JPH0572723B2 - - Google Patents

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JPH0572723B2
JPH0572723B2 JP58251005A JP25100583A JPH0572723B2 JP H0572723 B2 JPH0572723 B2 JP H0572723B2 JP 58251005 A JP58251005 A JP 58251005A JP 25100583 A JP25100583 A JP 25100583A JP H0572723 B2 JPH0572723 B2 JP H0572723B2
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JP
Japan
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varistor
plating layer
ohmic contact
plating
electrode
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Kaneo Mori
Yasunobu Oikawa
Akira Sasaki
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TDK Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は、例えばチツプ状或いはリング状バリ
スタ等のように、外装樹脂モールド等を施さず
に、電極を直接に半田付けするタイプのバリスタ
に関する。
Detailed Description of the Invention <Industrial Application Field> The present invention relates to a type of varistor, such as a chip-shaped or ring-shaped varistor, in which electrodes are directly soldered without applying an exterior resin mold or the like. .

バリスタは印加電圧がその素子の持つバリスタ
電圧(制限電圧)を越える範囲で抵抗値が激減す
る特異な特性を有する。この特異性に着目し、バ
リスタは、音響機器に関連する小型直流モータの
ノイズ防止、リレー接点の保護、カラーテレビブ
ラウン管回路の放電吸収等の手段として広く利用
されている。
A varistor has a unique characteristic in that its resistance value decreases dramatically in a range where the applied voltage exceeds the varistor voltage (limiting voltage) of the element. Taking note of this specificity, varistors are widely used as means for noise prevention in small DC motors associated with audio equipment, protection of relay contacts, and discharge absorption in color TV cathode ray tube circuits.

<従来の技術> 例えば酸化チタン(TiO2)系、チタン酸スト
ロンチウム(SrTiO3)系及び酸化亜鉛(ZnO)
系のバリスタ等のように、バリスタ素体自体がバ
リスタ特性を有するバリスタにおいては、焼結体
自身の持つバリスタ特性を充分に発揮させるため
に、第1図に示す如く、バリスタ素体1に対して
オーム性接触となる電極2を形成することが行な
われる。このようなオーム性接触電極2は、一般
には、銀を主成分とし、これにオーム性接触化を
助ける微量の金属成分、例えばIn、Ga、Sn、
Sb、Cd、Zn、Al等の少なくとも一種を添加し、
これらをフリツトと共にバリスタ素体1の表面に
スクリーン印刷等の手段によつて塗布し、かつ焼
付けて形成される。
<Prior art> For example, titanium oxide (TiO 2 )-based, strontium titanate (SrTiO 3 )-based, and zinc oxide (ZnO)
For varistors in which the varistor body itself has varistor properties, such as varistors in the sintered body, in order to fully demonstrate the varistor properties of the sintered body itself, the varistor body 1 is Then, the electrode 2 is formed into an ohmic contact. Such an ohmic contact electrode 2 generally has silver as its main component, and a trace amount of metal components that help make the ohmic contact, such as In, Ga, Sn, etc.
Adding at least one of Sb, Cd, Zn, Al, etc.
These are applied together with the frit onto the surface of the varistor body 1 by means such as screen printing, and then baked.

また、このオーム性接触電極2の半田付け性及
び密着強度を補うと同時に、酸化によるオーム性
接触の劣化等を防止するため、第2図に示すよう
に、オーム性接触電極2の上に銀ペーストをスク
リーン印刷等の手段によつて塗布焼付して、保護
電極3を形成することも、普通に取られている。
In addition, in order to supplement the solderability and adhesion strength of the ohmic contact electrode 2 and to prevent the ohmic contact from deteriorating due to oxidation, as shown in FIG. It is also common to form the protective electrode 3 by applying and baking a paste by means such as screen printing.

<発明が解決しようとする課題> しかしながら、従来のバリスタには次のような
欠点がある。
<Problems to be Solved by the Invention> However, conventional varistors have the following drawbacks.

