DE102006030858A1

DE102006030858A1 - Überspannungsableiter

Info

Publication number: DE102006030858A1
Application number: DE102006030858A
Authority: DE
Inventors: Dai Matsuoka; Yuji Terada; Katsunari Moriai
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2005-07-04
Filing date: 2006-07-04
Publication date: 2007-01-11
Anticipated expiration: 2026-07-05
Also published as: DE102006030858B4; CN1893267B; TW200713810A; KR100799475B1; US20070002513A1; US7502213B2; TWI322566B; KR20070004462A; CN1893267A

Abstract

Ein Überspannungsableiter hat eine erste Anschlusselektrode, eine zweite Anschlusselektrode, eine dritte Anschlusselektrode, einen Induktionsspulenabschnitt, einen Überspannungsableitungsabschnitt und einen Kondensatorabschnitt. Der Induktionsspulenabschnitt hat einen ersten internen Leiter und einen zweiten internen Leiter, die gegenseitig in einer umgekehrten Polungsbeziehung gekoppelt sind. Ein Ende des ersten internen Leiters ist mit der ersten Anschlusselektrode verbunden. Ein Ende des zweiten internen Leiters ist mit der zweiten Anschlusselektrode verbunden. Das andere Ende des ersten internen Leiters ist mit dem anderen Ende des zweiten internen Leiters verbunden. Der Überspannungsableitungsabschnitt hat eine erste interne Elektrode, die mit einem Verbindungspunkt zwischen dem ersten internen Leiter und dem zweiten internen Leiter verbunden ist, und eine zweite interne Elektrode, die mit der dritten Anschlusselektrode verbunden ist. Der Kondensatorabschnitt hat eine Kapazitätskomponente, die zwischen der ersten Anschlusselektrode und der zweiten Anschlusselektrode verbunden ist.

Description

Hintergrund der Erfindung Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Überspannungsableiter.

Halbleitervorrichtungen, z.B. ICs und LSIs, können durch statische Elektrizität mit Hochspannung zerstört oder in den Eigenschaften verschlechtert werden. Aus diesem Grund werden die Halbleitervorrichtungen unter Verwendungen eines Überspannungsableiters, z.B. eines Varistors, als eine Gegenmaßnahme gegen statische Elektrizität aufgebaut.

Im übrigen haben die Überspannungsableiter, die Varistoren enthalten, eine Streukapazitätskomponente und eine Streuinduktanzkomponente. Deshalb, wenn ein Überspannungsableiter an eine Schaltung angelegt wird, die Hochgeschwindigkeitssignale verarbeitet, verschlechtert er die Hochgeschwindigkeitssignale. Die Streukapazitätskomponente des Überspannungsableiters muss für das Anlegen des Überspannungsableiters an die Schaltung, die Hochgeschwindigkeitssignale verarbeitet, klein gehalten werden. Ansonsten tritt unvermeidbar eine Verschlechterung der Anstiegseigenschaften und der Abfallseigenschaften der Hochgeschwindigkeitssignale an. Ein Absenken der Streukapazitätskomponente des Überspannungsableiters resultiert jedoch in einer Erhöhung der Steuerspannung des Überspannungsableiters und in einer Absenkung des Energiewiderstands des Überspannungsableiters.

Ein Überspannungsableiter, der mit einer Induktionsspule bzw. Drosselspule und zwei Varistoren versehen ist, ist als Überspannungsableiter zum Mindern des Einflusses der Streukapazitätskomponente (z.B. japanische, offengelegte Patentanmeldung Nr. 2001-60838) bekannt. Der Überspannungsableiter, der in der offengelegten Nr. 2001-60838 beschrieben ist, hat eine Parallelschaltung, die aus einem ersten Varistor und der Induktionsspule, dem zweiten Varistor, der elektrisch in Serie mit der Parallelschaltung verbunden ist, und Eingangs/Ausgangs-Elektroden und eine Erdungselektrode, die mit den beiden Enden der Serienschaltung verbunden ist, die aus dem zweiten Varistor und der Parallelschaltung besteht.

Überblick über die Erfindung

In dem Überspannungsableiter, der in der Offenlegungsschrift 2001-60838 beschrieben ist, wird jedoch ein Bandpassfilter aus der Streukapazität des ersten Varistors und der Induktionsspule ausgebildet und es ist somit schwierig, eine Impedanzanpassung über ein breites Band zu bewirken. Deshalb ist es schwierig, ausreichende Eigenschaften für Hochgeschwindigkeitssignale zu erreichen.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Überspannungsableiter mit ausgezeichneter Impedanzanpassung für Hochgeschwindigkeitssignale bereitzustellen.

Ein Überspannungsableiter gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Überspannungsableiter, der aufweist: eine erste Anschlusselektrode; eine zweite Anschlusselektrode und eine dritte Anschlusselektrode; einen Induktionsspulenabschnitt bzw. Induktivitätsabschnitt, der einen ersten internen Leiter und einen zweiten internen Leiter hat, die gegenseitig in einer umgekehrten Polungsbeziehung gekoppelt sind, worin ein En de des ersten internen Leiters mit der ersten Anschlusselektrode verbunden ist, ein Ende des zweiten, internen Leiters mit der zweiten Anschlusselektrode verbunden ist und ein weiteres Ende des ersten internen Leiters mit einem weiteren Ende des zweiten internen Leiters verbunden ist; einen Ableitungsabschnitt, der eine erste, interne Elektrode hat, die mit einem Verbindungsknoten bzw. -punkt zwischen dem ersten internen Leiter und dem zweiten internen Leiter verbunden ist, und eine zweite interne Elektrode, die mit de dritten Anschlusselektrode verbunden ist; und einen Kondensatorabschnitt, der eine Kapazitätskomponente hat, die zwischen der ersten Anschlusselektrode und der zweiten Anschlusselektrode verbunden ist.

In dem S Überspannungsableiter der vorliegenden Erfindung hat der Induktionsspulenabschnitt den ersten, internen Leiter und den zweiten internen Leiter, die gegenseitig in umgekehrter Polungsrelation gekoppelt sind. Aus diesem Grund kann der Einfluss der Streukapazitätskomponente durch geeignetes Setzen der Induktanz des Induktionsspulenabschnitts relativ zu der Streukapazitätskomponente des Überspannungsableitungsabschnitts ausgelöscht werden. Im Ergebnis kann eine Eingangsimpedanz mit einer flachen Frequenzcharakteristik über ein breites Band realisiert werden.

In der vorliegenden Erfindung hat der Überspannungsableiter weiterhin einen Kondensatorabschnitt, der eine Kapazitätskomponente hat. Dies ermöglicht, dass die Induktanz des Induktionsabschnitts und die Kapazität des Kapazitätsabschnitts bzw. des Kondensatorabschnitts flexibel relativ zu der Streukapazitätskomponente des Überspannungsableitungsabschnitts gesetzt bzw. eingestellt werden kann.

Bevorzugt wird die Kapazitätskomponente des Kondensatorabschnitts durch den ersten internen Leiter und den zweiten internen Leiter ausgebildet. In diesem Fall besteht nicht die Notwendigkeit des Vorsehens von separaten, internen Elektroden oder ähnlichem zum Aufbauen des Kapazitätsabschnitts und es ist somit leichter, den Aufbau des Ableiters zu vereinfachen und eine Verkleinerung des Ableiters zu erreichen.

Bevorzugt hat der Kondensatorabschnitt eine dritte, interne Elektrode, die mit der ersten Anschlusselektrode verbunden ist, und eine vierte, interne Elektrode, die mit der zweiten Anschlusselektrode verbunden ist, und die Kapazitätskomponente des Kondensatorabschnitts wird durch die dritte, interne Elektrode und die vierte, interne Elektrode ausgebildet.

Bevorzugt weist der Induktorabschnitt ein Laminat aus einer Induktivitätsschicht, auf der der erste, interne Leiter ausgebildet ist, und einer Induktivitätsschicht auf, auf der der zweite, interne Leiter ausgebildet ist, wobei der Überspannungsableitungsabschnitt ein Laminat aus einer Varistorschicht, auf der die erste, interne Elektrode ausgebildet ist, und einer Varistorschicht aufweist, auf der die zweite, interne Elektrode ausgebildet ist, wobei die erste interne Leiter und der zweite interne Leiter sich gegenseitig überlappende Bereiche enthalten, wenn aus einer Laminatrichtung auf die Induktivitätsschichten geblickt wird, und wobei die erste, interne Elektrode und die zweite, interne Elektrode sich gegenseitig überlappende Bereiche enthalten, wenn aus einer Laminatrichtung der Varistorschichten betrachtet wird. In diesem Fall sind die sich gegenseitig überlappenden Bereiche, wenn aus der Laminatrichtung der Induktivitätsschichten geblickt wird, kapazitätsgekoppelt in dem ersten, internen Leiter und dem zweiten, internen Leiter, wodurch die Bereiche die zuvor erwähnte Kapazitätskomponente ausbilden. Dies eliminiert die Notwendigkeit des Vorsehens von separaten, internen bzw. inneren Elektroden oder ähnlichem zum Aufbau des Kondensatorabschnitts und es ist somit leichter, den Aufbau des Ableiters zu vereinfachen und den Ableiter kleiner zu machen. Der Über spannungsableitungsabschnitt kann aus einem Varistor aufgebaut sein.

Bevorzugt enthält jede der Varistorschichten ZnO als grundlegende Komponente und enthält zumindest ein Element, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Seltenerden und Bi besteht, und Co als Zusätze, und jede der Induktorschichten enthält ZnO als grundlegende Komponente und enthält im wesentlichen nicht Co. In diesem Fall enthalten die Elementkörper der Varistorschichten und der Induktorschichten das gleiche Material (ZnO) als grundlegende Komponente. Deshalb, auch wenn sie einstückig gesintert sind, ist es unwahrscheinlich, dass Spannungen oder ähnliches auf der Basis einer Differenz von Volumenänderung der Elementkörper während des Sinters zwischen den beiden Arten von Schichten auftreten. Dies reduziert signifikant eine Laminatablösung zwischen dem Überspannungsableitungsabschnitt und den Induktorabschnitt. Das Material, das die Induktorschichten erzeugt, d.h., das Material, das ZnO als grundlegende Komponente enthält und im wesentlichen kein Co enthält, hat eine extrem hohe Widerstandsfähigkeit und eine niedrige Permittivität im Vergleich zu ZnO selbst oder dem Aufbaumaterial der Varistorschichten selbst (enthält Seltenerde oder Bi und Co zusätzlich zu ZnO). Die Induktorschichten, die dieses Material enthalten, haben deshalb ausgezeichnete Induktivitätseigenschaften.

