EP4205148B1 - Varistance multicouche et procédé de fabrication d'une varistance multicouche - Google Patents

Varistance multicouche et procédé de fabrication d'une varistance multicouche

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EP4205148B1
EP4205148B1 EP21749584.5A EP21749584A EP4205148B1 EP 4205148 B1 EP4205148 B1 EP 4205148B1 EP 21749584 A EP21749584 A EP 21749584A EP 4205148 B1 EP4205148 B1 EP 4205148B1
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ceramic
ceramic material
varistor
concentration
layer
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Hermann GRÜNBICHLER
Jaromir Kotzurek
Franz Rinner
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TDK Electronics AG
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TDK Electronics AG
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    • H01C17/06513—Precursor compositions therefor, e.g. pastes, inks, glass frits or green body characterised by the resistive component
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Claims (29)

  1. Procédé de fabrication d'un varistor multicouche (1) présentant les étapes suivantes:
    A) la mise à disposition d'une première poudre céramique pour la production d'un premier matériau céramique (6) et d'au moins une deuxième poudre céramique pour la production d'un deuxième matériau céramique (7), les poudres céramiques différant l'une de l'autre dans la concentration en éléments monovalents X+ de 50 ppm ≤ Δc(X+) ≤ 5 000 ppm, où X+ = (Li+, Na+, K + ou Ag+), et où Δc désigne la différence de concentration maximale qui se produit entre une zone active (3) et une zone proche de la surface (4) du varistor multicouche (1);
    B) la mise en barbotine des poudres céramiques et la formation de feuilles vertes;
    C) l'impression partielle d'une partie des feuilles vertes avec une pâte métallique destinée à la formation d'électrodes intérieures (5);
    D) l'empilage de feuilles vertes imprimées et non imprimées;
    E) le laminage, la décarbonation et le frittage des feuilles vertes;
    F) l'application d'électrodes extérieures (10),
    les feuilles vertes à l'étape D) étant empilées de telle sorte que le deuxième matériau céramique (7) forme une couche supérieure du varistor multicouche (1).
  2. Procédé selon la revendication 1,
    où, à l'étape C), les feuilles vertes qui ont une concentration d'éléments monovalents X+ inférieure à celle des autres feuilles vertes sont partiellement imprimées avec de la pâte métallique.
  3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2,
    où les poudres céramiques contiennent ZnO comme composant principal.
  4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, où les matériaux céramiques (6, 7) contiennent un oxyde formant un varistor ou un oxyde de terres rares, ainsi que d'autres oxydes qui améliorent les propriétés du varistor.
  5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, où les matériaux céramiques (6, 7) sont en outre dopés avec Pr, La ou Y.
  6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, où les matériaux céramiques (6, 7) diffèrent en termes de teneur en potassium et lanthane dans la gamme ppm.
  7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, où le deuxième matériau céramique (7), placé dans la zone proche de la surface (4), est dopé avec 1000 ppm de potassium.
  8. Procédé selon la revendication 7,
    où le deuxième matériau céramique (7) est également dopé avec 1000 ppm de La.
  9. Procédé selon la revendication 7 et la revendication 8,
    où le deuxième matériau céramique dopé au lanthane (7) présente une capacité de diffusion réduite par rapport au deuxième matériau céramique dopé uniquement au potassium (7).
  10. Procédé selon l'une des revendications précédentes, où le premier matériau céramique (6) présente la concentration la plus faible d'éléments monovalents X+ et
    où le deuxième matériau céramique (7) présente la concentration la plus élevée d'éléments monovalents X+.
  11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 10,
    où, à l'étape A), une troisième poudre de céramique est fournie pour la production d'un troisième matériau céramique (8), la concentration d'éléments monovalents X+ dans la troisième poudre de céramique étant inférieure à celle de la deuxième poudre de céramique, mais plus grande que dans la première poudre de céramique.
