JPS61204903A - サ−ジ吸収器 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は、ＩＣなどの半導体素子を静電気放電、開閉サ
ージ電圧、雷サージ電圧などの異常高電圧から保護する
ためのサージ吸収器に関するものである。

（従来の技術） 近年、電子機器の多機能化に伴ない、家電機器、情報通
信機器、産業機器分野などにおいて電子化が推進されて
いる。この電子化に用いられるＩＣ。

ＬＳＩなどは優れた機能をもつ反面、雷サージ電圧など
のパルス状の異常電圧に対して極めて敏感であり、その
ため電子機器の誤動作を招いたり、または破壊に至る場
合も少なくない。そのため、電子機器の信頼性確保、向
上のためにも、半導体素子のサージ電圧対策が重要であ
る。

従来、この種のサージ吸収器は第４図（ａ）　＋　（ｂ
）に示すような構成であった。第４図（ａ）は平面図、
同図（ｂ）は断面ロー？−＄、六− 同図において、１は板状金なしたチップ状のバリスタで
、一般に酸化亜鉛またはチタン酸ストロンヂウムなどを
主原料とするセラミックスである。

２ａ、２ｂはバリスタ１の表裏に対向する位置に銀４−
ストの焼付などによって形成された対向電極である。３
ａ、３ｂは対向電極２ａ、２ｂからバリスタ１の側面を
経て、裏面部の一部に、延長させた端子電極で、対向雷
、極と同様にイーストの焼付によって形成されている。

μ」−のように構成されたゲージ吸収器についてその動
作を説明する。

第４図に示されたゲージ吸収器は通常、ゲージ電ＩＢが
侵入または発生する信号線や電源線の線間に接続され、
その非オーム特性によりサージ電圧の吸収制御に用いら
れる。そしてこの丈−・ジ吸収器の接続は端子電極３　
ａ　ｔ　３　ｂをプリント基板の配線上に面実装半田付
によって行なわれる。また、８ν“−・ジ電圧吸収時の
ゲージ電流流入経路は、端子電極３ａ→対向電極２ａ→
バリスタ１→対向電極２ｂ→端子電極３ｂである。

（発明が解決しようとする問題点） 従来のサージ吸収器は、その構造上次に示す問題点を有
している。すなわちバリスタは過大定格状態においては
破壊シ７５、その破壊モードが短絡であるという点であ
る。そのような状態は、特に定格全太幅に上回わるサー
ジ電流が流入し７た場合、あるいは、適用回路電圧が定
格を大幅に超えた場合などに発生し、永久短絡となる。

寸だ、サージ吸収器は通常、電子機器の信号線、電源線
の線間に用いられるだめ、この永久短絡は他の回路へ、
の影響が大であった。

本発明の目的は、従来の欠点を解消し、過定格時におり
るゲージの吸収器の短絡を防止することである。

（問題点を解決するための手段） 本発明のサージ吸収器は、表裏に対向する電極を備え、
／７−バリスタの少なくとも一方の対向電極と前記バリ
スタの端子電極と全接続する中間電極に、電極断面が部
の的に小さいくびれ部を有し５だものである。

−まだ、前記くびれ部が、バリスタ表面Ｊ二に電極膜に
よって形成されたものである。

′また、前記くびれ部が金属電極板によって形成された
ものでちる。

また、前記端子電極を残して樹脂モールドされ、前記く
びれ部を取り囲む樹脂モールド周囲に沿っていずハ、か
の部分に切込み溝を設けたものである。

（作　用） 本発明によＪｌ、ば、過大なラージ電流が、ゲージ吸収
器に印加された場合、そのときに流入するサージエネル
ギーによって、くびれ部を溶断させ、バリスタ４全介か
ら防１）−することができ、′！！＊過大回路電圧印加
てよってバリスタが短絡した場合も、それに伴なう続流
によって、このくびれ部を溶断さ、１、ゲージ吸収器と
ｌ−での短絡全防止できるものである。

