JP2009170836A

JP2009170836A - 積層型バリスタ

Info

Publication number: JP2009170836A
Application number: JP2008010122A
Authority: JP
Inventors: Yoshiharu Kataoka; 義晴片岡
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2008-01-21
Filing date: 2008-01-21
Publication date: 2009-07-30

Abstract

【課題】積層型バリスタにおいて、非直線抵抗特性を有するセラミック焼結体と内部電極との密着性を高めて、層間剥離の発生を効果的に防止するだけでなく、内部電極の面積をより多く保持することによって、サージ電流耐量特性に優れている、積層型バリスタを提供することを目的とする。
【解決手段】積層型バリスタにおいて、非直線抵抗特性を有するセラミック焼結体内部に、交互に外部露出部分を持つ平行に重なった内部電極層を持ち、内部電極に上下のセラミック焼結体を連結させる穴を、層間剥離が起こりやすい箇所に限定して形成することで、セラミック焼結体と内部電極層との密着性を向上させていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、積層型バリスタに関する。

サージからの保護のために用いられる従来のバリスタにおいて、より小型化するために、非直線抵抗特性を有するセラミック焼結体の内部に複数の内部電極を持つ積層型バリスタがある。

この積層型バリスタでは、セラミック焼結体の内部に、セラミック焼結体層を介して交互に重なり合うように配置された内部電極を備え、各々の内部電極の引き出し部分が、素子の両端面で外部電極と電気的に接続している。

特許文献１に記載の積層型バリスタでは、内部電極とセラミック焼結体層との密着性を高めるために、内部電極が複数の空孔を有する。この空孔を除いた内部電極部分の面積は、当該内部電極の面積の４０〜７０％の範囲とされている。
特開２００６−１８６０３９号公報

従来、セラミック焼結体と、内部電極を構成している材料とが異種材料である場合、セラミック焼結体と内部電極との密着性が不十分で、層間剥離が発生し、湿気等が進入することにより信頼性が低下するという問題があった。

特許文献１に記載の積層型バリスタでは、内部電極が複数の空孔を有し、この空孔を除いた内部電極部分の面積が当該内部電極の面積の４０〜７０％の範囲であれば、内部電極の上方のセラミック焼結体層と、下方のセラミック焼結体層が空孔部分で一体化し、密着性が高まって、セラミック焼結体層と内部電極間の層間剥離を効果的に防止され得るとされていた。

しかしながら、従来よりも素子を小型化した場合、内部電極部分の面積が当該内部電極の面積の４０％以上あったとしても、吸収したサージによる発熱を十分に拡散できず、十分なサージ電流耐量特性を得られなくなることが考えられる。

そこで本発明は、積層型バリスタにおいて、非直線抵抗特性を有するセラミック焼結体と内部電極との密着性を高めて、層間剥離の発生を効果的に防止するだけでなく、内部電極の面積をより多く保持することによって、サージ電流耐量特性に優れている、積層型バリスタを提供することを目的とする。

この目的を達成するため本発明は、積層型バリスタにおいて、非直線抵抗特性を有するセラミック焼結体内部に、交互に引き出し部分を持つ平行に重なった内部電極層を持ち、内部電極層に上下のセラミック焼結体を連結させる穴を、層間剥離が起こりやすい箇所に限定して形成することで、セラミック焼結体と内部電極層との密着性を向上させていることを特徴とする。

本発明においては、内部電極層に上下のセラミック焼結体を連結させる穴に関して、大きさ、個数については限定しない。

これにより本発明は、内部電極層を挟んだ上下のセラミック焼結体が、内部電極層内の穴の部分で一体化し、内部電極層とセラミック焼結体層との密着性が高められ、層間剥離を防止する。と同時に、内部電極層内の穴を狭い範囲に限定することで、内部電極層の面積をより多く保持し得るため、よりサージ電流耐量特性に優れる積層型バリスタを提供することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。

