用于进行接通电流限制的电子器件和电子器件的应用制造技术

本发明专利技术涉及一种用于接通电流限制的电子器件（1），其具有：至少一个NTC元件（2）和至少两个导电的接触元件（3），其中所述NTC元件（2）经由连接材料（7）与相应的接触元件（3）导电连接，并且其中所述相应的接触元件（3）的热膨胀系数与所述NTC元件（2）的热膨胀系数匹配。本发明专利技术还涉及电子器件（1）的应用。涉及电子器件（1）的应用。涉及电子器件（1）的应用。

【技术实现步骤摘要】
用于进行接通电流限制的电子器件和电子器件的应用
[0001]本申请是申请日为2017年4月18日、申请号为201780026076.3（国际申请号为PCT/EP2017/059132）以及专利技术名称为“用于进行接通电流限制的电子器件和电子器件的应用”的专利技术专利申请的分案申请。


[0002]本专利技术涉及一种用于进行接通电流限制的电子器件。本专利技术还涉及电子器件的应用。

技术介绍

[0003]在汽车领域（载客车（PKW）、载货车（LKW））的起动
‑
停止系统是节约燃料的一个重要的可能性并且因此被安装在几乎所有新车中。在这些系统中，必须限制起动器的接通电流，以防止车载电网电压下降，从而充足地供应尤其是安全相关的应用（ABS、ESP）。
[0004]为此，可以将热控制的接通电流限制器（ICL）用于内燃机的起动过程。在节能切断之后重新起动内燃机时，由于起动电机的电流需求，使12V车载电网短时间地承受直至1000A的负荷。常用的12V电池由于该附加功率而承受剧烈负荷，使得电网电压下降几伏特。该下降可导致车载电网中的其它耗电器失灵。为了避免这一点，必须避免或减少电压下降。为了减少电压下降，例如可以使用NTC（Negative Temperature Coefficient（负温度系数））器件。
[0005]在NTC器件的横截面大于1cm2并且长度小于1mm的预期尺寸的情况下，需要与小电阻的平面接触。此外，器件在运行时受到剧烈的温度波动，其中ICL陶瓷的热膨胀系数比良好的电导体（例如铜）的膨胀系数明显要小。由此造成的热机械应力可能导致器件的损坏。

