JPS6057905A - 積層型電圧非直線抵抗器 - Google Patents

積層型電圧非直線抵抗器

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JPS6057905A
JPS6057905A JP58167262A JP16726283A JPS6057905A JP S6057905 A JPS6057905 A JP S6057905A JP 58167262 A JP58167262 A JP 58167262A JP 16726283 A JP16726283 A JP 16726283A JP S6057905 A JPS6057905 A JP S6057905A
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JP
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oxide
sintered body
varistor
composition sintered
insulating composition
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桃木 孝道
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は改良された積層型の電圧非直線抵抗器(以下バ
リスタと称す)に関する。
一般に電子部品の高密度実装化指向が強く望まれる昨今
、バリスタにおいても例外でな(このような要請にこた
えたものとして各種回路基板に直接ハンダ付けできるよ
うにした内部構造が積層化した積層型バリスタが提案さ
れている。しかして従来積層型バリスタとしては特公昭
58−23921号公報に開示されたものがある。すな
わち該公報に開示されたものは第1図および第2図に示
すように複数の内部電極(])とZn0v主成分とした
焼結体(2)とが積層構造となっており、前(2) 配向部電極(1)の外部取り出し電極部(3)以外を前
記焼結体(2)で囲まれた構造からなるものである。し
かしてこのような構成になるバリスタの外部取り出し電
極部(3)間絶縁は第3図に示すように焼結体(2)の
粒界層部分、すなわちZnOの良導電結晶(4)間に存
在するP線層(5)で維持するために電界が絶縁層(5
)姥集中し絶縁耐力が低(焼結体(2)表面での放電劣
化が発生し、さらに耐湿度試験やサージ試験によって絶
縁層(5)部分に水分が付着し放電劣化を促進し焼結体
(2)の表面が変質し低電流領域の漏れ電流が急激に増
大し信頼性に劣る欠点化もっていた。 また上記公報に
開示された技術は内部電極(1) &配した生シートケ
複数枚積み重ね一体化した後に焼結ケする手段である。
すなわち内部電極(])と生クシ−が同時に焼結が進む
ことになり生シート中に含まれる成分の中で特にビスマ
スは第3図に示すように内部電極(])に拡散すること
になり内部電極(1)のほとんどが高抵抗化部(6)と
なり内部電極(1)の焼結状態が変化し抵抗値上昇の大
きな要因となる点を考慮し、ビスマスの添加量ヲB i
 203に換算して0.05モル%以下としたものであ
る。
しかしながら反面ビスマスの添加量が少ないため電圧非
直線性(α)が小さく、さらに制限電圧比(VIOA/
V1mA)が大きくなるなど バ]ノスタ特性そのもの
が低下する欠点をもっていた。
本発明は−に記の点に鑑みてなされたもので内部電極の
表裏いずれか一方が焼結後に絶縁体になる組成物に接し
、かつ最外層に絶縁体が位置するようにすることによっ
て、電圧非直線性、制限電圧比さらには耐湿性および耐
サージ性などの緒特性がすぐれた積層型の電圧非直線抵
抗器を提供すること乞[1的とするものである。
以下本発明について図面を参照して説明する。
すなわち第5図および第6図に示すように複数の内部型
fi1m(11)とバリスタ組成物焼結体(12)およ
び絶縁組成物焼結体(13)が積層化してなる構造にお
