JPH11307311A - チップ型バリスタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型でサージ吸収能力が高いヒューズ付きチ
ップ型バリスタを提供する。 【解決手段】 バリスタ層を介して複数の内部電極層が
介在しているチップ型バリスタ素体１２と、前記チップ
型バリスタ素体１２の表面に形成された第１外部電極１
３、第２外部電極１４および第３外部電極１５とからな
り、前記第１外部電極１３が前記内部電極の一方と電気
的に接続され、前記第２外部電極１４が前記内部電極の
他方と電気的に接続され、前記第１外部電極１３と前記
第３外部電極１５との間のチップ型バリスタ素体１２表
面に第１可溶体１６が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電気機器のサー
ジ対策部品として使用される、ヒューズとバリスタを一
体化したチップ型バリスタに関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、バリスタを、ある電圧を超えると
抵抗が急激に小さくなる特性を利用して、電気機器のサ
ージ電圧対策部品として電気回路に用いる場合、過電流
保護用のヒューズをバリスタと直列に接続する。これ
は、バリスタに大きなサージ電圧がかかってショートし
たり、ショートしないまでも抵抗が小さくなった状態で
電圧が印加され続けてバリスタ素体が高温となった場合
に、ヒューズが溶断され、回路に過電流が流れて電気機
器の破損や焼損事故が発生するのを防止するためであ
る。

【０００３】このバリスタとヒューズを一体化したもの
として、特開平５−１３２０５号公報に示された過電流
過電圧保護素子がある。この過電流過電圧保護素子１
は、図９に示すように、板状のバリスタ素体２の片面に
第１電極３を設けるとともに、バリスタ素体２の他面
に、第１電極３と対向する位置に第２電極４および第２
電極４から所定の距離だけ離して第３電極５を設け、さ
らに第２電極４、第３電極５間にヒューズ６を配設した
ものである。過電流過電圧保護素子１は、第１電極３、
第２電極４間にバリスタ７が構成され、ヒューズ６とバ
リスタ７が一体化されている。

【０００４】この過電流過電圧保護素子１を用いること
により、ヒューズとバリスタを同時に回路基板に取付け
できるようになり、部品点数を削減してコストを低減す
ることができた。さらに、取付けスペースを小さくする
こともできた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、過電流過電圧
保護素子１は、バリスタ素体２の一つの平面上に第２電
極４、第３電極５、ヒューズ６を設けなければならず、
バリスタ素体２の一つの平面に所定の面積が必要であ
り、小型化に限界があった。また、バリスタ素体２は単
層構造であり、高電流、高電圧の過電流過電圧から電気
機器を保護するにはサージ吸収能力が不十分であった。

【０００６】この発明の目的は、バリスタとヒューズを
一体化した、小型でサージ吸収能力が高い、チップ型バ
リスタを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決するため、以下のチップ型バリスタを完成させ
た。

【０００８】この第１の発明のチップ型バリスタは、バ
リスタ層を介して複数の内部電極層が介在しているチッ
プ型バリスタ素体と、前記チップ型バリスタ素体の表面
に形成された第１外部電極、第２外部電極および第３外
部電極とからなり、前記第１外部電極が前記内部電極の
一方と電気的に接続され、前記第２外部電極が前記内部
電極の他方と電気的に接続され、前記第１外部電極と前
記第３外部電極との間のチップ型バリスタ素体表面に第
１可溶体が形成されていることを特徴とする。

【０００９】この第２の発明のチップ型バリスタは、前
記第１の発明のチップ型バリスタにおいて、前記第２外
部電極と前記第３外部電極がチップ型バリスタ素体の両
端部に形成され、前記第１外部電極がチップ型バリスタ
素体の両端部の間に形成されていることを特徴とする。

【００１０】この第３の発明のチップ型バリスタは、バ
リスタ層を介して複数の内部電極層が介在しているチッ
プ型バリスタ素体と、前記チップ型バリスタ素体の表面
に形成された第１外部電極、第２外部電極、第３外部電
極および第４外部電極とからなり、前記第１外部電極が
前記内部電極の一方と電気的に接続され、前記第２外部
電極が前記内部電極の他方と電気的に接続され、前記第
１外部電極と前記第３外部電極との間のチップ型バリス
タ素体表面に第１可溶体が形成され、前記第２外部電極
と前記第４外部電極との間のチップ型バリスタ素体表面
に第２可溶体が形成されていることを特徴とする。

【００１１】この第４の発明のチップ型バリスタは、前
記第３の発明のチップ型バリスタにおいて、前記第３外
部電極と前記第４外部電極がチップ型バリスタ素体の両
端部に形成され、前記第１外部電極と前記第２外部電極
がチップ型バリスタ素体の両端部の間に形成されている
ことを特徴とする。

