JPH0273605A - 積層型バリスタ - Google Patents

積層型バリスタ

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JPH0273605A
JPH0273605A JP22585188A JP22585188A JPH0273605A JP H0273605 A JPH0273605 A JP H0273605A JP 22585188 A JP22585188 A JP 22585188A JP 22585188 A JP22585188 A JP 22585188A JP H0273605 A JPH0273605 A JP H0273605A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
varistor
electrodes
glass powder
leakage current
oxygen
Prior art date
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Pending
Application number
JP22585188A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroaki Taira
浩明 平
Kazuyoshi Nakamura
和敬 中村
Yasunobu Yoneda
康信 米田
Yukio Sakabe
行雄 坂部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電圧非直線性抵抗として機能する積層型バリ
スタに関し、特に内部電極近傍領域での酸素濃度低下に
よる漏れ電流を低減して、部品の信鯨性を向上できるよ
うにした構造に関する。
〔従来の技術〕
一般に、バリスタは、印加電圧に応じて抵抗値が非直線
的に変化する抵抗体素子であり、電子回路に過電圧が加
わるのを防止するためのサージ吸収素子として採用され
ている。このようなバリスタとして、従来、第4図に示
すような直方体状の積層型バリスタがある(特公昭58
−23921号公報参照)、この積層型バリスタ10は
、バリスタ層11と内部電極12とを交互に積層して一
体焼結するとともに、該焼結体13の左、右端面13a
13bに外部電極14を形成して構成されている。
またこの外部電極14には、上記焼結体13の左。
右端面13a、13bに交互に露出された内部電極12
の一端面12aが接続されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで、積層型バリスタにおいては、焼成する際の降
温過程でバリスタ層内に酸素を供給する必要がある。と
ころが上記従来のバリスタでは、バリスタ層と内部電極
層とが積層状態であり、バリスタ層の厚みが薄い状態で
あるという条件と相まってバリスタ層の内部電極の近傍
領域部分の酸素濃度を低下させるという問題点がある。
その結果、漏れ電流が大きくなり、ひいては消費電力が
増加し、また熱暴走の原因となるという問題が生・しる
、また、しきい値電圧をIOV以下とする場合のように
、バリスタ層が薄いものほど酸素欠乏の割合が大きくな
るため、漏れ電流が増大する。
本発明の目的は、焼成時における酸素欠乏を防止して、
漏れ電流を低減でき、信鯨性を向上できる積層型バリス
タを提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本件発明者らは、上記降温時における酸素欠乏を回避す
るために種々検討したところ、上記内部電極内に、該電
極の拡散を阻止できる物質を含存させればよいことに着
目し、このような物質としてガラス成分が最適であるこ
とを見出した。ここで、積層型セラミクスコンデンサに
おいては、ガラス成分を添加するとこれがセラミクス部
分に拡散して誘電率を低下させる等の悪影響を与えるこ
とが知られている。この点から積層型バリスタにおいて
も、内部電極にガラス成分を混合添加すると何らかの悪
影響が生じると考えられ、従って従来内部電極にガラス
成分を添加するという発想はなかった。ところが、本件
発明者らが検討を重ねたところ、上記積層型バリスタに
ガラス成分を採用しても、悪影響を与えることはなく、
かつ内部電極の拡散を防止できることが判明し、これに
より本発明を成したものである。
そこで本発明は、バリスタ層と内部電極とを交互に積層
してなる積層型バリスタにおいて、上記内部電極内にガ
ラス粉末を添加したことを特徴としている。
ここで、ガラス粉末としては、B、Si及びPb、Bl
、Znのうち少なくとも2種類以上含むものを採用する
のが望ましい、また、上記ガラス粉末の添加量としては
、内部電極用に採用される金属に対して0.1〜20w
 t%の範囲が望ましく、これは上記範囲以下では漏れ
電流低減の効果が得られ難く、またこれ以上添加すると
非直線係数の低下を招くからである。
〔作用〕
本発明に係る積層型バリスタによれば、内部電極にガラ
ス粉末を混合したので、焼成降温時における酸素濃度の
低下を回避できる。即ち、上記ガラス粉末は焼成温度よ
り軟化温度が低いことから、焼成する際にガラス粉末が
内部電極の金属を極薄い膜で包むこととなる。従って、
降温工程では、上記ガラス粉末が電極金属に酸素を与え
ることとなり、従って該金属がセラミクスから酸素を奪
うことはな(、その結果セラミクス粒界相が還元される
のを防止でき、これによりバリスタ層への酸素供給が補
償され、酸素欠乏を回避できる。その結果、漏れ電流を
低減でき、ひいては消費電力熱暴走の問題等を回避でき
る。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図について説明する。
第1図ないし第3図は本発明の一実施例による積層型バ
リスタを説明するための図である。
図において、1は本実施例の積層型バリスタであり、こ
れは直方体状のもので、ZnO系セラミクスからなるバ
リスタ層2と、ガラス粉末が混合されたAg−Pd合金
からなる内部電極3とを交互に積層し、これを一体焼結
してなる焼結体4の左、右端面4a、4bに外部電極5
を形成して構成されている。また、上記内部電極3の一
端面3aは、交互に上記焼結体4の両端面4a、4bに
露出して上記外部電極5に接続されており、他の部分は
焼結体4内に封入されている。
次に本実施例の積層型バリスタ1を製造する方法につい
て説明する。
■ まず、Z n O(96,0+mo 11%)、 
B l x Os (1゜5−01%)、Mn0(1,
0moj!%)、 Co t 0s(0+5 n。
1%)、T i 0x(1,0son%)を混合してな
るセラミクス材料に、Bt Os 、S loz 、P
bO,ZnOからなるガラス成分を5wt%加えて原料