（実施例） 本発明の’Ｊ施例を第１図ないし第３図に基づいて説明
する。

第１図は本発明の第１の実施例によるサージ吸収器であ
り。同図（ａ）はイ面図、同図（ｂ）Ｎ断面図である。

同図において、４は酸化鉛など金主原料とする板状のバ
リスタ、５ａ　ｔ　５ｂはバリスタ４全介して７・」向
する電極、６ａ＊６ｂはバリスタ４の側面および両面の
一部圧形成され、外部との接続端子となる端子電極であ
り、７は対向電極５ａと端子電極６ａとの間の中間電極
のくびれ部である。

くびれ部７は対向電極５ａの幅より大幅に狭くなるよう
設定しである。これらの電極は、通常銀被−ストのスク
リーン印刷、転写などでバリスタ４の表面に塗布後、５
００ないし８５０℃の焼付によって形成されるが、各電
極部には金属材料全アルミニウム、ニッケル、クロム、
金、ノｅ　ラノｆ）ムｌどに、また形成方法全メッキ、
蒸着、メタリコンなどにすることも可能である。

つぎに、本発明サージ吸収器の動作全説明する。

まず、ゲージ吸収器としての信号線、あるいは電源線な
どへの接続方法、ならびにゲージ電圧抑制の作用は、第
４図に示す従来例と同じである。しかし本発明のシ゛−
ジ吸収器に定格のサージ耐量全大幅に上回わるサージ電
流が流入した場合、サージ電流は、端子電極６ａ→〈び
れ部７→対向電極５ａ→バリスタ４→対向電極５ｂ→端
子電極６ｂと流れ、電流容量的に最も低く設定している
。くびれ部７がサージ電流のジュール熱で溶断すること
となり、バリスタ４は短絡破壊を回避することができる
。ここで、くびれ部７の設定条件として、いくつかの項
目をあげることができる。まず第１にあげられるのは、
くびれ部７のサージ電流容量がバリスタ４のサージ耐量
よシ大きく、サージ破壊限界耐量よシ低い値になるよう
に、くびれ部７の電極幅、電極の厚さ、電極材料を選定
しなければならない。すなわち、くびれ部７のサージ電
流耐量は、くびれ部７の電極断面積を材料の抵抗で決定
することによってほぼ決定されるものである。

また、くびれ部７の長さについては、溶断後、端子電極
６ａと対向電極５ｍ、５ｂと十分な距離（回路電圧に耐
え得る距離）が確保できるよう設定する必要がある。

一方、定格電圧を上回る回路電圧が、本発明のサージ吸
収器に印加された場合、回路電圧による漏れ電流は、く
びれ部７を溶断する一程大きくないため、バリスタ４は
過大電力によシ短絡破壊する。

このとき、電源線からバリスタ４へ短絡電流が流れ込む
が、この電流は、くびれ部７を溶断するには十分なエネ
ルギーを有しているため、−瞬にして、くびれ部７は溶
断し、サージ吸収器としては、短絡とはならない。以上
のように、いずれの場合においても、本発明のサージ吸
収器は、短絡を回避できる効果がある。

つぎに、本発明の第２の実施例について、第２図（ａ）
　ｅ　（ｂ）により説明する。第１の実施例との違いは
、くびれ部ならびに端子電極が電極膜ではなく、金属電
極板で形成されていることである。８はバリスタ、９ｍ
、９ｂは対向電極で、第１の実施例と同様に形成されて
いる。Ｉ　Ｏａ　ｅ　ｌ　Ｏｂは対向は対向電極９ａ、
９ｂ上に半田あるいは導電性接着剤などで面接続された
金属電極板、１１　ａ　＃１１ｂは金属板端子電極、１
２は金属板端子電極１１ｍと電極板１０ａ間の中間電極
のくびれ部である。端子電極１１　ａ　ｍ　１　ｌ　ｂ
を除いた部分はエポキシ樹脂などでモールドされている
。第２図の二点鎖線で囲んだ部分がモールド部１３であ
る。

このように形成されたサージ吸収器の作用は第１図と同
様であるが、第１図に比べ、金属板によりて、くびれ部
が形成されているため、大きなサージ電流容量を有する
ことができる。

