Die Erfindung betrifft ein elektrisches Bauteil mit den Merk¬ malen des Oberbegriffs des Anspruches 1.

Aus DE 198 54 642 Al ist ein Bauelement zur Verwendung in elektrischen Schaltungen bekannt. Dessen Gehäuse ist mit ei¬ ner Kunststoffmatrix gefüllt, in die eine Vielzahl von Me¬ tallkugeln eingebettet ist . Diese Metallkugeln weisen auf ih¬ ren Oberflächen eine dünne Isolierschicht auf. Dieser Aufbau bildet eine Wärmesenke zur Ableitung von Verlustwärme.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches Bauteil zu schaffen, dessen Kontaktanschlüsse mittels der Partikel effizient miteinander elektrisch verbindbar sind.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination des Anspru¬ ches 1 gelöst.

Erfindungsgemäß, sind die Partikel von einer elektrisch leit¬ fähigen Leitschicht umgeben. Dabei sind die Partikel mit ih¬ ren Leitschichten innerhalb des Trägerkörpers derart angeord¬ net, dass sie zu einer wirksamen elektrischen Leitfähigkeit innerhalb des Trägerkörpers beitragen können und dadurch eine elektrische Kontaktierung der Kontaktanschlüsse miteinander entstehen kann. Dabei sind die Partikel mittels ihrer Leit- Schicht je nach Positionierung im Trägerkörper entweder un¬ mittelbar mit den Kontaktanschlüssen kontaktiert oder über ihre Kontaktierung mit benachbarten Körnern mittelbar mit den Kontaktanschlüssen kontaktiert .

Dieser Lösung liegt die Überlegung zugrunde, eine möglichst stabile elektrische Leitfähigkeit des Trägerkörpers im Laufe der Betriebszeit erzielen zu können. Aufgrund des Überzugs der Partikel mit einer zusätzlichen Schicht muss für die Par¬ tikel selbst kein teurer Werkstoff gewählt werden, um ein Oxidieren und damit eine abnehmende Leitfähigkeit im Laufe der Betriebszeit des Bauteils zu vermeiden. Vielmehr können die Partikel zum Erzielen eines niedrigen elektrischen Kon¬ taktwiderstands aus kostengünstigen Materialien hergestellt werden. Zur Beibehaltung des niedrigen Kontaktwiderstandes im Laufe der Betriebszeit sind die Partikel mit einer Schicht überzogen, die oxidschichtverhindernd wirkt, d.h. keine oder nur eine gering elektrisch isolierend wirkende Oxidhaut bil¬ det. Die Kombination des Partikels mit der zusätzlichen Leit¬ schicht lässt ein weitgehend inertes, gut leitendes Korn ent¬ stehen. Hierdurch bildet der Trägerkörper eine Matrix mit ho¬ her und stabiler, dauerhafter elektrischer Leitfähigkeit.

Um eine möglichst hohe Leitfähigkeit zwischen den Kontaktan¬ schlüssen im kalten Zustand des Bauteils zu erzielen, sind die Partikel vorzugsweise aus einem Leiterwerkstoff, d.h. aus einem elektrisch gut leitenden Material hergestellt.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Parti¬ kel aus einem Widerstandswerkstoff, d.h. aus einem elektrisch schlecht oder nichtleitenden Material hergestellt. Diese Va¬ riante ist z.B. bei speziellen Anwendungen von PPTC-Elementen (beispielsweise als Sicherungen mit kleinen Maximalströmen} von Vorteil, wenn keine hohe, sondern eine mittlere oder kleine maximale Leitfähigkeit des Materials im kalten Zustand des Bauteils gefordert wird. Dazu werden die Partikel aus schlecht- oder nichtleitendem Material, insbesondere aus an¬ organischen Isolatoren oder kostengünstigen Kunststoffen, ge¬ fertigt . Werden diese Partikel aus Widerstandswerkstoff mit einem gut leitfähigen Material bzw. LeitSchicht ummantelt, findet die Stromleitung bei gegenseitiger Berührung der Kör¬ ner und Ausbildung von Strombrücken in dem Trägerkörper hauptsächlich in der Oberflächenschicht der Körner statt. Da¬ durch ist der aktive Flächenquerschnitt an leitfähigem Mate¬ rial deutlich geringer und es fließen geringere Ströme als bei voll leitfähigen Körnern.

Durch geeignete Auswahl des Materials der Partikel und deren Dichte im Trägerkörper sowie der Dicke der Leitschicht ist das Stromverhalten des Bauteils individuell an unterschiedli¬ che technische Anforderungen anpassbar.

In einer bevorzugten Ausführungsform bestehen die Partikel aus preisgünstigem Nickel.

Vorzugsweise besteht die Leitschicht aus einem Edelmetall, z.B. Platin, Rhodium oder Iridium. Edelmetalle lassen zwar teilweise eine Oxidschicht zu, diese wächst aber nur langsam und bleibt verhältnismäßig dünn. Die anfangs hohe Leitfähig¬ keit wird deshalb im Laufe der Betriebszeit kaum beeinträch¬ tigt.

Eine Beschichtung der Partikel erfolgt vorzugsweise mit Gold. Dadurch wird die Eigenschaft des Goldes genutzt, keine Oxid¬ schicht auszubilden. Wegen des nur für die Leitschicht - und nicht für die Partikel an sich - benötigten Goldmaterials ist diese Lösung für die hohe Leitfähigkeit zwischen den Kontakt¬ anschlüssen besonders kostengünstig. Vorzugsweise sind die Partikel mit einem dünnen Kohlenstoff¬ überzug beschichtet. Die Oxide des Kohlenstoffes - Kohlenmo- noxid und Kohlendioxid - sind gasförmig und verschwinden im Falle eines Entstehens von selbst aus dem Trägerkörper. Koh¬ lenstoff als Beschichtung führt deshalb zu keinem erhöhten elektrischen Oberflächenwiderstand. Um die relativ niedrige Leitfähigkeit des Kohlenstoffes auszugleichen, wird diese Be¬ schichtung relativ dünn dimensioniert.

