JPH10229004A - チップ型バリスタ - Google Patents
チップ型バリスタInfo
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- JPH10229004A JPH10229004A JP9032027A JP3202797A JPH10229004A JP H10229004 A JPH10229004 A JP H10229004A JP 9032027 A JP9032027 A JP 9032027A JP 3202797 A JP3202797 A JP 3202797A JP H10229004 A JPH10229004 A JP H10229004A
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- varistor
- chip
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- type varistor
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01C—RESISTORS
- H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
- H01C7/18—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material comprising a plurality of layers stacked between terminals
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01C—RESISTORS
- H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
- H01C7/10—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material voltage responsive, i.e. varistors
- H01C7/105—Varistor cores
- H01C7/108—Metal oxide
- H01C7/112—ZnO type
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Thermistors And Varistors (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【課題】 静電容量が小さく、電圧非直線性が高く、電
圧抑制能力及びサージ耐量の高いチップ型バリスタを提
供する。 【解決手段】 チップ型バリスタは、SiCを主成分と
し、Si、Bi、Pb、B、Znの中から選ばれた少な
くとも2種類の元素を酸化物の状態で含有する複数のセ
ラミック層からなる積層体と、前記積層体のセラミック
層の間に介在されている内部電極層と、前記積層体の表
面に形成され、前記内部電極層と電気的接続される外部
電極とからなる。
圧抑制能力及びサージ耐量の高いチップ型バリスタを提
供する。 【解決手段】 チップ型バリスタは、SiCを主成分と
し、Si、Bi、Pb、B、Znの中から選ばれた少な
くとも2種類の元素を酸化物の状態で含有する複数のセ
ラミック層からなる積層体と、前記積層体のセラミック
層の間に介在されている内部電極層と、前記積層体の表
面に形成され、前記内部電極層と電気的接続される外部
電極とからなる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はチップ型バリスタに
関する。
関する。
【0002】
【従来の技術】現在、回路の小型化や基準周波数の高周
波化により、電子部品にも小形化や高周波化に対応した
ものが要求され、また、回路の駆動電圧の低電圧化によ
り、低電圧への対応が要求されている。そして、異常電
圧吸収素子であるバリスタもその例外ではない。
波化により、電子部品にも小形化や高周波化に対応した
ものが要求され、また、回路の駆動電圧の低電圧化によ
り、低電圧への対応が要求されている。そして、異常電
圧吸収素子であるバリスタもその例外ではない。
【0003】バリスタも近年では種々の材料と構造のも
のが知られており、例えばリード付きタイプのバリスタ
では、SiC系、ZnO系、SrTiO3 系、及びTi
O2系のバリスタが知られ、チップ型バリスタでは、Z
nO系やSrTiO3 系を主成分としたものが知られて
いる。
のが知られており、例えばリード付きタイプのバリスタ
では、SiC系、ZnO系、SrTiO3 系、及びTi
O2系のバリスタが知られ、チップ型バリスタでは、Z
nO系やSrTiO3 系を主成分としたものが知られて
いる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このバリスタを高周波
化に対応させ、信号回路等のノイズ吸収に用いるために
は静電容量を小さくする必要があり、また、同時に低電
圧対応とするためにはバリスタ電圧を低く抑える必要が
ある。
化に対応させ、信号回路等のノイズ吸収に用いるために
