-
Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf einen Varistor vom Laminat-Typ, angepasst dazu, um in eine
Hochfrequenzschaltung von kleiner Kapazität, oder dergleichen, eingesetzt
zu werden.
-
Herkömmlich ist, wie in 5 dargestellt ist, ein Varistor
vom Laminat-Typ in der folgenden Art und Weise aufgebaut. Mindestens
zwei innere Elektroden 20a und 20b, die ein Paar
zueinander bilden, und eine Varistor-Schicht 21 sind laminiert.
Keramische schichten 22 und 23 sind als äußerste Schichten
zum Schützen des
Laminats vorgesehen. Die inneren Elektroden 20a und 20b sind
elektrisch mit äußeren Elektroden 24 und 25 jeweils
verbunden. Die Varistor-Schicht 21 besitzt eine dielektrische
Konstante. Die inneren Elektroden 20a und 20b sind
so gebildet, dass sie Oberflächen
W haben, die zueinander durch die Varistor-Schicht 22 hinweisen
(ungeprüfte,
japanische Patentveröffentlichung
(kokai) Nos. Hei. 5-6806 und Hei. 5-6807).
-
Ähnlich
sind auch Fälle
vorhanden, wo Paare von inneren Elektroden 30a, 30b; 31a, 31b;
..., in einem Varistor vom Laminat-Typ vorgesehen sind, wie dies
in 6 dargestellt ist.
Der Varistor vom Laminat-Typ ist in der folgenden Art und Weise
aufgebaut. Die inneren Elektroden 30a, 30b; 31a, 31b;
..., sind so gebildet, dass die inneren Elektroden Oberflächen W haben,
die jeweils zueinander über
Varistor-Schichten 32a, 32b, ..., hinweisen. Keramische
Schutzschichten 33 und 34 sind als äußerste Schichten
vorgesehen. Die inneren Elektroden 30a, 30b; 31a, 31b;
... sind elektrisch mit äußeren Elektroden 35 und 36,
jeweils, verbunden (ungeprüfte,
japanische Patentveröffentlichung
(kokai) Nos. Hei. 5-283208 und Hei. 8-55710).
-
In dem Varistor vom Laminat-Typ,
der so aufgebaut ist, wie dies vorstehend beschrieben ist, erhöht sich
die Kapazität,
wenn sich die zueinander hinweisenden Oberflächen W der inneren Elektroden 20a, 20b, 30a, 30b, 31a, 31b,
... im Hinblick auf Flächenbereiche
erhöhen.
Allerdings kann, falls die Kapazität groß ist, ein Hochfrequenzsignal
durch den Varistor hindurchgeführt
werden oder die Wellenform des Signals kann in dem Fall gestört werden,
bei dem der Varistor in einer Hochfrequenzschaltung verwendet wird.
Um dieses Problem zu verhindern, ist es notwendig, die Kapazität auf einen
Wert von un gefähr
einigen zehn pF einzustellen. In dem vorstehend angegeben Aufbau
ist es allerdings schwierig, die Kapazität auf einen Wert von ungefähr einigen
zehn pF einzustellen.
-
Die
US
5,324,986 beschreibt einen Varistor vom Laminat-Typ, bei
dem eine erste und eine zweite innere Elektrode und mindestens eine
innere Elektrode vom nicht-verbundenen
Typ in einen gesinterten Keramikörper
eingebettet sind. Die erste und die zweite innere Elektrode sind
elektrisch mit äußeren Elektroden verbunden,
und die innere Elektrode vom nicht-verbundenen Typ ist nicht elektrisch
mit den äußeren Elektroden
verbunden. Die innere Elektrode vom nicht-verbundenen Typ kann so
angeordnet sein, um mit sowohl der ersten als auch der zweiten inneren
Elektrode überlappend
zu sein, während
sie durch eine Keramikschicht getrennt sind. Alternativ kann eine
Mehrzahl von inneren Elektroden vom nicht-verbundenen Typ so angeordnet
sein, um jeweils überlappend
zu der ersten und der zweiten inneren Elektrode zu sein. Der Grund
für die Anordnung
der ersten und der zweiten inneren Elektrode und den inneren Elektroden
vom nicht-verbundenen Typ
ist derjenige, eine Verringerung einer Erzeugung von netzförmigen Löchern zu
erzielen.
-
Es ist die Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, einen Varistor vom Laminat-Typ zu schaffen, bei dem die
Kapazität
auf einen kleinen Wert eingestellt werden kann, während eine
Varistor-Spannung auf einem Wert äquivalent zu demjenigen eines
herkömmlichen
Varistors gehalten wird.
-
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der
unabhängigen
Ansprüche
gelöst.
