JPH011205A - 限流抵抗素子 - 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】 産業よｐ且■立互 本発明は、２個以上の抵抗素子が熱結合した構成にされ
、一方の抵抗素子の発熱が、他方の抵抗素子に伝わり、
その抵抗値が増大する限流抵抗素子に関する。

ｋ来坐肢土 前述した限流抵抗素子は、個々の抵抗素子としては例え
ば正特性サーミスタにより構成されでおり、３個の正特
性サーミスタで構成された限流抵抗素子の概略の構成を
第６図の模式図に示す。この限流抵抗素子２１は、個々
の抵抗素子として正特性サーミスタ２２．２３．２４で
構成され、この３個の正特性サーミスタ２２，２３．２
４をｉ気的に独立させるが熱的には結合するよう重ね合
わせ、かつ接着剤等で貼り付けて形成されたものである
。

−Ｈ＜’ｒ”ｌ、よ゛と　る「」領内 ところで、前記限流抵抗素子２１は、正特性サーミスタ
２２の端子ａ−ｂ間に主回路を接続し、他方の正特性サ
ーミスタ２３．２４の端子ｃ−ｄ及び端子ｅ−ｆ間に他
の関連回路を接続して使用する。前記端子ａ−ｂ間に過
電流が流れると、正特性サーミスタ２２が発熱してその
抵抗値が増大すると共に、この発熱が他の正特性サーミ
スタ２３．２４に伝わり、これらの正特性サーミスタ自
体の温度も上昇する。このため、該正特性サーミスタ２
３．２４の抵抗値も増大して端子ｃ−（１及び端子ｅ−
ｆ間に流れる電流を制限する。従って、主回路を保護す
ると同時にこれらの正特性サーミスタ２３．２４に接続
された他の関連回路に異常電流が流れることも防止する
ことができる。

ところが、前記限流抵抗素子２１は、単独に製造された
３個の正特性サーミスタ２２，２３．２４を重ね合わせ
ると共に、接着剤等を用いて接着して形成されているの
で、これらを接着させて形成した限流抵抗素子２１は、
個々の正特性サーミスタ２２．２３．２４が有する抵抗
値より小さくすることができず、個々の正特性サーミス
タの薄型化には限界があって低抵抗化への問題点となっ
ていた。

また、上記限流抵抗素子２１は、独立して製造された３
個の正特性サーミスタ２２，２３．２４から構成されて
いるので、全体の厚みを薄くすることができず、また接
着剤等で貼り合わせているために、熱の伝導率が悪くな
り、熱応答性が劣っているという問題点も有する。

そこで、本発明は、上記の問題点に鑑み、低抵抗化が図
れると共に、熱応答性の優れた限流抵抗素子を提供する
ことを目的とする。

Ｈ月謔を”ン　るための 上記目的を達成するため、本発明は、正の抵抗温度特性
を有する１個の抵抗素子に対して他の正の抵抗温度特性
を有する１個以上の抵抗素子が熱的に結合された限流抵
抗素子において、前記抵抗素子が、薄板状に構成された
複数の半導体素子で形成され、前記半導体素子の表面に
所定の内部電極が設けられると共に、すべての半４体素
子が積層された状態に構成されていることを特徴とする
。

昨二−−−月− 上記構成によれば、所定の電極パターンに形成された内
部電極を有する薄板状の半導体素子を、必要な枚数だけ
積層して複数の抵抗素子を一体に形成することができる
ので、薄型の半導体素子を形成することができ低抵抗化
に寄与する。

また、抵抗素子を構成する半導体素子は、薄板状に形成
され、かつそれらが積層されているので、半導体素子間
の熱の伝導は良好になされ、各抵抗素子間の熱応答性が
向上する。

去−施一± 以下、本発明の一実施例として主回路に接続される１個
の抵抗素子と他の関連回路に接続される２個の抵抗素子
からなる限流抵抗素子について説明する。第１図は本発
明に係る前記限流抵抗素子の斜視図、第２図は第１図の
イーイ線の断面図、第３図は第１図のローロ線の断面図
である。図中、１は正の抵抗温度特性を有する１０枚の
薄板状半導体素子が積層されて一体に形成された限流抵
抗素子本体、２は前記限流抵抗素子本体１の端部にそれ
ぞれ独立して設けられた、主回路に接続される一対の外
部電極、３は前記主回路に過電流が流れたときに電流量
が制限される他の関連回路にそれぞれ接続される一対の
外部電極である。

