JPS6266605A - Voltage nonlinear resistance element - Google Patents

Voltage nonlinear resistance element

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JPS6266605A
JPS6266605A JP60207582A JP20758285A JPS6266605A JP S6266605 A JPS6266605 A JP S6266605A JP 60207582 A JP60207582 A JP 60207582A JP 20758285 A JP20758285 A JP 20758285A JP S6266605 A JPS6266605 A JP S6266605A
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varistor
film
voltage
electrode
lower electrode
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孝一 津田
向江 和郎
石井 孝志
豊重 坂口
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Fuji Electric 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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は小型電子機器の過電圧保護に適した薄膜型の電
圧非直線抵抗素子に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of the Invention] The present invention relates to a thin film type voltage nonlinear resistance element suitable for overvoltage protection of small electronic devices.

〔従来技術とその問題点〕[Prior art and its problems]

従来、電子機器、電気機器の過電圧保護のために、シリ
コンカーバイト(SiC)、  セレン(Se)、シリ
コン(Sl)などの電圧非直線抵抗素子(以下バリスタ
とする)が利用されてきたが、近年ZnOを主成分とし
、これに徨々の添加物を混合して成形、焼成した焼結体
からなる電圧非直線抵抗素子(以下ZnOバリスタとす
る)が開発された。ZnOバリスタは制限電圧が低く、
電圧非直線係数が大きいなどの優れた特徴をもっている
ので、過電圧耐量の小さい半導体素子などで構成される
機器の過電圧に対する保護に適しておjD、SiCバリ
スタなどに代って広く利用されるようになった。
Conventionally, voltage nonlinear resistance elements (hereinafter referred to as varistors) such as silicon carbide (SiC), selenium (Se), and silicon (Sl) have been used for overvoltage protection of electronic and electrical equipment. BACKGROUND ART In recent years, a voltage nonlinear resistance element (hereinafter referred to as a ZnO varistor) consisting of a sintered body containing ZnO as a main component, mixed with various additives, molded and fired has been developed. ZnO varistors have low limiting voltage;
Because it has excellent characteristics such as a large voltage non-linearity coefficient, it is suitable for overvoltage protection of equipment made of semiconductor elements with low overvoltage resistance, and is widely used in place of JD, SiC varistors, etc. became.

現在実用に供されているZnOバリスタ殻の一つとして
ZnO+ Pr6(111系があるo ZnO−Pr6
 oil系バリスタはZnOを主成分とし、副成分とし
てPrのほかにコバルト(Co)、マグネシウム(Mg
)、カルシウム(Ca)、カリウム■、クロムccr>
などを元素または化合物の形で添加したものを焼成する
ことによって製造されることが知られている(特公昭5
7−42962号公報参照)。通常ZnOバリスタは厚
さ1m直径105m前後の大きさの円板状焼結体に電極
とリード線を付け、樹脂そ−ルドを施したものが多く用
いられている。
One of the ZnO varistor shells currently in practical use is ZnO+ Pr6 (111 series), ZnO-Pr6
Oil-based varistors have ZnO as the main component, and cobalt (Co) and magnesium (Mg) as subcomponents in addition to Pr.
), calcium (Ca), potassium ■, chromium ccr>
It is known that it is manufactured by firing a material to which elements or compounds are added (Tokuko Kokō 5
7-42962). Usually, ZnO varistors are often made of a disk-shaped sintered body with a thickness of about 1 m and a diameter of about 105 m, to which electrodes and lead wires are attached, and which is soldered with resin.

一方電子部品の小型、軽量化技術の発展に伴い、各種小
型、軽量の民生用電子機器が開発され、多くのICやL
SIが使用されることから、これらIC。
On the other hand, with the development of technology to reduce the size and weight of electronic components, various types of small and lightweight consumer electronic devices have been developed, and many IC and L
Since SI is used, these ICs.

LSIを異常電圧から保護することが重要な課題となっ
ている0しかし、このような用途に対しては上記の焼結
体型のZnOバリスタではその大きさが適合しない。
Protecting LSIs from abnormal voltages has become an important issue.However, the size of the sintered ZnO varistor described above is not suitable for such applications.

