JPH0576762B2 - - Google Patents

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JPH0576762B2
JPH0576762B2 JP59143530A JP14353084A JPH0576762B2 JP H0576762 B2 JPH0576762 B2 JP H0576762B2 JP 59143530 A JP59143530 A JP 59143530A JP 14353084 A JP14353084 A JP 14353084A JP H0576762 B2 JPH0576762 B2 JP H0576762B2
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JP
Japan
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varistor
silver electrode
voltage
silver
solder
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JP59143530A
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Japanese (ja)
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JPS6123302A (en
Inventor
Masaaki Katsumata
Akihiro Takami
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Thermistors And Varistors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はバリスタの製造方法に関するものであ
り、銀電極とバリスタ素子間のエネルギー障壁を
保護し、高性能のバリスタの製造方法を提供する
ことを目的とする。
[Detailed Description of the Invention] Industrial Application Field The present invention relates to a method for manufacturing a varistor, and its purpose is to protect the energy barrier between a silver electrode and a varistor element and provide a method for manufacturing a high-performance varistor. shall be.

従来例の構成とその問題点 近年、家電機器、産業機器の電気回路の半導体
化が著しく進み、その主要構成要素である半導体
電子部品のサージ対策が不可欠のものとなつて来
ている。一般に、サージ電圧の抑制には電圧非直
線性が高く、サージ耐量の大きい金属酸化物バリ
スタが用いられている。しかし、現在、半導体電
子部品の駆動電圧は低下傾向にあり、そのほとん
どのものが10V以下である。これに伴い、低電圧
回路用でサージ抑制性能の高いバリスタが市場か
ら求められている。
Conventional Structures and Their Problems In recent years, the use of semiconductors in the electric circuits of home appliances and industrial equipment has significantly progressed, and surge protection for semiconductor electronic components, which are the main components thereof, has become essential. Generally, metal oxide varistors with high voltage nonlinearity and high surge resistance are used to suppress surge voltages. However, currently, the driving voltage of semiconductor electronic components is decreasing, and most of them are below 10V. Along with this, the market is demanding varistors with high surge suppression performance for low voltage circuits.

以下、図面を参照しながら従来のバリスタの製
造方法について説明する。第1図は従来のバリス
タの正面図、第2図は同断面図である。第1図お
よび第2図において、1は金属酸化物バリスタ素
子で、例えば酸化亜鉛を主成分とした焼結体であ
る。2a,2bはバリスタ素子1上に設けられた
銀電極で、蒸着、焼付け処理等により形成されて
いる。3a,3bは銀電極2a,2bより取出さ
れている。3a,3bは銀電極2a,2bより取
出されたリード線である。4a,4bはリード線
3a,3bを銀電極2a,2bに固定するための
半田である。通常、リード線3a,3bとバリス
タ素子1の接続は、バリスタ素子1の両面に設け
られた銀電極2a,2bを先端がクロスしたコの
字形のリードではさみ、半田槽に電極面全体をデ
イツプすることによりなされている。
Hereinafter, a conventional method for manufacturing a varistor will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a front view of a conventional varistor, and FIG. 2 is a sectional view thereof. In FIGS. 1 and 2, reference numeral 1 denotes a metal oxide varistor element, which is, for example, a sintered body containing zinc oxide as a main component. Silver electrodes 2a and 2b are provided on the varistor element 1, and are formed by vapor deposition, baking, or the like. 3a and 3b are taken out from the silver electrodes 2a and 2b. 3a and 3b are lead wires taken out from the silver electrodes 2a and 2b. 4a and 4b are solders for fixing the lead wires 3a and 3b to the silver electrodes 2a and 2b. Normally, the lead wires 3a, 3b and the varistor element 1 are connected by sandwiching the silver electrodes 2a, 2b provided on both sides of the varistor element 1 between U-shaped leads with crossed tips, and dipping the entire electrode surface in a solder bath. It is done by doing.