いて前記内部電極(11)の表裏いずれか一方が絶縁組
成物焼結体(13)に接し、かつ最外層が絶縁組成物焼
結体(13)からなり前記内部電極(11)が外部取り
出し電極(14)と接続する部分ケ除いて前記バリスタ
組成物焼結体(]2)および絶縁組成物焼結体(13)
で囲まれている構造としたものであり、その製造手段の
一例につき説明すると、まず焼結後バリスタ機能ケ有f
る焼結体となる原料として酸化亜鉛を主成分とし、添加
物として酸化ビスマスとそのほかに酸化コバルト、酸化
マンガン、酸化ニッケル、酸化クロム、酸化マグネシウ
ム、酸化鉛。
酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化アンチモン。
酸化バリウム、酸化硅素、酸化硼素などの中から2種類
または3種類以上加えボールミルで混合し乾燥後600
〜950Cで仮焼し、しかるのち粉砕し有機バインダー
とともに溶媒中に分散させスラリー状とする。つぎにこ
れケドクター・ブレード法によって10μ關〜3111
I厚程度の均一な焼結後バリスタ機能を有する生シート
ケ形成する。また一方焼結後絶縁体となる原料として酸
化亜鉛ケ主成分とし、添加物として酸化銅、酸化リチウ
ム。
酸化カリウム、酸化銀などの酸化亜鉛絶縁体化成分の中
の1種以上を加えボールミルで混合し乾燥後600〜9
50°0で仮焼し、しかるのち粉砕し有機バインダとと
もに溶媒中に分散させスラリー状とする。つぎにこれケ
ドクター・ブレード法によって10μm〜500μm厚
程度の均一な焼結後絶縁機能を有する生シー)・ケ形成
する。しかして前記焼結後バリスタ機能を有する生シー
トの上下両面に金、白金、パラジウム、銀、ロジウムま
たはこれらの内の2つ以上の合金からなる金属ペースト
ケ用いて所定の大きさにスクリーン印刷によって内部電
極ケ形成し上下面に前記焼結後絶縁機能ケ有する生シー
トケ積み重ね圧着したのち所定の大きさに切断し900
〜1200“Cで0.5〜8時間焼1枯し内部電極?導
出させた両端に銀電極乞塗布し450〜850 ’(’
Iで焼付けてなるようにしたものである。
以上のような構成になる積層型のバ1ノスタによれば第
7図に示すように絶縁組成物焼結体(13)&構成する
結晶粒(15)自体が絶縁体化しているため電界は表面
全体に分散し絶縁組成物焼結体(13)表面での放電劣
化はな(すぐれた絶縁効果を発揮できると同時に、耐湿
およびサージ試験によって信t r ) 軸性が失われることはない。 またバリスタ組成物焼結
体(12凄−麟鴫内叫にすぐれたバリスタ特性火傷るだ
けのビスマスが添加されていたとしても第8図に示−丁
ように内部電極(11)の片面は絶縁組成物焼結体(1
3)に接しているためビスマス拡散による内部電極(1
1)の高抵抗化部(16)は片側のみで内部電極(11
)の絶縁組成物焼結体(13)側は抵抗値上昇などの劣
化はなく内部電極(11)の劣化による直列抵抗分によ
る制限電圧特性の悪化は完全に防止できる。 さらに内
部電極(11)の劣化化絶縁組成物焼結体(13)側で
防止できたことによりバリスタ組成物焼結体(12)中
のビスマスの量;k 0.05モル%をはるかに越えて
2モル%まで添加できることが可能であり、従来構造で
は得ることのできない効果ケ得ることができる。
つぎに本発明の効果について実施例によって説明する。
実 施 例 1 表1に示す■〜■のバリスタ組成比により秤量した原料
に純水火加えボールミルで24時間混合し水分ケ乾燥さ
せた後600γ950°Cで2時間仮焼し、さらに粉砕
し有機バインダ、分散剤、溶媒ケ加えスラリーとしドク
ター・ブレード法によって焼結後の厚みが500μmに
なる生シートを形成し、焼結径内部電極の上下クロス部
分が5 X 5 myになる白金からなる内部電極材ゲ
印刷した生シートを3層積層圧着し8×101に打ち抜
き、900〜1250 cで2時間焼結し内部電極の取
り出し部に外部取り出し電極として銀電極ケ塗布し65
0 ’Cで焼付けてなる従来例tBlそれぞれと、同じ
く表1に示す■〜■のバリスタ組成比により秤量した原