この間辿を解決するために近年アルミナ(A7zOa)
などの絶縁性基板上に薄膜を形成することによシ小型の
バリスタを作製することが行なわれている(特開昭58
−86704号公報参照)。薄膜を形成する方法はいく
つかあるが、ZnOバリスタのような多成分系酸化物で
はスパッタ法が高品質の膜が得られるために屡々用いら
れる。
In recent years, alumina (A7zOa) has been used to solve this problem.
Small varistors have been fabricated by forming thin films on insulating substrates such as
(Refer to Publication No.-86704). There are several methods for forming thin films, but sputtering is often used for multi-component oxides such as ZnO varistors because it produces high-quality films.

1g9図はスパッタ法によシ得られた従来のバリスタの
例を示したものであシ第9図(a)の要部断面図のよう
に1この素子はA7203基板l、白金膜の下部電極2
.ZnOバリスタ膜3 、 AIHの上部電極4がこの
F@に積層された構造となっておシ、バリスタ膜3は8
時間のスパッタによ#)5μmo膜厚が得られ、上部電
極4と下部電極2間のバリスタ電圧は約5vである。バ
リスタ電圧とはバリスタに1 mA O電流を流したと
きの端子間電圧のことであシ通常1 mAで表わされる
。この素子の場合上部電極4にプラスの電圧を印加する
と、電流は第9図(a)中に矢印で方向を示したように
単に上から下に流れるので等価回路はWJ9図(ロ)と
なる◇第9図の)の5はZnOバリスタを表わす0 以上のごとく構成された従来素子では、実用に供するた
めにさらにバリスタ電圧を高めたいとき、バリスタ膜厚
を厚くしなければならないが、スパッタ装置の製膜速度
が遅い丸めに、所望のバリスタ電圧をもった薄膜型Zn
Oバリスタを製造するKは長時間を要し、製造効率が悪
くなるという問題がある。
Figure 1g9 shows an example of a conventional varistor obtained by sputtering.As shown in the cross-sectional view of the main part in Figure 9(a), this device consists of an A7203 substrate l, a platinum film lower electrode. 2
.. The ZnO varistor film 3 and the upper electrode 4 of AIH are laminated on this F@, and the varistor film 3 is 8
A film thickness of #) 5 μmo is obtained by sputtering for a time, and the varistor voltage between the upper electrode 4 and the lower electrode 2 is about 5 V. The varistor voltage is the voltage between the terminals when a 1 mA current is passed through the varistor, and is usually expressed as 1 mA. In the case of this element, when a positive voltage is applied to the upper electrode 4, the current simply flows from top to bottom as indicated by the arrow in Fig. 9(a), so the equivalent circuit is shown in Fig. WJ9(b). ◇ 5 in ) in Figure 9 represents a ZnO varistor 0 In the conventional device configured as above, if you want to further increase the varistor voltage for practical use, the varistor film thickness must be increased, but sputtering equipment Thin film type Zn with desired varistor voltage
K to manufacture the O varistor requires a long time and has the problem of poor manufacturing efficiency.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は上述の点に鑑みてなされたものであシ、その目
的はスパッタ法によシ短時間に製膜される薄い膜厚のバ
リスタ膜で所望のバリスタ電圧を得られる薄膜型バリス
タを提供することにある。
The present invention has been made in view of the above points, and its purpose is to provide a thin film varistor that can obtain a desired varistor voltage with a thin varistor film formed in a short time using a sputtering method. It's about doing.

〔発明の要点〕[Key points of the invention]

本発明はZnOバリスタ膜が非常に優れた電圧非直線を
有しているためほとんどの電流が電極面に垂直方向に流
れるとの認識の下に、絶縁性基板上に電極を設け、この
電極上にバリスタ族をスパッタし、さらにスパッタ膜上
に適尚な距離をおいて複数個の電極を設けた素子構成と
し、薄いバリスタ膜のものでも、電極の配列を変えるこ
とによシ、所望のバリスタ電圧を有する小型の薄膜製バ
リスタが得られるようKしたものである。
The present invention is based on the understanding that most of the current flows perpendicularly to the electrode surface because the ZnO varistor film has excellent voltage non-linearity. The varistor group is sputtered on the sputtered film, and a plurality of electrodes are provided at appropriate distances on the sputtered film to form an element structure. The K is set so that a small thin film varistor with high voltage can be obtained.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下本発明を実施例に基づき説明する。 The present invention will be explained below based on examples.