一般に、金属酸化物バリスタと、その表面に形
成された電極は仕事関数の差によりエネルギー障
壁を持つ。例えば酸化亜鉛型バリスタと銀電極の
エネルギー障壁は両面で3.0〜4.0Vであり、これ
はバリスタ電圧(V1nA)に依らず常に一定の値
をとる。ところが、このエネルギー障壁は、銀電
極の全面を半田付けすることにより大巾に破壊さ
れ、その結果バリスタ素子の諸特性の劣化を引き
起こす。エネルギー障壁の破壊の度合は一定では
なく、半田槽の温度、デイツプ時間、銀電極面の
厚みによつても左右されるが、半田付け面積の影
響を最も強く受ける。しかしながら、従来のバリ
スタの製造方法は、銀電極全体を半田付けしてい
るため、エネルギー障壁の破壊によりバリスタ電
圧が0V〜4Vの範囲で低下していた。このバリス
タ電圧の低下は、バリスタ電圧が高い場合、大き
な問題とはならないが、低電圧バリスター特にバ
リスタ電圧が30V以下の場合、バリスタ電圧のバ
ラツキ、すなわち歩留り低下の主原因となる。
Generally, a metal oxide varistor and an electrode formed on its surface have an energy barrier due to a difference in work function. For example, the energy barrier between a zinc oxide type varistor and a silver electrode is 3.0 to 4.0V on both sides, and this always takes a constant value regardless of the varistor voltage (V 1nA ). However, this energy barrier is largely destroyed by soldering the entire surface of the silver electrode, resulting in deterioration of various characteristics of the varistor element. The degree of destruction of the energy barrier is not constant and depends on the temperature of the solder bath, the dip time, and the thickness of the silver electrode surface, but it is most strongly affected by the soldering area. However, in the conventional varistor manufacturing method, the entire silver electrode is soldered, so the varistor voltage drops in the range of 0V to 4V due to breakdown of the energy barrier. This drop in varistor voltage is not a big problem when the varistor voltage is high, but when the varistor voltage is low, especially when the varistor voltage is 30 V or less, it becomes a main cause of variations in the varistor voltage, that is, a decrease in yield.

さらに、バリスタの最も重要な特性の一つに制
限電圧比がある。制限電圧とは、所定の電流をバ
リスタに印加した時、その電極間に発生する電圧
であり、制限電圧をバリスタ電圧(V1nA)で除
した値が制限電圧比として定義されている。すな
わち、バリスタにaAの電流を印加した時、発生
した電圧をVaAとすると、制限電圧比は VaA/V1mA 但しaA>1nA で示される。この制限電圧比は、バリスタの銀電
極全体を半田デイツプすることにより大きく悪化
する。今、バリスタ電圧をV、制限電圧をVa
銀電極とバリスタ素子のエネルギー障壁をVEG
(電流により変化しないものとする)とすると、
従来のバリスタの制限電圧比は Va/V1 ……(1) で示される。半田デイツプによりエネルギー障壁
が破壊されない場合、同一のバリスタ電圧を持つ
バリスタ素子の制限電圧比は (V1−VEG)・Va/V1+VEG/V1 ……(2) で示される。(2)式を(1)式で割つて整理すると V1Va+(V1−Va}・VEG/V1Va ……(3) となる。
Furthermore, one of the most important characteristics of a varistor is its limiting voltage ratio. The limiting voltage is the voltage generated between the electrodes of the varistor when a predetermined current is applied to the varistor, and the value obtained by dividing the limiting voltage by the varistor voltage (V 1nA ) is defined as the limiting voltage ratio. That is, when a current of aA is applied to the varistor, and the generated voltage is V aA , the limiting voltage ratio is V aA /V1 mA, where aA>1 nA . This limiting voltage ratio is greatly deteriorated by soldering the entire silver electrode of the varistor. Now, the varistor voltage is V, the limiting voltage is V a ,
The energy barrier between the silver electrode and the varistor element is V EG
(Assuming that it does not change due to current), then
The limiting voltage ratio of a conventional varistor is expressed as V a /V 1 (1). When the energy barrier is not destroyed by the solder dip, the limiting voltage ratio of varistor elements having the same varistor voltage is expressed as (V 1 −V EG )·V a /V 1 +V EG /V 1 (2). Dividing equation (2) by equation (1) and sorting it out gives V 1 V a + (V 1 − V a }・V EG /V 1 V a ……(3).