(イ) オーム性接触電極2及び保護電極3の何れに
も銀が多量に含まれるため、半田付けの際に電
極2,3中に含まれている銀が半田中に拡散移
行する半田喰われ現象が発生し、電極とバリス
タ素体との間の接着強度の低下及び電気特性の
劣化を招く。
(b) Since both the ohmic contact electrode 2 and the protective electrode 3 contain a large amount of silver, the silver contained in the electrodes 2 and 3 diffuses into the solder during soldering, resulting in solder bite. This phenomenon occurs, leading to a decrease in adhesive strength between the electrode and the varistor body and deterioration of electrical characteristics.

(ロ) 電極の接着力の強化手段としては、電極を厚
くする方法が考えられる。しかし、電極を厚く
したのでは、貴金属材料たる銀の使用量が多く
なり、コスト高になる。
(b) As a means of strengthening the adhesive force of the electrode, it is possible to make the electrode thicker. However, making the electrodes thicker requires more silver, which is a precious metal material, and increases costs.

(ハ) 電極の接着力を強化する別の方法として、フ
リツト含有量を増加する方法が考えられるが、
この場合にはバリスタ素体1の粒界への拡散が
増し、バリスタ特性が取れなくなり、特性的に
著しく限定されたものしか得られないこと、信
頼性が悪くなる。
(c) Another method to strengthen the adhesive force of the electrode is to increase the frit content.
In this case, diffusion into the grain boundaries of the varistor element body 1 increases, making it impossible to maintain the varistor characteristics, resulting in extremely limited characteristics and poor reliability.

本発明の一つの課題は、焼結体自身の持つバリ
スタ特性を充分に発揮させ得るバリスタを提供す
ることである。
One object of the present invention is to provide a varistor that can fully exhibit the varistor properties of the sintered body itself.

本発明のもう一つ課題は、半田付け性の良好な
バリスタを提供することである。
Another object of the present invention is to provide a varistor with good solderability.

本発明の更にもう一つの課題は、焼結体自身の
持つバリスタ特性を充分に発揮させるため、オー
ム性接触電極を形成した場合でも、半田喰われ現
象を生じることがなく、従つて、充分な半田付け
性を確保しつつ、オーム性接触電極とバリスタ素
体との間の接着強度の低下及び電気的特性の劣化
を防止し得るバリスタを提供することである。
Yet another object of the present invention is that in order to fully utilize the varistor properties of the sintered body itself, even when an ohmic contact electrode is formed, the phenomenon of solder eating does not occur. It is an object of the present invention to provide a varistor that can prevent a decrease in adhesive strength between an ohmic contact electrode and a varistor element body and prevent deterioration of electrical characteristics while ensuring solderability.

本発明の更にもう一つの課題は、電極形成コス
トが安価で、量産性及び工業性に富んだバリスタ
を提供することである。
Yet another object of the present invention is to provide a varistor that has low electrode formation costs and is highly mass-producible and industrially efficient.

<課題を解決するための手段> 上述した課題解決のため、本発明は、バリスタ
素体と、オーム性接触電極と、メツキ層とを含む
バリスタであつて、 前記バリスタ素体は、それ自体がバリスタ特性
を示す燒結体でなり、 前記オーム性接触電極は、前記バリスタ素体の
表面に形成されており、 前記メツキ層は、第1のメツキ層と、第2のメ
ツキ層との複層構造でなり、 前記第1のメツキ層は、耐半田侵蝕性に優れた
NiまたはCu等の化学メツキによつて構成され、
前記オーム性接触電極の表面を覆うように形成さ
れており、 前記第2のメツキ層は、半田付け性の良好な
Cu、Snまたは半田メツキによつて構成され、前
記第1のメツキ層の表面を覆うように形成されて
いる。
<Means for Solving the Problems> In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a varistor including a varistor body, an ohmic contact electrode, and a plating layer, wherein the varistor body itself is The ohmic contact electrode is formed on the surface of the varistor body, and the plating layer has a multilayer structure of a first plating layer and a second plating layer. The first plating layer has excellent solder corrosion resistance.
Composed of chemical plating such as Ni or Cu,
The second plating layer is formed to cover the surface of the ohmic contact electrode, and the second plating layer has good solderability.
It is made of Cu, Sn or solder plating, and is formed to cover the surface of the first plating layer.