は静電容量を小さくする必要があり、また、同時に低電
圧対応とするためにはバリスタ電圧を低く抑える必要が
ある。
【0005】しかし、ZnO系バリスタの見かけ誘電率
は数百もあるため、小さな静電容量と数Vのバリスタ電
圧を得ようとすると、電極面積を大幅に小さくする必要
がある。しかし、同時にサージ耐量が損なわれてしま
う。
は数百もあるため、小さな静電容量と数Vのバリスタ電
圧を得ようとすると、電極面積を大幅に小さくする必要
がある。しかし、同時にサージ耐量が損なわれてしま
う。
【0006】また、SrTiO3 系やTiO2 系バリス
タの見かけ誘電率はZnO系よりさらに高く、数千から
数万もあるため、小さな静電容量と数Vのバリスタ電圧
を得ようとするとさらに難しい。
タの見かけ誘電率はZnO系よりさらに高く、数千から
数万もあるため、小さな静電容量と数Vのバリスタ電圧
を得ようとするとさらに難しい。
【0007】一方、SiC系バリスタは見かけ誘電率が
低いため、小容量のものが得られやすい。しかし、電圧
非直線係数αが他の系のバリスタと比較して小さく、例
えば、ZnO系が数十を有するのに対し、SiC系は7
程度しか得られていない。
低いため、小容量のものが得られやすい。しかし、電圧
非直線係数αが他の系のバリスタと比較して小さく、例
えば、ZnO系が数十を有するのに対し、SiC系は7
程度しか得られていない。
【0008】そこで、本発明の目的は、静電容量が小さ
く、電圧非直線性が高く、電圧抑制能力及びサージ耐量
が高いチップ型バリスタを提供することにある。
く、電圧非直線性が高く、電圧抑制能力及びサージ耐量
が高いチップ型バリスタを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本願発明は、請求項1に
おいて、チップ型バリスタは、SiCを主成分とし、S
i、Bi、Pb、B、Znの中から選ばれた少なくとも
2種類の元素を酸化物の状態で含有する複数のセラミッ
ク層からなる積層体と、前記積層体のセラミック層の間
に介在されている内部電極層と、前記積層体の表面に形
成され、前記内部電極層と電気的接続される外部電極と
からなることを特徴とする。
おいて、チップ型バリスタは、SiCを主成分とし、S
i、Bi、Pb、B、Znの中から選ばれた少なくとも
2種類の元素を酸化物の状態で含有する複数のセラミッ
ク層からなる積層体と、前記積層体のセラミック層の間
に介在されている内部電極層と、前記積層体の表面に形
成され、前記内部電極層と電気的接続される外部電極と
からなることを特徴とする。
【0010】また、請求項2において、チップ型バリス
タは、前記Si、Bi、Pb、B、Znの中から選ばれ
た少なくとも2種類の元素が、それぞれSiO2 、Bi
2 O3 、PbO、B2 O3 、ZnOの各酸化物に換算し
て、全量で0.1〜20モル%含有されていることを特
徴とする。
タは、前記Si、Bi、Pb、B、Znの中から選ばれ
た少なくとも2種類の元素が、それぞれSiO2 、Bi
2 O3 、PbO、B2 O3 、ZnOの各酸化物に換算し
て、全量で0.1〜20モル%含有されていることを特
徴とする。
【0011】また、請求項3において、チップ型バリス
タは、前記SiCの粒径が1〜10μmであることを特
徴とする。
タは、前記SiCの粒径が1〜10μmであることを特
徴とする。
【0012】また、請求項4において、チップ型バリス
タは、前記内部電極層がPt、Au、Ag、Pd、N
i、Cuのうち少なくとも一つの金属により形成されて
いることを特徴とする。
タは、前記内部電極層がPt、Au、Ag、Pd、N
i、Cuのうち少なくとも一つの金属により形成されて
いることを特徴とする。
【0013】本発明はこのようにすることにより、静電
容量が小さくて電圧非直線性が高く、電圧抑制能力及び
サージ耐量が高いチップ型バリスタが得られる。
容量が小さくて電圧非直線性が高く、電圧抑制能力及び
サージ耐量が高いチップ型バリスタが得られる。
【0014】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を実施
例に基づき説明する。
例に基づき説明する。
【0015】始めに、バリスタの原料粉末として、市販
のSiC粉末を準備し、この粉末を分級装置で、1μm
未満、1μm以上〜5μm未満、5μm以上〜10μm
未満及び10μm以上の各粒径に分級した。
のSiC粉末を準備し、この粉末を分級装置で、1μm
未満、1μm以上〜5μm未満、5μm以上〜10μm
未満及び10μm以上の各粒径に分級した。
【0016】そして、これらの分級したSiC粉末各1
00モル%に対し、SiO2 、Bi2 O3 、PbO、B
2 O3 及びZnOをそれぞれ表1及び表2に示す含有量
になるように配合し、これにエタノールとトルエンを所
定量加え、ボールミルで混合してそれぞれスラリーを得
た。
00モル%に対し、SiO2 、Bi2 O3 、PbO、B
2 O3 及びZnOをそれぞれ表1及び表2に示す含有量
になるように配合し、これにエタノールとトルエンを所
定量加え、ボールミルで混合してそれぞれスラリーを得
た。
【0017】
【表1】
【0018】
【表2】
【0019】続いて、これらのスラリーにバインダーと
分散剤を加えた後、ドクターブレード法により厚さ20