とし、これに有機バインダーを混合して、ドクターブレ
ード法により厚さ30μ−のグリーンシートを形成した
後、該グリーンシートを矩形状に切断して、多数のバリ
スタ層2を作成する。
■ 一方、ptにビヒクルを混合してなるベーストに、
Bt 0s=S i Ox等からなるガラス粉末を添加
して電極ペーストを作成する。次に、上記バリスタ層2
の上面にこの電極ペーストをスクリーン印刷して内部電
極3を形成する。この場合、該内部電極3の一端面3a
のみがバリスタ層2の外縁まで延び、他の端面ば内方に
位置するようにする。
■ 次に、第3図に示すように、上記バリスタ層2と内
部電極3とが交互に重なり、かつ内部電極3の一端面3
aがバリスタ層2の両端面に交互に露出するように積層
し、さらにこの積層体の上。
下面にダミーとしてのセラミクスJW7を重ね、これを
プレスで加圧、圧着して積層体を形成する。
するとこれにより、第1図に示すように、内部電極3の
一端面3aのみが積層体の左、右側面の外方に露出し、
残りの部分はバリスタ層2内に完全に埋設されることと
なる。
■ そして、上記積層体を空気中にて900−1300
℃で加熱焼成し、焼結体4を得る。この焼成工程におい
て、内部電8i+3内のガラス粉末が軟化して該電極3
を構成する金属粒子の表面部分を覆うこととなり、従っ
て降温時に上記金属の粒子がセラミクス中の酸素を奪う
ことはなく、セラミクスへの酸素供給を補償し、内部電
極3近傍領域の変質を防止することとなる。
■ しかる後、上記焼結体4の、内部電極3の一端面3
aが露出された左、右端面4a、4bにAgを主体とし
てPdを添加してなるペーストを塗布した後焼き付けて
外部電極5を形成する。
次に本実施例の作用効果について説明する。
本実施例の積層型バリスタ1によれば、内部電極3に降
温時の金属粒子によるセラミクス粒界相の還元を阻止す
るガラス粉末を混合したので、酸素濃度の低下を防止で
き、その結果、漏れ電流を大幅に低減でき、消費電力の
増大を回避できるとともに、熱暴走の危険性を小さくで
きる。
次に、本実施例の効果をf!認するために行った実験結
果について説明する。
この実験では、第1表に示すように、BtOsSiOz
  PbO系(第1欄A) 、Bt O。
5tot BitOs系(第2欄B) 、B、○。
−3i Ox −P bo−B it○、系(第3欄C
)、Bx Os  S ioz  ZnO系(第4欄D
)からなる4種類のガラス粉末を採用し、この各ガラス
粉末を上記ptペースト内にそれぞれ0.01〜30w
 t%の範囲内で添加し、上述の製造方法により積層型
バリスタを作成した。そして、各積層型バリスタのV+
−A (素子そのもののバリスタ電圧)、非直線係数α
(α−1/ 1ogCVl@A / V@、IIIA 
)により求めた)、及び漏れ電流(D、C,3Vを印加
したときに流れる電流値)を測定した。また、比較する
ために従来の内部tiにガラス粉末を添加していない積
層型バリスタについても同様の測定を行った。
第2表にその結果を示す、同表からも明らがなように、
従来試料ではVIIIA+  αは本来の特性が得られ
ているものの、漏れ電流は2μAと大きくなっている。
また、本実施例試料A−Dにおいてもガラス粉末の添加
量が0.01wt%と少ない場合は、漏れ電流は2μA
と大きく低減効果が得られていない、ところが、この添
加量が0.1 wt%を越えると、いずれの実施例試料
A−Dにおいても漏れ電流は0.5μ八以下と大幅に低
減していることがわかる。一方、上記添加量が3Qwt
%を越えると、漏れ電流低減効果は得られているものの
、αが10〜15と低下している。従って、この実験か
ら、上記ガラス粉末の添加量は0.1〜20IIlt%
内にすることが望ましいといえる。
〔発明の効果〕
以上のように本発明に係る積層型バリスタによれば、内
部電極内にガラス粉末を添加したので、焼成降温時にお
ける酸素欠乏を防止でき、漏れ電流を低減して信鯨性を
向上できる効果がある。
第 表
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第3図は本発明の一実施例による積層型バ
リスタを説明するためのものであり、第1図はその断面
図、第2図はその斜視図、第3図はその分解斜視図、第
4図は従来の積層型バリスタを示す断面図である。 図において、1は積層型バリスタ、2はバリスタ層、3
は内部電極である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)バリスタ層と内部電極とを交互に積層してなり、
    電圧非直線性抵抗として機能する積層型バリスタにおい
    て、上記内部電極内にガラス粉末を添加したことを特徴
    とする積層型バリスタ。
JP22585188A 1988-09-08 1988-09-08 積層型バリスタ Pending JPH0273605A (ja)

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JP22585188A JPH0273605A (ja) 1988-09-08 1988-09-08 積層型バリスタ

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JP22585188A JPH0273605A (ja) 1988-09-08 1988-09-08 積層型バリスタ

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56147406A (en) * 1980-04-17 1981-11-16 Matsushita Electric Industrial Co Ltd Method of manufacturing laminated voltage nonlinear resistor
JPS63119504A (ja) * 1986-11-07 1988-05-24 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

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS56147406A (en) * 1980-04-17 1981-11-16 Matsushita Electric Industrial Co Ltd Method of manufacturing laminated voltage nonlinear resistor
JPS63119504A (ja) * 1986-11-07 1988-05-24 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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