JP2012028405A

JP2012028405A - セラミック電子部品

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Publication number: JP2012028405A
Application number: JP2010163120A
Authority: JP
Inventors: Masataka Kitagami; 雅敬北上; Hitoshi Okubo; 等大久保; Miyuki Yanagida; みゆき柳田; Manabu Ota; 学太田; Soji Yanada; 壮司簗田; Hisayoshi Saito; 久義斎藤
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2010-07-20
Filing date: 2010-07-20
Publication date: 2012-02-09

Abstract

【課題】高密度実装が可能であり、抵抗値のばらつきが十分に低減されたセラミック電子部品を提供すること。
【解決手段】セラミック素体１０と、該セラミック素体１０の主面１０ａに一対の外部電極１６と、該一対の外部電極１６を連結する抵抗体１４と、を備えるセラミック電子部品１００であって、セラミック素体１０の主面１０ａに直交する方向における抵抗体１４の断面形状が、セラミック素体１０側に第１の辺と、該第１の辺に平行な第２の辺と、を有する台形であり、第１の辺の長さをＡ、及び第２の辺の長さをＢとしたときに、Ｂ／Ａが下記式（１）を満たすセラミック電子部品１００である。
１＜Ｂ／Ａ≦２．５（１）
【選択図】図１

Description

本発明は、セラミック電子部品に関する。

バリスタやインダクタ等のセラミック電子部品のなかには、セラミック素体、セラミック素体上に設けられる外部電極、及び外部電極間を連結する抵抗体等を備えるものがある。外部電極や抵抗体は、通常、セラミック素体に焼き付けることによって形成される。抵抗体は電子回路において、信号のスイッチング・ノイズや電磁波ノイズを低減させたり、信号の反射やオーバーシュート、アンダーシュート等を抑えたりする機能を有している。また、外部電極は、セラミック電子部品を配線基板や外部機器に電気的に接続する機能を有している。

通常、セラミック素体、外部電極及び抵抗体は、それぞれ含有成分が異なることから、外部電極や抵抗体をセラミック素体上に焼き付けて形成する際、及び実装後の使用時において、それぞれの含有成分が相互に反応して、反応物を生成する。このような反応によって、セラミック素体の特性が低下する現象が知られている。

このような現象を改善するために、例えば特許文献１では、バリスタ素体、外部電極及び抵抗体を特定の組成にすることによって、バリスタ素体、外部電極及び抵抗体の間の反応を抑制して、バリスタ特性を改善することが提案されている。

特開２００９−１５２３９７号公報

近年、電子機器は、高性能化及び小型化が進展しており、これに伴って、抵抗−電流特性、周波数特性、及び温度特性等の電気特性に一層優れるとともに、実装面積が小さいセラミック電子部品を提供し得る技術を確立することが求められている。そこで、セラミック電子部品の電気特性の向上を図るために、上述のようにセラミック素体、外部電極及び抵抗体の組成を改良して、電気特性の向上が図られているものの、未だ改善の余地がある。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、高密度実装が可能であり、抵抗値のばらつきが十分に低減されたセラミック電子部品を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、セラミック素体と、該セラミック素体の主面に一対の外部電極と、該一対の外部電極を連結する抵抗体と、を備えるセラミック電子部品であって、セラミック素体の主面に直交する方向における抵抗体の断面形状が、セラミック素体側に第１の辺と、該第１の辺に平行な第２の辺と、を有する台形であり、第１の辺の長さをＡ、及び第２の辺の長さをＢとしたときに、Ｂ／Ａが下記式（１）を満たすセラミック電子部品を提供する。

１＜Ｂ／Ａ≦２．５（１）

上記本発明のセラミック電子部品は、セラミック素体の主面に直交する方向における抵抗体の断面形状が、台形となっている。このように、当該断面形状の幅がセラミック素体に向けて細くなっている（Ｂ／Ａ＞１）ため、セラミック素体と抵抗体、又はセラミック素体とセラミック素体及び抵抗体の間に設けられる下地ガラス等との接触面積を小さくすることができる。これによって、抵抗体とセラミック素体又は下地ガラス等との反応が抑制されて反応物の生成が低減されるため、抵抗値のばらつきを十分に低減することができる。また、抵抗体とセラミック素体との反応が抑制されることから、セラミック素体の特性低下を十分に抑制することができる。すなわち、セラミック素体がバリスタ素体である場合には、バリスタ特性の低下を十分に抑制することができる。

