JPH03239304A - 積層バリスタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電圧非直線性抵抗体として機能する積層バリ
スタに関し、特に、より少ない内部電極数でより優れた
耐サージ特性が得られる積層バリスタに関する。

（従来の技術） 電圧非直線性抵抗体Ｃ以下バリスタと略す）は、サージ
吸収素子や電圧安定化素子等において広く用いられてい
る。バリスタの電気的特性は、次の実験式で表される。

１／　ｉ　＝　（Ｖ／Ｖ＋　）′ｘ 上記式において、■は素子を流れる電流を、■は印加電
圧を、■８は素子にｉＡの電流が流れたときの端子間電
圧で通常１ｍＡの値をとり、バリスタ電圧Ｖｌｅ＋ｌｊ
と称されている。αは電圧非直線係数と称されており、
バリスタを電気回路に組み込んだ場合に電圧が如何に制
御されるかを示すものであり、αが大きい程電圧制御性
に優れている。

近年、通信機等に採用される電子機器の分野では、小型
化、集積化がゑ、速に進んできており、これに伴ってバ
リスタにおいても実装密度を高めるための超小型化ある
いは低電圧化の要求が高くなってきている。

上記のような要求に対応するものどして、積層バリスタ
が提案されている（特公昭５８−２３９２１号公報）。

この積層バリスタは、第６図に示すように、内部電極形
式用の電極ペースト２１〜２４が上面に印刷された複数
枚のセラミックグリーンシート２５〜２日を電極ペース
トの印刷されていない適当枚数のセラミックグリーンシ
ート２９〜３２と共に積層し、一体焼威して得られた焼
結体を用いて構成されている。この積層バリスタでは、
内部電極を介してバリスタ材料よりなる焼結体層が積層
された構造を有するため、半導体結晶粒子を粗大に成長
させることなく内部電極間の粒界数を減少させることが
でき、動作電圧の低電圧化が容易である。

〔発明が解決しようとする技術的８！￥題〕しかしなが
ら、上記の積層型バリスフでは、動作電圧の低電圧化に
伴うサージ耐量の低下を補うために、内部電極の面積を
十分な大きさに確保する必要がある。その結果、内部電
極を１０層以上に積層する必要があるが、近年の通信機
等に採用される電子機器の分野では、特に、幅及び長さ
寸法の縮小化だけでなく、低背化についての要求も強く
なってきている。従って、低背化の要求を満たすには、
内部電極の積層数をできる限り低減することが求められ
ている。

よって、本発明の目的は、サージ耐量を低下させること
なく内部電極の積層数を低減し得る構造を備えた積層バ
リスタを提供することにある。

〔技術的課題を解決するための手段〕

本発明は、電圧非直線性抵抗特性を示ず材料よりなる焼
結体と、焼結体の外周側面直こ形成された第１．第２の
外部電極と、焼結体内において焼結体層を介して厚み方
向乙二重なり合うように配置された複数の内部電極とを
備え、この複数の内部電極が第１の外部電極に接続され
る第ｊの内部電極と、第２の外部電極に接続される第２
の内部電極とを有する積層バリスタｔこおいて、下記の
構成を備えることを特徴とする。

すなわち、第１または第２の内部電極は、第２または第
１の外部電極の形成されている領域を除いた焼結体の外
周側面に露出されている。そして、第１または第２の内
部電極の露出されている内部電極端縁のうち、第１また
は第２の外部電極と接続される部分を除いた部分が、絶
縁材料で被覆されていることを特徴とする。

〔作用〕

第１または第２の内部電極は、その内部電極が接続され
てはならない第２または第１の外部電極が形成されてい
る外周側面領域を除いて、焼結体の外周側面に露出され
ている。従って、第１または第２の内部電極は、その内
部電極が電気的に接続される第１または第２の外部電極
と接続される端縁部分以外でも焼結体の外周側面に露出
されている。

すなわち、焼結体を厚み方向に観察したとすると、内部
電極は焼結体の平面領域において他方電位に接続される
外部電極が形成されている領域を除いて該平面領域のほ
ぼ全域に至るように形成される。よって、本発明によれ
ば、１層あたりの内部電極の面積を拡大することができ
るため、１層あたりのサージ耐量を高めることが可能と
なる。

よって、サージ耐量を低下させることなく内部電極の積
層数を減少させることが可能となる。

なお、焼結体の外周側面に露出されている第１または第
２の内部電極端縁のうち、露出してはならない部分、す
なわち第１または第２の外部電極と接続される部分以外
の端縁部分は、別途設けられる絶縁材料で被覆されてい
るため、第１または第２の内部電極間の短絡のおそれは
、該絶縁材料で防止される。

