauelements als Vier-Pol- Schaltelement. Wie in der Ausführungsform von Fig. 8 befinden sich an den am weitesten voneinander entfernten, gegenüberliegenden Seiten eines Kunststoffhalbleiters 1 flächige Kontakte 3 und 4. Auf einer dritten Seite des Halbleiters 1 sind ein Zündkontakt 14 und ein Sperrkontakt 15 aufgebracht. Diese Kontakte sind ebenfalls flächig ausgeführt.

Wird an dem Zündkontakt 14 eine genügend hohe Spannung angelegt, so geht der Halbleiter 1 in den Zustand hoher Leitfähigkeit über und die Laststromkontakte 3 und 4 sind durchgeschaltet. Wird der Kontakt 14 von der Spannungsquelle abgetrennt, so verhält sich das Halbleitermaterial 1 in Abhängigkeit der vorher angelegten Spannung an Kontakt 14 unterschiedlich. Bei einer sehr hohen angelegten Spannung bleibt auch nach Abtrennen des Kontaktes 14 von der Spannungsquelle der Zustand hoher Leitfähigkeit erhalten. Lag jedoch die an dem Kontakt 14 angelegte Spannung unterhalb eines bestimmten Grenzwertes, so geht bei dem Abtrennen des Kontaktes 14 von der Spannungsquelle der Halbleiter 1 in den Zustand niedriger Leitfähigkeit über. Im ersteren Fall geht der Halbleiter erst dann in den Zustand niedriger Leitfähigkeit über, wenn an dem Sperrkontakt 15 eine der an den Kontakt 14 angelegten Spannung entgegengesetzte Spannung angelegt wird (siehe Figur 6).

Fig. 10 zeigt eine Ausführung des Bauelements mit einer sehr großen Kontaktfläche. Eine Schicht des Kunststoffhalbleiters 1 ist mit einer leitenden Folie 16 beschichtet. Diese Doppelschicht ist zusammengewickelt. An der leitenden Folie und dem Halbleiter 1 sind Kontakte angebracht, die sowohl auf dem Umfang des Rundkörpers als auch auf den spiralförmigen Flächen der Schichten angeordnet sein können. Dadurch ist es möglich, ein Bauelement mit einer großen Kontaktfläche zu erhalten, welches dennoch eine geringe Ausdehnung aufweist.

Fig. 11 zeigt ein Kunststoffhalbleiter-Bauelement, das als elektronisches Speicherelement ausgebildet ist. Auf gegenüberliegenden Seiten einer dicken Schicht eines Kunststoffhalbleiters 1 sind punktförraige Kontakte 3a, 3b, 4a und 4b aufgebracht. Die Kontakte 3a und 3b sowie die Kontakte 4a und 4b liegen jeweils auf gegenüberliegenden Seiten.

Wird an die Kontakte 3a und 3b eine genügend hohe Spannung angelegt, so geht der Halbleiter 1 in den Zustand hoher Leitfähigkeit über, den er auch nach Abtrennen der Spannungsquelle von den Kontakten 3a, und 3h beibehält. Die Größe der Leitfähigkeit des Halbleϊtermaterials 1 kann über die Kontakte 4a. 4b abgefragt werden. Die Zeit, in der der Halbleiter 1 im leitfähigen Zustand verharrt, hängt von der zum Zünden verwendeten Spannung bzw. der Feldstärke und der Zusammensetzung des Halbleiters ab (z.B., anisotrope Materialien).

Die Kontakte können auch flächig ausgebildet sein, in dem die Halbleiterschicht 1 mit einer- Metallschicht, z. B. durch. Aufdampfen, Kaschieren bedeckt wird. Die Metallschicht kann den Halbleiter entweder ganz oder nur partiell abdecken. Sie dient zur Verbesserung der Übergangswiderstände zwischen den Zuleitungen und dem Halbleiter 1. Auch kann diese Schicht zur Erzeugung elektrischer Felder, die zu Speicher- und Steuerzwecken dienen, sowie zum Abblocken von Nachbarschaftseffekten zwischen den Kontakten verwendet werden.