料に純水を加え従来例と同じ方法にてバリスタ組成生シ
ートを形成シ、該生シートとは別に表1の絶縁物組成比
により秤量した原料に純水を加えボールミルで24時間
混合し水分を乾燥した後600〜950°Cで2時間仮
焼し、さらに粉砕し有機バインダー、分散剤、溶媒?加
えスラリーとしドクター・ブレード法によって厚さ50
μmの絶縁組成生シートケ形成し、前記バリスタ組成生
シート両面に白金からなる内部電極材ケ印刷したバリス
タ組成生シート上下面に絶縁組成生シートケ積層圧着し
8 X 10 MMに打ち抜き、900〜l 250 
’C!で2時間焼結し内部電極の取り出し部に外部取り
出し電極として銀電極を塗布し650Cで焼き付けてな
る本発明(Alそれおよび第9図ならびに第10図に示
すようになった。なお第10図は便宜上ビスマスの添加
量に対する(α)および(VIOA/V1mA)特性ケ
示した。
(9) 表1 肴中妻および第9図および第10図から明らかなように
従来例(B1はビスマス添加量が0.05モル%で(α
)および(VJOA/V]mA)特性が最もよく0.0
5モル%ケ越えると両特性とも劣化の傾向にあるのに対
し、本発明体)のものはビスマス添加量として0.05
モル%ケ越えた方が(α)および(VIOA/V1mA
)特性がよくなる傾向ケ示し2.0モル%添加量におい
てもなんら問題なく良好な結果を示しすぐれたバリスタ
特性ケ得るだけのビスマス添加ケ保証しながら内部電極
へのビスマス拡散を制御することによる内部電極の抵抗
値−L昇ン防止できること化実証した。
実施例2 つぎにバリスタ組成ケ同一にし絶縁組成ケ種々変えた場
合の本発明+Alの実施結果を表2に示した。
なお試料■〜■の製造条件、形状等は実施例10本発明
(A+の説明で述べたとおりである。
(11) (12) 表2から明らかなように絶縁組成ケ種々変えても電圧非
直線性(α)および制限電圧比(VIOA/V 1mA
 )特性は安定していることが明らかとなった。
実 施 例 3 酸化亜鉛、酸化コバルト、酸化マンガン、酸化ニッケル
、#化アンチモン、酸化硼素、酸化ビスマス、酸化クロ
ム、酸化硅素、酸化マグネシウム、酸化銀、酸化鉛、酸
化チタン、酸化アルミニウムyZ、nO,Coo、Mn
O,Nip、5bz03゜B2O3,Bi 2ha、C
r2O3,5ioz、MgO。
AgzO,PI)O,Ti0z、Al2O3の形に換算
してZ n O96、77モ/l/%、Oo0 0.5
モル%。
MnO0,5モル%、Ni00.2モル%。
5b20s 0.5モル%、B2O30,1モル%。
Bi20i 0.5モA/%、Cr、+Os Q、2%
/l/%。
5iOz0.1モル%、Mg0 0.5モル%。
Ag2O0,01モル%、Pb0 0.1モル%。
Ti0z 0.01モル%、Al2O30,01モル%
からなるバリスタ原料と水をボールミルに入れ24時間
混合粉砕し乾燥したのち600〜950Cで2時間仮焼
し再び粉砕する。しか1−て有機バインダ、溶媒9分散
剤を加えて適当な粘度に混練したのち、圧延ロール機に
かけて厚さ1.5iyのバリスタ蝋成生シートケ形成し
内部電極の上下クロス部分が5 x 5 ynm (焼
結後寸法)になるように白金からなる内部電極利を印刷
]〜た後、前記バリスタ組成中シ〜l・上下面に表3の
絶縁物組成欄に示す組成からなり上記バリスタ組成生シ
ート製造と同じ圧延ロール方式によって形成した厚さ0
5 mWの絶縁・組成生シートを積層圧着し8X10m
l(焼結後寸法)になるよう打ち抜き、900〜125
0°Cで2時間焼結し内部電極の取り出し部に外部取り
出し電極として銀。
パラジウム電極ケ塗布し650°Cで焼き付けてなる本
発明tA+それぞれの電圧非直線性(α)および制限電
圧比(V 100A/V 1 mA ) Y測定した結
果表3に示すようになった。
なお参考までに上記バリスタ組成生シートのみを3層積
層した従来例(Blのものを試料番号@とし記した。
(IJ ) 表 3 表3から明らかなように各特性は実施例1または実施例
2で述べたドクター・ブレード法によって得た結果と同