Bevorzugt weist der Ableiter weiterhin einen Elementkörper auf, der den Induktorabschnitt bzw. Spulenabschnitt, den Überspannungsableitungsabschnitt und den Kondensatorabschnitt enthält, wobei die erste Anschlusselektrode, die zweite Anschlusselektrode und die dritte Anschlusselektrode an einer äußeren Oberfläche des Elementkörpers angeordnet sind und das andere Ende des ersten, internen Leiters, das andere Ende des zweiten, internen Leiters und die erste, interne Elektrode durch einen externen bzw. äußeren Leiter verbunden sind, der an der äußeren Oberfläche des Elementkörpers angeordnet ist. In diesem Fall ist es leicht, das andere Ende des ersten, internen Leiters, das andere Ende des zweiten, internen Leiters und die erste, interne Elektrode vollständig und sicher zu verbinden.

Bevorzugt ist die erste Anschlusselektrode, eine Eingangsanschlusselektrode, ist die zweite Anschlusselektrode eine Ausgangsanschlusselektrode und sind der erste, interne Leiter und der zweite interne Leiter positiv gekoppelt.

Bevorzugt weist der Überspannungsableiter zwei oder mehr von der ersten, Anschlusselektrode, der zweiten Anschlusselektrode und der dritten Anschlusselektrode, des ersten, internen Leiters, des zweiten internen Leiters, der ersten, internen Elektrode und der zweiten, internen Elektrode auf. In diesem Fall ist es einfach, den Überspannungsableiter in einer Feldform bzw. Matrixform zu realisieren.

Die vorliegende Erfindung stellt erfolgreich den Überspannungsableiter mit ausgezeichneter Impedanzanpassung für Hochgeschwindigkeitssignale bereit.

Die vorliegende Erfindung wird vollständig aus der detaillierten Beschreibung, die nachfolgend angegeben wird, und den beiliegenden Zeichnungen ersichtlich, die nur beispielhaft angegeben werden und somit nicht als beschränkend für die vorliegende Erfindung betrachtet werden.

