JPH0353761B2 - - Google Patents
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- JPH0353761B2 JPH0353761B2 JP61006150A JP615086A JPH0353761B2 JP H0353761 B2 JPH0353761 B2 JP H0353761B2 JP 61006150 A JP61006150 A JP 61006150A JP 615086 A JP615086 A JP 615086A JP H0353761 B2 JPH0353761 B2 JP H0353761B2
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
- H01C7/10—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material voltage responsive, i.e. varistors
- H01C7/1006—Thick film varistors
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01C—RESISTORS
- H01C17/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors
- H01C17/06—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for coating resistive material on a base
- H01C17/065—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for coating resistive material on a base by thick film techniques, e.g. serigraphy
- H01C17/06506—Precursor compositions therefor, e.g. pastes, inks, glass frits or green body
- H01C17/06513—Precursor compositions therefor, e.g. pastes, inks, glass frits or green body characterised by the resistive component
- H01C17/06533—Precursor compositions therefor, e.g. pastes, inks, glass frits or green body characterised by the resistive component composed of oxides
- H01C17/06546—Oxides of zinc or cadmium
-
- H—ELECTRICITY
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- H01C7/10—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material voltage responsive, i.e. varistors
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- H01C7/108—Metal oxide
- H01C7/112—ZnO type
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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Thermistors And Varistors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、６モル％以下の酸化亜鉛（ZnO）の
主成分に金属Bi、Sb、Co、Ni、Cr、Mn、Mg、
Ｂ、Al、Baの１つまたは複数の酸化物が添加さ
れた粒度７〜22μｍのバリスタ材料から成る20〜
350μｍの厚さの多数の薄膜から成りセラミツク
に製作されたモノリシツクな本体と、コーテイン
グとして使用される最高10μｍの厚さの貴金属膜
とから成り、この貴金属がバリスタ材料製薄膜と
交互に配設されて本体の側面の異なつた個所に選
択的に導かれ、そこで他の金属に電気的に結合さ
れるバリスタに関する。
主成分に金属Bi、Sb、Co、Ni、Cr、Mn、Mg、
Ｂ、Al、Baの１つまたは複数の酸化物が添加さ
れた粒度７〜22μｍのバリスタ材料から成る20〜
350μｍの厚さの多数の薄膜から成りセラミツク
に製作されたモノリシツクな本体と、コーテイン
グとして使用される最高10μｍの厚さの貴金属膜
とから成り、この貴金属がバリスタ材料製薄膜と
交互に配設されて本体の側面の異なつた個所に選
択的に導かれ、そこで他の金属に電気的に結合さ
れるバリスタに関する。
従つて、本発明は多層薄膜作成技術によつて製
作されたバリスタに関する。
作されたバリスタに関する。
このようなバリスタは刊行物「アドバンセス
イン セラミツクス（Advances in Ceramics）」
American Ceram.Society、Columbus1981、
Vol.1、第349頁〜第358頁に記載されている。平
均粒度はここでは10μｍにされている。粒界当た
りの引上電圧は２〜3Vである。バリスタ材料製
薄膜の厚さに関するデータは20〜200μｍであり、
その場合に膜厚40μｍまたは150μｍの薄膜が20個
上下に積層されて成るバリスタの特性が測定され
る。非直線係数αは20〜30であり、一方１ｍＡの
際に測定されたバリスタ電圧は４〜40ボルトであ