  12. Procédé selon l'une des revendications 1 à 11,
    où les feuilles vertes sont empilées à l'étape D) de telle sorte que le varistor multicouche (1) présente un gradient de concentration défini d'éléments monovalents X+, la concentration diminuant à partir du deuxième matériau céramique (7) jusqu'au premier matériau céramique (6).
  13. Varistor multicouche (1) présentant un corps en céramique (2) avec une pluralité d'électrodes intérieures (5), le corps en céramique (2) ayant une zone active (3) et une zone proche de la surface (4), et le corps en céramique (2) ayant au moins un premier matériau céramique (6) et au moins un deuxième matériau céramique (7),
    où les matériaux céramiques (6, 7) diffèrent l'un de l'autre dans une concentration d'éléments monovalents X+ d'un maximum de 50 ppm ≤ Δc(X+) ≤ 5 000 ppm, où X+ = (Li+, Na+, K+ ou Ag+), et où Δc désigne la différence de concentration maximale qui se produit entre la zone active (3) et la zone proche de la surface (4),
    où le corps en céramique (2) présente au moins trois matériaux céramiques (6, 7, 8), et où le troisième matériau céramique (8) est placé entre le premier matériau céramique (6) et le deuxième matériau céramique (7), le premier matériau céramique (6) étant placé dans la zone active (3) et le deuxième matériau céramique (7) formant une couche supérieure isolante du corps en céramique (2).
  14. Varistor multicouche (1) selon la revendication 13, où les matériaux céramiques (6, 7) contiennent un oxyde formant un varistor ou un oxyde de terre rare et d'autres oxydes qui améliorent les propriétés du varistor.
  15. Varistor multicouche (1) selon la revendication 14, où les matériaux céramiques (6, 7) sont en outre dopés avec Pr, La ou Y.
  16. Varistor multicouche (1) selon l'une des revendications 13 à 15,
    où le deuxième matériau céramique (7) est dopé avec 1000 ppm de potassium.
  17. Varistor multicouche (1) selon la revendication 16, où le deuxième matériau céramique (7) est également dopé avec 1000 ppm de La.
  18. Varistor multicouche (1) selon la revendication 16 et la revendication 17,
    où le deuxième matériau céramique dopé au lanthane (7) présente une capacité de diffusion réduite par rapport au deuxième matériau céramique dopé uniquement au potassium (7).
  19. Varistor multicouche (1) selon l'une des revendications 13 à 18,
    où la concentration la plus élevée d'éléments monovalents X+ se trouve dans la zone proche de la surface (4) et où la concentration la plus faible d'éléments monovalents X+ se trouve dans la zone active (3).
  20. Varistor multicouche (1) selon l'une des revendications 13 à 19,
    où le premier matériau céramique (6) présente la concentration la plus faible d'éléments monovalents X+ et où le deuxième matériau céramique (7) présente la concentration la plus élevée d'éléments monovalents X+.
  21. Varistor multicouche (1) selon la revendication 20, où le troisième matériau céramique (8) présente une concentration moyenne d'éléments monovalents X+.
  22. Varistor multicouche (1) selon l'une des revendications 13 à 21,
    où les matériaux céramiques (6, 7, 8) diffèrent chimiquement de ≤ 1 % les uns des autres.
  23. Varistor multicouche (1) selon l'une des revendications 13 à 22,
    les constantes diélectriques εr des premier et deuxième matériaux céramiques (6, 7) diffèrent par un facteur ≥ 5.
  24. Varistor multicouche (1) selon l'une des revendications 13 à 23,
    où une constante diélectrique εr du deuxième matériau céramique (7) et du troisième matériau céramique (8) est inférieure à une constante diélectrique εr du premier matériau céramique (6).
  25. Varistor multicouche (1) selon l'une des revendications 13 à 24,
    où la concentration d'éléments monovalents X+ dans la zone active (3) est < 100 ppm.
