JPH0113363Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、電源線路または信号線路に発生する
外雷サージ電圧や開閉サージ電圧を吸収抑制する
働きをもつセラミツクバリスタを主構成物とする
サージ吸収器に関するものである。

従来例の構成とその問題点 近年、酸化亜鉛を主体としたセラミツクバリス
タ（以下単にバリスタという）を主構成物とする
サージ吸収器は、その大きな電流耐量と優れた電
圧〜電流特性から、電力関連または信号機器関連
分野において優れた異常電圧吸収器として幅広く
適用されつつある。このサージ吸収器に組み込ま
れたバリスタの両面に形成された電極と外部電極
端子との接続には、通常圧接方式と半田付け方式
があるが、いずれの場合にも接続の状態がサージ
吸収器のサージ耐量特性に大きく影響を与えるた
め重要である。そして、圧接方式はバネを用いる
ため、構成が複雑で部品点数が増える等の欠点が
あり、一般的には半田付け方式が採用されている
のが現状である。

以下、図面を参照しながら従来のサージ吸収器
におけるバリスタと外部電極端子との半田付け方
式について説明を行う。

まず、第１図は従来の半田付け方式における外
部電極端子を示すものである。第１図において、
１は外部電極端子、２は上記電極端子１の円形形
状をなす半田付け面で、この半田付け面２が後述
するバリスタの電極に半田付けされる。３は上記
外部電極端子１の外周上に設けられたオネジ端子
部で、電源線または信号線等の電線がナツトでも
つて直接接続される部分である。

第２図はバリスタ４を示し、５は円板状をした
バリスタ焼結体であり、６及び６ａは上記バリス
タ焼結体５の平面部上に相対して設けられた電極
で、通常銀ペースト等を焼付けることによつて得
られる。７は上記電極６上にスクリーン印刷され
たペースト状の半田層で、上記外部電極端子１の
半田付け面２に対応した寸法形状を有している。
また、この半田層７にはフラツクスが含まれてお
り、上記外部電極端子１の半田付け面２をこの半
田層７に圧接し、220〜240℃で所定の時間、加熱
を行えば両者の半田付け接続が行われる。

第３図は上述のようにして外部電極端子１とバ
リスタ４の電極６を半田付け接続した状態を示し
ている。８は加熱によつて溶けた半田層７の半田
金属部である。なお、電極６ａ上にも同様に外部
電極端子１ａが半田接続されるが、第１図〜第３
図にはこれらの外部電極端子１ａや半田層７ａは
示していない。

以上のように構成されたサージ吸収器の２つの
外部電極端子１，１ａ間にサージ電圧が印加され
た場合、サージ電流がバリスタ焼結体５へ流れ込
むこととなるが、その流入経路は、オネジ端子部
３→半田付け面２→半田金属部８→電極６→バリ
スタ焼結体５→電極６ａ→他方の外部電極端子１
ａの半田付け面２ａ、オネジ端子部３ａ（ともに
図示せず）となる。この経路からも解るように、
外部電極端子１，１ａの半田付け面２，２ａと電
極６，６ａとの半田金属部８，８ａ（８ａは図示
せず）を介しての接続状態は、サージ吸収器のサ
ージ耐量特性を確保する上できわめて重要であ
る。すなわち、接続状態が不十分な状態では、
10000アンペアを超えるサージ電流が流入した場
合、半田付け面２，２ａと電極６，６ａの間にお
いてアークが発生し、そのアークによつて電極
６，６ａが蒸発したり、または半田付け面２，２
ａと電極６，６ａとが切り離されたりし、十分な
サージ耐量特性が発揮できないという問題が発生
する。

第４図は第３図における上述した接続部の状態
を示したもので、９は半田付け面２と電極６の間
の中央部付近に加熱中、周辺に逃げ切れず残留し
たフラツクスであり、これはもう一方の半田付け
面２ａと電極６ａとの間においても同様である。
すなわち、従来の構造によると外部電極端子１，
１ａの半田付け面２，２ａは全ての面上で電極
６，６ａと接続されているのではなく、残留した
フラツクス９，９ａ（９ａは図示せず）の影響で
その周辺のみで接続されているのである。したが
つて、フラツクス９，９ａが絶縁物であるため、
サージ電流が半田金属部８，８ａに集中し、バリ
スタ焼結体５に均等に電流が流れることができ
ず、サージ耐量特性を低下させる原因となつてい
た。また、外部電極端子１，１ａの十分な接着強
度も得られないという欠点も有していた。そのた
め、サージ耐量特性並びに外部電極端子との接着
強度の向上したサージ吸収器の開発が望まれてい
た。