つた。
イン セラミツクス（Advances in Ceramics）」
American Ceram.Society、Columbus1981、
Vol.1、第349頁〜第358頁に記載されている。平
均粒度はここでは10μｍにされている。粒界当た
りの引上電圧は２〜3Vである。バリスタ材料製
薄膜の厚さに関するデータは20〜200μｍであり、
その場合に膜厚40μｍまたは150μｍの薄膜が20個
上下に積層されて成るバリスタの特性が測定され
る。非直線係数αは20〜30であり、一方１ｍＡの
際に測定されたバリスタ電圧は４〜40ボルトであ
つた。
モノリシツクな本体内に選択的に配設されたコ
ーテイングにその本体表面で結合するための金属
膜として、焼き付けられた銀電極が挙げられてい
る。しかしモノリシツクな本体の内部におけるコ
ーテイングの材料に関する詳細なデータは開示さ
れていない。同様に、材料の多孔率に関するデー
タも開示されてない。
ーテイングにその本体表面で結合するための金属
膜として、焼き付けられた銀電極が挙げられてい
る。しかしモノリシツクな本体の内部におけるコ
ーテイングの材料に関する詳細なデータは開示さ
れていない。同様に、材料の多孔率に関するデー
タも開示されてない。
刊行物「ジヤーナル オブ アプライド フイ
ジクス（Journal of Applied Physics）」、54(5)
1983年３月、第2764頁ないし第2772頁において
は、上述の刊行物と同様に低電圧バリスタが扱わ
れており、第2765頁の左段では上述の刊行物が引
用されて詳細に述べられている。この刊行物によ
れば、多層薄膜作成技術によつて作成されたバリ
スタは、粒度分布の基本問題が解決されなくて
も、過電圧の際に減少する電流密度と高容量とを
有する。
ジクス（Journal of Applied Physics）」、54(5)
1983年３月、第2764頁ないし第2772頁において
は、上述の刊行物と同様に低電圧バリスタが扱わ
れており、第2765頁の左段では上述の刊行物が引
用されて詳細に述べられている。この刊行物によ
れば、多層薄膜作成技術によつて作成されたバリ
スタは、粒度分布の基本問題が解決されなくて
も、過電圧の際に減少する電流密度と高容量とを
有する。
シーメンス社出版物（SIEMENS−
Broschu¨re）「希ガス充填形避雷器；金属酸化物
バリスタSIOV」（1984年11月、第44頁〜第63頁）
には、酸化亜鉛を主成分とする金属酸化物バリス
タについての基礎理論が詳細に説明され、かつ
個々の概念に関する定義も同様になされている。
Broschu¨re）「希ガス充填形避雷器；金属酸化物
バリスタSIOV」（1984年11月、第44頁〜第63頁）
には、酸化亜鉛を主成分とする金属酸化物バリス
タについての基礎理論が詳細に説明され、かつ
個々の概念に関する定義も同様になされている。
すなわちその第48頁には、非直線指数αは次の
ように示されている。
ように示されている。
α＝logI2−logI1／logU2−logU1
ここで、I2は1A、I1＝１ｍＡ、U2は1Aの際に
測定された電圧、U1は１ｍＡの際に測定された
電圧である。
測定された電圧、U1は１ｍＡの際に測定された
電圧である。
その第52頁には、バリスタ電圧とは１ｍＡの際
に測定される電圧であると定義されている。この
バリスタ電圧はバリスタを分類するために利用さ
れる。
に測定される電圧であると定義されている。この
バリスタ電圧はバリスタを分類するために利用さ
れる。
通常の技術に基づいて製作される微少電圧用バ
リスタ、いわゆる低電圧バリスタは、コーテイン
グ間の粒界の個数を少なくするために、約100μ
ｍ以上の粒度を有する。しかしながらこのように
粗く結晶化させられた材料は、粒度分布が著しく
分散し、従つて電流Ｉ−電圧Ｕ特性線の傾斜（非
直線係数α）が著しく下降するという問題を生じ
る。
リスタ、いわゆる低電圧バリスタは、コーテイン
グ間の粒界の個数を少なくするために、約100μ
ｍ以上の粒度を有する。しかしながらこのように
粗く結晶化させられた材料は、粒度分布が著しく
分散し、従つて電流Ｉ−電圧Ｕ特性線の傾斜（非
直線係数α）が著しく下降するという問題を生じ
る。
このように製作された低電圧バリスタは大抵、
高電圧保護用としては使用可能ではない。という
のは、セラミツク本体内に発生する熱の排出が保
証されないからである。
高電圧保護用としては使用可能ではない。という
のは、セラミツク本体内に発生する熱の排出が保
証されないからである。
そこで本発明は、バリスタ電圧の範囲が拡張さ
れ、かつ同じ材料から種々のバリスタ電圧を有す
るバリスタを製作することができ、この種の構成
素子用に通常使用されるパラジウムの量を減ら
し、そして勿論熱排出が改善されるように、冒頭
で述べた種類のバリスタを改善することを目的と
する。
れ、かつ同じ材料から種々のバリスタ電圧を有す
るバリスタを製作することができ、この種の構成
素子用に通常使用されるパラジウムの量を減ら
し、そして勿論熱排出が改善されるように、冒頭
で述べた種類のバリスタを改善することを目的と
する。
この目的を達成するために本発明は、冒頭で述
べた種類のバリスタにおいて、 (a) セラミツク本体のバリスタ材料製薄膜の多孔
率は５％を越えず、 (b) 前記バリスタ材料のビスマス成分（Bi、
Bi2O3として計算）は0.4〜最高１モル％（２〜
５重量％に相当）の大きさであり、 (c) コーテイングは50〜80重量％の銀（Ag）と
50〜20重量％のパラジウム（Pd）とから成る ことを特徴とする。
べた種類のバリスタにおいて、 (a) セラミツク本体のバリスタ材料製薄膜の多孔
率は５％を越えず、 (b) 前記バリスタ材料のビスマス成分（Bi、
Bi2O3として計算）は0.4〜最高１モル％（２〜
５重量％に相当）の大きさであり、 (c) コーテイングは50〜80重量％の銀（Ag）と
