[发明专利]陶瓷多层器件和用于制造陶瓷多层器件的方法

说明书

描述一种多层器件（1），其具有陶瓷基体（2）和至少一个金属结构（3、5、6），其中所述金属结构（3、5、6）被共同烧结，其中所述基体（2）具有拥有金属结构（3、5、6）的材料的掺杂物，并且其中所述基体（2）利用金属结构（3、5、6）的材料来掺杂，使得减小在烧结过程期间材料从金属结构（3、5、6）到基体（2）中的扩散。还描述一种用于制造多层器件（1）的方法。

技术领域

本专利申请涉及一种电多层器件和一种用于制造多层器件的方法。

背景技术

基于氧化锌的多层器件普遍已知为压敏电阻。为了电接触多层压敏电阻通常使用成本昂贵的由银和钯（Ag，Pd）构成的内电极。

由银钯合金构成的内电极在此经常用于在烧结过程期间减小电极材料到陶瓷材料中的扩散，诸如由文献US 4 675 644 A已知的那样。通过添加钯，以合适的方式提高电极层的熔点，使得电极层可以与陶瓷一起烧结并且减小在烧结期间的银扩散。然而，钯添加具有以下缺点，即所述钯添加是十分昂贵的。

此外，例如从文献US 4 959 262 A已知压敏电阻，其中以高达10μm的较大层厚来应对烧结过程期间的电极层的减少。所述厚度的电极层具有以下缺点，即由材料的不同烧结表现决定地增强地出现脱层。此外，较厚的内电极具有较高的体积需求，这在很小确定尺寸的部件的情况下被证明为是妨碍的。

发明内容

待解决的任务在于，说明一种具有改进的特性的多层器件和一种用于制造改进的多层器件的方法。

该任务通过根据独立权利要求1和13的多层器件来解决。

根据一个方面描述一种多层器件。多层器件（简称器件）具有陶瓷基体。基体例如是压敏电阻陶瓷。优选地，基体是氧化锌（ZnO）压敏电阻。基体具有例如大约95摩尔百分比的ZnO。作为基体的其他材料，可以包含例如在0.5和5摩尔百分比之间的Sb₂O₃、Bi₂O₃。此外，基体可以具有例如在0.05至2摩尔百分比之间的、例如0.5摩尔百分比的Co₃O₄、Mn₂O₃、SiO₂、Cr₂O₃。以小于0.1摩尔百分比、例如0.05摩尔百分比的浓度，基体还可以具有材料如B₂O₃、Al₂O₃和NiO。

器件还具有至少一个金属结构。器件可以具有多个金属结构，例如两个或三个不同的金属结构。金属结构可以是内部结构。这意味着，金属结构可以至少部分地布置在基体的内部区域中。此外，金属结构也可以是外部结构。这意味着，金属结构可以布置在基体的外部区域上。优选地，基体和金属结构共同烧结。这意味着，基体和金属结构在器件的制造过程期间经历共同的烧结过程。

基体具有拥有金属结构的材料的掺杂物。特别是，基体利用金属结构的金属的化学化合物来掺杂。优选地，基体具有0.1至1摩尔百分比的、例如0.5或0.7摩尔百分比的由金属结构的金属的化学化合物构成的掺杂物。基体的掺杂量优选地被匹配成，使得基体在烧结过程之前在金属结构的金属上已经饱和。基体优选地利用金属结构的材料来掺杂，使得减小或优选地禁止在烧结过程期间材料从金属结构中扩散到基体中。

基体在金属结构的金属上的饱和导致基体在烧结期间不能再容纳金属结构的材料。由此在金属结构中在烧结期间不再发生材料损失。因此，在所述类型和量的金属结构的情况下不必再考虑金属损失。因此例如不必使用具有低扩散常数的材料。此外，不必再维持比在烧结之后实际需要的明显更多的金属，而是可以少地多并且准确地多地确定金属量。这导致减少成本并且导致烧结之后的明显更好地确定尺寸的金属结构，这特别是在很小的结构的情况下是决定性的。