CN103155053B - 非线性电阻元件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种非线性电阻元件。通过将多个压敏电阻小片(11)与绝缘性树脂混炼并压出成型，形成片状的压敏电阻层(13)。压敏电阻层(13)为：多个压敏电阻小片(11)相互分离排列在同一平面上，并且邻接的压敏电阻小片(11)彼此藉由绝缘性树脂被粘接在一起。该非线性电阻元件能够实现增大陶瓷烧结体面积的同时，能够确保陶瓷烧结体的组成性或微构造性上的均一性，能够提高包括非直线性、能量耐量以及充放电寿命的基本性能。

Description

非线性电阻元件及其制造方法

技术领域

本发明涉及非线性电阻元件及其制造方法。该非线性电阻元件使用于避雷器、电涌吸收元件(surgeabsorberelement)、电压稳定元件等过压保护装置。该非线性电阻元件以氧化锌为主要成分，根据外加电压的不同电阻值会发生变化。

背景技术

一般被称为压敏电阻(varistor)的非线性电阻元件具有根据外加电压的不同电阻值发生变化的特性，即：在外加正常的电压时产生高电阻值，显示绝缘特性，而在外加了异常的高电压时，则具备显示出低电阻值的非线性的电压－电流特性。在具有这种特性的非线性电阻元件中，以氧化锌为主要成分的非线性电阻元件具有优异的非线性电压－电流特性。

这种非线性电阻元件例如通过以下的方法制得：即，将作为主成分的大量的氧化锌与被发现具有非直线性的电压－电流特性的微量的氧化铋(BismuthOxide)、三氧化锑(antimonytrioxide)、氧化钴(Cobaltoxide)等基本添加物湿式混合，并对通过该湿式混合而得的泥浆进行喷雾干燥来造粒。在使该造粒粉成形为圆柱状后，对该成形体进行烧成制成陶瓷烧结体。然后，通过在该陶瓷烧结体的侧面涂覆、烘烤玻璃材料，从而形成用于防止闪络的侧面高抵抗层，并根据需要施以热处理。并且，通过喷铝处理等在该陶瓷烧结体的上下端面形成电极(例如参照专利文献1：日本特开2003－59705号公报)。

使用现有技术中的非线性电阻元件时，通过改变陶瓷烧结体的厚度能够控制压敏电压，通过改变陶瓷烧结体的体积能够控制能量耐量。例如，为了获得能够保持高能量耐量、压敏电压低的非线性电阻元件，可以通过将烧结体的板厚度设薄并增大烧结体面积就能够获得实现。

然而，现有技术中的非线性电阻元件由于是由一体烧成制得的陶瓷烧结体构成的，一旦增加陶瓷烧结体的面积，存在因烧成时的热变形而导致烧结体容易产生变形的问题。而且，陶瓷烧结体相对外力较为脆弱，增大了面积的陶瓷烧结体有可能在运输或安装时等产生的外力而导致破损，存在耐久性和信赖性上的问题。

另外，在现有技术中的非线性电阻元件的制造中，对作为陶瓷烧结体的基础材料的圆柱状成型体进行烧成。制作该成型体时，由于造粒粉间的摩擦或造粒粉与模具间的摩擦等而导致难以确保该成型体的成型密度的均一性。

而且，除了因该模具成型而产生的成型密度不均一的问题，在烧成成型体时，由于在成型体的内部和表面间产生温度差，难以进一步确保烧结体中的组成性或微结构性上的均一性。特别是在元件形状很大的情况下，例如直径是10cm以上的圆板或具有类似大小的角板等，存在以下问题：制造现有技术中的非线性电阻元件较为困难，烧结体的组成性、微结构性上的不均一性显著增强，电性特征极度下降。

发明内容

因此，本发明是鉴于以上问题而提出的方案。本发明的目的在于提供一种能够实现陶瓷烧结体面积增大的同时，实现压敏电阻层整体构造性质的均质化、进而是非线性电阻特性等电性特征的均质化的非线性电阻元件及其制造方法。

