JP2800896B2 - 電圧非直線抵抗体 - Google Patents

電圧非直線抵抗体

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JP2800896B2
JP2800896B2 JP62224677A JP22467787A JP2800896B2 JP 2800896 B2 JP2800896 B2 JP 2800896B2 JP 62224677 A JP62224677 A JP 62224677A JP 22467787 A JP22467787 A JP 22467787A JP 2800896 B2 JP2800896 B2 JP 2800896B2
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internal electrode
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linear resistor
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充弘 村田
康行 内藤
和敬 中村
政彦 川瀬
豊 島原
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Murata Manufacturing Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01CRESISTORS
    • H01C7/00Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/10Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material voltage responsive, i.e. varistors
    • H01C7/1006Thick film varistors

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Thermistors And Varistors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、複数の内部電極と焼結体とが積層構造とな
っている電圧非直線抵抗体に関する。 従来の技術 この種の電圧非直線抵抗体としての積層バリスタの典
型的な先行技術は、特公昭58−23921号公報に開示され
ている。即ち、この先行技術の積層バリスタ1は、第4
図および第5図に示されるように、バリスタ特性を有す
る6枚のグリーンシート2a〜2fを積層して加圧されたバ
リスタ素子3と、内部側のグリーンシート2b〜2e表面に
所定のパターンで形成された内部電極4と、内部電極4
と電気的に接続された外部電極5とを含み、前記内部電
極4はバリスタ素子3両端に交互に露出するよう、換言
すれば内部電極3の外部への取出し部分以外の部分はグ
リーンシート2a〜2fで囲まれた構成となっている。 発明が解決しようとする問題点 上記先行技術では、積層化、薄層化によって低バリス
タ電圧でかつ特性の優れたバリスタを得ることができ
る。しかしながら、各グリーンシート2a〜2f相互の接合
は、内部電極4の周縁部6で行われているだけであり、
したがって抗折強度が比較的弱く、そのためサージ並び
にエネルギー耐量が劣っているという問題を有してい
る。 本発明は、上述の技術的課題を解決し、低バリスタ電
圧でかつ特性が優れ、しかも抗折強度を上げ、サージ並
びにエネルギー耐量を向上するようにした電圧非直線抵
抗体を提供することを目的とする。 問題点を解決するための手段 上記目的を達成するため、本発明は複数の内部電極と
焼結体とが積層構造となっている電圧非直線抵抗体にお
いて、前記内部電極は、外部接続用電極部分のみが焼結
体外部に露出し残余の部分が焼結体に囲まれている第1
種類の内部電極と、外部接続用電極部分を有さずかつす
べての電極部分が焼結体外部に露出せずに焼結体に囲ま
れている第2種類の内部電極とを有し、これらの第1種
類の内部電極と第2種類の内部電極とは交互に積層され
ていると共に、第1種類の内部電極は途中で分断されて
いることを特徴としている。 作用 上記構成によれば、第1種類の内部電極は途中で分断
されている。したがって内部電極の周縁部だけでなく、
分断部分でも焼結体相互の接合がなされる。また一方、
第2種類の内部電極はすべての電極部分が外部に露出せ
ず焼結体に囲まれているので、第2電極の全周において
焼結体相互の接合がなされる。 そして、第1種類の電極と第2種類の電極が交互に接
続されているところから焼結体全体にわたって抗折強度
を上げることができ、これによってサージ並びにエネル
ギー耐量を向上することが可能となる。 尚、抗折強度が上がるとサージ及びエネルギー耐量が
増すのは次の理由による。即ち、バリスタにサージ等の
電圧が加わって電流が流れると、そのエネルギーによっ
てバリスタが局部的に発熱する。そして、この発熱によ
る局部的な熱膨張により歪みが生じ、バリスタがそれに
耐えられなくなると破壊に至る。つまり熱破壊である。
それ故バリスタの機械的強度が強ければ強いほど、発生
した歪みに対して耐えて破壊しにくくなるのである。 実 施 例 以下、本発明の一実施例説明する。第1図は本発明に
係る電圧非直線抵抗体の断面図であり、第2図は電圧非
直線抵抗体の斜視図であり、第3図はその分解斜視図で
ある。電圧非直線抵抗体としてのバリスタ10は、バリス
タ特性を有する7枚のグリーンシート11a〜11g(総称す
るときは参照符11で示す)を積層して加圧圧着されたバ
リスタ素子12と、内部側のグリーンシート11b〜11f表面
に所定のパターンで形成された内部電極13と、バリスタ
素子12両端に設けられている外部電極14とから構成され
ている。 内部電極13は、外部電極14と電気的に接続される外部
接続用電極部分15aを有する第1種類の内部電極15と、
外部接続用電極部分を有さない第2種類の内部電極16と
を有する。第1種類の内部電極15は、外部接続用電極部
分15aのみがバリスタ素子12両端に露出しており、残余
の電極部分15bがグリーンシート11に囲まれており、し
かも途中で分断されている。この分断部分15cを設ける
ことによって、内部電極13の周縁部だけでなく分断部分
15cにおいてもグリーンシート11相互の接合がなされる
ため、その分抗折強度を大とすることができる。 一方、第2種類の内部電極16は、そのすべての電極部