第1図は本発明による構成のZnOバリスタの一例を示
し、第1図(a)は要部断面図、第1図(b)は同価回
路図であり、それぞれ第9図(a)および第9図(b)
と同一機能をもつ部分を同一符号で表わしであるO 第1図(a)に示す素子は次のように作製したものであ
る。鏡面研摩したAj 2 oa基板l上にスパッタに
よシ下部電極2として白金膜を形成し、次いで主成分の
ZnOに、pr、coなどを添加した焼結体をターゲッ
トとして下部電極2の白金膜上にバリスタ膜3を形成す
る@スパッタ装置はマグネトロン型の高周波スパッタ装
置であシ、製膜条件は電力約4 W/m 、使用ガスA
rと酸素の割合が90:10の混合ガス、ガス圧0−0
1 Torr 、基板温度を300℃である。かくして
8時間のスパッタによシ膜厚5μmのZnOバリスタ膜
3が得られるが、そのときの製膜速度は1時間当シおよ
そ0.6μmである・このものを1100℃で30分間
大気中で熱処理を施した後、バリスタ膜3上にマスクを
用いて真空蒸着によυAl膜の二つの上部電極4a、4
bを後述する適当な距離を隔てて形成する。なお電子顕
微鏡を用いて観察すると熱処理後のバリスタM3の粒径
は約2μmであった。電圧非直線性は熱処理温度が80
0℃以上で生じるがサージ耐量の点を考慮すれば100
0℃以上とするのが実用的である。しかし熱処理温度が
1400℃以上になると、バリスタ膜3の添加物の一部
が蒸発し電圧非直線性が著しく低下する。第1図中)は
後述する等価回路図である。
FIG. 1 shows an example of a ZnO varistor configured according to the present invention, FIG. 1(a) is a sectional view of the main part, FIG. 1(b) is an equivalent circuit diagram, and FIG. 9(a) and Figure 9(b)
Parts having the same functions as O are denoted by the same reference numerals.The device shown in FIG. 1(a) was manufactured as follows. A platinum film is formed as the lower electrode 2 by sputtering on a mirror-polished Aj 2 OA substrate l, and then the platinum film for the lower electrode 2 is formed using a sintered body containing ZnO as the main component with additions of pr, co, etc. The sputtering device that forms the varistor film 3 on top is a magnetron-type high-frequency sputtering device, and the film forming conditions are: power approximately 4 W/m, gas used A.
Mixed gas with a ratio of r and oxygen of 90:10, gas pressure 0-0
1 Torr, and the substrate temperature was 300°C. In this way, a ZnO varistor film 3 with a thickness of 5 μm is obtained by sputtering for 8 hours, but the film forming rate at that time is approximately 0.6 μm per hour. After the heat treatment, two upper electrodes 4a, 4 of the υAl film are formed on the varistor film 3 by vacuum evaporation using a mask.
b are formed at an appropriate distance as will be described later. Note that when observed using an electron microscope, the grain size of the varistor M3 after the heat treatment was approximately 2 μm. Voltage nonlinearity is determined by heat treatment temperature of 80℃.
It occurs at temperatures above 0℃, but if you consider the surge resistance, it will be 100℃.
It is practical to set the temperature to 0°C or higher. However, when the heat treatment temperature exceeds 1400° C., a portion of the additive in the varistor film 3 evaporates, resulting in a significant decrease in voltage nonlinearity. 1) is an equivalent circuit diagram to be described later.