为了解决上述课题，本发明的非线性电阻元件具备形成为片状的压敏电阻层和具有导电性的电极层，该电极层分别被接合在所述压敏电阻层的彼此平行的表面以及背面上，该非线性电阻元件的特征在于：所述压敏电阻层通过由陶瓷烧结体构成的多个压敏电阻小片和具有绝缘性的接合部形成，所述多个压敏电阻小片以这些压敏电阻小片的各个表面以及背面分别与所述压敏电阻层的表面以及背面相一致的方式，相互离开排列，所述接合部将相邻的所述压敏电阻小片彼此接合。

根据本发明的非线性电阻元件，具有一定厚度的多个压敏电阻小片以相互离开被排列在同一平面上(压敏电阻小片的表面以及背面分别与所述压敏电阻层的表面以及背面相一致的方式)的状态，受具有绝缘性的接合部接合。因此，能够简单地增大片状压敏电阻层的面积。

另外，作为各压敏电阻小片的基本材料的成型体小片可以被小型化成以下大小：即，在其内侧和外侧上，包含烧成温度的烧成条件同等。因此，在通过该烧成所得的陶瓷烧结体的各压敏电阻小片中，能够实现在其内侧和外侧上的结晶颗粒等构造性质的均质化。

这样，与现有技术中的一体烧成压敏电阻层的情况相比，能够实现增大压敏电阻层的面积，同时能够简单地实现压敏电阻层整体的构造性质的均质化、进而简单地实现非线性电阻特性等电性特征。

此外，在本发明中，所述压敏电阻层和所述电极层在分别与所述压敏电阻层表面以及背面的垂线方向上多次交替叠层。通过这种方式，只须更改所述叠层数量，就能够简单地调整元件整体的压敏电压。

另外，在本发明中，优选为所述接合部由具有弹性的合成树脂构成。通过这种方式，由于接合部会发生弹性变形，即使有外力施加在压敏电阻层上，与整体由陶瓷烧结体构成的压敏电阻层相比，压敏电阻层整体更容易产生挠曲。所以，提高了压敏电阻层的抗外力性。

此外，在本发明中，优选为所述接合部具有厚度比该接合部与所述压敏电阻小片的接合界面处的厚度要小的部分。这样，接合部由能够弹性变形的合成树脂构成，并具有厚度比压敏电阻小片与接合部的接合界面的厚度小的部分。所以，与压敏电阻层的接合部具有固定厚度的情况相比，压敏电阻层的柔软性增大。

另外，在本发明中，优选为所述电极层中安装有与外部电连接的金属配件。这样，非线性电阻元件能够与电路基板等进行简单的连接。

此外，在本发明中，优选为所述压敏电阻层以及所述电极层的两端面受被覆树脂材料被覆。因此，压敏电阻层的外周端面受到保护。

另外，本发明的单层式非线性电阻元件的制造方法的特征在于具有：

对作为陶瓷的基础材料的多个成型体小片进行烧成，分别形成具有相同厚度的所述压敏电阻小片的工序；

通过将多个所述压敏电阻小片与绝缘性树脂混炼并压出成型，形成片状的所述压敏电阻层的工序，其中，所述压敏电阻层为：多个所述压敏电阻小片相互分离排列，使得所述压敏电阻小片的表面以及背面分别与所述压敏电阻层的表面以及背面相一致，并且邻接的所述压敏电阻小片彼此藉由所述绝缘性树脂被粘接在一起；和，

形成分别被接合在所述压敏电阻层的表面以及背面的具有导电性的所述电极层的工序。

此外，本发明的叠层式非线性电阻元件的制造方法的特征在于具有：

对作为陶瓷的基础材料的多个成型体小片进行烧成，分别形成具有相同厚度的所述压敏电阻小片的工序；

通过将多个所述压敏电阻小片与绝缘性树脂混炼并压出成型，形成片状的所述压敏电阻层的工序，其中，所述压敏电阻层为：多个所述压敏电阻小片相互分离排列，使得所述压敏电阻小片的表面以及背面分别与所述压敏电阻层的表面以及背面相一致，并且邻接的所述压敏电阻小片彼此藉由所述绝缘性树脂被粘接在一起；

