專利名稱：電壓非線性電阻體及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在過電壓保護(hù)裝置中所使用的電壓非線生電阻體及其制造方法，特別是涉及具有電極和側(cè)面高電阻層的電壓非線性電阻體及其制造方法。
一般，在電力系統(tǒng)中，為了除去疊加在正常電壓上的過電壓來保護(hù)電力系統(tǒng)，而使用所謂避雷器和浪涌吸收器的過電壓保護(hù)裝置。在該過電壓保護(hù)裝置中主要使用電壓非線性電阻體。其中，所謂電壓非線性電阻體是具有以下特性的電阻體在正常電壓下呈現(xiàn)大致絕緣特性，而在過電壓被施加時(shí)成為比較低的電阻。
這樣的電壓非線性電阻體包括燒結(jié)體。該燒結(jié)體這樣生成為了得到非線性電阻特性而在作為主要成分的氧化鋅(ZnO)中添加至少一種以上的金屬氧化物來作為添加物，對其進(jìn)行混合、造粒、成型、燒結(jié)。而且，在燒結(jié)體的側(cè)面上形成側(cè)面高電阻層，用于在過電壓吸收時(shí)防止來自側(cè)面的閃絡(luò)。而且，在燒結(jié)體的上下面上設(shè)置電極，用于使燒結(jié)體中電流均勻地流通。
在上述非線性電阻體的電極中，為了容易避免高電流被施加時(shí)的閃絡(luò)，一般在非線性電阻體的圓周部上設(shè)有環(huán)狀的電極未形成部，以使電極端部不涉及燒結(jié)體端部。
作為設(shè)置電極未形成部的方法，例如，在日本專利公報(bào)特公平5-74921號(hào)公報(bào)和日本專利公開公報(bào)特開平8-195203號(hào)公報(bào)中揭示了這樣的方法在電極形成時(shí)，在電壓非線性電阻體上嵌入橡膠罩，由此，在非線性電阻體的圓周部設(shè)置環(huán)狀的電極未形成部。而且，在日本專利公開公報(bào)特開平11-186006號(hào)公報(bào)中揭示了這樣的方法在非線性電阻體的圓周部上設(shè)置燒結(jié)體端部與電極端部的距離為0．01～1．0mm的環(huán)狀的電極未形成部。
而且，在其他的很多專利公報(bào)和其他的各種技術(shù)文獻(xiàn)等中，揭示了在非線性電阻體的圓周部設(shè)置環(huán)狀的電極未形成部的方案。這樣，在非線性電阻體的圓周部設(shè)置環(huán)狀的電極未形成部的內(nèi)容是很普遍采用的公知的技術(shù)。
可是，在電力需求的延伸和高度信息化社會(huì)的發(fā)展驚人的近些年中，強(qiáng)烈要求進(jìn)行穩(wěn)定的廉價(jià)電力供應(yīng)。而且，由于在都市中因用地不足所引起的受變電設(shè)備的設(shè)置空間不足，也強(qiáng)烈要求輸變電設(shè)備的小型化。接受這樣的對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定電力供給和小型化的要求，在過電壓保護(hù)裝置中提高的對高可靠性和小型化的要求。
為了適應(yīng)過電壓保護(hù)裝置中的這些要求，最近，增大了電壓非線性電阻體的每單位厚度的電壓值，而降低高度尺寸，而且，提高能量吸收能力，來謀求小型化，由此，推進(jìn)了電壓非線性電阻體的小型化。而且，自然，在小型化的過電壓保護(hù)裝置中，要求長期使用中的穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。
可是，如上述現(xiàn)有的電壓非線性電阻體那樣，為了避免高電流施加時(shí)的閃絡(luò)，而在非線性電阻體的圓周部設(shè)置環(huán)狀的電極未形成部，以使電極端部不涉及燒結(jié)體端部，在此情況下，由于該電極未形成部引起而發(fā)生熱應(yīng)力，而存在燒結(jié)體直至破壞的可能性。
即，為了在圓周部設(shè)置環(huán)狀的電極未形成部，而在燒結(jié)體的上下面上形成電極，在這樣的非線性電阻體中，在施加電流時(shí)，在電極形成部中流過電流，而在非線性電阻體周圍部的環(huán)狀的電極未形成部中，沒有流過電流。因此，僅在電極形成部中溫度上升，與電極未形成部之間產(chǎn)生溫差，由此而發(fā)生熱應(yīng)力，因此，在燒結(jié)體中會(huì)產(chǎn)生裂縫，直至破壞，其結(jié)果是存在使電壓非線性電阻體的過電壓保護(hù)能力降低的可能性。
因此，在非線性電阻體的圓周部設(shè)置環(huán)狀的電極未形成部這樣的現(xiàn)有方法中，當(dāng)通過每單位厚度的電壓增大和小直徑化來使電壓非線性電阻體小型化時(shí)，確保對所要求的開關(guān)浪涌、雷擊和過電壓等的浪涌有足夠的保護(hù)能力是困難的。
作為該問題的解決措施，考慮盡量擴(kuò)大電極形成面積。
但是，在現(xiàn)有的電壓非線性電阻體中，當(dāng)使電極形成至側(cè)面高電阻層部或者側(cè)面高電阻層的附近時(shí)，在過電壓浪涌施加時(shí)，會(huì)產(chǎn)生以側(cè)面高電阻層向燒結(jié)體的粘接力不足為原因的燒結(jié)體-側(cè)面高電阻層界面上的閃絡(luò)，或者，以側(cè)面電阻層的電氣絕緣性和耐熱性不足為原因而產(chǎn)生閃絡(luò)，或者，在正常電壓施加的通常運(yùn)行狀態(tài)下，存在產(chǎn)生加電惡化的可能性。
因此，在現(xiàn)有的電壓非線性電阻體中，存在難于實(shí)現(xiàn)兼顧高的過電壓保護(hù)能力和穩(wěn)定的加電壽命性能的電壓非線性電阻體。
本發(fā)明的目的是提供電壓非線性電阻體及其制造方法，在通常的使用狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的加電壽命，并且大幅度提高對開關(guān)浪涌、雷擊和過電壓等的浪涌的保護(hù)能力。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的電壓非線性電阻體，包括以氧化鋅為主要成分的燒結(jié)體；設(shè)在該燒結(jié)體的側(cè)面的側(cè)面高電阻層；設(shè)在上述燒結(jié)體的上下面上的一對電極，其中，通過特定的物質(zhì)形成側(cè)面高電阻層，在此基礎(chǔ)上，選定電極的端部與包含側(cè)面高電阻層的非線性電阻體端部的端部間距離，把電極的形成面積擴(kuò)展到最大限度。
通過這樣的措施，能夠防止過電壓浪涌施加時(shí)的閃絡(luò)發(fā)生和在實(shí)際使用狀態(tài)下的電壓負(fù)荷所產(chǎn)生的加電惡化。
在本發(fā)明中，通過選定電極的處理和平均厚度、側(cè)面高電阻層的構(gòu)成和厚度、或者電極的形成方法，能夠提高電極和側(cè)面高電阻層的緊密粘接力和電氣特性。
在上述課題和解決措施中，權(quán)利要求1的電壓非線性電阻體形成為電極的端部與包含側(cè)面高電阻層的非線性電阻體端部的端部間距離為0～(側(cè)面高電阻層厚度+0．01)mm的范圍內(nèi)，并且，側(cè)面高電阻層至少由以具有電氣絕緣性和耐熱性的無機(jī)高分子物質(zhì)、非晶質(zhì)無機(jī)高分子物質(zhì)、玻璃化合物質(zhì)、非晶質(zhì)無機(jī)物質(zhì)、結(jié)晶無機(jī)物質(zhì)、有機(jī)高分子物質(zhì)為主要成分的物質(zhì)中的一個(gè)所形成。
在這樣的電壓非線性電阻體中，電極的端部與包含側(cè)面高電阻層的非線性電阻體端部的端部間距離為0～(側(cè)面高電阻層厚度+0．01)mm的范圍內(nèi)，由此，當(dāng)施加過電壓浪涌時(shí)，由于燒結(jié)體全體流過電流，則在非線性電阻體上不會(huì)產(chǎn)生溫差。因此，能夠防止在非線性電阻體的圓周部設(shè)置環(huán)狀的電極未形成部時(shí)所產(chǎn)生的由溫差所引起的熱應(yīng)力的發(fā)生，而能夠防止由熱應(yīng)力所引起的燒結(jié)體的破壞現(xiàn)象。
而且，在該電壓非線性電阻體中，在圓周部不設(shè)置環(huán)狀的電極未形成部，通過使電極形成至側(cè)面高電阻層部或者側(cè)面高電阻層的附近，而最大限度地?cái)U(kuò)展了電極的形成面積，這樣雖最大限度地?cái)U(kuò)展了電極的形成面積，但卻存在這樣的可能性在燒結(jié)體與側(cè)面高電阻層與燒結(jié)體的界面上，在過電壓浪涌施加時(shí)，會(huì)產(chǎn)生閃絡(luò)，或者，由于側(cè)面高電阻層的電氣絕緣性和耐熱性不足，在過電壓浪涌施加時(shí)，會(huì)產(chǎn)生閃絡(luò)，或者，在實(shí)際使用狀態(tài)下的電壓負(fù)荷時(shí)，發(fā)生加電惡化。