Bevorzugte
Ausführungsformen
sind in den abhängigen
Ansprüchen
definiert. Ein Varistor vom Laminat-Typ gemäß der vorliegenden Erfindung
weist wenigstens ein Paar von ersten und zweiten inneren Elektroden;
eine Varistor-Schicht, wobei das wenigstens eine Paar aus erster
und zweiter Elektrode und die Varistor-Schicht laminiert sind; und
eine erste äußere Elektrode
sowie eine zweite äußere Elektrode,
die elektrisch mit der ersten inneren Elektrode bzw. einer zweiten
inneren Elektrode verbunden sind, wobei die erste innere Elektrode und
die zweite innere Elektrode um einen vorgegebenen Abstand von der äußeren Elektrode
getrennt sind, so dass die erste innere Elektrode keine Elektrodenfläche hat,
die einer Elektrodenfläche
der zweiten inneren Elektrode zugewandt ist, auf.
-
Ein Varistor vom Laminat-Typ gemäß der vorliegenden
Erfindung weist auf: einen Keramik-Sinterkörper, der wenigstens ein Paar
aus einer ersten und einer zweiten inneren Elektrode aufweist; eine
Varistor-Schicht, wobei das wenigstens eine Paar aus erster und
zweiter Elektrode und der Varistor-Schicht laminiert sind; und Schutz-Keramikschichten
als äußerste Schichten
des Keramik-Sinterkörpers;
und einer ersten äußeren Elektrode
und einer zweiten äußeren Elektrode,
die elektrisch mit der ersten inneren Elektrode bzw. der zweiten
inneren Elektrode, jeweils, verbunden sind; wobei eine Breite des
Keramik-Sinterkörpers der
Summe der Längen
der ersten und der zweiten inneren Elektrode entspricht oder größer als
diese ist, aufweist.
-
In den beigefügten Zeichnungen:
-
1 zeigt
eine erläuternde
Ansicht, die einen Varistor vom Laminat-Typ gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt;
-
2 zeigt
eine erläuternde
Ansicht, die einen Varistor vom Laminat-Typ gemäß einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt;
-
3A zeigt
eine erläuternde
Ansicht, die einen Varistor vom Laminat-Typ gemäß einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt;
-
3B zeigt
eine erläuternde
Ansicht, die einen Varistor vom Laminat-Typ einer modifizierten
Ausführungsform
der Ausführungsform,
die in 3A gezeigt ist,
darstellt;
-
4 zeigt
eine perspektivische Ansicht, die die Struktur einer inneren Elektrode
darstellt;
-
5 zeigt
eine erläuternde
Ansicht, die einen Varistor vom Laminat-Typ als ein herkömmliches
Beispiel darstellt; und
-
6 zeigt
eine erläuternde
Ansicht, die einen Varistor vom Laminat-Typ als ein anderes, herkömmliches
Beispiel darstellt.
-
Die vorliegende Erfindung wird im
Detail nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben. Jeder der Varistoren vom Laminat-Typ, dargestellt in
den Zeichnungen, ist in der folgenden Art und Weise aufgebaut. Grüne Keramikplatten
sind aus einem Keramikmaterial, das ZnO als eine Hauptkomponente
enthält,
gebildet. Eine elektrisch leitende Paste aus Pd, Ni, Ag-Pd, oder
dergleichen, ist auf jede der grünen
Keramikplatten aufgedruckt, um innere Elektroden zu bilden. Die
grünen
Keramikplatten sind laminiert und eingebrannt, um einen gesinterten
Keramikkörper
zu erhalten, der keramische Schutzschichten als äußerste Schichten besitzt. Dann
werden mit Ag oder Cu eingebrannte Schichten mit Ni, Sn, Lötmittel,
oder dergleichen, plattiert, um dadurch äuße re Elektroden auf äußeren Oberflächen des
gesinterten Keramikkörpers
zu erzielen, so dass die äußeren Elektroden
elektrisch mit den inneren Elektroden verbunden sind.
-
Ein Varistor 61 vom Laminat-Typ,
dargestellt in 1, ist
in der folgenden Art und Weise aufgebaut. Zwei innere Elektroden,
eine erste innere Elektrode 1a und eine zweite innere Elektrode 1b,
bilden ein Paar zueinander. Eine Varistor-Schicht 2 ist
laminiert und eingebrannt, um dadurch einen gesinterten Keramikkörper 62 zu
erhalten, der keramische Schutzschichten 3 und 4 als äußerste Schichten
besitzt. Die erste und die zweite innere Elektrode 1a und 1b sind
elektrisch mit der ersten und der zweiten äußeren Elektrode 5 und 6,
jeweils, verbunden.
