JP3377372B2

JP3377372B2 - 積層形電圧非直線抵抗器

Info

Publication number: JP3377372B2
Application number: JP15300796A
Authority: JP
Inventors: 昭仁近藤
Original assignee: マルコン電子株式会社
Priority date: 1996-05-24
Filing date: 1996-05-24
Publication date: 2003-02-17
Anticipated expiration: 2016-05-24
Also published as: JPH09320812A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電圧非直線抵抗器
に係り、特に、バリスタ組成材料および内部電極の組成
材料に改良を施した積層形電圧非直線抵抗器に関する。

【０００２】

【従来の技術】バリスタと呼ばれる電圧非直線抵抗器
は、電圧が上昇すると抵抗が著しく減少し、流れる電流
が増大する素子であり、電話回線におけるクリック音の
吸収、および電子・電気機器の内部から発生するサージ
電流の吸収による機器や部品の保護などに広く用いられ
ている。このような電圧非直線抵抗器は、構造上の特徴
からディスク型、および積層形等の種類に分けることが
できるが、積層形はディスク形に比べて小形の素子を構
成しやすく、各種回路基板に表面実装することが可能で
ある。このため、近年の電子機器に対する小形化の要請
に伴って、スペース効率の良い積層形の電圧非直線抵抗
器が広く普及している。

【０００３】このような積層形電圧非直線抵抗器は、図
４に示すように、銀−パラジウム（Ａｇ−Ｐｄ）、もし
くは白金（Ｐｔ）からなる内部電極１と酸化亜鉛（Ｚｎ
Ｏ）を主成分とする焼結体２とが複数積層された積層体
３を有している。また、内部電極１の一部は、積層体３
の側面において露出した導出部４となっているが、導出
部４以外は焼結体２に囲まれている。そして、積層体３
の側面には外部電極５が形成され、導出部４が外部電極
５に接することにより、外部電極５と内部電極１とが電
気的に接続されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような従来の積層形電圧非直線抵抗器においては、以下
のような問題点があった。すなわち、内部電極１の材料
としてＰｔが主体とされているが、このＰｔは高価であ
るため、積層形電圧非直線抵抗器の製造コストが高くな
る。また、Ａｇ−Ｐｄでは、内部電極１に含まれている
Ａｇが焼成中に焼結体２中に拡散し、積層形電圧非直線
抵抗器の電圧・電流特性の悪化を招く可能性がある。

【０００５】本発明は、上記のような従来技術の課題を
解決するために提案されたものであり、その目的は、特
性を劣化させることなく、製造コストの低減を実現する
ことができる積層形電圧非直線抵抗器を提供することで
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記のような問題点を解
決するために、請求項１記載の発明は、バリスタ機能を
有するバリスタ組成材料内に複数の内部電極が積層さ
れ、前記内部電極に外部電極が接続された積層形電圧非
直線抵抗器において、前記内部電極の主成分がＡｇであ
って、前記バリスタ組成材料が、酸化亜鉛を主成分と
し、Ａｇおよびアルミニウム（Ａｌ）、インジウム（Ｉ
ｎ）、もしくはガリウム（Ｇａ）のいずれか１つが添加
されていることを特徴としている。

【０００７】請求項２記載の発明による積層形電圧非直
線抵抗器は、請求項１記載の発明において、前記バリス
タ組成材料は、酸化銀（Ａｇ₂Ｏ）が０．０１〜０．０
５mol ％、および酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）、酸
化インジウム、もしくは酸化ガリウム（Ｇａ₂Ｏ₃）の
いずれか１つが最大０．０６mol ％添加されていること
を特徴としている。

【０００８】請求項１および２記載の発明によれば、内
部電極の主成分をＡｇとすることにより、製造コストダ
ウンを実現することができる。また、予め酸化亜鉛を主
成分とするバリスタ組成材料中にＡｇを添加することに
より、内部電極からのＡｇの拡散を抑制することができ
る。また、Ａｌ、Ｇａ、もしくはＩｎが添加されている
ため、Ａｇによる電圧・電流特性の悪化が防止される。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、具体的に説明する。なお、本実施の形態は、断面図
が図４に示す従来例と同様であるため、対応する部材に
同一の符号を付して説明する。

【００１０】（１）実施の形態の構成本実施の形態の構成を、製造手段の一例に従って説明す
る。まず、バリスタ組成材料である焼結体２は、以下の
ように構成されている。すなわち、この焼結体２の原料
は、酸化亜鉛を主成分とし、添加物として酸化ビスマ
ス、酸化コバルト、酸化マンガン、酸化ニッケル、酸化
マグネシウム、酸化クロム、酸化鉛、酸化チタン、酸化
アンチモン、酸化バリウム、酸化硅素、および酸化硼素
等の中から２〜３種以上と、酸化銀および酸化アルミニ
ウムとが加えられたものである。

【００１１】これらの原料はボールミルで混合され、乾
燥後、６００〜１０５０℃で仮焼される。仮焼された原
料は粉砕され、有機バインダーと共に溶媒中で分散させ
られることにより、スラリー状となる。このスラリー状
となったものが、ドクターブレード法によって１０μｍ
〜３ｍｍ程度の均一な生シートに形成される。

【００１２】この生シートの一表面に金属ペーストがス
クリーン印刷されることにより、内部電極１が形成され
る。この内部電極１の材料は、Ａｇ、Ｐｄ、もしくはＰ
ｔ等からなるペーストであり、この内部電極１の一辺
は、シートの外周辺にまで達して外部に露出するように
形成されている。

【００１３】以上のような内部電極１が形成されたシー
トによって、積層体３が形成されている。すなわち、上
記内部電極１が交互に重なるように、シートが複数枚積
層圧着され、所定の大きさに切断される。その後、９０
０〜１１００℃で０．５〜８時間焼結することにより一
体化される。そして、内部電極１の導出部４にＡｇペー
ストが塗布され、４５０〜８５０℃で焼付けることによ
って外部電極５が形成される。