Fig. 12 zeigt eine Ausführung des Bauelements als ein Multifunktionsschaltelement mit dreidimensional, vertikal und horizontal vernetzten Strukturen. Fig. 12a zeigt einen Querschnitt durch eine Explosionsdarstellung des Bauelements und Fig. 12b einen Schnitt enlang der Linie I in Fig. 12a. Eine Schicht des Halbleiters 1 ist auf beiden Seiten mit rechteckigen leitenden Kontakten in regelmäßiger Anordnung versehen. Diese Kontakte können galvanisch, durch Aufdampfen, im Siebdruckverfahren und anders aufgebracht werden. Die Kontakte wiederum sind mit einer Schicht 17, 18 aus einem isolierenden Material bedeckt. Mit den Kontakten verbundene Zuleitungen sind durch diese Schichten 17 und 18 geführt. Die Schichten können aus einem Isolierenden Material wie Keramik oder Kunststoff oder aus dem Kunststoffhalbleiter bestehen. In einer anderen Ausführung kann die Geometrie der Kontakte auch punktförmig, linienförmig, ringförmig usw. sein.

Ein solches Bauelement kann hergestellt werden, indem die Bauteile 17 und 18, welche die leitenden Kontakte sowie deren Zuleitungen aufweisen, zusammen mit der Halbleiterschicht 1 befestigt werden. In einem anderen Verfahren kann das noch flüssige Halbleitermaterial zwischen die Bauteile 17 und 18 eingebracht werden.

Mit diesem Schaltelement können Funktionen, die im Zusammenhang mit der Fig. 11 beschrieben wurden, und logische Schaltungen ausgeführt werden. Ein Vorteil dieser Anordnung liegt darin, durch, den Aufbau des Bauelementes viele Funktionen auf eine kleine Fläche konzentriert und die Herstellung vereinfacht wird. Ein weiterer Unterschied besteht darin, daß Schaltungen horizontal und vertikal vernetzt werden können. Dabei gibt es drei Möglichkeiten:

Zum einen kann eine leitende Verbindung zwischen zwei

Kontakten, z.B. den Kontakten 3 und 4 durch einen über die Steuerleitung 19 herangeführten Spannungsimpuls hergestellt werden. Zum anderen können zwei Kontakte 4, 20 galvanisch miteinander verbunden werden. Ferner kann der Stromfluß zwischen zwei Kontakten 4, 21 durch ein über die

Steuerleitung 22 zwischen diese Kontakte gebrachtes elektrisches Feld blockiert werden.

Mehrere dieser Multifunktionsschaltelemente können auch übereinandergeschichtet werden. Dazu ist es notwendig, daß die Schichten 17 und 18 auf beiden Seiten metallische Kontakte tragen. Dies ist in der Skizze durch die gestrichelten Linien angedeutet. Die Verbindung zwischen den auf den gegenüberliegenden Seiten einer isolierenden Schicht 17, 18 aufgebrachten Kontakten kann durch eine leitende Verbindung oder dadurch hergestellt werden, daß die isolierende Schicht 17, 18 aus einem Kunststoffhalbleiter besteht, der bei einem vorgegebenen Grenzwert durehschaitet.

Fig. 13 zeigt ein aus mehreren Schichten aufgebautes Bauelement. Es entspricht dem in Fig. 4 gezeigten Bauelement, aber es weist im Unterschied zu diesem eine innerhalb des Halbleiters 1 und parallel zu den flächigen Kontakten 3, 4 liegende dritte Kontaktfläche 12 mit einer Zuleitung 13 auf. Anstelle der Kontaktfläche kann auch ein Gas, ein

Halbleiter oder ein isolierendes Material verwendet werden. Besteht die Zwischenschicht 12 aus einem leitenden oder halbleitenden Material, so kann sie über die Zuleitung 13 eine Schaltung angeschlossen und zur Steuerung des Laststromkreises 5, 6 verwendet werden.

Fig. 14 zeigt eine Ausführung des Bauelements als eine elektrisch steuerbare Filtermembrane. In ein poröses, schaumstoffartiges Kunststoffhalbleitermaterial 1 sind zwei drahtförmige Kontakte 23, 24 eingebettet. Die Kontakte können auch aus Drahtnetzen bestehen. Die Kontakte 23 und 24 haben einen bestimmten Abstand voneinander und sind über den Stromkreis 25 an eine Spannungsquelle 26 angeschlossen. Einem Gas- oder Flüssigkeitsstrorm 27 werden beim Hindurchleiten durch das Schaltelement bestimmte Bestandteile entzogen. Die Filterwirkung kann über die Spannung und Stromstärke im Stromkreis 4 gesteuert werden.

In einer anderen Ausführung können die Kontakte auch an der Außenseite des Halbleiters angebracht werden.