【００１２】これにより、外部接続用の一対の電極の間
でバリスタとヒューズが直列接続され、２つの機能を１
つの部品で実現した、チップ型バリスタを得ることがで
きる。

【００１３】

【発明の実施の形態】この発明の一つの実施形態を図１
から図５を参照しながら説明する。この発明のチップ型
バリスタ１１は、その表面に、図１に示すように、チッ
プ型バリスタ素体１２の両端部の間に第１外部電極１３
が形成され、チップ型バリスタ素体１２の両端部に第２
外部電極１４および第３外部電極１５が形成されてい
る。また、チップ型バリスタ素体１２の上面には、第１
外部電極１３から第３外部電極１５にいたる電流路がヒ
ューズ１６によって構成されている。

【００１４】チップ型バリスタ素体１２は、図２に示す
ように、所定枚数ずつの外層用グリーンシート１７、１
７の間に内部電極１８、１９を形成した内層用グリーン
シート２０、２１を所定枚数交互に積層、圧着し、脱バ
インダ処理を行ない、焼成することにより得られる。

【００１５】外層用グリーンシート１７は、バリスタ特
性を有するセラミック粉末に有機溶剤、可塑剤を添加し
てスラリー化し、ドクターブレード法により任意の厚み
のグリーンシートを作製し、所定の大きさに切断したも
のである。

【００１６】内層用グリーンシート２０、２１は、前述
の外層用グリーンシート１７の表面にＰｔ、Ａｇ−Ｐｄ
合金などの電極材料をスクリーン印刷して内部電極１
８、１９を形成したものである。内部電極１８は、その
一端縁１８ａが内層用グリーンシート２０の一端縁まで
形成され、他の端縁が内層用グリーンシート２０の他の
３方端縁より内側に形成される。内部電極１９は、その
一部１９ａ、１９ｂが内層用グリーンシート２１の対向
する両側縁、つまり、内層用グリーンシート２０の一端
縁と隣り合う側縁に相当する両側縁まで形成され、他の
端縁が内層用グリーンシート２１のその他の端縁より内
側に形成される。

【００１７】したがって、チップ型バリスタ素体１２
は、図３に示すように、内部電極１８の一端縁１８ａが
チップ型バリスタ素体１２の一端面１２ａに露出し、内
部電極１９の一部１９ａ、１９ｂがチップ型バリスタ素
体１２の両側面１２ｂ、１２ｃに露出している。

【００１８】第１外部電極１３、第２外部電極１４、第
３外部電極１５は、上記チップ型バリスタ素体１２の表
面に、Ａｇ−Ｐｄ合金などのペースト状の電極材料をデ
ィッピングまたは印刷などにより塗布、焼付けることに
より、それぞれ独立して形成される。第１外部電極１３
は、チップ型バリスタ素体１２の両側面１２ｂ、１２ｃ
に露出した内部電極１９の一部１９ａ、１９ｂと電気的
に接続しつつ、チップ型バリスタ素体１２の外周に沿っ
て形成される。第２外部電極１４は、チップ型バリスタ
素体１２の一端面１２ａに露出した内部電極１８の一端
１８ａと電気的に接続しつつ、チップ型バリスタ素体１
２の一端部１２ａに形成される。第３外部電極１５は、
内部電極が露出していないチップ型バリスタ素体１２の
他端部１２ｄに形成される。

【００１９】第１可溶体であるヒューズ１６は、一方の
端部を第１外部電極１３に電気的に接続され、他方の端
部を第３外部電極１５に電気的に接続されるよう、チッ
プ型バリスタ素体１２の上面に形成される。このヒュー
ズ１６は、ショート時の過電流、またはチップ型バリス
タ素体１２の破壊前の加熱により溶断される。

【００２０】ヒューズ１６の材料や断面積は、溶断する
電流、温度により異なるので、要求される性能に応じて
定めればよい。ヒューズ１６の取付け方法も、導電性接
着剤またははんだを用いてもよいし、ヒューズ材料をス
クリーン印刷して形成してもよい。

【００２１】なお、内部電極１９の一部１９ａ、１９ｂ
は、必ずしもチップ型バリスタ素体１２の両側面１２
ｂ、１２ｃに２か所導出する必要はなく、どちらか一側
面のみに導出され、第１外部電極１３に導通されていれ
ばよい。

