JPH0855710A - 積層型電圧非直線抵抗器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 サージ電流耐量の設計値と実際の値とが対応
し、安全に使用できる信頼性に優れた積層型電圧非直線
抵抗器を提供することを目的とする。 【構成】 セラミックグリーンシート１及び内部電極２
を交互に積層して積層体３を構成する。内部電極２は、
総積層数を偶数とし、各層の外部に露出する導出部５が
交互に反対側となるように積層圧着して焼結一体化す
る。この内部電極２に電気的に並列に接続する外部電極
４を接続し積層体とする。積層体３の一方に露出した導
出部５を有する内部電極層の第１電極層６と、反対側の
第２電極層７では、同数の内部電極、導出部を有するた
め、各内部電極の電流密度は一定となり、全て同一のサ
ージ電流耐量となる。これにより、予め求められた設計
値とサージ電流耐量とが対応し、安全性・信頼性の優れ
た積層型電圧非直線抵抗器となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電圧非直線抵抗器に係
り、特に内部電極を積層した積層型の電圧非直線抵抗器
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】バリスタと呼ばれる電圧非直線抵抗器
は、電圧が増大すると抵抗が著しく減少して、流れる電
流が増加する素子である。この電圧非直線抵抗器は、機
器の内部・外部より発生するサージ電流から機器又は部
品を保護するため広く用いられている。また、近年の電
子機器に対する小形化の要請に伴い、ディスク型に比べ
小型であり、基板の表面にスペース効率のよい実装がで
きる積層型電圧非直線抵抗器が現在は普及している。

【０００３】このような従来の積層型電圧非直線抵抗器
の一例を、以下に説明する。すなわち、図３に示すよう
に、積層型電圧非直線抵抗器は、セラミックグリーンシ
ート１及び内部電極２を交互に複数積層してなる積層体
３と、その外側面に設けられた外部電極４とを備えてい
る。セラミックグリーンシート１は、焼結後にバリスタ
機能を発揮するバリスタ組成材料を用いて長方形のシー
ト状に形成されている。ここで、バリスタ機能とは、電
圧によって抵抗値が非直線的に変化する機能である。

【０００４】内部電極２は、長方形状の導電性シートで
あり、その一辺は外部に露出した導出部５となってい
る。また、内部電極２における導出部５以外の三辺の周
囲は、外部に露出しないようにマージン部を設けて、セ
ラミックグリーンシート１が積層されている。そして、
内部電極２の導出部５が交互に反対側になるように複数
の内部電極２及びセラミックグリーンシート１が積層圧
着されて、焼結一体化により積層体３が構成されてい
る。さらに、積層体３には、導出部５の露出した相対す
る２方向の端部に、それぞれ外部電極４が接続されてい
る。この外部電極４によって内部電極２が電気的に並列
に接続されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上のような構成を有
する積層型電圧非直線抵抗器は、小型で優れた電流・電
圧特性をもつ。しかし、従来のディスク型電圧非直線抵
抗器における電極は面接続であるのに対し、積層型電圧
非直線抵抗器においては、内部電極２の一層分の厚みが
２〜５μｍであるため、外部電極４との接続部分は非常
に細く、線接続に近い状態である。このため、十分な電
流容量を得るためには、内部電極２を複数積層して、接
続長さ（接続有効面積）を確保する必要がある。すなわ
ち、サージ電流耐量は、内部電極と外部電極との接続部
分となる接続有効面積の電流容量によって決定される。
したがって、積層型電圧非直線抵抗器では、サージ電流
耐量を、内部電極の積層数により設計している。