μmのセラミックグリーンシ−トを作製した。なお、S
iC粉末の粒径が10μm以上のものからは、良好なセ
ラミックグリーンシートを作製することができなかっ
た。
分散剤を加えた後、ドクターブレード法により厚さ20
μmのセラミックグリーンシ−トを作製した。なお、S
iC粉末の粒径が10μm以上のものからは、良好なセ
ラミックグリーンシートを作製することができなかっ
た。
【0020】そして、得られた各セラミックグリーンシ
ートを所定の形状(矩形)に打ち抜き、複数枚の各セラ
ミックグリーンシートを得た。
ートを所定の形状(矩形)に打ち抜き、複数枚の各セラ
ミックグリーンシートを得た。
【0021】次に、これらのグリーンシート表面に、表
1及び表2に示すように、Pt、Au、Pd、Ni、C
uの金属及びAg−Pd(混合比率7:3)の合金から
なるそれぞれの内部電極用ペーストをスクリーン印刷法
により印刷した。
1及び表2に示すように、Pt、Au、Pd、Ni、C
uの金属及びAg−Pd(混合比率7:3)の合金から
なるそれぞれの内部電極用ペーストをスクリーン印刷法
により印刷した。
【0022】続いて、これらの印刷済セラミックグリー
ンシートを所定枚数積み重ねて積層体とし、さらにこの
積層体の上下から外層用として、内部電極が印刷されて
いないセラミックグリーンシートを所定枚数重ね、この
積層体を2トン/cm2 の圧力で圧着した。
ンシートを所定枚数積み重ねて積層体とし、さらにこの
積層体の上下から外層用として、内部電極が印刷されて
いないセラミックグリーンシートを所定枚数重ね、この
積層体を2トン/cm2 の圧力で圧着した。
【0023】そして、この圧着体を500℃で2時間熱
処理し、バインダーを燃焼除去した後、さらに、700
〜1100℃でAr中にて焼成を行った。
処理し、バインダーを燃焼除去した後、さらに、700
〜1100℃でAr中にて焼成を行った。
【0024】このようにして得られた焼成体の端面の内
部電極露出部分に、外部電極としてAgペーストを塗布
し、600℃で焼き付けてチップ型バリスタとした。
部電極露出部分に、外部電極としてAgペーストを塗布
し、600℃で焼き付けてチップ型バリスタとした。
【0025】次に、このチップ型バリスタの電気特性を
次のような方法で測定した。
次のような方法で測定した。
【0026】すなわち、バリスタ特性は、DC電流を流
してバリスタの両端電圧を測定し、1mAを流したとき
の電圧をバリスタ電圧V1mA とした。
してバリスタの両端電圧を測定し、1mAを流したとき
の電圧をバリスタ電圧V1mA とした。
【0027】また、バリスタの性能指数を示す電圧非直
線係数αは、0.1mAを流したときの電圧V0.1mA と
バリスタ電圧V1mA とで、 α=1/log(V1nA /V0.1mA ) の式で計算した。
線係数αは、0.1mAを流したときの電圧V0.1mA と
バリスタ電圧V1mA とで、 α=1/log(V1nA /V0.1mA ) の式で計算した。
【0028】また、静電容量は1MHzで測定した。
【0029】また、高電流域の性能として制限電圧を測
定した。制限電圧は8×20μsecの三角の電流波形
を持ち、そのピーク電流が10Aとなる電流パルスをバ
リスタに印加し、バリスタの両端電圧の最高電圧V10A
を測定した。
定した。制限電圧は8×20μsecの三角の電流波形
を持ち、そのピーク電流が10Aとなる電流パルスをバ
リスタに印加し、バリスタの両端電圧の最高電圧V10A
を測定した。
【0030】さらに、サージ耐量として、制限電圧と同
様な波形形状を有する電流パルスを印加して、パルス印
加前後のV1mA の変化が10%を超えるピーク電流値を
測定した。これをバリスタ電極部分の単位面積当たりの
電流値として示す。
様な波形形状を有する電流パルスを印加して、パルス印
加前後のV1mA の変化が10%を超えるピーク電流値を
測定した。これをバリスタ電極部分の単位面積当たりの
電流値として示す。
【0031】以上の測定は、各ロットの試料数10個で
測定した。
測定した。
【0032】これらの結果を表3及び表4に示す。な
お、表3及び表4の試料No.は表1及び表2の試料N
o.と対応している。
お、表3及び表4の試料No.は表1及び表2の試料N
o.と対応している。
【0033】
【表3】
【0034】
【表4】
【0035】得られた結果を表1〜表4をもとに考察す
る。
る。
【0036】表1〜表4から明らかなように、SiCを
主成分とし、これにSi、Bi、Pb、B、Znの中か
ら選ばれた少なくとも2種類の元素を酸化物の状態で含
有させることにより、電圧非直線係数αが約10〜30
と高く、静電容量が約10〜30pFと小さいチップ型
バリスタが得られる。また、サージ耐量も50以上と高
いものが得られる。
主成分とし、これにSi、Bi、Pb、B、Znの中か
ら選ばれた少なくとも2種類の元素を酸化物の状態で含
有させることにより、電圧非直線係数αが約10〜30
と高く、静電容量が約10〜30pFと小さいチップ型
バリスタが得られる。また、サージ耐量も50以上と高
いものが得られる。
【0037】なお、、試料No.16〜19が示すよう
に、Si、Bi、Pb、B、Znの中から選ばれる少な