【００２２】また、チップ型バリスタ素体１２の一側面
にヒューズ１６を設けると、チップ型バリスタ素体１２
の上面に設ける場合と比較して、実装時の半田付けによ
ってヒューズ１６がより高温にさらされる可能性があ
る。したがって、ヒューズ１６はチップ型バリスタ素体
１２の側面より上面に取付けられることが好ましい。ま
た、第１外部電極１３は、回路基板（図示せず）などに
接続し、かつヒューズ１６に接続するために、少なくと
も一側面および上面の一側面よりの一部に形成されてい
ればよい。

【００２３】このような積層型のチップ型バリスタ１１
は、第１外部電極１３と第２外部電極１４との間でバリ
スタ機能を備え、第１外部電極１３と第３外部電極１５
との間でヒューズ機能を備え、第２外部電極１４と第３
外部電極１５との間では、バリスタとヒューズが直列接
続された機能が得られる。そして、図４に示すように、
電源２２と機器本体２３との間にチップ型バリスタ１１
を取付けることで、ヒューズ１６とバリスタ２４の２つ
の機能を備えた１つの部品で、機器本体２３を過電流、
過電圧から保護することができる。

【００２４】また、チップ型バリスタ１１の信頼性を高
めるために、ヒューズ部を除いて、チップ型バリスタ素
体１２を耐熱性の絶縁樹脂で被覆してもよい。また、第
１外部電極１３、第２外部電極１４、第３外部電極１５
には、外部端子を接続する際の半田喰われやホイスカを
防止し、半田濡れ性を確保するために、Ｎｉ、Ｓｎなど
のメッキを行なってもよい。

【００２５】次に、この発明の他の実施形態を図５から
図８を参照しながら説明する。ただし、先の実施形態と
同一のものについては同一の符号を付して詳細な説明を
省略する。

【００２６】この第２の発明のチップ型バリスタ３１
は、その表面に、図５に示すように、チップ型バリスタ
素体３２の両端部間に第１外部電極１３と第２外部電極
１４が形成され、チップ型バリスタ素体３２の両端部に
第３外部電極１５と第４外部電極３３が形成されてい
る。また、チップ型バリスタ素体３２の上面には、第１
外部電極１３から第３外部電極１５にいたる電流路がヒ
ューズ１６によって構成され、第２外部電極１４から第
４外部電極３３にいたる電流路がヒューズ３４によって
構成されている。

【００２７】チップ型バリスタ素体３２は、一部を図２
を援用して説明すると、内層用グリーンシート２０、２
１を、図６に示す内部電極３５、３６を形成した内層用
グリーンシート３７、３８に替えて、所定枚数の外層用
グリーンシート１７の間に、所定枚数交互に積層、圧着
し、脱バインダ処理を行ない、焼成することにより得ら
れる。

【００２８】内部電極３５は、その一部３５ａが内層用
グリーンシート３７の一側縁まで形成され、内部電極３
５の一部３５ａを除く他の端縁が内層用グリーンシート
３７の他の端縁より内側に形成される。同様に、内部電
極３６は、その一部３６ａが内層用グリーンシート３８
の他側縁まで形成され、内部電極３６の一部３６ａを除
く他の端縁が内層用グリーンシート３８の他の端縁より
内側に形成される。

【００２９】したがって、チップ型バリスタ素体３２
は、図７に示すように、内部電極３５の一部３５ａがチ
ップ型バリスタ素体３２の一側面３２ｂに露出し、内部
電極３６の一部３６ａがチップ型バリスタ素体３２の他
側面３２ｃに露出している。

【００３０】第１外部電極１３、第２外部電極１４、第
３外部電極１５および第４外部電極３３は、上記チップ
型バリスタ素体３２の表面に、それぞれ独立して形成さ
れる。第１外部電極１３は、内部電極３６の一部３６ａ
に電気的に接続しつつ、チップ型バリスタ素体３２の外
周に沿って形成される。第２外部電極１４は、内部電極
３５の一部３５ａに電気的に接続しつつ、チップ型バリ
スタ素体３２の外周に沿って形成される。第３外部電極
１５は、チップ型バリスタ素体３２の一端部３２ａに形
成される。第４外部電極３３は、チップ型バリスタ素体
３２の多端部３２ｄに形成される。

【００３１】第１可溶体であるヒューズ１６は、一方の
端部を第１外部電極１３に電気的に接続され、他方の端
部を第３外部電極１５に電気的に接続されるよう、チッ
プ型バリスタ素体３２の上面に形成される。また、第２
可溶体であるヒューズ３４は、一方の端部を第２外部電
極１４に導通し、他方の端部を第４外部電極３３に導通
するように、チップ型バリスタ素体３２の上面に形成さ
れる。