Vorzugsweise werden die Partikel mit der Leitschicht be¬ schichtet, indem sie in eine Lösung eingebracht oder einge¬ taucht werden. Beispielsweise erfolgt die Beschichtung über eine stromlose Abscheidung in einer geeigneten chemischen Lö¬ sung. In der Lösung werden die Partikel vorzugsweise umge¬ rührt oder auf andere geeignete Art und Weise umgewälzt und bewegt, sodass eine Beschichtung von allen Seiten in gleich¬ mäßiger Dicke erfolgen kann.

In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Beschichten der Partikel mittels Bedampfen, mittels CVD (= Chemical vapor deposition, chemische Dampfphasen-Abscheidung) -Beschichtung oder mittels Besputtern. Die Beschichtung geschieht vorteil¬ haft im Vakuum oder in einer verdünnten Atmosphäre.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Trägerkörper aus einer elektrisch nichtleitenden Matrix, z.B. Kunststoffmat- rix, hergestellt.

Vorteilhaft ist das Bauteil als temperaturveränderlicher Wi¬ derstand einsetzbar. Hierdurch kann das Bauteil zum Steuern bzw. Regeln eines elektrischen Schaltkreises, z.B. des elekt¬ rischen Stromes oder einer Temperatur, beitragen. So kann dieses Bauteil mittels seiner Kontaktanschlüsse auch als elektrische Sicherung gegen Überstrom in einem elektrischen Schaltkreis dienen. Insbesondere ist das Bauteil als PTC(= Positive Temperature Coefficient) -Widerstand oder als PPTC(= Polymere Positive Temperature Coefficient) -Widerstand ausge¬ bildet. PTC-Widerstände sind spezielle elektrische Wider¬ standselemente, die im Unterschied zum Temperaturverhalten normaler elektrischer Widerstände in einem bestimmten Tempe¬ raturbereich einen.sehr großen positiven Temperaturbeiwert und einen stark zunehmenden elektrischen Widerstand aufwei¬ sen. PPTC-Widerstände sind eine spezielle Ausgestaltung der PTC-Elemente aus polymerem Material. PPTC-Widerstände sind z.B. aus DE 100 65 193 Al bekannt.

Der elektrische Schaltkreis enthält vorzugsweise flexible Flachleitungen oder Folienleitungen, deren elektrische An¬ schlüsse zumindest teilweise an das Bauteil angeschlossen sind. Das Bauteil kann folglich als raumsparender elektri¬ scher Widerstand bzw. als elektrische Sicherung für Flach- /Folienleitungen dienen.

Die Erfindung wird anhand der in den Zeichnungen dargestell¬ ten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine schematische Querschnittsansicht auf das er¬ findungsgemäße Bauteil mit unterbrochenen Leitfä¬ higkeitsketten der Körner, Fig. 2 eine schematisch vergrößerte Darstellung eines ver¬ wendeten Partikels bzw. Korns mit Oberflächenbe- schichtung, Fig. 3 das Bauteil gemäß Fig.l mit aktivierten Leitfähig¬ keitsketten der Körner und schematisch dargestell¬ ten Stromwegen.

Das elektrische Bauteil in Form eines PPTC-Widerstands 1 (Fig. 1) ist mit seinen beiden Kontaktanschlüssen 2 (z.B. als Metallschichten ausgebildet) an einen hier nicht dargestell¬ ten elektrischen Schaltkreis, z.B. an Kontakte eines oder mehrerer flexibler Folienkabel, anschließbar. Zwischen den Kontaktanschlüssen 2 ist ein elektrisch nichtleitender Trä¬ gerkörper 3 (z.B. Kunststoffmatrix) angeordnet. In den Trä¬ gerkörper 3 sind Partikel 4, vorzugsweise in einer kugelför¬ migen oder sphärischen Form, eingelagert . Die Partikel 4 kön¬ nen elektrisch leitfähig oder in einer alternativen Ausfüh¬ rungsform elektrisch nichtleitend sein.

Die ursprünglichen Partikel 4 sind von einer elektrisch lei¬ tenden Leitschicht 5 umgeben (Pig. 2) . Hierdurch entsteht ein dauerhaft elektrisch gut leitfähiges Korn 6. Diese Körner 6 können im Trägerkörper 3 Berührungsketten bzw. elektrisch leitende Leitfähigkeitsketten 7 bilden (Fig. 3) . Diese Ketten 7 wiederum wirken als elektrische Strompfade zwischen den Kontaktanschlüssen 2. Das Gemisch 8 aus Trägerkörper 3 und dauerhaft gut elektrisch leitfähigen Körnern 6 weist also ei¬ ne stabile, hohe und dauerhafte elektrische Leitfähigkeit auf.

Aufgrund seines temperaturspezifischen Verhaltens sind die Ketten 7 des PPTC-Widerstands 1 im „kalten* Zustand akti¬ viert, so dass Körner 6 die Strompfade ausbilden (Fig. 3) . Im „heißen" Zustand des PPTC-Widerstands 1 sind die Ketten 7 un¬ terbrochen, so dass keine Strompfade zwischen den Kontaktan¬ schlüssen 2 ausgebildet sind. Mit anderen Worten steigt der elektrische Widerstand des PPTC-Elements 1 bei zunehmender Temperatur stark an (Fig. 1) . Das PPTC-Element 1 zeigt ein Temperaturverhalten nach Art eines Kaltleiterwiderstandes.