くとも2種類の元素をそれぞれSiO2 、Bi2 O3 、
PbO、B2 O3 、ZnOに換算して、全量で20モル
%を超えて含有させると、静電容量は小さいが電圧非直
線係数が低下する。また、粒界における抵抗が大きくな
るため、制限電圧が上昇し、サージ耐量が低下する。そ
のため、試料No.19のように素子が破壊したものも
ある。また、表1〜表4には示していないが、前記酸化
物の含有量が0.1モル未満ではセラミックが脆くな
り、強度が弱くなる。
に、Si、Bi、Pb、B、Znの中から選ばれる少な
くとも2種類の元素をそれぞれSiO2 、Bi2 O3 、
PbO、B2 O3 、ZnOに換算して、全量で20モル
%を超えて含有させると、静電容量は小さいが電圧非直
線係数が低下する。また、粒界における抵抗が大きくな
るため、制限電圧が上昇し、サージ耐量が低下する。そ
のため、試料No.19のように素子が破壊したものも
ある。また、表1〜表4には示していないが、前記酸化
物の含有量が0.1モル未満ではセラミックが脆くな
り、強度が弱くなる。
【0038】したがって、Si、Bi、Pb、B、Zn
をそれぞれSiO2 、Bi2 O3 、PbO、B2 O3 、
ZnOに換算した全含有量は、0.1〜20モル%が好
ましい。
をそれぞれSiO2 、Bi2 O3 、PbO、B2 O3 、
ZnOに換算した全含有量は、0.1〜20モル%が好
ましい。
【0039】また、試料No.20が示すように、Si
C粉末の粒径が1μm未満では、電圧非直線係数が低下
する。また、サージ耐量が大幅に低下して、バリスタ素
子が破壊してしまう。一方、SiC粉末粒径が10μm
を超えると前述のように良好なシート作製ができない。
したがって、SiCの粒径は1〜10μmであることが
好ましい。
C粉末の粒径が1μm未満では、電圧非直線係数が低下
する。また、サージ耐量が大幅に低下して、バリスタ素
子が破壊してしまう。一方、SiC粉末粒径が10μm
を超えると前述のように良好なシート作製ができない。
したがって、SiCの粒径は1〜10μmであることが
好ましい。
【0040】また、チップ型バリスタの内部電極として
は、Pt、Au、Ag、Pd、Ni、Cuのうち少なく
とも一つの金属を、性能、コスト等を考慮して適宜選択
して用いることができる。
は、Pt、Au、Ag、Pd、Ni、Cuのうち少なく
とも一つの金属を、性能、コスト等を考慮して適宜選択
して用いることができる。
【0041】
【発明の効果】以上のように、本願発明によれば、Si
Cを主成分とするバリスタに、Si、Bi、B、Pb、
Znの酸化物を添加して積層化することで、低電圧で高
い電圧非直線性と電圧抑制能力を有し、かつ静電容量の
小さなチップ型バリスタが得られる。そして、従来のS
iC系バリスタと比較し、約2〜4倍の電圧非直線性が
得られ、小容量時におけるサージ耐量を十分確保するこ
とができる。
Cを主成分とするバリスタに、Si、Bi、B、Pb、
Znの酸化物を添加して積層化することで、低電圧で高
い電圧非直線性と電圧抑制能力を有し、かつ静電容量の
小さなチップ型バリスタが得られる。そして、従来のS
iC系バリスタと比較し、約2〜4倍の電圧非直線性が
得られ、小容量時におけるサージ耐量を十分確保するこ
とができる。
Claims (4)
- 【請求項1】 SiCを主成分とし、Si、Bi、P
b、B、Znの中から選ばれた少なくとも2種類の元素
を酸化物の状態で含有する複数のセラミック層からなる
積層体と、前記積層体のセラミック層の間に介在されて
いる内部電極層と、前記積層体の表面に形成され、前記
内部電極層と電気的接続される外部電極とからなること
を特徴とするチップ型バリスタ。 - 【請求項2】 前記Si、Bi、Pb、B、Znの中か
ら選ばれた少なくとも2種類の元素が、それぞれSiO
2 、Bi2 O3 、PbO、B2 O3 、ZnOの各酸化物
に換算して、全量で0.1〜20モル%含有されている
ことを特徴とする請求項1記載のチップ型バリスタ。 - 【請求項3】 前記SiCの粒径は1〜10μmである
ことを特徴とする請求項1または2記載のチップ型バリ
スタ。 - 【請求項4】 前記内部電極層はPt、Au、Ag、P
d、Ni、Cuのうち少なくとも一つの金属により形成
されていることを特徴とする請求項1、2または3記載
のチップ型バリスタ。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9032027A JPH10229004A (ja) | 1997-02-17 | 1997-02-17 | チップ型バリスタ |
US09/021,726 US5976420A (en) | 1997-02-17 | 1998-02-11 | Chip type varistor and ceramic compositions for the same |
KR1019980004847A KR100296931B1 (ko) | 1997-02-17 | 1998-02-17 | 칩형의바리스터및이를위한세라믹조성물 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9032027A JPH10229004A (ja) | 1997-02-17 | 1997-02-17 | チップ型バリスタ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10229004A true JPH10229004A (ja) | 1998-08-25 |