50〜20重量％のパラジウム（Pd）とから成る ことを特徴とする。
多孔率を特に１％以下の大きさにして僅少にす
ることにより、内部電極の金属は細孔内に侵入す
ることができず、それによりパルス印加の際に早
期にスパーク（短絡）を生ぜしめる電極区間が短
縮される。通常２モル％以上のビスマス成分を最
高１モル％特に0.6モル％に減少させることによ
つて、一方では晶粒成長が減少し、従つて粒度分
布が均質になり、他方では焼結温度の際にコーテ
イングとセラミツク材料との反応が回避され、そ
れによりコーテイングに島を形成させるパラジウ
ムの非合金化が回避させる。
ることにより、内部電極の金属は細孔内に侵入す
ることができず、それによりパルス印加の際に早
期にスパーク（短絡）を生ぜしめる電極区間が短
縮される。通常２モル％以上のビスマス成分を最
高１モル％特に0.6モル％に減少させることによ
つて、一方では晶粒成長が減少し、従つて粒度分
布が均質になり、他方では焼結温度の際にコーテ
イングとセラミツク材料との反応が回避され、そ
れによりコーテイングに島を形成させるパラジウ
ムの非合金化が回避させる。
好適にはコーテイングは70重量％の銀と30重量
％のパラジウムとから形成される。
％のパラジウムとから形成される。
さらにセラミツク本体を厚さが35μｍ〜350μｍ
の範囲内にあるバリスタ材料製薄膜から形成し、
厚い薄膜が４ボルト〜350ボルトの範囲の高バリ
スタ電圧を有するようにすることは有利である。
の範囲内にあるバリスタ材料製薄膜から形成し、
厚い薄膜が４ボルト〜350ボルトの範囲の高バリ
スタ電圧を有するようにすることは有利である。
バリスタ本体は特に１〜10mmの長さ、１〜3.6
mmの幅および0.5〜３mmの厚さを有し、その場合
に厚さは最少長さまたは最少幅よりも常に小さく
される。
mmの幅および0.5〜３mmの厚さを有し、その場合
に厚さは最少長さまたは最少幅よりも常に小さく
される。
バリスタ材料の優れた組成はモル％表示で次の
通りである。なお、括弧内は重量％を表わす。
通りである。なお、括弧内は重量％を表わす。
ZnO：94.6（87.3）、Bi2O3：0.6（3.2）、Sb2O3：
1.6（5.1）、Co3O4：0.4（1.1）、NiO：1.3（1.1）、
Cr2O3：0.6（1.1）、MnCo3：0.8（1.02）、MgO：
0.06（0.003）、B2O3：0.033（0.05）、Al2O3：0.002
（0.017）、BaCo3：0.005（0.001）。
1.6（5.1）、Co3O4：0.4（1.1）、NiO：1.3（1.1）、
Cr2O3：0.6（1.1）、MnCo3：0.8（1.02）、MgO：
0.06（0.003）、B2O3：0.033（0.05）、Al2O3：0.002
（0.017）、BaCo3：0.005（0.001）。
ビスマス成分を僅少にすることによつて1150℃
以下の焼結温度が可能になり、それによつて薄膜
の厚さが薄くかつ薄膜の個数を適当にすることに
より、最低4Vのバリスタ電圧を有するバリスタ
を製作することができる。
以下の焼結温度が可能になり、それによつて薄膜
の厚さが薄くかつ薄膜の個数を適当にすることに
より、最低4Vのバリスタ電圧を有するバリスタ
を製作することができる。
このようなバリスタを多層薄膜作成技術で製作
することは、たとえば多層薄膜形セラミツクコン
デンサの製作方法として公知であるのと同じ方法
で行われる。これについては、たとえば米国特許
第2736080号明細書、米国特許第3235939号明細書
および西独特許第1282119号明細書を参照された
い。
することは、たとえば多層薄膜形セラミツクコン
デンサの製作方法として公知であるのと同じ方法
で行われる。これについては、たとえば米国特許
第2736080号明細書、米国特許第3235939号明細書
および西独特許第1282119号明細書を参照された
い。
微粉砕によつて約1μｍの平均粒度を有するよ
うな出発材料から、公知のように、有機結合剤
（たとえばポリメチルアクリル酸塩、メチルセル
ロース、ポイビニルアルコール）および溶剤（た
とえば水、エチルメチルケトン）ならびに軟化剤
（たとえばフタル酸塩、エステル）によつて懸濁
物が製作され、この懸濁物がその後に通常の技術
（たとえばカレンダー掛け、ドクター法−ドクタ
ーブレード）によつて非常に薄いシートに形成さ
れる。このようにして製作されたシートの絵葉書
大の小片の上に上述の銀−パラジウム化合物から
成る内部コーテイングが施され、その後かかる葉
書大のシートの適当な個数が、完成後にはコーテ
イングが選択的に位置ずれを生じるように、上下
に積層される。最後に、プレス工程を経た後、積
層体から粗製（つまり生の）薄膜バリスタが分割
され、多層薄膜作成技術で用いられる通常の温度
および結合剤燃焼サイクルを経た後に、1150℃以
下の温度で焼結される。
うな出発材料から、公知のように、有機結合剤
（たとえばポリメチルアクリル酸塩、メチルセル
ロース、ポイビニルアルコール）および溶剤（た
とえば水、エチルメチルケトン）ならびに軟化剤
（たとえばフタル酸塩、エステル）によつて懸濁
物が製作され、この懸濁物がその後に通常の技術
（たとえばカレンダー掛け、ドクター法−ドクタ
ーブレード）によつて非常に薄いシートに形成さ
れる。このようにして製作されたシートの絵葉書
大の小片の上に上述の銀−パラジウム化合物から
成る内部コーテイングが施され、その後かかる葉
書大のシートの適当な個数が、完成後にはコーテ
イングが選択的に位置ずれを生じるように、上下
に積層される。最後に、プレス工程を経た後、積
層体から粗製（つまり生の）薄膜バリスタが分割
され、多層薄膜作成技術で用いられる通常の温度
および結合剤燃焼サイクルを経た後に、1150℃以
下の温度で焼結される。
このような製作方法は前述のように良く知られ
ており、その場合に特殊な製作方法の変形例も同
様に知られている。
