JPH03262103A - 電圧依存性非直線抵抗体磁器素子 - Google Patents
電圧依存性非直線抵抗体磁器素子Info
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- JPH03262103A JPH03262103A JP6146090A JP6146090A JPH03262103A JP H03262103 A JPH03262103 A JP H03262103A JP 6146090 A JP6146090 A JP 6146090A JP 6146090 A JP6146090 A JP 6146090A JP H03262103 A JPH03262103 A JP H03262103A
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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。
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
本発明は電気機器、電子機器で発生する異常高電圧、ノ
イズ、静電気などから機器の半導体および、回路を保護
するためのコンデンサ特性とバリスフ特性を有する電圧
依存性非直線抵抗体磁器素子に関するものである。
イズ、静電気などから機器の半導体および、回路を保護
するためのコンデンサ特性とバリスフ特性を有する電圧
依存性非直線抵抗体磁器素子に関するものである。
従来の技術
従来、各種の電気機器、電子機器における異常高電圧の
吸収、ノイズの除去、火花除去、静電気対策のために電
圧依存性非直線抵抗特性を有するSiCバリスタや、Z
nO径バリスタなどが使用されている。このようなバリ
スタの電圧−電流特性は近似的に次式のように表すこと
ができる。
吸収、ノイズの除去、火花除去、静電気対策のために電
圧依存性非直線抵抗特性を有するSiCバリスタや、Z
nO径バリスタなどが使用されている。このようなバリ
スタの電圧−電流特性は近似的に次式のように表すこと
ができる。
1= (V/C)α
ここで、■は電流、■は電圧、Cはバリスタ固有の定数
、αは電圧−電流非直線指数である。
、αは電圧−電流非直線指数である。
SiCバリスタのαは2〜7程度、ZnO径バソバリス
クαが50におよびものがある。このようなバリスタは
比較的高い電圧の吸収には優れた性能を有しているが、
誘電率が低く、固有の静電容量が小さいため、バリスタ
電圧以下の比較的低い電圧の吸収にはほとんど効果を示
さず、また誘電損失tan δが5〜10%と大きい。
クαが50におよびものがある。このようなバリスタは
比較的高い電圧の吸収には優れた性能を有しているが、
誘電率が低く、固有の静電容量が小さいため、バリスタ
電圧以下の比較的低い電圧の吸収にはほとんど効果を示
さず、また誘電損失tan δが5〜10%と大きい。
一方、これらの低電圧のノイズなどの除去には見かけの
誘電率が5X10’程度で、tanδが1%前後の半導
体コンデンサが利用されている。しかし、このような半
導体コンデンサはサージなどによりある限度以上の電圧
または、電流が印加されると、静電容量が減少したり破
壊したりしてコンデンサとしての機能を果たさなくなっ
たりする。
誘電率が5X10’程度で、tanδが1%前後の半導
体コンデンサが利用されている。しかし、このような半
導体コンデンサはサージなどによりある限度以上の電圧
または、電流が印加されると、静電容量が減少したり破
壊したりしてコンデンサとしての機能を果たさなくなっ
たりする。
そこで、最近になって5rTi03を主成分とし、バリ
スタ特性とコンデンサ特性の両方の機能を有するものが
開発され、コンピュータなどの電子機器におけるIC,
LSIなどの半導体素子および、回路の保護や電子機器
を相互につなぐケーブルやコネクタなどから侵入するノ
イズの除去に利用されている。
スタ特性とコンデンサ特性の両方の機能を有するものが
開発され、コンピュータなどの電子機器におけるIC,
LSIなどの半導体素子および、回路の保護や電子機器
を相互につなぐケーブルやコネクタなどから侵入するノ