図１は、本発明の実施形態である積層型バリスタ１の側面断面図である。また図２は平面断面図である。

この図１および２に示すように、この積層型バリスタ１は、非直線抵抗特性を有するセラミック焼結体２の内部に、交互に外部露出部分を持つ平行に重なった内部電極層３ａおよび３ｂを持つ。なお内部電極層３ｃおよび３ｄは、内部電極パターンの印刷工程時に生じる電極であり、それぞれ内部電極層３ａと内部電極層３ｃ、内部電極層３ｂと内部電極層３ｄの間は十分な距離を持つ。この内部電極層３ａ、３ｂはセラミック焼結体内部に３２層存在する。

内部電極層３ａおよび３ｄは、外部電極４ｂと電気的に接続している。同じく、内部電極層３ａおよび３ｂと交互に重なっている内部電極層３ｂおよび３ｃは、外部電極４ａと電気的に接続している。

セラミック焼結体２は、ＺｎＯを主成分とする材料からなる。また、主に低コストのため、内部電極層３ａ〜３ｄおよび外部電極４ａ、４ｂはＡｇを主成分とする材料で形成されている。

セラミック焼結体２と、内部電極層３を構成している材料とが異種材料である場合、セラミック焼結体２と内部電極層３との密着性が不十分で、層間剥離が発生し、湿気等が進入することにより信頼性が低下するので、内部電極層内に、上下のセラミック焼結体２を連結させる穴５を設けている。

これにより、内部電極層３の内部において、内部電極層３の上下にあるセラミック焼結体が一体化し、層間剥離を防止する。

しかし、サージ電流耐量特性に優れ、かつ小型である積層型バリスタを提供するならば、内部電極層３の総面積は可能な限り大きくとる必要がある。そして、内部電極層３の総面積を大きくとればその分だけセラミック焼結体２と内部電極層３の密着性が低下し、層間剥離が発生し得る。

そこで、上下のセラミック焼結体２を連結させる穴５を、層間剥離が起こりやすい箇所に限定して形成することで内部電極層３の総面積を可能な限り大きくとることができる。

図３は、本発明の実施形態である積層型バリスタを積層方向に沿って分解した図である。外部電極は省略してある。セラミック焼結体２ａ、２ｂ、２ｃの間に内部電極層３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆが折り重なって構成されている。ここで、３ｅ、３ｆは、内部電極層３の最下部に位置している。

本発明の実施形態である積層型バリスタにおいて、層間剥離は、内部電極層３ｅ、３ｆの部分に集中している。これは、積層体を切断して素子にする工程で、最も負荷がかかる部分が最下部であるからだと考えられる。

そこで、上下のセラミック焼結体２を連結させる穴５を、内部電極層３ｅ、３ｆの、外部電極との接続部分にのみ設けている。

このことにより、内部電極層３の総面積を可能な限り大きくとりつつ、層間剥離を防止することができる。

本発明は、セラミック焼結体と複数の内部電極層を持つ積層型バリスタに関し、特に小型で、かつサージ電流耐量特性に優れ、高信頼性を求められる積層型バリスタに関する。

本発明の実施の形態である積層型バリスタの側面断面図本発明の実施の形態である積層型バリスタの平面断面図本発明の実施の形態である積層型バリスタの分解斜視図

符号の説明

１積層型バリスタ
２ａセラミック焼結体
２ｂセラミック焼結体
２ｃセラミック焼結体
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆ内部電極層
４ａ、４ｂ外部電極
５穴

Claims

非直線抵抗特性を有するセラミック焼結体と、
前記セラミック焼結体内に、交互に引き出し部分を持つ平行に重なった内部電極層と、
前記内部電極層と両端面にて接続されている外部電極とを有する積層型バリスタにおいて、
前記内部電極層に、上下の前記セラミック焼結体を連結させる穴を備えた、積層型バリスタ。
前記内部電極層が、Ａｇを主成分とする材料を用いて構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の積層型バリスタ。
前記内部電極層の穴が、引き出し部分の付近にのみ存在している、請求項１及び２のいずれかひとつに記載の積層型バリスタ。
前記内部電極層の穴が、積層体の最下層部にのみ存在している、請求項１〜３のいずれかひとつに記載の積層型バリスタ。