DE19912851A1 - Monolithischer Varistor - Google Patents

Monolithischer Varistor

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DE19912851A1 DE19912851A DE19912851A DE19912851A1 DE 19912851 A1 DE19912851 A1 DE 19912851A1 DE 19912851 A DE19912851 A DE 19912851A DE 19912851 A DE19912851 A DE 19912851A DE 19912851 A1 DE19912851 A1 DE 19912851A1
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Kazutaka Nakamura
Kazuhiro Kaneko
Tsuyoshi Kawada
Kenjiro Hadano
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Abstract

Ein erfindungsgemäßer monolithischer Varistor (1) enthält einen mehrlagigen Sinterkörper (10) und zwei an entgegengesetzten Enden des mehrlagigen Sinterkörpers (10) liegende Außenelektroden (11, 12). Der geschichtete Sinterkörper (10) besteht aus mehreren Varistormateriallagen (2) und mehreren Varistorinnenelektroden (3-6), die übereinandergeschichtet und zu einem Stück gesintert sind. Der monolithische Varistor (1) ist so gestaltet, daß er eine der nachfolgenden drei Bedingungen erfüllt: DOLLAR A Bedingung (A) 1,5 (Tx/T) 3,0 DOLLAR A Bedingung (B) (Ty/T) >= 1,0 DOLLAR A Bedingung (C) 1,5 (Tx/T) 3,0 und (Ty/T) >= 1,0, DOLLAR A wobei T den Abstand zwischen den Innenelektroden (3-6), Ty den Abstand zwischen einer äußersten Varistorelektrode (3, 6) und der jeweils benachbarten Oberfläche des geschichteten Sinterkörpers (10) und Tx den Abstand zwischen einer jeweiligen Außenelektrode (11, 12) und den benachbarten entsprechenden Kanten der Varistorinnenelektroden (3-6) definieren (Figur 3).

Description

Hintergrund der Erfindung
Diese Erfindung betrifft einen monolithischen Varistor und besonders einen zum Schutz einer elektronischen Einrichtung gegenüber Überspannungen (ungewöhnlich hohe Spannungen) ein­ gesetzten monolithischen Varistor.
Stand der Technik
Um der zur Zeit stattfindenden Miniaturisierung elektro­ nischer Einrichtungen und der erhöhten Signalübertragungs­ geschwindigkeit Rechnung zu tragen, werden immer häufiger elektronische Bauteile in Oberflächenmontage montiert und ihre Arbeitsfrequenzen erhöht. Ein als Störabsorber einge­ setzter nichtlinearer Widerstand bildet keine Ausnahme bei diesem Trend; ein in Oberflächenmontage montierter Varistor, der hauptsächlich aus Zinkoxid (Zn0) oder Strontiumtitanat (SrTi03) gebildet ist, wurde bereits praktisch verwendet.
Als Maßnahme zur Verringerung der Größe, insbesondere der Höhe eines Varistors, hat man ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem mehrere Lagen Varistormaterial und mehrere Innen­ elektroden übereinander geschichtet wurden, um so einen mono­ lithischen Varistor herzustellen. Allerdings mußte für einen Varistor, an dem eine Spannung von 100 V oder mehr anliegt, der Abstand zwischen benachbarten Innenelektroden (nach­ stehend als Innenelektrodenzwischenabstand bezeichnet) in Richtung senkrecht zu den Varistormateriallagen und den Schichten der Innenelektroden erhöht werden, so daß die Verwendung einer Mehrlagenstruktur Schwierigkeiten mit sich brachte.
Jedoch ließ sich dank neuerlicher Verbesserungen der Varistormaterialien die Varistorspannung pro Innenelektroden­ zwischenabstandseinheit erhöhen und erlaubte dadurch die Verwendung einer Mehrlagenstruktur im Hinblick auf die Größe der Varistorspannung. Jedoch ergab sich dabei ein neues Problem, das nämlich eine erhöhte Varistorspannung zu einer drastischen Verringerung des maximalen Überstroms führt, den der Varistor noch aushalten kann. Aus diesem Grund lassen sich die Abmessungen solcher geschichteter Varistoren nicht verringern und nur Varistoren herstellen, die eine mit einem einlagigen Varistor übereinstimmende Größe haben.