在所述压敏电阻层的表面以及背面各自的垂线方向上，交替叠积多个所述压敏电阻层和具有导电性的所述电极层来形成叠层体的工序；和，

形成分别被接合在所述叠层体的表面以及背面的具有导电性的所述电极层的工序。

附图说明

图1是表示本发明第一实施方式中单层式非线性电阻元件的整体构成的剖面图。

图2是表示图1的单层式非线性电阻元件制造工序的流程图。

图3是表示本发明第二实施方式中叠层式非线性电阻元件的整体构成的剖面图。

图4是表示图3的叠层式非线性电阻元件制造工序的流程图。

图5是表示本发明第三实施方式中非线性电阻元件的整体构成的剖面图。

图6是表示本发明第四实施方式中非线性电阻元件的接合部的剖面图。

图7是表示把非线性电阻元件卷成螺旋状的状态的示意图。

符号说明

10，20：非线性电阻元件；11，21：压敏电阻小片；12，22：接合部；13，23：压敏电阻层；14，24，25：电极层。

具体实施方式

以下，参照图1及图2对本发明中的非线性电阻元件的第一实施方式进行详述。

如图1所示，第一实施方式中的单层式非线性电阻元件10由以氧化锌(ZnO)为主要成分的陶瓷烧结体构成，并由压敏电阻层13和电极层14构成。压敏电阻层13通过以下方式形成：在将具有一定厚度的多个压敏电阻小片11并置在同一平面上的状态下，利用绝缘性接合部12对各个压敏电阻小片分别进行粘接从而成型为层状；电极层14由导电性材料形成，并附着在压敏电阻层13的主面上。另外，压敏电阻层13的侧面整周受被覆树脂材料16保护。

以所述氧化锌为主要成分的非线性电阻元件10具备以下构造：压敏电阻小片11并不是叠积在与排列方向垂直的方向(压敏电阻层13的表面和背面各自的垂线方向)上，而是将具有平行平面并具有一定厚度的压敏电阻小片11纵横排列在同一平面上，仅在压敏电阻小片11之间设置接合部12，在该压敏电阻小片11的表面以及背面上不存在接合部12，并直接被接合在电极层14上。

如图2所示，可以经过以下各工序对该非线性电阻元件10进行制作：将以氧化锌为主要成分的片材分割成规定尺寸，对该分割块进行烧成，形成具有一定厚度的压敏电阻小片11的工序(STEP11)；通过将所述压敏电阻小片11和绝缘性树脂进行混炼并压出成型，在将多个压敏电阻小片11并置在同一平面的状态下，利用由绝缘性树脂构成的接合部12进行粘接，形成片状的压敏电阻层13(STEP12)；在所述压敏电阻层13的主面上分别附着成型由导电性材料构成的电极层14(STEP13)。

接着，参照图3及图4对本发明中的非线性电阻元件的第二实施方式进行详述。

如图3所示，第二实施方式中的叠层式非线性电阻元件20通过以氧化锌(ZnO)为主要成分的陶瓷烧结体形成，并具备以下构造：压敏电阻层13和由导电性材料构成的电极层25交替进行层积，在位于所述叠层体27上下位置的压敏电阻层23的主面上分别附着电极层24。所述压敏电阻层23通过以下方式形成：在将具有一定厚度的多个压敏电阻小片21并置在同一平面上的状态下，利用绝缘性接合部22对各个压敏电阻小片21分别进行粘接而成型为片状。另外，叠层体27的侧面整周受被覆树脂材料26保护。

以所述氧化锌为主要成分的非线性电阻元件20的各压敏电阻层23具备以下构造：压敏电阻小片21并不是叠积在与排列方向垂直的方向上，而是将具有平行平面并具有一定厚度的压敏电阻小片21纵横排列在同一平面上，仅在压敏电阻小片21之间设置接合部22，在该压敏电阻小片21的表面以及背面上不存在接合部22，并直接被接合在电极层24，25上。

此外，叠层体27中的电极层25由于起到仅在各压敏电阻层23之间的电性连接的作用，并起到对在元件内部产生的热量进行扩散的作用，从而能够抑制元件内部的局部性发热，因此，该非线性电阻元件20与现有技术中的非线性电阻元件相比，更能发挥能量耐量以及充放电寿命的性能。

如图4所示，该非线性电阻元件20可以经过以下各工序进行制作：将以氧化锌为主要成分的片材分割成规定尺寸，对该分割块进行烧成形成具有一定厚度的压敏电阻小片21的工序(STEP21)；通过将所述压敏电阻小片21和绝缘性树脂进行混炼并压出成型，在将多个压敏电阻小片21并置在同一平面的状态下，利用由绝缘性树脂形成的接合部22进行粘接，形成片状的压敏电阻层23(STEP12)；将所述压敏电阻层23和由导电材料构成的电极层25交替层积形成叠层体27的工序(STEP23)；在位于所述叠层体27的上下位置的压敏电阻层23的主面上分别附着成型电极层24(STEP24)。