<作用> バリスタ素体はそれ自体がバリスタ特性を示す
燒結体でなり、オーム性接触電極はバリスタ素体
の表面に形成されているから、燒結体自身の持つ
バリスタ特性を充分に発揮させることができる。
<Function> Since the varistor body itself is a sintered body that exhibits varistor properties, and the ohmic contact electrode is formed on the surface of the varistor body, it is possible to fully utilize the varistor properties of the sintered body itself. can.

第2のメツキ層は半田付け性の良好なメツキに
よつて構成され、第1のメツキ層の表面を覆うよ
うに形成されているから、半田付け性が良好にな
る。
The second plating layer is made of plating with good solderability, and is formed to cover the surface of the first plating layer, so that the second plating layer has good solderability.

また、第2のメツキ層は、Cu、Snまたは半田
メツキによつて構成されているから、電極形成コ
ストが安価になる。しかも化学メツキにより容易
に量産的に形成できるから、工業性に富んだもの
となる。
Furthermore, since the second plating layer is made of Cu, Sn, or solder plating, the cost of forming the electrode is low. Moreover, it can be easily formed in mass production by chemical plating, making it highly industrially viable.

更に、第1のメツキ層は、耐半田侵蝕性に優れ
たメツキによつて構成され、オーム接触電極の表
面を覆うように形成されているから、第1のメツ
キ層が、第2のメツキ層に付着された半田がオー
ム性接触電極へ拡散し、侵蝕するのを阻止する阻
止層として機能する。このため、バリスタ素体自
体がバリスタ特性を有するバリスタにおいて、燒
結体自身の持つバリスタ特性を充分に発揮させる
ため、、バリスタ素体にオーム性接触電極を形成
した場合でも、半田喰われ現象を生じることがな
い。従つて、第2のメツキ層による充分な半田付
け性を確保しつつ、オーム性接触電極とバリスタ
素体との間の接着強度の低下及び電気的特性の劣
化を防止することができる。
Furthermore, since the first plating layer is made of plating with excellent solder corrosion resistance and is formed to cover the surface of the ohmic contact electrode, the first plating layer is made of plating having excellent solder corrosion resistance. It acts as a blocking layer to prevent the solder deposited on the ohmic contact electrode from diffusing and corroding the ohmic contact electrode. For this reason, in a varistor whose varistor body itself has varistor properties, even if an ohmic contact electrode is formed on the varistor body in order to fully demonstrate the varistor properties of the sintered body itself, the solder eating phenomenon occurs. Never. Therefore, while ensuring sufficient solderability due to the second plating layer, it is possible to prevent a decrease in adhesive strength between the ohmic contact electrode and the varistor body and to prevent deterioration of electrical characteristics.

加えて、第1のメツキ層は、NiまたはCuの化
学メツキによつて構成されているから、電極形成
コストが安価である。しかも化学メツキにより容
易に量産的に形成できるから、工業性に富んだも
のとなる。
In addition, since the first plating layer is formed by chemical plating of Ni or Cu, the electrode formation cost is low. Moreover, it can be easily formed in mass production by chemical plating, making it highly industrially viable.

<実施例> 第3図は本発明に係るバリスタの正面図であ
る。図において、1はバリスタ素体である。バリ
スタ素体1は素体自体がバリスタ特性を示す焼結
体、例えばZnO系、TiO2系またはSrTiO3系の焼
結体によつて構成してある。
<Example> FIG. 3 is a front view of a varistor according to the present invention. In the figure, 1 is a varistor element. The varistor element body 1 is made of a sintered body exhibiting varistor properties, for example, a ZnO-based, TiO 2 -based, or SrTiO 3 -based sintered body.

2はバリスタ素体1の面上に被着形成されたオ
ーム性接触電極である。オーム性接触電極2は、
前述した如く、銀を主成分とし、これにオーム性
接触化を助ける微量の金属成分、例えばIn、Ga、
Sn、Sb、Cd、Zn、Al等の少なくとも一種を添加
し、これらをフリツトと共にバリスタ素体1の表
面にスクリーン印刷等のよつて塗布し、かつ、焼
付けて形成してある。
Reference numeral 2 denotes an ohmic contact electrode formed on the surface of the varistor body 1. The ohmic contact electrode 2 is
As mentioned above, the main component is silver, with trace amounts of metal components such as In, Ga, etc., which help make ohmic contact.
At least one of Sn, Sb, Cd, Zn, Al, etc. is added, and these are applied together with frit to the surface of the varistor body 1 by screen printing or the like, and then baked.

