JPH0442503A - 電圧依存性非直線抵抗体磁器素子 - Google Patents
電圧依存性非直線抵抗体磁器素子Info
- Publication number
- JPH0442503A JPH0442503A JP2150926A JP15092690A JPH0442503A JP H0442503 A JPH0442503 A JP H0442503A JP 2150926 A JP2150926 A JP 2150926A JP 15092690 A JP15092690 A JP 15092690A JP H0442503 A JPH0442503 A JP H0442503A
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- JP
- Japan
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- electrode
- cylinder
- ohmic
- electrodes
- voltage
- Prior art 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。
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
本発明は電気機器、電子機器で発生する異常高電圧、ノ
イズ、静電気などから機器の半導体及び回路を保護する
ためのコンデンサ特性とバリスタ特性を有する電圧依存
性非直線抵抗体磁器素子に関するものである。
イズ、静電気などから機器の半導体及び回路を保護する
ためのコンデンサ特性とバリスタ特性を有する電圧依存
性非直線抵抗体磁器素子に関するものである。
従来の技術
従来、各種の電気機器、電子機器における異常高電圧の
吸収、ノイズの除去、火花消去、静電気対策のために電
圧依存性非直線抵抗特性を有するＳｉＣバリスタや、Ｚ
ｎＯ系バリスタなどが使用されている。このようなバリ
スタの電圧−電流特性は近似的に次式のように表すこと
ができる。
吸収、ノイズの除去、火花消去、静電気対策のために電
圧依存性非直線抵抗特性を有するＳｉＣバリスタや、Ｚ
ｎＯ系バリスタなどが使用されている。このようなバリ
スタの電圧−電流特性は近似的に次式のように表すこと
ができる。
Ｉ＝（Ｖ／Ｃ）“
ここで、■は電流、■は電圧、Ｃはバリスタ固有の定数
、αは電圧−電流非直線指数である。
、αは電圧−電流非直線指数である。
ＳｉＣバリスタのαは２〜７程度、ＺｎＯ系バリスタで
はαが５０にもおよぶものがある。このようなバリスタ
は比較的高い電圧の吸収には優れた性能を有しているか
、誘電率か低く、固有の静電容量が小さいため、バリス
タ電圧以下の比較的低い電圧の吸収にはほとんど効果を
示さず、また誘電損失ｔａｎδが５〜１０％と大きい。
はαが５０にもおよぶものがある。このようなバリスタ
は比較的高い電圧の吸収には優れた性能を有しているか
、誘電率か低く、固有の静電容量が小さいため、バリス
タ電圧以下の比較的低い電圧の吸収にはほとんど効果を
示さず、また誘電損失ｔａｎδが５〜１０％と大きい。
一方、これらの低電圧のノイズなどの除去には見かけの
誘電率が５ Ｘ １０’程度で、ｔａｎδか１％前後の
半導体コンデンサが利用されている。
誘電率が５ Ｘ １０’程度で、ｔａｎδか１％前後の
半導体コンデンサが利用されている。
しかし、このような半導体コンデンサはサージなどによ
りある限度以上の電圧または電流が印加されると、静電
容量が減少したり破壊したりして、コンデンサとしての
機能を果たさなくなったりする。
りある限度以上の電圧または電流が印加されると、静電
容量が減少したり破壊したりして、コンデンサとしての
機能を果たさなくなったりする。