ており、その場合に特殊な製作方法の変形例も同
様に知られている。
次に本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説
明する。
明する。
第１図にはバリスタ材料から成る薄膜２によつ
て構成されたバリスタ本体１が概略的に示されて
いる。コーテイング３，４はバリスタ材料製薄膜
２と交互に配設されており、その場合にこの実施
例においてはコーテイング３はセラミツク本体の
右側外表面５に至るまで導かれており、一方コー
テイング４はセラミツク本体の左側外表面６に至
るまで導かれている。セラミツク本体１は焼結プ
ロセスによつて、内部にコーテイング３，４が設
けられているモノリシツクなブロツクから構成さ
れる。コーテイング３，４をモノリシツクなブロ
ツクの同一側面から突出させ、かつ電気的結合端
部をこの側面の異なつた個所に選択的に形成し、
それらの個所で対極に電気的に結合するようにす
ることも可能である。
て構成されたバリスタ本体１が概略的に示されて
いる。コーテイング３，４はバリスタ材料製薄膜
２と交互に配設されており、その場合にこの実施
例においてはコーテイング３はセラミツク本体の
右側外表面５に至るまで導かれており、一方コー
テイング４はセラミツク本体の左側外表面６に至
るまで導かれている。セラミツク本体１は焼結プ
ロセスによつて、内部にコーテイング３，４が設
けられているモノリシツクなブロツクから構成さ
れる。コーテイング３，４をモノリシツクなブロ
ツクの同一側面から突出させ、かつ電気的結合端
部をこの側面の異なつた個所に選択的に形成し、
それらの個所で対極に電気的に結合するようにす
ることも可能である。
コーテイング３，４は共に対極に電気的に結合
される。なお対極に結合されるとは、この実施例
においては、表面５のコーテイング３が金属膜７
つまり電圧源または回路の一極に接続される金属
膜７に結合され、一方、表面６のコーテイング４
が金属膜８つまり電圧源または回路の他極に接続
される金属膜８に結合されることを意味する。金
属膜７はたとえば銀または他のはんだ接合可能な
金属から成り、金属膜８は同様に銀または類似の
金属から成る。
される。なお対極に結合されるとは、この実施例
においては、表面５のコーテイング３が金属膜７
つまり電圧源または回路の一極に接続される金属
膜７に結合され、一方、表面６のコーテイング４
が金属膜８つまり電圧源または回路の他極に接続
される金属膜８に結合されることを意味する。金
属膜７はたとえば銀または他のはんだ接合可能な
金属から成り、金属膜８は同様に銀または類似の
金属から成る。
符号９はバリスタ材料から成る薄膜２の厚さを
示している。
示している。
バリスタが動作するための必要条件は、上側コ
ーテイング３と表面１４との間の間隔１０と、下
側コーテイング４と表面１５との間の間隔１１
と、金属膜８とコーテイング３との間の間隔１２
と、金属膜７と金属コーテイング４との間の間隔
１３とがそれぞれバリスタ材料製薄膜２の厚さ９
よりも大きいことである。間隔１０，１１の必要
な大きさを得るために、たとえばコーテイング３
および４を有していないバリスタ材料製薄膜２′
が設けられる。第１図においては、このことは、
コーテイング３を備えた上側薄膜２とコーテイン
グを有していない薄膜２′との間の境界線１６、
およびコーテイング４を備えた下側薄膜２とコー
テイングを有していない薄膜２′との間の境界線
１７によつて示されている。
ーテイング３と表面１４との間の間隔１０と、下
側コーテイング４と表面１５との間の間隔１１
と、金属膜８とコーテイング３との間の間隔１２
と、金属膜７と金属コーテイング４との間の間隔
１３とがそれぞれバリスタ材料製薄膜２の厚さ９
よりも大きいことである。間隔１０，１１の必要
な大きさを得るために、たとえばコーテイング３
および４を有していないバリスタ材料製薄膜２′
が設けられる。第１図においては、このことは、
コーテイング３を備えた上側薄膜２とコーテイン
グを有していない薄膜２′との間の境界線１６、
およびコーテイング４を備えた下側薄膜２とコー
テイングを有していない薄膜２′との間の境界線
１７によつて示されている。
本発明に基づくバリスタは、金属膜７および８
にはんだ付けされるかまたは他の方法にて固定さ
れた電流供給線１８および１９を備えることがで
きる。
にはんだ付けされるかまたは他の方法にて固定さ
れた電流供給線１８および１９を備えることがで
きる。
本発明に基づくバリスタがチツプとして印刷導
体路の接触個所に載置されて該個所に固定される
場合には、電流供給線の代わりに接触面が設けら
れる。この接触面はこの実施例においては金属膜
７の延長部２０，２１として表面１４，１５上に
設けられ、また金属膜８の延長部２２，２３とし
て表面１４，１５上に設けられている。
体路の接触個所に載置されて該個所に固定される
場合には、電流供給線の代わりに接触面が設けら
れる。この接触面はこの実施例においては金属膜
７の延長部２０，２１として表面１４，１５上に
設けられ、また金属膜８の延長部２２，２３とし
て表面１４，１５上に設けられている。
上記接触個所が格子寸法（2.5mmの奇数倍また
は偶数倍）にて配設されているような印刷回路
（プリント回路）に使用することができるように
するために、電流供給線１８と１９との間の格子
寸法間隔２４はこの種の構成素子にとつては公知
であるような値に設定される。
は偶数倍）にて配設されているような印刷回路
（プリント回路）に使用することができるように
するために、電流供給線１８と１９との間の格子
寸法間隔２４はこの種の構成素子にとつては公知
であるような値に設定される。
電流供給線を用いない場合、延長部２０，２２
間および延長部２１，２３間の必要な格子寸法間
隔２５は、大きさを適当に選定することにより設
定され得る。
間および延長部２１，２３間の必要な格子寸法間
隔２５は、大きさを適当に選定することにより設