與此相對，在本發(fā)明中，通過由以具有電氣絕緣性和耐熱性的無機(jī)高分子物質(zhì)、非晶質(zhì)無機(jī)高分子物質(zhì)、玻璃化合物質(zhì)、非晶質(zhì)無機(jī)物質(zhì)、結(jié)晶無機(jī)物質(zhì)、有機(jī)高分子物質(zhì)為主要成分的物質(zhì)中的至少一個(gè)來形成側(cè)面高電阻層，不但最大限度地?cái)U(kuò)展電極的形成面積，也能防止在燒結(jié)體與側(cè)面高電阻層與燒結(jié)體的界面上的這樣的閃絡(luò)以及在電氣絕緣性和耐熱性不足情況下的過電壓浪涌施加時(shí)的閃絡(luò)和加電惡化的發(fā)生。
因此，本發(fā)明的電壓非線性電阻體能夠?qū)崿F(xiàn)在通常的使用狀態(tài)下穩(wěn)定的加電壽命，并且，能夠發(fā)揮對開關(guān)浪涌、雷擊和過電壓等的浪涌的優(yōu)良的保護(hù)能力。
特別是，當(dāng)使電極的端部與包含側(cè)面高電阻層的非線性電阻體端部的端部間距離為0時(shí)，與在電壓非線性電阻體的圓周部設(shè)置電極未形成部的情況相比，不需要用于設(shè)置電極未形成部的掩蔽，能夠簡化電極形成工序。
因此，在此情況下，在提高了上述加電壽命和保護(hù)能力的基礎(chǔ)上，還能夠?qū)崿F(xiàn)制造工序的簡化和由此產(chǎn)生的成本的節(jié)減等。
權(quán)利要求2的電壓非線性電阻體，在權(quán)利要求1的電壓非線性電阻體中，其特征在于，上述非晶質(zhì)無機(jī)高分子物質(zhì)是作為無機(jī)高分子物質(zhì)的磷酸鋁類無機(jī)粘接劑、非晶質(zhì)二氧化硅、非晶質(zhì)氧化鋁或者非晶質(zhì)二氧化硅和有機(jī)硅酸鹽的復(fù)合物，上述玻璃化合物質(zhì)是以鉛為主要成分的玻璃、以磷為主要成分的玻璃或以鉍為主要成分的玻璃，上述結(jié)晶無機(jī)物質(zhì)是以Zn-Sb-O為構(gòu)成成分的結(jié)晶無機(jī)物、以Zn-Si-O為構(gòu)成成分的結(jié)晶無機(jī)物、以Zn-Sb-Fe-O為構(gòu)成成分的結(jié)晶無機(jī)物、以Fe-Mn-Bi-Si-O為構(gòu)成成分的結(jié)晶無機(jī)物、結(jié)晶二氧化硅(SiO2)、氧化鋁(Al2O3)、富鋁紅柱石(Al6Si2O13)、堇青石(コ-ディラィト)(Mg2Al4Si5O18)、氧化鈦(TiO2)或者氧化鋯(ZrO2)，上述有機(jī)高分子物質(zhì)為環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺樹脂、酚醛樹脂、密胺(メラニン)樹脂、氟樹脂或者硅樹脂，同時(shí)，上述側(cè)面高電阻層，是把以下任一種以上的材料進(jìn)行組合而形成的從它們中所選擇的材料和這些材料中的至少兩種以上的材料的復(fù)合物作為主要成分的材料。
該電壓非線性電阻體通過適當(dāng)?shù)剡x擇側(cè)面高電阻層的形成物質(zhì)，能夠?qū)崿F(xiàn)電氣絕緣性和耐熱性高并且把側(cè)面高電阻層向燒結(jié)體的粘接強(qiáng)度保持為一定以上的側(cè)面高電阻層。因此，通過使電極形成至側(cè)面高電阻層部或者側(cè)面高電阻層的附近，而最大限度地?cái)U(kuò)展了電極的形成面積，并且，也提高了側(cè)面高電阻層的電氣絕緣性、耐熱性及粘接強(qiáng)度，由此，能防止在燒結(jié)體與側(cè)面高電阻層與燒結(jié)體的界面上在過電壓浪涌施加時(shí)的閃絡(luò)、在由于電氣絕緣性和耐熱性不足所引起的閃絡(luò)以及在實(shí)際使用狀態(tài)下的電壓負(fù)荷時(shí)的加電惡化的發(fā)生。
因此，本發(fā)明的電壓非線性電阻體能夠?qū)崿F(xiàn)在通常的使用狀態(tài)下穩(wěn)定的加電壽命，并且，能夠發(fā)揮對開關(guān)浪涌、雷擊和過電壓等的浪涌的優(yōu)良的保護(hù)能力。
權(quán)利要求3的電壓非線性電阻體，在權(quán)利要求1或2任一項(xiàng)所述的電壓非線性電阻體中，其特征在于，側(cè)面高電阻層的厚度在1μm～2mm的范圍內(nèi)。
在這樣的權(quán)利要求3的電壓非線性電阻體中，通過在1μm～2mm的適當(dāng)范圍中選定使側(cè)面高電阻層的厚度，能夠?qū)崿F(xiàn)粘接力高的側(cè)面高電阻層。因此，通過使電極形成至側(cè)面高電阻層部或者側(cè)面高電阻層的附近，而最大限度地?cái)U(kuò)展了電極的形成面積，并且，也提高了側(cè)面高電阻層的粘接力，由此，能防止在燒結(jié)體與側(cè)面高電阻層與燒結(jié)體的界面上在過電壓浪涌施加時(shí)的閃絡(luò)以及在實(shí)際使用狀態(tài)下的電壓負(fù)荷時(shí)的加電惡化的發(fā)生。
因此，該電壓非線性電阻體能夠?qū)崿F(xiàn)在通常的使用狀態(tài)下穩(wěn)定的加電壽命，并且，能夠發(fā)揮對開關(guān)浪涌、雷擊和過電壓等的浪涌的優(yōu)良的保護(hù)能力。
權(quán)利要求4的電壓非線性電阻體，在權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的電壓非線性電阻體中，其特征在于，通過重物落下試驗(yàn)所測定的側(cè)面高電阻層對燒結(jié)體的沖擊粘接強(qiáng)度形成為40mm以上。
一般，該電壓非線性電阻體，在圓周部不設(shè)置環(huán)狀的電極未形成部，通過使電極形成至側(cè)面高電阻層部或者燒結(jié)體與側(cè)面高電阻層的界面附近，而最大限度地?cái)U(kuò)展了電極的形成面積。這樣雖最大限度地?cái)U(kuò)展了電極的形成面積，但卻存在這樣的可能性在燒結(jié)體與側(cè)面高電阻層與燒結(jié)體的界面上，在過電壓浪涌施加時(shí)，會(huì)產(chǎn)生閃絡(luò)，或者，在實(shí)際使用狀態(tài)下的電壓負(fù)荷時(shí)，發(fā)生加電惡化。
與此相對，在本發(fā)明中，通過在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)選定側(cè)面高電阻層的粘接強(qiáng)度，不但最大限度地?cái)U(kuò)展了電極的形成面積，而且，能防止在燒結(jié)體與側(cè)面高電阻層與燒結(jié)體的界面上的這樣的閃絡(luò)以及在電氣絕緣性不足的情況下在過電壓浪涌施加時(shí)的閃絡(luò)和加電惡化的發(fā)生。
因此，根據(jù)這樣的權(quán)利要求4的電壓非線性電阻體，能夠?qū)崿F(xiàn)在通常的使用狀態(tài)下穩(wěn)定的加電壽命，并且，能夠發(fā)揮對開關(guān)浪涌、雷擊和過電壓等的浪涌的優(yōu)良的保護(hù)能力。
權(quán)利要求5的電壓非線性電阻體，在權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的電壓非線性電阻體中，其特征在于，電極材料是從鋁、銅、鋅、鎳、金、銀、鈦或它們的合金中所選擇的材料。
根據(jù)這樣的權(quán)利要求5的電壓非線性電阻體，通過適當(dāng)?shù)剡x定電極材料，能夠?qū)崿F(xiàn)導(dǎo)電率高并且與燒結(jié)體的粘接力高的電極。因此，該電壓非線性電阻體能夠發(fā)揮對開關(guān)浪涌、雷擊和過電壓等的浪涌的優(yōu)良的保護(hù)能力。
權(quán)利要求6的電壓非線性電阻體，在權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的電壓非線性電阻體中，其特征在于，電極的平均厚度在5μm～500μm的范圍內(nèi)。
根據(jù)這樣的權(quán)利要求6的電壓非線性電阻體，通過在5μm～500μm的適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)選定電極的平均厚度，能夠?qū)崿F(xiàn)粘接強(qiáng)度高并且具有一定以上的熱容量的電極。因此，該電壓非線性電阻體能夠發(fā)揮對開關(guān)浪涌、雷擊和過電壓等的浪涌的優(yōu)良的保護(hù)能力。
權(quán)利要求7的制造方法，在以氧化鋅為主要成分的燒結(jié)體的側(cè)面上形成側(cè)面高電阻層，在上述燒結(jié)體的上下面上形成一對電極，由此來制造權(quán)利要求1～6任一項(xiàng)所述的電壓非線性電阻體，在電極的形成方法上具有特征。即，通過從等離子熔射、電弧熔射、高速氣焰熔射、絲網(wǎng)印刷、蒸鍍、轉(zhuǎn)印、濺射中所選擇的方法來形成電極。
根據(jù)該制造方法，通過適當(dāng)?shù)剡x定形成電極的方法，能夠?qū)崿F(xiàn)粘接力高的電極。因此，由該制造方法所得到的電壓非線性電阻體能夠發(fā)揮對開關(guān)浪涌、雷擊和過電壓等的浪涌的優(yōu)良的保護(hù)能力。
本發(fā)明的這些和其他的目的、優(yōu)點(diǎn)及特征將通過結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例的描述而得到進(jìn)一步說明。在這些附圖中