一方第1図(a)に示したバリスタ膜3上の上部電極4
a、4bの適切な間隔を決めるために、微細加工技術を
用いて上部電極4a、4bの間隔を2〜100μmの範
囲で変化させ、このとき素子本体をどの程度電流が流れ
るかを確認した。そのための素子構成断面と配線状態を
第2図に示す。第2図において白金下部電極2の中央巾
約20μmの溝を設けて分離しこの間に%流計A−1を
設け、電源は定電流電源6を用い、電源電流のそニター
として電流計A−2を接続し、常に1mAの電流が流れ
るようにした。かくして2個のAJ上部電極4a、4b
の電極間隔と電流計A−1の電流との関係として第3図
に示す線図が得られる。第3図にはバリスタ膜厚5μm
のときの曲線イとともにバリスタ膜厚が10μmの場合
も示しである。第3図から曲線イでは上部電極間隔が6
μm以上であるとほとんどの電流が素子に流れ曲線イで
は上部電極間隔が12μm以上になるとほとんどの電流
が素子に流れることがわかる。このことは% ZnOバ
リスタ膜がα=18という優れた電圧非直線係数を有す
るため、電流は電圧に大きく依存するので電圧分担が1
.2倍、すなわちバリスタ膜厚の約1.2倍の電極間距
離がおれば表面を流れる電流はt−よとんどないという
ことができる。
On the other hand, the upper electrode 4 on the varistor film 3 shown in FIG.
In order to determine the appropriate spacing between upper electrodes 4a and 4b, the spacing between upper electrodes 4a and 4b was varied in the range of 2 to 100 μm using microfabrication technology, and it was confirmed how much current would flow through the device body at this time. FIG. 2 shows a cross section of the element structure and wiring state for this purpose. In FIG. 2, a groove with a width of about 20 μm is provided at the center of the platinum lower electrode 2 to separate the platinum lower electrode 2, and a % current meter A-1 is installed in between. 2 was connected so that a current of 1 mA always flowed. Thus, the two AJ upper electrodes 4a, 4b
The diagram shown in FIG. 3 is obtained as the relationship between the electrode spacing and the current of ammeter A-1. In Figure 3, the varistor film thickness is 5 μm.
It also shows the case where the varistor film thickness is 10 μm as well as the curve A when . From Figure 3, in curve A, the upper electrode spacing is 6.
When the distance between the upper electrodes is 12 μm or more, most of the current flows to the element, and in curve A, it can be seen that when the upper electrode spacing is 12 μm or more, most of the current flows to the element. This is because the ZnO varistor film has an excellent voltage non-linearity coefficient of α=18, so the current greatly depends on the voltage, so the voltage share is 1.
.. If the distance between the electrodes is twice the thickness of the varistor, that is, about 1.2 times the thickness of the varistor film, the current flowing through the surface can be said to be t-.

本発明の素子構成を示す亀1図(Ik)が従来素子の必 第9図(a)と異なる点は、両温の比較から明らかなよ
うに、第1図(a)では二つの上部電極4a、4bをバ
リスタ膜厚のほぼ1.2倍の間隔をもって備えているこ
とである。かくして上部電極4aにグラスの電圧を印加
したとき流れる電流の方向は第1図(a)に矢印で示し
たよ51C,従来素子第9図(a)のどとく単に上から
下に流れるのではなく、上部電極4a、バリスタ膜3.
下部電極2.バリスタ膜3゜上部電極4bの順に流れ、
この素子の等価回路は二つのZnO累子5が直列に接続
された第1図(b)であり、下部電極2は電極というよ
り寧ろリード線の役割をもっている。
The difference between Figure 1 (Ik) showing the element configuration of the present invention and the conventional element shown in Figure 9 (a) is that, as is clear from the comparison of the two temperatures, in Figure 1 (a) there are two upper electrodes. 4a and 4b are provided with an interval approximately 1.2 times the varistor film thickness. Thus, when a glass voltage is applied to the upper electrode 4a, the direction of the current flowing is shown by the arrow in FIG. 1(a). Upper electrode 4a, varistor film 3.
Lower electrode 2. Flows in the order of varistor film 3° upper electrode 4b,
The equivalent circuit of this element is shown in FIG. 1(b) in which two ZnO resistors 5 are connected in series, and the lower electrode 2 has the role of a lead wire rather than an electrode.