つぎに、本発明の第３の実施例について第３図（ａ）　
、　（ｂ）によシ説明する。第２図に示す実施例との違
いは、くびれ部１２を取り囲む樹脂モールド周囲に沿っ
て、いずれかの部分に切込み溝を設けた点である。第３
図の１４は、くびれ部１２の周囲のモールド部の周シに
すべて設けた切込み溝である。

このように形成されたサージ吸収器の作用は、第２図と
同様であるが、第２図の実施例よりも、くびれ部１２の
溶断特性に優れる点である。すなわち、くびれ部１２が
溶断するとき、アーク熱と発生ガスによって内圧が上昇
し、第２図の実施例へＬ１八　−−１９偕９／’１１＃
汽座ネ７１１プＶユ？丁土６で溶断ばらつきが発生する
恐れがある。第３図の実施例の場合、溝１４に沿ってモ
ールド部１３の弱い部分が形成されるため、必ず、この
部分にひびが発生し、分離が行なわれるため、溶断特性
が向上する。また、溝１４は周囲すべてに施したが、上
下面２前後側面いずれの一本でもよい。また、これらの
組合せで形成してもよい。

なお、本発明の実施例では、一方の端子電極側にだけ、
くびれ部を設けたが、両方に設けてもよく、また、くび
れ部の形状、数量は、実施例では、四角の対称形で１組
の、くびれであるが、形状はＶ字型、半円型などでもよ
く、数量は複数でもよい。

（発明の効果） 本発明によれば、バリスタの対向電極と端子電極との間
の中間電極部に断面積の小さいくびれ部を設けることに
よって、過大なサージ電流、あるいは過大な回路電圧印
加によるサージ吸収器の短絡破壊を防止する効果がある
。

寸か−（びれ部を全Ｍ板によって形成することシてより
、〈び、１′１部にｔくき、なり一ノ甫諦５耐晴丘もた
＋’：　＝４）ｔ−とカ′−可能となり、さらに、くび
す１部周辺のτ−−−−ルド邪に切込み苛全形、戎する
ことによって、（′びれ部の安定した溶断時＋′−１が
得られる効果かあイ）。１

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の第】実施ｆ１１によるサージ吸
＋１Ｖ器の平面図、第１図（ｂ）は同断面図、第２図（
ａ）。 （ｌ〕）は第２実施例（・こよるサー・ゾ吸収器の平面
南およびｉ悟面図、第３図（ａ）　、　（ｂ）ｆｄ、同
第３実施例の平面図および断ｉｉｉ図、第４しンｌ　（
ａ）、　（ｔ））は従来のサーノ吸１ｊＪ７８：）の一
平面図および断面図である。 １、　、４　、８　・＝バリスタ、２　ａ　ｐ　２　ｂ
　ｐ　５　Ｉｌ、　ｐ５　ｂ　、　９　ａ　、　９　ｂ
−・・対向電極、３ａ＋３ｂ＋６ａ＋６ｂ・・・端子電
極、７，１２・・・くびれ部、］、　Ｏａ　。 ］、　Ｏｂ・・・金属電極板、ｌｌａ、ｌｌｂ・・・金
属板端子電極、１３・・モールド部、１４・・・溝。 第１図 ｂ 第２図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）表裏に対向する電極を備えたバリスタの少なくと
   も一方の対向電極と、前記バリスタの端子電極とを接続
   する中間電極に、電極断面が部分的に小さいくびれ部を
   有することを特徴とするサージ吸収器。
2. （２）電極のくびれ部が、前記バリスタ表面上に電極膜
   によって形成されたことを特徴とする特許請求の範囲第
   （１）項記載のサージ吸収器。
3. （３）電極のくびれ部が金属電極板によって形成された
   ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載のサー
   ジ吸収器。
4. （４）端子電極を残して樹脂モールドされ、前記くびれ
   部を取り囲む、前記樹脂モールド周囲に沿っていずれか
   の部分に切込み溝を設けたことを特徴とする特許請求の
   範囲第（３）項記載のサージ吸収器。