また、第１の辺の長さＡに対する第２の辺の長さＢの比率（Ｂ／Ａ）が２．５以下であるため、抵抗体とセラミック素体又は下地ガラス等との接着を強固にすることができる。これによって、抵抗体を微細化しても、抵抗体がセラミック素体又は下地ガラス等から剥離することを抑制することができる。したがって、小型化して、高密度実装が可能なセラミック電子部品とすることができる。

本発明のセラミック電子部品において、外部電極は、抵抗体の少なくとも一部を覆うように設けられていることが好ましい。これによって、外部電極によって抵抗体がセラミック素体上に固定されることとなり、抵抗体がセラミック素体又は下地ガラス等に一層強固に固着されることとなる。

本発明のセラミック電子部品における抵抗体は、フォトリソグラフィ法によって形成された抵抗体パターンを焼き付けして得られたものであることが好ましい。スクリーン印刷法では、一般的に、上記式（１）を満たす断面形状を有する抵抗体を形成すること、抵抗体を微細化すること、及び抵抗体の形状のばらつきを抑制することが困難である。これに対し、フォトリソグラフィ法によれば、上述の断面形状を有する抵抗体を容易に形成することができる。また、抵抗体の微細化と形状のばらつきの抑制とを高水準で両立することができる。このため、セラミック電子部品を一層小型化して、実装面積を小さくすることができる。

本発明によれば、高密度実装が可能であり、抵抗値のばらつきが十分に低減されたセラミック電子部品を提供することができる。

本発明のセラミック電子部品の好適な一実施形態を模式的に示す透視斜視図である。図１のセラミック電子部品のＩＩ−ＩＩ線断面図である。図２のセラミック電子部品における抵抗体の拡大断面図である。

以下、場合により図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各図面において、同一または同等の要素には同一の符号を付与し、重複する説明を省略する。

図１は、本実施形態のセラミック電子部品の透視斜視図である。本実施形態のセラミック電子部品は、バリスタ素体１０と、バリスタ素体１０の主面１０ａに対向配置された一対の外部電極１６と、該一対の外部電極１６を連結する抵抗体１４と、バリスタ素体１０と抵抗体１４との間に設けられた下地ガラス層１２とを備える、バリスタ１００である。一対の外部電極１６は、抵抗体１４の両端部をそれぞれ覆うように設けられている。バリスタ素体の主面１０ａ上には、外部電極１６、抵抗体１４及び下地ガラス層１２を覆うように、保護層１８が設けられている。図１は、セラミック素体１０の主面１０ａ上における構造を分かり易く説明するために、保護層１８を透視して、外部電極１６、抵抗体１４及び下地ガラス層１２を示している。

図２は、図１のバリスタ１００のＩＩ−ＩＩ線断面図である。外部電極１６は、バリスタ素体１０の内部に形成されたスルーホール電極１１に接続されている。抵抗体１４は、図２に示すように、バリスタ素体１０の主面１０ａに垂直で側面１０ｂに平行であり、抵抗体１４を通る切断面において、バリスタ素体１０に向けて凸型である台形形状を有している。このため、抵抗体１４は、バリスタ素体側の面がバリスタ素体側とは反対側の面よりも小さくなっており、下地ガラス層１２との接触面積を小さくすることができる。これによって、抵抗体１４の形成時や、バリスタ１００の使用時において、下地ガラス層１２及びバリスタ素体１０の含有成分との反応を十分に抑制することができる。

バリスタ素体１０の主面１０ａは、一対の外部電極１６と、それを連結する抵抗体１４と、外部電極１６及び抵抗体１４を一体的に覆う保護層１８と、を有する面である。バリスタ素体１０の側面１０ｂは、主面１０ａに直交し、外部電極１６及び抵抗体１４の連結方向に平行な面である。

図３は、図２に示す断面における抵抗体１４を、拡大して示す断面図である。抵抗体１４の形状は、バリスタ素体の主面１０ａに垂直で側面１０ｂに平行な断面において、バリスタ素体１０側の第１の辺１４ａと第１の辺１４ａと対向する第２の辺１４ｂとが互いに平行である台形となっている。