圖1是表示按照本發(fā)明所制造的電壓非線性電阻體的截面圖；圖2是對于作為第一實(shí)施例所制造的電壓非線性電阻體，表示電極的端部和包含側(cè)面高電阻層的非線性電阻體端部的端部間距離μm(X軸)與表示過電壓保護(hù)能力的破壞電壓j／cm3(Y軸)的關(guān)系的曲線圖；圖3是對于作為第三實(shí)施例所制造的電壓非線性電阻體，表示側(cè)面高電阻層的厚度μm(X軸)與表示過電壓保護(hù)能力的破壞電壓j／cm3(Y軸)的關(guān)系的曲線圖；圖4是對于作為第三實(shí)施例所制造的電壓非線性電阻體，表示側(cè)面高電阻層的厚度μm(X軸)與表示加電壽命性能的系數(shù)1R1000h／1ROh(Y軸)的關(guān)系的曲線圖；圖5是對于作為第四實(shí)施例所制造的電壓非線性電阻體，表示代表通過重物落下試驗(yàn)所測定的側(cè)面高電阻層的沖擊粘接強(qiáng)度的數(shù)值mm(X軸)與表示過電壓保護(hù)能力的破壞電壓j／cm3(Y軸)的關(guān)系的曲線圖；圖6是對于作為第四實(shí)施例所制造的電壓非線性電阻體，表示代表通過重物落下試驗(yàn)所測定的側(cè)面高電阻層的沖擊粘接強(qiáng)度的數(shù)值mm(X軸)與表示加電壽命性能的系數(shù)1R1000h／1ROh(Y軸)的關(guān)系的曲線圖；圖7是對于作為第六實(shí)施例所制造的電壓非線性電阻體，表示電極的平均厚度μm(X軸)與表示過電壓保護(hù)能力的破壞電壓j／cm3(Y軸)的關(guān)系的曲線圖。
下面參照圖表來對使用本發(fā)明的電壓非線性電阻體及其制造方法的實(shí)施例進(jìn)行具體說明。
首先，圖1是表示按照本發(fā)明所制造的電壓非線性電阻體的截面圖。該電壓非線性電阻體包括燒結(jié)體1、電極2和側(cè)面高電阻層3，在燒結(jié)體1的側(cè)面部形成側(cè)面高電阻層3，然后，把燒結(jié)體1的兩個(gè)平坦表面研磨成預(yù)定的厚度，在該研磨表面上形成電極2，由此來制作該電壓非線性電阻體。下面所述的各實(shí)施例，在電極2和側(cè)面高電阻層3上具有特征，但在其之前，首先對燒結(jié)體1的制造工序進(jìn)行描述。燒結(jié)體的制造工序首先，相對于主要成分的ZnO(氧化鋅)，作為次要成分，分別添加0．5mol％的氧化鉍(Bi2O3)、氧化錳(MnO2)；分別添加1mol％的氧化鈷(Co2O3)、氧化鎳(NiO)、三氧化銻(Sb2O3)來制作原料。
接著，在混合裝置中把該原料與水和有機(jī)物粘合劑類一起進(jìn)行進(jìn)行混合，來制作混合漿料。
接著，用噴霧干燥機(jī)來對該混合漿料進(jìn)行噴霧造粒，把預(yù)定重量的造粒粉放入金屬模中，以預(yù)定的壓力進(jìn)行加壓，而成型為例如直徑60mm的圓板狀。
然后，為了預(yù)先除去添加的有機(jī)物粘合劑類，而在空氣中在400～500℃下進(jìn)行熱處理，接著在1200℃下進(jìn)行燒結(jié)，由此，得到燒結(jié)體1。第一實(shí)施例第一實(shí)施例涉及權(quán)利要求1所述的發(fā)明，在從預(yù)定材料選擇并形成側(cè)面高電阻層的電壓非線性電阻體中，為了呈現(xiàn)形成為電極端部4與包含側(cè)面高電阻層的非線性電阻體端部5的端部間距離為0～(側(cè)面高電阻層厚度+0．01)mm的范圍內(nèi)的電壓非線性電阻體的作用效果，把端部間距離不同的多種電壓非線性電阻體作為試料來進(jìn)行制作，而進(jìn)行各種試料的評價(jià)。而且，圖1表示電極端部4與包含側(cè)面高電阻層的非線性電阻體端部5的端部間距離為0的情況，即表示端部4和端部5為相同位置的情況。端部間距離不同的試料的制作為了呈現(xiàn)使電極端部4與包含側(cè)面高電阻層的非線性電阻體端部5的端部間距離為0～(側(cè)面高電阻層厚度+0．01)mm的范圍內(nèi)的構(gòu)成的作用效果，使電極2的形成面積變化，來制作電極端部4與包含側(cè)面高電阻層的非線性電阻體端部5的端部間距離不同的多種電壓非線性電阻體。
首先，在任一種試料中，對于側(cè)面高電阻層3，形成以包含富鋁紅柱石(Al6Si2O13)的磷酸鋁類無機(jī)粘接劑為主要成分的厚度100μm的側(cè)面高電阻層3。
這樣，對于同等形成厚度100μm的側(cè)面高電阻層3的試料，使用以鋁作為主要成分的材料，分別形成面積不同的電極2，由此，來制作電極端部4與包含側(cè)面高電阻層的非線性電阻體端部5的端部間距離分別為0、10、50、100、110、120、150μm的不同的共計(jì)7種的電壓非線性電阻體。端部間距離不同的試料的評價(jià)對于如上述那樣制作的各種試料，把2ms波長下具有預(yù)定能量的開關(guān)浪涌100J／cm3作為初始能量，以試料返回室溫的時(shí)間間隔來每次使施加能量增加50J／cm3地進(jìn)行施加，通過各試料破壞的能量來進(jìn)行各試料的過電壓保護(hù)能力的評價(jià)。其結(jié)果表示在圖2中。
如從圖2所看到的那樣，對應(yīng)于本發(fā)明的試料，即電極端部4與包含側(cè)面高電阻層的非線性電阻體端部5的端部間距離為0～(側(cè)面高電阻層厚度+0．01)mm的范圍的試料(在本實(shí)施例中，端部間距離為0～110μm的試料)，在施加具有不足800J／cm3的能量的開關(guān)浪涌的時(shí)刻，都沒有發(fā)生破壞，發(fā)生破壞的情況是在施加的能量至少為800J／cm3以上的情況下。
與此相對，不是本發(fā)明的試料，即電極端部4與包含側(cè)面高電阻層的非線性電阻體端部5的端部間距離超過(側(cè)面高電阻層厚度+0．01)mm的試料(在本實(shí)施例中，端部間距離超過110μm的試料)，在施加具有400J／cm3以下的能量的開關(guān)浪涌的時(shí)刻，都發(fā)生了破壞。
得到這樣的評價(jià)結(jié)果的理由可以解釋為以下這樣即，當(dāng)電極端部4與包含側(cè)面高電阻層的非線性電阻體端部5的端部間距離超過(側(cè)面高電阻層厚度+0．01)mm時(shí)，由于端部間距離過大，在施加開關(guān)浪涌時(shí)，在非線性電阻體周圍部中沒有流過電流的區(qū)域變大，而與電極形成部的流過電流的區(qū)域會(huì)產(chǎn)生溫差，因此而產(chǎn)生熱應(yīng)力。而且，通過該熱應(yīng)力，在燒結(jié)體1上產(chǎn)生裂縫，直至破壞，結(jié)果，使非線性電阻體的過電壓保護(hù)能力降低。
與此相對，如果電極端部4與包含側(cè)面高電阻層的非線性電阻體端部5的端部間距離在0～(側(cè)面高電阻層厚度+0．01)mm的范圍內(nèi)，在施加開關(guān)浪涌時(shí)，在非線性電阻體周圍部中不會(huì)產(chǎn)生沒有流過電流的區(qū)域或者即使產(chǎn)生也很小，因此，在非線性電阻體中不會(huì)產(chǎn)生溫差，而能夠防止由熱應(yīng)力引起的燒結(jié)體1的破壞現(xiàn)象。
因此，在電極端部4與包含側(cè)面高電阻層的非線性電阻體端部5的端部間距離超過(側(cè)面高電阻層厚度+0．01)mm的電壓非線性電阻體中，不能得到優(yōu)良的過電壓保護(hù)能力，僅在端部間距離為(側(cè)面高電阻層厚度+0．01)mm的范圍內(nèi)的電壓非線性電阻體中，才能得到優(yōu)良的過電壓保護(hù)能力。由端部間距離選定所產(chǎn)生的效果如從以上評價(jià)結(jié)果所看到的那樣，根據(jù)本發(fā)明，選定預(yù)定的側(cè)面高電阻層3，并且，形成為電極端部4與包含側(cè)面高電阻層的非線性電阻體端部5的端部間距離為0～(側(cè)面高電阻層厚度+0．01)mm的范圍內(nèi)，由此，能夠?qū)崿F(xiàn)在通常的使用狀態(tài)下穩(wěn)定的加電壽命，并且，能夠大大提高對開關(guān)浪涌、雷擊和過電壓等的浪涌的過電壓保護(hù)能力。第二實(shí)施例第二實(shí)施例涉及權(quán)利要求1和2所述的發(fā)明，形成為電極端部4與包含側(cè)面高電阻層的非線性電阻體端部5的端部間距離為0～(側(cè)面高電阻層厚度+0．