前記限流抵抗素子本体１は、第２図、第３図及び第４図
の限流抵抗素子本体１の分解斜視図に示すように、正の
抵抗温度特性を備えると共に、薄板状に形成された半導
体素子５ａ〜５ｊと、両端の半導体素子５ａ及び５ｊを
除く半導体素子５ｂ〜５１の表面上に所定の電極パター
ンで構成された内部電極６ａ〜６１と、より構成され、
前記半導体素子５ａ〜５ｊのすべてが積層されると共に
、加圧圧着された後、焼成して製造されている。

前記内部電極６ａ〜６１のうち、第４図の上端から４．
５枚目及び８，９枚目の半導体素子５ｄ。

ｅ及び５ｈ、ｉ表面に設けられた内部電極６ｅ。

ｒ及び６に、７！は、半導体素子５の長手方向端部に交
互に露出するよう形成され、残りの半導体素子５ｂ、ｃ
及び５ｆ、ｇに形成された内部電極６ａ、ｂ、ｃ、ｄ及
び６ｇ、ｈ、ｉ、ｊは、中央部分で分割され、かつ半導
体素子５の幅方向の端部に交互に露出するよう形成され
ている。そして、前記内部電極６ｅ及び６１のそれぞれ
の露出端は、前記外部電極２の一方２ａと電気的に接続
され、内部電極６ｆ及び６にのそれぞれの露出端は、前
記外部電極２の他方２ｂと電気的に接続されて、２個の
抵抗素子が並列に接続されている。また、前記内部電極
６ａ及び６１の露出端は、外部電極３の３ａと、内部電
極６ｃ及び６ｇの露出端は、外部電極３ｂと、内部電極
６ｂ及び６ｊの露出端は、外部電極３Ｃと、内部電極６
ｄ及び６ｈの露出端は、外部型ｔＭ３ｄとそれぞれ電気
的に接続されている。従って、限流抵抗素子本体１内に
は、６個の抵抗素子が形成されているが、２つずつ並列
に接続された状態となっており、低抵抗化に寄与する構
成になっている。

上記半導体素子５ａ〜５ｊの製造は、チタン酸バリウム
に対し、半遵体化剤として微量のＹ２Ｏ３、鉱化剤とし
てＳｉＯ□、　Ａｔ□０３、特性改善剤としてＭｎＯ２
を添加して混合し、それにバインダを加えた材料で薄膜
状に成形されたグリーンシートを用い、それを所定の大
きさにカッティングされて形成され、後述する内部電極
パターンが印刷された後、焼成されるものである。

一方、内部電極６ａ〜６Ｎは、チタン酸バリウム焼結粉
末に、焼成後の空隙率が所定の値となるようにコントロ
ールされたカーボンとフェスを混合して作成されたペー
ストが、前記グリーンシート表面に前述した所定の電極
パターンで厚さ１〜２０　ｐ　ｍとなるように印刷され
た後、焼成されて形成される。この焼成は、前記電極パ
ターンが印刷されたグリーンシートを含む１０枚のグリ
ーンシートの全てが一度に積層され、かつ加圧圧着され
た後１３００℃で焼成されることにより限流抵抗素子本
体１が製造される。

この焼成が完了すると、電極パターンとして印刷された
前記ペースト内のカーボンが焼き飛ばされて、前記ペー
ストはポーラス層として形成される。このため、前記ポ
ーラス層は真空中において脱気が行なわれ、しかる後、
オーミック接触が得られる低融点の金属溶液、この実施
例では、Ｐｂ９０ｍｏ１％、Ｓ　ｎ　ｌｏｍｏｌχから
なる金属を３５０℃で溶融した金属溶液中に浸漬して、
前記ポーラス層に該金属溶液を加圧注入することにより
内部電極６ａ〜６ｇが設けられる。なお、前記内部電極
６の製造は注入に限らず、オーミック接触が得られるな
らば他の方法によることも可能である。