第１の辺１４ａの長さＡは、第２の辺の長さＢよりも短く、長さＡに対する長さＢの比率は、上記式（１）を満たす。これによって、バリスタ１００は、高密度実装が可能であり、且つ抵抗値のばらつきを十分に低減することができる。

上述のＢ／Ａは、抵抗体１４の下地ガラス層１２の密着性と、抵抗値のばらつき低減の両方を一層高水準で両立させる観点から、好ましくは１．２〜２．０であり、より好ましくは１．２〜１．５である。

抵抗体１４は、バリスタ素体１０側に、抵抗体１４の含有成分と下地ガラス層１２又はバリスタ素体１０の含有成分との反応によって生じた反応物を含有する反応層１４ｒを有していてもよい。抵抗値のばらつきを一層低減する観点から、抵抗体１４における反応層１４ｒの比率は小さい方が好ましい。具体的には、図３に示す断面における抵抗体１４全体に対する反応層１４ｒの面積比率は、好ましくは５０体積％以下であり、より好ましくは４５体積％以下であり、さらに好ましくは４３体積％以下である。この面積比率は、抵抗体１４の含有成分と下地ガラス層１２又はバリスタ素体１０の含有成分との反応を抑制することによって、小さくすることができる。反応層１４ｒの面積は、図２，３に示す抵抗体１４の断面を、Ｘ線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）で分析することによって、測定することができる。

抵抗体１４は、導電性を有する金属酸化物又は金属ホウ化物、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｂ_２Ｏ_３及びＳｉＯ_２等の酸化物、並びにパラジウム、銀、及び白金等の金属単体から選ばれる少なくとも一種の金属成分を含有する。導電性を有する金属酸化物としてはＲｕＯ_２及びＳｎＯ_２等が挙げられ、金属ホウ化物としてはＬａＢ_６等が挙げられる。

抵抗体１４は、抵抗値のばらつきを一層低減する観点から、好ましくは酸化ビスマス及び酸化銅（ＣｕＯ）とは異なる酸化物を含有する。同様の観点から、抵抗体１４における酸化物の含有量は、好ましくは５０〜９９質量％である。抵抗体１４は、上述の無機成分の他に、光硬化性の樹脂の熱分解物を含有していてもよい。抵抗体１４の厚みは、例えば１〜３０μｍとすることができる。

バリスタ素体１０は、主面１０ａ上に、一対の外部電極１６と、それらを連結する抵抗体１４と、外部電極１６及び抵抗体１４を一体的に覆う保護層１８と、を有する。バリスタ素体１０は、主成分として酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含み、副成分として遷移金属及び希土類金属の酸化物、カルシウム酸化物、並びにケイ素酸化物を含んでいてもよい。バリスタ素体１０全体に対するＺｎＯの含有量は、優れたバリスタ特性を得る観点から、７０〜９９原子％であることが好ましい。これによって、優れたバリスタ特性と大きなサージ耐性とを高水準で両立することができる。

バリスタ素体１０に含まれるカルシウム酸化物としては、ＣａＯ、並びにカルシウムとケイ素と酸素とを含むＣａＳｉＯ_３及びＣａ_２ＳｉＯ_４等の複合酸化物等が挙げられる。バリスタ素体１０に含まれるケイ素酸化物としては、ＳｉＯ_２、カルシウムとケイ素と酸素とを含むＣａＳｉＯ_３、Ｃａ_２ＳｉＯ_４、及びＺｎ_２ＳｉＯ_４等の複合酸化物等が挙げられる。バリスタ素体１０は、上述の副成分の他に、Ｃｏの酸化物又はＩＩＩＢ族元素から選ばれる少なくとも１種の酸化物を含むことが好ましい。ＩＩＩＢ族元素としては、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、及びＩｎを挙げることができる。バリスタ素体１０は、バリスタ層と内部電極とが交互に積層されたチップ素体であってもよい。

下地ガラス層１２は、ＣａＯ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、ＺｎＯ、ＢａＯ及びＢ_２Ｏ_３等、ガラスに一般的に含まれる酸化物を含有することができる。環境保護の観点から、下地ガラス層１２は、酸化ビスマス及び酸化鉛を含有しないことが好ましい。下地ガラス層１２は、抵抗体１４とバリスタ素体１０との間に設けられている。これによって、抵抗体１４とバリスタ素体１０との反応を抑制することができる。