-
Ein Varistor 71 vom Laminat-Typ,
dargestellt in 2, besitzt
eine Mehrzahl von Paaren erster und zweiter innerer Elektroden 10a, 10b; 11a, 11b;
...,. Dieser Varistor 72 vom Laminat-Typ ist in der folgenden
Art und Weise aufgebaut. Eine Mehrzahl von Varistor-Schichten 12a, 12b,
..., und keramischen Schutzschichten 13 und 14 als äußerste Schichten,
ist so laminiert und eingebrannt, um dadurch einen keramischen,
gesinterten Körper 72 zu
erhalten. Eine erste und eine zweite äußere Elektrode 15 und 16 sind
so vorgesehen, um elektrisch mit den Paaren der ersten und der zweiten
inneren Elektroden 10a, 10b; 11a, 11b;
..., verbunden zu sein. In dem Fall, bei dem ungefähr sechs
Schichten als Varistor-Schichten in dem Varistor 71 vom
Laminat-Typ mit Mehrschichtstruktur laminiert werden sollen, kann
jede Schicht so ausgebildet sein, um eine Dicke von ungefähr 60 m
zu haben.
-
In den Varistoren 61, 71 vom
Laminat-Typ, dargestellt in den 1 und 2, sind die erste und die
zweite innere Elektrode 1a, 1b; 10a, 10b; 11a, 11b;
..., die jeweils ein Paar zueinander bilden, durch einen vorbestimmten
Abstand L1 voneinander getrennt, so dass
die jeweiligen Paare der ersten und der zweiten inneren Elektrode 1a, 1b; 10a, 10b; 11a, 11b;
..., jeweils auf denselben Ebenen gebildet sind, auf denen die Varistor-Schichten 2; 12a; 12b;
..., liegen, so dass die Paare der ersten und der zweiten inneren
Elektrode keine Oberflächen
haben, die zueinander hinweisen. Zum Beispiel besitzt, wie in 4 dargestellt ist, die innere Elektrode 1a (1b)
eine Elektrodenoberfläche 51 und
eine Spitzenendfläche 52.
In diesem Fall weist die Elektrodenoberfläche 51 der ersten
inneren Elektrode 1a nicht zu derjenigen der zweiten inneren
Elektrode 1b hin. In den Varistoren 61, 71 vom
Laminat-Typ werden die Varistor-Spannung und -Kapazität durch
den Abstand L1 beeinflußt, mit dem die Paare der ersten
und der zweiten inneren Elektrode 1a, 1b; 10a, 10b;
11a, 11b;
..., voneinander getrennt sind. Zum Beispiel kann, wenn die Varistor-Spannung
12 V beträgt,
der Trennabstand L1 auf ungefähr 66 μm eingestellt
werden. Zum Beispiel kann, wenn die Varistor-Spannung 27 V beträgt, der Trennabstand
L1 auf ungefähr 120 μm eingestellt werden.
-
Wie in 1 dargestellt
ist, ist eine Breite L3 des keramischen,
gesinterten Körpers 62 länger als
die Summe einer Länge
L4 der ersten inneren Elektrode 1a und
einer Länge
L5 der zweiten inneren Elektrode. Vorzugsweise
reicht die Breite L3 von mehr als 0 bis
nicht mehr als 800 μm.
In der vorliegenden Erfindung ist der Abstand L1 vorzugsweise
nicht mehr als die Hälfte
der Breite L3. Diese Beziehungen unter den
Längen,
der Breite und dem Abstand werden auch auf den keramischen, gesinterten
Körper 72,
wie er in 2 dargestellt ist,
angewandt.
-
Daneben ist der Fall vorhanden, bei
dem die Paare der ersten und der zweiten inneren Elektroden 1a, 1b; 10a, 10b; 11a, 11b;
..., jeweils auf denselben Ebenen gebildet sind, auf denen die Varistor-Schichten 2, 12a, 12b,
..., liegen. Zum Beispiel können
die inneren Elektroden 1a und 1b, die ein Paar
bilden, zueinander um einen vorbestimmten Trennungsabstand L2 in der Dickenrichtung getrennt sein, wie
anhand des Varistors 81 vom Laminat-Typ, dargestellt in 3A, gesehen werden kann,
so dass die erste und die zweite innere Elektrode 1a und 1b in
unterschiedlichen Ebenen, getrennt durch die Varistor-Schicht 2,
angeordnet sind, allerdings sind sie als innere Elektroden ausgebildet,
die keine Oberflächen
haben, die zueinander hinweisen. In diesem Fall kann der Separationsabstand
L2, um den die erste und die zweite innere
Elektrode 1a und 1b voneinander getrennt sind,
durch den Abstand zwischen den inneren Enden, wo die erste und die
zweite innere Elektrode 1a und 1b nicht zueinander
hinweisen, und die Dicke der Varistor-Schicht 2, zwischengefügt zwischen
der ersten und der zweiten inneren Elektrode 1a und 1b,
sichergestellt werden.
