JPS6060702A - 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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JPS6060702A
JPS6060702A JP58169981A JP16998183A JPS6060702A JP S6060702 A JPS6060702 A JP S6060702A JP 58169981 A JP58169981 A JP 58169981A JP 16998183 A JP16998183 A JP 16998183A JP S6060702 A JPS6060702 A JP S6060702A
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oxide
sintered body
composition
insulating composition
varistor
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桃木 孝道
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Marcon Electronics Co Ltd
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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−f)に関てる。
一般に電子部品の高密度実装化指向が強く望まれろ昨今
、バリスタにおいても例外でなく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ろよ
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。”f
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(1)とZnO’x主成分と
した焼結体(2)とが積層構造となっており、前記内部
電極0)の外部取り出し電極部(3)以外欠前記焼結体
(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
分てなわちZnOの良導電結晶(4)間に存在する絶縁
層(5)で維持するために電界が絶縁層(5)に集中し
絶縁耐力が低く焼結体(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欠促進し焼結体(2)の表
面が変質し低電流領域の漏れ電流が危機に増大し信頼性
に劣る欠点ケもっていた。また上記公報に開示された技
術は内部電極(1)ヲ配した生シー1− ’J複数枚積
み重ね一体化した後に焼結にする手段である。丁なわち
内部電極(1)と生シート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(1)に拡散することになり内
部電@(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(−抵抗値上昇の大きな要
因となる点ケ考慮しビスマスの添加量YBizO3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(V IOA/V 1
mA)が大きくなるなどバリスタ特性そのものが低下す
る欠点ケもっていた。
本発明は上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
抗器を提供てろこと火口的とするものである。
以−下本発明について図面ケ参照して説明する。
すなわち第5図および第6図に示すように複数の内部電
(til)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)fc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
部電極(14)と接続する部分欠除いて前記バリスタ組
成物焼結体(12)および絶縁組成物焼結体(]3)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、まず焼結後バリスフ機能ケ有する
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、vI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、酸化バリウム。
酸化アンチモン、酸化硅素、酸化硼素などの中から3種
以上加えボールミルで混合し乾燥後600〜950 ’
C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?ドク
ター◆ブレード法によって10μm〜3 m11厚程度
の均一1f、焼結後バリスタ機能ゲ有する生ジートゲ形
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、酸化硅1累、酸化マグネシウム、酸化鉛、
酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化硼素。
酸化バリウム、酸化アンチモン、酸化ストロンチウム、
酸化鉄などの中から1種以上加えまたは必要に応じてご
く少量の酸化ビスマス欠如えボールミルで混合し乾燥後
6.00〜950 ’O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
シートを形成する。しかして前記焼結後バリスタ機能ン
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