  26. Varistor multicouche (1) selon l'une des revendications 13 à 25,
    où la concentration en éléments monovalents X+ diminue progressivement à partir de la zone proche de la surface (4) vers la zone active (3).
  27. Varistor multicouche (1) selon l'une des revendications 13 à 26,
    où une épaisseur du deuxième et/ou du troisième matériau céramique (7, 8) est adaptée à un comportement de diffusion de l'élément monovalent.
  28. Varistor multicouche (1) selon l'une des revendications 13 à 27,
    où les matériaux céramiques (6, 7, 8) sont à base de ZnO.
  29. Varistor multicouche (1) selon l'une des revendications 13 à 28,
    où le varistor multicouche (1) est fabriqué par un procédé selon l'une des revendications 1 à 12.
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Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6057905A (ja) * 1983-09-09 1985-04-03 マルコン電子株式会社 積層型電圧非直線抵抗器
JP3735151B2 (ja) 1996-03-07 2006-01-18 Ｔｄｋ株式会社 積層型チップバリスタ及びその製造方法
JPH11510784A (ja) * 1996-06-14 1999-09-21 フィリップス エレクトロニクス ネムローゼ フェンノートシャップ セラミック多層コンデンサ
TW394961B (en) 1997-03-20 2000-06-21 Ceratech Corp Low capacitance chip varistor and fabrication method thereof
JP3945010B2 (ja) * 1998-04-21 2007-07-18 株式会社村田製作所 積層型バリスタおよびその製造方法
DE10026258B4 (de) 2000-05-26 2004-03-25 Epcos Ag Keramisches Material, keramisches Bauelement mit dem keramischen Material und Verwendung des keramischen Bauelements
JP4020816B2 (ja) * 2003-03-28 2007-12-12 Ｔｄｋ株式会社 チップ状電子部品およびその製造方法
DE10350343B4 (de) 2002-10-29 2016-10-06 Tdk Corp. Chipförmiger Varistor und Verfahren zu dessen Herstellung
JP2005051052A (ja) 2003-07-29 2005-02-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd バリスタおよびその製造方法
US7167352B2 (en) * 2004-06-10 2007-01-23 Tdk Corporation Multilayer chip varistor
JP4262141B2 (ja) * 2004-06-10 2009-05-13 Ｔｄｋ株式会社 積層型チップバリスタ及びその製造方法
JP4715248B2 (ja) 2005-03-11 2011-07-06 パナソニック株式会社 積層セラミック電子部品
JP4492578B2 (ja) * 2006-03-31 2010-06-30 Ｔｄｋ株式会社 バリスタ素体及びバリスタ
US7683753B2 (en) * 2007-03-30 2010-03-23 Tdk Corporation Voltage non-linear resistance ceramic composition and voltage non-linear resistance element
JP4683068B2 (ja) 2008-04-21 2011-05-11 Ｔｄｋ株式会社 積層型チップバリスタ
JP5652465B2 (ja) 2012-12-17 2015-01-14 Tdk株式会社 チップバリスタ
JP2016003166A (ja) * 2014-06-18 2016-01-12 株式会社村田製作所 セラミック組成物およびチップバリスタ
DE102015120640B4 (de) * 2015-11-27 2025-12-04 Tdk Electronics Ag Vielschichtbauelement und Verfahren zur Herstellung eines Vielschichtbauelements
TWI667667B (zh) * 2016-09-26 2019-08-01 立昌先進科技股份有限公司 一種提高多層貼片式變阻器通流面積的製法及其製得的變阻器元件
DE102017105673A1 (de) 2017-03-16 2018-09-20 Epcos Ag Varistor-Bauelement mit erhöhtem Stoßstromaufnahmevermögen
DE102018116221B4 (de) 2018-07-04 2022-03-10 Tdk Electronics Ag Vielschichtvaristor mit feldoptimiertem Mikrogefüge und Modul aufweisend den Vielschichtvaristor

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