Kurzfassung der Erfindung
Angesichts des oben gesagten ist es Aufgabe dieser Erfindung, einen kompakten monolithischen Mehrlagen-Varistor mit er­ höhtem maximalen Überstrom anzugeben.
Zur Lösung der vorgenannten Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ein monolithischer Varistor angegeben, der einen geschichteten Sinterkörper und zwei an entgegen­ gesetzten Enden desselben liegende Außenelektroden aufweist. Der geschichtete Sinterkörper hat mehrere Schichten oder Lagen aus Varistormaterial und mehrere Innenelektroden, die übereinandergeschichtet sind. Erfindungsgemäß gilt dann die Beziehung, dass Tx das 1,5- bis 3,0fache von T ist, worin T als Innenelektrodenzwischenabstand in Richtung senkrecht zu den geschichteten Varistormaterial- und Innenelektrodenlagen und Tx als Abstand zwischen den an jedem Ende des geschichteten Sinterkörpers liegenden Außenelektroden und den entsprechenden Kanten der Innenelektroden in einer Richtung parallel zu den geschichteten Lagen definiert sind.
Da die Distanz Tx zwischen jeder Außenelektrode und den ent­ sprechenden Kanten der Innenelektroden auf das 1,5- bis 3,0­ fache der Innenelektrodenzwischendistanz T festgelegt ist, kann durch diesen monolithischen Mehrlagenvaristor ein hoher maximaler Überstrom bei gleichzeitig hochbleibender Varistor­ spannung fließen, so daß die Größe dieses monolithischen Varistors im Vergleich mit herkömmlichen einlagigen Varis­ toren verringert werden kann.
Nach einem zweiten Aspekt dieser Erfindung ist Ty gleich oder größer als T, wobei Ty als Abstand zwischen einer äußersten Innenelektrode und der benachbarten Oberfläche des geschich­ teten Sinterkörpers definiert ist. In diesem Fall läßt sich der maximale Überstrom konstant halten, so daß sich stabile monolithische Varistoren mit verringerter Veränderung ihres maximalen Überstroms erzielen lassen, weil die Distanz Ty zwischen einer äußersten Innenelektrode und der benachbarten Oberfläche des geschichteten Sinterkörpers gleich oder größer als der Innenelektrodenzwischenabstand T gemacht ist.
Nach einem dritten erfindungsgemäßen Aspekt ist Tx das 1,5­ bis 3,0fache von T und Ty gleich oder größer als T.
In diesem Fall lassen sich monolithische Varistoren mit stabilem und erhöhtem maximalen Überstrom erzielen.
Die Varistoren dieser Erfindung haben bevorzugt eine Varistorspannung von 100 V oder höher. In diesem Fall werden die zuvor beschriebenen vorteilhaften Merkmale noch wirk­ samer.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Fig. 1 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht eines einer ersten Ausführungsform dieser Erfindung entsprechenden monolithischen Varistors;
Fig. 2 ist eine perspektivische Außenansicht des in Fig. 1 gezeigten monolithischen Varistors;
Fig. 3 ist ein schematischer Querschnitt in senkrechter Richtung des in Fig. 2 gezeigten monolithischen Varistors;
Fig. 4 zeigt einen schematischen horizontalen Querschnitt des in Fig. 2 dargestellten monolithischen Varistors;
Fig. 5 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen dem Quotienten Tx/T und dem maximalen Überstrom veranschaulicht;
Fig. 6 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen dem Quotienten Ty/T und dem maximalen Überstrom veranschaulicht;
Fig. 7 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen der Varistorspannung und der Durchbruchspannung zeigt;
Fig. 8 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung eines einer zweiten Ausführungsform der Erfindung entsprechenden monolithischen Varistors;
Fig. 9 zeigt eine perspektivische Außenansicht des in Fig. 8 gezeigten monolithischen Varistors; und
Fig. 10 ist ein schematischer Querschnitt in vertikaler Richtung des in Fig. 9 gezeigten monolithischen Varistors.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Ausführungsformen dieser Erfindung werden nun bezogen auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Die Ausführungsformen werden in Bezug auf einen beispielhaften Varistor be­ schrieben, dessen Varistorspannung 100 V oder mehr beträgt, da, bei einer Varistorspannung unter 100 V die vorteilhaften Merkmale dieser Erfindung nicht so deutlich auftreten.