Die Filtermembranen können Innerhalb eines Behälters oder in einer Rohrleitung eingesetzt werden. Es können Filtermembranen mit gleicher oder mit entgegengesetzt gerichteter Ladung verwendet werden. Es können unterschiedliche

Ingredienzen verwendet werden, z.B. Zinn- und Eisenpulver, .m eine gewünschte chemische Reaktion zu beschleunigen und die Ingredienzen können mit Katalysatoren, z.B. Nickelsalzen oder Methyltitanat vermischt werden. Auch können zwei Medien unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung durch eine Kunststoffhalbleiter-Membrane getrennt und der

Stoffaustausch, die Diffusion, durch die elektrische Ladung gefördert, unterstützt und gesteuert werden.

Fig. 15a zeigt einen Vertikalschnitt durch ein Drucktasten- element, dessen Stromanschlüsse in einer Ebene liegen.

Fig. 15 b stellt einen Schnitt entlang der Linie II-II von Fig. 15 a dar. Auf einer Basisplatte 28, beispielsweise einem Substrat, sind leitende Zonen 29 und 30 aufgebracht, die durch einen Spalt 31 voneinander getrennt sind. Auf diese leitenden Zonen wird nunmehr ein Kunststoffhalbleitermaterial 1 aufgebracht, auf dessen Oberseite eine Verstärkungsplatte 32 aus einem leitenden Material, z.B. Kupfer, aufgebracht ist. Dieleitende Schicht ist durch eine Isolationsschicht 33 nach oben hin abgedeckt.

Die Anordnung arbeitet folgendermaßen:

Im nichtgedrückten Zustand ist der Stromfluß unterbrochen. Durch Drücken/Pressen des Halbleitermaterials in Pfeilrichtung 7 wird der Stromdurchgang hergestellt. Hierbei kann die Strombelastung und die Auswahl des Materials in der Weise erfolgen, daß einmal lediglich ein Impuls gegeben wird (solange der Druck anhält) und zum anderen der Memoryeffekt des Kunststoffhalbleitermaterials zum Aufrechterhalten des Stromflusses benutzt wird (Einrasteffekt).

Dieser Drucktaster kann auch einen Teil einer integrierten Schaltung bilden.

Fig. 16 zeigt einen Vertikalschnitt durch einen Drucktaster, der ein Polymerhalbleiterelement 1 und ein piezoelektrisches Element 34 aufweist. Im übrigen entspricht die Anordnung der Fig. 15a.

Durch Pressen des Drucktasters in Pfeilrichtung wird im piezoelektrischen Element 34 ein elektrischer Impuls erzeugt, durch den das Polymerhalbleiterelement 1 getriggert wird, so daß es in den elektrisch leitenden Zustand übergeht und den Stromfluß zwischen den Kontakten 29 und 30 leitet.

Fig. 17a zeigt einen Vertikalschnitt durch ein Überspannungsschutzelement, das eine Grundplatte 35, beispielsweise ein Substrat, aufweist, auf die Bolyraerhalbleitermaterial 1 (beispielsweise durch Aufkleben oder im Siebdruckverfahren) aufgepreßt wird. Fig. 17b zeigt eine Draufsicht. Das Halbleitermaterial 1 ist an entgegengesetzten Enden mit Kontaktbahnen 36, 37 kontaktiert. An diese Anordnung sind über die Kontaktbahn 36 die an Spannung liegenden Pole der zu schützenden Bauteile angeschlossen.

Über die an die Kontaktbahn 37 angeschlossene Leiterbahn 38 werden die Polymerhalbleiterelemente 1 mit einem Spannungs-/Stromableiter, beispielsweise der Masse verbunden.

Dieses Element kann auch in der Weise verwendet werden, daß es in einen Stecker oder einer Steckerbuchse für die Verbindung elektronischer Geräte eingebaut wird. Darüberhinaus ist der Einbau direkt in das elektronische Gerät möglich.