そこで最近になって５ｒＴｉ０３を主成分とし、バリス
タ特性とコンデンサ特性の両方の機能を有するものが開
発され、コンピュータなどの電子機器におけるＩＣ，Ｌ
ＳＩなどの半導体素子及び回路の保護や、電子機器を相
互に継ぐケーブルやコネクタなどから侵入するノイズの
除去に利用されている。
タ特性とコンデンサ特性の両方の機能を有するものが開
発され、コンピュータなどの電子機器におけるＩＣ，Ｌ
ＳＩなどの半導体素子及び回路の保護や、電子機器を相
互に継ぐケーブルやコネクタなどから侵入するノイズの
除去に利用されている。
発明が解決しようとする課題
前記の５ｒＴｉ０３を主成分とするバリスタとコンデン
サの両方の機能を有する素子を、コネクタなとから侵入
するノイズの除去に使用する場合、素子の構成は一般的
に第３図のようになっている。第３図において、１５及
び１６は電極、１７は素子である。
サの両方の機能を有する素子を、コネクタなとから侵入
するノイズの除去に使用する場合、素子の構成は一般的
に第３図のようになっている。第３図において、１５及
び１６は電極、１７は素子である。
そして、このような素子をコネクタに組み込むと一般的
に第４図のようになる。ところが第４図のような構成に
すると、ピン１８と素子２２の隙間に半田１９の一部が
流れ込み、見掛は上の電極間距離が小さくなり、バリス
タ電圧が低くなり、またバリスタ電圧に極性かつき、絶
縁抵抗が低くなるといった欠点を有していた。第４図に
おいて、２０及び２１は電極、１９は半田、２４は共通
端子である。
に第４図のようになる。ところが第４図のような構成に
すると、ピン１８と素子２２の隙間に半田１９の一部が
流れ込み、見掛は上の電極間距離が小さくなり、バリス
タ電圧が低くなり、またバリスタ電圧に極性かつき、絶
縁抵抗が低くなるといった欠点を有していた。第４図に
おいて、２０及び２１は電極、１９は半田、２４は共通
端子である。
そこで本発明では、ピンと素子の間の隙間に半田の一部
が流れ込んでもバリスタ電圧が変化せず、バリスタ電圧
に極性がつかず、絶縁抵抗か変化しない構成で、電極の
形成かしやすく、半田付は性か良く、半田耐熱性に優れ
た安価な素子を提供することを目的とするものである。
が流れ込んでもバリスタ電圧が変化せず、バリスタ電圧
に極性がつかず、絶縁抵抗か変化しない構成で、電極の
形成かしやすく、半田付は性か良く、半田耐熱性に優れ
た安価な素子を提供することを目的とするものである。
課題を解決するための手段
前記の問題点を解決するために本発明では、ＳｒＴｉＯ
３を主成分とした電圧依存性非直線抵抗特性を有する半
導体セラミックを円筒の中央部に円筒状の貫通穴を有す
るように形成し、前記円筒の一方の端面に外周が前記円
筒の外径よりも小さく内周か前記貫通穴と同じ径のドー
ナツ状の電極を設けるとともに、前記貫通穴の内周面に
電極を設け、前記ドーナツ状の電極と前記貫通穴の内周
面の電極を一体化し、前記円筒の他方の端面側で前記円
筒の外周面上に対向する電極を設け、これらに使用する
電極は下地がオーミック性電極であり上地に非オーミッ
ク性電極を重ねたことを特徴とする電圧依存性非直線抵
抗体磁器素子を得ることにより、問題を解決しようとす
るものである。
３を主成分とした電圧依存性非直線抵抗特性を有する半
導体セラミックを円筒の中央部に円筒状の貫通穴を有す
るように形成し、前記円筒の一方の端面に外周が前記円
筒の外径よりも小さく内周か前記貫通穴と同じ径のドー
ナツ状の電極を設けるとともに、前記貫通穴の内周面に
電極を設け、前記ドーナツ状の電極と前記貫通穴の内周
面の電極を一体化し、前記円筒の他方の端面側で前記円
筒の外周面上に対向する電極を設け、これらに使用する
電極は下地がオーミック性電極であり上地に非オーミッ
ク性電極を重ねたことを特徴とする電圧依存性非直線抵
抗体磁器素子を得ることにより、問題を解決しようとす