Zudem wird ein Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung aus der nachfolgend angegebenen, detaillierten Beschreibung ersichtlich. Es sollte jedoch verstanden werden, dass die detaillierte Beschreibung und spezielle-Beispiele, obwohl sie bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung angeben, nur beispielhaft angegeben werden, da verschiedene Änderungen und Modifikationen innerhalb des Geistes und des Bereichs der Erfindung für Fachleute aus der detaillierten Beschreibung ersichtlich sind.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische, perspektivische Ansicht, die einen Überspannungsableiter gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt;
2 ist eine perspektivische Explosionsansicht zum Erläutern eines Aufbaus eines Elementkörpers, der den Überspannungsableiter gemäß der ersten Ausführungsform enthält;
3 ist ein Diagramm zum Erläutern eines Schaltungsaufbaus des Überspannungsableiters gemäß der ersten Ausführungsform;
4 ist ein Diagramm, das eine äquivalente Schaltung des Schaltungsaufbaus zeigt, der in 3 gezeigt ist;
5 ist ein Diagramm, das eine äquivalente Schaltung eines Varistors zeigt;
6 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern der Schritte zum Erzeugen des Überspannungsableiters gemäß der ersten Ausführungsform;
7 ist eine schematische, perspektivische Ansicht, die einen Überspannungsableiter gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt;
8 ist eine perspektivische Explosionsansicht zum Erläu tern eines Aufbaus eines Elementkörpers, der in dem Überspannungsableiter gemäß der zweiten Ausführungsform enthalten ist;
9 ist eine perspektivische Explosionsansicht zum Erläutern eines Aufbaus eines Modifikationsbeispiels des Elementkörpers, der in dem Überspannungsableiter gemäß der zweiten Ausführungsform enthalten ist;
10 ist eine perspektivische Explosionsansicht zum Erläutern eines Aufbaus eines Elementkörpers, der in dem Überspannungsableiter gemäß der dritten Ausführungsform enthalten ist;
11 ist eine perspektivische Explosionsansicht zum Erläutern eines Aufbaus eines Elementkörpers, der in dem Überspannungsableiter gemäß der vierten Ausführungsform enthalten ist;
12 ist eine perspektivische Explosionsansicht zum Erläutern eines Aufbaus eines Elementkörpers, der in einem Modifikationsbeispiel des Überspannungsableiters gemäß der vierten Ausführungsform enthalten ist;
13 ist eine perspektivische Explosionsansicht zum Erläutern eines Aufbaus eines Modifikationsbeispiels eines Elementkörpers, der in dem Überspannungsableiter gemäß der vierten Ausführungsform enthalten ist.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unten stehend im Detail mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. In der Beschreibung werden gleiche Elemente oder Elemente mit der gleichen Funktionalität durch die gleichen Bezugszeichen ohne redundante Beschreibung bezeichnet.
(Erste Ausführungsform)
Als erstes wird ein Aufbau eines Überspannungsableiters SA1 gemäß der ersten Ausführungsform auf der Basis von 1 und 2 beschrieben. 1 ist eine schematische, perspektivische Ansicht, die einen Überspannungsableiter gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. 2 ist eine perspektivische Explosionsansicht zum Erläutern eines Aufbaus eines Elementkörpers, der in dem Überspannungsableiter gemäß der ersten Ausführungsform enthalten ist.
Der Überspannungsableiter SA1, wie in 1 gezeigt ist, hat einen Elementkörper 1, eine erste Anschlusselektrode 3, eine zweite Anschlusselektrode 5, eine dritte Anschlusselektrode 7 und einen äußeren Leiter 9. Der Elementkörper 1 hat die Form eines rechtwinkligen Quaders und ist z.B. auf eine Länge von 1 mm, eine Breite von ungefähr 0,5 mm und auf eine Höhe von ungefähr 0,3 mm festgelegt. Die erste Anschlusselektrode 3 und die zweite Anschlusselektrode 5 sind separat an den Längsenden des Elementkörpers 1 angeordnet. Die dritte Anschlusselektrode 7 und der äußere Leiter 9 sind so angeordnet, dass sie sich auf unterschiedlichen Seitenflächen des Elementkörpers 1 gegenüber stehen. Die erste Anschlusselektrode funktioniert als Eingangsanschlusselektrode des Überspannungsableiters SA1. Die zweite Anschlusselektrode 5 hat die Funktion einer Ausgangsanschlusselektrode des Überspannungsableiters SA1. Die dritte Anschlusselektrode 7 funktioniert als Erdungsanschlusselektrode des Überspannungsableiters SA1.
Der Elementkörper 1, wie er in 2 gezeigt ist, hat einen Induktionsspulenabschnitt 10 bzw. Spulenabschnitt oder Induktorabschnitt und einen Überspannungsableitungsabschnitt 20. Der Elementkörper 1 ist mit einer Struktur aufgebaut, in der der Überspannungsableitungsabschnitt 20, der Induktionsspulenabschnitt 10 und eine Schutzschicht 5 in der Reihenfolge vom Boden aus in der Zeichnung gestapelt sind.
Der Induktionsspulenabschnitt 10 hat einen ersten, inneren Leiter 11 und einen zweiten inneren Leiter 13, die gegenseitig in einer entgegengesetzt gepolten Beziehung gekoppelt sind. Der Induktionsspulenabschnitt 10 besteht aus einem Laminat aus einer Induktionsspulenschicht 15, auf der der erste, interne Leiter 11 ausgebildet ist, und aus einer Induktionsspulenschicht 17, auf der der zweite, interne Leiter 13 ausgebildet ist.
Ein Ende des ersten, internen Leiters 11 führt zu einer Seite der Induktionsspulenschicht 15 derart, dass er in einer Endfläche des Elementkörpers 1 (der Endfläche, auf der die erste Anschlusselektrode 3 angeordnet ist) frei liegt. Das eine Ende des ersten, internen Leiters 11 ist mit der ersten Anschlusselektrode 3 verbunden. Ein Ende des zweiten, internen Leiters 13 ist zu einer Seite der Induktionsspulenschicht 17 derart geführt, dass es in der anderen Endfläche des Elementkörpers 1 frei liegt (der Endfläche, an der die zweite Anschlusselektrode 5 angeordnet ist). Ein Ende des zweiten, internen Leiters 13 ist mit der zweiten Anschlusselektrode 5 verbunden. Das andere Ende des ersten, internen Leiters 11 und das andere Ende des zweiten internen Leiters 13 führen zu einer Seite der Induktionsspulenschicht 15 bzw. 17, so dass sie in der gleichen Seitenfläche des Elementkörpers 1 frei liegen (der Seitenfläche, auf der der externe Leiter 9 angeordnet ist). Das andere Ende des ersten, internen Leiters 11 und das andere Ende des zweiten, internen Leiters 13 sind mit dem externen Leiter 9, der an der Seitenfläche des Elementkörpers 1 ausgebildet ist, verbunden. Das andere Ende des ersten, internen Leiters und das andere Ende des zweiten, internen Leiters 13 sind elektrisch über den externen Leiter 9 miteinander verbunden.
Der erste, interne Leiter 11 und der zweite interne Leiter 13 enthalten sich gegenseitig überlappende Bereiche 11a bzw. 13a, wenn von der Laminatrichtung der Induktionsspulenschichten 15 und 17 aus gesehen wird. Der erste, interne Leiter und der zweite interne Leiter 13 sind kapazitätsgekoppelt in den Bereichen 11a, 13a. Der erste, interne Leiter 11 und der zweite, interne Leiter 13 können auch durch einen Durchgangslochleiter oder ähnliches, der innerhalb des Elementkörpers 1 angeordnet ist, anstelle des externen Leiters 9, der vorstehend beschrieben wurde, verbunden sein. Es gibt keine speziellen Einschränkungen bezüglich des elektrischen, leitenden Materials, das in dem ersten, internen Leiter 11 und dem zweiten, internen Leiter 13 enthalten ist, aber das elektrisch leitende Material ist bevorzugt Pd oder eine Ag-Pd-Legierung.
Jeder der Induktionsspulenleiter 15, 17 ist aus einem keramischen Material hergestellt, das ZnO als grundlegende Komponente enthält. Zusätzlich zu ZnO kann das keramische Material, das die Induktionsspulenschicht 15, 17 erzeugt, weiterhin eine Seltenerde (z.B. Pr) und solche Metallelemente wie K, Na, Cs und Rb als Zusätze enthalten. Ein besonders bevorzugter Zusatz ist eine Seltenerde. Der Zusatz der Seltenerde erleichtert die Reduzierung der Differenz der Volumenänderung zwischen den Induktionsspulenschichten 15, 17 und den nachfolgend beschriebenen Varistorschichten 25, 27. Die Induktionsspulenschichten 15, 17 können weiterhin Cr, Ca und/oder Si zum Zwecke des Erhöhens der Verbindungswirkung bzw. -eigenschaft mit dem nachfolgenden beschriebenen Überspannungsableitungsabschnitt 20 enthalten. Diese Metallelemente, die in den Induktionsspulenschichten 15, 17 enthalten sind, können in verschiedenen Formen, z.B. als einzelnes Metall oder als Oxide, existieren. Ein bevorzugter Inhalt der Zusätze in den Indukti onsspulenschichten 15, 17 ist bevorzugt nicht kleiner als 0,02 mol% oder nicht größer als 2 mol% auf der Basis der Gesamtmenge von ZnO in den Induktionsspulenschichten 15, 17. Die Inhalte dieser Metallelemente können z.B. mit einem induktiv gekoppelten Hochfrequenzplasmaemissionsspektralanalysator (ICP) gemessen werden.
Jede der Induktionsspulenschichten 15, 17 enthält im wesentlichen kein Co, wohingegen die nachfolgend beschriebenen Varistorschichten 25, 27 Co enthalten. Hier bezieht sich der Zustand, in dem "eine Schicht im wesentlichen kein Element enthält" auf einen Zustand eines Falles, in dem das Element nicht beabsichtigt als ein Rohmaterial zum Ausbilden der Induktionsspulenschichten 15, 17 enthalten ist. Z.B. ein Fall, in dem das Element unbeabsichtigt aufgrund von Diffusion oder Ähnlichem von dem Überspannungsableitungsabschnitt 20 in den Induktionsspulenabschnitt 10 enthalten ist, entspricht dem Zustand, in dem "eine Schicht im wesentlichen kein Element enthält". Die Induktionsspulenschichten 15, 17 können ein weiteres Metallelement oder Ähnliches zum Zwecke der weiteren Erhöhung bzw. Verbesserung der Eigenschaften oder Ähnlichem enthalten, solange die vorstehende Zustand eingehalten wird.
Der Überspannungsableitungsabschnitt 20 hat eine erste, interne Elektrode 21 und eine zweite interne Elektrode 23. Der Überspannungsableitungsabschnitt 20 weist ein Laminat aus einer Varistorschicht 25, auf der die erste, interne Elektrode ausgebildet ist, und einer Varistorschicht 27 auf, auf der die zweite, interne Elektrode 23 ausgebildet ist.
Die erste, interne Elektrode 21 hat ein Muster einer geradlinigen Form und erstreckt sich entlang der Querrichtung der Varistorschicht 25. Ein Ende der ersten, internen Elektrode 21 ist auf eine Seite der Varistorschicht 25 derart gezogen, dass es in der Seitenfläche des Elementkörpers 1 frei liegt (die Seitenfläche, auf der die externe Leiter 9 angeordnet ist). Das andere Ende der ersten, internen Elektrode 21 ist nicht in irgendeiner Seitenfläche des Elementkörpers 1 freigelegt (der Seitenfläche, auf der die dritte Anschlusselektrode 7 angeordnet ist) und befindet sich innerhalb der Seitenfläche. Das eine Ende der ersten, internen Elektrode 21 ist mit dem externen Leiter 9 verbunden, der an der Seitenfläche des Elementkörpers 1 ausgebildet ist. Das andere Ende des ersten, internen Leiters 11, das andere Ende des zweiten, internen Leiters 13 und das eine Ende der ersten, internen Elektrode sind elektrisch durch den externen Leiter 9 verbunden.
Die zweite, interne Elektrode hat ein Muster einer geraden Linie und erstreckt sich entlang der Querrichtung der Varistorschicht 27. Ein Ende der zweiten, internen Elektrode 23 führt zu einer Seite der Varistorschicht 27 derart, dass es in der Seitenfläche des Elementkörpers 1 (der Seitenfläche, auf der die dritte Anschlusselektrode 7 angeordnet ist) frei liegt. Das andere Ende der zweiten, internen Elektrode 23 ist nicht auf irgendeiner Seitenfläche des Elementkörpers 1 freiliegend (der Seitenfläche, auf der der äußere Leiter 9 angeordnet ist) und ist innerhalb der Seitenfläche angeordnet. Das eine Ende der zweiten, internen Elektrode 23 ist mit der dritten Anschlusselektrode 7 verbunden, die an der Seitenfläche des Elementkörpers 1 ausgebildet ist.
