JP2001284103A

JP2001284103A - 外装被覆型電子部品

Info

Publication number: JP2001284103A
Application number: JP2000096547A
Authority: JP
Inventors: Yoshito Kasai; 良人河西; Mitsuharu Maruyama; 光晴丸山
Original assignee: Okaya Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Okaya Electric Industry Co Ltd
Priority date: 2000-03-31
Filing date: 2000-03-31
Publication date: 2001-10-12
Anticipated expiration: 2020-03-31
Also published as: JP3415094B2

Abstract

(57)【要約】【課題】電子部品が故障・破壊時に異常な高温となっ
ても発火や爆発の危険性のない難燃性及び防爆性に優れ
た外装被覆型電子部品を実現する。【解決手段】ＺｎＯに微量のＢｉ_２Ｏ_３を添加して成
る円板状の電圧非直線抵抗体12の両面に、Ａｇ等より成
る円板状の電極14，14を形成すると共に、上記各電極1
4，14の外面に、リード端子16，16をペースト状のＮｉ
半田18を介して接続し、上記電圧非直線抵抗体12、電極
14，14、Ｎｉ半田18、リード端子16，16の上端を、硼珪
酸鉛（ＰｂＯ・Ｂ_２Ｏ_３・ＳｉＯ_２）系ガラスで構成さ
れた第１の外装膜20で被覆すると共に、該第１の外装膜
20の外表面を、エポキシ樹脂又はシリコーン樹脂より成
る第２の外装膜22で被覆して成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、外装被覆型電子
部品に係り、特に、電子部品に外装膜を被覆することに
より、不燃性及び防爆性を備えた外装被覆型電子部品に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電子部品の機械的強度や耐熱
性を高める目的で、電子部品にエポキシ樹脂等より成る
外装膜を被覆した構造の外装被覆型電子部品が用いられ
ている。図３は、斯かる外装被覆型電子部品の一例を示
すものであり、電子部品としてのバリスタに、エポキシ
樹脂より成る外装膜を被覆して構成したものである。こ
のバリスタは、印加される電圧が上昇するに従って、抵
抗が急激に減少する電圧非直線抵抗特性を有しており、
電子機器において発生するサージを吸収するための素子
として広く使用されている。図３に示す通り、このバリ
スタ70は、ＺｎＯの粉体に微量のＢｉ_２Ｏ_３の粉体を混
合し、金型を用いて円板状に成型した後、１０００℃以
上で焼結して得られた電圧非直線抵抗体72の両面に、円
板状のＡｇ電極74，74を焼き付け、上記各Ａｇ電極74，
74の外面にリード端子76，76を、Ｓｎ−Ｐｂ半田78を介
して接続し、さらに、上記電圧非直線抵抗体72、Ａｇ電
極74，74、Ｓｎ−Ｐｂ半田78及びリード端子76，76の上
端を、エポキシ樹脂より成る外装膜80で被覆して構成さ
れている。上記バリスタ70の電圧非直線抵抗体72の内部
は、抵抗率が１〜１０Ω・ｃｍと小さいＺｎＯ微粒子
と、該ＺｎＯ微粒子間に介在し、抵抗率が１０^１２〜１
０^１ ^３Ω・ｃｍと大きいＢｉ_２Ｏ_３境界層とが存在し、
バリスタ70の電圧非直線抵抗特性は、上記境界層の非オ
ーム性によって得らるものである。

【発明が解決しようとする課題】

【０００３】ところで、上記バリスタ70に定格を越える
異常な過電圧が印加されて、バリスタ70が破壊に至る際
には、過電圧のエネルギによって電圧非直線抵抗体72の
非オーム性境界層が破壊されてしまい、抵抗率の小さい
ＺｎＯ微粒子相互間での抵抗成分しか得られなくなる。
このため、電圧非直線抵抗体72は非オーム性からオーム
性へと変化して一種のヒータの如き状態となり、その結
果、電圧非直線抵抗体72の温度は１０００℃以上、場合
によっては数千℃の高温に達することとなる。電圧非直
線抵抗体72が上記の如き高温になると、融点が１８０〜
２４０℃のＳｎ−Ｐｂ半田78が溶融すると共に、Ａｇ電
極74は溶融したＳｎ−Ｐｂ半田78と合金化する。そし
て、金属酸化物の焼結体である電圧非直線抵抗体72の内
部からはガスが放出され、このガスによって上記外装膜
80が破裂・飛散すると共に、合金化したＡｇ電極74とＳ
ｎ−Ｐｂ半田78が噴出することがあった。また、外装膜
80を構成するエポキシ樹脂（分解温度約４００℃）が熱
分解して、酸素、一酸化炭素、二酸化炭素、炭化水素等
のガスを放出し、このガスに、Ａｇ電極74，74が電圧非
直線抵抗体72から剥がれる際に発生するコロナ放電等の
スポット放電による火花が引火し、バリスタ70が発火す
るといった危険性があった。