Das Überspannungsschutzelement arbeitet folgendermaßen: Die Halbleiterelemente 1 leiten nicht, solange die angeschlossene Spannung den Sollwert nicht überschreitet. Wird die Spannung durch Störimpulse erhöht und der Schwellwert überschritten, so geht das Polymerhalbleitermaterial 1 vom Zustand nichtleitend in den Zustand elektrisch leitend über. Dann wird die Überspannung über die Leiterbahn 38 zur Masse hin abgeleitet. Soll eine bestimmte Spannung nicht unterschritten werden, so kann zusätzlich ein Widerstand 39 in die Leiterbahn 38 eingesetzt werden. Dies ist jedoch nicht erforderlich, wenn der Widerstand des Halbleiterelements 1 im leitenden Zustand so gewählt wird, daß die Sollspannung nicht, unterschritten wird. Ebenso können, wie in der Figur 17b dargestellt, mehrere Schutzelemente 1 auf einer Grundplatte 35 mit einem gemeinsamen Masseanschluß angeordnet werden.

Die Figuren 18a und 18b zeigen ein Überspannungsschutzelement, mit einem im wesentlichen gleichen Aufbau wie das Element der Fig. 17. Entsprechende Teile haben die gleichen Bezugszahlen Hier wird jedoch eine Kombination von Polymerhalbleitermaterial und Widerstand verwendet, die auf eine Grundplatte 35, beispielsweise im Siebdruckverfahren oder durch Aufkleben, aufgebracht ist. Hierbei ist jedem Polymerhalbleiterelement 1 ein Widerstandselement 40 zugeordnet. Die zu schützenden Elemente werden über die Kontaktbahnen 36 angeschlossen.

Das Bauelement arbeitet in gleicher Weise wie das in Fig. 17 dargestellte. Durch die Zuordnung eines Widerstandselementes für jedes Halbleiterelement kann jedoch der Spannungsabfall für jedes einzelne Schutzelement individuell eingestellt werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen eines elektronischen

Bauelements mit mindestens einem Anschluß und einem Halbleiter, der aus einem isolierenden Trägermedium und darin verteilten leitenden Teilchen besteht, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die leitenden Teilchen derart mit dem Medium vermischt werden, daß ein Halbleiter mit einem einheitlichen Aufbau entsteht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Trägermedium ein Kunststoff ist, der abweichend von der Oktettregel durch mesomere Zustände stabilisiert wird, und insbesondere aus hydrophilem Polyurethan, Polystyrol, Polypropylen, Polyetrafluoräthylen, Zelluloseacetat, Aminoplaste, Thioplaste, Polyisobutylen, Polybutadien, Buna N, Polychloropren, Polyvinylidenchlorid, Polyvinylacetat, Polyvinylalkohol, Polyvinyläther, Polymethacrylsäure- methylester, Polyacrylnitril,

Polyvinyl-Carbazol, Polyvinyl, Polyacetat oder Polyether besteht.

3. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das

Trägermedium aus Keramik besteht.

4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Trägermedium aus Mischungen verschiedener Trägermedien besteht.

5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die leitenden Teilchen Faserform aufweisen.

6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die leitenden Teilchen aus Zinn, Aluminium, Lithium, Beryllium, Bor, Natrium, Magnesium, Kalium, Titan, Vanadium, Chrom, Mangan, Cobalt, Nickel, Zink, Gallium, Germanium, Arsen, Zirconium, Niob, Molybdän,

Palladium, Cadmium, Indium, Antimon, Iridium, Platin, Gold, Blei, Wismut, Tantal oder Wolfram bestehen.

7. Verfahren nach einem- der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die leitenden Teilchen aus Legierungen, insbesondere Aluminium und Reinzinn, Zink und Aluminium, Silber und Aluminium, Gold und Silber bestehen.

8. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die leitenden Teilchen aus Mischungen von Elementen oder Legierungen, insbesondere von Aluminium und Zinn, Zink und Aluminium, Silber und Aluminium, Gold und Silber, bestehen.

9. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß Teilchen aus gelösten Metallen bestehen.

10. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Trägermedium während der Erhärtungsphase in ein elektrisches oder magnetisches Feld gebracht wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Feldstärke während der Erhärtungsphase geändert wird oder durch Ein- und Ausschalten bzw. Umpolen des

Feldes ein nieder- oder hochfrequentes Feld erzeugt wird, das auf das Trägermedium während der Erhärtung einwirkt.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 4 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zur Herstellung des Halbleiters unterschiedliche Polymere, Pre-Polymere, bzw. Kohlenwasserstoffe, insbesondere hydrophiles Polyurethan und Silikonharze miteinander vermischt und/oder vernetzt werden.

13. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die leitenden Teilchen durch "Bestrahlung" oder Beschichtung in die Oberfläche implantiert werden.

14. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Bauelement als fadenförmiger Halbleiter hergestellt wird, der zu zwei- und dreidimensionalen Schaltungen vernetzbar ist.

15. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der das Trägermedium und die leitenden Partikel aufweisende Halbleiter als Paste, druckfähiges Substrat, Flüssigharz und/oder gehärteter Formkörper hergestellt wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 4 bis 15, d a d ur c h g ek e n n z e i c h n e t , daß einem Teil Kunststoff 2 bis 10 Gewichtsteile leitende Teilchen zugesetzt werden.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1,. 2 oder 4 bis 15, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t , daß bei Verwendung von Schwermetallen einem Gewichtsteil Kunststoff 5 bis 50 Teile leitende Teilchen zugesetzt werden.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 4 bis 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß bei Verwendung von faserfδrmigen leitenden Teilchen einem Gewichtsteil Kunststoff 0,5 bis 5 Gewichtsteile leitende Teilchen zugesetzt werden.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 4 bis 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die

Mischung aus dem Kunststoff und den leitenden Teilchen nach dem Mischen oder während des Mischens derart erhitzt wird, daß ein pasteuser oder flüssiger Aggregatzustand entsteht, in dem die Materialien vermischt und durch Erkalten erhärtet werden.

20. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Trägermedium eine siebdruckfähige Masse, insbesondere Epoxid-Harz, ist, die mit den leitenden Teilchen gefüllt wird und anschließend durch Aufbringen auf ein Sieb, innerhalb von integrierten Schaltungen, insbesondere Dickschichtschaltungen als aktive Bauelemente auf leitende oder nichtleitende Werkstoffe aufgedruckt werden.

21. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß diskrete Bauelemente durch Aufstreichen, Aufspritzen, Siebdrucken des Halbleiters auf leitende und nichtleitende Schichten erzeugt werden, wobei die Durchbruchspannung durch unterschiedliche Kontaktabstände und unterschiedliche Anteile an leitenden Teilchen erzeugt werden.

22. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß dem Trägermedium Silikonharze hinzugefügt werden.

23. lerfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d ad ur c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die leitenden Teilchen nicht-metallische Elemente oder Verbindungen von metallischen und nichtmetallischen Elementen, insbesondere lod, Silicium, Silieium-Oxyd, Phosphor, Brom, Tellur, Antimonfluorid, Lithium- Chlorid, Selen, Antimon-Fluorid, Antimon-Chlorid, Zink- Chlorid und/oder Kupfer-Chlorid sind.

24. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a d ur c h g e k e n n z e i c h n e t , daß dem Trägermedium porenbildende Substanzen beigefügt werden oder daß als Trägermedium Ausgangsstoffe eingesetzt werden, welche Hart-, bzw. Weichschaumstrukturen bilden, insbesondere Polyurethane, hydrophiles Polyurethan, Polyäthylen, Polyester und Polystyrol.

25. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 4 bis 24, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß als Trägermedium 5 - 40 % Zwei-Komponenten-Epoxidharz und als leitende Teilchen 55 - 90 % Reinzinnpulver verwendet werden, die mit 1- 5 % Additiven vermischt werden.

26. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 4 bis 24, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß als Trägermedium 5 - 40 % Polyesterharz und als leitende Teilchen 90 - 55 % Aluminiumpulver verwendet werden, die mit 1 - 2 % Additiven, insbesondere Farbstoffen und Antioxydationsmitteln, vermischt werden.

27. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 4 bis 24, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß als

Trägermedium 5 - 40 % hydrophiles Polyurethan Prepolymer und als leitende Teilchen 55 - 90 % Reinzinnpulver verwendet werden, die unter Beimischung von Additiven, wie beispielsweise Wasser, zu einer porösen, schaumstoffartigen Substanz polymerisieren.

28. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Trägermedium mit Donatoren oder Akzeptoren dotiert wird.

29. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Anteil des Trägermediums 5 bis 40 %, der Anteil der leitenden Teilchen 55 bis 90 % und der Anteil der Additive ca. 0 % bis 5 % beträgt.

30. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zwei Schichten unterschiedlich zusammengesetzter oder unterschiedlich strukturierter Halbleitermaterialien miteinander verbunden werden.

31. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zwischen zwei gleichartig oder unterschiedlich zusammengesetzten Schichten des Halbleiters eine dritte Trenn- oder Kontaktschicht angeordnet wird, die aus einem Gas, einem halbleitenden Material, einem leitenden Material oder einem isolierenden festen Material besteht.

32. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 4 bis 31, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Kontakte der elektrischen Anschlüsse auf der beim Pressen des Kunststoffs entstehenden, einen hohen

Widerstand aufweisenden Oberflächenschicht angeordnet werden.

33. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 4 bis 31 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die beim Pressen des Kunststoffs entstehende, einen hohen Widerstand aufweisende Oberflächenschicht entfernt wird und danach die Kontakte (3, 4) der elektrischen Anschlüsse auf den Kunststoffhalbleiter aufgebracht werden.

34. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 31, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Kontakte der elektrischen Anschlüsse durch Einschmelzen oder Einpressen unterhalb der Oberflächenhaut angebracht werden.

35. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein weicher, insbesondere porenhaltiger (schaumstoffartiger) Halbleiter zwischen zwei elektrische Kontakte eingefügt wird und einer dieser Kontakte durch eine

Isolierschicht vor direkter Berührung geschützt wird, so daß per Hand oder durch ein mechanisches Element ein Schaltdruck auf den Halbleiter ausübbar ist, der ein Schließen der Kontakte bewirkt.

36. Bauelement, hergestellt durch das Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h einen an dem Halbleiter angebrachten zusätzlichen Gate-Basis- Kontakt, über den ein Steuerstrom auf den Halbleiter aufbringbar ist, so daß er unabhängig von der zwischen zwei oder mehr Kontakten angelegten Spannung, Feldstärke und Stromstärke gezündet werden kann.

37. Bauelement nach einem der vorangenannten Ansprüche, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h vier elektrische Anschlüsse und zwei, bzw. drei Hilfsschalter.

38. Bauelement nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein flexibles, leitendes Material (16), insbesondere ein Metallfilm, und ein flexibles Halbleitermaterial so miteinander verbunden sind, daß sie zu spiral- oder kreisförmigen Bauelementen formbar sind.

39. Bauelement nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß es flächig oder fadenförmig ausgebildet ist und mindestens zwei Kontakte aufweist.

40. Bauelement nach einem der vorangegangenen Ansprüche, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h zwei Trägerplatten (17, 18), insbesondere aus einem isolierenden Material, die mit Kontakten versehen sind, und einem dazwischen angeordneten Halbleitermaterial, wobei die

Trägerplatten so einander zugeordnet werden, daß jeweils zwei Kontakte einander gegenüberliegen und durch Anlegen einer Spannung an die einander gegenüberliegenden Kontakte der Stromfluß, die elektrische Leitfähigkeit und die Isoliereigenschaften steuerbar sind.

41. Bauelement nach Anspruch 40, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß es eine einseitig mit Kontakten versehene Trägerplatten, Halbleiterschichten und zweiseitig mit Kontakten versehener Trägerplatten aufweisende dreidimensionale integrierte Schaltung bildet.

42. Bauelement nach einem der vorangegangenen Ansprüche, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h mindestens zwei Anschlußpunkte für den Laststromkreis und mindestens einen Anschluß für den Steuerstromkreis.

43. Bauelement nach Anspruch 42, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Kontakte für den Laststromkreis auf den Außenflächen des Halbleiters angebracht werden und die Kontakte für den Erregerstromkreis (Basisstrom) an einem Punkt zwischen den Laststromkontakten oder derart angelegt werden, daß die Laststromkontakte und der Basisstromkontakt ein Dreieck bilden.

44. Bauelement nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g. e k e n n z e i c h n e t , daß der Basisstromkontakt als Ionisator ausgebildet wird.

45. Bauelement nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß es eine poröse, schaumartige Struktur aufweist.

46. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 oder 4 bis 45, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das isolierende Trägermedium ein Vakuum ist, das mit Ingredienzen verfüllt ist, die unter Einlaß eines elektrischen oder magnetischen Feldes eine elektrisch leitende Partikelwolke bilden.

47. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 oder 4 bis 45, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Trägermedium eine dielektrische Flüssigkeit, insbesondere Öl, Siloxane, flüssige Kunststoffe ist.

48. Bauelement nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Abstand der leitenden Teilchen in unterschiedlichen Richtungen unterschiedlich ist.

49. Bauelement nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die leitenden Teilchen eine ungleichmäßige, insbesondere stabartige Form haben.

50. Schaltung mit einem Bauelement nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Zustand hoher Leitfähigkeit durch die Energiezufuhr, die Größe der Spannung, die Größe der Stromstärke und der Feldstärke gesteuert wird.