イズの除去に利用されている。
発明が解決しようとする課題
上記の5rTiO,lを主成分とするバリスタとコンデ
ンサの両方の機能を有する素子を、コネクタなどから侵
入するノイズの除去に使用する場合、素子の構成は一般
的に第3図のようになっている。第3図において15は
ドーナツ状をした従来例による素子、16および17は
電極である。このような素子をコネクタに組み込むと一
般的に第4図のようになる。ところが第4図のような構
成にすると、ビン18と素子22の隙間に半田19の一
部が流れ込み、見掛は上の電極間距離が小さくなり、バ
リスタ電圧が低くなるとともにバリスタ電圧に極性がつ
き絶縁抵抗が低くなるといった欠点を有していた。
ンサの両方の機能を有する素子を、コネクタなどから侵
入するノイズの除去に使用する場合、素子の構成は一般
的に第3図のようになっている。第3図において15は
ドーナツ状をした従来例による素子、16および17は
電極である。このような素子をコネクタに組み込むと一
般的に第4図のようになる。ところが第4図のような構
成にすると、ビン18と素子22の隙間に半田19の一
部が流れ込み、見掛は上の電極間距離が小さくなり、バ
リスタ電圧が低くなるとともにバリスタ電圧に極性がつ
き絶縁抵抗が低くなるといった欠点を有していた。
第4図において、20および21は電極、23は半田、
24は共通端子である。
24は共通端子である。
そこで、本発明ではビンと素子の間の隙間に半田の一部
が流れ込んでもバリスタ電圧が変化せず、バリスタ電圧
に極性がつかず、絶縁抵抗が変化しない構成で電極が形
成しやすく、半田付は性が良く、半田耐熱性に優れた安
価な素子を提供することを目的とするものである。
が流れ込んでもバリスタ電圧が変化せず、バリスタ電圧
に極性がつかず、絶縁抵抗が変化しない構成で電極が形
成しやすく、半田付は性が良く、半田耐熱性に優れた安
価な素子を提供することを目的とするものである。
課題を解決するための手段
前記の問題点を解決するために本発明では、5rTi(
hを主成分とした電圧依存性非直線抵抗特性を存する半
導体セラミックを円筒の中央部に円筒状の貫通穴を有す
るように形成し、前記円筒の一方の端面に外周が前記円
筒の外径よりも小さく内周が前記貫通穴と同じ径のドー
ナツ状の電極を設けるとともに、前記貫通穴の内周面に
電極を設け、前記ドーナツ状の電極と前記貫通穴の内周
面の電極を一体化し、前記円筒の他方の端面側で前記円
筒の外周面上に対向する電極を設け、これらに使用する
電極は下地がオーミック性電極であり、上地がCuメ・
ンキ、Niメ・ンキ、Crメ・ンキ、Snメンキ、pb
メッキ、半田メッキ、^Uメッキ、Agメッキ、Pdメ
ッキのうちの一つまたは、複数の種類を重ねたことを特
徴とする電圧依存性非直線抵抗体磁器素子を得ることに
より、問題を解決しようとするものである。
hを主成分とした電圧依存性非直線抵抗特性を存する半
導体セラミックを円筒の中央部に円筒状の貫通穴を有す
るように形成し、前記円筒の一方の端面に外周が前記円
筒の外径よりも小さく内周が前記貫通穴と同じ径のドー
ナツ状の電極を設けるとともに、前記貫通穴の内周面に
電極を設け、前記ドーナツ状の電極と前記貫通穴の内周
面の電極を一体化し、前記円筒の他方の端面側で前記円
筒の外周面上に対向する電極を設け、これらに使用する
電極は下地がオーミック性電極であり、上地がCuメ・
ンキ、Niメ・ンキ、Crメ・ンキ、Snメンキ、pb
メッキ、半田メッキ、^Uメッキ、Agメッキ、Pdメ
ッキのうちの一つまたは、複数の種類を重ねたことを特
徴とする電圧依存性非直線抵抗体磁器素子を得ることに
より、問題を解決しようとするものである。
作用
前記の発明において、前記円筒の一方の端面に外周が前
記円筒の外径よりも小さく内周が前記貫通穴と同じ径の
ドーナツ状の電極を設けるとともに、前記貫通穴の内周
面に電極を設け、前記ドーナツ状の電極と前記貫通穴の
内周面の電極を一体化し、前記円筒の他方の端面側で前
記円筒の外周面上に対向する電極を設けた構成にするこ
とにより、前記円筒の一方の端面と前記貫通穴の内周面
が一つの電極として一体化されるため、本発明の素子を
コネクタなどに組み込んだ場合、ビンと素子の隙間に半