ここで定義よりVa/V1であるので(3)式は1よ
り小さい値をとる。従つて銀電極−バリスタ素子
間のエネルギー障壁が大きい程、制限電圧比は良
好となる。従来のバリスタの製造方法では、銀電
極全体を半田デイツプするため、銀電極−バリス
タ素子間のエネルギー障壁が低下し、制限電圧比
が悪化するのである。
Here, since V a /V 1 by definition, equation (3) takes a value smaller than 1. Therefore, the larger the energy barrier between the silver electrode and the varistor element, the better the limiting voltage ratio becomes. In the conventional varistor manufacturing method, the entire silver electrode is soldered-dipped, which lowers the energy barrier between the silver electrode and the varistor element, deteriorating the limiting voltage ratio.

また、従来、半田デイツプの前にバリスタ素子
全面にフラツクスを塗布する。フラツクスは半田
デイツプ後、有機溶剤にて洗浄するが、バリスタ
素子上に残留した場合、バリスタの課電寿命特性
を低下させる原因の1つになる。
Furthermore, conventionally, flux is applied to the entire surface of the varistor element before soldering. Flux is cleaned with an organic solvent after soldering, but if it remains on the varistor element, it becomes one of the causes of deteriorating the electrification life characteristics of the varistor.

発明の目的 本発明は上記欠点に鑑みてなされたものであ
り、バリスタ素子上の銀電極とリード線の半田付
け方法を改善することにより、制限電圧比が良
く、課電寿命特性の良好なバリスタを歩留り良く
製造する方法を提供するものである。
Purpose of the Invention The present invention has been made in view of the above-mentioned drawbacks, and provides a varistor with a good limiting voltage ratio and a good charging life characteristic by improving the method of soldering the silver electrode on the varistor element and the lead wire. The present invention provides a method for manufacturing with high yield.

発明の構成 上記目的を達成するために、本発明のバリスタ
の製造方法は、金属酸化物バリスタ素子の両面に
形成された銀電極の一端部分と引き出し用リード
線の素子側先端部分とを合わせ、この一端部分の
みをフラツクス及び半田に浸漬することにより銀
電極の一端部分にリード線を半田付けする方法で
あり、この方法によつて、半田は銀電極の一部に
しか付着しなくなり、特性の優れたバリスタを容
易に得ることができる。
Composition of the Invention In order to achieve the above object, the method for manufacturing a varistor of the present invention includes aligning one end portion of a silver electrode formed on both surfaces of a metal oxide varistor element with a tip portion on the element side of a lead wire for drawing out. This is a method of soldering a lead wire to one end of the silver electrode by immersing only one end in flux and solder. By this method, the solder only adheres to a part of the silver electrode, and the characteristics Excellent varistors can be easily obtained.