【０００４】この発明は、従来の上記問題点に鑑みて案
出されたものであり、その目的とするところは、電子部
品が故障・破壊時に異常な高温となっても発火や破裂の
危険性のない不燃性及び防爆性を備えた外装被覆型電子
部品を実現することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明に係る第１の外装被覆型電子部品は、電子
部品に外装膜を被覆して成る外装被覆型電子部品であっ
て、上記外装膜が硼珪酸系ガラスで構成されていること
を特徴とする。

【０００６】上記第１の外装被覆型電子部品にあって
は、電子部品の故障・破壊時に電子部品が異常な高温と
なっても、外装膜の破裂や発火を生じることがない。す
なわち、電子部品からの熱やスポット放電等による熱
で、外装膜を構成する硼珪酸系ガラスは溶融するが、溶
融した硼珪酸系ガラスは粘性を有しているため、電子部
品内部から放出されるガスは、粘性を有する軟らかい硼
珪酸系ガラスで構成された外装膜を容易に突き破って徐
々に外装膜外部へと放出されることとなり、外装膜内部
で蓄積された後一気に放出されることがないため、電子
部品から放出されたガスによる外装膜の破裂・飛散が防
止される。また、電子部品の故障・破壊時に発生するス
ポット放電は、粘性を有する上記外装膜によって、外装
膜内部に封じ込められるため、スポット放電による火花
が、ガスに引火して発火することが防止される。上記外
装膜は、無機物である硼珪酸系ガラスで構成されている
ことから、ガスやスポット放電によって燃焼することは
ない。上記硼珪酸系ガラスより成る外装膜の外表面に、
樹脂より成る外装膜を被覆することにより、硼珪酸系ガ
ラスで構成された外装膜の機械的強度が向上し、外力等
によって硼珪酸系ガラスで構成された外装膜が破損する
ことを防止できる。

【０００７】本発明に係る第２の外装被覆型電子部品
は、電子部品に外装膜を被覆して成る外装被覆型電子部
品であって、上記外装膜が酸化シリコンを主成分とし、
微粉末状ガラス質が添加されて構成されていることを特
徴とする。

【０００８】上記第２の外装被覆型電子部品にあって
は、電子部品の故障・破壊時に電子部品が異常な高温と
なっても、外装膜の破裂や発火を生じることがない。す
なわち、電子部品からの熱やスポット放電等による熱
で、外装膜中に添加された微粉末状ガラス質が溶融・結
合して粘性を有するガラスとなると共に、外装膜の主成
分である酸化シリコンも軟化する。この結果、電子部品
内部から放出されるガスは、粘性を有する軟らかいガラ
スと軟化した酸化シリコンで構成された外装膜の脆弱部
分を容易に突き破って徐々に外装膜外部へと放出される
こととなり、外装膜内部で蓄積された後一気に放出され
ることがないため、電子部品から放出されたガスによる
外装膜の破裂・飛散が防止される。また、電子部品の故
障・破壊時に発生するスポット放電は、粘性を有する上
記ガラスによって、外装膜内部に封じ込められるため、
スポット放電による火花が、ガスに引火して発火するこ
とが防止される。上記外装膜は、無機物である酸化シリ
コンを主成分として構成されていることから、ガスやス
ポット放電によって燃焼することはない。