本実施形態のバリスタ１００では、外部電極１６とバリスタ素体１０とが直接接触しているが、外部電極１６とバリスタ素体１０とが直接接触しないように、外部電極１６とバリスタ素体１０との間に下地ガラス層１２を設けてもよい。これによって、外部電極１６とバリスタ素体１０との反応を抑制することができる。外部電極１６を形成する際の影響を低減する観点から、下地ガラス層１２の厚みは好ましくは５μｍ以下である。

一対の外部電極１６は、抵抗体１４で連結されるように、バリスタ素体１０の主面１０ａ上に設けられている。外部電極１６は、導体であり、主成分として銅，銀，パラジウム及び白金等の金属単体を含有する。外部電極１６は、金属単体の他に、酸化亜鉛、酸化バリウム及び酸化ホウ素等の酸化物を含有してもよい。外部電極１６における酸化物の含有量は、０．０１〜２０質量％であることが好ましい。酸化物の含有量が０．０１質量％未満であると、バリスタ素体１０に対する密着強度が低くなる傾向にあり、２０質量％を超えると、電気導電性が損なわれる傾向にある。外部電極１６の厚みは、例えば１〜３０μｍとすることができる。

外部電極１６には、抵抗体１４の両端部が埋め込まれている。これによって、抵抗体１４の下地ガラス層１２との接触面積が小さくなっても、抵抗体１４が下地ガラス層１２から剥離することを十分に抑制することができる。

保護層１８は、バリスタ素体１０の主面１０ａ上に、下地ガラス層１２、抵抗体１４及び外部電極１６を覆うように設けられる。保護層１８は、バリスタ素体１０、外部電極１６及び抵抗体１４を保護する機能を有しており、好ましくは主成分としてガラスやセラミックを含有する。保護層の厚みは、例えば１〜３０μｍとすることができる。なお、保護層１８は、ガラス製やセラミック製のものに限定されず、例えば樹脂製のものであってもよい。

次に、バリスタ１００の製造方法の一例を説明する。バリスタ１００の製造方法は、バリスタ素体１０を形成する第１工程と、バリスタ素体１０の主面１０ａ上に下地ガラス層１２を設ける第２工程と、下地ガラス層１２の上に抵抗体１４を形成する第３工程と、抵抗体１４の両端部をそれぞれ覆うように、一対の外部電極１６形成する第４工程と、バリスタ素体１０の主面１０ａ全体を覆うように保護層１８を形成する第５工程と、を有する。以下、各工程の詳細を説明する。

第１工程では、バリスタ素体１０を形成する。バリスタ素体１０が、複数のバリスタ層と、それらの間に埋設された内部電極とを有する積層構造からなるチップ素体である場合、次のようにして製造することができる。まず、バリスタ層の原料となる、酸化亜鉛、希土類金属の酸化物、カルシウム酸化物、ケイ素酸化物、及びその他の成分を各々秤量した後、各成分を混合してバリスタ原料を調製する。このバリスタ原料と、有機ビヒクルとを混練して、バリスタ層形成用の塗料（スラリー）を得る。有機ビヒクルとは、有機バインダを有機溶剤中に溶解したものである。有機バインダとしては、エチルセルロース及びポリビニルブチラール等が挙げられる。有機溶剤としては、テルピネオール、ブチルカルビトール、アセトン、及びトルエン等が挙げられる。

上述のスラリーを、ドクターブレード法等の公知の方法により、例えばポリエチレンテレフタレートからなるフィルム上に塗布した後、乾燥して厚さ３０μｍ程度の膜を形成する。こうして得られた膜をフィルムから剥離してグリーンシートを得る。

次に、グリーンシートに、バリスタ素体１０内に埋設される内部電極に対応する電極パターンを形成する。この電極パターンは、例えば、各種酸化物、銀粒子、パラジウム粒子等の金属粉末、ガラスフリット、有機バインダ及び有機溶剤を混合した導電性ペーストをスクリーン印刷等の印刷法にて印刷し、乾燥させることにより形成することができる。有機バインダとしては、例えば、エチルセルロース及びポリビニルブチラール等が挙げられる。有機溶剤としては、テルピネオール、ブチルカルビトール、アセトン、及びトルエン等が挙げられる。

