JPH10199709A - 積層型バリスタ - Google Patents

積層型バリスタ

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JPH10199709A
JPH10199709A JP226397A JP226397A JPH10199709A JP H10199709 A JPH10199709 A JP H10199709A JP 226397 A JP226397 A JP 226397A JP 226397 A JP226397 A JP 226397A JP H10199709 A JPH10199709 A JP H10199709A
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JP
Japan
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varistor
internal electrode
electrode
internal
electrodes
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JP226397A
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Tadashi Ogasawara
正 小笠原
Ryuichi Tanaka
隆一 田中
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TDK Corp
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TDK Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】サージ電流耐量の大きい小型の積層型バリスタ
を提供すること。 【解決手段】端子電極5、5と導通する内部電極と、バ
リスタ層2を積層焼結した積層型バリスタにおいて、第
1の内部電極3、3を端子電極5、5よりバリスタ層2
側に同一面上で延ばして間隔を設けて形成し、第2の内
部電極4を前記端子電極と離れて、かつ第1の内部電極
3、3の前記間隔を跨いで、この第1の内部電極とは異
なる面上に位置するように形成し、バリスタ層2を挟ん
でこの第1の内部電極3と第2の内部電極4を積層す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は積層型バリスタに係
り、特にサージ電流耐量の大きい積層型バリスタに関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】近年、電子機器の小型化、携帯化が進
み、それらに搭載される電子部品においても大幅に小型
化されている。特に携帯電話等に使用されている、IC
等の小電圧で駆動している部品に関しては、静電気等で
発生する異常電圧からこれを保護する必要があり、この
ため現在ではチップ型バリスタが一般的に使用されてい
る。
【0003】チップ型バリスタは単板タイプのものと、
積層タイプのものが知られている。単板タイプのもの
は、バリスタ機能を有する基板の両主面に端部より延び
る銀を主成分とした電極を形成した構造であり、例えば
実公昭57−42163号公報に記載されている。
【0004】また積層タイプのものは、バリスタ機能を
有するグリーンシートに電極を形成し、これらを積層し
てバリスタを構成するものであり、例えば特開平5−2
1211号公報、特開平5−226116号公報、特開
平6−120007号公報に記載されている。
【0005】積層タイプのものも、内部電極が両端子電
極より内側に延びる構造のものであり、バリスタ層を挟
んで交互に積層されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のチッ
プ型のバリスタは、前記の如く、電極が重なり構造のた
めエネルギ−耐量が小さく、サージや静電気等の異常電
圧に対してIC等を保護できないという問題があった。
これらの改善策として、チップ型のバリスタを複数個並
列接続したり、電極の重なり面積を大きくする等の手法
を用いていた。しかしこれらの改善策は製品の大型化及
び特性の変化等の問題があった。
【0007】そこで本発明では同じ体積で当初の特性つ
まりバリスタ電圧と非直線係数(α)を変化させないで
サージ耐量の大きい積層チップ型のバリスタの提供する
ことを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】この目的を構成するた
め、本発明の積層型バリスタでは、端子電極及びこの端
子電極と導通する内部電極と、バリスタ層を積層焼結し
た積層型バリスタにおいて、第1の内部電極を端子電極
よりバリスタ層側に同一面上で延ばして間隔を設けて形
成し、第2の内部電極を、前記端子電極と離れて、かつ
第1の内部電極の前記間隔を跨いで、この第1の内部電
極とは異なる面上に位置するように形成し、バリスタ層
を挟んでこの第1の内部電極と第2の内部電極を積層し
たものである。
【0009】
【作用】このように、積層チップ型の内部電極を、本発
明によれば、上記の如く、第1の内部電極を端子電極よ
りバリスタ層側に同一面上で延ばして間隔を設けて形成
し、第2の内部電極を、その端子が前記端子電極と離れ
て、かつ第1の内部電極の前記間隔を跨いで、この第1
の内部電極とは異なる面上に位置するように形成し、バ
リスタ層を挟んでこの第1の内部電極と第2の内部電極
を積層することにより、後述するようにバリスタ層を薄
くすることができ、その結果層数を増加させることが可
能となり、内部電極の重なり面積を大幅に増加させるこ
とができる。
【0010】これにより、同じ形状寸法で当初の特性を
変化させることなくサージ耐量の大きい積層チップ型の
バリスタを提供することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例について
図1にもとづき詳述する。図1(A)は本発明の一実施
例の積層板バリスタ1の内部構造を示す断面図であり、
図1(B)はその斜視図である。図1(B)におけるA
−A′部分の断面図を図1(A)に示す。
【0012】図1において、1は本発明の積層型バリス
タ、2はバリスタ層、3は第1の内部電極、4は第2の
内部電極、5は外部端子電極、6は保護層である。本実
施例の積層型バリスタ1の製造方法について説明する。
バリスタ層2を構成する主成分の酸化亜鉛(ZnO)9
8.17wt%に対して、酸化コバルト(CoO)1.