Ausführungsform 1, Fig. 1 bis 7
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, besteht ein monolithischer Varistor 1 aus inneren Varistorblättern 2, auf denen jeweils Varistorelektroden 3-6 liegen und äußeren Varistorschutz­ schichten 2, auf denen kein Leiter liegt.
Jedes Varistorblatt 2 besteht aus Halbleitermaterial, das Zinkoxid (ZnO), Strontiumtitanat (SrTiO3) oder dergleichen als Hauptkomponente enthält.
Bei der ersten Ausführungsform werden die Varistorblätter 2 in folgender Weise hergestellt. Dem ZnO (100 Mol-%) werden 1,0 Mol-% Bi2O3, 0,5 Mol-% MnO, 0,5 Mol-% CoO, 1,0 Mol-% SiO2, 0,1 Mol-% B2O3, 0,5 Mol-% Sb2O3 und 100 ppm Al2O3 zugegeben. Die sich ergebende Mischung wird vermischt und zwanzig Stunden lang mittels einer Kugelmühle pulverisiert, um so einen Brei zu erhalten. Der so hergestellte Brei wird entwässert und getrocknet und dann mittels eines 60er Maschensiebs granuliert. Das pulvrige Erzeugnis wird bei 750°C zwei Stunden lang vorgebrannt. Das in dieser Weise vorgebrannte Erzeugnis wird grob pulverisiert und dann erneut vermischt und mittels einer Kugelmühle vermahlen. Der auf diese Weise hergestellte Brei wird entwässert und zu Pulver getrocknet. Ein Lösungsmittel, ein Bindemittel und ein Dispersionsmittel werden dem auf diese Weise erzeugten Pulver- welches als Hauptbestandteil ZnO enthält - hinzugefügt, um ein Varistorrohblatt mit einer Dicke von 50 µm zu erzeugen. Dann werden auf den Oberflächen eines Paars von Varistorblättern zwei Varistorelektroden 3 und 5 gebildet und ihre Leitungsabschnitte 3a und 5a an den linken Seiten der Varistorblätter 2 freigelassen. Varistorelektroden 4 und 6 werden auf die Oberflächen eines weiteren Paars Varistor­ blätter 2 aufgebracht, und deren Leitungsabschnitte 4a und 6a an den rechten Seiten der Varistorblätter 2 freigelassen. Die Varistorelektroden 3 bis 6 liegen stirnseitig einander mit den dazwischenliegenden Varistorblättern 2 gegenüber. Die Varistorelektroden 3 bis 6 sind aus Ag, Cu, Ni, Cr, Pd, Pt oder aus einer Legierung derselben hergestellt und werden durch Sputtern, Abscheidung im Vakuum, Drucken oder der­ gleichen gebildet. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel werden die Varistorelektroden 3 bis 6 unter Verwendung einer Pt- Paste durch Siebdruck aufgebracht.
Die jeweiligen Blätter 2 werden übereinandergeschichtet und deren Harzbestandteil zerlegt und verdampft. Daraufhin werden die Blätter drei Stunden lang bei 900°C gebrannt und es ergibt sich der in Fig. 2 dargestellte geschichtete Sinterkörper 10. Außenelektroden 11 und 12 werden an der linken und rechten Seite des geschichteten Körpers 10 angebracht. Die Außenelektroden 11 und 12 bestehen aus Ag, Ni, Ag-Pd oder dergleichen und werden durch Sputtern oder ein Auflage/Brennverfahren oder dergleichen ausgebildet. Die Leitungsabschnitte 3a und 5a der Varistorelektroden 3 und 5 werden elektrisch mit der Außenelektrode 11 und die Leitungsabschnitte 4a und 6a der Varistorelektroden 4 und 6 elektrisch mit der Außenelektrode 12 verbunden.