次に、電極パターンが形成された各グリーンシートと、電極パターンが形成されていないグリーンシートとを所定の順序で重ねてシート積層体を形成する。こうして得られたシート積層体を、例えば、チップ単位に切断して、分割された複数のグリーン体を得る。このグリーン体を、１８０〜４００℃で０．５〜２４時間加熱して、脱バインダを行う。その後、８５０〜１４００℃で０．５〜８時間焼成して、バリスタ素体１０を得る。

第２工程では、バリスタ素体１０の主面１０ａ上に、以下の手順で下地ガラス層１２を設ける。まず、下地ガラス層１２の形成に用いるペーストを調製する。このペーストは、ＳｉＯ_２−ＺｎＯ−ＢａＯ−ＺｒＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３等の酸化物に、有機バインダ及び有機溶剤を配合して調製することができる。有機バインダとしては、例えば、エチルセルロース及びポリビニルブチラール等が挙げられる。有機溶剤としては、テルピネオール、ブチルカルビトール、アセトン、及びトルエン等が挙げられる。このようなペーストを、バリスタ素体１０の主面１０ａ上にスクリーン印刷法によって塗布した後、乾燥させ、例えば８００〜９００℃にて焼き付ける。このようにして形成される下地ガラス層１２は、ＳｉＯ_２−ＺｎＯ−ＢａＯ−ＺｒＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３等、ガラスに一般的に含まれる酸化物を含有する。

第３工程では、下地ガラス層１２の上に抵抗体１４を以下の手順で形成する。まず、抵抗体１４形成用の抵抗ペーストを調製する。抵抗ペーストは、ガラス粉末、金属酸化物及び金属ホウ化物等の無機粒子、感光性を有する感光性材料、有機バインダ、並びに有機溶剤を混合して調製することができる。ガラス粉末としては、Ａｌ_２Ｏ_３−Ｂ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２等のガラスを用いることができる。金属酸化物としては、例えばＲｕＯ_２又はＳｎＯ_２を用いることができる。金属ホウ化物としては、例えばＬａＢ_６を用いることができる。抵抗ペーストにおける無機粒子の含有量は、好ましくは５０〜７０質量％である。

抵抗ペーストに含まれる感光性材料は、ネガ型及びポジ型のどちらであってもよく、公知のものを用いることができる。ネガ型の感光性材料は、例えば、光照射によって架橋又は重合して硬化する感光性樹脂、光照射によって重合する光重合性モノマー、及び光照射により重合反応を開始させる光重合開始剤を含有する。

感光性樹脂としては、例えば、ポリエステル（メタ）アクリレート；エポキシ（メタ）アクリレート、ウレタン（メタ）アクリレート等の光重合性のオリゴマー；ポリ（メタ）アクリル酸エステル、ポリ（メタ）アクリルアミド、ポリスチレンおよびポリ酢酸ビニル等のポリマー末端に重合性二重結合基を有する化合物等の光重合性のマクロマー；等が挙げられる。これらは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

光重合性モノマーとしては、例えば、アルコキシポリエチレングリコール（ｎ＝１〜１０）モノ（メタ）アクリレート、アルコキシポリプロピレングリコール（ｎ＝１〜１０）モノ（メタ）アクリレート、フェニル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、オクチル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリル酸等の光重合性の単官能性モノマー；エチレンジグリコール（メタ）アクリレート、プロピレンジグリコール（メタ）アクリレート類、ブチレンジグリコール（メタ）アクリレート類、ヘキシレンジグリコール（メタ）アクリレート類、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート類、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート類、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート等の光重合性の多官能性モノマー；等が挙げられる。これらは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

光重合開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、４−ベンゾイル−４’−メチルジフェニルサルファイド、ベンジルメチルケタール、ジメチルアミノメチルベンゾエート、２−ｎ−ブトキシエチル−４−ジメチルアミノベンゾエート、ｐ−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、及び３，３’−ジメチル−４−メトキシベンゾフェノン等が挙げられる。