51. Schaltung mit einem Bauelement nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß eine Spannung an einen oder mehreren Kontakten, die nicht miteinander in Verbindung stehen, angelegt wird, so daß eine statische Aufladung und ein Zustand hoher Leitfähigkeit hervorgerufen werden, die als Informations speicherung dienen.

52. Schaltung mit einem. Bauelement nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Bauelement bei Erreichen der materialgemäßen Zündspannung vom Zustand "isolierend" zum Zustand "elektrisch leitend" umschwingt, einen elektrischen Stromkreis schließt oder mit Hilfe eines weiteren Schaltelementes öffnet.

53. Schaltung mit einem Bauelement nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Bauelement beim Erreichen der Zündenergie bzw. der

Durchbruch-Spannung, Stromstärke oder Feldstärke vom Zustand "isolierend", in den Zustand "elektrisch leitend" wechselt und daß diese Zustände Informationselemente darstellen.

54. Schaltung mit einem Bauelement nach Anspruch 53, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Bauelement wahlweise als Impulsgeber oder unter Ausnutzen des Speichereffektes als Drucktastenschalter mit "Haltekontakt" dient.

55. Schaltung mit einem Bauelement nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Stromfluß durch das Bauelement durch Urapolung der Spannung an einem Kontakt, insbesondere über eine zweite Steuerleitung, beendet wird.

56. Schaltung mit einem Bauelement nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Zustand elektrischer Leitfähigkeit des Bauelements durch Umpolung der Spannung an einem Kontakt, insbe- sondere durch Anlegen einer entgegengesetzt wirken- den Spannung, beendet wird.

57. Schaltung mit einem Bauelement nach einem der Ansprüche 40 bis 56, d a d u r ch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Kontakte horizontal miteinander verknüpft werden und der Stromfluß vertikal und horizontal durch Spannung, Feldstärke und/oder Umpolung gesteuert, wird.

58. Schaltung mit einem Bauelement nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Übergang des Zustands des Bauelements von elektrisch leitend zu isolierend durch das Überschreiten eines bestimmten Stroms gesteuert wird.

59. Schaltung mit einem Bauelement nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Übergang des Zustands des Bauelements von elektrisch leitend zu isolierend durch Kurzschließen gesteuert wird.

60. Schaltung mit einem Bauelement nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Laststrom durch das Einschalten der Basisstromleitung geschaltet wird und die Kapazität des Basisstroms, insbesondere die Spannung, den Grad der Erregung und damit die Leitfähigkeit des Kunststoffhalbleiters steuert.

61. Schaltung mit einem Bauelement nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Laststromkreis durch Abschalten des Basisstromes und/oder Druck oder Schlag auf den Kunststoffhalbleiter abgeschaltet wird.

62. Anwendung des Bauelements nach einem der vorangegangenen Ansprüche in Rohrleitungen oder in Behältern, die mit unterschiedlichen flüssigen, bzw. gasförmigen Medien gefüllt sind, zum Ausfiltrieren von Stoffbestandteilen, wobei der Stoffaustausch durch die angelegte Spannung, Feldstärke, Stromstärke, Ingredienzen, Trägerstoffe und Additive, Insbesondere durch die Zugabe von Katalysatoren, beeinflußt wird.

63. Anwendung des Bauelements nach einem der vorangegangenen Ansprüche als Schaltvorrichtung für elektrische Ströme und als Speichervorrichtung für Informationen, wobei der elektrische Strom zum Steuern und Speichern des Informationsflusses eingesetzt wird.

64. Anwendung des Bauelements nach einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einer porösen, Schaumstoffartigen, insbesondere offenzelligen Struktur als Filtereleraent für strömende Gase und/oder Flüssigkeiten.

65. Anwendung des Bauelements nach einem der vorangegangenen Ansprüche als ein Schaltelement in Vakuumröhren oder Vakuumbehältern.

66. Anwendung des Bauelements nach einem der vorangegangenen Ansprüche als ein selbstschützendes Bauteil, das den dadurch fließenden Strom unterbricht, wenn der Strom einen bestimmten Grenzwert überschreitet.

67. Anwendung des Bauelements nach einem der vorangegangene Ansprüche als ein Überspannungsschutzelement, das das zu schützende Bauelement bei zu hohen daran angelegten Spannungen kurzschließt.