Family
ID=12347391
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9032027A Pending JPH10229004A (ja) | 1997-02-17 | 1997-02-17 | チップ型バリスタ |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5976420A (ja) |
JP (1) | JPH10229004A (ja) |
KR (1) | KR100296931B1 (ja) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3399349B2 (ja) * | 1998-03-17 | 2003-04-21 | 株式会社村田製作所 | 積層バリスタおよびその製造方法 |
JP3503548B2 (ja) * | 1999-11-12 | 2004-03-08 | 株式会社村田製作所 | 電圧非直線抵抗体及びその製造方法、並びに、この電圧非直線抵抗体を用いたバリスタ |
DE10134751C1 (de) * | 2001-07-17 | 2002-10-10 | Epcos Ag | Elektrokeramisches Bauelement |
US20050180091A1 (en) * | 2004-01-13 | 2005-08-18 | Avx Corporation | High current feedthru device |
TWI427646B (zh) * | 2006-04-14 | 2014-02-21 | Bourns Inc | 具表面可裝設配置之傳導聚合物電子裝置及其製造方法 |
US8629752B2 (en) | 2011-07-11 | 2014-01-14 | Amotech Co., Ltd. | Suppressor |
KR101396769B1 (ko) * | 2011-07-11 | 2014-05-20 | 주식회사 아모텍 | 써프레서 |
CN104658727B (zh) * | 2013-11-22 | 2017-07-07 | 华中科技大学 | 一种贱金属内电极叠层片式ZnO压敏电阻器及其制备方法 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4209474A (en) * | 1977-08-31 | 1980-06-24 | General Electric Company | Process for preparing semiconducting silicon carbide sintered body |
US4272411A (en) * | 1979-03-08 | 1981-06-09 | Electric Power Research Institute | Metal oxide varistor and method |
JPS5921579A (ja) * | 1982-07-29 | 1984-02-03 | 大森 守 | 炭化珪素焼結成形体とその製造方法 |
US4796077A (en) * | 1986-08-13 | 1989-01-03 | Hitachi, Ltd. | Electrical insulating, sintered aluminum nitride body having a high thermal conductivity and process for preparing the same |
JPH01228105A (ja) * | 1988-03-09 | 1989-09-12 | Ngk Insulators Ltd | 電圧非直線抵抗体の製造方法 |
JPH06302404A (ja) * | 1993-04-16 | 1994-10-28 | Murata Mfg Co Ltd | 積層型正特性サ−ミスタ |
-
1997
- 1997-02-17 JP JP9032027A patent/JPH10229004A/ja active Pending
-
1998
- 1998-02-11 US US09/021,726 patent/US5976420A/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-02-17 KR KR1019980004847A patent/KR100296931B1/ko active IP Right Grant
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR100296931B1 (ko) | 2001-08-07 |
KR19980071433A (ko) | 1998-10-26 |
US5976420A (en) | 1999-11-02 |
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