実施例の設明 以下、本発明の実施例について図面を参照しな
がら説明する。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第3図は本発明の一実施例におけるバリスタの
正面図、第4図は同断面図である。第3図および
第4図において、5は金属酸化物、たとえば酸化
亜鉛を主成分とした焼結体よりなるバリスタ素
子、6a,6bはバリスタ素子5の両面に、蒸
着、焼付けなどの処理を施して形成した銀電極、
7a,7bはリード線で第1図、第2図の構成と
同じものである。銀電極の一端部分にある8a,
8bはリード線7a,7bを銀電極6a,6bに
固定するための半田で、半田付け部分の面積は、
銀電極6a,6bの面積の50%以下である。本発
明によりバリスタを製造する場合、リード線7
a,7bの上端部を、バリスタ素子5上の銀電極
6a,6bの上部に合わせ、フラツクスをリード
線7a,7bの上端を含むバリスタ素子5の上部
にのみ塗布し、半田槽にこの部分をデイツプす
る。このようにすると、半田は銀電極6a,6b
の一端部分にしか付着しなくなり、銀電極の任意
の面積を容易に半田付けする事ができる。
FIG. 3 is a front view of a varistor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a sectional view thereof. In FIGS. 3 and 4, 5 is a varistor element made of a sintered body containing a metal oxide, for example, zinc oxide as a main component, and 6a and 6b are varistor elements 5 that have been subjected to treatments such as vapor deposition and baking on both sides. silver electrode formed by
7a and 7b are lead wires having the same structure as in FIGS. 1 and 2. 8a at one end of the silver electrode,
8b is solder for fixing the lead wires 7a and 7b to the silver electrodes 6a and 6b, and the area of the soldered part is as follows.
This is 50% or less of the area of the silver electrodes 6a, 6b. When manufacturing a varistor according to the present invention, the lead wire 7
Align the upper ends of a and 7b with the upper parts of silver electrodes 6a and 6b on varistor element 5, apply flux only to the upper part of varistor element 5 including the upper ends of lead wires 7a and 7b, and place this part in a solder bath. Deepen. In this way, the solder is applied to the silver electrodes 6a and 6b.
The silver electrode adheres only to one end, making it possible to easily solder any area of the silver electrode.

本発明の効果を実験結果とともに示す。使用し
たバリスタ素子5は、バリスタ電圧(V1nA)が
22V、素子径20φの同一ロツトの試料である。半
田槽の温度は230℃、デイツプ時間は約2秒であ
る。第5図は、半田付け面積とV1nAの劣化巾と
の関係である。半田付け面積を銀電極6a,6b
の面積の50%以下にすることにより、V1nAの劣
化を約5%以下に押えることが可能である。従つ
て、本発明のバリスタの製造方法により、半田デ
イツプ工程でのバリスタ電圧の劣化を大巾に低減
させることができ、歩留り向上の有力な手段とな
る。第6図は半田付け面積と制限電圧比との関係
である。銀電極全面に半田デイツプを施した場
合、V10A/V1nAが1.80であるのに対し、本発明に
よれば、1.65以下の高性能のバリスタを容易に製
造することができる。これはV1nA=22.0Vのバリ
スタ素子の場合、V10Aを3V以上低下できるとい
うことである。さらに、本発明によれば、半田デ
イツプの前に必ず行われるフラツクス浸漬工程に
おいて、従来はバリスタ素子のほぼ全体にフラツ
クスを塗布していたのに対し、フラツクスはバリ
スタ素子の上部に塗布するだけでよく、フラツク
ス洗浄工程の短縮化ばかりでなく、フラツクスの
残分影響を強く受ける課電寿命特性の向上をも図
ることができるのである。
The effects of the present invention will be shown together with experimental results. The varistor element 5 used has a varistor voltage (V 1nA )
These are samples from the same lot with a voltage of 22V and an element diameter of 20φ. The temperature of the solder bath was 230°C, and the dip time was about 2 seconds. FIG. 5 shows the relationship between the soldering area and the deterioration width of V 1nA . The soldering area is silver electrode 6a, 6b
By reducing the area to 50% or less, it is possible to suppress the deterioration of V 1nA to about 5% or less. Therefore, the varistor manufacturing method of the present invention can greatly reduce the deterioration of the varistor voltage during the solder dipping process, and is an effective means for improving yield. FIG. 6 shows the relationship between soldering area and limiting voltage ratio. When a solder dip is applied to the entire surface of the silver electrode, V 10A /V 1nA is 1.80, but according to the present invention, a high-performance varistor with a value of 1.65 or less can be easily manufactured. This means that in the case of a varistor element with V 1nA = 22.0V, V 10A can be reduced by 3V or more. Furthermore, according to the present invention, in the flux dipping step that is always performed before soldering, flux is applied only to the top of the varistor element, whereas in the past, flux was applied to almost the entire varistor element. In addition to shortening the flux cleaning process, it is also possible to improve the charging life characteristics, which are strongly affected by the residual flux.