01)mm的范圍內(nèi)，并且，側(cè)面高電阻層是從由具有電氣絕緣性和耐熱性的無機(jī)高分子所形成的側(cè)面高電阻層、由非晶質(zhì)無機(jī)高分子所形成的側(cè)面高電阻層、由玻璃化合物所形成的側(cè)面高電阻層、由非晶質(zhì)無機(jī)物所形成的側(cè)面高電阻層、由結(jié)晶無機(jī)物所形成的側(cè)面高電阻層、以有機(jī)高分子樹脂為主要成分的側(cè)面高電阻層中，至少對一種以上進(jìn)行組合而形成的，特別是，從磷酸鋁類無機(jī)粘接劑(無機(jī)高分子)、非晶質(zhì)二氧化硅、非晶質(zhì)氧化鋁、非晶質(zhì)二氧化硅和有機(jī)硅酸鹽、非晶質(zhì)氧化鋁和有機(jī)硅酸鹽(以上為非晶質(zhì)無機(jī)高分子)，以鉛為主要成分的玻璃、以磷為主要成分的玻璃、以鉍為主要成分的玻璃(以上為玻璃化合物)，以Zn-Sb-O為構(gòu)成成分的結(jié)晶無機(jī)物、以Zn-Si-O為構(gòu)成成分的結(jié)晶無機(jī)物、以Zn-Sb-Fe-O為構(gòu)成成分的結(jié)晶無機(jī)物、以Fe-Mn-Bi-Si-O為構(gòu)成成分的結(jié)晶無機(jī)物、結(jié)晶二氧化硅(SiO2)、氧化鋁(Al2O3)、富鋁紅柱石(Al6Si2O13)、堇青石(コ-ディラィト)(Mg2Al4Si5O18)、氧化鈦(TiO2)或者氧化鋯(ZrO2)(以上為結(jié)晶無機(jī)物)，環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺樹脂、酚醛樹脂、密胺(メラニン)樹脂、氟樹脂、硅樹脂(以上為有機(jī)高分子化合物)中所選擇的材料，或者，從以上材料中至少兩種以上的材料的復(fù)合物作為主要成分的材料中，任意組合一種以上來形成電壓非線性電阻體的側(cè)面高電阻層，為了呈現(xiàn)選定上述這樣的側(cè)面高電阻層的構(gòu)成時(shí)的作用效果，把側(cè)面高電阻層的構(gòu)成不同的多種電壓非線性電阻體作為試料來制作，以進(jìn)行各試料的評價(jià)。側(cè)面高電阻層的構(gòu)成不同的試料的評價(jià)首先，作為具有單層構(gòu)造的側(cè)面高電阻層的電壓非線性電阻體，根據(jù)本發(fā)明，制作出具有由無機(jī)高分子所形成的側(cè)面高電阻層3的4種電壓非線性電阻體(第一～第四試料)、具有由非晶質(zhì)無機(jī)高分子所形成的側(cè)面高電阻層3的4種電壓非線性電阻體(第五～第八試料)、具有由玻璃化合物所形成的側(cè)面高電阻層3的9種電壓非線性電阻體(第九～第十七試料)、具有由結(jié)晶無機(jī)物所形成的側(cè)面高電阻層3的12種電壓非線性電阻體(第十八～第二十九試料)、具有以電氣絕緣性和耐熱性的有機(jī)高分子樹脂為主要成分的側(cè)面高電阻層3的9種電壓非線性電阻體(第三十～第三十八試料)的共計(jì)38種電壓非線性電阻體(第一～第三十八試料)。這些第一～第三十八試料中的側(cè)面高電阻層3的詳細(xì)情況為以下這樣在第一～第四試料中，作為無機(jī)高分子所形成的側(cè)面高電阻層，分別形成以包含富鋁紅柱石(Al6Si2O13)的磷酸鋁類無機(jī)粘接劑為主要成分的側(cè)面高電阻層3、以包含氧化鋁(Al2O3)的磷酸鋁類無機(jī)粘接劑為主要成分的側(cè)面高電阻層3、以包含二氧化硅(SiO2)的磷酸鋁類無機(jī)粘接劑為主要成分的側(cè)面高電阻層3、以包含堇青石(コ-ディラィト)(Mg2Al4Si5O18)的磷酸鋁類無機(jī)粘接劑為主要成分的側(cè)面高電阻層3。
在第五～第八試料中，作為非晶質(zhì)無機(jī)高分子所形成的側(cè)面高電阻層，分別形成以非晶質(zhì)二氧化硅(SiO2)為主要成分的側(cè)面高電阻層3、以非晶質(zhì)氧化鋁(Al2O3)為主要成分的側(cè)面高電阻層3、以非晶質(zhì)二氧化硅(SiO2)為主要成分的側(cè)面高電阻層3、以非晶質(zhì)二氧化硅(SiO2)和有機(jī)硅酸鹽(CH3SiO15)為主要成分的側(cè)面高電阻層3、以非晶質(zhì)氧化鋁(Al2O3)和有機(jī)硅酸鹽(CH3SiO15)為主要成分的側(cè)面高電阻層3。
在第九～第十七試料中，作為非晶質(zhì)無機(jī)物所形成的側(cè)面高電阻層，分別形成以Pb-B-Si玻璃為主要成分的側(cè)面高電阻層3、以Pb-Zn-B-Si玻璃為主要成分的側(cè)面高電阻層3、以P-Si-B玻璃為主要成分的側(cè)面高電阻層3、以P-Si-Zn玻璃為主要成分的側(cè)面高電阻層3、以P-Sn-Zn-Al-Si玻璃為主要成分的側(cè)面高電阻層3、以Bi-B-Si玻璃為主要成分的側(cè)面高電阻層3、以Bi-Zn-B-Si玻璃為主要成分的側(cè)面高電阻層3、以Bi-Zn-B-Si-Al玻璃為主要成分的側(cè)面高電阻層3、以Bi-Zn-B-Al玻璃為主要成分的側(cè)面高電阻層3。
在第十八～第二十九試料中，作為結(jié)晶無機(jī)物所形成的側(cè)面高電阻層，分別形成以Zn-Sb-O成分的結(jié)晶無機(jī)物為主要成分的側(cè)面高電阻層3、以Zn-Si-O成分的結(jié)晶無機(jī)物為主要成分的側(cè)面高電阻層3、以Zn-Si-O成分的結(jié)晶無機(jī)物和Zn-Sb-O成分的結(jié)晶無機(jī)物的復(fù)合物為主要成分的側(cè)面高電阻層3、以Zn-Si-O成分的結(jié)晶無機(jī)物和Fe-Zn-Sb-O成分的結(jié)晶無機(jī)物的復(fù)合物為主要成分的側(cè)面高電阻層3、以Fe-Mn-Bi-Si-O成分的結(jié)晶無機(jī)物為主要成分的側(cè)面高電阻層3、以Fe-Mn-Bi-Si-O成分的結(jié)晶無機(jī)物和Zn-Sb-O成分的結(jié)晶無機(jī)物的復(fù)合物為主要成分的側(cè)面高電阻層3、以結(jié)晶二氧化硅(SiO2)為主要成分的側(cè)面高電阻層3、以氧化鋁(Al2O3)為主要成分的側(cè)面高電阻層3、以富鋁紅柱石(Al6Si2O13)為主要成分的側(cè)面高電阻層3、以堇青石(コ-ディラィト)(Mg2Al4Si5O18)為主要成分的側(cè)面高電阻層3、以氧化鈦(TiO2)為主要成分的側(cè)面高電阻層3、以氧化鋯(ZrO2)為主要成分的側(cè)面高電阻層3。
在第三十～第三十八試料中，作為以具有電氣絕緣性和耐熱性的有機(jī)高分子樹脂為主要成分的側(cè)面高電阻層，分別形成以環(huán)氧樹脂為主要成分的側(cè)面高電阻層3、含有二氧化硅的的側(cè)面高電阻層3、含有氧化鋁的側(cè)面高電阻層3、含有二氧化硅和氧化鋁的側(cè)面高電阻層3、以聚酰亞胺樹脂為主要成分的側(cè)面高電阻層3、以酚醛樹脂為主要成分的側(cè)面高電阻層3、以密胺(メラニン)樹脂為主要成分的側(cè)面高電阻層3、以氟樹脂為主要成分的側(cè)面高電阻層3、以硅樹脂為主要成分的側(cè)面高電阻層3。
而且，為了比較，制作具有以電氣絕緣性和耐熱性低的有機(jī)高分子樹脂為主要成分的側(cè)面高電阻層的5種電壓非線性電阻體(第三十九～第四十三試料)。在這些第三十九～第四十三試料中，作為以電氣絕緣性和耐熱性低的有機(jī)高分子樹脂為主要成分的側(cè)面高電阻層，分別形成以聚四氟乙烯樹脂為主要成分的側(cè)面高電阻層3、以聚乙烯樹脂為主要成分的側(cè)面高電阻層3、以聚苯乙烯樹脂為主要成分的側(cè)面高電阻層3、以聚丙烯樹脂為主要成分的側(cè)面高電阻層3、以丙烯樹脂為主要成分的側(cè)面高電阻層3。
并且，制作具有以橡膠為主要成分的側(cè)面高電阻層的3種電壓非線性電阻體(第四十四～第四十六試料)。在這些第四十四～第四十六試料中，作為以橡膠為主要成分的側(cè)面高電阻層，分別形成以氟橡膠為主要成分的側(cè)面高電阻層3、以聚氨酯橡膠為主要成分的側(cè)面高電阻層3、以硅橡膠為主要成分的側(cè)面高電阻層3。
并且，作為具有兩層構(gòu)造的側(cè)面高電阻層的電壓非線性電阻體，從本發(fā)明中選定的6種側(cè)面高電阻層中組合2種側(cè)面高電阻層，來制作12種電壓非線性電阻體(第四十七～第五十八試料)。這些第四十七～第五十八試料中的側(cè)面高電阻層3的詳細(xì)情況為以下這樣在第四十七試料中，在以包含富鋁紅柱石(Al6Si2O13)的磷酸鋁類無機(jī)粘接劑為主要成分的第一側(cè)面高電阻層上，形成以非晶質(zhì)二氧化硅(SiO2)和有機(jī)硅酸鹽(CH3SiO1．5)為主要成分的第二側(cè)面高電阻層，作為兩層構(gòu)造的側(cè)面高電阻層3。
在第四十八試料中，在以包含富鋁紅柱石(Al6Si2O13)的磷酸鋁類無機(jī)粘接劑為主要成分的第一側(cè)面高電阻層上，形成以非晶質(zhì)氧化鋁(Al2O3)和有機(jī)硅酸鹽(CH3SiO1．5)為主要成分的第二側(cè)面高電阻層，作為兩層構(gòu)造的側(cè)面高電阻層3。
在第四十九試料中，在以包含氧化鋁(Al2O3)的磷酸鋁類無機(jī)粘接劑為主要成分的第一側(cè)面高電阻層上，形成以非晶質(zhì)二氧化硅(SiO2)和有機(jī)硅酸鹽(CH3SiO1．5)為主要成分的第二側(cè)面高電阻層，作為兩層構(gòu)造的側(cè)面高電阻層3在第五十試料中，在以包含氧化鋁(Al2O3)的磷酸鋁類無機(jī)粘接劑為主要成分的第一側(cè)面高電阻層上，形成以非晶質(zhì)氧化鋁(Al2O3)和有機(jī)硅酸鹽(CH3SiO1．5)為主要成分的第二側(cè)面高電阻層，作為兩層構(gòu)造的側(cè)面高電阻層3。