【００３２】このような積層型のチップ型バリスタ３１
は、第１外部電極１３と第３外部電極１５との間、およ
び第２外部電極１４と第４外部電極３３との間でヒュー
ズ機能を備え、第１外部電極１３と第２外部電極１４と
の間でバリスタ機能を備え、第３外部電極１５と第４外
部電極３３との間では、ヒューズ、バリスタ、ヒューズ
が直列接続された機能が得られる。そして、図８に示す
ように、電源２２と機器本体２３との間にチップ型バリ
スタ３１を取付けることで、ヒューズ１６、３４とバリ
スタ３５の２つの機能を備えた１つの部品で、機器本体
２３を過電流、過電圧から保護することができる。

【００３３】チップ型バリスタ３１は、バリスタ３５と
ヒューズ１６、３４を一体化した過電流過電圧保護素子
として機能するとともに、左右対称形であるため、方向
性を考慮することなく、回路基板などに取付けることが
できる。

【００３４】

【発明の効果】この発明のチップ型バリスタは、チップ
型バリスタ素体の内部に内部電極を形成してあるため、
バリスタ素体の表面にバリスタ電極を形成した従来のバ
リスタに比較して、サージ電圧吸収能力を高めることが
できる。

【００３５】また、バリスタ素体に対する電極の大きさ
に関係なく、チップ型バリスタ素体の表面にヒューズを
設けることができ、より小型化できるとともに、低コス
ト化、軽量化をはかることができる。

【００３６】さらに、チップ型バリスタ素体の表面にヒ
ューズを複数個設けることが容易になる。チップ型バリ
スタ素体上面に２つのヒューズを直列に接続することに
より、回路基板などに取付ける際の方向性をなくし、安
全性をより一層向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る一実施形態のチップ型バリスタ
の斜視図である。

【図２】チップ型バリスタ素体を構成する外層グリーン
シートと内層グリーンシートの積層状態を示す分解斜視
図である。

【図３】図１に示したチップ型バリスタ素体の斜視図で
ある。

【図４】一実施形態のチップ型バリスタを回路に用いた
等価回路図である。

【図５】この発明に係る他の実施形態のチップ型バリス
タの斜視図である。

【図６】他の実施形態の内部電極が形成された内層用グ
リーンシートの正面図である。

【図７】図５に示したチップ型バリスタ素体の斜視図で
ある。

【図８】他の実施形態のチップ型バリスタを回路に用い
た等価回路図である。

【図９】従来例の過電流過電圧保護素子を示した正面図
である。

【符号の説明】

１１、３１ チップ型バリスタ １２、３２ チップ型バリスタ素体 １３ 第１外部電極 １４ 第２外部電極 １５ 第３外部電極 １６、３４ ヒューズ １８、１９、３５、３６ 内部電極 ３３ 第４外部電極

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バリスタ層を介して複数の内部電極層が
   介在しているチップ型バリスタ素体と、前記チップ型バ
   リスタ素体の表面に形成された第１外部電極、第２外部
   電極および第３外部電極とからなり、 前記第１外部電極が前記内部電極の一方と電気的に接続
   され、 前記第２外部電極が前記内部電極の他方と電気的に接続
   され、 前記第１外部電極と前記第３外部電極との間のチップ型
   バリスタ素体表面に第１可溶体が形成されていることを
   特徴とするチップ型バリスタ。
2. 【請求項２】 前記第２外部電極と前記第３外部電極は
   チップ型バリスタ素体の両端部に形成され、前記第１外
   部電極はチップ型バリスタ素体の両端部の間に形成され
   ていることを特徴とする請求項１記載のチップ型バリス
   タ。
3. 【請求項３】 バリスタ層を介して複数の内部電極層が
   介在しているチップ型バリスタ素体と、前記チップ型バ
   リスタ素体の表面に形成された第１外部電極、第２外部
   電極、第３外部電極および第４外部電極とからなり、 前記第１外部電極が前記内部電極の一方と電気的に接続
   され、 前記第２外部電極が前記内部電極の他方と電気的に接続
   され、 前記第１外部電極と前記第３外部電極との間のチップ型
   バリスタ素体表面に第１可溶体が形成され、 前記第２外部電極と前記第４外部電極との間のチップ型
   バリスタ素体表面に第２可溶体が形成されていることを
   特徴とするチップ型バリスタ。
4. 【請求項４】 前記第３外部電極と前記第４外部電極は
   チップ型バリスタ素体の両端部に形成され、前記第１外
   部電極と前記第２外部電極はチップ型バリスタ素体の両
   端部の間に形成されていることを特徴とする請求項３記
   載のチップ型バリスタ。