属ペーストラ用いて所定の犬ぎさにスクリーン印刷によ
って内部電極を形成し、上下面に前記焼結後絶縁機能ケ
有てろ生シーピを積み重ね圧着したのち所定の大きさに
切断し900〜]200Cで0.5〜8時間焼結し内部
電極ケ導出させた両端に銀電榛ケ塗布し450〜850
 ’C!で焼付けてなるようにしたものである。
以」二のような構成になる積層型のバリスタえよれば第
7図に示すように絶縁組成物焼結体(13)を構成てろ
結晶粒(15用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
はなく丁ぐれた絶縁効果を発揮できろと同時に耐湿およ
びサージ試験によって信頼性が失われろことはない。ま
たバリスタ組成物焼結体(12)にてぐれたハIJスタ
特性を得るだけのビスマスが添加されていたとしても第
8図に示すよ5に内部電極(11)の片面が接する絶縁
組成物焼結体(13)Kはたとえ添加されたとしてもき
わめて少量のビスマスしか添加されていないため、ビス
マス拡散による内部電極(11)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(1
3)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弁による制限電圧特性の悪化は児
全に防止できる。さらに内部電極(II)の劣化ケ絶縁
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)中のビスマスの叶ケ0.05モ
ル%ケはるかに越えて2モル%まで添加できろことが可
能であり、従来構造では得ろことのできない効果ケ得る
ことができる。
つぎ((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に示で1〜7のバリスタ組成比により秤量した原料
に純水欠如えボールミルで24時間混合し水分火乾燥さ
せた後600〜950Cで2時間仮焼し、さらに粉砕し
有機バインダ、分散剤、溶媒欠如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7形成し、焼結径内部電極の上下クロス部分
が5×5關になる白金からなる内部電極材欠印刷した生
シート欠3層積層圧着し8xlOmmK打ち抜き、90
0〜125’O’C!で2時間焼結し内部電極の引出部
に外部電極として銀電極ゲ塗布し650 ’Cで焼付け
てなる従来例(Blそれぞれと、同じく表1に示−f8
〜14 のバリスタ組成比により秤量した原料に純水火
加え従来例と同じ方法にてバリスタ組成生シート化形成
し、該生シートとは別に表1の絶縁物組成比により秤量
した原料に純水火加えボールミルで24時間混合し水分
を乾燥した後600〜950 ’(?!で2時間仮焼し
、さらに粉砕し有機バインダ、分散剤、溶媒を加えスラ
リーとしドクター・ブレード法によって厚さ50μmの
絶縁組成生シートi面\火形成し、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ン印刷したバリス
タ組成生シート上下面に絶縁組成生シートを積層圧着し
8 X l ’Q朋に打ち抜き、900〜125゜Cで
2時間焼結し°内部電極の引出部に外部電極として銀電
極に塗布し650cで焼付けてなる本発明い)それぞれ
との電圧非直線性(α)と制限電圧比(V IOA/V
 ]、mA )の特性化比較した結果第1表および第9
図ならびに第10回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/V]、mA)特性を示した。
(以下余白) 表1および第9図および第10図から明らかなように従
来例fB)はビスマス添加量が0.05モル%で(α)
および(VIOA/V1mA)特性が最もよ<0.05
モル%に越えると両特性とも劣化の傾向にあるのに対(
2、本発明+A)のものはビスマス添加量として0.0
5モル%を越えた方が(α)および(V10A/V1m
A )特性がよ(なる傾向を示し2.0モル%添加量に
おいてもなんら問題なく良好な結果ケ示し、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ケ制御することによる内部電極
の抵抗値上昇ケ防止できること欠実証した。
実施例2 つぎにバリスタ組成を同一にし絶縁組成ゲ種々変えた試
料/l615〜37に示す本発明(A+と上記実施例1
に示す試料A612との特性比較ケ表2に示した。試料
/1615〜37の製造条件、形状等は実施例1の本発
明(A)の説明で述べたとおりである。なお試料/f6
38はBi20s90.1モル%を含有した場合の参考
例telである。
表2から明らかなように絶縁組成火種々変えても電圧非
直線性(α)および制限電圧比(Vl 0A/V1 m
A )特性は安定L2ていることが明らかとなったと同
時(・C絶縁組成にHi20zが0.1モル%含有した
ものは凧端に特性が劣化しBi2O3としては0.05
モル%程度にとどめておく必要があることが明ら力)に
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
、酸化アンチモン、酸化硼素、酸化ビスマス、酸化クロ
ム、酸化硅素、酸化マグオシラム。
酸化銀、酸化鉛、酸化チタン、酸化アルミニウムyZn
O,Cod、MnO,Nip、5b203.B2O3゜
Bi2O3,Cr2O3,5iOz、MgO,AgzO
,PbO。
T +02. AI 203 +7)形に換算してZn
0 96.77モル%、C00帆5モル%、MnO帆5
モル%。
NiO帆2モル%、5bzOs 帆5モル%。
B2O30,1モル%、Bi2O3帆5モル%。
Cr2O30,2モル%、SiO20,1モル%。