3は半田付け性が良好で、耐半田侵蝕性のある
メツキ層であり、オーム性接触電極2を覆うよう
に、その表面に形成されている。メツキ層3は
Ni、Cu、Snまたは半田の化学のメツキによつて
形成する。メツキ層3は、オーム性接触電極2の
表面を覆うように形成された耐半田侵蝕性に優れ
た第1のメツキ層31と、この第1のメツキ層3
1の表面に形成された半田付け性の良好な第2の
メツキ層32との二層構造となつている。第1の
メツキ層31はNiまたはCu等の化学メツキによ
つて構成され、半田付け性の良好な第2のメツキ
層32はCu、Snまたは半田メツキによつて構成
される。
A plating layer 3 has good solderability and resistance to solder corrosion, and is formed on the surface of the ohmic contact electrode 2 so as to cover it. The plating layer 3 is
Formed by chemical plating of Ni, Cu, Sn or solder. The plating layer 3 includes a first plating layer 31 having excellent solder corrosion resistance and formed to cover the surface of the ohmic contact electrode 2;
It has a two-layer structure with a second plating layer 32 having good solderability formed on the surface of the first plating layer 32. The first plating layer 31 is made of chemical plating such as Ni or Cu, and the second plating layer 32 having good solderability is made of Cu, Sn or solder plating.

上述の如く、バリスタ素体1はそれ自体がバリ
スタ特性を示す材料でなり、オーム性触電極2は
バリスタ素体1の表面に形成されているから、焼
結体自身の持つバリスタ特性を充分に発揮させる
ことができる。
As mentioned above, the varistor body 1 itself is made of a material that exhibits varistor properties, and the ohmic contact electrode 2 is formed on the surface of the varistor body 1, so that the varistor properties of the sintered body itself can be fully utilized. It can be demonstrated.

メツキ層3は、第2のメツキ層32が半田付け
性の良好なメツキによつて構成され、第1のメツ
キ層31の表面を覆うように形成されているか
ら、半田付け性が良好になる。
The plating layer 3 has good solderability because the second plating layer 32 is made of plating with good solderability and is formed to cover the surface of the first plating layer 31. .

また、第2のメツキ層32は、Cu、Snまたは
半田メツキによつて構成されているから、電極形
成コストが安価である。しかも化学メツキにより
容易に量産的に形成できるから、工業性に富んだ
ものとなる。
Furthermore, since the second plating layer 32 is made of Cu, Sn, or solder plating, the electrode formation cost is low. Moreover, it can be easily formed in mass production by chemical plating, making it highly industrially viable.

更に、第1のメツキ層31は、耐半田侵蝕性に
優れたメツキよつて構成され、オーム性接触電極
2の表面を覆うように形成されているから、第1
のメツキ層31が、第2のメツキ層32に付着さ
れた半田がオーム性接触電極2へ拡散し、侵蝕す
るのを阻止する阻止層として機能する。このた
め、例えば酸化チタン(TiO2)系、チタンスト
ロンチウム(SrTiO3)系及び酸化亜鉛(ZnO)
系のバリスタ等のようにバリスタ素体1がバリス
タ特性を有するバリスタにおいて、焼結体自身の
持つバリスタ特性を充分に発揮させるため、バリ
スタ素体1に対して銀合金より成るオーム性接触
電極2を形成した場合でも、半田喰われ現象を生
じることがない。従つて、第2のメツキ層32に
よる充分な半田付け性を確保しつつ、オーム性接
触電極2とバリスタ素体1との間の接着強度の低
下及び電気的特性の劣化を防止することができ
る。
Furthermore, the first plating layer 31 is made of plating having excellent solder corrosion resistance and is formed to cover the surface of the ohmic contact electrode 2.
The plating layer 31 functions as a blocking layer that prevents the solder attached to the second plating layer 32 from diffusing into the ohmic contact electrode 2 and corroding it. For this reason, for example, titanium oxide (TiO 2 ), titanium strontium (SrTiO 3 ), and zinc oxide (ZnO)
In a varistor in which the varistor body 1 has varistor properties, such as a varistor, in order to fully exhibit the varistor properties of the sintered body itself, an ohmic contact electrode 2 made of a silver alloy is attached to the varistor body 1. Even when a solder is formed, the phenomenon of solder eating does not occur. Therefore, while ensuring sufficient solderability due to the second plating layer 32, it is possible to prevent a decrease in adhesive strength between the ohmic contact electrode 2 and the varistor body 1 and a deterioration of the electrical characteristics. .