Die erste, interne Elektrode 21 und die zweite interne Elektrode 23 enthalten sich gegenseitig überlappende Bereiche 21a bzw. 23a, wenn aus der Laminatrichtung der Varistorschichten 25, 27 geblickt wird. Die Bereiche 21a, 23a, die sich mit der ersten, internen Elektrode 21 und der zweiten, internen Elektrode 23 in den Varistorschichten 25, 27 überlappen, funktionieren als Bereiche zum Entwickeln der Varistoreigenschaften (nicht lineare Spannungsstromcharakteristiken). Es gibt keine speziellen Einschränkungen bezüglich des elektrisch leitenden Materials, das in der ersten, internen Elektrode 21 und der zweiten internen Elektrode 23 enthalten ist, aber das bevorzugte, elektrisch leitende Material ist Pd oder eine Ag-Pd-Legierung.
Jede der Varistorschichten 25, 27 ist aus einem keramischen Material hergestellt, das ZnO als grundlegende Komponente enthält. Dieses keramische Material enthält weiterhin mindestens ein Element, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Seltenerden und Bi besteht, und Co als Zusätze. In der vorliegenden Ausführungsform enthalten die Varistorschichten 25, 27 Co zusätzlich zu einer Seltenerde. Aus diesem Grund haben die Varistorschichten 25, 27 ausgezeichnete nicht-lineare Spannungsstromcharakteristiken bzw. Eigenschaften, d.h. ausgezeichnete Varistoreigenschaften und haben eine hohe Permittivität (ε). Da die zuvor erwähnten Induktionsspulenschichten 15, 17 kein Co enthalten, haben sie keine Varistoreigenschaften und haben eine kleine Permittivität und einen hohen Widerstand und sie haben extrem geeignete Eigenschaften als ein Aufbaumaterial des Induktionsspulenabschnitts 10 bzw. Spulenabschnitts. Das keramische Material, das die Varistorschichten 25, 27 erzeugen, kann weiterhin Al als einen Zusatz enthalten. Wenn das keramische Material Al enthält, haben die Varistorschichten 25, 27 einen niedrigen Widerstand. Die Seltenerde, die als Zusatz enthalten ist, ist bevorzugt Pr.
Die Metallelemente als diese Zusätze können in Formen, z.B. als einzelnes Metall oder Oxide, in den Varistorschichten 25, 27 vorhanden sein. Die Varistorschichten 25, 27 können weiterhin andere Metallelemente oder Ähnliches (z.B. Cr, Ca, Si, K, usw.) als die zuvor beschriebenen Elemente als Zusätze enthalten.
Die Schutzschicht 50 ist eine Schicht, die aus einem keramischen Material hergestellt ist und den Induktionsspulenabschnitt 10 schützt. Es gibt keine speziellen Einschränkungen bezüglich des grundlegenden Materials der Schutzschicht 15 und eine Vielzahl von Keramikmaterialien kann verwendet werden. Das grundlegende Material ist bevorzugt ein Material, das ZnO als grundlegende Komponente enthält, und zwar wegen der Reduzierung einer Laminatauflösung von der Laminatstruktur, wie vorstehend beschrieben wurde.
Die erste Anschlusselektrode 3, die zweite Anschlusselektrode 5, die dritte Anschlusselektrode 7 und der externe Leiter 9 sind bevorzugt aus einem Metallmaterial hergestellt, das elektrisch gut mit dem Metall (z.B. Pd oder Ähnlichen) verbunden werden kann, das die internen Leiter 11, 13 und die internen Elektroden 21 und 23 ausbildet. Z.B. ist Ag geeignet als ein Material für die äußeren Elektroden deshalb verwendbar, da es eine gute elektrische Verbindung mit den internen Leitern 11, 13 und den internen Elektroden 21, 23 aus Pd und eine gute Haftbarkeit an der Endfläche des Elementkörpers 1 zeigt.
Eine Ni-galvanisierte bzw. Ni-überzogene Schicht (nicht gezeigt) und eine Si-galvanisierte bzw. Si-überzogenen Schicht (nicht gezeigt) oder ähnliches werden in dieser Reihenfolge auf den Oberflächen der ersten Anschlusselektrode 3, der zweiten Anschlusselektrode 5, der dritten Anschlusselektrode 7 und des externen Leiters 9 ausgebildet. Diese galvanisierten bzw. überzogenen Schichten werden zum Zwecke des Erhöhens der Lötwärme-Widerstandsfähigkeit und der Lotbenetzbarkeit hauptsächlich im Fall des Anbringens des Überspannungsableiters SA1 auf einem Substrat oder ähnlichen durch Lotfluss ausgebildet.
Als nächstes wird ein Schaltungsaufbau des Überspannungsableiters SA1 mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau auf der Basis von 3 und 4 beschrieben. 3 ist ein Diagramm zum Erläutern des Schaltungsaufbaus des Überspannungsableiters gemäß der ersten Ausführungsform. 4 ist ein Diagramm, das eine äquivalente Schaltung zu dem Schaltungsaufbau, der in 3 gezeigt ist, zeigt.
Der erste, interne Leiter 11 und der zweite, interne Leiter 13 enthalten sich gegenseitig überlappende Bereiche 11a bzw. 13a, wenn aus der Laminatrichtung der Induktionsspulenschichten 15, 17 geblickt wird, wie vorstehend beschrieben wurde, und sind kapazitätsgekoppelt in den Bereichen 11a, 13a. Aus diesem Grund hat der Überspannungsableiter SA1 eine Kapazitätskomponente 61, die durch den ersten, internen Leiter 11 und den zweiten, internen Leiter 13, wie in 3 gezeigt ist, ausgebildet wird. Die Kapazitätskomponente 61 ist zwischen der ersten Anschlusselektrode 3 und der zweiten Anschlusselektrode 5 verbunden.
Hier bedeutet der Zustand des "Gekoppeltseins in einer umgekehrten Polungsbeziehung", dass in einem Fall, wenn der Wicklungsbeginn der Induktanzkomponente entsprechend dem ersten, internen Leiter 11, auf der Seite der ersten Anschlusselektrode 3 ist und wenn der Wicklungsbeginn der Induktanzkomponente entsprechend dem zweiten, internen Leiter 13 auf der verbundenen Seite des ersten, internen Leiters 11 ist (der Seite des äußeren Leiters 9 in der vorliegenden Ausführungsform), die Kopplung zwischen dem ersten, internen Leiter 11 und dem zweiten, internen Leiter 13 "positiv" ist. Der Zustand des "Gekoppeltseins in einer umgekehrten Polungsbeziehung" bedeutet nämlich, dass ein elektrischer Strom von der Seite der ersten Anschlusselektrode 3 in den ersten, internen Leiter 11 fließt, dass ein elektrischer Strom von der verbundenen Seite des ersten, internen Leiters 11 (der Seite des äußeren Leiters 9 in der vorliegenden Ausführungsform) in den zweiten, internen Leiter 13 fließt und dass ein Magnetfluss, der in dem ers ten, internen Leiter 11 erzeugt wird, und ein Magnetfluss, der in dem zweiten, internen Leiter 13 erzeugt wird, sich gegenseitig verstärken.
In dem Überspannungsableiter SA1 ist ein Varistor 63 aus der ersten, internen Elektrode 21, der zweiten, internen Elektrode 23 und den Bereichen 21a, 23a, die sich mit der ersten, Elektrode 21 und der zweiten, internen Elektrode 23 in den Varistorschichten 25, 27 überlagern, aufgebaut. Der Varistor 63, wie in 3 gezeigt ist, ist zwischen einem Verbindungspunkt (einem externen Leiter 9) zwischen dem ersten, internen Leiter 11 und dem zweiten, internen Leiter 13 und der dritten Anschlusselektrode 7 verbunden.
Der erste, interne Leiter 11 und der zweite, interne Leiter 13, die gegenseitig in entgegengesetzter Polungsbeziehung gekoppelt sind, können in eine erste Induktanzkomponente 25, eine zweite Induktanzkomponente 67 und eine dritte Induktanzkomponente 69, wie in 4 gezeigt ist, transformiert werden. Die erste Induktanzkomponente 65 und die zweite Induktanzkomponente 67 sind in Serie zwischen der ersten Anschlusselektrode 3 und der zweiten Anschlusselektrode 5 verbunden. Die dritte Induktanzkomponente 69 ist zwischen einem Verbindungspunkt zwischen der ersten Induktanzkomponente 65 und der zweiten Induktanzkomponente 67, die in Serie verbunden sind, und dem Varistor 63 verbunden. Wenn Lz die Induktanz jedes internen Leiters 11, 13 ist und wenn Kz der Kopplungskoeffizient zwischen den internen Leitern 11, 13 ist, ist dann die Induktanz der ersten Induktanzkomponente 65 und der zweiten Induktanzkomponente 67 durch (1+Kz)Lz und die Induktanz der dritten Induktanzkomponente 69 durch –KzLz gegeben.
Der Varistor 63 kann in einen variablen Widerstand 71 und eine Streukapazitätskomponente 73, die parallel zwischen der dritten Induktanz 69 und der dritten Anschlusselektrode 7, wie in 4 gezeigt ist, verbunden ist, transformiert werden. Der variable Widerstand 71 hat für gewöhnlich einen großen Widerstandswert und senkt den Widerstand bei Anlegen einer hohen Überspannung ab. Der Varistor 63 kann durch nur die Streukapazitätskomponente 73 für Hochgeschindigkeitssignale kleiner Amplitude angenähert werden.
Die Eingangsimpedanz Zin des Überspannungsableiters SA1, der in 4 gezeigt ist, wird durch die Gleichung (1) unten stehend wiedergegeben. In dieser Gleichung wird die Kapazität der Kapazitätskomponente 61 durch Cs wiedergegeben und die Kapazität der Streukapazitätskomponente 73 des Varistors 63 wird durch Cz wiedergegeben.
In Gleichung (1), wenn die Kapazität Cs der Kapazitätskomponente 61 derart gesetzt wird, dass die Gleichung (2) unten stehend erfüllt ist, wird die Eingangsimpedanz Zin unabhängig von den Frequenzeigenschaften. Wenn die Kapazität Cs der Kapazitätskomponente 61 gesetzt wird, wie durch die Gleichung (2) wiedergegeben wird, und wenn die Induktanz Lz jedes internen Leiters gesetzt wird, wie durch die Gleichung (3) unten stehend angegeben wird, kann die Eingangsimpedanz Zin an die charakterisitische Impedanz Zo angepasst werden.
Wie aus den Gleichungen (2) und (3) ersichtlich ist, kann der Kopplungskoeffizient Kz zwischen den internen Leitern 11, 13 willkürlich ausgewählt werden, was ein hochflexibles Schaltungsdesign ermöglicht.
Die vorliegende Erfindung kann deshalb den Überspannungsableiter SA1 als einen Überspannungsableiter mit einer ausgezeichneten Impedanzanpassung für Hochgeschwindigkeitssignale bereitstellen, während eine Hauptleitervorrichtung oder Ähnliches vor statischer Elektrizität mit hoher Spannung geschützt wird.
Im übrigen enthält der Varistor 63 auch eine Streuinduktanzkomponente 75, wie in 5 gezeigt ist. Für gewöhnlich hat der variable Widerstand 71 einen hohen Widerstand und der Widerstand wird bei Anlegen einer hohen Überspannung abgesenkt. Die Streukapazitätskomponente 73 und die Streuinduktanzkomponente 75 sind jedoch vorhanden. Aus diesem Grund, wenn der Überspannungsableiter SA1 der Eingangsseite der Halbleitervorrichtung, die ein Hochgeschwindigkeitssignal als ein Eingangssignal verarbeitet, hinzugefügt wird, wird dies eine Verschlechterung des Hochgeschwindigkeitssignals verursachen. Für das Anlegen des Überspannungsableiters SA1 an eine Schaltung, die ein Hochgeschwindigkeitssignal verarbeitet, wird es bevorzugt, den Einfluss der Streuinduktanzkomponente 75 und auch der Streukapazitätskomponente 73 zu reduzieren.
Wie auch aus der äquivalenten Schaltung, die in 4 gezeigt ist, ersichtlich ist, kann die Streuinduktanzkomponente 75 des Varistors 63 durch Verwendung der dritten Induktanzkomponente 69 mit einer negativen Induktanz ausgelöscht wird. Dies ist jedoch offensichtlich das Gleiche, wie ein Zustand, in dem die Kopplung kleiner wird und somit die Kapazität Cs der Kapazitätskomponente 61 auf eine Gleichung (4) unten stehend reduziert wird, während der Kopplungskoeffizient Kz und die Induktanz Lz aufrecht erhalten werden. In dieser Gleichung wird die Induktanz der Streuinduktanzkomponente 75 durch Le wieder gegeben.
Es ist jedoch KzLz ≥ Le. Wenn die Schaltung auf diese Art und Weise ausgelegt wird, kann die Eingangsimpedanz Zin an die charakteristische Impedanz Zo auch dann angepasst werden, wenn der Überspannungsableiter SA1 die Streukapazitätskomponente 73 und die Streuinduktanzkomponente 75 enthält.
Ein Verfahren zum Herstellen des Überspannungsableiters SA1 der ersten Ausführungsform wird unten stehend mit Bezug auf 6 beschrieben. 6 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern der Schritte der Herstellung des Überspannungsableiters der ersten Ausführungsform.