るものである。
作用
本発明の構成によれば、前記円筒の一方の端面に外周が
前記円筒の外径よりも小さく内周が前記貫通穴と同し径
のドーナツ状の電極を設けるとともに、前記貫通穴の内
周面に電極を設け、前記ドーナツ状の電極と前記貫通穴
の内周面の電極を一体化し、前記円筒の他方の端面側で
前記円筒の外周面上に対向する電極を設けた構成にする
ことにより、前記円筒の一方の端面と前記貫通穴の内周
面が一つの電極として一体化されるため、コネクタなと
に組み込んだ際にピンと素子の隙間に半田の一部が流れ
込んでも一体化された電極の上であるため、見掛は上の
電極間距離は変化しない。
前記円筒の外径よりも小さく内周が前記貫通穴と同し径
のドーナツ状の電極を設けるとともに、前記貫通穴の内
周面に電極を設け、前記ドーナツ状の電極と前記貫通穴
の内周面の電極を一体化し、前記円筒の他方の端面側で
前記円筒の外周面上に対向する電極を設けた構成にする
ことにより、前記円筒の一方の端面と前記貫通穴の内周
面が一つの電極として一体化されるため、コネクタなと
に組み込んだ際にピンと素子の隙間に半田の一部が流れ
込んでも一体化された電極の上であるため、見掛は上の
電極間距離は変化しない。
従って、電気的特性は安定でバリスタ電圧は変化せず、
バリスタ電圧に極性はつかず、絶縁抵抗は変化しないこ
とになる。また、電極としては素子の特性を十分に引き
出すために下地はオーミック性電極で上地に非オーミッ
ク性電極を重ねた構成にすることにより、素子と電極の
界面にバリヤーを形成することなく素子の特性を十分に
引き出すことができ、容易に半田付けでき、半田耐熱性
を向上させることができることとなる。
バリスタ電圧に極性はつかず、絶縁抵抗は変化しないこ
とになる。また、電極としては素子の特性を十分に引き
出すために下地はオーミック性電極で上地に非オーミッ
ク性電極を重ねた構成にすることにより、素子と電極の
界面にバリヤーを形成することなく素子の特性を十分に
引き出すことができ、容易に半田付けでき、半田耐熱性
を向上させることができることとなる。
実施例
以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。
まず、５ｒＣＯ：＋、ＣａＣ０：＋、ＢａＣＯｚＭｇＣ
Ｏ３，ＴｉＯ：を下記の第１表に示すよう番こ組成比を
種々変えて秤量し、ボールミルなどで２２Ｈｒ混合する
。次に、それを乾燥した後、１１２０℃で４Ｈｒ焼成し
、再びボールミルなどで２２Ｈｒ粉砕した後、乾燥し、
第１成分とする。
Ｏ３，ＴｉＯ：を下記の第１表に示すよう番こ組成比を
種々変えて秤量し、ボールミルなどで２２Ｈｒ混合する
。次に、それを乾燥した後、１１２０℃で４Ｈｒ焼成し
、再びボールミルなどで２２Ｈｒ粉砕した後、乾燥し、
第１成分とする。
次いで、第１成分、第２成分、第３成分を下記の第１表
に示した組成比になるように秤量し、ボールミルなどで
２２Ｈｒ混合した後、乾燥し、ポリビニルアルコールな
どの有機バインダーをｌＱｗｔ％添加して造粒した後、
１ （ｔ ／ｃｒｔ）のプレス圧力で外径４φ、内径１
，４φ、高さ２．５ｔ（ｍｍ）の円筒状に成形し、空気
中で１１１０℃で１ｌＨｒ焼成し脱バインダーする。次
に、還元性雰囲気、例えばＮ２： Ｈ２＝９ ： １の
ガス中で１４２０℃で５Ｈｒ焼成する。さらにその後、
酸化、性雰囲気、例えば空気中で１０５０℃で５Ｈｒ焼
成する。
に示した組成比になるように秤量し、ボールミルなどで
２２Ｈｒ混合した後、乾燥し、ポリビニルアルコールな
どの有機バインダーをｌＱｗｔ％添加して造粒した後、
１ （ｔ ／ｃｒｔ）のプレス圧力で外径４φ、内径１
，４φ、高さ２．５ｔ（ｍｍ）の円筒状に成形し、空気
中で１１１０℃で１ｌＨｒ焼成し脱バインダーする。次
に、還元性雰囲気、例えばＮ２： Ｈ２＝９ ： １の