上述单层式非线性电阻元件10和叠层式非线性电阻元件20具体通过以下要领进行制作。

首先，在作为主成分的ZnO里添加Bi2O3：0.5mol%；Sb2O3：1.0mol%；Co2O3：0.5mol%；MnO2：0.5mol%；Cr2O3：0.5mol；Al(NO3)·9H2O：0.01mol%，并加入溶剂和分散剂后进行混合，然后加入粘结剂制成泥浆，并通过刮均涂装法(Doctorblademethod)制作厚度60μm的片材。在将该片材分割成0.6mm方块后，将分割块用温度1100度烧成两小时，形成厚度50μm、0.5mm方块的压敏电阻小片11，21。另外，根据需要对压敏电阻小片11，21实施热处理。

通过将按以上方法制得的压敏电阻小片11，21与处于流动状态的绝缘性树脂混炼并压出成型，厚度50μm的压敏电阻小片11，21并不是被层积在与排列方向垂直的方向上，而是在多个压敏电阻小片11，21相互分离地被并置在同一平面上的状态下，通过由绝缘性树脂形成的接合部12，22被粘接，成型为片状。像这样，在通过刮均涂装法、压出成型法等流延成型法(tapecasting)制得片状成型体上，通过使用了作为研磨剂的树脂珠的喷砂法(sandblast)去除附着在所述片状成型体表面上的绝缘性树脂，从而制成压敏电阻层12，23。

此外，在以上记述中，说明了通过刮均涂装法、压出成型法来制作压敏电阻层13，23。但是，压敏电阻层13，23的制作方法并不仅限于此。例如，也可以通过以下方法(注射成型(injectionmoulding)或嵌件成型(insertmoulding))来制作压敏电阻层13，23：即，在模具中将多个压敏电阻小片11，21相互分离地排列在同一平面上，并向被排列的多个压敏电阻小片11，21的间隙注入绝缘性树脂。

在制作单层式非线性电阻元件10时，在通过上述方式制得的压敏电阻层13的主面上分别涂敷包含银颗粒和热可塑性树脂的导电胶，并进行干燥而形成电极层14，将该压敏电阻层13例如分割成10mm方块后，通过让包含上述切断面的侧面整周受被覆树脂16附着，最终完成单层式非线性电阻元件10的制作。另一方面，在制作叠层式非线性电阻元件20时，在通过上述方式制得的压敏电阻层23的主面上涂敷所述导电胶，并进行干燥而形成电极层25，同时将这些多个压敏电阻层23叠积，通过热压接合形成一体化，在位于所述叠层体27的上下位置上的压敏电阻层23的主面上分别形成电极层的基础上，切断成10mm方块。然后，通过让被覆树脂材料26附着到上述产生的切断面上，最终完成叠层式非线性电阻元件20的制作。

另外，在制作非线性电阻元件10，20时，如果压敏电阻小片11，21能够以不暴露在压敏电阻层13或叠层体27的切断面上的状态下进行分割，则由于在所述切断面上存在绝缘性接合部12，22，所以没有必要将上述被覆树脂材料16，26附着到所述切断面上。

这些单层式非线性电阻元件10以及叠层式非线性电阻元件20均显示出现有技术中的非线性电阻元件同等以上的优异的非直线性。另外，与现有的非线性电阻元件相同，漏电流属于随时间变化呈减少的趋势，因此不存在实用上的问题。

如上所述，在将具有一定厚度的多个压敏电阻小片11，21并置在同一平面上的状态下，由接合部12，22将这些压敏电阻小片粘接，从而形成片状的压敏电阻层13，23。所述压敏电阻层13，23通过以下方式制得：将以氧化锌为主要成分的片材分割成规定大小的分割块，对这些分割块进行烧成形成具有一定厚度的压敏电阻小片11，21，将这些压敏电阻小片11，21与绝缘性树脂混炼并压出成型。通过这种方式，能够制得简单地确保组成性上的均一性的、不存在大的气孔的压敏电阻小片11，21，同时能够简单地确保微构造上的均一性。