考案の目的 本考案は上記欠点に鑑み、外部電極端子の半田
付け面とバリスタ焼結体の電極との間のフラツク
スの残留を低下させ、均等な電極面全体の半田接
続により、より大きなサージ耐量特性並びにより
強い電極接着力を有したサージ吸収器を提供しよ
うとするものである。

考案の構成 この目的を達成するために本考案におけるサー
ジ吸収器は、板状でその平面部に電極を有するセ
ラミツクバリスタの上記電極面に半田層を介して
半田付けされた外部電極端子の半田付け面の断面
形状を凸形状としてなるものである。このように
外部電極端子の半田付け面の断面形状を凸形状と
することによつて、外部電極端子の半田付け面を
バリスタの半田層に圧接した場合、外周に広がつ
たくさび状の空間が半田層との間に形成されるた
め、この形状空間を利用することにより半田加熱
時にフラツクスは周縁外部へ押し出され、残留フ
ラツクスが低減でき、バリスタ電極面への外部電
極端子の半田付けが均一に行われることとなる。

実施例の説明 以下、本考案の実施例について図面を参照しな
がら従来例と同一箇所には同一番号を付して説明
する。

まず、第５図は本考案の第１の実施例における
サージ吸収器の外部電極端子を示しており、外部
電極端子１０は半田付け面２の表面が滑らかな曲
線の凸形状に加工された凸面部１１を有する断面
形状となつている。１２はこの凸面部１１が上記
半田層７に圧接された時にその半田層７との間に
形成されるくさび状の空間である。上記外部電極
端子１０を第６図に示すようにバリスタ４の電極
６面に半田付けして本考案のサージ吸収器は構成
される。ここで、外部電極端子１０を上記半田層
７に圧接して220〜240℃に加熱すると、時間の経
過とともに半田及びフラツクスが溶融し、比重の
軽いフラツクスは半田上に浮き、上記くさび状空
間１２に沿つて外部電極端子１０の周縁部へ押し
やられる。そのため、これまで外部電極端子１０
の半田付け中央部に残留していたフラツクス分は
大きく低減することになる。このように残留フラ
ツクスが低減することによつて、これまで阻害さ
れていた外部電極端子１０の半田付け中央部への
半田も流れやすくなり、バリスタ４の電極６面に
外部電極端子１０の半田付けが均一に行われるこ
ととなる。

この第１の実施例のように外部電極端子１０の
半田付け面２が凸面部１１を有することにより、
残留フラツクスを低減することができ、またバリ
スタ４の電極６の全面に外部電極端子１０の均一
な半田付けができる。そして、これらによつてサ
ージ耐量特性並びに外部電極端子１０の接着強度
がそれぞれ向上することとなる。ここで、本実施
例においては外部電極端子１０の半田付け面２に
凸面部１１を形成したが、これはかまぼこ形状で
もよい結果を得ることができる。

第７図は本考案の第２の実施例における外部電
極端子１３を示し、１４は半田付け面２の表面を
円錐状に加工した部分であり、１５は上記半田層
７とこの円錐状部分１４との間にくさび状に形成
された空間である。この第２の実施例の外部電極
端子１３を用いても上記第１の実施例と同様な動
作及び効果を有し、本考案の目的を十分に達成す
ることができる。