このように作製した本発明のZnOバリスタのバリスタ
膜3上の2個のAI上部電極4a、4b間のバリスタ電
圧は約iov、電圧非直線係数αは18である。このこ
とは従来素子と同じ製膜時間とバリスタ膜厚を有する本
発明の素子は従来素子に比べて2倍のバリスタ電圧が得
られるものであり、逆に従来素子で本発明と岡じバリス
タ電圧とするためには2倍の膜厚と製膜時間が必要にな
ることを意味する。
In the ZnO varistor of the present invention manufactured in this way, the varistor voltage between the two AI upper electrodes 4a and 4b on the varistor film 3 is approximately iov, and the voltage nonlinearity coefficient α is 18. This means that the device of the present invention, which has the same film forming time and varistor film thickness as the conventional device, can obtain twice the varistor voltage compared to the conventional device, and conversely, the conventional device has the same varistor voltage as the present invention. This means that twice the film thickness and twice the film forming time are required.

また前述のように電極間隔はバリスタ膜厚の約1、2倍
程度でほとんど表面を流れる電流はないが、もし電極間
隔をバリスタ膜厚の1.2倍以内としたいときは、例え
ば第1図(a)の素子では矢印方向にほとんどの電流が
流れるようにエツチングなどによって第4図、第5図に
示したようにバリスタ膜3の電極4a、4b間に溝を設
ければよい。第4図。
In addition, as mentioned above, the electrode spacing is about 1 to 2 times the varistor film thickness, so that almost no current flows on the surface. However, if you want the electrode spacing to be within 1.2 times the varistor film thickness, for example, as shown in Figure 1. In the element shown in (a), a groove may be formed between the electrodes 4a and 4b of the varistor film 3 by etching or the like, as shown in FIGS. 4 and 5, so that most of the current flows in the direction of the arrow. Figure 4.

第5図はいずれも第1図(a)に対応する素子断面であ
って第4図は溝Bが下部電極2まで達しており、第5図
は溝Cが下部電極2まで貫通することなく一部を残した
場合である。
5 are device cross sections corresponding to FIG. 1(a). In FIG. 4, the groove B reaches the lower electrode 2, and in FIG. 5, the groove C does not penetrate to the lower electrode 2. This is the case when some parts are left behind.

次に第6図は第1図(a) K示したのと同じ製造方法
によりバリスタ膜の厚さが5μmでバリスタ電圧が2倍
すなわち20Vを有し、従来素子第9図(JL)の4倍
の値となる素子構成を示した要部断面図である。第6図
が第1図(a)と異なる点は3個の上部電極4c、 4
d、 4eと2個の下部電極2m、2bを備えているこ
とである・前述の電極間隔とバリスタ膜厚との関係は下
部電極に関しても同様であるから、第6図におけるA!
上部電極4cと4d間、4dと4e間、白金下部電極2
&と2b間はそれぞれ電極間隔をZnOバリスタ膜3の
厚さの1.2倍以上にする必要がある。このようにする
と電流は矢印で示した通り、上部電極4c、バリスタ膜
3.下部電極2a、バリスタ膜3.上部電極4d、バリ
スタ膜3.下部電極2b、バリスタ膜3.上部電極4e
の順に流れ、第1図(a)の場合よシミ流経路を増すこ
とができる。
Next, FIG. 6 shows a conventional device in which the thickness of the varistor film is 5 μm and the varistor voltage is doubled, that is, 20 V, by the same manufacturing method as shown in FIG. 1 (a) K. FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part showing an element configuration that doubles the value. The difference between FIG. 6 and FIG. 1(a) is that three upper electrodes 4c, 4
d, 4e and two lower electrodes 2m, 2b. Since the relationship between the electrode spacing and the varistor film thickness described above is the same for the lower electrode, A!
Between upper electrodes 4c and 4d, between 4d and 4e, platinum lower electrode 2
The electrode spacing between & and 2b must be at least 1.2 times the thickness of the ZnO varistor film 3. In this way, the current flows from the upper electrode 4c to the varistor film 3, as shown by the arrow. Lower electrode 2a, varistor film 3. Upper electrode 4d, varistor film 3. Lower electrode 2b, varistor film 3. Upper electrode 4e
The number of stain flow paths can be increased compared to the case of FIG. 1(a).