【０００９】上記電子部品としては、金属酸化物より成
る電圧非直線抵抗体の両面に電極を形成すると共に、上
記各電極にリード端子を接続して構成されたバリスタが
該当する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて、本発明に
係る外装被覆型電子部品を説明する。図１は、本発明に
係る第１の外装被覆型電子部品としての第１のバリスタ
10を示す断面図である。この第１のバリスタ10は、Ｚｎ
Ｏの粉体に微量のＢｉ_２Ｏ_３の粉体を混合し、金型を用
いて円板状に成型した後、１０００℃以上で焼結するこ
とにより電圧非直線抵抗体12を形成し、該電圧非直線抵
抗体12の両面に、Ａｇ等より成る円板状の電極14，14
を、焼付け、蒸着、めっき等の適宜の手段で形成してい
る。また、上記各電極14，14の外面に、軟銅線より成る
リード端子16，16を、Ｎｉ半田18を介して接続してい
る。

【００１１】そして、上記電圧非直線抵抗体12、電極1
4，14、Ｎｉ半田18、リード端子16，16の上端を、硼珪
酸鉛（ＰｂＯ・Ｂ_２Ｏ_３・ＳｉＯ_２）系ガラスで構成さ
れた第１の外装膜20で被覆すると共に、該第１の外装膜
20の外表面を、エポキシ樹脂又はシリコーン樹脂より成
る第２の外装膜22で被覆して成る。上記リード端子16，
16の下端は、第１の外装膜20及び第２の外装膜22を貫通
して、外部へ導出されている。

【００１２】上記第１の外装膜20は、加熱溶融させた硼
珪酸鉛系ガラスを、電圧非直線抵抗体12、電極14，14、
Ｎｉ半田18、リード端子16，16の上端に塗布した後、こ
れを固化させることにより形成できる。この際、Ｎｉ半
田18の融点（７００℃〜９００℃）は、硼珪酸鉛系ガラ
スの融点（２５０℃〜４５０℃）より高いため、Ｎｉ半
田18が溶融することはない。上記第１の外装膜20の形成
後、エポキシ樹脂又はシリコーン樹脂を、上記第１の外
装膜20の外表面に塗布、焼成することにより、上記第２
の外装膜22を形成することができる。このように、第１
の外装膜20の外表面に、第２の外装膜22を被覆すること
により、硼珪酸鉛系ガラスで構成された第１の外装膜20
の機械的強度が向上し、外力等によって第１の外装膜20
が破損することを防止できる。

【００１３】上記第１のバリスタ10にあっては、バリス
タ破壊時に電圧非直線抵抗体12が高温になると、電圧非
直線抵抗体12からの熱や、電極14，14が電圧非直線抵抗
体12から剥がれる際に発生するコロナ放電等のスポット
放電による熱で、第１の外装膜20を構成する硼珪酸鉛系
ガラスは溶融するが、溶融した硼珪酸鉛系ガラスは粘性
を有しているため、電圧非直線抵抗体12内部から発生す
るガスは、粘性を有する軟らかい硼珪鉛系ガラスで構成
された第１の外装膜20を容易に突き破って徐々に第１の
外装膜20外部へと放出されることとなる。そして、エポ
キシ樹脂又はシリコーン樹脂で構成された第２の外装膜
22も、熱分解して溶融軟化しているため、上記第１の外
装膜20外部へ放出されたガスは、溶融軟化した第２の外
装膜22も容易に突き破って徐々に第２の外装膜22外部へ
と放出されることとなる。このように、電圧非直線抵抗
体12内部から発生するガスは、第１の外装膜20及び第２
の外装膜22内部で蓄積された後一気に放出されることが
なく、徐々に第１の外装膜20及び第２の外装膜22外部へ
と放出されるので、ガスによる外装膜の破裂・飛散が防
止される。

【００１４】また、バリスタ破壊時に発生するスポット
放電は、粘性を有する上記第１の外装膜20によって、第
１の外装膜20内部に封じ込められる。このため、電圧非
直線抵抗体12内部から発生するガスや、電圧非直線抵抗
体12の熱によって、第２の外装膜22を構成するエポキシ
樹脂又はシリコーン樹脂が熱分解して放出される酸素、
一酸化炭素、二酸化炭素、炭化水素等の発火性ガスに、
上記スポット放電による火花が引火して発火することが
防止される。また、第１の外装膜20は、無機物である硼
珪酸鉛系ガラスで構成されていることから、ガスやスポ
ット放電によって燃焼することはない。