ポジ型の感光性材料は、例えば、ｏ−ナフトキノンジアジドスルホン酸ノボラックエステル、ｏ−ジアゾナフトキノンスルホン酸ノボラックエステル、ポリフェニル（メタ）アクリレート、ポリ（ｐ−ホルミロキシスチレン）、ノボラック／ジヒドロピリジン化合物、ノボラック／ニフェジピン、Ｎ−ｔ−ブチロキシカルボニルマレイミド−スチレン共重合体等が挙げられる。

抵抗ペーストの調製に用いられる有機バインダとしては、例えば、エチルセルロース及びポリビニルブチラール等が挙げられる。有機溶剤としては、テルピネオール、ブチルカルビトール、アセトン及びトルエン等が挙げられる。抵抗ペーストの配合比に特に制限はなく、例えば無機粒子１００質量部に対して、上記感光性材料を１〜２０質量部、上記有機バインダを１〜２０質量部、上記有機溶剤を１〜４０質量部配合することができる。これらの配合比は、抵抗ペーストの流動性を調整するために適宜変更することができる。

このような成分を配合して調製した抵抗ペーストを、例えばスクリーン印刷法で下地ガラス層１２の上に塗布する。そして、所望の形状を有する抵抗体１４が所望の位置に形成されるようにマスキングを行い、露光して、マスクのパターンを転写する。その後、現像液を用いて現像し、純水で洗浄することによって、抵抗体１４の形状に対応する抵抗体パターンを形成する。露光量は、例えば１０〜１０００ｍＪ／ｃｍ^２とする。現像液としては、公知のものを用いることが可能であり、例えばＮａ_２ＣＯ_３水溶液（０．１質量％）を用いることができる。現像時間は、例えば３０〜２００秒間とすることができる。このようにして形成された抵抗体パターンを、８００〜９００℃にて焼き付けることによって、下地ガラス層１２の上に抵抗体１４を形成することができる。

この工程では、フォトリソグラフィ法によって、所望の形状を有する抵抗体パターンを形成しているため、露光量を変更したり、導電性粒子の粒径を変更したりすることによって、抵抗体１４の形状、例えば図３の台形におけるＢ／Ａを調整することができる。感光性材料がネガ型の場合、露光量を多くすると、抵抗体パターンの表面の硬化が優先的に行われるとともに、内部の露光が抑制されるために、Ｂ／Ａの値を大きくすることができる。また、抵抗ペーストに含まれる無機粒子の粒径を小さくすることによって、抵抗体パターンの内部の硬化を抑制して、Ｂ／Ａの値を大きくすることができる。

第４工程では、以下の手順で、抵抗体１４の両端部をそれぞれ覆う一対の外部電極１６を形成する。まず、酸化物、銅、銀又はパラジウム等を含む金属粉末、ガラスフリット、有機バインダ及び有機溶剤を混合して導電性ペーストを調製する。この導電性ペーストを、バリスタ素体１０の主面１０ａ上に、抵抗体１４の両端部を覆うようにスクリーン印刷法によって印刷する。印刷した後、乾燥して、外部電極１６に対応する電極パターンを形成する。その後、上記電極パターンを５００〜１３００℃で焼き付けて、バリスタ素体１０上に一対の外部電極１６を形成する。

金属粉末が主成分として銅等の卑金属を含む場合、窒素雰囲気中で焼き付けを行うことが好ましい。一方、金属粉末が主成分としてパラジウム又は銀等の貴金属を含む場合、大気中で焼き付けを行うことができる。有機バインダ及び有機溶剤は、抵抗体１４形成用の抵抗ペーストの調製に用いたものを使用することができる。

電極パターンは、上述の抵抗ペーストと同様の感光性材料を含む導電性ペーストを用い、フォトリソグラフィ法によって、形成してもよい。

第５工程では、バリスタ素体１０の主面１０ａ全体を覆うように保護層１８を形成する。この保護層１８は、グレーズガラス（例えば、ＳｉＯ_２、ＺｎＯ、Ｂ、Ａｌ_２Ｏ_３等からなるガラス等）、有機バインダ及び有機溶剤を含むペーストをスクリーン印刷により塗布し、塗布したペーストを５００〜９５０℃で焼き付けることにより形成することができる。以上の工程によって、バリスタ１００を製造することができる。ここで用いる有機バインダ及び有機溶剤は、抵抗体１４形成用の抵抗ペーストの調製に用いたものを使用することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、外部電極１６が抵抗体１４の端部を覆うように設けられていたが、抵抗体１４が外部電極１６の上に設けられていてもよい。また、本発明のセラミック電子部品は、バリスタに限られるものではなく、例えばインダクタ、コンデンサ、又はＬＣＲ（インダクタ、コンデンサ及び抵抗の複合電子部品）であってもよい。