前記オーミック接触が得られる金属としては、鉛や錫又
はこれらの合金あるいは他の低融点金属が用いられる。

上記のように、本実施例の限流抵抗素子は、１０枚の薄
板状の半導体素子を一体に積層圧着して形成しているの
で、１つの抵抗素子で発生した熱が隣合った他の抵抗素
子へ素早く移動するため、互いの抵抗素子間へ効率良く
伝導され、主回路に過電流が流れて発生した熱が関連回
路に接続された抵抗素子に迅速、かつそのまま伝わり、
それらの抵抗値が増大して関連回路の限流を行なうこと
ができる。

また、限流抵抗素子本体は、半導体素子を多層に積層し
た構造としているので、個々の半導体素子の低抵抗化が
図れると共に、特性の同じ抵抗素子を２個並列に接続す
る構成も可能となって、抵抗値を２分の１に減少させる
こと構成も容易に採用でき、限流抵抗素子の低抵抗化に
顕著な効果がある。

第５図は本発明の他の実施例としての限流抵抗素子にお
いて本体のみを分解した斜視図である。

この実施例の限流抵抗素子は、一部の半導体素子の特性
を変更し、限流抵抗素子の温度特性及び比抵抗を変えた
ものである。すなわち、第５図において上端から２枚目
及び６枚目の半導体素子１１ｂ、　　ｒは、他の半導体
素子１１ａ、ｃ−ｅ及びＩＩｇ−ｊと異なる材料を使用
して製造されており、温度特性、比抵抗が変えられてい
る。なお、内部電極６ａ〜６１及び外部電極２．３は、
前述の実施例と同様に形成されており、対応する部分に
同じ符号を付して説明を省略する。

この実施例の限流抵抗素子は、熱の伝導率を変更したり
、抵抗素子の抵抗値の変更に容易に対応することができ
る。

なお、上記２つの実施例では、限流抵抗素子を構成する
抵抗素子が、いずれも３つのものを例示したけれども、
２つのものや４つ以上のものも同様に構成できる。そし
て、このように抵抗素子の数がかわっても、限流抵抗素
子本体は、正の抵抗温度特性を有する半導体素子を積層
して形成すると共に、所定の半導体素子の表面に所定の
内部電極を設け、これらの全体を加圧圧着して製造する
ことができる。従って、複数の抵抗素子を積層させても
、低抵抗で、しかも熱応答性の優れた限流４゜抵抗素子
を提供できる。

また、半導体素子の厚みや電橋面積を変化させて個々の
抵抗素子の抵抗値を任意に設定することが出来ることは
いうまでもないことである。

主班■羞宋 以上のように、本発明の限流抵抗素子は、各抵抗素子が
、３板状に構成された複数の半導体素子で形成され、前
記半導体素子の表面には所定の内部電極が設けられると
共に、すべての抵抗素子が積層された状態に構成されて
いるので、個々の正特性サーミスタ等を製造して貼り合
わせるものに比較して低抵抗化を図ることがでのる。

また、抵抗素子を構成する半導体素子は薄板状に形成さ
れ、かつ複数の半導体素子を積層して形成されるので、
１枚の半導体素子はμｍオーダーで製造でき、全体とし
ての限流抵抗素子も小型、軽量に製造できる。さらに、
半導体素子が薄型化できるので、熱応答性が良好となり
、優れた限流抵抗素子を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としての限流抵抗素子の斜視
図、第２図は第１図のイーイ線の断正面図、第３図は第
１図のローロ線の断側面図、第４図は限流抵抗素子本体
の分解斜視図、第５図は本発明の他の実施例としての限
流抵抗素子の本体のみの分解斜視図、第６図は従来例の
限流抵抗素子の模式図である。 １・・・限流抵抗素子本体、２，３・・・外部電極、５
ａ〜５Ｌ１１ａ〜Ｈｊ・・・半導体素子、６８〜６１・
・・内部電極。 特許出願人　二　株式会社　材用製作所第１図 第２図 第３図 ｂ 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）正の抵抗温度特性を有する１個の抵抗素子に対し
   て他の正の抵抗温度特性を有する１個以上の抵抗素子が
   熱的に結合された限流抵抗素子において、前記抵抗素子
   が、薄板状に構成された複数の半導体素子で形成され、
   前記半導体素子の表面に所定の内部電極が設けられると
   共に、すべての抵抗素子が積層された状態に構成されて
   いることを特徴とする限流抵抗素子。