在第五十一試料中，在以Zn-Si-O成分的結(jié)晶無機(jī)物和Zn-Sb-O成分的結(jié)晶無機(jī)物的復(fù)合物為主要成分的第一側(cè)面高電阻層上，形成以非晶質(zhì)二氧化硅(SiO2)和有機(jī)硅酸鹽(CH3SiO1．5)為主要成分的第二側(cè)面高電阻層，作為兩層構(gòu)造的側(cè)面高電阻層3。
在第五十二試料中，在以Zn-Si-O成分的結(jié)晶無機(jī)物和Zn-Sb-O成分的結(jié)晶無機(jī)物的復(fù)合物為主要成分的第一側(cè)面高電阻層上，形成以Pb-B-Si玻璃為主要成分的第二側(cè)面高電阻層，作為兩層構(gòu)造的側(cè)面高電阻層3。
在第五十三試料中，在以Zn-Si-O成分的結(jié)晶無機(jī)物和Zn-Sb-O成分的結(jié)晶無機(jī)物的復(fù)合物為主要成分的第一側(cè)面高電阻層上，形成以Pb-Zn-B-Si玻璃為主要成分的第二側(cè)面高電阻層，作為兩層構(gòu)造的側(cè)面高電阻層3。
在第五十四試料中，在以Zn-Si-O成分的結(jié)晶無機(jī)物和Zn-Sb-O成分的結(jié)晶無機(jī)物的復(fù)合物為主要成分的第一側(cè)面高電阻層上，形成以Bi-B-Si玻璃為主要成分的第二側(cè)面高電阻層，作為兩層構(gòu)造的側(cè)面高電阻層3。
在第五十五試料中，在以Zn-Si-O成分的結(jié)晶無機(jī)物和Zn-Sb-O成分的結(jié)晶無機(jī)物的復(fù)合物為主要成分的第一側(cè)面高電阻層上，形成以Bi-Zn-B-Si玻璃為主要成分的第二側(cè)面高電阻層，作為兩層構(gòu)造的側(cè)面高電阻層3。
在第五十六試料中，在以Zn-Si-O成分的結(jié)晶無機(jī)物和Zn-Sb-O成分的結(jié)晶無機(jī)物的復(fù)合物為主要成分的第一側(cè)面高電阻層上，形成以環(huán)氧樹脂為主要成分的第二側(cè)面高電阻層，作為兩層構(gòu)造的側(cè)面高電阻層3。
在第五十七試料中，在以氧化鋁(Al2O3)為主要成分的第一側(cè)面高電阻層上，形成以非晶質(zhì)二氧化硅(SiO2)和有機(jī)硅酸鹽(CH3SiO1．5)為主要成分的第二側(cè)面高電阻層，作為兩層構(gòu)造的側(cè)面高電阻層3。
在第五十八試料中，在以富鋁紅柱石(Al6Si2O13)為主要成分的第一側(cè)面高電阻層上，形成以非晶質(zhì)二氧化硅(SiO2)和有機(jī)硅酸鹽(CH3SiO1．5)為主要成分的第二側(cè)面高電阻層，作為兩層構(gòu)造的側(cè)面高電阻層3。
而且，在任一種試料中，電極2使用以鋁為主要成分的材料，相等地形成，以使電極端部4與包含側(cè)面高電阻層的非線性電阻體端部5的端部間距離為0mm。側(cè)面高電阻層的構(gòu)成不同的試料的評價(jià)對于按以上那樣制作的各試料，把2ms波長下具有預(yù)定能量的開關(guān)浪涌100J／cm3作為初始能量，以試料返回室溫的時(shí)間間隔來每次使施加能量增加50J／cm3地進(jìn)行施加，通過各試料破壞的能量來進(jìn)行各試料的過電壓保護(hù)能力的評價(jià)。并且，在各試料中，對于115℃溫度下的電壓非線性電阻體，把在室溫下的電壓非線性電阻體中流過1mA的電阻分流IR的交流電壓加電1000小時(shí)，測定加電開始之后的電阻漏電流(IR(0h))和加電1000小時(shí)后的電阻分流(IR(1000h))，通過IR(1000h)／IR(0h)來進(jìn)行加電壽命特性的評價(jià)。以上的評價(jià)結(jié)果表示在表1、表2中。
表1側(cè)面高電阻層材料和過電壓保護(hù)能力、加壓壽命性能的關(guān)系
表2側(cè)面高電阻層材料和過電壓保護(hù)能力、加壓壽命性能的關(guān)系
如從該表1、表2所看到的那樣，使用本發(fā)明的側(cè)面高電阻層的試料即第一～第三十八試料及第四十七～第五十八試料，在施加具有不足800J／cm3的能量的開關(guān)浪涌的時(shí)刻，都沒有發(fā)生破壞，發(fā)生破壞的情況是在施加的能量至少為800J／cm3以上的情況下。與此相對，不是本發(fā)明的試料即第三十九～第四十六的試料，在施加具有400J／cm3以下的能量的開關(guān)浪涌的時(shí)刻，都發(fā)生了破壞。
得到這樣的評價(jià)結(jié)果的理由可以解釋為以下這樣即，作為側(cè)面高電阻層3，使用本發(fā)明所對應(yīng)的側(cè)面高電阻層3，由此，能夠容易地實(shí)現(xiàn)沖擊粘接力、電氣絕緣性和耐熱性高的側(cè)面高電阻層3，因此，能夠得到優(yōu)良的過電壓保護(hù)能力。與此相對，作為側(cè)面高電阻層3，在未使用本發(fā)明所對應(yīng)的側(cè)面高電阻層3時(shí)，難于實(shí)現(xiàn)沖擊粘接力、電氣絕緣性和耐熱性高的側(cè)面高電阻層3，在施加開關(guān)浪涌時(shí)，在側(cè)面高電阻層3與燒結(jié)體1的界面上容易產(chǎn)生閃絡(luò)，因此，不能得到優(yōu)良的過電壓保護(hù)能力。
使用本發(fā)明的側(cè)面高電阻層的第一～第三十八試料及第四十七～第五十八試料，IR(1000h)／IR(0h)的值都為1以下，與此相對，未使用本發(fā)明的側(cè)面高電阻層第三十九～第四十六的試料，IR(1000h)／IR(0h)的值都大大超過1。
得到這樣的評價(jià)結(jié)果的理由可以解釋為以下這樣即，在通過使電極2形成至側(cè)面高電阻層部3或者燒結(jié)體1與側(cè)面高電阻層3的界面附近，而最大限度地?cái)U(kuò)展電極2的形成面積的情況下，當(dāng)在側(cè)面高電阻層3中未使用本發(fā)明的側(cè)面高電阻層時(shí)，隨著長時(shí)間施加電壓，在側(cè)面高電阻層3與燒結(jié)體1的界面上流過的漏電流增加了。與此相對，即使在最大限度地?cái)U(kuò)展電極2的形成面積的情況下，如果使用本發(fā)明的側(cè)面高電阻層，即使長時(shí)間施加電壓，在側(cè)面高電阻層3與燒結(jié)體1的界面上流過的漏電流也不會(huì)增加。
因此，在未使用本發(fā)明的側(cè)面高電阻層的電壓非線性電阻體中，不能得到穩(wěn)定的加電壽命性能，僅在使用了本發(fā)明的側(cè)面高電阻層的電壓非線性電阻體中，才能得到穩(wěn)定的加電壽命性能。由側(cè)面高電阻層的構(gòu)成的選定所產(chǎn)生的效果如從以上評價(jià)結(jié)果所看到的那樣，根據(jù)本發(fā)明，從由具有電氣絕緣性和耐熱性的無機(jī)高分子所形成的側(cè)面高電阻層、由非晶質(zhì)無機(jī)高分子所形成的側(cè)面高電阻層、由玻璃化合物所形成的側(cè)面高電阻層、由非晶質(zhì)無機(jī)物所形成的側(cè)面高電阻層、由結(jié)晶無機(jī)物所形成的側(cè)面高電阻層、以有機(jī)高分子樹脂為主要成分的側(cè)面高電阻層中，對任一種以上進(jìn)行組合，來形成側(cè)面高電阻層，由此，能夠?qū)崿F(xiàn)在通常的使用狀態(tài)下穩(wěn)定的加電壽命，并且，能夠大幅度提高對開關(guān)浪涌、雷擊和過電壓等的浪涌的過電壓保護(hù)能力。第三實(shí)施例第三實(shí)施例涉及權(quán)利要求3所述的發(fā)明，為了呈現(xiàn)下列情況下的作用效果在由上述第一實(shí)施例所示的側(cè)面高電阻層材料與端部間距離的選定的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步選定側(cè)面高電阻層的厚度，而制作側(cè)面高電阻層的厚度不同的多種電壓非線性電阻體來作為試料，進(jìn)行各試料的評價(jià)。
即，本實(shí)施例的電壓非線性電阻體，首先，形成為電極端部4與包含側(cè)面高電阻層的非線性電阻體端部5的端部間距離為0～(側(cè)面高電阻層厚度+0．01)mm的范圍內(nèi)的一定值。接著，把該構(gòu)成作為前提，根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)明，為了呈現(xiàn)把側(cè)面高電阻層3的厚度選定為1μm～2mm的范圍時(shí)的作用效果，而制作側(cè)面高電阻層3的厚度不同的多種電壓非線性電阻體來作為試料，進(jìn)行各試料的評價(jià)。側(cè)面高電阻層的平均厚度不同的試料的制作首先，對于側(cè)面高電阻層3，制作以包含富鋁紅柱石(Al6Si2O13)的磷酸鋁類無機(jī)粘接劑為成分的側(cè)面高電阻層3的厚度分別為0．1、1、10、100μm，1、2、5mm的不同的7種電壓非線性電阻體。
并且，在任一種試料中，對于電極2，使用以鋁為主要成分的材料，相等地形成，以使電極端部4與包含側(cè)面高電阻層的非線性電阻體端部5的端部間距離為0mm。側(cè)面高電阻層的厚度不同的試料的評價(jià)對于按以上那樣制作的各試料，把2ms波長下具有預(yù)定能量的開關(guān)浪涌100J／cm3作為初始能量，以試料返回室溫的時(shí)間間隔來每次使施加能量增加50J／cm3地進(jìn)行施加，通過各試料破壞的能量來進(jìn)行各試料的過電壓保護(hù)能力的評價(jià)。其結(jié)果表示在圖3中。