ガス中で１４２０℃で５Ｈｒ焼成する。さらにその後、
酸化、性雰囲気、例えば空気中で１０５０℃で５Ｈｒ焼
成する。
こうして得られた焼結体の一方の端面に、下地としてＡ
ｇなどのオーミック電極を用いて外周か前記円筒の外径
よりも小さく内周が貫通穴と同し径のドーナツ状の電極
を例えばスクリーン印刷なとにより設けるとともに、前
記貫通穴の内周面にオーミック性電極を例えばローラー
転写なとの方法により設け、前記ドーナツ状の電極と前
屈貫通穴の内周面の電極を一体化し、第１図に示すよう
に下地電極１を形成し１００℃で乾燥する。また、前記
円筒の他方の端面側で前記円筒の外周面上に対向するオ
ーミック性電極を例えばローラー転写などの方法で設け
、下地電極３を形成し１００℃で乾燥する。次に、上地
としてＡｇなどの非オーミック性ペーストを用いてオー
ミック性電極の上にオーミック性電極を形成したのと同
し方法で非オーミンク性電極からなる上地電極２，４を
形成し、５８５℃、７ｍ１ｎで焼成する。このようにし
て素子５が作製される。
ｇなどのオーミック電極を用いて外周か前記円筒の外径
よりも小さく内周が貫通穴と同し径のドーナツ状の電極
を例えばスクリーン印刷なとにより設けるとともに、前
記貫通穴の内周面にオーミック性電極を例えばローラー
転写なとの方法により設け、前記ドーナツ状の電極と前
屈貫通穴の内周面の電極を一体化し、第１図に示すよう
に下地電極１を形成し１００℃で乾燥する。また、前記
円筒の他方の端面側で前記円筒の外周面上に対向するオ
ーミック性電極を例えばローラー転写などの方法で設け
、下地電極３を形成し１００℃で乾燥する。次に、上地
としてＡｇなどの非オーミック性ペーストを用いてオー
ミック性電極の上にオーミック性電極を形成したのと同
し方法で非オーミンク性電極からなる上地電極２，４を
形成し、５８５℃、７ｍ１ｎで焼成する。このようにし
て素子５が作製される。
そして、前記の素子５をコネクタに組み込む場合は、第
２図に示したように半田７．半田１３なとによりピン６
及び共通端子１４を取り付け、フタジエンゴムなどの樹
脂（図示せず）で下地電極８・ １０及び上地電極９．
１１を設けた素子１２の周囲なとをモールドする。この
ようにして得られた素子の特性を素子単品とコネクタ組
み立て後について下記の第２表に示す。
２図に示したように半田７．半田１３なとによりピン６
及び共通端子１４を取り付け、フタジエンゴムなどの樹
脂（図示せず）で下地電極８・ １０及び上地電極９．
１１を設けた素子１２の周囲なとをモールドする。この
ようにして得られた素子の特性を素子単品とコネクタ組
み立て後について下記の第２表に示す。
なお、第２表においてＶｌｍ、Ａは１ｍＡの電流を流し
た時に素子の両端にかかる電圧であり、Ｖｌ、、ｎＡの
極性は正方向のＶｌｍＡと負方向のＶｌ、の差を正方向
のＶｌ、ｎＡで割った値であり、絶縁抵抗は印加電圧１
２Ｖ、Ｄ、Ｃの時のピン６と共通端子１４の間の絶縁抵
抗値である。
た時に素子の両端にかかる電圧であり、Ｖｌ、、ｎＡの
極性は正方向のＶｌｍＡと負方向のＶｌ、の差を正方向
のＶｌ、ｎＡで割った値であり、絶縁抵抗は印加電圧１
２Ｖ、Ｄ、Ｃの時のピン６と共通端子１４の間の絶縁抵
抗値である。
（以 下 余 白）
ここで、第１成分のＳｒの一部をＣａ、ＢａＭｇで置換
する割合は実施例では一部しか示さなかったか、素子の
特性としてバリスタ特性とコンデンサ特性を同時に持つ
範囲内であればとのようなものであってもかまわない。
する割合は実施例では一部しか示さなかったか、素子の
特性としてバリスタ特性とコンデンサ特性を同時に持つ
範囲内であればとのようなものであってもかまわない。
また、第２成分第３成分は実施例では一部の組み合わせ
についてのみ示したが、素子の特性としてバリスタ特性