也就是说，由于是通过对以氧化锌为主成分的片材被分割后的分割块进行烧成来制作作为元件构成单位的压敏电阻小片11，21的，因烧成效率高、密度不均匀性低且烧成时的形状小，能够减少内部和表面之间的温度差，抑制分割块中的残留应力从而使形状精度提高，能够确保均匀加热简单、热处理后的晶界层结晶构造的均一性。这样，由于能够确保压敏电阻小片11，21的组成性或微构造性上的均一性，能够简单地提高包括非直线性、能量耐量以及充放电寿命的基本性能。其结果，能够提供一种对设计自由度增大、省能源、省资源等方面也能做出贡献的非线性电阻元件10，20。

另外，在所述第一及第二实施方式中，说明了通过对片状的成型体进行细小分割后的分割块进行烧成来形成压敏电阻小片11，21，但是，作为压敏电阻小片11，21的基础材料的成型体小片的形成方法并不仅限于此。例如，也可以将作为成型体小片的基础材料的造粒粉填充到具有合适形状的模具中进行成型的方法。

制作这种非线性电阻元件10，20时，可以通过选择压敏电阻层13，23的压敏电阻小片11，21与绝缘性树脂之间的配合比或／和压敏电阻小片11，21的制作条件，除了能够控制包括非直线性、能量耐量以及充放电寿命的基本性能，还能够控制静电容量值、其频率特性等的电性特征、放热特性及机械强度等，设计的自由度增大。这里，在制作叠层式非线性电阻元件20时，通过以将不同的压敏电阻小片21的材料组成、压敏电阻小片21与绝缘性树脂之间的配合比以及压敏电阻小片21的制作条件进行组合的方式来获得压敏电阻层23，并层积各压敏电阻层23，也能增大前述的设计自由度。

此外，可以根据元件特性来控制压敏电阻小片11，21与绝缘性树脂之间的配合比。例如，在制作小型高耐量的元件时，提高压敏电阻小片11，21的配合比率；而在需要元件具有柔软性时，降低压敏电阻小片11，21的配合比率即可。另外，作为压敏电阻小片11，21的制作条件，一般比较重要的是制作组成及微构造均一的压敏电阻小片11，21。为了能够简单地抑制成型时的密度不均匀并控制烧成时的加热和Bi2O3飞散的均匀性理想的是采取下述制法：将小型薄片形状的成型体(是方块形状时例如是10mm(方形)×2mm(厚度)以下；是圆形时例如是10mm(直径)×2mm(厚度)以下)埋入具有与压敏电阻类似组成的颗粒中，并例如旋转成型体等实现均热化的同时进行烧成。而且，当要提高元件性能时，为了提高压敏电阻小片11，21的组成均一性，理所当然，理想的是采取以下成型方式：将在ZnO中混合了添加物后的混合物在800℃～1000℃的环境中进行予烧之后将其粉碎，在该粉碎物中加入粘结剂制成泥浆，然后再进行成型。

作为设计自由度的增大表现在现有的元件所不能实现的性能、即压敏电压低并具有优异的能量耐量的特性能够得到实现。压敏电压由于是因晶界的数量而被确定的，为了降低压敏电压，则必须将非线性电阻元件的厚度控制得较薄。另一方面，为了提高能量耐量，则必须增大非线性电阻元件的体积。所以，为了获得压敏电压低且具有优异得能量耐量的特性，需要制作面积大且较薄的非线性电阻元件。这里，在制作现有的非线性电阻元件时，由于成型体在烧成中烧结收缩时产生变形，设定成面积大且较薄的形状时，烧结收缩时的变形比较显著，烧成后可能发生破裂或机械性扭曲，从而导致出现烧成过程中的成品率极度下降的问题。

与之相比，非线性电阻元件10由于是具有用绝缘性的接合部12将压敏电阻小片11进行粘接而形成压敏电阻层13的构造，能够简单地实现薄层化以及大面积化。因此，能够实现对应了大电流的设计，形状精度也较为优异。