如從圖3所看到的那樣，本發(fā)明所對應(yīng)的試料即側(cè)面高電阻層3的厚度為1μm～2mm的范圍的試料，在施加具有不足800J／cm3的能量的開關(guān)浪涌的時(shí)刻，都沒有發(fā)生破壞，發(fā)生破壞的情況是在施加的能量至少為800J／cm3以上的情況下。與此相對，不是本發(fā)明的試料即側(cè)面高電阻層3的厚度為0．5μm、5mm的試料，在施加具有400J／cm3以下的能量的開關(guān)浪涌的時(shí)刻，都發(fā)生了破壞。
得到這樣的評價(jià)結(jié)果的理由可以解釋為以下這樣即，當(dāng)側(cè)面高電阻層3的厚度不足1μm時(shí)，過薄而不能得到適當(dāng)?shù)碾姎饨^緣性能，因此，不能得到優(yōu)良的過電壓保護(hù)能力。反之，當(dāng)側(cè)面高電阻層3的厚度超過2mm時(shí)，過厚而使側(cè)面高電阻層3對燒結(jié)體1的粘接強(qiáng)度降低，因此，不能得到優(yōu)良的過電壓保護(hù)能力。與此相對，如果側(cè)面高電阻層3的厚度在1μm～2mm的范圍內(nèi)，能夠確保一定以上的電氣絕緣性能，因此，能得到優(yōu)良的過電壓保護(hù)能力。
并且，對于上述試料，對于115℃溫度下的電壓非線性電阻體，把在室溫下的電壓非線性電阻體中流過1mA的電阻分流IR的交流電壓加電1000小時(shí)，測定加電開始之后的電阻漏電流(IR(0h))和加電1000小時(shí)后的電阻分流(IR(1000h))，通過IR(1000h)／IR(0h)來進(jìn)行加電壽命特性的評價(jià)。以上的評價(jià)結(jié)果表示在圖4中。
如從圖4所看到的那樣，本發(fā)明所對應(yīng)的試料即側(cè)面高電阻層3的厚度為1μm～2mm的范圍內(nèi)的試料，IR(1000h)／IR(0h)的值都為1以下，與此相對，不是與第五實(shí)施例相對應(yīng)的試料即側(cè)面高電阻層3的厚度為0．1μm、5mm的試料，都大大超過IR(1000h)／IR(0h)的值。
得到這樣的評價(jià)結(jié)果的理由可以解釋為以下這樣即，在通過使電極2形成至側(cè)面高電阻層3或者燒結(jié)體1與側(cè)面高電阻層3的界面附近，而最大限度地?cái)U(kuò)展電極2的形成面積的情況下，當(dāng)側(cè)面高電阻層3的厚度不足1μm而過薄時(shí)，在長時(shí)間施加電壓的情況下，在側(cè)面高電阻層3的表面流過的漏電流增加了，不能得到穩(wěn)定的加電壽命性能。
反之，當(dāng)側(cè)面高電阻層3的厚度超過2mm而過厚時(shí)，側(cè)面高電阻層3對燒結(jié)體1的粘接強(qiáng)度降低，因此，當(dāng)長時(shí)間施加電壓時(shí)，在側(cè)面高電阻層3與燒結(jié)體1的界面上流過的漏電流增加了不能得到穩(wěn)定的加電壽命性能。
與此相對，即使在最大限度地?cái)U(kuò)展電極2的形成面積的情況下，如果側(cè)面高電阻層3的厚度為1μm～2mm的范圍內(nèi)，在側(cè)面高電阻層3的表面與燒結(jié)體1的界面上流過的漏電流也不會(huì)增加。
因此，在側(cè)面高電阻層的厚度不足1μm或者超過2mm的電壓非線性電阻體中，不能得到穩(wěn)定的加電壽命性能，僅在側(cè)面高電阻層的厚度在1μm～2mm范圍內(nèi)的電壓非線性電阻體中，才能得到穩(wěn)定的加電壽命性能。由側(cè)面高電阻層的厚度的選定所產(chǎn)生的效果如從以上評價(jià)結(jié)果所看到的那樣，根據(jù)本發(fā)明，通過使側(cè)面高電阻層3的厚度為1μm～2mm，能夠確保一定以上的耐壓和適當(dāng)?shù)恼辰訌?qiáng)度兩者，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)在通常的使用狀態(tài)下穩(wěn)定的加電壽命，并且，能夠大幅度提高對開關(guān)浪涌、雷擊和過電壓等的浪涌的過電壓保護(hù)能力。第四實(shí)施例第四實(shí)施例涉及權(quán)利要求4所述的發(fā)明，為了呈現(xiàn)下列情況下的作用效果在由上述第一和第二實(shí)施例所示的預(yù)定的側(cè)面高電阻層材料與端部間距離的選定的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步選定側(cè)面高電阻層對燒結(jié)體的沖擊粘接強(qiáng)度，而制作側(cè)面高電阻層的沖擊粘接強(qiáng)度不同的多種電壓非線性電阻體來作為試料，進(jìn)行各試料的評價(jià)。
即，本實(shí)施例的電壓非線性電阻體，首先，形成為電極端部4與包含側(cè)面高電阻層的非線性電阻體端部5的端部間距離為0～(側(cè)面高電阻層厚度+0．01)mm的范圍內(nèi)的一定值。接著，把該構(gòu)成作為前提，根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)明，為了呈現(xiàn)把側(cè)面高電阻層3的沖擊粘接強(qiáng)度選定為40mm的范圍時(shí)的作用效果，而制作側(cè)面高電阻層3的沖擊粘接強(qiáng)度不同的多種電壓非線性電阻體來作為試料，進(jìn)行各試料的評價(jià)。沖擊粘接強(qiáng)度不同的試料的制作首先，為了呈現(xiàn)使通過重物落下試驗(yàn)所測定的側(cè)面高電阻層3對燒結(jié)體1的沖擊粘接強(qiáng)度為40mm以上的構(gòu)成的作用效果，制作側(cè)面高電阻層3對燒結(jié)體1的沖擊粘接強(qiáng)度不同的多種電壓非線性電阻體。
其中，側(cè)面高電阻層3通過在燒結(jié)體1的側(cè)面上涂敷以包含富鋁紅柱石(Al6Si2O13)的磷酸鋁類無機(jī)粘接劑為主要成分的側(cè)面高電阻層形成用粘接劑并進(jìn)行燒結(jié)而形成。此時(shí)，該以包含富鋁紅柱石(Al6Si2O13)的磷酸鋁類無機(jī)粘接劑為成分的側(cè)面高電阻層形成用粘接劑，利用通過涂敷前的溫度和濕度的控制來進(jìn)行固化的現(xiàn)象，來制作出側(cè)面高電阻層3對燒結(jié)體1的沖擊粘接強(qiáng)度分別為5，10、20、30、40、50、100、200mm的不同的共計(jì)8種電壓非線性電阻體。
在此情況下，沖擊粘接強(qiáng)度為這樣的值使形成側(cè)面高電阻層3的非線性電阻體從水平面傾斜45度，使100g的重物從一定的高度落下而沖撞到側(cè)面高電阻層3所形成的電壓非線性電阻體的角部上，測定在此情況下的側(cè)面高電阻層3從燒結(jié)體1上剝離時(shí)的重物落下高度。
而且，在任一種試料中，電極2使用以鋁為主要成分的材料，相等地形成，以使電極端部4與包含側(cè)面高電阻層的非線性電阻體端部5的端部間距離為0mm。沖擊粘接強(qiáng)度不同的試料的評價(jià)對于按以上那樣制作的各試料，把2ms波長下具有預(yù)定能量的開關(guān)浪涌100J／cm3作為初始能量，以試料返回室溫的時(shí)間間隔來每次使施加能量增加50J／cm3地進(jìn)行施加，通過各試料破壞的能量來進(jìn)行各試料的過電壓保護(hù)能力的評價(jià)。其結(jié)果表示在圖5中。
如從圖3所看到的那樣，本發(fā)明所對應(yīng)的試料即側(cè)面高電阻層3對燒結(jié)體1的在重物落下試驗(yàn)中測定的沖擊粘接強(qiáng)度為40mm以上的試料，在施加具有不足800J／cm3的能量的開關(guān)浪涌的時(shí)刻，都沒有發(fā)生破壞，發(fā)生破壞的情況是在施加的能量至少為800J／cm3以上的情況下。與止相對，不是本發(fā)明的試料即側(cè)面高電阻層3對燒結(jié)體1的在重物落下試驗(yàn)中測定的沖擊粘接強(qiáng)度不足40mm的試料，在施加具有400J／cm3以下的能量的開關(guān)浪涌的時(shí)刻，都發(fā)生了破壞。
得到這樣的評價(jià)結(jié)果的理由可以解釋為以下這樣，即，在通過使電極2形成至側(cè)面高電阻層3或者燒結(jié)體1與側(cè)面高電阻層3的界面附近，而最大限度地?cái)U(kuò)展電極2的形成面積的情況下，當(dāng)側(cè)面高電阻層3的在重物落下試驗(yàn)中測定的沖擊粘接強(qiáng)度不足40mm時(shí)，由于沖擊粘接強(qiáng)度過小，在施加開關(guān)浪涌時(shí)，在側(cè)面高電阻層3與燒結(jié)體1的界面上容易發(fā)生閃絡(luò)。
與此相對，即使在最大限度地?cái)U(kuò)展電極2的形成面積的情況下，如果側(cè)面高電阻層3的在重物落下試驗(yàn)中測定的沖擊粘接強(qiáng)度為40mm以上，在施加開關(guān)浪涌時(shí)，在側(cè)面高電阻層3與燒結(jié)體1的界面上難于發(fā)生閃絡(luò)。