【０００６】しかしながら、サージ電流耐量の設計を内
部電極の積層数のみにより行うと、積層数が奇数となる
場合もある。この時は、内部電極の導出部が露出する積
層体の相対する２方向の端部において、導出部数が同数
とならない。ここで、積層体３の一方に露出した導出部
５を有する内部電極層を第１電極層６、反対側に露出し
た導出部５を有する内部電極層を第２電極層７とする
と、第１電極層６と第２電極層７とは、電流容量が等し
いものとなる。このため、導出部数の少ない内部電極層
（図面では、第１電極層６）側は、接続有効面積も少な
いため、内部電極一層当たりの電流密度が高くなる。し
かも、内部電極２と外部電極４との接続部分は非常に細
く線接続に近い状態であるため、場合によっては、サー
ジ電流耐量の設計値に達する前に、導出部数の少ない内
部電極層側の接続部分がサージ電流により破壊される恐
れがある。これでは、電圧非直線抵抗器としての信頼性
が低いものとなってしまう。

【０００７】本発明の積層型電圧非直線抵抗器は、以上
のような従来技術の問題を解決するために提案されたも
のであり、その目的は、サージ電流耐量が、実際の使用
時の値が予め設計された値となり、安全に使用すること
のできる信頼性に優れた積層型電圧非直線抵抗器を提供
することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記のような従来技術の
問題点を解決するために、本発明は、バリスタ機能を有
するバリスタ組成材料内に、複数の内部電極を端部が交
互に露出するように積層した積層体と、前記内部電極の
露出する端部に接続された外部電極とを有する積層型電
圧非直線抵抗器において、前記積層体は、内部電極の総
積層数が常に偶数となるように設けられていることを特
徴とする。

【０００９】

【作用】以上の構成を有する本発明の作用は、以下の通
りである。すなわち、本発明においては、積層型電圧非
直線抵抗器を構成する積層体において、内部電極の総積
層数が偶数となるため、相対する２方向の端部では交互
に露出する導出部が同数となる。これにより、相対する
２つの外部電極には、それぞれ同数の内部電極が接続さ
れることになる。これにより、各外部電極の内部電極と
の接続有効面積は等しいものとなり、内部電極の一層当
たりの電流密度は、全て一定の値となる。したがって、
従来のように電流密度の偏りによってサージ電流耐量が
設計値よりも低い値となる問題は発生せず、設計値に沿
って安全に使用することができ、信頼性の高いものとな
る。

【００１０】

【実施例】以下、本発明による積層型電圧非直線抵抗器
の一実施例について、図面に基づき具体的に説明する。
なお、従来例と同様の部材は同一の符号を付し、説明を
省略する。

【００１１】図１に示すように、本実施例の積層型電圧
非直線抵抗器においては、セラミックグリーンシート１
及び内部電極２を交互に積層してなる積層体３は、次の
ように構成されている。すなわち、積層体３は、総積層
数が偶数となる内部電極２は、導出部５が交互に反対側
になるように積層圧着され、焼結一体化されて構成され
ている。そして、相対する２方向に露出した各導出部５
には、内部電極２を電気的に並列に接続する外部電極４
が接続されている。

【００１２】以上のような構成を有する本実施例の作用
・効果は、以下の通りとなる。すなわち、内部電極２の
積層数を偶数とすることにより、第１電極層６と第２電
極層７はそれぞれ同一層数に積層された状態となり、導
出部数は同数となる。したがって、第１電極層６と第２
電極層７は、接続有効面積が等しく、内部電極の一層当
たりの電流密度は全て同一となる。これにより、サージ
電流がサージ電流耐量の設計値以下の場合は、内部電極
２と外部電極４の一方の接続部分がサージ電流により破
壊されることは発生しない。

【００１３】続いて、実際に前記工程に基づいて、本発
明として内部電極の積層数が偶数となる積層型電圧非直
線抵抗器（本発明品Ｐ）を製造すると共に、内部電極の
積層数が奇数となる積層型電圧非直線抵抗器（従来品
Ｑ）を製造した。まず、本発明品Ｐ及び従来品Ｑ共に、
その外径寸法は、短辺となる導出部側を２．５ｍｍ，長
辺側を３．２ｍｍ，厚みを１．３ｍｍとした。また、本
発明品Ｐにおいては、内部電極の積層数を２，４，６の
３種類とし、従来品Ｑにおいては、１，３，５の３種類
とした。なお、相対する内部電極間のセラミック層（以
下、有効セラミック層）の厚さを７０μｍとし、最上部
内部電極の上部、及び最下部の内部電極の下部のセラミ
ック層の厚さを調整することにより、積層型電圧非直線
抵抗器の外径寸法を一致させた。