田の一部が流れ込んでも、一体化された電極の上である
ため見掛けの電極間距離は変化しない。従って、電気的
特性は安定でバリスタ電圧は変化せず、バリスタ電圧に
極性はつかず絶縁抵抗は変化しないことになる。また、
電極としては素子の特性を十分に引き出すために、下地
はオーミンク性電極で、上地はCuメッキ、Niメッキ
、Crメッキ、Snメッキ、pbメッキ、半田メッキ、
Auメ・ンキ、へgメッキ、Pdメ・ンキのうちの一つ
または、複数の種類を重ねた構成にすることにより、素
子と電極の界面にバリヤーを形成することなく素子の特
性を十分に引き出すことができ、容易に半田付けでき、
上地を複数の種類の多層構造にすること番こより半田耐
熱性を向上させることができることとなる。
記円筒の外径よりも小さく内周が前記貫通穴と同じ径の
ドーナツ状の電極を設けるとともに、前記貫通穴の内周
面に電極を設け、前記ドーナツ状の電極と前記貫通穴の
内周面の電極を一体化し、前記円筒の他方の端面側で前
記円筒の外周面上に対向する電極を設けた構成にするこ
とにより、前記円筒の一方の端面と前記貫通穴の内周面
が一つの電極として一体化されるため、本発明の素子を
コネクタなどに組み込んだ場合、ビンと素子の隙間に半
田の一部が流れ込んでも、一体化された電極の上である
ため見掛けの電極間距離は変化しない。従って、電気的
特性は安定でバリスタ電圧は変化せず、バリスタ電圧に
極性はつかず絶縁抵抗は変化しないことになる。また、
電極としては素子の特性を十分に引き出すために、下地
はオーミンク性電極で、上地はCuメッキ、Niメッキ
、Crメッキ、Snメッキ、pbメッキ、半田メッキ、
Auメ・ンキ、へgメッキ、Pdメ・ンキのうちの一つ
または、複数の種類を重ねた構成にすることにより、素
子と電極の界面にバリヤーを形成することなく素子の特
性を十分に引き出すことができ、容易に半田付けでき、
上地を複数の種類の多層構造にすること番こより半田耐
熱性を向上させることができることとなる。
実施例
以下に、本発明を実施例を挙げて具体的に説明する。
まず、5rCOa、 CaCO3+ BaCO3+ M
gco、、 Tho、を下記の第1表に示すように組成
比を種々変えて秤量し、ボールミルなどで2011r混
合する。次に、乾燥した後1100°Cで3Hr焼成し
、再びボールミルなどで20Hr粉砕した後、乾燥し、
第1成分とする。次に、第1成分、第2成分、第3成分
を下記の第1表に示した組成比になるように秤量し、ボ
ールミルなどで20Hr混合した後、乾燥し、ポリビニ
ルアルコールなどの有機バインダーを10−t%添加し
て造粒した後、1 (t/afl)のプレス圧力で外径
4φ(胴)、内径1.4φ(賦)、高さ2.5t(肛)
の円筒状に成形し空気中で1075”Cで10Hr焼成
し脱バイングーする。次に、還元性雰囲気、例えばN2
:uz=11のガス中で1430°Cで411r焼成す
る。さらにその後、酸化性雰囲気、例えば空気中で10
35゛Cで411r焼成する。
gco、、 Tho、を下記の第1表に示すように組成
比を種々変えて秤量し、ボールミルなどで2011r混
合する。次に、乾燥した後1100°Cで3Hr焼成し
、再びボールミルなどで20Hr粉砕した後、乾燥し、
第1成分とする。次に、第1成分、第2成分、第3成分
を下記の第1表に示した組成比になるように秤量し、ボ
ールミルなどで20Hr混合した後、乾燥し、ポリビニ
ルアルコールなどの有機バインダーを10−t%添加し
て造粒した後、1 (t/afl)のプレス圧力で外径
4φ(胴)、内径1.4φ(賦)、高さ2.5t(肛)
の円筒状に成形し空気中で1075”Cで10Hr焼成
し脱バイングーする。次に、還元性雰囲気、例えばN2
:uz=11のガス中で1430°Cで411r焼成す
る。さらにその後、酸化性雰囲気、例えば空気中で10
35゛Cで411r焼成する。
こうして、得られた焼結体の一方の端面に、オーミック
性のZnなどの導電性ペーストを用いて外周が前記円筒
の外径よりも小さく、内周が貫通穴と同じ径のドーナツ
状の電極を例えば、スクリン印刷などにより設けるとと
もに、前記貫通穴の内周面に電極を例えば、ローラー転
写などの方法により設け、前記ドーナツ状の電極と前記