因此，在沖擊粘接強(qiáng)度不足40mm的電壓非線性電阻體中，不能得到優(yōu)良的過電壓保護(hù)能力，僅在沖擊粘接強(qiáng)度為40mm以上的電壓非線性電阻體中，能得到優(yōu)良的過電壓保護(hù)能力。
并且，對于上述試料，對于115℃溫度下的電壓非線性電阻體，把在室溫下的電壓非線性電阻體中流過1mA的電阻分流IR的交流電壓加電1000小時(shí)，測定加電開始之后的電阻漏電流(IR(0h))和加電1000小時(shí)后的電阻分流(IR(1000h))，通過IR(1000h)／IR(0h)來進(jìn)行加電壽命特性的評價(jià)。以上的評價(jià)結(jié)果表示在圖6中。
如從圖6所看到的那樣，本發(fā)明所對應(yīng)的試料即側(cè)面高電阻層3對燒結(jié)體1的在重物落下試驗(yàn)中測定的沖擊粘接強(qiáng)度為40mm以上的試料，IR(1000h)／IR(0h)的值都為1以下。即，電阻分電流相對于初始值沒有較大的變化，是穩(wěn)定的，能夠評價(jià)為實(shí)際的運(yùn)行狀態(tài)中的可靠性較高。與此相對，不是本發(fā)明的試料即側(cè)面高電阻層3對燒結(jié)體1的在重物落下試驗(yàn)中測定的沖擊粘接強(qiáng)度不足40mm的試料，IR(1000h)／IR(0h)的值都大大超過1。即，電阻分電流相對于初始值增加了，當(dāng)按原樣繼續(xù)運(yùn)行時(shí)，電阻分電流增加，最終會(huì)有熱爆發(fā)的危險(xiǎn)性，能夠評價(jià)為實(shí)際的運(yùn)行狀態(tài)中的危險(xiǎn)性較高。
得到這樣的評價(jià)結(jié)果的理由可以解釋為以下這樣即，在通過使電極2形成至側(cè)面高電阻層3或者燒結(jié)體1與側(cè)面高電阻層3的界而附近，而最大限度地?cái)U(kuò)展電極2的形成面積的情況下，當(dāng)側(cè)面高電阻層3的在重物落下試驗(yàn)中測定的沖擊粘接強(qiáng)度不足40mm而較小時(shí)，隨著長時(shí)間施加電壓，在側(cè)面高電阻層3和燒結(jié)體1的界面上流過的漏電流增加了。
與此相對，即使在最大限度地?cái)U(kuò)展電極2的形成面積的情況下，如果側(cè)面高電阻層3的在重物落下試驗(yàn)中測定的沖擊粘接強(qiáng)度為40mm以上，即使長時(shí)間施加電壓，在側(cè)面高電阻層3和燒結(jié)體1的界面上流過的漏電流也沒有增加。
因此，在沖擊粘接強(qiáng)度不足40mm的電壓非線性電阻體中，不能得到穩(wěn)定的加電壽命性能，僅在沖擊粘接強(qiáng)度為40mm以上的電壓非線性電阻體中，才能得到穩(wěn)定的加電壽命性能。第五實(shí)施例第五實(shí)施例涉及權(quán)利要求5和7所述的發(fā)明，為了呈現(xiàn)下列情況下的作用效果在由上述第一實(shí)施例所示的沖擊粘接強(qiáng)度與端部間距離的選定的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步選定電極材料和電極的形成方法，而制作電極材料和電極的形成方法不同的多種電壓非線性電阻體來作為試料，進(jìn)行各試料的評價(jià)。
即，本實(shí)施例的電壓非線性電阻體，首先，形成預(yù)定的側(cè)面高電阻層3，并且使電極端部4與包含側(cè)面高電阻層的非線性電阻體端部5的端部間距離為0～(側(cè)面高電阻層厚度+0．01)mm的范圍內(nèi)的一定值。
接著，把該構(gòu)成作為前提，為了呈現(xiàn)下列情況下的作用效果根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)明，把電極材料選定為從鋁、銅、鋅、鎳、金、銀、鈦或它們的合金中所選擇的材料；以及，根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)明，把電極的形成方法選定為從等離子熔射、電弧熔射、高速氣焰熔射、絲網(wǎng)印刷、蒸鍍、轉(zhuǎn)印、濺射中所選擇的方法，而制作電極材料和電極的形成方法不同的多種電壓非線性電阻體來作為試料，進(jìn)行各試料的評價(jià)。電極材料和電極的形成方法不同的試料的制作首先，在任一種試料中，對于側(cè)面高電阻層3，形成以包含富鋁紅柱石(Al6Si2O13)的磷酸鋁類無機(jī)粘接劑為成分的側(cè)面高電阻層3。
并且，對于電極2，使用以鋁為主要成分的材料，形成為電極端部4與包含側(cè)面高電阻層的非線性電阻體端部5的端部間距離為0mm，另一方面，通過使電極2的材料和形成方法變化，來制作電極材料和電極的形成方法不同的共計(jì)18種電壓非線性電阻體。
即，作為電極材料，分別形成以鋁、銅、鋅、鎳、金、銀、鈦、銅和鋅的合金、鎳和鋁的合金、銀和銅的合金、碳鋼、13Cr類不銹鋼為主要成分的不同的電極2，由此，來制作電極材料不同的12種電壓非線性電阻體。其中，對于以鋁為主要成分的電極的形成，通過等離子熔射、電弧熔射、高速氣焰熔射、絲網(wǎng)印刷、蒸鍍、轉(zhuǎn)印、濺射這樣的不同方法，來分別形成電極2，由此，來制作電極的形成方法不同的7種電壓非線性電阻體。電極材料和電極的形成方法不同的試料的評價(jià)對于按以上那樣制作的各試料，把2ms波長下具有預(yù)定能量的開關(guān)浪涌100J／cm3作為初始能量，以試料返回室溫的時(shí)間間隔來每次使施加能量增加50J／cm3地進(jìn)行施加，通過各試料破壞的能量來進(jìn)行各試料的過電壓保護(hù)能力的評價(jià)。其結(jié)果表示在下表3中。
表3電壓非線性電阻體的電機(jī)材料、電極形成方法和過電壓保護(hù)能力的關(guān)系 如從該表3所看到的那樣，使用本發(fā)明的電極材料的試料即電極材料為鋁、銅、鋅、鎳、金、銀、鈦、銅和鋅的合金、鎳和鋁的合金的試料，在施加具有不足800J／cm3的能量的開關(guān)浪涌的時(shí)刻，都沒有發(fā)生破壞，發(fā)生破壞的情況是在施加的能量至少為800J／cm3以上的情況下。
而且，在形成鋁的電極時(shí)，使用本發(fā)明的電極形成方法的試料，即作為電極形成方法通過等離子熔射、電弧熔射、高速氣焰熔射、絲網(wǎng)印刷、蒸鍍、轉(zhuǎn)印、濺射的方法形成的試料，在施加具有不足800J／cm3的能量的開關(guān)浪涌的時(shí)刻，都沒有發(fā)生破壞，發(fā)生破壞的情況是在施加的能量至少為800J／cm3以上的情況下。
與此相對，不是使用本發(fā)明的電極材料的試料即在電極材料中使用碳鋼、13Cr不銹鋼的試料，在施加具有400J／cm3以下的能量的開關(guān)浪涌的時(shí)刻，都發(fā)生了破壞。
得到這樣的評價(jià)結(jié)果的理由可以解釋為以下這樣即，在電極材料中使用碳鋼和13Cr不銹鋼而形成電極的電壓非線性電阻體，由于燒結(jié)體1與電極2的粘接力較低，結(jié)果，在電流施加時(shí)，電流沒有流過的區(qū)域變大，而產(chǎn)生溫差，由于熱應(yīng)力而發(fā)生燒結(jié)體1的破壞現(xiàn)象。
與此相對，使用本發(fā)明的電極材料的電壓非線性電阻體，由于燒結(jié)體1與電極2的粘接力較高，在電流施加時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生電流沒有流過的區(qū)域，或者即使產(chǎn)生也很小，因此，在非線性電阻體中不會(huì)產(chǎn)生溫差，能夠防止由熱應(yīng)力所引起的燒結(jié)體1的破壞現(xiàn)象。
因此，在沒有使用本發(fā)明的電極材料的電壓非線性電阻體中，不能得到優(yōu)良的過電壓保護(hù)能力，而僅在使用了本發(fā)明的電極材料的電壓非線性電阻體中，能夠得到優(yōu)良的過電壓保護(hù)能力。由電極材料和電極的形成方法的選定所產(chǎn)生的效果如從以上評價(jià)結(jié)果所看到的那樣，根據(jù)本發(fā)明，作為電極材料，使用從鋁、銅、鋅、鎳、金、銀、鈦或它們的合金中所選擇的材料，通過從等離子熔射、電弧熔射、高速氣焰熔射、絲網(wǎng)印刷、蒸鍍、轉(zhuǎn)印、濺射中所選擇的方法，來形成電極，由此，能夠大幅度提高對開關(guān)浪涌、雷擊和過電壓等的浪涌的過電壓保護(hù)能力。第六實(shí)施例第六實(shí)施例涉及權(quán)利要求6所述的發(fā)明，為了呈現(xiàn)下列情況下的作用效果在由上述第一實(shí)施例所示的側(cè)面高電阻層與端部間距離的選定的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步選定電極的平均厚度，而制作電極的平均厚度不同的多種電壓非線性電阻體來作為試料，進(jìn)行各試料的評價(jià)。