Der erste Herstellungsschritt des Überspannungsableiters SA1 besteht darin, eine Paste herzustellen, die Keramikmaterial als Rohmaterial für die Induktionsspulenschichten 15, 17 enthält, und eine Paste herzustellen, die Keramikmaterial als Rohmaterial für die Varistorschichten 25, 27 enthält (Schritt S101). Insbesondere kann die Paste zum Ausbilden der Varistorschichten 25, 27 durch Hinzufügen von Zusätzen, mindestens eines Elements, das aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus den Seltenerden (z.B. Pr) und Bi besteht, und von Co und, wenn notwendig, von Al, Cr, Ca, Si, K und Ähnlichem, zu der grundlegenden Komponente aus ZnO derart, dass sie in gewünschten Mengen bzw. Inhalten nach dem Brennen enthalten sind, und unter Hinzufügen eines Bindemittels und Ähnlichem zu diesen und durch Mischen derselben hergestellt werden. Die Metallelemente können in diesem Fall z.B. in der Form von Oxiden davon hinzugefügt werden.
Die Paste zum Ausbilden der Induktionsspulenschichten 15, 17 kann hergestellt werden, indem Additive, eine Seltenerde und ein Metallelement wie z.B. Bi, wie erforderlich, der grundlegenden Komponente aus ZnO hinzugefügt werden und indem zudem ein Bindemittel oder ähnliches diesen hinzugeführt wird und diese gemischt werden. Die Paste zum Ausbilden der Induktionsspulenschichten 15, 17 enthält nicht Co, im Unterschied zu der Paste zum Ausbilden der Varistorschichten 25, 27. Das vorhergehende Metallelement kann in der Form einer Verbindung, z.B. als Oxid, Oxalat oder Karbonat hinzugefügt werden. Mengen der Zusätze werden derart eingestellt, dass das Metallelement in der gewünschten Menge, wie vorstehend beschrieben wurde, in dem Elementkörper 1, nachdem er dem Brennen ausgesetzt worden ist, wie unten stehend beschrieben wird, enthalten ist.
Diese Pasten werden auf Kunststofffilm oder Ähnlichem durch das Rakelverfahren oder Ähnlichem aufgetragen und dann getrocknet, um grüne Blätter bzw. Green Sheets aus Keramikmaterial (Schritt S102) ausbilden zu können. Dieser Schritt erhält die erforderliche Anzahl von grünen Blättern zur Ausbildung der Induktionsspulenschichten 15, 17 (nachfolgend als "Induktionsschichtblätter" bezeichnet) und die erforderliche Anzahl von grünen Blättern zum Ausbilden der Varistorschichten 25, 27 (nachfolgend als "Varistorblätter") bezeichnet. In dem vorstehenden Schritt des Ausbildens der grünen Blätter kann der Kunststofffilm oder ähnliches von jedem Blatt unmittelbar nach der Applikation und dem Trocknen abgeschält werden oder unmittelbar vor einem Laminierungsschritt, der nachfolgend beschrieben wird, abgeschält werden. In diesem Grünblatt-Ausbildungsschritt wird auch ein grünes Blatt bzw. Rohblatt zum Ausbilden der Schutzschicht 50, die ZnO enthält, durch ein Verfahren hergestellt, das Ähnlich zu dem Vorstehenden ist, zusätzlich zu diesen Blättern.
Als nächstes wird eine Leiterpaste zum Ausbilden des ersten, internen Leiters 11 und des zweiten, internen Leiters 13 oder zum Ausbilden der ersten, internen Elektrode 21 und der zweiten, internen Elektrode 23 auf den Induktionsspulenblättern oder auf den Varistorblätter derart siebgedruckt, dass ein gewünschtes Muster auf jedem Blatt (Schritt S103) ausgebildet wird. Dieser Schritt erzeugt die Blätter, die mit jeweiligen Leiterpastenschichten versehen sind, welche die gewünschten Muster haben. Z.B. ist die leitende Paste eine Paste, die die grundlegende Komponente aus Pd oder einer Ag-Pd-Legierung enthält.
Der nachfolgende Schritt ist das sukzessive Laminieren der Varistorblätter mit den Leiterpastenschichten entsprechend der ersten, internen Elektrode 21 und der zweiten, internen Elektrode 23 (Schritt S104). Der nächste Schritt ist das sukzessive Laminieren der Induktionsspulenblätter mit den Leiterpastenschichten entsprechend dem ersten, internen Leiter 11 und dem zweiten, internen Leiter 13 (Schritt S105). Zudem wird das grüne Blatt bzw. Rohblatt zum Ausbilden der Schutzschicht 50 weiterhin auf eine laminierte Struktur aus diesen Blättern aufgelegt und diese werden gepresst, um einen Laminatkörper zu erhalten, der eine Vorform für den Elementkörper 1 ist.
Danach wird der erzeugt Laminatkörper in einer Chipeinheit in eine gewünschte Größe geschnitten und danach wird dieser Chip bei einer vorgegebenen Temperatur (z.B. 1400 °C) gebrannt, um den Elementkörper 1 (Schritt S106) zu erzeugen.
Nachfolgend wird Li von der Oberfläche des resultierenden Elementkörpers 1 in das Innere davon diffundiert. In diesem Fall wird eine Li-Verbindung an der Oberfläche des resultierenden Elementkörpers 1 angebracht, und eine thermische Behandlung oder Ähnliches wird dann durchgeführt. Ein hermetisch geschlossenes Drehgefäß kann für die Anbringung der Li-Verbindung verwendet werden. Es gibt keine besonderen Ein schränkungen bezüglich der Li-Verbindung, aber es wird eine Verbindung bevorzugt, die Li von der Oberfläche des Elementkörpers 1 in die Nachbarschaft des ersten, internen Leiters 11 und des zweiten, internen Leiters 13 oder in die Nachbarschaft der ersten, internen Elektrode 21 und der zweiten, internen Elektrode 23 durch die thermische Behandlung diffundieren kann. Z.B. kann sie aus einem Oxid, Hydroxid, Chlorid, Nitrat, Borat, Karbonat, Oxalat oder Ähnlichem von Li ausgewählt werden. Es wird darauf hingewiesen, dass dieser Li-Diffusionsschritt nicht immer wesentlich bei der Herstellung des Überspannungsableiters SA1 ist.
Dann wird eine Paste, die primär aus Silber besteht, auf die Seitenflächen des Elementkörpers 1 mit diffundierten Li übertragen, dann gebacken und weiterhin galvanisiert bzw. beschichtet, um jede von der ersten Anschlusselektrode 3, der zweiten Anschlusselektrode 5, der dritten Anschlusselektrode 7 und des externen Leiters 9 auszubilden, wodurch der Überspannungsableiter SA1 (Schritt S107) erhalten wird. Das Galvanisieren bzw. Beschichten kann durch Elektrogalvanisieren, z.B. unter Verwendung von Cu und Ni und Sn; Ni und Sn; Ni und Au; Ni und Pd und Ag; Ni und Pd und Ag; oder Ni und Ag, durchgeführt werden.
In der ersten Ausführungsform, wie vorstehend beschrieben wurde, hat der Induktionsspulenabschnitt 10 den ersten, internen Leiter 11 und den zweiten, internen Leiter 13, die gegenseitig in der umgekehrten Polungsbeziehung gekoppelt sind. Aus diesem Grund kann der Einfluss der Streukapazitätskomponente 73 durch ein geeignetes Setzen der Induktanz des Induktionsspulenabschnitts 10 relativ zu der Streukapazitätskomponente 73 des Überspannungsableitungsabschnitts 20 ausgelöscht werden. Als ein Ergebnis davon kann die Eingangsimpedanz mit einer flachen Frequenzcharakteristik über ein breites bzw. weites Band realisiert werden.
In der ersten Ausführungsform weist der Überspannungsableiter weiterhin einen Kondensatorabschnitt auf, der die Kapazitätskomponente 61 hat. Dies ermöglicht, dass die Induktanz des Induktionsspulenabschnitts 10 und die Kapazität der Kapazitätskomponente 61 des Kondensatorabschnitts 40 flexibel relativ zu der Streukapazitätskomponente 63 des Überspannungsableitungsabschnitts 20 gesetzt werden können.
Der Überspannungsableiter SA1 der ersten Ausführungsform kann als der Überspannungsableiter SA1 mit einer überlegenen Impedanzanpassung für Hochgeschwindigkeitssignale gut bzw. als Well bzw. Wanne aufgebaut werden, während eine Halbleitervorrichtung oder Ähnliches vor statischer Elektrizität mit hoher Spannung geschützt wird.
In der ersten Ausführungsform wird die Kapazitätskomponente 61 des Kondensatorabschnitts 40 durch den ersten, internen Leiter 11 und den zweiten, internen Leiter 13 ausgebildet. Dies beseitigt das Erfordernis nach der Verwendung von separaten, internen Elektroden oder Ähnlichem für den Aufbau des Kondensatorabschnitts 40 und es ist deshalb einfach, den Aufbau des Ableiters zu vereinfachen und eine Größenreduzierung des Ableiters zu erreichen.
In der ersten Ausführungsform weist der Induktionsspulenabschnitt 10 die Laminierung der Induktionsspulenschicht 15 auf, auf der der erste, interne Leiter 11 ausgebildet wird und der erste, interne Leiter 11 und der zweite, interne Leiter 13 enthalten die sich gegenseitig überlappende Bereiche 11a, 13a, wenn aus einer Laminatrichtung der Induktionsspulenschichten 15, 17 betrachtet wird. Als Folge davon sind die sich gegenseitig überlappenden Bereiche 11a, 13a, wenn aus einer Laminatrichtung der Induktionsspulenschichten 15, 17 betrachtet wird, in dem ersten, internen Leiter 13 und dem zweiten, in ternen Leiter 13 miteinander kapazitätsgekoppelt und die Bereiche 11a, 13a bilden die zuvor erwähnten Kapazitätskomponente 61 aus. Dies beseitigt das Erfordernis des Vorsehens von separaten, internen Elektroden oder Ähnlichem für den Aufbau des Kondensatorabschnitts und es ist somit einfacher, den Aufbau des Überspannungsableiters SA1 zu vereinfachen und eine Verkleinerung des Überspannungsableiters SA1 zu erreichen.
In der ersten Ausführungsform weist der Überspannungsableitungsabschnitt 20 die Laminierung der Varistorschicht 25, auf der die erste, interne Elektrode 21 ausgebildet ist, und der Varistorschicht 27 auf, auf der die zweite, interne Elektrode 23 ausgebildet ist, und die erste, interne Elektrode 21 und die zweite, interne Elektrode 23 enthalten die sich gegenseitig überlappenden Bereiche, wenn aus der Laminatrichtung der Varistorschichten 25, 27 betrachtet wird. Dies ermöglicht, dass der Überspannungsableitungsabschnitt 20 aus einem Varistor 63 aufgebaut ist.
In der ersten Ausführungsform sind die Induktionsspulenschichten 15, 17, die den Induktionsspulenabschnitt 10 bilden, und die Varistorschichten 25, 27, die den Überspannungsableitungsabschnitt 20 bilden, alle aus jeweiligen Keramikmaterialien hergestellt, die ZnO als grundlegende Komponente enthalten. Aus diesem Grund ist die Differenz von Volumenänderungen während des Brennens extrem klein zwischen dem Induktionsspulenabschnitt 10 und dem Überspannungsableitungsabschnitt 20. Deshalb ist es unwahrscheinlich, dass eine Dehnung, eine Spannung oder ähnliches zwischen ihnen auftritt, auch wenn sie gleichzeitig gebrannt werden. Im Ergebnis ist der erzeugte Überspannungsableiter SA1 extrem widerstandsfähig gegenüber einer Delamination zwischen dem Induktionsspulenabschnitt 10 und dem Überspannungsableitungsabschnitt 20, wenn mit dem herkömmlichen Überspannungsableiter SA1 verglichen wird, in dem der Induktionsspulenabschnitt 10 und der Überspannungsableitungs abschnitt 20 aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sind.
Die Induktionsspulenschichten 15, 17, wie vorstehend beschrieben wurde, sind aus einem Keramikmaterial hergestellt, das ZnO als grundlegende Komponente enthält und das im wesentlichen kein Co als einen Zusatz enthält. Dieses Material hat einen Widerstandswert, der hoch genug ist, dass es als ausbildendes Material der Induktionsspule verwendet werden kann. Genauer hat das Material sehr wahrscheinlich einen Widerstandswert von 1 MΩ, der für ein Induktionsspulenmaterial geeignet ist. Aus diesem Grund kann der Induktionsspulenabschnitt 10 ausgezeichnete Induktionsspulencharakteristiken auch dann zeigen, wenn er die grundlegende Komponente mit ZnO enthält, die alleine eine unzureichende Eigenschaft bezüglich des Widerstands zeigt.
In der ersten Ausführungsform sind das andere Ende des ersten, internen Leiters 11 und das andere Ende des zweiten, internen Leiters 13 und die erste, interne Elektrode 21 durch den äußeren Leiter 9 verbunden. Dies ermöglicht eine einfache und sichere Verbindung unter dem anderen Ende des ersten, internen Leiters 11, dem anderen Ende des zweiten, internen Leiters 13 und der ersten, internen Elektrode 21.
(Zweite Ausführungsform)