此外，叠层式非线性电阻元件20是将压敏电压确定的压敏电阻层23叠层而得，只须调整该叠层数量就能决定元件整体的压敏电压。

作为压敏电阻小片11，21的材料，不仅限于在主成分氧化锌中添加Bi2O3的Bi2O3系非线性电阻元件10，20，也可以是Pr6O11系、BaTiO3系、SrTiO3系、TiO2系、SnO2系或Fe3O4系等的非线性电阻元件10，20。另外，在上述实施方式中，说明了压敏电阻小片11，21由以氧化锌为主成分的烧结体构成的例子，但是，也可以采用钛酸锶(strontiumtitanate)、碳化硅(carborundum)、氧化锡(tinoxide)等具有非直线性的电阻特征的陶瓷。

作为压敏电阻小片11，21的平面形状，也不限定为正方形，也可以是长方形、多角形等其他角形状、椭圆形以及正圆形等圆形。但是，由于采用的是刮均涂装法、压出成型法等流延成型法，压敏电阻小片11，21并不是叠层，而是排列在同一平面上的，所以需要形成为适合排列的形状。由于，角形状与圆形相比布置排列密度较高，在制作小型高耐量的非线性电阻元件10，20时较为有效。

另外，角形状的纵横方向上任一较短尺寸相对厚度的比率(aspectratio)、正圆形的场合是直径相对厚度的比率(aspectratio)大的比较理想。该比率(aspectratio)至少需要是2以上的数值，理想的是5以上。由于在制作压敏电阻小片11，21时，能够将较薄的片材分割成任意的大小，因此，只需将片材分割成如上所述的最合适的比率(aspectratio)。

而且，压敏电阻小片11，21的尺寸如果过小，则难以制作压敏电阻小片11，21。相反，如果尺寸过大，压敏电阻小片11，21在组成性或微构成性上产生不均匀性，同时非线性电阻元件10，20中的压敏电阻小片11，21的数量减少，非线性电阻元件10，20整体的均一性不充分，而且，难以对非线性电阻元件与绝缘性树脂进行混炼。所以，压敏电阻小片的尺寸优选为以下尺寸范围。

在制作单层式非线性电阻元件10或叠层式非线性电阻元件20中任意一种元件时，由于采用前述的流延成型法，压敏电阻小片11，21并不是被叠层而是被排列在同一平面上的，适用于排列的压敏电阻小片11，21的尺寸优选被设定成：是角形状的压敏电阻小片11，21时，最短边尺寸是50μm以上、最长边尺寸是1mm以下，并且理想的是最短边尺寸是100μm以上、最长边尺寸是500μm以下；是圆形的压敏电阻小片11，21时，直径是50μm～1mm，并且理想的是100～500μm。

另外，考虑到前述的比率(aspectratio)，压敏电阻小片11，21的厚度为25～500μm，理想的是50～200μm左右。由于随着所述压敏电阻小片11，21尺寸变小，基本性能提高，特性分散也变小，制造稳定性增高。所以在上述范围内选定最合适的数值。

也可以使用除了前述的流延成型法之外的以下方法。通过下述方法也无需将压敏电阻小片11，21叠层，而是将多个压敏电阻小片11，21排列在同一平面上成型为片状。例如，在采用通过小型电子元件的安装机等对压敏电阻小片11，21进行排列并注入绝缘性树脂而成型为片状的场合，压敏电阻小片11，21的尺寸只要是该安装机能够处理的的尺寸即可；当压敏电阻小片11，21是角形状时，只需设定成最短边尺寸是0.2mm以上、最长边尺寸是0.4mm以上；当压敏电阻小片11，21是圆形时，只需设定成直径为0.4mm以上。

这时，为了保持压敏电阻小片11，21的组成性、微构造性上的均一性，优选为对压敏电阻小片11，21的形状尺寸进行制约，当是角形状时，最长边尺寸设定成10mm以下，当是圆形时，直径设定成10mm以下。另外，没有必要限定前述的流延成型法来制作压敏电阻小片11，21。如果是形状较小的元件，因为成型时的密度分布和烧成时的温度分布的分散是能够被抑制的，所以也可以采用模具成型法。

另外，作为去除通过流延成型法制得的片状成型体的表面上附着的绝缘性树脂的方法，并不仅限于喷砂法。例如，利用适当的溶液溶解绝缘性树脂来对其进行去除的方法也是有效的。而且，在利用小型电子元件安装机等对压敏电阻小片11，21进行定位并排列的情况下，也可以使用胶材料(resist)作为绝缘性粘结剂，并通过光蚀刻法(photoetchingmethod)来进行去除。