第８図は本考案の第３の実施例における外部電
極端子１６を示し、１７は半田付け面２の表面を
円錐台状に加工した部分であり、Ａはその円錐台
状部分１７の頂部における平面部である。第９図
はこの外部電極端子１６をバリスタ４の電極６面
に半田付けしたサージ吸収器を示している。この
第３の実施例における外部電極端子１６は、上記
第１及び第２の実施例と同様に円錐台のほぼ円錐
部分で上述の動作と効果をもつくさび状の空間１
８を形成すると同時に、上記半田層７に外部電極
端子１６を圧接した時に上記平面部Ａによつてそ
の外部電極端子１６がおのずとバリスタ４の電極
６に対し垂直に固定されることとなり、垂直を確
保するための手段をもたない簡単な治具で半田付
けを行うことができるという効果をさらに有す
る。ここで、円錐台状部分１７は、凸部中央の一
部に平面部を有すれば、他の形状としてもよいも
のである。

第１０図は本考案の第４の実施例における外部
電極端子１９を示し、半田付け面２の凸形状の断
面形状をメタリコン電極層２０，２１にて形成し
ているものである。すなわち、半田付け面２の中
央に周辺を残して銅、アルミニウム等の金属溶射
により第１のメタリコン電極層２０が設けられ、
その第１のメタリコン電極層２０の中央表面に周
辺を残し同様に第２のメタリコン電極層２１が設
けられている。このように構成された外部電極端
子１９の半田付け面２の断面は凸形状となり、そ
れにより得られたくさび形状空間と第１，第２の
メタリコン電極層２０，２１の表面の細かな凹凸
により、残留フラツクスの外部電極端子１９の周
縁部への流出がより一層良好になるという効果を
さらに有するものである。

ここで、本実施例では２層のメタリコン電極層
２０，２１の場合について説明したが、これは１
層または３層以上の多層でも上述と同様な動作と
効果を有するものである。また、メタリコン電極
層周縁部の階段状段差はできるだけスロープ状に
し、無階段層にする方が望ましいことは言うまで
もない。

なお、上記の実施例の説明においては、バリス
タ４の電極６ａ面側の外部電極端子についての説
明を省略している。

考案の効果 以上のように本考案におけるサージ吸収器は構
成されているものであり、バリスタの電極面に半
田接続される外部電極端子の半田付け面の断面形
状を凸形状としたことによつて、残留フラツクス
を低減することができるとともに電極全面に外部
電極端子の均一な半田付けができることとなる。
また、それによつてサージ耐量特性並びに外部電
極端子の接着強度がそれぞれ向上するものであ
る。また、凸形状の凸部中央の一部に平面部を設
けることにより、外部電極端子のバリスタ電極に
対する垂直度を特別な治具を用いることなく確保
することができる。さらに、凸形状をメタリコン
電極層にて形成することにより、上述した残留フ
ラツクスの低減、外部電極端子の均一な半田付け
の効果がさらに促進されるといつた効果を有する
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のサージ吸収器を構成する外部電
極端子の断面図、第２図は同バリスタの断面図、
第３図は従来のサージ吸収器を示す断面図、第４
図は同第３図の半田付け部の拡大断面図、第５図
は本考案のサージ吸収器を構成する外部電極端子
の第１の実施例を示す断面図、第６図は第５図の
外部電極端子を用いた第１の実施例のサージ吸収
器を示す断面図、第７図及び第８図は本考案の第
２，第３の実施例における外部電極端子をそれぞ
れ示す断面図、第９図は第８図の外部電極端子を
用いた第３の実施例のサージ吸収器を示す断面
図、第１０図は本考案の第４の実施例における外
部電極端子を示す断面図である。 ２……半田付け面、４……セラミツクバリス
タ、６，６ａ……電極、７，７ａ……半田層、１
０，１３，１６，１９……外部電極端子、１１，
１４，１７……凸形状の断面部分（凸面部、円錐
状部分、円錐台状部分）、２０，２１……メタリ
コン電極層。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 板状でその平面部に電極を有するセラミツク
   バリスタの上記電極面に半田層を介して半田付
   けされる外部電極端子の半田付け面の断面形状
   を凸形状としてなるサージ吸収器。 (2) 凸形状の凸部中央の一部に平面部を有する実
   用新案登録請求の範囲第１項記載のサージ吸収
   器。 (3) 凸形状の断面形状を１層または多層のメタリ
   コン電極層で形成してなる実用新案登録請求の
   範囲第１項または第２項記載のサージ吸収器。