-
Weiterhin ist es, zusätzlich zu
der Ausführungsform,
die in 3A dargestellt
ist, möglich,
den Abstand L1 zwischen der ersten und der
zweiten inneren Elektrode 1a und 1b, in dem Varistor,
wie er in 3B dargestellt
ist, zu bilden. Die Längen-,
Dicken- und Abstands-Beziehungen
der 1 und 3A können auch auf einen keramischen,
gesinterten Körper 92 eines
Varistors 91, wie er in 3B dargestellt
ist, angewandt werden.
-
In dem Fall der 3A und 3B reicht
eine Dicke L6 des keramischen, gesinterten
Körpers
vorzugsweise von nicht weniger als 0 bis nicht mehr als 800 μm. Der Abstand
L2 ist geringer als die Dicke L6.
Weiterhin ist, in diesem Fall, die Breite L3 gleich
zu der oder länger
als die Summe der Länge
L4 der ersten inneren Elektrode 1a und
der Länge
L5 der zweiten inneren Elektrode 1b.
-
Im Vergleich zu der Charakteristik
von herkömmlichen
Varistoren vom Laminat-Typ, die 1 Varistor-Schicht und 6 Varistor-Schichten
haben, und dem Laminat-Typ gemäß der vorliegenden
Erfindung, wurden Varistoren, die 1 Varistor-Schicht, 6 Varistor-Schichten
und 27 Varistor-Schichten, jeweils, haben, auf der Basis der
Aufbauten der Varistoren vom Laminat-Typ, dargestellt in den 1 und 2, hergestellt. Die Ergebnisse eines
Vergleichs in Bezug auf die Charakteristiken sind in der nachfolgenden
Tabelle 1 dargestellt. Die Kapazität (pF) wurde extrem im Vergleich
zu derjenigen des herkömmlichen
Varistors vom (Laminat-Typ verringert. Auch war der Widerstand in
Bezug auf eine elektrostatische Spannung, gemessen in Bezug auf
die Rate einer Änderung
der Varistor-Spannung nach 100 Wiederholungszyklen eines Impulses
von 30 KV, im Wesentlichen äquivalent
zu demjenigen oder besser als derjenige des herkömmlichen Varistors vom Laminat-Typ.
-
-
Weiterhin wird, wie anhand der vorstehenden
Tabelle zu sehen ist, die Varistor-Spannung durch den Trennabstand bestimmt,
mit dem die inneren Elektroden voneinander getrennt sind. Dementsprechend
kann ein Varistor vom Laminat-Typ, der eine Soll-Charakteristik besitzt, einfach dann
erhalten werden, wenn der Trennabstand und die gesamte Anzahl der
Varistor-Schichten entsprechend dem erforderlichen Wert einer Kapa zität eingestellt
werden. Dabei wird die Einbrenntemperatur bei der vorliegenden Erfindung
so eingestellt, dass sie mehr oder weniger höher als diejenige des herkömmlichen
Falls ist. Dies kommt daher, dass die Anzahl von Varistor-Schichten
in der Zahl durch einen Raum zum Trennen der inneren Elektroden
voneinander, die zwischengefügt
sind, erhöht
wird.
-
Wie vorstehend erwähnt ist,
sind, in dem Varistor vom Laminat-Typ gemäß der vorliegenden Erfindung,
innere Elektroden, die ein Paar miteinander bilden, voneinander
so getrennt, dass die inneren Elektroden so gebildet sind, dass
sie keine Elektrodenflächen
(haben, die zueinander hinweisen. Dementsprechend kann die Kapazität auf einen
kleinen Wert eingestellt werden, während die Varistor-Spannung
auf einem Wert äquivalent
zu demjenigen des herkömmlichen
Varistors vom Laminat-Typ gehalten wird. Sogar in dem (Fall, bei
dem der Varistor gemäß der vorliegenden
Erfindung in einer Hochfrequenzschaltung verwendet wird, kann das
Hochfrequenzsignal davor bewahrt werden, dass es durch den Varistor
hindurchführt,
oder die Wellenform des Signals kann dahingehend geschützt werden,
dass sie gestört
wird. Weiterhin kann, da die Varistor-Spannung durch den Trennabstand
bestimmt wird, mit dem die inneren Elektroden voneinander getrennt
sind, ein Varistor vom Laminat-Typ, der eine Soll-Charakteristik
besitzt, einfach dann erhalten werden, wenn der Trennabstand und
die gesamte Anzahl von Varistor-Schichten entsprechend dem erforderlichen
Wert einer Kapazität
eingestellt werden.