定され得る。
第１図から明らかなように、本発明の実施例に
おけるコーテイング３，４は、モノリシツクなブ
ロツクの内部に発生する熱を良好に排出するため
に、5μｍ以下の厚さ、特に2μｍの厚さにされて
いる。というのは、コーテイング３，４はパラジ
ウムよりも比較的多くの銀を使用することによ
り、純粋なパラジウム膜として製作される場合よ
りも厚くすることができるからである。すなわち
純粋なパラジウムを得るには比較的高い費用がか
かるのでこのことは重要である。
おけるコーテイング３，４は、モノリシツクなブ
ロツクの内部に発生する熱を良好に排出するため
に、5μｍ以下の厚さ、特に2μｍの厚さにされて
いる。というのは、コーテイング３，４はパラジ
ウムよりも比較的多くの銀を使用することによ
り、純粋なパラジウム膜として製作される場合よ
りも厚くすることができるからである。すなわち
純粋なパラジウムを得るには比較的高い費用がか
かるのでこのことは重要である。
第２図に示された電圧Ｕ−電流Ｉダイヤグラム
は本発明の利点の１つを示している。この利点
は、バリスタ材料のビスマスの量を少量にし、そ
れによりコーテイング３，４用としてパラジウム
に比較して多量の銀をできる限り使用することに
よつて、コーテイングの金属の非合金化、従つて
特性を悪化させる島形成が生じないという点にあ
る。
は本発明の利点の１つを示している。この利点
は、バリスタ材料のビスマスの量を少量にし、そ
れによりコーテイング３，４用としてパラジウム
に比較して多量の銀をできる限り使用することに
よつて、コーテイングの金属の非合金化、従つて
特性を悪化させる島形成が生じないという点にあ
る。
第２図においては、このことは、従来のバリス
タの特性線２６はその電流強度の大きい領域にお
いて急激に上昇するのに対し、本発明によるバリ
スタの特性線２７はこの領域において緩慢に上昇
することによつて、表わされている。
タの特性線２６はその電流強度の大きい領域にお
いて急激に上昇するのに対し、本発明によるバリ
スタの特性線２７はこの領域において緩慢に上昇
することによつて、表わされている。
コーテイングの非合金化（移動）に起因する島
形成は、そのコーテイングの直列抵抗がこの島形
成によつて相当に増加するので、大電流の際に端
子電圧を相当に増加せしめる。
形成は、そのコーテイングの直列抵抗がこの島形
成によつて相当に増加するので、大電流の際に端
子電圧を相当に増加せしめる。
第３図には、本発明のバリスタ（特性線３０）
と公知のバリスタ（特性線２８，２９）とが比較
表示されているＵ（電圧）−Ｉ（電流）ダイヤグラ
ムが示されている。第３図の尺度および特性線は
前述の刊行物「アドバンセス イン セラミツク
ス（Advances in Ceramics）」の第２図からと
つたものである。
と公知のバリスタ（特性線２８，２９）とが比較
表示されているＵ（電圧）−Ｉ（電流）ダイヤグラ
ムが示されている。第３図の尺度および特性線は
前述の刊行物「アドバンセス イン セラミツク
ス（Advances in Ceramics）」の第２図からと
つたものである。
特性線２８はそれぞれ40μｍの厚さのバリスタ
材料製薄膜が20個積層されて成る公知のバリスタ
の特性線であり、一方特性線２９はそれぞれ
150μｍの厚さのバリスタ材料製薄膜が同様に20
個積層されて成る公知のバリスタの特性線であ
る。
材料製薄膜が20個積層されて成る公知のバリスタ
の特性線であり、一方特性線２９はそれぞれ
150μｍの厚さのバリスタ材料製薄膜が同様に20
個積層されて成る公知のバリスタの特性線であ
る。
特性線３０は、それぞれ30μｍの厚さのバリス
タ材料製薄膜が50個積層されて成る本発明のバリ
スタの特性線である。
タ材料製薄膜が50個積層されて成る本発明のバリ
スタの特性線である。
第３図からは、公知のバリスタは10アンペアの
際に100ボルトほどの相当に増加した電圧を生じ、
一方このような増加は本発明によるバリスタの特
性線３０においては生じていないことがわかる。
本発明による規定が守られていない場合には、特
性線３０′にて示されるようになる。
際に100ボルトほどの相当に増加した電圧を生じ、
一方このような増加は本発明によるバリスタの特
性線３０においては生じていないことがわかる。
本発明による規定が守られていない場合には、特
性線３０′にて示されるようになる。
50個というように多数の薄膜が積層される（そ
れによりバリスタの安定性が著しく高められる）
にも拘わらず、本体からの熱排出は、コーテイン
グが70％の銀と30％のパラジウムとから成りそれ
ぞれ2μｍの厚さを有する場合には、充分に大き
い。従つて大電流または大電圧の際にも同様にバ
リスタの機能が保証される。
れによりバリスタの安定性が著しく高められる）
にも拘わらず、本体からの熱排出は、コーテイン
グが70％の銀と30％のパラジウムとから成りそれ
ぞれ2μｍの厚さを有する場合には、充分に大き
い。従つて大電流または大電圧の際にも同様にバ
リスタの機能が保証される。
第４図のダイヤグラムは、10個の薄膜から成り
しかもその薄膜の膜厚が種々異なつているバリス
タに対して焼結時間を１時間とした際に焼結温度
に左右されるバリスタ電圧を示す。
しかもその薄膜の膜厚が種々異なつているバリス
タに対して焼結時間を１時間とした際に焼結温度
に左右されるバリスタ電圧を示す。
バリスタ電圧はボルト（Ｖ）で縦軸に示され、
焼結温度tsは℃で横軸に示されている。この場合
も同様に、コーテイングは70％の銀と30％のパラ
ジウムとから成り、2μｍの厚さである。
焼結温度tsは℃で横軸に示されている。この場合
も同様に、コーテイングは70％の銀と30％のパラ
ジウムとから成り、2μｍの厚さである。
特性線３１はそれぞれ165μｍの膜厚を有する
10個の薄膜から成るバリスタの特性線である。特
性線３２はそれぞれ77μｍの膜厚を有する10個の