【００１５】図２は、本発明に係る第２の外装被覆型電
子部品としての第２のバリスタ24を示す断面図である。
この第２のバリスタ24は、上記第１のバリスタ10と同様
に、ＺｎＯの粉体に微量のＢｉ_２Ｏ_３の粉体を混合し、
金型を用いて円板状に成型した後、１０００℃以上で焼
結することにより形成した電圧非直線抵抗体12の両面
に、Ａｇ等より成る円板状の電極14，14を形成し、ま
た、上記各電極14，14の外面に、軟銅線より成るリード
端子16，16を、Ｎｉ半田18を介して接続している。

【００１６】そして、上記電非直線抵抗体12、電極14，
14、Ｎｉ半田18、リード端子16，16の上端を、酸化シリ
コンを主成分とし、微粉末状ガラス質であるケイ酸マグ
ネシウムが添加された外装膜26で被覆して成る。上記リ
ード端子16，16の下端は、外装膜26を貫通して、外部へ
導出されている。

【００１７】上記外装膜26は、シリコーン系樹脂である
メチルシリコーン樹脂を主成分とし、これに微粉末状ガ
ラス質としてのケイ酸マグネシウム（３ＭｇＯ・４Ｓｉ
Ｏ_２・Ｈ_２Ｏ）を添加し、さらに、ＴｉＯ_２若しくはＡ
ｌ_２Ｏ_３を溶剤と共に添加し、これらを混合して構成し
た外装材を、電圧非直線抵抗体12、電極14，14、Ｎｉ半
田18、リード端子16，16の上端に塗布した後、上記外装
材を、メチルシリコーン樹脂の分解が促進される３００
℃以上の温度で加熱・焼成することにより形成できる。
すなわち、上記外装材を加熱・焼成すると、外装材中の
主成分であるメチルシリコーン樹脂が熱分解し、メチル
シリコーン樹脂は炭化水素ガスを放出して、無機物であ
る酸化シリコンへ変化するのである。

【００１８】上記において、外装材中にケイ酸マグネシ
ウムを添加したのは、外装材の強度及び耐熱性を向上さ
せるためであり、その配合割合は、メチルシリコーン樹
脂１００重量％に対して、２０〜６０重量％の範囲内に
設定される。また、ＴｉＯ_２若しくはＡｌ_２Ｏ_３を添加
したのは、外装材の接着性を高め、外装を施す電圧非直
線抵抗体等に対して外装材を厚塗りできるようにするた
めであり、その配合割合は、メチルシリコーン樹脂１０
０重量％に対して、５〜１０重量％の範囲内に設定され
る。

【００１９】上記第２のバリスタ24にあっては、バリス
タ破壊時に電圧非直線抵抗体12が高温になると、電圧非
直線抵抗体12からの熱や、電極14，14が電圧非直線抵抗
体12から剥がれる際に発生するコロナ放電等のスポット
放電による熱で、外装膜26中に添加された微粉末状のケ
イ酸マグネシウムが溶融・結合して粘性を有するガラス
となると共に、外装膜26の主成分である酸化シリコンも
軟化する。この結果、電圧非直線抵抗体12内部から発生
するガスは、粘性を有する軟らかいガラスと軟化した酸
化シリコンで構成された外装膜26の脆弱部分を容易に突
き破って徐々に外装膜26外部へと放出されることとな
り、外装膜26内部で蓄積された後一気に放出されること
がないため、ガスによる外装膜26の破裂・飛散が防止さ
れる。

【００２０】また、バリスタ破壊時に発生するスポット
放電は、粘性を有する上記外装膜26によって、外装膜26
内部に封じ込められる。このため、電圧非直線抵抗体12
内部から発生するガスに、上記スポット放電による火花
が引火して発火することが防止される。また、上記外装
膜26は、無機物である酸化シリコンを主成分として構成
されていることから、ガスやスポット放電によって燃焼
することはない。