2wt%、酸化プラセオジウム(Pr6 11)0.5w
t%、炭酸カルシウム(CaCO3 )0.1wt%、酸
化ケイ素(SiO2 )0.03wt%の割合になるよう
に秤量を行った。
【0013】この粉末に有機バインダ、有機溶剤、有機
可塑剤を加え、ボール・ミルで20時間混合、粉砕を行
い、スラリ−を作成した。このスラリーをドクターブレ
ード法によってポリエチレンテレフタレートベースフィ
ルム上に30μmの厚さのグリーンシートを作成した。
次いでベースフィルムからグリーンシートを用いて保護
層6を積層し、その後バリスタ層2と第1の内部電極
3、第2の内部電極4を積層した。
【0014】このとき、第1の内部電極3と第2の内部
電極4の材料にはパラジウムペーストを用い、スクリー
ン印刷にて所望の層数形状になるように印刷・積層を行
った。その上に保護層6を積層し、加熱圧着した後所定
の形状になるように切断してグリーンチップとした。
【0015】このグリーンチップを350℃で2時間の
条件で脱バインダーを行った後に、約1260℃で約4
時間焼成して焼結体とした。それからこの焼結体の両端
面に外部端子電極材料として、銀・パラジウムペースト
を塗布、乾燥した後約800℃で焼き付けて外部端子電
極5、5を形成し、積層型バリスタ1を得た。
【0016】以上の手順により作成された試料につい
て、それぞれバリスタ電圧及びサージ電流耐量を測定し
た。バリスタ電圧は電流が1mA流れるときの電圧で表
わし、V1mAと表記している。
【0017】サージ電流耐量は、8/20μsの波形、
つまり図1(C)に示す如く、サージ電圧が初めの8μ
sの時点でピーク値の90%、20μsの時点でピーク
後の減衰が50%の波形であって波高値をステップアッ
プして破壊したときの最大電流値を示し、30個の平均
値を表1の試料1として示した。
【0018】なお、図1(A)において、G1 及びG2
は第2の内部電極4の端部と外部端子電極5、5との間
隔であり、通常はバリスタ層の厚みtよりも大きくす
る。またG3 は第1の内部電極3、3間の間隔で、これ
もまたバリスタ層の厚みtよりも大きくする。
【0019】従来の積層型バリスタでは、図2(A)に
示す如く、1対の電極がバリスタ層を挟んでt1 だけ離
れていたのでバリスタ電圧はこのt1 で決まる。しかし
本発明では、図2(B)に示す如く、電極が分割されて
いるので電極距離をt2 とするときバリスタ電圧は2t
2 で決まるので、図2(B)の場合はバリスタ層の厚み
を図2(A)の1/2にしても、t1 =2t2 となり、
同じバリスタ電圧のものを得ることができる。このよう
にして本発明ではバリスタ層を薄くすることができ、分
割数を増す程バリスタ層を薄くすることができる。
【0020】本発明の第2実施例を図3に示す。図3に
おいては、バリスタ層2の層数が6つまり図1の第1実
施例の3倍の例を示すものであり、それ以外は同様に構
成されている。そして第1実施例と同様にテストを行っ
てその30個の平均値を表1の試料2として示した。
【0021】
【表1】
【0022】図5は比較例としての従来の積層形バリス
タ10の構造を示すものである。図1に示す一実施例と
同一記号は同一部分を示し、7、7′は内部電極であっ
て、いずれも左または右の外部端子電極5と接続されて
いる。また6は保護層である。
【0023】図1に説明した本発明の一実施例に使用し
たものと同じ材料のグリーンシートを用いて保護層6を
積層し、バリスタ層2と内部電極7、7′を所望の層
数、形状になるように印刷・積層した。そして上方の保
護層6を最後に積層後、これらを加熱圧着し、所望の形
状に切断し、脱バインダーを行ない、約1260℃で約
4時間焼成して焼結体を得て、その両端面に銀・パラジ
ウムペーストを塗布、乾燥後約800℃で焼き付け外部
端子電極5、5を形成して、図5に示す従来例の試料を
作製した。
【0024】これを前記と同様にしてバリスタ電圧とサ
ージ電流耐量を確認し、その結果を表1の試料3、4に
示す。なお図5は層数が1の場合を例示したものであ
る。表1においてL、W、Tは、積層型バリスタの外観