とコンデンサ特性を同時に持つものであればとのような
成分であってもかまわない。さらに、オミック性の電極
としてはＡｇ以外にＺｎ、Ｃｕ。
についてのみ示したが、素子の特性としてバリスタ特性
とコンデンサ特性を同時に持つものであればとのような
成分であってもかまわない。さらに、オミック性の電極
としてはＡｇ以外にＺｎ、Ｃｕ。
Ｎｉなどがあるが、これら以外でも素子との間てオーミ
ック接続がとれるものであればどのようなものでであっ
てもかまわない。また、上地電極の種類は半田付は可能
で半田耐熱性に優れた非オーミック性電極であればどの
ようなものであってもかまわない。さらに、前記電圧依
存性非直線抵抗体磁器素子に例えばフェライト、コイル
トロイダルコイルなどからなるインダクタンスを接続
する構成にし、ノイズ除去効果を改善することかできる
。
ック接続がとれるものであればどのようなものでであっ
てもかまわない。また、上地電極の種類は半田付は可能
で半田耐熱性に優れた非オーミック性電極であればどの
ようなものであってもかまわない。さらに、前記電圧依
存性非直線抵抗体磁器素子に例えばフェライト、コイル
トロイダルコイルなどからなるインダクタンスを接続
する構成にし、ノイズ除去効果を改善することかできる
。
発明の効果
以上に示したように本発明によれば、前記円筒の一方の
端面に外周が前記円筒の外径よりも小さく内周が前記貫
通穴と同じ径のドーナツ状の電極を設けるとともに、前
記貫通穴の内周面に電極を設け、前記ドーナツ状の電極
と前記貫通穴の内周面の電極を一体化し、前記円筒の他
方の端面側で前記円筒の外周面上に対向する電極を設け
た構成にすることにより、前記円筒の一方の端面と前記
貫通穴の内周面が一つの電極として一体化されるため、
コネクタなどに組み込んだ際にビンと素子の隙間に半田
の一部が流れ込んでも一体化された電極の上であるため
、見掛は上の電極間距離は変化しない。従って、電気的
特性は安定でバリスタ電圧は変化せず、バリスタ電圧に
極性はつかず、絶縁抵抗は変化せず、素子をコネクタに
組み立てても組み立て前後の特性の変化は極めて小さく
安定になるという効果が得られる。また、素子の形状を
円筒状にすることにより素子の長さは長くなるが、素子
の半径方向には寸法を小さくできるため、コネクタのビ
ン間隔を小さくすることか可能で、コネクタを小型化す
るのに有効である。さらに、電極としては素子の特性を
十分に引き出すために、下地はオーミック性電極で上地
は非オーミック性電極を重ねた構成にすることにより、
素子と電極の界面にバリヤーを形成することなく素子の
特性を十分に引き出すことができ、容易に半田付けする
ことができると共に電極の半田耐熱性を改善することが
できる。
端面に外周が前記円筒の外径よりも小さく内周が前記貫
通穴と同じ径のドーナツ状の電極を設けるとともに、前
記貫通穴の内周面に電極を設け、前記ドーナツ状の電極
と前記貫通穴の内周面の電極を一体化し、前記円筒の他
方の端面側で前記円筒の外周面上に対向する電極を設け
た構成にすることにより、前記円筒の一方の端面と前記
貫通穴の内周面が一つの電極として一体化されるため、
コネクタなどに組み込んだ際にビンと素子の隙間に半田
の一部が流れ込んでも一体化された電極の上であるため
、見掛は上の電極間距離は変化しない。従って、電気的
特性は安定でバリスタ電圧は変化せず、バリスタ電圧に
極性はつかず、絶縁抵抗は変化せず、素子をコネクタに
組み立てても組み立て前後の特性の変化は極めて小さく
安定になるという効果が得られる。また、素子の形状を
円筒状にすることにより素子の長さは長くなるが、素子
の半径方向には寸法を小さくできるため、コネクタのビ
ン間隔を小さくすることか可能で、コネクタを小型化す
るのに有効である。さらに、電極としては素子の特性を
十分に引き出すために、下地はオーミック性電極で上地