分がグリーンシート11に囲まれて構成されている。これ
らの第1種類の内部電極15と第2種類の内部電極16と
は、交互に積層されており、相互の間隔l1はたとえば0.
2mm以下に選ばれている。0.2mm以下にする理由は、単板
では厚みが0.2mm以下のものを製造することが困難であ
り、仮に製造することができても抗折強度が弱いけれど
も、本実施例のようにグリーンシートを使用することに
よって厚みが0.2mm以下のものを容易に製造することが
でき、さらに積層構造とすることによってバリスタ全体
としての抗折強度が向上することができるからである。
またこのようにして薄形化を達成することができその結
果立上がり電圧V1mAの低下を実現することができる。 また前記分断部分15cの間隔l2は0.1mm以上でかつ、第
2種類の内部電極16とグリーンシート11端面との間隔l3
は0.1mm以上に選ばれている。0.1mm以下では、接合面が
小さくなり過ぎ、充分な抗折強度を得ることができない
からである。 ところで、バリスタに対して直流を印加した際には、
従来の積層バリスタでは個々の内部電極がそれぞれ外部
接続用電極部分を有しているため、個々の内部電極の電
界が或る一方向に向くのに対して、本発明に係る積層バ
リスタ10では第1図の参照符Mで示すように第2種類の
内部電極16の電界が二方向となる。したがって本発明に
係るバリスタ10では、電界が有効に分散され、これによ
ってサージ並びにエネルギー耐量が増加する。 次に上記構成を有するバリスタ10の製造方法を説明す
る。先ずグリーンシート11a〜11gを成型する。具体的に
説明すれば、組成比(モル%)がZnO:Bi2O3:Co2O3:Sn2O
3:Cr2O3=97.0:0.5:0.5:0.5:1.0:0.5からなる原料に有
機バインダを加えた材料で薄膜状に成形されたものを、
所定の大きさにカッティングしてグリーンシート11a〜1
1gが得られる。次にグリーンシート11b〜11fに内部電極
13を形成する。具体的に説明すれば、Pd,Ag,Zn,ワニ
ス、溶剤からなるペーストAをグリーンシート11a〜11g
のうちの内方側の5枚のグリーンシート11b〜11fの表面
に第3図に示すように所定のパターンで厚さ1〜20μm
となるように印刷された後、後述するように焼成されて
形成される。こうして、第1種類の内部電極15がグリー
ンシート11b,11d,11fに形成され、第2種類の内部電極1
6がグリーンシート11c,11eに形成される。 次に第3図に示すように第1種類の内部電極15と第2
種類の内部電極16とが交互に配置されるようにグリーン
シート11a〜11gを順次積層して加圧圧着し、圧着後は、
空気中で1000〜1350℃で焼成する。こうして内部電極1
5,16が設けられたバリスタ素子12に、両端に露出した外
部接続用電極部分15aと電気的に接続するための外部電
極14が設けられて、バリスタ10が得られる。 なお、前述の実施例では、内部電極13の主体金属とし
てPd,Agが用いられ、添加金属としてZnが用いられたけ
れども、本考案はこれに限定されるものではなく主体金
属は導電性が高く、かつグリーンシート11との一体焼成
可能なものであればよく、また添加金属は内部電極13と
グリーンシート11とのぬれをよくするものであればよ
い。具体的には、主体金属としては、Pt,Pd,Au,Ag,Ni,C
uのうちの1種あるいは2種以上の金属あるいは合金で
あり、添加金属としてはAl,Zn,Sb,Bi,Cdのうちの少なく
とも1種以上である。 次に従来のバリスタおよび本件発明に係るバリスタに
対しての1mAでのバリスタ電圧V1mA、非直線係数α、サ
ージ耐量(A)、エネルギー耐量(J)、および抗折強
度(kg)に関する本件発明者の実験データが第1表に示
されている。ここで試料No.1〜No.3は従来のバリスタで
あり、試料No.4〜No.9は本件発明に係るバリスタであ
る。また試料No.1〜No.3はその層数が第2表に示された
ものが使用され、試料No.4〜No.9はその層数および内部
電極15,16の各層数が第3表に示されたものが使用され
た。また試料No.1〜No.9はいずれもそのサイズが3,2
(縦)mm×1.6(横)mm×1.0(厚み)mmのものが使用さ
れた。なお、サージ耐量は8×20μsecの衝撃波形パル
スを印加したときに試料のバリスタ電圧の変化が10%以
内にとどまる限界の電流ピーク値を表したものである。
またエネルギー耐量は2msecの矩形電圧を試料に印加し
たときに試料のバリスタ電圧の変化が10%以下にとどま
る限界のエネルギー値を表したものである。 第1表から明らかなように本件発明に係るバリスタの
方が、従来のバリスタよりも、サージ耐量、エネルギー
耐量が増加し、また抗折強度が大きくなった。 発明の効果 以上のように本発明によれば、各焼結体は内部電極の
周縁部だけでなく分断部分でも接合されるため、従来の
ものよりも抗折強度を上げることができる。また抗折強
度の向上によってサージ並びにエネルギー耐量を増加す
ることができる。さらに直流印加の際、従来の積層構造
のバリスタでは、個々の内部電極の電界がある一方向に
向くのに対し、本発明では第2種類の内部電極の電界が
二方向となるため電界が有効に分散され、これによって
もまたサージ並びにエネルギー耐量を増加することがで
きる。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明に係る電圧非直線抵抗体の断面図、第2
図は電圧非直線抵抗体の斜視図、第3図はその分解斜視
図、第4図は従来の積層バリスタの断面図、第5図は従
来の積層バリスタの分解斜視図である。 10……バリスタ、11a〜11g……グリーンシート、12……
バリスタ素子、13……内部電極、14……外部電極、15…
…第1種類の内部電極、16……第2種類の内部電極、15
a……外部接続用電極部分、15b……残余の電極部分、15
c……分断部分、l1……第1種類の内部電極15と第2種
類の内部電極16との間隔、l2……分断部分15cの間隔、l
3……第2種類の内部電極16とグリーンシート11端面と
の間隔。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 島原 豊 京都府長岡京市天神2丁目26番10号 株 式会社村田製作所内 合議体 審判長 小池 正利 審判官 林 晴男 審判官 清水 信行 (56)参考文献 特開 昭59−69902(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01C 7/10