寸法である。そしてtはバリスタ層の厚さである。表1
により明らかなようにバリスタ層の厚さtは図1が試料
3で示される図5の場合の1/2であり、表1において
各試料の外観寸法は同一である。
【0025】表1より明らかなように、本発明の第1実
施例である試料1は比較例である試料3に比べてサージ
電流耐量が2.14倍もあることがわかる。また本発明
の第2実施例である試料2は比較例である試料4に比べ
てサージ電流耐量が約2.15倍大きくなっていること
がわかる。
【0026】本発明の第3実施例を図4にもとづき説明
する。図4において図1と同記号は同一部分を示す。第
3実施例に示す積層型バリスタ20では電極部分が外部
端子電極5、5と接続されている第1の内部電極11、
11とその中間に位置する内部中間電極12と、第1の
内部電極11と内部中間電極12間の間隔部分を跨いで
位置する第2の内部電極13、13により形成されてい
る。これらの各内部電極及び内部中間電極は、図1に示
す各内部電極と同様にパラジウムにより構成され、また
バリスタ層2、外部端子電極5、保護層6等は、これま
た図1に示す実施例と同様に構成される。
【0027】そして前記と同様にバリスタ電圧及びサー
ジ電流耐量を確認し、その結果を表1の試料5、6に示
す。この試料5は比較例である試料3に比べてサージ電
流耐量が約4.42倍と大きい。また試料6も比較例で
ある試料4に比べてサージ電流耐量が約4.4倍と大き
くなる。
【0028】本発明によりバリスタ層を薄くし、図4に
示す如く、第1内部電極、及び第2内部電極の分割数を
多くすることによりサージ電流耐量を向上することがで
きる。
【0029】本発明においてバリスタ層数や厚み、電極
の分割数は前記各実施例に限定されるものではなく、適
宜変更できるものである。例えば電極の分割数を増す程
バリスタ層を薄くでき、小型化できる。
【0030】
【発明の効果】本発明によれば内部電極を分割し、また
バリスタ層を薄くすることによりバリスタ電圧を変えず
にサージ電流耐量を向上することができる。また形状寸
法を大きくすることなく、サージ電流耐量を向上するこ
とができるので、小型、低コストの積層型バリスタを提
供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例である。
【図2】本発明の動作説明図である。
【図3】本発明の第2実施例である。
【図4】本発明の第3実施例である。
【図5】従来例である。
【符号の説明】
1、10、20 積層型バリスタ 2 バリスタ層 3、11 第1の内部電極 4、13 第2の内部電極 5 外部端子電極 6 保護層 7、7′ 内部電極 12 内部中間電極

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】端子電極及びこの端子電極と導通する内部
    電極と、バリスタ層を積層焼結した積層型バリスタにお
    いて、 第1の内部電極を端子電極よりバリスタ層側に同一面上
    で延ばして間隔を設けて形成し、 第2の内部電極を前記端子電極と離れて、かつ第1の内
    部電極の前記間隔を跨いで、この第1の内部電極とは異
    なる面上に位置するように形成し、 バリスタ層を挟んでこの第1の内部電極と第2の内部電
    極を積層したことを特徴とする積層型バリスタ。
  2. 【請求項2】端子電極及びこの端子電極と導通する内部
    電極と、バリスタ層を積層焼結した積層型バリスタにお
    いて、 第1の内部電極を端子電極よりバリスタ層側に同一面上
    で延ばして間隔を設けて形成し、 中間内部電極をこの間隔内に配置し、 第2の内部電極を前記第1の内部電極と中間内部電極の
    間隔を跨いでかつ前記第1の内部電極とは異なる面上で
    位置するように形成し、 バリスタ層を挟んでこの第1の内部電極と、中間内部電
    極と、第2の内部電極を積層したことを特徴とする積層
    型バリスタ。
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