加えて、第1のメツキ層31は、NiまたはCu
の化学メツキによつて構成されているから、電極
形成コストが安価である。しかも化学メツキによ
り容易に量産的に形成できるから、工業性に富ん
だものとなる。
In addition, the first plating layer 31 is made of Ni or Cu.
Since the electrode is constructed by chemical plating, the electrode formation cost is low. Moreover, it can be easily formed in mass production by chemical plating, making it highly industrially viable.

第4図は本発明に係るバリスタの別の実施例を
示し、オーム性接触電極2の上にNiメツキ層3
11及びCuメツキ層312で成る耐半田侵蝕性
に優れた第1のメツキ層31を形成すると共に、
この第1のメツキ層31の表面にCuの化学メツ
キで形成された半田付け性の良好な第2のメツキ
層32を設けた電極構造となつている。図示は省
略したが、第1のメツキ層31はオーム性接触電
極2の上にCuメツキ層を設け、その上にNiメツ
キ層を設けた構造としても良い。また第2のメツ
キ層32も、Cuメツキの代りにSnメツキまたは
半田メツキによつて形成してもよい。
FIG. 4 shows another embodiment of the varistor according to the present invention, in which a Ni plating layer 3 is formed on the ohmic contact electrode 2.
11 and a Cu plating layer 312 having excellent solder corrosion resistance, and
The electrode structure has a second plating layer 32 which is formed by chemical plating of Cu and has good solderability on the surface of the first plating layer 31. Although not shown, the first plating layer 31 may have a structure in which a Cu plating layer is provided on the ohmic contact electrode 2 and a Ni plating layer is provided thereon. The second plating layer 32 may also be formed by Sn plating or solder plating instead of Cu plating.

実施例では、バリスタ素体1の片面に電極2,
3を有するものを例に取つて説明したが、バリス
タ素体1の片面または両面に複数の分割電極を有
する電極構造のもの等、他の電極構造のものにも
同様に適用が可能である。また、バリスタ素体1
の形状も、実施例に示すものに限定されない。
In the embodiment, an electrode 2,
Although the explanation has been given by taking as an example the case where the varistor body 1 has a plurality of divided electrodes, the present invention can be similarly applied to other electrode structures such as an electrode structure having a plurality of divided electrodes on one or both sides of the varistor body 1. Also, ballista body 1
The shape of is also not limited to that shown in the examples.

第5図は半田付け時間と電極接着強度との関係
を示す図である。図において、曲線Aは第4図に
示した構造の本発明に係るバリスタの特性、曲線
Bは第2図に示す従来のバリスタの特性である。
この第5図から明らかなように、従来のバリスタ
では、半田付け時間が5秒以上になると、電極の
接着強度が急激に低下してしまい、20秒以上では
接着強度が殆ど零になつてしまうが、本発明に係
るバリスタは半田付け時間30秒になつても、電極
の接着強度が殆ど劣化しない。
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between soldering time and electrode bonding strength. In the figure, curve A is the characteristic of the varistor according to the present invention having the structure shown in FIG. 4, and curve B is the characteristic of the conventional varistor shown in FIG.
As is clear from Fig. 5, with conventional varistors, when the soldering time is longer than 5 seconds, the adhesive strength of the electrodes decreases rapidly, and when the soldering time is longer than 20 seconds, the adhesive strength becomes almost zero. However, in the varistor according to the present invention, the adhesive strength of the electrodes hardly deteriorates even after a soldering time of 30 seconds.