Wie die Fig. 3 zeigt, sind in dem monolithischen Varistor 1 mit der oben beschriebenen Struktur T als Abstand zwischen den Varistorelektroden 3-6 in Richtung senkrecht zu den aufeinandergeschichteten Varistorblättern 2 und Ty als Abstand zwischen einer obersten Varistorelektrode 3 und der oberen Oberfläche des geschichteten Sinterkörpers 10 und als Abstand zwischen einer untersten Varistorelektrode 6 und der unteren Oberfläche des geschichteten Sinterkörpers 10 defi­ niert. Außerdem ist Tx als Abstand zwischen der auf der rechten Seite des geschichteten Sinterkörpers 10 liegenden Außenelektrode 12 und den entsprechenden Kanten 3b und 5b der Varistorelektroden 3 und 5 in einer senkrecht zur Laminier­ richtung stehenden Richtung und auch als Abstand zwischen der auf der linken Seite des geschichteten Sinterkörpers 10 liegenden Außenelektrode 11 und den entsprechenden Kanten 4b und 6b der Varistorelektroden 4 und 6 in einer senkrecht zur Laminierrichtung stehenden Richtung definiert. Der Varistor 1 ist so gestaltet, daß er eine der folgenden drei Bedingungen erfüllt:
Bedingung (A) 1,5 ≦ (Tx/T) ≦ 3,0
Bedingung (B) (Ty/T) ≧ 1,0
Bedingung (C) 1,5 ≦ (Tx/T) ≦ 3,0 und (Ty/T) ≧ 1,0.
Wenn der Abstand Tx größer als der Abstand Tx' (siehe Fig. 4) zwischen dem Umfangsabschnitt der Außenelektrode 12 und den entsprechenden Kanten 3b und 5b der Varistorelektroden 3 und 5 ist, wird der Abstand Tx' für den Abstand Tx genommen. Gleichermaßen wird der Abstand Tx' als Abstand Tx genommen, wenn der Abstand Tx größer als der Abstand Tx' zwischen dem Umfangsabschnitt der Außenelektrode 11 und den entsprechenden Kanten 4b und 6b der Varistorelektroden 4 und 6 ist.
Zunächst wird der Fall beschrieben, bei dem die Bedingung (A) erfüllt ist. Die Bedingung (A) bedeutet, daß der Abstand Tx zwischen den Kanten 3b und 5b der Varistorelektroden 3 und 5 und der Außenelektrode 12 und der Abstand zwischen den Kanten 4b und 6b der Varistorelektroden 4 und 6 und der Außen­ elektrode 11 das 1,5- bis 3,0fache des Innenelektroden­ zwischenabstands T der Varistorelektroden 3-6 ist. Fig. 5 ist eine graphische Darstellung, die das Ergebnis eines Experiments zur Ermittlung der Beziehung zwischen dem Quotienten Tx/T und dem maximalen Überstrom des Varistors 1 zeigt. Bei diesem Experiment wurden Varistoren mit unter­ schiedlichen Werten des Quotienten Tx/T hergestellt, wobei der Abstand T konstant gehalten und der Abstand Tx verändert wurde; dabei wurde der jeweilige maximale Überstrom der auf diese Weise erzeugten Varistoren 1 gemessen.
Wie die Kurve zeigt, läßt sich ein hoher maximaler Überstrom erzielen, wenn der Wert des Quotienten Tx/T im Bereich von 1,5 bis 3,0 liegt. Wenn der Quotient Tx/T einen Wert kleiner als 1,5 annimmt, verringert sich der maximale Überstrom schlagartig und wird weniger als 10% des stärksten maximalen Überstroms des Varistors 1. Begreiflicherweise rührt diese schlagartige Abnahme von folgenden Ursachen her:
  • (1) Während des Brennvorgangs zur Herstellung des Varistors 1 wird nur der Oberflächenabschnitt des geschichteten Sinter­ körpers der Gasatmosphäre oder dergleichen ausgesetzt, so daß die Eigenschaften dieses Oberflächenabschnitts des geschich­ teten Sinterkörpers 10 etwas von denen seines inneren Abschnitts abweichen, wo die Varistorelektroden 3 bis 6 liegen.
  • (2) An den Berührungsstellen (Schnittstellen) zwischen den jeweiligen Varistorblättern 2 werden innere Fehlstellen oder dergleichen erzeugt.
Wenn sich der Wert des Quotienten Tx/T erhöht (d. h., daß der Abstand Tx wächst), verringert sich der maximale Überstrom unabhängig von der Fläche der Varistorelektroden 3 bis 6. Diese Erscheinung tritt begreiflicherweise wegen Wärme­ erzeugung der Widerstandskomponente der Varistorelektroden 3 bis 6 und Wärmestrahlung der Außenelektroden 11 und 12 auf, wobei die innerhalb des Varistors 1 sich ansammelnde Wärme­ menge mit dem Abstand Tx wächst, so daß thermische Spannungen erzeugt werden. Wenn der Wert des Quotienten Tx/T 3,0 über­ steigt, verringert sich der maximale Überstrom beträchtlich, so daß beim Einsatz Schwierigkeiten auftreten.