Ein Aufbau eines Überspannungsableiters SA2 gemäß der zweiten Ausführungsform wird nachfolgend auf der Basis von 7 und 8 beschrieben. 7 ist eine schematische, perspektivische Ansicht, die einen Überspannungsableiter gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt. 8 ist eine perspektivische Explosionsansicht zum Erläutern eines Aufbaus eines Elementkörpers, der in dem Überspannungsableiter der zweiten Ausführungsform enthalten ist. Der Überspannungsableiter SA2 der zweiten Ausführungsform ist unterschiedlich zu dem Überspannungsableiter SA1 der ersten Ausführungsform in der Anzahl der ersten Anschlusselektrode 3, der zweiten Anschlusselektrode 5, der dritten Anschlusselektrode 7, des ersten, internen Leiters 11, des zweiten, internen Leiters 13, der ersten, internen Elektrode 21 und der zweiten, internen Elektrode 23 und des äußeren Leiters 9.
Der Überspannungsableiter SA2, wie in 7 gezeigt ist, hat einen Elementkörper 1, der Elementkörper 1 ist ein rechtwinkliger Quader und ist z.B. auf die Länge von ungefähr 1,4 mm, die Weite von ungefähr 1,0 mm und die Höhe von ungefähr 0,5 mm gesetzt. Der Überspannungsableiter SA2 ist mit einer Vielzahl von ersten Anschlusselektroden 3, zweiten Anschlusselektroden 5, dritten Anschlusselektroden 7 und externen Leitern 9 (jeweils zwei in der vorliegenden Ausführungsform) versehen. Die ersten Anschlusselektroden 3, die zweiten Anschlusselektroden 5 und die dritten Anschlusselektroden 7 sind jeweils derart angeordnet, dass sie sich gegenseitig auf Seitenflächen des Elementkörpers 1 gegenüberstehen. Die externen Leiter 9 sind jeweils separat an den Längsenden des Elementkörpers 1 angeordnet.
Der Induktionsspulenabschnitt 10, wie in 8 gezeigt ist, hat eine Vielzahl von ersten, internen Leitern 11 und zweiten, internen Leitern 13 (jeweils zwei in der vorliegenden Ausführungsform), die gegenseitig in einer umgekehrten Polungsbeziehung miteinander gekoppelt sind. Die ersten, internen Leiter 11 haben z.B. einen vorgegebenen Abstand, damit sie elektrisch voneinander isoliert sind, auf der Induktionsspulenschicht 15. Die zweiten, internen Leiter 13 haben einen vorgegebenen Abstand auf der Induktionsspulenschicht 17 zueinander derart, dass sie elektrisch voneinander isoliert sind.
Die Überspannungsableitungsabschnitt 20, wie in 8 gezeigt ist, hat eine Vielzahl von ersten, internen Elektroden 21 und zweiten, internen Elektroden 23 (jeweils zwei in der vorliegenden Ausführungsform).
Die ersten, internen Elektroden 21 haben einen vorgegebenen Abstand derart, dass sie elektrisch voneinander isoliert sind, auf der Varistorschicht 25. Die erste, interne Elektrode 21 enthält einen ersten Elektrodenabschnitt 31 und einen zweiten Elektrodenabschnitt 33. Der erste Elektrodenabschnitt 31 überlappt bzw. ist überlappend mit dem ersten Elektrodenabschnitt 35 einer zweiten, internen Elektrode 23, die weiter unten beschrieben wird, wenn aus der Laminatrichtung der Varistorschichten 25, 27 geblickt wird. Der erste Elektrodenabschnitt 31 ist von ungefähr rechtwinkliger bzw. rechteckiger Form. Der zweite Elektrodenabschnitt 33 wird von dem ersten Elektrodenabschnitt 31 aus derart geführt, dass er in einer Seitenfläche des Elementkörpers 1 der Seitenfläche (an der der äußere Leiter 9 angeordnet ist) frei liegt und funktioniert als ein Anschlussleiter. Jeder erste Elektrodenabschnitt 31 ist elektrisch durch den zweiten Elektrodenabschnitt 33 mit dem externen Leiter 9 verbunden. Der zweite Elektrodenabschnitt 33 ist einstückig mit dem ersten Elektrodenabschnitt 31 ausgebildet.
Jede zweite, interne Elektrode 23 enthält einen ersten Elektrodenabschnitt 35 und einen zweiten Elektrodenabschnitt 37. Der erste Elektrodenabschnitt 35 ist derart ausgebildet, dass er mit dem ersten Elektrodenabschnitt 31 der ersten, internen Elektrode 21 überlappt, wenn aus der Laminatrichtung der Varistorschichten 25, 27 betrachtet wird. Jeder erste Elektrodenabschnitt 35 ist ungefähr von rechtwinkliger Form. Die zweiten Elektrodenabschnitte 37 führen von den jeweils ersten, Elektrodenabschnitten 35 derart weg, dass sie in zwei Seitenflächen des Elementkörpers 1 frei liegen (den beiden Seitenflächen, auf denen die dritten Anschlusselektroden 7 angeordnet sind) und haben die Funktion von Anschlussleitern.
Jeder erste Elektrodenabschnitt 35 ist elektrisch durch den zweiten Elektrodenabschnitt 37 mit der dritten Anschlusselektrode 7 verbunden. Der zweite Elektrodenabschnitt 37 ist einstückig mit dem ersten Elektrodenabschnitt 35 verbunden.
Die zweiten, internen Elektroden 23 können auch derart angeordnet werden, dass sie einen vorgegebenen Abstand haben, damit sie elektrisch voneinander isoliert sind, auf der Varistorschicht 27, wie in 9 gezeigt ist. In diesem Fall ist jeder zweite Elektrodenabschnitt 37, wie in 9 gezeigt ist, von jedem ersten Elektrodenabschnitt 35 aus weggeführt, damit er in der Seitenfläche des Elementkörpers 1 frei liegt (der Seitenfläche, an der die dritte Anschlusselektrode 7 angeordnet ist).
In dem Überspannungsableitungsabschnitt 20 ist ein Varistor aus einem ersten Elektrodenabschnitt 31, dem ersten Elektrodenabschnitt 35 und den überlappenden Bereichen mit dem ersten Elektrodenabschnitt 31 und dem ersten Elektrodenabschnitt 35 in den Varistorschichten 25, 27 aufgebaut.
Wie vorstehend beschrieben wurde, ist die zweite Ausführungsform auch in der Lage, eine Halbleitervorrichtung oder Ähnliches vor statischer Elektrizität mit hoher Spannung, wie auch die erste Ausführungsform, zu schützen und erreicht eine überragende Impedanzanpassung für Hochgeschwindigkeitssignale.
In der zweiten Ausführungsform hat der Überspannungsableiter die ersten Anschlusselektroden 3, die zweiten Anschlusselektroden 5, die Anschlusselektroden 7, die ersten, internen Leiter 11, die zweiten, internen Leiter 13, die ersten, internen Elektroden 21 und die zweiten, internen Elektroden 23, die jeweils zwei oder mehr sind. Dies kann den Überspannungsableiter SA2 in einer Feld- bzw. Matrixform realisieren.
(Dritte Ausführungsform)
Ein Aufbau eines Überspannungsableiters gemäß einer dritten Ausführungsform wird nachfolgend auf der Basis von 10 beschrieben. 10 ist eine perspektivische Explosionsansicht zum Erläutern eines Aufbaus eines Elementkörpers, der in einem Überspannungsableiter der dritten Ausführungsform enthalten ist. Der Überspannungsableiter der dritten Ausführungsform ist unterschiedlich im Aufbau des Kondensatorabschnitts 40 gegenüber dem Überspannungsableiter SA1 der ersten Ausführungsform.
Der Überspannungsableiter der dritten Ausführungsform ist mit einem Elementkörper 1, einer ersten Anschlusselektrode 3, einer zweiten Anschlusselektrode 5, einer dritten Anschlusselektrode 7 und einem externen Leiter 9 versehen, wie es auch der Überspannungsableiter SA1 ist, der in 1 gezeigt ist. Der Elementkörper 1, wie in 10 gezeigt ist, hat einen Induktionsspulenabschnitt 10, einen Überspannungsableitungsabschnitt 20 und einen Kondensatorabschnitt 40. Der Elementkörper 1 ist mit einer Struktur aufgebaut, in der der Überspannungsableitungsabschnitt 20, der Induktionsspulenabschnitt 10, der Kondensatorabschnitt 40 und die Schutzschicht 50 in der Reihenfolge vom Boden aus in der Zeichnung aufgestapelt sind.
Der Kondensatorabschnitt 40 hat eine dritte, interne Elektrode 41 und eine vierte, interne Elektrode 43. Der Kondensatorabschnitt 40 umfasst ein Laminat aus einer dielektrischen Schicht 45, auf der die dritte, interne Elektrode 41 ausgebildet ist, und aus einer dielektrischen Schicht 47, auf der die vierte, interne Elektrode 40 ausgebildet ist.
Die dritte, interne Elektrode 41 enthält einen ersten Elektrodenabschnitt 41a und einen zweiten Elektrodenabschnitt 41b. Der erste Elektrodenabschnitt 41a ist mit dem ersten E lektrodenabschnitt 43a der vierten, internen Elektrode 43 die weiter unten beschrieben wird, überlappt, wenn aus der Laminatrichtung die dielektrische Schicht 45, 47 betrachtet wird. Der erste Elektrodenabschnitt ist ungefähr von rechteckiger Form.
Der zweite Elektrodenabschnitt 41b ist von dem ersten Elektrodenabschnitt 41a aus derart geführt, dass er in einer Endfläche des Elementkörpers 1 frei liegt (der Endfläche, auf der die erste Anschlusselektrode 3 angeordnet ist) und hat die Funktion eines Anschlussleiters. Der erste Elektrodenabschnitt 41a ist elektrisch durch den zweiten Elektrodenabschnitt 41b mit der ersten Anschlusselektrode 3 verbunden. Der zweite Elektrodenabschnitt 41b ist einstückig mit dem ersten Elektrodenabschnitt 41a ausgebildet.
Die vierte, interne Elektrode 43 enthält einen ersten Elektrodenabschnitt 43a und einen zweiten Elektrodenabschnitt 43b. Der erste Elektrodenabschnitt 43a ist mit dem ersten Elektrodenabschnitt 41a der dritten, internen Elektrode 41 überlappt, wenn aus der Laminatrichtung der dielektrischen Schichten 45, 47 betrachtet wird. Der erste Elektrodenabschnitt 43a ist ungefähr von rechteckiger Form. Der zweite Elektrodenabschnitt 43b ist von dem ersten Elektrodenabschnitt 43a derart weggeführt, dass er an der anderen Endfläche des Elementkörpers 1 frei liegt (der Endfläche, an der die zweite Anschlusselektrode 5 angeordnet ist) und hat die Funktion eines Anschlussleiters. Der erste Elektrodenabschnitt 43a ist elektrisch durch den zweiten Elektrodenabschnitt 40b mit der zweiten Anschlusselektrode 5 verbunden. Der zweite Elektrodenabschnitt 43b ist einstückig mit dem ersten Elektrodenabschnitt 43a ausgebildet.
Der erste Elektrodenabschnitt 41a der dritten, internen Elektrode 41 und der ersten Elektrodenabschnitt 43a der vier ten, internen Elektrode 43 sind derart kapazitätsgekoppelt, dass die dritte, interne Elektrode 41 und die vierte, interne Elektrode 43 eine Kapazitätskomponente 61 ausbilden. Aus diesem Grund hat der Kondensatorabschnitt 40 die Kapazitätskomponente 61, die zwischen der ersten Anschlusselektrode 3 und der zweiten Anschlusselektrode 5 verbunden ist.
Jede dielektrische Schicht 45, 47 ist eine Schicht, die aus einem Keramikmaterial hergestellt ist. Es gibt keine besonderen Einschränkungen bezüglich des Herstellungsmaterials der dielektrischen Schichten 45, 47 und eine Vielzahl von keramischen Materialien oder Ähnlichem ist verwendbar. Das Material ist jedoch bevorzugt ein Material, das ZnO als grundlegende Komponente enthält, damit eine Delamination der laminierten Struktur, die vorstehend beschrieben wurde, vermindert wird.
Wie vorstehend beschrieben wurde, ist die dritte Ausführungsform auch in der Lage, eine Halbleitervorrichtung oder ähnliches vor statischer Elektrizität mit Hochspannung zu schützen, wie die erste Ausführungsform, und sie erreicht eine überragende Impedanzanpassung für Hochgeschwindigkeitssignale.
(Vierte Ausführungsform)
Ein Aufbau eines Überspannungsableiters gemäß der vierten Ausführungsform wird nachfolgend auf der Basis von 11 beschrieben. 11 ist eine perspektivische Explosionsansicht zum Erläutern des Aufbaus eines Elementkörpers, der in dem Überspannungsableiter gemäß der vierten Ausführungsform enthalten ist. Der Überspannungsableiter der vierten Ausführungsform ist unterschiedlich in dem Aufbau des Induktionsspulenabschnitts 10 und des Überspannungsableitungsabschnitts 20 gegenüber dem Überspannungsableiter SA2 der zweiten Ausführungsform.
Der Überspannungsableiter der vierten Ausführungsform ist mit einem Elementkörper 1 und einer Vielzahl von ersten, Anschlusselektroden 3, zweiten Anschlusselektroden 5, dritten Anschlusselektroden 7 und externen Leitern 9 (jeweils zwei in der vorliegenden Ausführungsform) versehen, wie es auch der Überspannungsableiter SA2 ist, der in 7 gezeigt ist.