<発明の効果> 以上述べたように、本発明によれば、次のよう
な効果を得ることができる。
<Effects of the Invention> As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.

(a) 焼結体自身の持つバリスタ特性を充分に発揮
させ得るバリスタを提供できる。
(a) A varistor that can fully exhibit the varistor properties of the sintered body itself can be provided.

(b) 半田付け性の良好なバリスタを提供できる。(b) A varistor with good solderability can be provided.

(c) バリスタ素体自体がバリスタ特性を有するバ
リスタにおいて、焼結体自身の持つバリスタ特
性を充分に発揮させるため、バリスタ素体にオ
ーム性接触電極を形成した場合でも、半田喰わ
れ現象を生じることがなく、充分な半田付け性
を確保しつつ、オーム性接触電極とバリスタ素
体との間の接着強度の低下及び電気的特性の劣
化を防止し得るバリスタを提供できる。
(c) In a varistor whose varistor body itself has varistor properties, even if an ohmic contact electrode is formed on the varistor body in order to fully utilize the varistor properties of the sintered body itself, the phenomenon of solder eating may occur. Therefore, it is possible to provide a varistor that can prevent a decrease in adhesive strength between an ohmic contact electrode and a varistor element body and a deterioration of electrical characteristics while ensuring sufficient solderability.

(d) 電極形成コストが安価で、しかも化学メツキ
により容易に量産的に形成でき、工場性に富ん
だバリスタを提供できる。
(d) The electrode formation cost is low, and it can be easily formed in mass production by chemical plating, making it possible to provide a varistor with excellent factory efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来のバリスタの正面図、第2図は同
じく別の従来例における正面図、第3図は本発明
に係るバリスタの正面図、第4図は同じく別の実
施例における正面図、第5図は半田付け時間と電
極接着強度との関係を示す図である。 1……バリスタ素体1、2……オーム性接触電
極2、3……メツキ層、31……耐半田侵蝕性の
あるメツキ層、32……半田付け性の良好なメツ
キ層。
FIG. 1 is a front view of a conventional varistor, FIG. 2 is a front view of another conventional example, FIG. 3 is a front view of a varistor according to the present invention, and FIG. 4 is a front view of another embodiment. FIG. 5 is a diagram showing the relationship between soldering time and electrode adhesion strength. 1... Varistor element body 1, 2... Ohmic contact electrodes 2, 3... Plating layer, 31... Plating layer having solder corrosion resistance, 32... Plating layer having good solderability.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 バリスタ素体と、オーム性接触電極と、メツ
キ層とを含むバリスタであつて、 前記バリスタ素体は、それ自体がバリスタ特性
を示す燒結体でなり、 前記オーム性接触電極は、前記バリスタ素体の
表面に形成されており、 前記メツキ層は、第1のメツキ層と、第2のメ
ツキ層との複層構造でなり、 前記第1のメツキ層は、耐半田侵蝕性に優れた
NiまたCu等の化学メツキによつて構成され、前
記オーム性接触電極の表面を覆うように形成され
ており、 前記第2のメツキ層は、半田付け性の良好な
Cu、Snまたは半田メツキによつて構成され、前
記第1のメツキ層の表面を覆うように形成されて
いる バリスタ。 2 前記バリスタ素体はTiO2、SrTiO3または
ZnO系焼結体の何れかで成ることを特徴とする特
許請求の範囲第1項に記載のバリスタ。
[Scope of Claims] 1. A varistor comprising a varistor body, an ohmic contact electrode, and a plating layer, wherein the varistor body itself is a sintered body exhibiting varistor characteristics, and the ohmic contact The electrode is formed on the surface of the varistor body, the plating layer has a multilayer structure of a first plating layer and a second plating layer, and the first plating layer has a solder-resistant property. Excellent erosivity
The second plating layer is formed by chemical plating with Ni or Cu, and is formed to cover the surface of the ohmic contact electrode, and the second plating layer has good solderability.
A varistor made of Cu, Sn or solder plating and formed to cover the surface of the first plating layer. 2 The varistor element is made of TiO 2 , SrTiO 3 or
The varistor according to claim 1, characterized in that it is made of any ZnO-based sintered body.
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