貫通穴の内周面の電極を一体化し、第1図に示すように
下地電極工を形成する。また、前記円筒の他方の端面側
で前記円筒の外周面上に対向する電極を例えば、ローラ
ー転写などの方法で設け、下地電極3を形成し590°
C,5m1lで焼成する。次に、導電部分への無電解の
活性化メッキにより、Cuメッキ、Niメッキ、半田メ
ッキの三層構造の上地電極2.4を形成する。また、5
は本発明による素子である。
性のZnなどの導電性ペーストを用いて外周が前記円筒
の外径よりも小さく、内周が貫通穴と同じ径のドーナツ
状の電極を例えば、スクリン印刷などにより設けるとと
もに、前記貫通穴の内周面に電極を例えば、ローラー転
写などの方法により設け、前記ドーナツ状の電極と前記
貫通穴の内周面の電極を一体化し、第1図に示すように
下地電極工を形成する。また、前記円筒の他方の端面側
で前記円筒の外周面上に対向する電極を例えば、ローラ
ー転写などの方法で設け、下地電極3を形成し590°
C,5m1lで焼成する。次に、導電部分への無電解の
活性化メッキにより、Cuメッキ、Niメッキ、半田メ
ッキの三層構造の上地電極2.4を形成する。また、5
は本発明による素子である。
さらに、第2図に示したように半田7、半田13などに
よりピン6および、共通端子14を取付け、ブタジェン
ゴムなどの樹脂(図示せず)を充填し硬化する。このよ
うにして得られた素子の特性を素子単品とコネクタ組み
立て後について下記の第2表に示す。また、第2図にお
いて8および10は下地電極、9および11は上地電極
である。
よりピン6および、共通端子14を取付け、ブタジェン
ゴムなどの樹脂(図示せず)を充填し硬化する。このよ
うにして得られた素子の特性を素子単品とコネクタ組み
立て後について下記の第2表に示す。また、第2図にお
いて8および10は下地電極、9および11は上地電極
である。
なお、第2表において■I、IAは1□の電流を流した
時に素子の両端にかかる電圧であり、v1□の極性は正
方向のVIIIAと負方向の■1□の差を正方向のV
1111゜で割った値であり、絶縁抵抗は印加電圧12
L D、Cの時のピン6と共通端子14の間の絶縁抵抗
値である。
時に素子の両端にかかる電圧であり、v1□の極性は正
方向のVIIIAと負方向の■1□の差を正方向のV
1111゜で割った値であり、絶縁抵抗は印加電圧12
L D、Cの時のピン6と共通端子14の間の絶縁抵抗
値である。
(以下余白)
12
また、前記においては第1成分のSrの一部をCa。
Ba、 Mgで置換する割合は実施例では一部しか示さ
なかったが、素子の特性としてバリスタ特性とコンデン
サ特性を同時に持つ範囲内であればどのようなものであ
ってもかまわない。また、第2成分、第3成分は実施例
では一部の組み合わせについてのみ示したが、素子の特
性としてバリスタ特性とコンデンサ特性を同時に持つも
のであればどのような成分であってもかまわない。さら
に、オーミック性の電極としてはZn以外にAg+ C
u、 N+などがあるが、これら以外でも素子との間で
オーミック接続がとれるものであればどのようなもので
あってもかまわない。また、メッキの種類は最上層が半
田付は可能なものであればどのようなものであってもか
わまないし、重ねるメッキの層数は一つ以上であれば何
層であってもかまわない。そして、メッキする方法は電
解メッキでも無電解メッキでもかまわないし、酸性メッ
キでも塩基性メッキでも中性メッキでもかまわない。
なかったが、素子の特性としてバリスタ特性とコンデン
サ特性を同時に持つ範囲内であればどのようなものであ
ってもかまわない。また、第2成分、第3成分は実施例
では一部の組み合わせについてのみ示したが、素子の特
性としてバリスタ特性とコンデンサ特性を同時に持つも
のであればどのような成分であってもかまわない。さら
に、オーミック性の電極としてはZn以外にAg+ C
u、 N+などがあるが、これら以外でも素子との間で
オーミック接続がとれるものであればどのようなもので
あってもかまわない。また、メッキの種類は最上層が半
田付は可能なものであればどのようなものであってもか
わまないし、重ねるメッキの層数は一つ以上であれば何
層であってもかまわない。そして、メッキする方法は電