Nun wird der Fall eines erfindungsgemäßen monolithischen Varistors beschrieben, bei dem die Bedingung (B) erfüllt ist. Die Bedingung (B) heißt, daß der Abstand Ty zwischen den äußersten Varistorelektroden 3 und 6 und der jeweils benach­ barten Oberfläche des geschichteten Sinterkörpers 10 nicht kleiner als der Abstand T zwischen den Varistorinnenelek­ troden 3-6 ist. Fig. 6 gibt eine graphische Darstellung wieder, welche das Ergebnis eines zur Ermittlung der Beziehung zwischen dem Quotienten Ty/T und dem maximalen Überstrom des Varistors 1 ausgeführten Versuchs zeigt. In diesem Versuch wurden Varistoren erzeugt, deren Quotient Ty/T verschiedene Werte hatte, wobei der Abstand T konstant gehalten und der Abstand Ty verändert wurde; dabei wurden jeweilige maximale Überströme der so erzeugten Varistoren 1 gemessen.
Wie die Kurve in Fig. 6 deutlich macht, läßt sich ein hoher Überstrom erzielen, wenn der Wert des Quotienten Ty/T nicht unter 1,0 liegt. Wenn jedoch der Wert des Quotienten Ty/T kleiner als 1,0 wird, sinkt der maximale Überstrom unter 10% des höchsten maximalen Überstroms des Varistors 1. Dieser plötzliche Abfall tritt begreiflicherweise z. B. aufgrund des Phänomens auf, daß während des Brennvorgangs bei der Er­ zeugung des Varistors 1 nur der Oberflächenabschnitt des geschichteten Sinterkörpers einer Gasatmosphäre oder der­ gleichen ausgesetzt ist, so daß die Eigenschaften des Ober­ flächenabschnitts des geschichteten Sinterkörpers 10 etwas von denjenigen im Inneren des geschichteten Sinterkörpers 10 abweichen, wo sich die Varistorelektroden 3 bis 6 befinden. Außerdem stellt die Erfüllung der Bedingung (C) einen Fall dar, wo die beiden oben beschriebenen Bedingungen (A) und (B) zusammen erfüllt sind. Fig. 7 zeigt Versuchsergebnisse, in denen die Beziehung zwischen der Varistorspannung (V1mA) und der Durchbruchspannung des monolithischen Varistors 1 ermittelt wurde, wenn Tx/T = 2 und Ty/T = 2 sind.
Wenn der monolithische Varistor 1 eine dieser Bedingungen erfüllt, kann ein hoher maximaler Überstrom bei gleich­ bleibender hoher Varistorspannung fließen. Weiterhin bleibt der maximale Überstrom im wesentlichen konstant, so daß eine Variation des maximalen Überstroms unterbunden ist.
Die Kurven in den graphischen Darstellungen der Fig. 5 bis 7 zeigen Meßergebnisse, die mit folgendem Verfahren erzielt wurden. Zuerst flossen Ströme von 1 mA und 10 mA aufein­ anderfolgend durch den Varistor 1 und bei diesen Strömen wurde die Spannung zwischen den Außenelektrodenanschlüssen 11 und 12 des Varistors 1 gemessen. Die Varistorspannung (V1mA) wurde auf der Grundlage der so gemessenen Spannungen ermittelt. Danach wurde in einem 5-Minuten-Intervall zweimal ein Überstrom an den Varistor 1 angelegt und der Varistor diesem eine Minute lang ausgesetzt. Danach wurde die Varis­ torspannung (V1mA) in der oben beschriebenen Weise ermittelt.
Die Überspannung wurde allmählich erhöht, bis der Varistor 1 durchbrach. Wenn der Varistor 1 wegen Überspannung durch­ brach, wurde der Überstrom zusammen mit der Überspannung gemessen, welche als Durchbruchspannung bezeichnet wurde. Danach wurde der durchgebrochene Varistor 1 vertikal aufgeschnitten und die vertikale Oberfläche poliert. Die polierte vertikale Oberfläche wurde dann mittels eines Metallmikroskops oder dergleichen untersucht, um die Abstände Tx, Ty und T genau zu messen. Die in den Fig. 5 bis 7 dargestellten Kurven erhielt man aufgrund der Meßergebnisse.