第7図は第6図と同様の手法によシ、第1図(a)の場
合の3倍のバリスタ電圧すなわち30Vが得られる素子
構成の要部断面であり、4個のAJ上部電極4f、4g
、4h、41と3個の白金下部電極20゜2d、2eと
を備えており、電極間隔をそれぞれバリスタ膜3の1.
2倍以上としである0電流は矢印の方向に流れるから、
第6図の場合よシさらに電流経路を増すことができる。
FIG. 7 is a cross section of a main part of an element configuration in which a varistor voltage three times that of FIG. 1(a), that is, 30 V, is obtained by the same method as FIG. , 4g
, 4h, 41 and three platinum lower electrodes 20° 2d, 2e, and the electrode spacing is set to 1.
Since the zero current, which is more than twice as large, flows in the direction of the arrow,
In the case of FIG. 6, the number of current paths can be further increased.

以上のように本発明の素子は電極数と電極間隔を適切に
決めることKより、バリスタ膜厚を一定にしたままバリ
スタ電圧を高めることができるが、これらの決定に当っ
てはバリスタ膜の所定の大きさ内で電極形成の離易など
を勘案して最適となるようにするのがよい。
As described above, the device of the present invention can increase the varistor voltage while keeping the varistor film thickness constant by appropriately determining the number of electrodes and the electrode spacing. It is preferable to optimize the size within the range of , taking into account ease of separation of electrode formation.

なお以上述べてきた例では各図に示したように、上部電
極の左右端を端子としであるが、素子の用途に応じて第
8図のごとく下部電極を端子としても同様の効果が得ら
れ、この場合の電流経路は矢印のようになる◇ また本実施例ではスパッタ膜を形成する基板をAl2O
3板としているが、基板は熱処理温度に耐えることので
きる絶縁性材料ならばAl2O3に限ることなく、石英
、ベリリウ(Be)を添加した炭化珪素もしくはマグネ
シア(MgO)などを用いてもよい。
In the examples described above, the left and right ends of the upper electrode are used as terminals, as shown in each figure, but the same effect can be obtained by using the lower electrode as the terminal, as shown in Figure 8, depending on the application of the device. , the current path in this case is as shown by the arrow ◇ Also, in this example, the substrate on which the sputtered film is formed is made of Al2O
Although three plates are used, the substrate is not limited to Al2O3 as long as it is an insulating material that can withstand the heat treatment temperature, and quartz, silicon carbide doped with beryllium (Be), magnesia (MgO), or the like may be used.

下部電極材料として用いた白金についても熱処理温度に
耐えることのできる貴金属例えばAuなどでもよい@上
部電極にはあまシ制約はなく、AJのほかKAg+Au
、Cuなど導電性金属も使用することができる〇 さらにバリスタ膜はこれまでZnOバリスタ膜として説
明したが、電圧非直線性を有する膜であればZnOバリ
スタ膜に限ることな(s BJiT103バリスタ膜、
  5rTi03バリスタ膜などを用いても本発明の効
果が認められる。
The platinum used as the lower electrode material may also be a noble metal that can withstand the heat treatment temperature, such as Au. There are no restrictions on the upper electrode, and in addition to AJ, KAg + Au can be used.
, conductive metals such as Cu can also be used.Furthermore, although the varistor film has been described as a ZnO varistor film, it is not limited to a ZnO varistor film as long as it has voltage nonlinearity (s BJiT103 varistor film,
The effects of the present invention can be observed even when a 5rTi03 varistor film or the like is used.