技术实现思路

[0006]要解决的任务在于：说明一种经改善的用于进行接通电流限制的电子器件以及经改善的电子器件的应用。
[0007]该任务通过按照权利要求1所述的电子器件和按照权利要求17或18所述的应用来解决。
[0008]按照一个方面，说明了一种电子器件，简称器件。该电子器件被构造用在接通电流限制器中或充当接通电流限制器。该器件具有至少一个NTC元件。NTC元件用作该器件的功能元件或功能层。NTC元件具有NTC陶瓷。该器件可具有多个NTC元件，例如两个、三个、五个或十个NTC元件。该NTC元件可以构造为圆盘状或片状（圆形）的。但是，该NTC元件也可具有矩形面或环形面。
[0009]在NTC元件上、优选地在NTC元件的上侧和下侧上布置有金属化部。金属化部优选地具有银。替换于此地，金属化部也可具有铜或者金。NTC元件可以是单片器件。在这种情况下，NTC陶瓷以挤压技术制造并且紧接着通过研磨（两侧的精磨）来达到所希望的形状或达到所希望的厚度（厚层单片（Dickschichtmonolith））。替换于此地，NTC元件也可以构造为
多层单片（Vielschichtmonolith）。在这种情况下，陶瓷箔相叠地堆叠并且被挤压，以便提供NTC元件。
[0010]该器件具有至少两个导电的接触元件或电极。接触元件平面地来构造。接触元件被构造和布置用于与NTC元件的导电和热连接。该器件可具有多个接触元件，例如5个、10个或15个接触元件，其中各个NTC元件由此都必须良好地热耦合。
[0011]NTC元件经由连接材料与相应的接触元件导电连接。NTC元件也经由连接材料与相应的接触元件热连接。通过该连接材料，在NTC元件与接触元件之间构造稳定的、导电能力高的并且能机械上牢固的连接。
[0012]相应的接触元件的热膨胀系数与NTC元件的热膨胀系数匹配。优选地，NTC元件和接触元件的热膨胀系数近似相等。
[0013]例如，NTC元件具有在7ppm/K与10ppm/K之间的热膨胀系数。优选地，相应的接触元件具有相对应的膨胀系数。相应的接触元件的热膨胀系数优选地在5ppm/K与10ppm/K之间的范围内。
[0014]通过热膨胀系数的匹配，实现了NTC元件和接触元件的由材料造成的热膨胀（CTE）的降低或匹配。由此，可以降低或避免由于热膨胀而造成的应力。因此，提供了特别稳定的、可靠的并且耐用的器件。
[0015]按照一个实施例，NTC元件具有上侧和下侧。上侧和下侧相互对置并且分别被NTC元件的端面限制。该上侧和该下侧分别至少部分地通过相应的接触元件导电接触。视制造过程而定，尤其是可以使上侧或下侧的小的边缘层或小的边缘区保持不接触。
[0016]但是，该上侧和该下侧也可以分别通过相应的接触元件整面地导电接触。换言之，NTC元件以嵌入在两个接触元件之间的方式来布置，使得上侧和下侧分别部分地或完全地被一个接触元件覆盖。由此，可以实现NTC元件的特别可靠的接触以及在NTC元件与接触元件之间的特别稳定的连接。
[0017]按照一个实施例，接触元件具有材料复合体。换言之，该接触元件由多种材料组成。相应的接触元件优选地具有铜。铜的特点在于其很高的导电能力以及很高的导热能力。附加地，该接触元件优选地具有因瓦合金（Invar）和/或可伐合金（Kovar）和/或钼。这些材料的特点在于它们的热膨胀系数小。优选地，相应的接触元件具有经轧制的铜
‑
因瓦合金片材，其具有由铜
‑
因瓦合金
‑
铜构成的层结构。通过适当地选择相应的接触元件的铜和因瓦合金/可伐合金或钼层的厚度比，可以使膨胀系数与NTC元件的膨胀系数匹配。因此，实现了非常稳定并且耐用的器件。
[0018]按照一个实施例，该接触元件具有铜
‑
因瓦合金
‑
铜的层结构，其中厚度比为10%≤铜≤30%
‑
50%≤因瓦合金/可伐合金/钼≤80%
‑
10%≤铜≤30%。这意味着：该接触元件具有至少三个层。第一层优选地具有铜。第一层具有如下厚度或垂直伸展，该厚度或垂直伸展在接触元件的总厚度的1/10与3/10之间。第二层优选地具有可伐合金和/或因瓦合金和/或钼。第二层具有如下厚度，该厚度在接触元件的总厚度的5/10与8/10之间。第三层具有如下厚度，该厚度在接触元件的总厚度的1/10与3/10之间。
[0019]接触元件的具有因瓦合金/可伐合金/钼的层比接触元件的具有铜的层更厚。因此，可以降低接触元件的膨胀系数或使其与NTC元件的膨胀系数匹配。
[0020]优选地，铜
‑
因瓦合金
‑
铜的厚度比为20%
‑
60%
‑
20%。当然，层的其它厚度比和
其它层序列和数目以及可伐合金或钼的添加也都是可设想的，以便实现所希望的膨胀系数。
[0021]按照一个实施例，连接材料具有烧结银。烧结银显示出高的导电和导热能力。此外，烧结银还能承受住直至400℃、例如为300℃的高温以及快速并且多次的温度变化。
[0022]在NTC元件的运行状态或热状态中，可能出现非常高的温度以及多次的温度变化。因而，连接材料的耐热性和匹配能力极其重要。在此，热状态表示在温度大于NTC元件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于进行接通电流限制的电子器件（1），其具有：
‑
至少一个NTC元件（2），
‑
至少两个导电的接触元件（3），其中所述NTC元件（2）经由连接材料（7）与相应的接触元件（3）导电连接，并且其中所述相应的接触元件（3）的热膨胀系数与所述NTC元件（2）的热膨胀系数匹配，其中所述接触元件（3）具有铜
‑
因瓦合金
‑
铜的层结构，所述铜
‑
因瓦合金
‑
铜的层结构具有10%≤铜≤30%
‑
50%≤因瓦合金/可伐合金≤80%
‑
10%≤铜≤30%的厚度比。2.根据权利要求1所述的电子器件（1），其中所述NTC元件（2）具有上侧和下侧，并且其中所述上侧和所述下侧至少部分地通过相应的接触元件（3）来导电接触。3.根据权利要求1或2所述的电子器件（1），其中所述接触元件（3）具有材料复合体。4.根据权利要求1或2所述的电子器件（1），其中所述接触元件（3）具有铜，并且其中所述接触元件（3）具有因瓦合金或可伐合金。5.根据权利要求1或2所述的电子器件（1），其中所述连接材料（7）具有烧结银。6.根据权利要求1或2所述的电子器件（1），其中所述NTC元件（2）具有2个、3个或更多个区段（2a）。7.根据权利要求1或2所述的电子器件（1），其中所述NTC元件（2）在25℃的温度时具有标称电阻R
25
≤1Ω。8.根据权利要求1或2所述的电子器件（1），其中所述NTC元件（2）的比电阻在所述电子器件（1）的基本状态中为≤2Ωcm。9.根据权利要求1或2所述的电子器件（1），其中所述接触元件（3）具有厚度d，并且其中0.3mm≤d≤0.8mm。10.根据权利要求1或2所述的电子器件（1），其中所述NTC元件（2）具有厚度d，并且其中100μm≤d≤600μm。11.根据权利要求1或2所述的电子器件（1），所述电子器件具有多个NTC元件（2）和接触元件（3），其中所述NTC元件（2）相互并联。12.根据权利要求11所述的电子器件（1），其中所述NTC元件（2）相叠地堆形地来布置，其中在两个相邻的NTC元件（2）之间分别布置接触元件（3），并且其中所述NTC元件（2）经由所述接触元件（3）彼此热耦合。13.根据权利要求1或2所述的电子器件（1），其中所述NTC元件（2）具有成分La
(1
‑
x)
EA
(x)
Mn
(1
‑
a
‑
b
‑
c)
Fe
(a)
Co
(b)
Ni
(c)
O
(3
±

【专利技术属性】
技术研发人员：V维施纳特，A霍弗里希特，F林纳，
申请(专利权)人：埃普科斯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：