通过采用难燃性、耐热性、热传导性优异的树脂作为粘接前述压敏电阻小片11，21的绝缘性树脂，能够实现提高热性能并改善电性能。同时也不仅限于只选择该种树脂材料，在该树脂材料中添加用于改善难燃性、耐热性、热传导性的各种添加物也是有效的。例如添加：矾土(alumina)、氮化铝、氮化磞等氧化物或非氧化物；对热传导性颗粒(金属或非金属化合物)的表面进行了绝缘加工的颗粒；根据情况也可以添加不会导致绝缘性下降的微量的导电性颗粒。另外，在元件制作过程中，通过利用喷砂法(sandblastmethod)清除附着在片状成型体表面上的绝缘性树脂时，由于选择了所述绝缘性树脂的树脂材料或／和各种添加物，能够提高喷砂法的处理效率。

另外，作为电极层14，24，25可以采用含有作为导电颗粒的银的常温硬化型导电性粘接剂以及除此以外的热硬化型的导电性粘接剂。并且，作为导电颗粒除了可以使用银以外，还可以使用铜、金或碳等。作为形成该电极层14，24，25的方法，有镀金等化学性电极形成法、蒸镀、喷镀等物理性电极形成法，或是涂敷纳米型银颗粒后进行烘培的方法。另外，从防止非线性电阻元件10，20的烧毁事故的观点出发，作为构成电极层14，24的粘接剂，可以采用具有在升温同时电阻也急剧上升的保险丝功能的树脂。除了这种让电极层14，24具有保险丝功能之外，也可以藉由电极层14，24将正温度系数热敏电阻(PTCThermistor)的烧结体小片形成的层粘接到非线性电阻元件10，20的一方正面或双方正面上。

这里，叠层式非线性电阻元件20是具备电极层25存在于叠层体27中的构造。鉴于该电极层25呈现能够释放元件内部产生的热量的作用、并且能够抑制元件内部的局部发热，可以通过含有用于提高耐热性的添加物的导电性树脂来形成电极层25。将所述电极层25的厚度设计成能够提高元件整体放热性，以及通过改变各层厚度进而改变电极层25厚度从而抑制局部发热的方式、简单地实现最合理化的方案。

另外，采用具有因加热而产生变色的性质的树脂作为非线性电阻元件10，20中含有的树脂、例如绝缘性树脂，能够通过目视确认是否外加有浪涌电压以及元件的劣化程度。因此，在判断元件交换时期方面上，其实用价值较高。在这种场合，元件两表面的电极层14，24通过蒸镀或喷镀等物理性电极形成法形成ITO(掺锡氧化铟)等透明电极，则其目视确认更为简单。

以下，参照图5～图7对本发明的非线性电阻元件的第三及第四实施方式进行详述。

其中，对于图1中所示的构成相同的部分标注相同的符号，并省略其说明。第三及第四实施方式中的非线性电阻元件10仅在对上述第一实施方式中的压敏电阻小片11进行粘接的接合部12的构成上不同。

第三实施方式中的接合部12由除了具有优异的难燃性、耐热性、热传导性之外还具有弹性上能够进行挠曲的优异的可挠性的绝缘树脂构成。例如，理想的是由聚氨酯(urethane)系弹性体(elastomer)、烯烃(olefin)系弹性体(elastomer)等合成树脂构成。

这样，如图5的箭头所示，由于即使在对压敏电阻层13施加外力的情况下，也能通过接合部12的弹性力让压敏电阻层13产生挠曲，所以能够由压敏电阻层13整体来承受所述外力。其结果，压敏电阻层13的抗外力性得到提高。

另外，与第三实施方式相同，第四实施方式中的接合部12由具有优异的可挠性的绝缘性树脂构成。而且，如图6所示，从接合部12和压敏电阻小片11之间的接合界面向内侧凹陷而形成凹部121。该凹部121通过喷砂法等对接合部12削切而成。另外，压敏电阻层13，23通过注射成型法(injectionmoulding)或嵌件成型法(insertmoulding)形成时，只要使用能够在接合部12上形成凹部121的方式构成的模具即可。