解メッキでも無電解メッキでもかまわないし、酸性メッ
キでも塩基性メッキでも中性メッキでもかまわない。
発明の効果
以上に示したように本発明によれば、前記円筒の一方の
端面に外周が前記円筒の外径よりも小さく、内周が前記
貫通穴と同じ径のドーナツ状の電極を設けるとともに、
前記貫通穴の内周面に電極を設け、前記ドーナツ状の電
極と前記貫通穴の内周面の電極を一体化し、前記円筒の
他方の端面側で前記円筒の外周面上に対向する電極を設
けた構成にすることにより、前記円筒の一方の端面と前
記貫通穴の内周面が一つの電極として一体化されるため
、ビンと素子の隙間に半田の一部が流れ込んでも一体化
された電極の上であるため、見掛けの電極間距離は変化
しない。従って、電気的特性は安定でバリスタ電圧は変
化せず、バリスタ電圧に極性はつかず絶縁抵抗は変化せ
ず、素子をコネクタに組み立てても組み立て前後の特性
の変化は極めて小さく、安定になるという効果が得られ
る。
端面に外周が前記円筒の外径よりも小さく、内周が前記
貫通穴と同じ径のドーナツ状の電極を設けるとともに、
前記貫通穴の内周面に電極を設け、前記ドーナツ状の電
極と前記貫通穴の内周面の電極を一体化し、前記円筒の
他方の端面側で前記円筒の外周面上に対向する電極を設
けた構成にすることにより、前記円筒の一方の端面と前
記貫通穴の内周面が一つの電極として一体化されるため
、ビンと素子の隙間に半田の一部が流れ込んでも一体化
された電極の上であるため、見掛けの電極間距離は変化
しない。従って、電気的特性は安定でバリスタ電圧は変
化せず、バリスタ電圧に極性はつかず絶縁抵抗は変化せ
ず、素子をコネクタに組み立てても組み立て前後の特性
の変化は極めて小さく、安定になるという効果が得られ
る。
また、素子の形状を円筒状にすることにより、素子の長
さは長くなるが、素子の半径方向には寸法を小さくでき
るため、コネクタのピン間隔を小さくすることが可能で
、コネクタを小型化するのにを十分に引き出すために、
下地はオーミック性電極で、上地はCuメッキ、Niメ
ッキ、Crメッキ、Snメッキ、pbメッキ、半田メン
キ、■メッキ、Agメッキ、Pdメッキのうちの一つま
たは複数の種類を重ねた構成にすることにより、素子と
電極の界面にバリヤーを形成することなく、素子の特性
を十分に引き出すことができ、容易に半田付けすること
ができるとともに、電極の半田耐熱性を改善することが
できる。
さは長くなるが、素子の半径方向には寸法を小さくでき
るため、コネクタのピン間隔を小さくすることが可能で
、コネクタを小型化するのにを十分に引き出すために、
下地はオーミック性電極で、上地はCuメッキ、Niメ
ッキ、Crメッキ、Snメッキ、pbメッキ、半田メン
キ、■メッキ、Agメッキ、Pdメッキのうちの一つま
たは複数の種類を重ねた構成にすることにより、素子と
電極の界面にバリヤーを形成することなく、素子の特性
を十分に引き出すことができ、容易に半田付けすること
ができるとともに、電極の半田耐熱性を改善することが
できる。
第1図は本発明による素子を示す断面図、第2図は本発
明による素子をコネクタに組み立てた時の断面図、第3
図は従来例による素子を示す断面図、第4図は従来例に
よる素子をコネクタに組み立てた時の断面図である。 1・・・・・・下地電極、2・・・・・・上地電極、3
・旧・・下地電極、4・・・・・・上地電極、1旧・・
本発明による素子、6・・・・・・ピン、7・・・・・
・半田、8・・・・・・下地電極、9・・・・・・上地
電極、10・・・・・・下地電極、11・・・・・・上
地電極、5 6 12・・・・・・本発明による素子、13・・・・・・
半田、14・・・・・・共通端子。
明による素子をコネクタに組み立てた時の断面図、第3
図は従来例による素子を示す断面図、第4図は従来例に
よる素子をコネクタに組み立てた時の断面図である。 1・・・・・・下地電極、2・・・・・・上地電極、3
・旧・・下地電極、4・・・・・・上地電極、1旧・・
本発明による素子、6・・・・・・ピン、7・・・・・
・半田、8・・・・・・下地電極、9・・・・・・上地
電極、10・・・・・・下地電極、11・・・・・・上
地電極、5 6 12・・・・・・本発明による素子、13・・・・・・