MgO0,5モル%、Ag2O0・01モル%ツPbO
O,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f入れ24時間混合粉砕し乾燥したのち60
0〜950 ’Cで2時間仮焼し再び粉砕する。しかし
て有機バインダ、溶媒9分散剤ケ加えて適当な粘度に混
練したのち圧延ロール機知かけて厚さ1.5朋のバリス
タ組成生シートを形成し、内部電極の上下クロス部分が
5 X 5 mW (焼結後寸法)になるように白金か
らなる内部電極付火印刷した後、前記バリスタ組成生シ
ート上下面に表3の絶縁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朋の絶縁組成生ジートン積層圧着
し8 X 10 Iff (焼結後寸法)になるよう打
ち抜き650Cで焼付けてなる本発明+AIそれぞれの
電圧非直線性(α)および制限電圧比(Vl、OOA/
V1mA)ケ測定した結果、表3に示すよ5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ゲ3層積
層した従来例(Blのものを試料/1643とし記した
(以下余白) 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
じ傾向ゲ示し、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。
実 施 例 4 つぎに上記各実施例でとりあげた本発明(A+および従
来例iBlの代表的試料7選びだし剛サージ特性および
耐溝特性ケ調べた結果、表4に示−[ようになった。
μ なお試験方法のうちサージ試験は8 X 2 %C5’
00A−10回印加後の△V1mA(%)測定とし耐湿
試験は/IO’C’−95%FLI−1で1000時間
経過後の△V1mA(%)測定とした。
表4において/%3と/1610 、165と/fδ1
2 、 /M 43と廓42 はそれぞれ同一バリスタ
組成によるものである。しかして表4から明らかなよう
に本発明+AIのものは従来例(Blのものと比較して
耐サージ特性および耐湿特性とも著しく丁ぐれている結
果ケ示した。
なお積層数は上記各実施例で述べたものに限定されるこ
となく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
またはセラミックコート層を形成すればさらに耐洋性欠
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緒特性が丁ぐ
れた積層型電圧非直線抵抗器ン得ることができる。
【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、器ン示す斜視図、第2図は同断面図、第3図は
第2図イ部拡太図、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図は電圧非直線特性曲線図、第
10図は制限電圧比特性曲線図である。 (11)・・・・・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 第1図 や2図 フ 第3図 第4図 第S図 第ろ図 第7図 第8図 /b 第9図 [3i−Ll)3 5命カロ玉1 (モ1しダ)第10
図 7″″ ! 一一ノ θ、5I BiZO3シη「カロ−1(モ2Iし7〜β ・ン

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、該絶縁
    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
    鋼、酸化リチウム、酸化カリウム、酸化銀などの中の1
    種以上に酸化コバルl−、酸化マンガン、酸化ニッケル
    、酸化クロム、酸化硅素、酸化マグネシウム、酸化鉛、
    酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化硼素、酸化バリウ
    ム、酸化アンチモン、酸化ストロンチウム、酸化鉄など
    の甲から1種以上乞加えたものからなり、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
    つ最外層ア絶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′f?′特徴とする積層型電圧非直線抵抗
    器。
  2. (2)絶縁組成物焼結体が上記組成のほかに少量の酸化
    ビスマス火加えたものからなること乞特徴とする特許請
    求の範囲第(1)項記載の積層型電圧非直線抵抗器。
  3. (3)バリスタ組成物焼結体が酸化亜鉛を生成分とし添
    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、酸化バ
    リウム、酸化アンチモン、酸化硅素、酸化硼素などの中
    から数種類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)項または第(2)項記載の積層型電
    圧非直線抵抗器。
JP58169981A 1983-09-13 1983-09-13 積層型電圧非直線抵抗器 Granted JPS6060702A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63110703A (ja) * 1986-10-29 1988-05-16 松下電器産業株式会社 積層型チツプバリスタの製造方法
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