即，本實(shí)施例的電壓非線性電阻體，首先，形成預(yù)定的側(cè)面高電阻層3，并且使電極端部4與包含側(cè)面高電阻層的非線性電阻體端部5的端部間距離為0～(側(cè)面高電阻層厚度+0．01)mm的范圍內(nèi)的一定值。接著，把該構(gòu)成作為前提，根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)明，為了呈現(xiàn)把電極2的平均厚度選定為5μm～500μm的范圍時(shí)的作用效果，而制作電極2的平均厚度不同的多種電壓非線性電阻體來作為試料，進(jìn)行各試料的評價(jià)。電極的平均厚度不同的試料的制作首先，在任一種試料中，對于側(cè)面高電阻層3，形成以包含富鋁紅柱石(A16Si2O13)的磷酸鋁類無機(jī)粘接劑為成分的側(cè)面高電阻層3。
并且，對于電極2，使用以鋁為主要成分的材料，形成為電極端部4與包含側(cè)面高電阻層的非線性電阻體端部5的端部間距離為0mm，另一方面，通過使電極2的平均厚度變化，來制作電極2的平均厚度分別為1、5、10、100、300、500、700、1000μm的不同的共計(jì)8種電壓非線性電阻體。電極的平均厚度不同的試料的評價(jià)對于按以上那樣制作的各試料，把2ms波長下具有預(yù)定能量的開關(guān)浪涌100J／cm3作為初始能量，以試料返回室溫的時(shí)間間隔來每次使施加能量增加50J／cm3地進(jìn)行施加，通過各試料破壞的能量來進(jìn)行各試料的過電壓保護(hù)能力的評價(jià)。其結(jié)果表示在圖7中。
如從圖7所看到的那樣，本發(fā)明所對應(yīng)的試料即電極2的平均厚度為5μm～500μm的試料，在施加具有不足800J／cm3的能量的開關(guān)浪涌的時(shí)刻，都沒有發(fā)生破壞，發(fā)生破壞的情況是在施加的能量至少為800J／cm3以上的情況下。與此相對，不是使用本發(fā)明的試料即電極2的平均厚度為1、700、1000μm的試料，在施加具有400J／cm3以下的能量的開關(guān)浪涌的時(shí)刻，都發(fā)生了破壞。
得到這樣的評價(jià)結(jié)果的理由可以解釋為以下這樣即，當(dāng)電極2的平均厚度不足5μm時(shí)，過薄，由于電極2的熱容量過小，不能得到優(yōu)良的過電壓保護(hù)能力。相反，當(dāng)電極2的平均厚度超過500μm時(shí)，過厚，電極2對燒結(jié)體1的粘接強(qiáng)度降低，因此，不能得到優(yōu)良的過電壓保護(hù)能力。與此相對，根據(jù)電極2的平均厚度在5μm～500μm的范圍內(nèi)，能夠確保電極2的熱容量在一定以上，并且，能夠確保電極2對燒結(jié)體1的粘接強(qiáng)度在一定以上，因此，能夠得到優(yōu)良的過電壓保護(hù)能力。由電極的平均厚度的選定所產(chǎn)生的效果如從以上評價(jià)結(jié)果所看到的那樣，根據(jù)本發(fā)明，通過使電極2的平均厚度在5μm～500μm的范圍內(nèi)，能夠確保一定以上的熱容量和適當(dāng)?shù)恼辰訌?qiáng)度兩者，因此，能夠大幅度提高對開關(guān)浪涌、雷擊和過電壓等的浪涌的過電壓保護(hù)能力。其他實(shí)施例而且，本發(fā)明并不僅限于上述各個(gè)實(shí)施例，在本發(fā)明的范圍內(nèi)能夠?qū)嵤┢渌亩喾N多樣的變形利。例如，燒結(jié)體的具體尺寸、材料和制造工序等并不僅限于上述實(shí)施例的說明種所記載的內(nèi)容，可以自由地繼續(xù)變更。即，本發(fā)明在電極和側(cè)面高電阻層的形成條件和構(gòu)成上具有特征，因此，在能夠?qū)崿F(xiàn)這些特征的情況下，能夠使用各種燒結(jié)體。
如以上那樣，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供電壓非線性電阻體及其制造方法，用預(yù)定的物質(zhì)來形成側(cè)面高電阻層，并且，使電極端部4與包含側(cè)面高電阻層的非線性電阻體端部5的端部間距離為0～(側(cè)面高電阻層厚度+0．01)mm的范圍內(nèi)，由此，在通常的使用狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的加電壽命，并且，大幅度提高對開關(guān)浪涌、雷擊和過電壓等的浪涌的保護(hù)能力。
權(quán)利要求
1.一種電壓非線性電阻體，包括以氧化鋅為主要成分的燒結(jié)體，設(shè)在該燒結(jié)體的側(cè)面上的側(cè)面高電阻層和設(shè)在上述燒結(jié)體的上下面上的一對電極，其特征在于，上述電極的端部與包含上述側(cè)面高電阻層的非線生電阻體端部的端部間距離為0～(側(cè)面高電阻層厚度+0．01)mm的范圍內(nèi)，并且上述側(cè)面高電阻層至少由以具有電氣絕緣性和耐熱性的無機(jī)高分子物質(zhì)、非晶質(zhì)無機(jī)高分子物質(zhì)、玻璃化合物質(zhì)、非晶質(zhì)無機(jī)物質(zhì)、結(jié)晶無機(jī)物質(zhì)、有機(jī)高分子物質(zhì)為主要成分的物質(zhì)中的一個(gè)所形成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓非線性電阻體中，其特征在于，上述非晶質(zhì)無機(jī)高分子物質(zhì)是作為無機(jī)高分子物質(zhì)的磷酸鋁類無機(jī)粘接劑、非晶質(zhì)二氧化硅、非晶質(zhì)氧化鋁或者非晶質(zhì)二氧化硅和有機(jī)硅酸鹽的復(fù)合物，上述玻璃化合物質(zhì)是以鉛為主要成分的玻璃、以磷為主要成分的玻璃或以鉍為主要成分的玻璃，上述結(jié)晶無機(jī)物質(zhì)是以Zn-Sb-O為構(gòu)成成分的結(jié)晶無機(jī)物、以Zn-Si-O為構(gòu)成成分的結(jié)晶無機(jī)物、以Zn-Sb-Fe-O為構(gòu)成成分的結(jié)晶無機(jī)物、以Fe-Mn-Bi-Si-O為構(gòu)成成分的結(jié)晶無機(jī)物、結(jié)晶二氧化硅(SiO2)、氧化鋁(Al2O3)、富鋁紅柱石(Al6Si2O13)、堇青石(Mg2Al4Si5O18)、氧化鈦(TiO2)或者氧化鋯(ZrO2)，上述有機(jī)高分子物質(zhì)為環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺樹脂、酚醛樹脂、密胺樹脂、氟樹脂或者硅樹脂，同時(shí)，上述側(cè)面高電阻層，是把以下任一種以上的材料進(jìn)行組合而形成的從它們中所選擇的材料和這些材料中的至少兩種以上的材料的復(fù)合物作為主要成分的材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2任一項(xiàng)所述的電壓非線性電阻體，其特征在于，上述側(cè)面高電阻層的厚度在1μm～2mm的范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的電壓非線性電阻體，其特征在于，把上述側(cè)面高電阻層粘接到上述燒結(jié)體上，以使上述側(cè)面高電阻層對燒結(jié)體的沖擊粘接強(qiáng)度形成為40mm以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的電壓非線性電阻體，其特征在于，上述電極材料是從鋁、銅、鋅、鎳、金、銀、鈦或它們的合金中所選擇的材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的電壓非線性電阻體，其特征在于，上述電極的平均厚度在5μm～500μm的范圍內(nèi)。
7.一種電壓非線性電阻體的制造方法，其是在以氧化鋅為主要成分的燒結(jié)體的側(cè)面上形成側(cè)面高電阻層，在上述燒結(jié)體的上下面上形成一對電極，由此來制造權(quán)利要求1～6任一項(xiàng)所述的電壓非線性電阻體，其特征在于，通過從等離子熔射、電弧熔射、高速氣焰熔射、絲網(wǎng)印刷、蒸鍍、轉(zhuǎn)印、濺射中所選擇的方法來形成所述電極。
全文摘要
電壓非線性電阻體包括:以氧化鋅為主要成分的燒結(jié)體1、設(shè)在該燒結(jié)體1的側(cè)面上的側(cè)面高電阻層3、設(shè)在燒結(jié)體1的上下表面上的一對電極2。形成選定為特定的材料的側(cè)面高電阻層3。形成為使電極端部4與包含側(cè)面高電阻層的非線性電阻體端部5的端部間距離為0～(側(cè)面高電阻層厚度+0.01)mm的范圍內(nèi)。
文檔編號(hào)H01C7/12GK1290943SQ0013384
公開日2001年4月11日 申請日期2000年10月8日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月4日
發(fā)明者今井俊哉, 安藤秀康, 兩脅進(jìn) 申請人:株式會(huì)社東芝