【００１４】そして、以上のように製造された本発明品
Ｐと従来品Ｑについて、内部電極の積層数に対し、衝撃
電流波形が（８×２０μｓｅｃ）のサージ電流耐量を調
べた。その結果は、図２に示すように、内部電極の積層
数が偶数となる本発明品Ｐは、積層数が奇数となる従来
品Ｑに比べて、積層数の増加に対するサージ電圧耐量の
増加が大きいものとなっている。これは、積層数２の時
のサージ電圧耐量を基本とすると、本発明品Ｐでは、積
層数とサージ電流耐量が１：１で対応する正比例となっ
ているが、従来品Ｑでは、積層数の増加に対し、サージ
電流耐量の増加は低い値となっている。特に、積層数が
４となる本発明品Ｐのサージ電流耐量は、積層数がこれ
よりも大きい５となる従来品Ｑと比べて大きい値となっ
ている。

【００１５】このことから、従来品Ｑは、内部電極の積
層数のみによりサージ電流耐量の設計した場合、この値
よりも低い値で破壊が現れることがわかる。これに対
し、本発明品Ｐは、内部電極の総積層数が常に偶数とな
るように構成することにより、積層数とサージ電流耐量
が１：１で対応するため、サージ電流耐量を正確に設計
することができると共に、この設計値と実際のサージ電
流耐量が一致する。したがって、設計値を信頼して安全
に使用することができ、信頼性に優れた積層型電圧非直
線抵抗器とすることができる。

【００１６】なお、本発明は、以上のような実施例に限
定されるものではなく、各部材の材質、形状、大きさ等
は適宜変更可能である。例えば、内部電極の形状は、長
方形状に限定されず、マージン部を確保できるものであ
れば、台形や三角形等であってもよい。ただし、内部電
極と外部電極との接続長さを確保するために、内部電極
における外部電極との接続部分の幅は、内部電極におけ
る露出しない側の端部の幅と同一又はそれよりも広く、
且つマージン部を確保する必要があり、この場合、台形
や三角形又は凸形等であってもよい。

【００１７】また、製造過程も上記実施例に示されたも
のに限定されず、本発明と同様に内部電極の総積層数が
偶数となるように構成されているものであれば、どのよ
うに製造されたものであってもよい。

【００１８】ところで、上述した実施例では、内部電極
に基づき説明したが、内部電極の積層数が偶数となる時
は、相対する内部電極に挟まれた有効セラミック層が奇
数となる時である。したがって、本発明では、有効セラ
ミック層を常に奇数となるように構成することにより、
内部電極の総積層数を偶数とすることと同様となり、同
様の作用・効果となる。

【００１９】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、内
部電極の総積層数を偶数として構成することにより、サ
ージ電流耐量が実際の使用時の値と設計値とが一致する
ため、安全に使用することができ、信頼性に優れた積層
型電圧非直線抵抗器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の積層型電圧非直線抵抗器の一実施例を
示す側面断面図。

【図２】積層型電圧非直線抵抗器の従来品と本発明品と
のサージ電流耐量を比較した実験データを示すグラフ。

【図３】一般的な積層型電圧非直線抵抗器を示す側面断
面図。

【符号の説明】

１ セラミックグリーンシート ２ 内部電極 ３ 積層体 ４ 外部電極 ５ 導出部 ６ 第１電極層 ７ 第２電極層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バリスタ機能を有するバリスタ組成材料
   内に、複数の内部電極を端部が交互に露出するように積
   層した積層体と、前記内部電極の露出する端部に接続さ
   れた外部電極とを有する積層型電圧非直線抵抗器におい
   て、 前記積層体は、内部電極の総積層数が常に偶数となるよ
   うに設けられていることを特徴とする積層型電圧非直線
   抵抗器。