発明の効果 以上のように、本発明におけるリード線の半田
付け方法によれば銀電極の一端部分にのみフラツ
クスが付着するとともに、この一端部分において
銀電極とリード線が半田付けされるので、銀電極
とバリスタ素子間で形成されるエネルギー障壁の
破壊を防ぐことによりバリスタ電圧の低下を押
え、制限電圧比の劣化を防ぎ、歩留り良く所定の
特性を有するバリスタを製造することができる。
さらに、フラツクスのバリスタ素子への影響を低
減し、課電寿命特性を向上させる効果も合わせ持
つものであり、本発明はバリスタの製造方法とし
て非常に利用価値の高いものである。
Effects of the Invention As described above, according to the lead wire soldering method of the present invention, flux adheres only to one end of the silver electrode, and the silver electrode and lead wire are soldered at this one end. By preventing the energy barrier formed between the electrode and the varistor element from being destroyed, it is possible to suppress a drop in the varistor voltage, prevent deterioration of the limiting voltage ratio, and manufacture a varistor having predetermined characteristics with high yield.
Furthermore, the present invention has the effect of reducing the influence of flux on the varistor element and improving the charging life characteristics, making the present invention extremely useful as a method for manufacturing a varistor.

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

第1図は従来のバリスタの製造方法におけるバ
リスタの正面図、第2図は同断面図、第3図は本
発明のバリスタの製造方法におけるバリスタの正
面図、第4図は同断面図、第5図は半田付け面積
とバリスタ電圧の低下との関係を示す特性図、第
6図は半田付け面積と制限電圧比との関係を示す
特性図である。 5……バリスタ素子、6a,6b……銀電極、
7a,7b……リード線、8a,8b……半田。
1 is a front view of a varistor in a conventional varistor manufacturing method, FIG. 2 is a sectional view of the same, FIG. 3 is a front view of a varistor in a method of manufacturing a varistor of the present invention, and FIG. 4 is a sectional view of the same, FIG. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the soldering area and the drop in varistor voltage, and FIG. 6 is a characteristic diagram showing the relationship between the soldering area and the limiting voltage ratio. 5... Varistor element, 6a, 6b... Silver electrode,
7a, 7b...Lead wire, 8a, 8b...Solder.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 金属酸化物バリスタ素子の両面に形成された
銀電極の夫々の一端部分と引き出し用リード線の
素子側先端部分とを合わせる工程と、フラツクス
に前記銀電極の一端部分のみを浸す工程と、この
フラツクスが付着した前記銀電極の一端部分のみ
をデイツプ法により半田に浸して銀電極とリード
線を半田付けする工程とを有するバリスタの製造
方法。 2 少なくとも一方の銀電極の半田付け部分の面
積が、銀電極の面積の50%以下であることを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載のバリスタの製
造方法。
[Claims] 1. A step of aligning one end portion of each of the silver electrodes formed on both surfaces of the metal oxide varistor element with the element-side tip portion of the lead wire for extraction, and applying only one end portion of the silver electrode to the flux. A method for producing a varistor comprising the steps of: immersing only one end portion of the silver electrode to which the flux has adhered in solder by a dipping method to solder the silver electrode and a lead wire. 2. The method for manufacturing a varistor according to claim 1, wherein the area of the soldered portion of at least one of the silver electrodes is 50% or less of the area of the silver electrode.
JP59143530A 1984-07-11 1984-07-11 Method of producing varistor Granted JPS6123302A (en)

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