じ傾向ケ示し、圧延ロール方式によっても同効であるこ
とが明らかになった1実施例4 つぎに」二記各実施例でとりあげた本発明体)および従
来例(1つ)の代表的試料欠選びだし耐サージ特性およ
び耐湿特性欠調べた結果、表4に示すようになった。 
なお試験方法のうちザージ試験は8 X 20 /js
ec 50QA−10回印加後の△V]mA(%)測定
どし耐湿試験は40°C−95%H11下で1000時
間経過後ノ△■1mA(%)測定とした。
表4において應■ど/16 (jJ 、Δ6■と扁@、
/I6@と應Oはそれぞれ同一ハリスタ組成によるもの
である。しかI−て表4から明らかなように本発明fA
+のものは従来例用のものと比較して耐サージ特性およ
び1m1湿特性とも著しくすぐれている結果 を′ 示
 I−プこ。
なお積層数は−に記者実施例で述べたものに限定される
ことな(必要に応じ適宜設定してかまわない。またバリ
スタ焼結体が露出する側面部にガラスコート層またはセ
ラミツクコ−1・層ヲ形成すればさらに耐湿性ケ向上で
きる利点ケ有するものである。
以上述べたように本発明によれば複数の内部電極が焼結
体で囲まれた積層型電圧非直線抵抗器において、内部電
極の表裏いずれか一方がバリスタ機能のない絶縁組成物
焼結体に接し、かつ最外層が絶縁組成物焼結体が位置す
るようにすることによって電圧非直線性、制限電圧比は
もとより耐サージ性ならびに耐湿性などの諸物件がすぐ
れた積層型電圧非直線抵抗器ケ得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第4図は従来例に係り第1図は積層型電圧非直
線抵抗器ゲ示す斜視図、第2図は同断面図、第3図は第
2図イ部拡犬図、第4図は第2図口部拡大図、第5図〜
第8図は本発明に係り第5図は積層型電圧非直線抵抗器
ケ示す斜視図、第6図は同断面図、第7図は第6図イ′
拡犬図、第8図は第6図ロ′拡大図、第9図は電圧非直
線性特性曲線図、第10図は制限電圧比特性曲線図であ
る。 (17) (]]、)−@−・内部電極 (12)・・・・・バリスタ組成物焼結体(13)・・
・・・絶縁組成物焼結体 (14)・・・・・外部取り出し電極。 特許出願人 マルコン電子株式会社 (18) 宅 起 ミ ′!:! ミ 噂 づ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)複数の内部電極とバリスタ組成物焼結体および絶
    縁組成物焼結体ケ積層化してなる構造において、前記内
    部電極の表裏いずれか一方が前記絶縁組成物焼結体に接
    し、かつ最外層が絶縁組成物焼結体からなり、前記内部
    電極の外部取り出し電極と接続する部分欠除いて前記バ
    リスタ組成物焼結体および絶縁組成物焼結体で囲まれて
    いることケ特徴とする積層型電圧非直線抵抗器。
  2. (2)バリスタ組成物焼結体が酸化亜鉛に主成分とし添
    加物として酸化ビスマスとそのほかに酸化コバルト、酸
    化マンガン、酸化ニッケル、酸化クロム、酸化マグネシ
    ウム、酸化鉛、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ア
    ンチモン、酸化銀。 酸化バリウム、酸化硅素、酸化硼素などの中の数種類に
    添加したものからなることを特徴とする特許請求の範囲
    第(1)項記載の積層型電圧非直(1) 線抵抗器。
  3. (3)絶縁組成物焼結体が酸化亜鉛ケ主成分とし、添加
    物として酸化銅、酸化リチウム、酸化カリウム、酸化銀
    などの中から1種以−トを添加したものからなること欠
    特徴とする特許請求の範囲第(1)項または第(2)項
    記載の積層型電圧非直線抵抗器。
JP58167262A 1983-09-09 1983-09-09 積層型電圧非直線抵抗器 Granted JPS6057905A (ja)

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