本発明の内容を、実施例及び比較例を参照してより詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

（実施例１〜１２、比較例１〜８）
＜バリスタ素体形成用のスラリーの調製＞
まず、バリスタ素体形成用のスラリーを以下の手順で調製した。まず、表１のバリスタ素体の欄に示す成分を準備した。また、その他成分として、有機バインダと有機溶剤と添加剤とを準備した。その後、各成分を表１に示す比率で配合し、ボールミルを用いて２０時間混合し、バリスタ素体用のスラリーを得た。

＜外部電極形成用の導電性ペーストの調製＞
外部電極を形成するための導電性ペーストを以下の手順で調製した。まず、表１の外部電極の欄に示す成分を準備した。その他成分として、有機バインダと有機溶剤とを準備した。その後、各成分を表１に示す比率で配合し、３本ロールミルを用いて均一に分散されるまで混合し、外部電極形成用の導電性ペーストを得た。

＜抵抗体形成用の抵抗ペーストの調製＞
抵抗体を形成するための抵抗ペーストを以下の手順で調製した。まず、表１の抵抗体の欄に示す成分を準備した。その他成分として、感光性材料、有機バインダ及び有機溶剤を準備した。その後、各成分を表１に示す比率で配合し、３本ロールミルを用いて均一に分散されるまで混合し、抵抗体形成用の抵抗ペーストを得た。感光性材料としては、トリメチロールプロパントリアクリレート及びメタクリレートを用いた。また、抵抗ペーストにおける感光性材料の配合比率は、１〜２０質量％とした。

＜下地ガラス及びオーバーガラス形成用のペーストの調製＞
表１の下地ガラス及びオーバーガラスの欄に示す成分を準備した。また、その他成分として、有機バインダと有機溶剤とを準備した。その後、各成分を表１に示す比率で配合し、３本ロールミルを用いて均一に分散されるまで混合し、下地ガラス及びオーバーガラス形成用のペーストをそれぞれ調製した。

＜チップバリスタの作製＞
上述の通り調製したスラリー及び各ペーストを用いて、図１に示すような実施例１〜１２及び比較例１〜８の積層型チップバリスタを作製した。具体的には、まず、上記の通り調製したバリスタ素体用のスラリーを、ドクターブレード法により、ポリエチレンテレフタレートからなるフィルム上に塗布した後、乾燥して厚さ３０μｍの膜を形成した。こうして得られた膜をフィルムから剥離してグリーンシートを得た。

次に、グリーンシートに、内部電極に対応する電極パターンを形成した。電極パターンは、通常の導電性ペーストをスクリーン印刷法によって塗布し、乾燥させることにより形成した。次に、電極パターンが形成されたグリーンシートと、電極パターンが形成されていないグリーンシートとを積み重ねてシート積層体を形成した。こうして得られたシート積層体を、チップ単位に切断して、分割された複数のグリーン体を得た。グリーン体に、加熱処理を実施して脱バインダを行った後、焼成してバリスタ素体１０を得た。

次に、バリスタ素体１０の一方の主面１０ａ上に、下地ガラス形成用のペーストをスクリーン印刷法によって塗布した後、乾燥し、８５０℃で焼き付けて、バリスタ素体１０の一方の主面１０ａ上に下地ガラス層１２を形成した。続いて、下地ガラス層１２の上に抵抗ペーストをスクリーン印刷法で所定の領域に塗布し、乾燥させた。乾燥させた抵抗ペーストを、所定のマスクを用いて１０〜１０００ｍＪ／ｃｍ^２の露光量で露光して、抵抗ペーストを硬化させた。その後、現像液（０．１質量％のＮａ_２ＣＯ_３水溶液）を用いて、３０〜２００秒間の現像を行い、下地ガラス層１２の上に抵抗体パターンを形成した。この抵抗体パターンを８５０℃で焼き付けて、下地ガラス層１２の上に、幅（図３のＢ）５０〜７０μｍ、厚み（図３のＨ１）１０〜１５μｍの抵抗体１４を形成した。なお、マスクのサイズ及び露光量を変えることで、抵抗体パターンの形状を調整した。