は非オーミック性電極を重ねた構成にすることにより、
素子と電極の界面にバリヤーを形成することなく素子の
特性を十分に引き出すことができ、容易に半田付けする
ことができると共に電極の半田耐熱性を改善することが
できる。
第１図は本発明による素子を示す断面図、第２図は本発
明による素子をコネクタに組み立てた時の断面図、第３
図は従来例による素子を示す断面図、第４図は従来例に
よる素子をコネクタに組み立てた時の断面図である。 １．３，８．１０・・・・・・下地電極、２，４，９１
１・・・・・・上地電極、５，１２・・・・・・本発明
による素子、６・・・・・・ビン、７．１３・・・・・
・半田、１４．・１．・、共通端子。 代理人の氏名 弁理士 粟野垂平 ほか１名第１図 第２図 ビ ン 二＝ゴ］／１４ 第 図 ｔ ／ｌク ツ１６ 弔 図 ぞμｚ３ ＝＝マド２４
明による素子をコネクタに組み立てた時の断面図、第３
図は従来例による素子を示す断面図、第４図は従来例に
よる素子をコネクタに組み立てた時の断面図である。 １．３，８．１０・・・・・・下地電極、２，４，９１
１・・・・・・上地電極、５，１２・・・・・・本発明
による素子、６・・・・・・ビン、７．１３・・・・・
・半田、１４．・１．・、共通端子。 代理人の氏名 弁理士 粟野垂平 ほか１名第１図 第２図 ビ ン 二＝ゴ］／１４ 第 図 ｔ ／ｌク ツ１６ 弔 図 ぞμｚ３ ＝＝マド２４
Claims (2)
- （１）ＳｒＴｉＯ＿３を主成分とした電圧依存性非直線
抵抗特性を有する半導体セラミックを円筒の中央部に円
筒状の貫通穴を有するように形成し、前記円筒の一方の
端面に外周が前記円筒の外径よりも小さく内周が前記貫
通穴と同じ径のドーナツ状の電極を設けるとともに、前
記貫通穴の内周面に電極を設け、前記ドーナツ状の電極
と前記貫通穴の内周面の電極を一体化し、前記円筒の他
方の端面側で前記円筒の外周面上に対向する電極を設け
、これらに使用する電極は下地がオーミック性電極であ
り上地に非オーミック性電極を重ねたことを特徴とする
電圧依存性非直線抵抗体磁器素子。 - （２）主成分のＳｒの一部をＣａ，Ｂａ，Ｍｇのうちの
少なくとも一つ以上の元素で置換したことを特徴とする
請求項１記載の電圧依存性非直線抵抗体磁器素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2150926A JPH0442503A (ja) | 1990-06-08 | 1990-06-08 | 電圧依存性非直線抵抗体磁器素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2150926A JPH0442503A (ja) | 1990-06-08 | 1990-06-08 | 電圧依存性非直線抵抗体磁器素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0442503A true JPH0442503A (ja) | 1992-02-13 |
Family
ID=15507430
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2150926A Pending JPH0442503A (ja) | 1990-06-08 | 1990-06-08 | 電圧依存性非直線抵抗体磁器素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0442503A (ja) |
-
1990
- 1990-06-08 JP JP2150926A patent/JPH0442503A/ja active Pending
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