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.複数の内部電極と焼結体とが積層構造となっている
    電圧非直線抵抗体において、 前記内部電極は、外部接続用電極部分のみが焼結体外部
    に露出し残余の部分が焼結体に囲まれている第1種類の
    内部電極と、外部接続用電極部分を有さずかつすべての
    電極部分が焼結体外部に露出せずに焼結体に囲まれてい
    る第2種類の内部電極とを有し、 これらの第1種類の内部電極と第2種類の内部電極とは
    交互に積層されていると共に、第1種類の内部電極は途
    中で分断されていることを特徴とする電圧非直線抵抗
    体。 2.前記第1種類の内部電極と前記第2種類の内部電極
    との間隔が、0.2mm以下であることを特徴とする特許請
    求の範囲第(1)項に記載の電圧非直線抵抗体。 3.第1種類の内部電極の前記分断されている間隔が0.
    1mm以上でかつ、第2種類の内部電極と焼結体外部との
    間隔が0.1mm以上であることを特徴とする特許請求の範
    囲第(1)項に記載の電圧非直線抵抗体。 4.内部電極はPt,Pd,Au,Ag,Ni,Cuのうちの1つの金属
    又はこれらの金属から成る合金を主成分として形成され
    ていることを特徴とする特許請求の範囲第(1)項に記
    載の電圧非直線抵抗体。 5.内部電極はPt,Pd,Au,Ag,Ni,Cuのうちの1つの金属
    又はこれらの金属から成る合金を主成分として、添加物
    として、Al,Zn,Sb,Bi,Cdのうちの少なくとも1つ以上を
    添加したものであることを特徴とする特許請求の範囲第
    (1)項に記載の電圧非直線抵抗体。
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DE19931056B4 (de) * 1999-07-06 2005-05-19 Epcos Ag Vielschichtvaristor niedriger Kapazität

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5823921B2 (ja) * 1978-02-10 1983-05-18 日本電気株式会社 電圧非直線抵抗器
JPS5969902A (ja) * 1982-10-15 1984-04-20 日本電気株式会社 三端子型積層バリスタ

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