〔実施例の説明〕

以下、図面を参照しつつ本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明の一実施例の積層バリスタにおいて外
部電極を形成する前の状態を示す斜視図である。電圧非
直線性抵抗特性を示す半導体セラミンク材料よりなる矩
形の焼結体１内に、第１の内部電極２．３と、第２の内
部電極４．５とが交互に焼結体層を介して重なり合うよ
うに配置されている。

焼結体１の上面及び下面を除く４つの側面を、側面１ａ
、ｌｂ、ｌｃ、ｌｄとする。第１の内部電極２．３は、
側面１ａに露出されている。同様に、第２の内部電極４
，５は、側面１ａと対向する側面１ｃに露出されている
。

そして、第３図から明らかなように、この側面ｌａ、ｌ
ｃに、第１．第２の外部電極６．７が形成されている。

第１の外部電極６は、第１の内部電極２．３に電気的に
接続されており、第２の外部電極７は第２の内部電極４
，５に電気的に接続されている。

他方、第１図及び第２図から明らかなように、第１の内
部電極２．３及び第２の内部電極４．５は、焼結体１の
側面１ｂ、ｌｄにも露出されている。すなわち、第１の
内部電極２，３は、第２の外部電極７が形成されている
側面１ｃを除く他の側面Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｄに露出されて
おり、同様に、第２の内部電極４，５は焼結体１の側面
１ｂ、１ｃ、ｌｄに露出されている。

特公昭５８−２３９２１号に開示されている積層バリス
タでは、内部電極が第２図の側面１ｂ１ｄには露出され
ておらず、内部電極の側端縁と側面１ｂ、ｌｄとの間に
絶縁性を確保するためにサイドマージン領域が形成され
ていた。これに対して、本実施例の積層バリスタでは、
このようなサイドマージン領域が形成されておらず、内
部電極２〜５が焼結体１の側面１ｂ、ｌｄに露出する幅
に形成されているため、−層あたりの内部電極面積が拡
大される。

もっとも、第１．第２の内部電極２〜５ば、焼結体１の
側面１ｂ、ｌｄにも露出されているため、本実施例の積
層バリスタでは、内部電極２〜５間の絶縁を確保するた
めに、側面１ｂ、ｌｄ上に絶縁層８．９が形成されてい
る。

絶縁層８．９は、任意の絶縁材料で側面１ｂ１ｄを被覆
することにより形成されている。用い得る絶縁材料とし
ては、例えばガラスまたは合成樹脂が挙げられる。

本実施例の積層バリスタでは、内部電極１肩当たりの面
積が拡大されるために、サージ耐量が高められる。よっ
て、サージ耐量を低下させることなく内部電極２〜５の
積層数を低減することが可能とされている。

第１図〜第３図を参照して説明した積層バリスタでは、
焼結体１としては平面形状が矩形の直方体状の物を用い
たが、焼結体の平面形状は任意である。例えば、円板状
の積層型焼結体を用い、第１、第２の外部電極が形成さ
れる側面領域以外の側面領域を絶縁層で被覆すれば、上
記実施例と同様に第１及び第２の内部電極を第２または
第１の外部電極が形成される側面領域を除いた焼結体の
外周側面全体に渡り露出させることができ、同様に内部
電極−肩当たりの面積を拡大することができる。

次に、第１図〜第３図を参照して説明した実施例の製造
方法の一例を説明し、併セて具体的な実験に基づ〈従来
例との比較結果を説明する。

まず、主成分材料である酸化亜鉛に対し、酸化プラセオ
ジウム、酸化コバルト、酸化マダイ、シウム、酸化クロ
ム及び炭酸カリウムを、プラセオジウム、コバルト、マ
グネシウム、クロム及びカリウムに換算して、それぞれ
、０６５重里％、２゜０重量％、０．１重量％、０．　
１重量％、０．１重量％の組成比率となるように秤量し
、イオン交換水を用いて２４時間混合した。

次に、混合した組成物を濾過し、乾燥した後、ｓ　ｏ　
ｏ　’ｃの温度で２時間仮焼し、ボールミルにより十分
粉砕した。

粉砕された仮焼済原料に、有機バインダを混合し、ドク
ターブレード法により約２０μｍ程度の厚みの均一なグ
リーンシートを形成した後、該グリーンシートを矩形状
に切断した。