以上説明してきたように、本発明は薄いバリスタ膜厚の
まま、電極の配列を変えるだけで所望のバリスタ電圧を
有する小型の薄膜型バリスタとしたものである。
As described above, the present invention provides a small thin-film varistor that has a desired varistor voltage by simply changing the arrangement of electrodes while maintaining a small varistor film thickness.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

電子機器などの異常電圧保護に用いられる小型・薄膜型
バリスタは、従来バリスタ膜にただ1個の上部電極と下
部電極を備えておシ、電流は単に上から下に流れるので
薄いスパッタ膜で所望のバリスタ電圧を得られないとき
はバリスタ膜厚を厚くしなければならなかったのに対し
、本発明によれば実施例で説明したように、一つ以上の
下部電極と二つ以上の上部電極を設け、電極間隔をバリ
スタ膜厚の1.2倍程度とし、電流経路が上部電極−バ
リスタ膜−下部電極−バリスタ膜−上部電極となるよう
に電極を配置して、複数個のバリスタを直列に接続した
電気的等価回路をもつようにしたため、スパッタによる
薄いバリスタ膜のまま電極の配列条件を最適に設定する
ことにより、所望のバリスタ電圧を得ることができ、f
R膜が短時間で行なわれ、製造効率が高く、使用機器の
小型・軽量化に適した薄膜型バリスタとしたものである
Compact, thin-film varistors used for abnormal voltage protection in electronic devices, etc. have traditionally had only one upper and lower electrode in the varistor film, and since current simply flows from top to bottom, it is desirable to use a thin sputtered film. If the varistor voltage of Multiple varistors are connected in series by setting the electrode spacing to about 1.2 times the varistor film thickness and arranging the electrodes so that the current path is upper electrode - varistor film - lower electrode - varistor film - upper electrode. Since it has an electrical equivalent circuit connected to the f
This is a thin film type varistor that can be formed in a short time, has high manufacturing efficiency, and is suitable for reducing the size and weight of the equipment used.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明によるZnOバリスタを示しく&)は要
部断面図、(b)は等価回路図、第2図は第1図(a)
の上部電極間隔と素子本体を流れる電流の関係を得るた
めの素子断面と回路配線図、第3図は上部電極間隔と素
子本体を流れる電流との関係を表わす線図、第4図、第
5図はいずれも第1図(a)の上部電極間に溝を設け、
第4図は溝が下部電極まで貫通し、第5図は溝が下部電
極に達しないものの断面図、第6図は第1図(a)の2
倍のバリスタ電圧を有する素子の構成を示す断面図、第
7図は第1図(a)の3倍のバリスタ電圧を有する素子
の構成を示す断面図、第8図は下部電極を特徴とする特
許の例を示す本発明の素子断面図、第9図は従来のZn
Oバリスタを示し、(a)は要部断面図、(b)は等価
回路図である。 1・・・・・・基板、2,2a、2b、2c、2d、2
e、2f2g、2h・・・・・・下部電極、3・・・・
・・バリスタ膜、4゜4a、 4b、 4c、 4d、
 4e、 4f、 4g、 4h、 41.4j。 4k・・・・・・上部電極、5・・・・・・ZnOバリ
スタ、6・・・・・・定電流電源、A−1,A−2・・
・・・・電流計、B、C・・・・・・溝〇(Q) 第1図 第2図 第3図 第4図 (Q) 第9図
Fig. 1 shows the ZnO varistor according to the present invention, &) is a cross-sectional view of the main part, (b) is an equivalent circuit diagram, and Fig. 2 is the same as Fig. 1 (a).
Figure 3 is a diagram showing the relationship between the upper electrode interval and the current flowing through the element body; Figures 4 and 5 are diagrams showing the relationship between the upper electrode interval and the current flowing through the element body. In each figure, a groove is provided between the upper electrodes of FIG. 1(a),
Figure 4 shows a groove that penetrates to the lower electrode, Figure 5 is a cross-sectional view of the groove that does not reach the lower electrode, and Figure 6 is a cross-sectional view of the groove that does not reach the lower electrode.
A sectional view showing the structure of an element having double the varistor voltage, FIG. 7 is a sectional view showing the structure of an element having three times the varistor voltage of FIG. 1(a), and FIG. 8 features a lower electrode. A cross-sectional view of the device of the present invention showing an example of the patent, FIG. 9 shows the conventional Zn
An O varistor is shown, in which (a) is a cross-sectional view of a main part, and (b) is an equivalent circuit diagram. 1...Substrate, 2, 2a, 2b, 2c, 2d, 2
e, 2f2g, 2h...lower electrode, 3...
... Varistor membrane, 4° 4a, 4b, 4c, 4d,
4e, 4f, 4g, 4h, 41.4j. 4k... Upper electrode, 5... ZnO varistor, 6... Constant current power supply, A-1, A-2...
...Ammeter, B, C...Groove (Q) Fig. 1 Fig. 2 Fig. 3 Fig. 4 (Q) Fig. 9