薄膜から成るバリスタの特性線である。
10個の薄膜から成るバリスタの特性線である。特
性線３２はそれぞれ77μｍの膜厚を有する10個の
薄膜から成るバリスタの特性線である。
特性線３３はそれぞれ37μｍの膜厚を有する10
個の薄膜から成るバリスタの特性線であり、特性
線３４はそれぞれ23μｍの膜厚を有する10個の薄
膜から成るバリスタの特性線である。
個の薄膜から成るバリスタの特性線であり、特性
線３４はそれぞれ23μｍの膜厚を有する10個の薄
膜から成るバリスタの特性線である。
第４図からは、膜厚が減少しかつ焼結温度が増
大するに応じて、それぞれバリスタ電圧が減少す
ることがわかる。
大するに応じて、それぞれバリスタ電圧が減少す
ることがわかる。
1080℃ほどの比較的高い焼結温度により、セラ
ミツク材料から成る薄膜の密度が非常に高くな
り、すなわち多孔率が非常に低くなり、それによ
りバリスタの電気的特性が著しく改善される。焼
結温度を高めることはビスマス成分を少なくする
ことにより可能になる。
ミツク材料から成る薄膜の密度が非常に高くな
り、すなわち多孔率が非常に低くなり、それによ
りバリスタの電気的特性が著しく改善される。焼
結温度を高めることはビスマス成分を少なくする
ことにより可能になる。
第５図は焼結温度に関連した保護レベルを表わ
す特性線を示す。バリスタの保護レベルは表示さ
れた電流強度の電流パルスが出現した際にバリス
タに現われる端子電圧である。
す特性線を示す。バリスタの保護レベルは表示さ
れた電流強度の電流パルスが出現した際にバリス
タに現われる端子電圧である。
縦軸に端子電圧がボルト（Ｖ）で示され、一方
横軸に焼結温度tsが℃で示されている。
横軸に焼結温度tsが℃で示されている。
焼結された状態での膜厚165、77、37、23μｍ
に関する４対の特性線３５，３６，３７，３８が
示されている。それぞれ上側の特性線は電流強度
10Aの際の特性線であり、それぞれ下側の特性線
は電流強度5Aの際の特性線である。
に関する４対の特性線３５，３６，３７，３８が
示されている。それぞれ上側の特性線は電流強度
10Aの際の特性線であり、それぞれ下側の特性線
は電流強度5Aの際の特性線である。
第５図のダイヤグラムからは、膜厚が減少しか
つ焼結温度が増大するに応じて、端子電圧の値が
減少することがわかる。
つ焼結温度が増大するに応じて、端子電圧の値が
減少することがわかる。
上述したバリスタ材料は300V／mmの耐電圧を
保証し、それによつて薄膜が薄い際にも同様に充
分な傾斜（非直線指数α）が保証される。
保証し、それによつて薄膜が薄い際にも同様に充
分な傾斜（非直線指数α）が保証される。
150V／mm以下の耐電圧を有する粗結晶性材料
においては、前述の刊行物「ジヤーナル オブ
アプライド フイジクス（Journal of Applied
Physics）」において説明されているように、直径
がかなりばらつく際には粒体が少なすぎることに
起因する問題が生じる。
においては、前述の刊行物「ジヤーナル オブ
アプライド フイジクス（Journal of Applied
Physics）」において説明されているように、直径
がかなりばらつく際には粒体が少なすぎることに
起因する問題が生じる。
以上に説明したように、本発明においては、(a)
セラミツク本体のバリスタ材料製薄膜の多孔率は
５％を越えず、(b)バリスタ材料のビスマス成分
（Bi、BI2O3として計算）は0.4〜最高１モル％
（２〜５重量％に相当）の大きさであり、(c)コー
テイングは50〜80重量％の銀と50〜20重量％のパ
ラジウムとから成る。従つてこのような本発明に
よれば、バリスタ電圧の範囲が拡張され、かつ同
じ材料から種々のバリスタ電圧を有するバリスタ
を製作可能となり、しかもパラジウムの量を減ら
すことができ、そして勿論熱排出が改善される。
セラミツク本体のバリスタ材料製薄膜の多孔率は
５％を越えず、(b)バリスタ材料のビスマス成分
（Bi、BI2O3として計算）は0.4〜最高１モル％
（２〜５重量％に相当）の大きさであり、(c)コー
テイングは50〜80重量％の銀と50〜20重量％のパ
ラジウムとから成る。従つてこのような本発明に
よれば、バリスタ電圧の範囲が拡張され、かつ同
じ材料から種々のバリスタ電圧を有するバリスタ
を製作可能となり、しかもパラジウムの量を減ら
すことができ、そして勿論熱排出が改善される。
第１図は本発明による薄膜バリスタの一実施例
の概略図、第２図は本発明による改善を示す電圧
−電流ダイヤグラム、第３図は本発明と従来技術
との比較を示す電圧−電流ダイヤグラム、第４図
はバリスタ電圧が焼結温度に左右されることを示
すダイヤグラム、第５図は保護レベルが焼結温度
に左右されることを示すダイヤグラムである。 １……バリスタ本体、２……薄膜、３，４……
コーテイング、５，６……外表面、７，８……金
属膜、９……薄膜２の厚さ、１０……上側コーテ
イング３と表面１４との間隔、１１……下側コー
テイング４と表面１５との間隔、１２……コーテ
イング３と金属膜８との間隔、１３……コーテイ
ング４と金属膜７との間隔。
の概略図、第２図は本発明による改善を示す電圧
−電流ダイヤグラム、第３図は本発明と従来技術
との比較を示す電圧−電流ダイヤグラム、第４図
はバリスタ電圧が焼結温度に左右されることを示
すダイヤグラム、第５図は保護レベルが焼結温度
に左右されることを示すダイヤグラムである。 １……バリスタ本体、２……薄膜、３，４……
コーテイング、５，６……外表面、７，８……金
属膜、９……薄膜２の厚さ、１０……上側コーテ
イング３と表面１４との間隔、１１……下側コー
テイング４と表面１５との間隔、１２……コーテ
イング３と金属膜８との間隔、１３……コーテイ
ング４と金属膜７との間隔。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ６モル％以下の酸化亜鉛の主成分に金属Bi、