【００１４】（２）実施の形態の作用以上のような構成を有する本実施の形態の作用は、以下
の通りである。まず、焼結体組成中にＡｇをＡｇ₂Ｏと
して０．０３mol ％添加した場合の、Ａｌの添加量によ
る電圧・電流特性の関係を図１に示す。この図に示すよ
うに、Ａｌを添加することにより電圧・電流特性が改善
され、Ａｌ₂Ｏ₃としての添加量が０．０６mol ％まで
は、電圧・電流特性は安定している。また、内部電極１
の材料としてＰｔを用いた場合、すなわち、Ａｇの拡散
がない場合と比較しても、同様の結果が得られる。

【００１５】次に、焼結体組成中にＡｌをＡｌ₂Ｏ₃と
して０．０６mol ％添加した場合の、Ａｇ₂Ｏの添加量
による電圧・電流特性の関係を図２に示す。この図に示
すように、Ａｇ₂Ｏ添加量が０．０１〜０．０５mol ％
の範囲では、電圧・電流特性にほとんど変化がないこと
がわかる。すなわち、内部電極１におけるＡｇの拡散が
抑えられ、また、Ａｌにより電圧・電流特性が改善され
ていることが分かる。

【００１６】（３）他の実施の形態本発明は、以上のような実施の形態に限定されるもので
はなく、各部材の形状、大きさ等は適宜変更可能であ
る。すなわち、上記実施の形態においては、焼結体の原
料の添加物としてＡｌを加えた場合を示したが、これに
限らず、ＩｎもしくはＧａをＡｌの場合と同量加えるよ
うにしてもよい。すなわち、Ａｌ₂Ｏ₃の代わりに、Ｉ
ｎ₂Ｏ₃もしくはＧａ₂Ｏ₃を添加するようにしてもよ
い。

【００１７】

【実施例】本発明による積層形電圧非直線抵抗器の一実
施例を以下に説明する。

【００１８】まず、本実施例による電圧非直線抵抗器
は、以下のような条件で製造されたものである。すなわ
ち、焼結体２は、ＺｎＯ（９５．７mol ％）、ＣｏＯ
（１．５mol ％）、ＭｎＯ（１mol ％）、Ｓｂ₂Ｏ
₃（１mol ％）、ＮｉＯ（０．５mol％）、Ｂｉ₂Ｏ₃
（０．３mol ％）、Ａｌ₂Ｏ₃（０．０６mol ％）、お
よびＡｇ₂Ｏ（０．０３mol ％）の組成比により構成さ
れている。この原料に純水を加えて混合し、水分を乾燥
させて６００〜１０５０℃で１時間仮焼し、さらに粉砕
し、有機バインダーを混合してスラリーをつくる。これ
をドクターブレード法により厚さ７０μｍの均一な生シ
ートを形成する。

【００１９】以上のようにして形成された生シート上
に、Ａｇ−Ｐｄ（７０：３０）にＰｔをＡｇ−Ｐｄ比で
０．５ｗｔ％添加したペーストを、スクリーン印刷す
る。そして、このシートを、内部電極１が交互になるよ
うに複数積み重ねて圧着する。これを、焼結後に縦５．
７ｍｍ、横５．０ｍｍとなるように切断し、９００〜１
１００℃で３時間焼結する。その後、内部取出し部に外
部電極５としてＡｇ電極を塗布し、焼付を行う。

【００２０】以上のようにして作られた電圧非直線抵抗
器について、ＰＣＢＴ（Pressure Cooker Bias Test ：
電圧を印加してのプレッシャクッカ試験）を行った結果
を、図３に示す。本試験は、プレッシャクッカによって
設定された温度１２１℃、２気圧の状況下で、１０個の
積層形電圧非直線抵抗器について行ったものであり、２
０時間毎にその劣化数を調べたものである。その結果、
同図に示すように、本実施例による電圧非直線抵抗器
は、１００時間経過した後でも全く劣化せず、優れた特
性を有していることが分かる。

【００２１】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、酸化亜
鉛を主成分とする焼結体材料中にＡｇ及びＡｌ、Ｇａま
たはＩｎを添加することにより、特性を劣化させること
なく、製造コストダウンの実現が可能な積層形電圧非直
線抵抗器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態による積層形電圧非直線
抵抗器のＡｌ添加量と電圧・電流特性との関係を示すグ
ラフ

【図２】同実施の形態におけるＡｇ₂Ｏ添加量と電圧・
電流特性との関係を示すグラフ

【図３】本発明の一実施例による電圧非直線抵抗器につ
いてのＰＣＢＴの試験時間と劣化数と示す表

【図４】一般的な積層形電圧非直線抵抗器を示す縦断面
図

【符号の説明】

１…内部電極２…焼結体３…積層体４…導出部５…外部電極

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】バリスタ機能を有するバリスタ組成材料内
に複数の内部電極が積層され、前記内部電極に外部電極
が接続された積層形電圧非直線抵抗器において、前記内
部電極の主成分が銀であって、前記バリスタ組成材料
が、酸化亜鉛を主成分とし、銀及びアルミニウム、イン
ジウム、もしくはガリウムのいずれか１つが添加されて
いることを特徴とする積層形電圧非直線抵抗器。
【請求項２】前記バリスタ組成材料は、酸化銀が０．
０１〜０．０５mol％、及び酸化アルミニウム、酸化イ
ンジウム、もしくは酸化ガリウムのいずれか１つが最大
０．０６mol ％添加されていることを特徴とする請求項
１記載の積層形電圧非直線抵抗器。