Der Induktionsspulenabschnitt 10 ist mit einer Vielzahl von Induktionsspulenschichten 15 (zwei Schichten in der vorliegenden Ausführungsform), auf denen jeweils ein erster, interner Leiter 11 ausgebildet ist, und einer Vielzahl von Induktionsspulenschichten 17 (zwei Schichten in der vorliegenden Ausführungsform) versehen, auf denen jeweils ein zweiter, interner Leiter 13 ausgebildet ist. Der Induktionsspulenabschnitt 10 umfasst ein Laminat aus Paaren von Induktionsspulenschichten 15 und Induktionsspulenschichten 17, wobei jedes Paar eine Induktionsspulenschicht 15 und eine Induktionsspulenschicht 17 enthält.
Der Induktionsspulenabschnitt 10 ist mit einer Vielzahl von (zwei in der vorliegenden Ausführungsform) dielektrische Schichten (Füllschichten) 19 ohne einen inneren Leiter versehen. Die dielektrischen Schichten 19 befinden sich zwischen dem ersten Induktionsspulenschichtpaar, das aus der Induktionsspulenschicht 15 und der Induktionsspulenschicht 17 zusammengesetzt ist, und dem zweiten Induktionsspulenschichtpaar, das aus der Induktionsspulenschicht 15 und der Induktionsspulenschicht 17 zusammengesetzt ist. Die dielektrischen Schichten 19 sind Schichten zum Verhindern, dass der zweite, interne Leiter 13, der auf der Induktionsspulenschicht 17 ausgebildet ist, wodurch das erste, Induktionsspulenschichtpaar ausgebildet wird, und der erste, interne Leiter 11, der auf der Induktionsschicht 15 ausgebildet ist, wodurch das zweite Induktionsspulenschichtpaar ausgebildet wird, in einer umgekehrten Polungsbeziehung gekoppelt sind. Es gibt keine speziellen Ein schränkungen bezüglich des ausbildenden Materials der dielektrischen Schicht 19 und eine Vielzahl von Keramikmaterialien oder ähnlichen kann verwendet werden. Das Material ist jedoch bevorzugt ein Material, das ZnO als grundlegende Komponente enthält, wie es auch der Fall bei den Induktionsspulenschichten 15, 17 ist, damit eine Delamination von der zuvor erwähnten Laminatstruktur reduziert wird.
Der Induktionsspulenabschnitt 10 befindet sich zwischen einer Vielzahl von (zwei in der vorliegenden Ausführungsform) dielektrischen Schichten 50 (Füllschichten) und einer Vielzahl von (zwei in der vorliegenden Ausführungsform) dielektrische Schichten (Füllschichten) 5l ohne irgendeinen internen Leiter. Eine dielektrische Schicht (Füllschicht) ohne irgendeinen internen Leiter kann zwischen der Induktionsspulenschicht 15 und der Induktionsspulenschicht 17 angeordnet werden, die das erste Induktionsspulenschichtpaar bilden. Eine dielektrische Schicht (Füllschicht) ohne irgendeinen internen Leiter kann zwischen der Induktionsspulenschicht 15 und der Induktionsspulenschicht 17 angeordnet sein, die das zweite Induktionsspulenschichtpaar bilden.
Unter der Annahme, dass die Länge und die Weite bzw. Breite des Elementkörpers 1 die gleichen wie jene der zweiten Ausführungsform sind, d.h., es wird davon ausgegangen, dass der Bereich der Induktorschichten 15, 17 der gleiche ist wie der in der zweiten Ausführungsform, ermöglicht der Überspannungsableiter der vierten Ausführungsform, das der Spulenbereich, der durch die ersten internen Leiter 11 und die zweiten internen Leiter 13 hergestellt wird, auf einen großen Wert gesetzt werden kann, wenn mit dem Überspannungsableiter SA2 der zweiten Ausführungsform verglichen wird. Im Ergebnis ermöglicht der Überspannungsableiter der vierten Ausführungsform, dass die Induktanz (der Induktanzwert) größer als die in dem Überspannungsableiter SA2 der zweiten Ausführungsform gemacht werden kann.
Der Überspannungsableitungsabschnitt 20 hat eine Vielzahl von ersten, internen Elektroden 21 und von zweiten, internen Elektroden 23 (jeweils zwei in der vorliegenden Ausführungsform). Eine Vielzahl von dielektrischen Schichten (Füllschichten) 51, 28 ohne irgendeinen internen Leiter befindet sich zwischen dem Induktionsspulenabschnitt 10 und dem Überspannungsableitungsabschnitt 20. Der Überspannungsableitungsabschnitt 20 befindet sich zwischen einer Vielzahl von dielektrischen Schichten (Füllschichten) 28 ohne irgendeinen internen Leiter und einer Vielzahl von dielektrischen Schichten (Füllschichten) 29 ohne irgendeinen internen Leiter. Es gibt keine speziellen Einschränkungen bezüglich des grundlegenden Materials der dielektrischen Schichten 28, 29 und eine Vielzahl von Keramikmaterialien oder Ähnlichem ist verwendbar. Das Material ist jedoch bevorzugt ein Material, das ZnO als grundlegende Komponente enthält, wie es auch der Fall in den Varistorschichten 25, 27 ist, damit eine Delamination der zuvor erwähnten laminierten Struktur reduziert wird. Eine dielektrische Schicht (Füllschicht) ohne irgendeinen internen Leiter kann zwischen der Varistorschicht 25 und der Varistorschicht 27 angeordnet sein.
Die ersten, internen Elektroden 21 haben einen vorgegebenen Abstand derart, dass sie elektrisch zueinander auf der Varistorschicht 25 isoliert sind. Die zweiten, internen Elektroden 23 haben einen vorgegebenen Abstand derart, dass sie elektrisch voneinander auf der Varistorschicht 27 isoliert sind. Jede erste, interne Elektrode 23 enthält einen ersten Elektrodenabschnitt 31 und einen zweiten Elektrodenabschnitt 33. Jede zweite, interne Elektrode 23 enthält einen ersten Elektrodenabschnitt 35 und einen zweiten Elektrodenabschnitt 37. Jeder erste Elektrodenabschnitt 31 überlappt mit einem ersten Elektrodenabschnitt 35, wenn aus der Laminatrichtung der Varistorschichten 25, 27 betrachtet wird. Der erste Elektrodenabschnitt 31 und der erste Elektrodenabschnitt 35 haben jeweils ungefähr Trapezform.
Der Bereich der sich gegenseitig überlappenden Abschnitte zwischen jedem Paar aus dem ersten Elektrodenabschnitt 31 und dem ersten Elektrodenabschnitt 35 ist in dem Überspannungsableiter der vierten Ausführungsform größer gesetzt als in dem Überspannungsableiter SA2 der zweiten Ausführungsform. Dies kann einen niedrigen, äquivalenten Serienwiderstand (ISR) und eine niedrige, äquivalente Serieninduktanz (ISR) ergeben. Der vorgegebene Abstand zwischen der ersten, internen Elektrode 21 ist unter Berücksichtigung eines Übersprechens zwischen den ersten, internen Elektroden 21 gesetzt und ist auf einen Wert gesetzt, der ausreicht, um das Auftreten von Übersprechen zu unterdrücken. Der vorgegebene Abstand zwischen den zweiten, internen Elektroden 23 ist auch unter Berücksichtigung des Übersprechens zwischen den zweiten, internen Elektroden 23 gesetzt und ist auf einen Wert gesetzt, der ausreicht, das Auftreten von Übersprechen zu unterdrücken.
Wie vorstehend beschrieben wurde, ist die vierte Ausführungsform auch in der Lage, eine Halbleitervorrichtung oder Ähnliches vor statischer Elektrizität mit hoher Spannung wie die erste Ausführungsform zu schützen, und sie erreicht eine überragende Impedanzanpassung der Hochgeschwindigkeitssignale.
In der vierten Ausführungsform hat der Überspannungsableiter die Vielzahl von ersten Anschlusselektroden 3, zweiten Anschlusselektroden 5, dritten Anschlusselektroden 7, ersten, internen Leitern 11, zweiten, internen Leitern 13, ersten, internen Elektroden 21 und zweiten, internen Elektroden 23. Dies kann den Überspannungsableiter in einer Feld- bzw. Matrixform realisieren.
Ein Aufbau eines Modifikationsbeispiels des Überspannungsableiter gemäß der vierten Ausführungsform wird nachfolgend auf der Basis von 12 beschrieben. 12 ist eine perspektivische Explosionsansicht zum Erläutern eines Aufbaus eines Elementkörpers, der in einem Modifikationsbeispiel des Überspannungsableiters gemäß der vierten Ausführungsform enthalten ist.
In dem Überspannungsableiter gemäß dem Modifikationsbeispiel der vierten Ausführungsform sind zwei zweite, interne Elektroden 23 elektrisch über einen Verbindungsleiter 39, wie in 12 gezeigt ist, verbunden. Der Verbindungsleiter 39 ist einstückig mit zwei zweiten, internen Elektroden 23 ausgebildet. Folglich werden, wenn galvanisierte bzw. überzogene Schichten (z.B. eine Ni-galvanisierte Schicht und eine Sn-galvanisierte Schicht) auf Anschlusselektroden (nicht gezeigt) ausgebildet werden, die elektrisch mit der zweiten, internen Elektrode 23 verbunden sind, elektrische Potentiale von zwei zweiten, internen Elektroden 23 im wesentlichen gleich. Als Ergebnis davon wird die Dicke der elektro-galvanisierten Schichten, die auf jeder der Anschlusselektroden ausgebildet werden, im wesentlichen gleich. Die Anschlusselektroden können aus einem Material hergestellt werden, das Ag als grundlegende Komponente aufweist, wie die erste Anschlusselektrode 3, die zweite Anschlusselektrode 5, die dritte Anschlusselektrode 7 und der äußere Leiter 9.
Das Vorstehende beschreibt die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung auf keinen Fall auf die vorstehenden Ausführungsformen beschränkt ist und auf verschiedene Art und Weise modifiziert werden kann, ohne dass vom Geist und Bereich der Erfindung abgewichen wird.
Die Überspannungsableiter der vorliegenden Erfindung können optional in ihrer Laminatstruktur und/oder ihren Ausbildungsstellen der Elektroden oder Ähnlichem geändert werden, so lange die zuvor erwähnte äquivalente Schaltung oder eine Schaltung mit äquivalenter Funktionalität dazu aufgebaut werden kann. Genauer sind die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen Beispiele der Strukturen, in denen ein Überspannungsableitungsabschnitt 20 und ein Induktionsspulenabschnitt 10 zusammen in der Laminatrichtung angeordnet sind, es ist jedoch auch möglich, z.B. eine Struktur anzuwenden, in der ein Induktionsspulenabschnitt 10 zwischen einem Paar von Überspannungsableitungsabschnitten 20 angeordnet ist. Die Positionsbeziehungen der Anschlusselektroden 3–7 und des externen Leiters 9 können optional modifiziert werden. In jedem Fall dieser Strukturen kann der Überspannungsableiter SA1 mit dem ausgezeichneten Effekt, wie vorstehend beschrieben wurde, erhalten werden.
Die Ausführungsformen verwenden den Varistor 63 als Überspannungsableitungsabschnitt 20, aber der Überspannungsableitungsabschnitt 20 ist nicht darauf beschränkt. Der Überspannungsableitungsabschnitt 20 kann einen Kondensator, ein PN-Übergang (z.B. eine Zehnerdiode, eine Silicium-Überspannungsklemme oder Ähnliches), ein Spaltentladungselement (vgl. 13) oder Ähnliches sein.
Die Anzahl der Schichten in dem Induktionsspulenabschnitt 10, dem Überspannungsableitungsabschnitt 20, dem Kondensatorabschnitt 40 und in der Schutzschicht 50 ist nicht immer auf jene der zuvor erwähnten Ausführungsformen beschränkt. Z.B. können die Induktionsspulenschichten 15, 17 mit internen Leitern wiederholt laminiert werden, um die Anzahl der Windungen in dem Spulenmuster zu erhöhen. Zudem können die Varistorschichten 25, 27 mit internen Elektroden weiterhin wiederholt laminiert werden. Die Anzahlen dieser laminierten Schicht kann geeignet derart eingestellt werden, dass gewünschte Eigenschaften des Überspannungsableiters eingehalten werden.
Im Übrigen, wenn das Material für die Induktionsspulenschichten 15, 17 eine hohe Permittivität in der laminierten Struktur des internen Leiters in dem Induktionsspulenabschnitt 10 des Überspannungsableiters hat, werden die internen Leiter, die benachbart in der Laminatrichtung sind, gekoppelt, um eine parasitäre Kapazität zwischen den internen Leitern zu erzeugen. Deshalb würde es schwierig sein, den Überspannungsableiter mit der Struktur anzuwenden, in der die internen Leiter in dem Induktionsabschnitt 10 laminiert sind, insbesondere in Hochfrequenzanwendungen. Aus diesem Gesichtspunkt heraus haben die Induktionsspulenschichten 15, 17 bevorzugt eine niedrige Permittivität und speziell haben sie die spezifische Permittivität von nicht mehr als 50.
Aus der somit beschriebenen Erfindung ist es ersichtlich, dass die Erfindung auf viele Arten geändert werden kann. Diese Variationen werden jedoch nicht als Abweichung von dem Geist und dem Bereich der Erfindung betrachtet und alle diese Modifikationen, soweit sie für einen Fachmann offenbar sind, sind vom Bereich der nachfolgenden Ansprüche umfasst.