【００２１】上記外装膜26を形成するためには、メチル
シリコーン樹脂を主成分とする上記外装材を３００℃以
上の温度で十分に加熱・焼成し、外装材中の全てのメチ
ルシリコーン樹脂を酸化シリコンへ変化させることが望
ましいが、上記リード端子16が融点の低いＳｎ−Ｐｂ半
田を介して接続されている場合には、Ｓｎ−Ｐｂ半田が
溶融しないように使用されている半田の融点直下の温度
（例えば１８０℃〜２４０℃）で加熱する。この場合に
は、外装材中のメチルシリコーン樹脂の全てを無機物で
ある酸化シリコンへ変化させるには至らないが、約７０
％以上、酸化シリコンへ変化させることができれば、外
装膜26の主成分が酸化シリコンとなり、十分な不燃性及
び防爆性を発揮することができる

【００２２】上記においては、外装被覆型電子部品とし
てバリスタを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限
定されることなく、故障・破壊時に発熱や発火する危険
性のある電子部品、例えばコンデンサ等についても適用
できる。

【００２３】

【発明の効果】本発明の第１の外装被覆型電子部品にあ
っては、電子部品の故障・破壊時に電子部品が高温とな
ってガスが放出されたり、スポット放電が発生した場
合、電子部品からの熱やスポット放電による熱で、外装
膜を構成する硼珪酸系ガラスは溶融するが、溶融した硼
珪酸系ガラスは粘性を有しているため、電子部品内部か
ら放出されるガスは、粘性を有する軟らかい硼珪酸系ガ
ラスで構成された外装膜を容易に突き破って徐々に外装
膜外部へと放出されることとなり、外装膜内部で蓄積さ
れた後一気に放出されることがないため、電子部品から
放出されたガスによる外装膜の破裂・飛散が防止され
る。また、電子部品の故障・破壊時に発生するスポット
放電は、粘性を有する上記外装膜によって、外装膜内部
に封じ込められるため、スポット放電による火花が、ガ
スに引火して発火することを防止できる。さらに、上記
外装膜は、無機物である硼珪酸系ガラスで構成されてい
ることから、内部に封じ込めたガスやスポット放電によ
って燃焼することはない。

【００２４】また、本発明の第２の外装被覆型電子部品
にあっては、電子部品の故障・破壊時に電子部品が高温
となってガスが放出されたり、電極間でスポット放電が
発生した場合、電子部品からの熱やスポット放電による
熱で、外装膜中に添加された微粉末状ガラス質が溶融・
結合して粘性を有するガラスとなると共に、外装膜の主
成分である酸化シリコンも軟化する。この結果、電子部
品内部から放出されるガスは、粘性を有する軟らかいガ
ラスと軟化した酸化シリコンで構成された外装膜の脆弱
部分を容易に突き破って徐々に外装膜外部へと放出され
ることとなり、外装膜内部で蓄積された後一気に放出さ
れることがないため、電子部品から放出されたガスによ
る外装膜の破裂・飛散が防止される。また、電子部品の
故障・破壊時に発生するスポット放電は、粘性を有する
上記ガラスによって、外装膜内部に封じ込められるた
め、スポット放電による火花が、ガスに引火して発火す
ることを防止できる。さらに、上記外装膜は、無機物で
ある酸化シリコンを主成分として構成されていることか
ら、ガスやスポット放電によって燃焼することはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１のバリスタの断面図である。

【図２】本発明に係る第２のバリスタの断面図である。

【図３】従来のバリスタの断面図である。

【符号の説明】

10 第１のバリスタ 12 電圧非直線抵抗体 14 電極 16 リード端子 18 Ｎｉ半田 20 第１の外装膜 22 第２の外装膜 24 第２のバリスタ 26 外装膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子部品に外装膜を被覆して成る外装被
覆型電子部品であって、上記外装膜が硼珪酸系ガラスで
構成されていることを特徴とする外装被覆型電子部品。
【請求項２】上記硼珪酸系ガラスより成る外装膜の外
表面に、樹脂より成る外装膜を被覆したことを特徴とす
る請求項１に記載の外装被覆型電子部品。
【請求項３】電子部品に外装膜を被覆して成る外装被
覆型電子部品であって、上記外装膜が酸化シリコンを主
成分とし、微粉末状ガラス質が添加されて構成されてい
ることを特徴とする外装被覆型電子部品。
【請求項４】上記電子部品が、金属酸化物より成る電
圧非直線抵抗体の両面に電極を形成すると共に、上記各
電極にリード端子を接続して構成されたバリスタである
ことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載された外
装被覆型電子部品。