半田、14・・・・・・共通端子。
Claims (2)
- (1)SrTiO_3を主成分とした電圧依存性非直線
抵抗特性を有する半導体セラミックを円筒の中央部に円
筒状の貫通穴を有するように形成し、前記円筒の一方の
端面に外周が前記円筒の外径よりも小さく円周が前記貫
通穴と同じ径のドーナツ状の電極を設けるとともに、前
記貫通穴の内周面に電極を設け、前記ドーナツ状の電極
と前記貫通穴の内周面の電極を一体化し、前記円筒の他
方の端面側で前記円筒の外周面上に対向する電極を設け
、これらに使用する電極は下地がオーミック性電極であ
り、上地がCuメッキ、Niメッキ、Crメッキ、Sn
メッキ、Pbメッキ、半田メッキ、Auメッキ、Agメ
ッキ、Pdメッキのうちの一つまたは、複数の種類を重
ねたことを特徴とする電圧依存性非直線抵抗体磁器素子
。 - (2)主成分のSrの一部をCa,Ba,Mgのうちの
少なくとも一つ以上の元素で置換したことを特徴とする
請求項(1)記載の電圧依存性非直線抵抗体磁器素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6146090A JPH03262103A (ja) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | 電圧依存性非直線抵抗体磁器素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6146090A JPH03262103A (ja) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | 電圧依存性非直線抵抗体磁器素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03262103A true JPH03262103A (ja) | 1991-11-21 |
Family
ID=13171671
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6146090A Pending JPH03262103A (ja) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | 電圧依存性非直線抵抗体磁器素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03262103A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5635436A (en) * | 1995-07-21 | 1997-06-03 | Tdk Corporation | Voltage-dependent nonlinear resistor ceramics |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01289213A (ja) * | 1988-05-17 | 1989-11-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電圧依存性非直線抵抗体素子の製造法 |
-
1990
- 1990-03-13 JP JP6146090A patent/JPH03262103A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01289213A (ja) * | 1988-05-17 | 1989-11-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電圧依存性非直線抵抗体素子の製造法 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5635436A (en) * | 1995-07-21 | 1997-06-03 | Tdk Corporation | Voltage-dependent nonlinear resistor ceramics |
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