Sb、Co、Ni、Cr、Mn、Mg、Ｂ、Al、Baの１
つまたは複数の酸化物が添加された粒度７〜22μ
ｍのバリスタ材料から成る20〜350μｍの厚さの
多数の薄膜２から成りセラミツクに製作されたモ
ノリシツクな本体１と、コーテイング３，４とし
て使用される最高10μｍの厚さの貴金属膜とから
成り、この貴金属がバリスタ材料製薄膜２と交互
に配設されて本体１の側面５，６の異なつた個所
に選択的に導かれ、そこで他の金属膜７，８に電
気的に結合されるバリスタにおいて、 (a) セラミツク本体１のバリスタ材料製薄膜２の
多孔率は５％を越えず、 (b) バリスタ材料のビスマス成分（Bi、Bi2O3と
して計算）は0.4〜最高１モル％（２〜５重量
％に相当）の大きさであり、 (c) コーテイングは50〜80重量％の銀（Ag）と
50〜20重量％のパラジウム（Pd）とから成る ことを特徴とするバリスタ。 ２ バリスタ材料製薄膜２の多孔率は１％よりも
小さいことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載のバリスタ。 ３ ビスマス成分は0.6モル％（3.2重量％Bi2O3
に相当）の大きさであることを特徴とする特許請
求の範囲第１項または第２項記載のバリスタ。 ４ コーテイング３，４は70重量％Agと30重量
％Pdとから成ることを特徴とする特許請求の範
囲第１項ないし第３項のいずれか１項に記載のバ
リスタ。 ５ セラミツク本体１は厚さ９が20μｍ〜350μｍ
の範囲内にあるバリスタ材料製薄膜２から成り、
その際厚い薄膜２は４ボルト〜350ボルトの範囲
の高バリスタ電圧を有することを特徴とする特許
請求の範囲第１項ないし第４項のいずれか１項に
記載のバリスタ。 ６ バリスタ本体１は特に１〜10mmの長さ、１〜
3.6mmの幅および0.5〜３mmの厚さを有し、その際
厚さ９は最少長さまたは最少幅よりも常に小さい
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第
５項のいずれか１項に記載のバリスタ。 ７ バリスタ材料は、ZnO：94.6％（87.3重量
％）、Bi2O3：0.6モル％（3.2重量％）、Sb2O3：
1.6モル％（5.1重量％）、Co3O4：0.4モル％（1.1
重量％）、NiO：1.3モル％（1.1重量％）、
Cr2O3：0.6モル％（1.1重量％）、MnCo3：0.8モ
ル％（1.02重量％）、MgO：0.06モル％（0.003重
量％）、B2O3：0.003モル％（0.05重量％）、
Al2O3：0.002モル％（0.017重量％）、BaCo3：
0.005モル％（0.001重量％）から組成されること
を特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第６項
のいずれか１項に記載のバリスタ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3501419.9 | 1985-01-17 | ||
| DE3501419 | 1985-01-17 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61170005A JPS61170005A (ja) | 1986-07-31 |
| JPH0353761B2 true JPH0353761B2 (ja) | 1991-08-16 |
Family
ID=6260071
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61006150A Granted JPS61170005A (ja) | 1985-01-17 | 1986-01-14 | バリスタ |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4675644A (ja) |
| EP (1) | EP0189087B1 (ja) |
| JP (1) | JPS61170005A (ja) |
| AT (1) | ATE35344T1 (ja) |
| DE (1) | DE3660342D1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3873206D1 (de) * | 1987-07-31 | 1992-09-03 | Siemens Ag | Fuellschichtbauteil mit einem gesinterten, monolithischen keramikkoerper und verfahren zu dessen herstellung. |
| DE3725454A1 (de) * | 1987-07-31 | 1989-02-09 | Siemens Ag | Elektrisches vielschichtbauelement mit einem gesinterten, monolithischen keramikkoerper und verfahren zur herstellung des elektrischen vielschichtbauelementes |
| DE3725455A1 (de) * | 1987-07-31 | 1989-02-09 | Siemens Ag | Elektrisches vielschichtbauelement mit einem gesinterten, monolithischen keramikkoerper und verfahren zur herstellung des elektrischen vielschichtbauelementes |
| JP2552309B2 (ja) * | 1987-11-12 | 1996-11-13 | 株式会社明電舎 | 非直線抵抗体 |