Zweite Ausführungsform, Fig. 8 bis 10
Der in Fig. 8 dargestellte erfindungsgemäße monolithische Varistor 21 weist Varistorblätter 22, auf denen jeweils Varistorelektroden 23 und 24 liegen, ein Varistorblatt 22 auf dem eine schwimmende Elektrode 27 liegt und äußere Varistor­ schutzblätter 22 auf, auf denen keine Leiter liegen.
Die Varistorelektroden 23 und 24 liegen jeweils in der linken und rechten Hälfte auf der Oberfläche des entsprechenden Varistorblatts 22. Der Leitungsabschnitt 23a der Varistor­ elektrode 23 liegt an der linken Seite des Varistorblatts 22 frei und der Leitungsabschnitt 24a der Varistorelektrode 24 an der rechten Seite des Varistorblatts 22 frei. Die schwimmende Elektrode 27 ist auf der Oberfläche des ent­ sprechenden Varistorblatts 22 gebildet. Die Varistorelek­ troden 23 und 24 liegen der schwimmenden Elektrode 27 unter Zwischenlage der jeweiligen Varistorblätter 22 gegenüber.
Die jeweiligen Blätter 22 werden aufeinandergeschichtet und einstückig gesintert, um so den in Fig. 9 dargestellten geschichteten Sinterkörper 30 zu erzeugen. An der linken und rechten Seite des geschichteten Körpers 30 liegen jeweils Außenelektroden 31 und 32. Die Leitungsabschnitte 23a der Varistorelektroden 23 sind elektrisch mit der Außenelektrode 31 verbunden und die Leitungsabschnitte 24a der Varistor­ elektroden 24 mit der Außenelektrode 32. Die schwimmende Elektrode 27 ist mit keiner der Außenelektroden 31 und 32 verbunden und elektrisch isoliert.
Wie Fig. 10 zeigt, definiert in dem monolithischen Varistor 21 mit der oben beschriebenen Struktur T den Abstand zwischen der Varistorelektrode 23 oder der Varistorelektrode 24 und der schwimmenden Elektrode 27 in Richtung senkrecht zur den Schichten der Varistorblätter 22; Ty definiert den Abstand zwischen der obersten Varistorelektrode 23 oder 24 und der oberen Oberfläche des geschichteten Sinterkörpers 30 oder zwischen der untersten Varistorelektrode 23 oder 24 und der unteren Oberfläche des geschichteten Sinterkörpers 30. Außerdem definiert Tx in einer Richtung parallel zu den geschichteten Varistorblättern 22 den Abstand zwischen der auf der rechten Seite des geschichteten Sinterkörpers 30 liegenden Außenelektrode 32 und der entsprechenden Kante 27a der schwimmenden Elektrode 27 oder den Abstand zwischen der auf der linken Seite des geschichteten Sinterkörpers 30 liegenden Außenelektrode 31 und der entsprechenden Kante 27b der schwimmenden Elektrode 27. Der Varistor 21 ist so gestaltet, daß er eine der folgenden drei Bedingungen erfüllt:
Bedingung (A) 1,5 ≦ (Tx/T) ≦ 3,0
Bedingung (B) (Ty/T) ≧ 1,0
Bedingung (C) 1,5 ≦ (Tx/T) ≦ 3,0 und (Ty/T) ≧ 1,0.
Wenn der monolithische Varistor 21 eine dieser Bedingungen (A), (B) und (C) erfüllt, läßt sich ein monolithischer Varistor mit hohem maximalem Überstrom unter Beibehaltung einer hohen Varistorspannung erzeugen. Außerdem bleibt der maximale Überstrom im wesentlichen konstant, so daß eine Variation des maximalen Überstroms unterbunden werden kann.
Andere Ausführungsformen
Der erfindungsgemäße monolithische Varistor ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und kann in verschiedenartiger Weise innerhalb des Umfangs dieser Erfindung modifiziert werden.