Claims

Überspannungsableiter, der aufweist: eine erste Anschlusselektrode; eine zweite Anschlusselektrode; eine dritte Anschlusselektrode; einen Induktionsspulenabschnitt, der einen ersten, internen Leiter und einen zweiten, internen Leiter hat, die gegenseitig in einer umgekehrten Polungsbeziehung gekoppelt sind, worin ein Ende des ersten, internen Leiters mit der ersten, Anschlusselektrode verbunden ist, ein Ende des zweiten, internen Leiters mit der zweiten Anschlusselektrode verbunden ist und ein weiteres Ende des ersten, internen Leiters mit einem weiteren Ende des zweiten, internen Leiters verbunden ist; einen Überspannungsableitungsabschnitt, der eine erste, interne Elektrode, die mit dem Verbindungspunkt zwischen dem ersten, internen Leiter und dem zweiten, internen Leiter verbunden ist, und eine zweite, interne Elektrode hat, die mit der dritten Anschlusselektrode verbunden ist; und einen Kondensatorabschnitt, der eine Kapazitätskomponente hat, welche zwischen der ersten Anschlusselektrode und der zweiten Anschlusselektrode verbunden ist.
Überspannungsableiter nach Anspruch 1, worin die Kapazitätskomponente des Kondensatorabschnitts durch den ersten, internen Leiter und den zweiten, internen Leiter ausgebildet ist.
Überspannungsableiter nach Anspruch 1, worin der Kondensatorabschnitt eine dritte, interne Elektrode, die mit der ersten Anschlusselektrode verbunden ist, und eine vierte, interne Elektrode hat, die mit der zweiten Anschlusselektrode verbunden ist, und worin die Kapazitätskomponente des Kondensatorabschnitts durch die dritte, interne Elektrode und die vierte, interne Elektrode ausgebildet ist.
Überspannungsableiter nach Anspruch 1, worin der Induktionsspulenabschnitt aus einem Laminat aus einer Induktionsspulenschicht, auf der der erste, interne Leiter ausgebildet ist, und aus einer Induktionsspulenschicht aufgebaut ist, auf der der zweite, interne Leiter ausgebildet ist, worin der Überspannungsableitungsabschnitt ein Laminat aus einer Varistorschicht, auf der die erste, interne Elektrode ausgebildet ist, und einer Varistorschicht aufweist, auf der die zweite, interne Elektrode ausgebildet ist, worin der erste, interne Leiter und der zweite, interne Leiter sich gegenseitig überlappende Bereiche enthalten, wenn aus einer Laminatrichtung der Induktionsspulenschichten betrachtet wird, und worin die erste, interne Elektrode und die zweite, interne Elektrode sich gegenseitig überlappende Bereiche enthalten, wenn aus einer Laminatrichtung der Varistorschichten betrachtet wird.
Überspannungsableiter nach Anspruch 4, worin jede der Varistorschichten ZnO als grundlegende Komponente enthält und mindestens ein Element, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Seltenerden und Bi besteht, und Co als Zusätze enthält, und worin jede der Induktionsspulenschichten ZnO als grundlegende Komponente enthält und im wesentlichen kein Co enthält.
Überspannungsableiter nach Anspruch 1, der weiterhin einen Elementkörper aufweist, der einen Induktionsspulenabschnitt, den Überspannungsableitungsabschnitt und den Kondensatorabschnitt enthält, worin die erste Anschlusselektrode, die zweite Anschlusselektrode und die dritte Anschlusselektrode an einer externen Oberfläche des Elementkörpers angeordnet sind, und worin das andere Ende des ersten, internen Leiters, das andere Ende des zweiten, internen Leiters und die erste, interne Elektrode durch einen äußeren Leiter verbunden sind, der an der äußeren Oberfläche des Elementkörpers angeordnet ist.
Überspannungsableiter nach Anspruch 1, worin die erste Anschlusselektrode eine Eingangsanschlusselektrode ist, worin die zweite Anschlusselektrode eine Ausgangsanschlusselektrode ist, und worin der erste, interne Leiter und der zweite, interne Leiter positiv gekoppelt sind.
Überspannungsableiter nach Anspruch 1, der aufweist: Zwei oder mehr von jeweils der ersten Anschlusselektrode, der zweiten Anschlusselektrode, der dritten Anschlusselektrode, des ersten, internen Leiters, des zweiten, internen Leiters, der ersten, internen Elektrode und der zweiten, internen Elektrode.