| DE3930000A1 (de) * | 1988-09-08 | 1990-03-15 | Murata Manufacturing Co | Varistor in schichtbauweise |
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| GB2242065C (en) * | 1990-03-16 | 1996-02-08 | Ecco Ltd | Varistor ink formulations |
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| EP0476657A1 (de) * | 1990-09-21 | 1992-03-25 | Siemens Aktiengesellschaft | Thermistor mit negativem Temperaturkoeffizienten in Vielschicht-Technologie |
| DE4030479C2 (de) * | 1990-09-26 | 1993-11-25 | Siemens Ag | Elektrischer Widerstand in Chip-Bauform |
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| US7321485B2 (en) | 1997-04-08 | 2008-01-22 | X2Y Attenuators, Llc | Arrangement for energy conditioning |
| US7336468B2 (en) | 1997-04-08 | 2008-02-26 | X2Y Attenuators, Llc | Arrangement for energy conditioning |
| US6444504B1 (en) | 1997-11-10 | 2002-09-03 | Zoran Zivic | Multilayer ZnO polycrystallin diode |
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| US5999398A (en) * | 1998-06-24 | 1999-12-07 | Avx Corporation | Feed-through filter assembly having varistor and capacitor structure |
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| DE19931056B4 (de) | 1999-07-06 | 2005-05-19 | Epcos Ag | Vielschichtvaristor niedriger Kapazität |
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| EP2636047A2 (de) * | 2010-11-03 | 2013-09-11 | Epcos AG | Keramisches vielschichtbauelement und verfahren zur herstellung eines keramischen vielschichtbauelements |
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| DE102015120640B4 (de) | 2015-11-27 | 2025-12-04 | Tdk Electronics Ag | Vielschichtbauelement und Verfahren zur Herstellung eines Vielschichtbauelements |
| DE102016104990A1 (de) | 2016-03-17 | 2017-09-21 | Epcos Ag | Keramikmaterial, Varistor und Verfahren zum Herstellen des Keramikmaterials und des Varistors |
| TWI667667B (zh) * | 2016-09-26 | 2019-08-01 | 立昌先進科技股份有限公司 | 一種提高多層貼片式變阻器通流面積的製法及其製得的變阻器元件 |
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| US3235939A (en) * | 1962-09-06 | 1966-02-22 | Aerovox Corp | Process for manufacturing multilayer ceramic capacitors |
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-
1986
- 1986-01-13 AT AT86100376T patent/ATE35344T1/de not_active IP Right Cessation
- 1986-01-13 EP EP86100376A patent/EP0189087B1/de not_active Expired
- 1986-01-13 DE DE8686100376T patent/DE3660342D1/de not_active Expired
- 1986-01-13 US US06/817,864 patent/US4675644A/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-01-14 JP JP61006150A patent/JPS61170005A/ja active Granted
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