抵抗体１４の両端部をそれぞれ覆うように導体ペーストをスクリーン印刷法によって塗布した。塗布した導体ペーストを乾燥した後、８５０℃以下で焼付けして外部電極１６を形成した。次に、オーバーガラス形成用のペーストを、抵抗体１４及び外部電極１６を覆うように、バリスタ素体１０の主面１０ａの全体にスクリーン印刷法によって塗布した。塗布したペーストを乾燥した後、８５０℃以下で焼付けしてオーバーガラス（保護層１８）を形成した。その後、個片に切り出して、図１及び図２に示すような実施例１〜１２及び比較例１〜８の積層型チップバリスタ１００を得た。

＜抵抗体のサイズの測定＞
得られた積層型チップバリスタ１００を、バリスタ素体１０の主面１０ａに垂直で側面１０ｂに平行な方向に切断し、図２に示すような切断面を得た。該切断面において、抵抗体１４の断面形状を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察して、台形形状を有する抵抗体１４の下地ガラス層１２側の第１の辺１４ａの長さＡ、第１の辺１４ａとは反対側の第２の辺１４ｂの長さＢ、及び厚みＨ１をそれぞれ測定した。測定値に基づいて、Ｂ／Ａを求めた。測定結果は、表２〜５に示すとおりであった。

次に、図２に示す切断面のＸ線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）分析を行い、抵抗体１４における反応層１４ｒの厚みＨ２、及び抵抗体１４全体に対する反応層１４ｒの面積割合を算出した。なお、反応層１４ｒの面積は、バリスタ素体１０に由来するカルシウム成分が含まれる領域の面積とした。カルシウム成分が含まれる面積を、抵抗体１４全体の面積で割って、反応層１４ｒの面積割合を求めた。結果は、表２〜５に示すとおりであった。

＜抵抗値の測定とばらつきの評価＞
実施例及び比較例毎に、積層型チップバリスタ１００を５０個作製して、対向する外部電極１６間の抵抗値を測定した。測定値から、平均値と標準偏差（σ）とを導出した。これらの値から３σ／平均値の値を算出し、抵抗値のばらつきを評価した。抵抗値の平均値と、３σ／平均値の値は、表２〜表５に示すとおりであった。

比較例２，４，６，８の積層型チップバリスタでは、抵抗体１４が下地ガラス層１２に十分に固着していなかったため、抵抗値を測定することができなかった。実施例１〜１２の積層型チップバリスタでは、抵抗体１４が下地ガラス層１２に十分な強度で固着されていた。実施例１〜１２の積層型チップバリスタの抵抗値のばらつきは、比較例１，３，５，７のバリスタよりも十分に小さかった。

１０…バリスタ素体、１２…下地ガラス層、１１…スルーホール電極、１２…下地ガラス層、１４…抵抗体、１４ｒ…反応層、１６…外部電極、１８…保護層、１００…バリスタ（積層型チップバリスタ、セラミック電子部品）。

Claims

セラミック素体と、該セラミック素体の主面に一対の外部電極と、該一対の外部電極を連結する抵抗体と、を備えるセラミック電子部品であって、
前記セラミック素体の主面に直交する方向における前記抵抗体の断面形状が、セラミック素体側に第１の辺と、該第１の辺に平行な第２の辺と、を有する台形であり、
前記第１の辺の長さをＡ、及び前記第２の辺の長さをＢとしたときに、Ｂ／Ａが下記式（１）を満たすセラミック電子部品。
１＜Ｂ／Ａ≦２．５（１）
前記外部電極は、前記抵抗体の少なくとも一部を覆うように設けられている、請求項１に記載のセラミック電子部品。
前記抵抗体は、フォトリソグラフィ法によって形成された抵抗体パターンを焼き付けして得られる、請求項１又は２に記載のセラミック電子部品。