凹部121的厚度比压敏电阻小片11和接合部12间的接合界面的厚度薄。因此，接合部12的弹性力比第三实施方式中的接合部12的大，压敏电阻层13能够产生整体弯曲。

这样，对于使用现有的一体烧成的陶瓷烧结体无法进行安装的狭小的空间，也可以通过改变压敏电阻层13的形态以符合该空间的方式进行安装。例如如图7所示，可以考虑到如将压敏电阻层13和绝缘层3重叠卷成螺旋状形成为像电容一样的方法等。其结果，在安装压敏电阻层13时的处理变得简单，便利性提高。

另外，凹部121的形状只要是能够让接合部12的弹性力增大的形状即可。例如可以是如图6(a)所示的角形状，或是如图6(b)所示的R形。或者是如图6(c)所示的在接合部12的表面和背面上形成凹部121。

另外，在上述第三及第四实施方式中，针对单层式非线性电阻元件进行了说明，但是即使是叠层式非线性电阻元件也能够获得本发明的效果。

本发明并不对前述实施方式进行任何限定，在不脱离本发明宗旨的范围内，理所当然可以进一步实施各种形态。本发明的范围通过专利请求项来表述，而且包含专利请求项中记载的均等的含义以及均等范围内的所有变更。

Claims (8)

1.一种非线性电阻元件，其由形成为片状的压敏电阻层和具有导电性的电极层构成，所述电极层分别被接合在所述压敏电阻层的彼此平行的表面以及背面上，

该非线性电阻元件的特征在于：所述压敏电阻层通过由陶瓷烧结体构成的多个压敏电阻小片和具有绝缘性的接合部形成，所述多个压敏电阻小片以这些压敏电阻小片的各个表面以及背面分别与所述压敏电阻层的表面以及背面相一致的方式，相互远离排列，所述接合部将相邻的所述压敏电阻小片彼此接合。

2.根据权利要求1所述的非线性电阻元件，其特征在于，所述压敏电阻层和所述电极层在分别与所述压敏电阻层表面以及背面的垂线方向上多次交替叠层。

3.根据权利要求1所述的非线性电阻元件，其特征在于，所述接合部由具有弹性的合成树脂构成。

4.根据权利要求3所述的非线性电阻元件，其特征在于，所述接合部具有厚度相比于该接合部与所述压敏电阻小片的接合界面处的厚度较小的部分。

5.根据权利要求1所述的非线性电阻元件，其特征在于，所述电极层中安装有与外部电连接的金属配件。

6.根据权利要求1所述的非线性电阻元件，其特征在于，所述压敏电阻层以及所述电极层的两端面被被覆树脂材料被覆。

7.一种制造权利要求1所述的非线性电阻元件的方法，其特征在于包含以下工序：

对作为陶瓷的基础材料的多个成型体小片进行烧成，分别形成具有相同厚度的多个所述压敏电阻小片的工序；

通过将多个所述压敏电阻小片与绝缘性树脂混炼并压出成型，形成片状的所述压敏电阻层的工序，其中，所述压敏电阻层为，多个所述压敏电阻小片相互远离排列，使得所述压敏电阻小片的表面以及背面分别与所述压敏电阻层的表面以及背面相一致，并且邻接的所述压敏电阻小片彼此通过所述绝缘性树脂被粘接在一起；

形成分别被接合在所述压敏电阻层的表面以及背面的具有导电性的所述电极层的工序。

8.一种制造权利要求2所述的非线性电阻元件的方法，其特征在于具有以下工序：

对作为陶瓷的基础材料的多个成型体小片进行烧成，分别形成具有相同厚度的多个所述压敏电阻小片的工序；

通过将多个所述压敏电阻小片与绝缘性树脂混炼并压出成型，形成片状的所述压敏电阻层的工序，其中，所述压敏电阻层为：多个所述压敏电阻小片相互远离排列，使得所述压敏电阻小片的表面以及背面分别与所述压敏电阻层的表面以及背面相一致，并且邻接的所述压敏电阻小片彼此通过所述绝缘性树脂被粘接在一起；

在所述压敏电阻层的表面以及背面各自的垂线方向上，交替叠积多个所述压敏电阻层和具有导电性的所述电极层来形成叠层体的工序；

形成分别被接合在所述叠层体的表面以及背面的所述电极层的工序。