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)絶縁性基板上に下部電極、電圧非直線性を有するバ
リスタ膜、上部電極をこの順に積層してなる電圧非直線
抵抗素子であつて、一つ以上の下部電極と二つ以上の上
部電極を備え、電流が上部電極、バリスタ膜、下部電極
、バリスタ膜、上部電極もしくは下部電極、バリスタ膜
、上部電極、バリスタ膜、下部電極の順に流れるように
上部電極および下部電極を配設したことを特徴とする電
圧非直線抵抗素子。 2)特許請求の範囲第1項記載の素子において、バリス
タ膜としてZnOバリスタ膜を用いることを特徴とする
電圧非直線抵抗素子。 3)特許請求の範囲第1項記載の素子において、バリス
タ膜としてBaTiO_3膜を用いることを特徴とする
電圧非直線抵抗素子。 4)特許請求の範囲第1項記載の素子において、バリス
タ膜としてSrTiO_3バリスタ膜を用いることを特
徴とする電圧非直線抵抗素子。 5)特許請求の範囲第1項ないし第4項記載の素子にお
いて、上部電極間隔および下部電極間隔をバリスタ膜厚
の約1.2倍とすることを特徴とする電圧非直線抵抗素
子。 6)特許請求の範囲第1項ないし第4項記載の素子にお
いて上部電極間のバリスタ膜に溝を設けることを特徴と
する電圧非直線抵抗素子。
[Claims] 1) A voltage nonlinear resistance element formed by laminating a lower electrode, a varistor film having voltage nonlinearity, and an upper electrode in this order on an insulating substrate, which comprises one or more lower electrodes and an upper electrode. The upper electrode and the lower electrode are provided with two or more upper electrodes, and the upper electrode and the lower electrode are arranged such that the current flows in the order of the upper electrode, the varistor film, the lower electrode, the varistor film, the upper electrode or the lower electrode, the varistor film, the upper electrode, the varistor film, and the lower electrode. A voltage nonlinear resistance element characterized in that it is provided with a voltage nonlinear resistance element. 2) A voltage nonlinear resistance element according to claim 1, characterized in that a ZnO varistor film is used as the varistor film. 3) A voltage nonlinear resistance element according to claim 1, characterized in that a BaTiO_3 film is used as the varistor film. 4) A voltage nonlinear resistance element according to claim 1, characterized in that a SrTiO_3 varistor film is used as the varistor film. 5) A voltage nonlinear resistance element according to claims 1 to 4, characterized in that the upper electrode interval and the lower electrode interval are approximately 1.2 times the varistor film thickness. 6) A voltage nonlinear resistance element according to claims 1 to 4, characterized in that a groove is provided in the varistor film between the upper electrodes.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006020285A (en) * 2004-06-02 2006-01-19 Fujitsu Media Device Kk Elastic wave apparatus
JP2010045164A (en) * 2008-08-12 2010-02-25 Tateyama Kagaku Kogyo Kk Electrostatic protective element and its manufacturing method
JP4855630B2 (en) * 2000-06-14 2012-01-18 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Device for monitoring vital signs

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4855630B2 (en) * 2000-06-14 2012-01-18 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Device for monitoring vital signs
JP2006020285A (en) * 2004-06-02 2006-01-19 Fujitsu Media Device Kk Elastic wave apparatus
JP4697528B2 (en) * 2004-06-02 2011-06-08 太陽誘電株式会社 Elastic wave device
JP2010045164A (en) * 2008-08-12 2010-02-25 Tateyama Kagaku Kogyo Kk Electrostatic protective element and its manufacturing method

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