得られた矩形状グリーンシートに、白金に有機ビヒクル
を混合してなる電極ベーストをスクリーン印刷し、内部
電極を形成した。このようにして得られたグリーンシー
トを第４図に示すように積層した。第４図において、１
１〜１８はグリーンシートを示す。グリーンシート１３
〜１６の上面には、それぞれ、内部電極を形成するため
の電極ペースト２〜５が図示のように印刷されている（
電極ペーストの参照番号は、前述した内部電極と対応さ
せるために、第１図の内部電極の参照番号と同一の参照
番号を用いた）。

次に、得られた積層体を２ｔ／ｃＪの圧力をかけて厚み
方向に圧着した後、厚み方向に切断して所定の大きさの
積層体を得た。得られた積層体を空気中にて１２００　
’Ｃの温度で２時間焼成した。

上記のようにして、第５図に示す焼結体１を得た。得ら
れた積層体１の側面］ｂ、１ｄに、硼素、硅素、ビスマ
ス、鉛及び亜鉛からなるガラスペーストを塗布し、７０
０°Ｃの温度で焼き付け、ガラスからなる絶縁層８．９
（第１図参照）を形成した。

次に、焼結体１の側面１ａ、１ｃに、Ａｇペーストを塗
布し、６００°Ｃの温度で焼き付けることにより、外部
電極６，７（第３図参照）を形成することにより、実施
例の積層バリスタを得た。

得られた積層バリスタにつき、バリスタ電圧■１Ａと、
素子に８×２０μ秒の標準インパルス電流を５分間かけ
て２回印加した後のバリスタ電圧の変化率ΔＶ　ｌ　ｍ
Ａ　／　Ｖ　ｌ　、、Ａ　とを測定した。

また、比較のために、従来例として、内部電極２〜５の
側方にザイドマージン領域を形成した、すなわち焼結体
１の側面１ｂ、ｌｄに内部電極２〜５が露出していない
特公昭５８−２３９２１号に開示された構造を有する積
層バリスタを製作した。なお、この従来例の積層バリス
タについては、内部電極層数が１０及び１５のものを製
作し、実施例のものと同様にして特性を測定した。

測定結果を下記の第１表に示す。第１表から明らかなよ
う乙こ、実施例の積層バリスタで＋ｊ、内部電極層数が
６及び４の何れの場合であっても、従来例に比べてΔＶ
　ｌｎＡが小さく　（１００Ａの場合）、内部電極層数
が１５の従来例と同等の耐サージ性を示すことがわかる
。

（以下、余白） １ 第　　　１　　　表 〔発明の効果〕 以上のように、本発明の積層バリスタによれば、−層重
たりの内部電極の面積を拡大することができるため、ザ
ージ耐量を低下させることなく、従来の積層バリスタに
比べて内部電極の積層数を大幅に減少させることが可能
となる。従って、積層バリスタの素子厚めを薄くするこ
とができるため、低背化に対応した積層バリスタを提供
することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の積層バリスタにおいて外部
電極が形成される前の状態を示す斜視図、第２図は第１
図のｎ−ｎ綿に沿う断面図、第３し１１□を本発明の一
実施例にかかる積層バリスタの断面２ 図、第４図は本発明の一実施例の積層バリスタを作製す
るのに用いられるグリーンシート及びその上に印刷され
る電極ペーストの平面形状を説明するための分解斜視図
、第５図は本発明の一実施例の製作に用いられる焼結体
を示す斜視図、第６図は従来例の積層バリスタの作製に
用いられるグリンシート及びその上に印刷される電極ペ
ーストを示す分解斜視図である。 図において、１は焼結体、１ａ〜１ｄは焼結体の側面、
２．３は第１の内部電極、４．５は第２の内部電極、６
は第１の外部電極、７は第２の外部電極、８．９は絶縁
層を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）電圧非直線性抵抗特性を示す材料よりなる焼結体
   と、焼結体の外周側面に形成された第１，第２の外部電
   極と、焼結体内において焼結体層を介して厚み方向に重
   なり合うように配置された複数の内部電極とを備え、複
   数の内部電極が、第１の外部電極に接続される第１の内
   部電極と、第２の外部電極に接続される第２の内部電極
   とを有する積層バリスタにおいて、 前記第１または第２の内部電極が、第２または第１の外
   部電極が形成されている領域を除いた焼結体の外周側面
   に露出されており、かつ露出されている内部電極端縁の
   うち、第１または第２の外部電極と接続される部分を除
   いて絶縁材料で被覆されていることを特徴とする積層バ
   リスタ。