Das der Herstellung des monolithischen Varistors dienende Verfahren ist nicht auf das Verfahren beschränkt, bei denen Varistorblätter, von denen einige Varistorelektroden auf ihrer Oberfläche tragen, aufeinandergeschichtet und zu einem Sinterkörper gebrannt werden; alternativ lassen sich vorge­ brannte Varistorblätter verwenden. Außerdem kann der mono­ lithische Varistor in folgender Weise hergestellt werden. D. h., daß jede Lage aus einem Varistormaterial in pastöser Form durch Drucken oder ein ähnliches Verfahren gebildet und eine Paste aus leitendem Material auf die Oberfläche der Varistor­ materiallage aufgebracht wird, um auf diese Weise darauf eine Varistorelektrode- oder elektroden zu erzeugen. Darauf wird zur Bedeckung der Varistorelektrode eine Paste aus dem Varistormaterial aufgelegt, um so eine Varistormateriallage zu bilden, die eine Varistorelektrode enthält. Dieser Prozess wird wiederholt, um eine Schichtstruktur zu vollenden.

Claims (4)

1. Monolithischer Varistor (1; 21), der einen geschichteten Sinterkörper (10; 30) und zwei Außenelektroden (11, 12; 31, 32) aufweist, die jeweils an einander entgegengesetzten Seiten des geschichteten Sinterkörpers (10; 30) liegen, welcher aus mehreren Varistormateriallagen (2; 22) und mehreren Innenelektroden (3-6; 23, 24, 27) besteht, die aufeinandergeschichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß Tx das 1,5- bis 3,0fache von T ist, wobei T den Innen­ elektrodenzwischenabstand in Richtung senkrecht zu den ge­ schichteten Varistormateriallagen (2; 22) und den Innenelek­ troden und Tx den Abstand zwischen der an jedem Ende des geschichteten Sinterkörpers (10; 30) liegenden Außenelektrode (11, 12; 31, 32) und den entsprechenden Kanten der Innen­ elektroden in einer Richtung parallel zu den Lagen definieren.
2. Monolithischer Varistor (1; 21), der einen geschichte­ ten Sinterkörper (10; 30) aufweist, der aus mehreren Varis­ tormateriallagen (2; 22) und mehreren Innenelektroden (3-6; 23, 24, 27) besteht, die übereinandergeschichtet sind, da­ durch gekennzeichnet, daß Ty gleich oder größer als T ist, wobei T einen Innenelektrodenzwischenabstand in der zu den aufeinandergeschichteten Varistormateriallagen und den Innen­ elektroden senkrecht stehenden Richtung und Ty den Abstand zwischen einer äußersten Innenelektrode (3, 6; 23, 24) und der dieser benachbarten Oberfläche des geschichteten Sinter­ körpers (10; 30) in einer zu dem geschichteten Varistor­ material und den Innenelektroden senkrecht stehenden Richtung definieren.
3. Monolithischer Varistor (1; 21), der einen geschichteten Sinterkörper (10; 30) und zwei an entgegengesetzten Enden des geschichteten Sinterkörpers (10; 30) liegende Außenelektroden aufweist, wobei der geschichtete Sinterkörper (10; 30) aus mehreren Varistormateriallagen (2; 22) und mehreren Innen­ elektroden (3-6; 23, 24, 27) besteht, die übereinander­ geschichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß Tx das 1,5- bis 3,0fache von T ist, wobei T den Innenelektrodenzwischen­ abstand in der Richtung senkrecht zu den geschichteten Varistormateriallagen (2; 22) und den Innenelektroden (3-6; 23, 24, 27) und Tx den Abstand zwischen der an jedem Ende des geschichteten Sinterkörpers (10; 30) liegenden Außenelektrode (11, 12; 31, 32) und den entsprechenden Kanten der Innen­ elektroden (3-6; 23, 24, 27) in einer Richtung parallel zu den Schichten definieren, und daß Ty gleich oder größer als T ist, wobei Ty den Abstand zwischen einer äußersten Innenelektrode (3, 6; 23, 24) und der dieser benachbarten Oberfläche des geschichteten Sinterkörpers (10; 30) in einer Richtung senkrecht zu den geschichteten Varistormateriallagen und den Innenelektroden definiert.
4. Monolithischer Varistor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Varistor eine Varistor­ spannung von 100 V oder höher hat.
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