JP3336198B2 - 積層セラミックバリスタ - Google Patents

積層セラミックバリスタ

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JP3336198B2 JP17849796A JP17849796A JP3336198B2 JP 3336198 B2 JP3336198 B2 JP 3336198B2 JP 17849796 A JP17849796 A JP 17849796A JP 17849796 A JP17849796 A JP 17849796A JP 3336198 B2 JP3336198 B2 JP 3336198B2
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清 松田
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、積層セラミックバ
リスタに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、積層セラミックバリスタは、その
組成がZnOを主成分とし少なくともBi2 3 を含む
組成の場合、各層間に挟まれた内部電極層は白金(P
t)により構成されていた。
【0003】このようなZnOを主成分とし少なくとも
Bi2 3 を含む積層セラミックバリスタは1000℃
以上の温度で焼成される。Bi2 3 の融点以上の温度
ではBi2 3 は金属を侵食し、化合物を形成する。こ
のため内部電極には化学的,温度的に安定なPtを使用
し、十分な電流容量を有する内部電極層を形成してい
た。
【0004】しかし、Ptは非常に高価であるため、積
層セラミックバリスタのサージ電流耐量向上の阻害要因
となっている。セラミックバリスタの場合、サージ電流
耐量の向上は有効対向電極面積を増加させることにより
成される。これは高価なPtの使用量が増加することに
なり、製品コストをアップさせていた。
【0005】また、積層セラミックバリスタの場合、サ
ージ電流耐量向上には有効対向電極面積増加とともに内
部電極と外部電極の良好な接続状態が求められる。外部
電極にはAg又はAg/Pd合金が使用されるが、内部
電極がPtの場合、外部電極(Ag又はAg/Pd合
金)との異種金属間接合となり、強固な接続が得られな
い。このため内外部電極接続部の電流容量には限界があ
り、有効対向電極面積を増加させても内外部電極接続部
の電流容量がネックとなり、サージ電流耐量を向上でき
ない場合が発生していた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、積層バ
リスタのサージ電流耐量の向上には有効対向電極面積の
増と内部及び外部電極接続部の電流容量増加が必要であ
る。内部電極にPtを使用する場合、内部及び外部電極
接続部の電流容量増大のためには外部電極にPtを多量
に含む材料を使用する必要がある。また有効対向電極面
積の増加はPtの使用量増大につながり、大幅なコスト
アップを招く。
【0007】したがって、内部電極のPtを比較的安価
なAg/Pd合金に代替えすることにより、内部電極及
び外部電極の材料的マッチングとコストアップを抑制す
ることは可能となる。しかし、セラミック組成にBi2
3 を含む場合、Bi2 3がAg/Pd合金を侵食
し、化合物を形成するので、焼成過程においてセラミク
ス組成物と内部電極との収縮差が発生し、デラミネーシ
ョン発生の原因となる。またBi2 3 による化合物形
成のため電極としての機能低下を引き起こすなどの問題
点があった。
【0008】本発明は、Bi2 3 の添加量を必要最小
限に抑制し、セラミック層表面へのBi2 3 の析出を
抑え、Ag/Pd合金内部電極との反応を抑制すること
により、内部電極材料に安価なAg/Pdを使用可能に
することを目的としたものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明になる積層セラミックバリスタは、 1) 内部電極層が銀,パラジウム合金からなり、銀と
パラジウムが重量比でAg/Pd=85/15〜60/
40であること。 2) セラミックバリスタはZnOを主成分とする組成
からなり、Bi2 3 の含有量が0.2〜0.3mol
%であること。またBaO,SrO,CaOの内少なく
とも1種類を含み、かつBi2 3 との合計mol%が
0.33〜0.5mol%であり、またBaO,Sr
O,CaOの内少なくとも1種類を含む全モル数をx、
Bi2 3 のモル数をyとするとき、x/y≦0.67
であることを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明者らは、まず次のことにつ
いて確認した。すなわち、 (1) 内部電極の銀,パラジウム合金組成に関し、A
g/Pdの重量比が(85/15)を超えると合金組成
の融点がセラミック焼成温度以下になり、内部電極が溶
融する場合が発生し、内部電極の形成が困難になる。ま
たAg/Pdの重量比が<(60/40)になると内部
電極金属の焼成温度が上昇し焼成時のセラミクスと内部
電極の収縮特性ミスマッチングが発生し、デラミネーシ
ョンの原因となり、銀,パラジウム合金組成の範囲がA
g/Pdの重量比でAg/Pd=(85/15)〜(6
0/40)の範囲であるならば、内部電極膜の溶融、デ
ラミネーション等の構造欠陥の発生もなく、良好な内部
電極層と外部電極膜の接合が得られることを見出した。
【0011】(2) 内部電極層の銀,パラジウム合金
とBi2 3 の反応は、内部電極層とセラミックの界面
へ過剰なBi2 3 が析出するために発生するが、セラ
ミック組成に含まれるBi2 3 を0.2〜0.3mo
l%に規制することにより過剰Bi2 3 の発生は抑制
される。しかし、Bi2 3 が0.3mol%以下にな
ると均一な粒界層の形成が困難になり、サージ電流耐量
の低下現象が発生した。
【0012】Ba,Sr,Caのアルカリ土類元素の酸
化物はZnOを主成分とする焼成体の場合、粒界に析出
し粒界層を形成し、かつ銀,パラジウムとの反応も発生
しない。Bi2 3 に加えてBa,Sr,Caアルカリ
土類元素酸化物を添加することにより均一な粒界形成に
不足するBi2 3 の絶対量を補足することができる。
これにより内部電極の銀,パラジウム合金とBi2 3
の反応を抑制でき、かつサージ電流耐量の低下も防止で
きる。アルカリ土類酸化物の添加量はBi2 3 とのモ
ル比(アルカリ土類酸化物モル量/Bi2 3 モル量)
により規定され、アルカリ土類酸化物の添加量がモル比
で0.67を超えるとZnOグレインとZnOグレイン
の接合粒界への酸素拡散機能が低下し、バリスタの基本
性能である非直線性を発現する粒界の形成が不完全にな
りサージ電流耐量は低下する。
【0013】次に、積層セラミックバリスタを製作した
実施例について述べる。
【0014】外形寸法が3.2×1.6×1.3(m
m)、一対の相対向する内部電極の有効面積が1.5m
2 、有効セラミック層の厚さが70μmで有効セラミ
ック層の層数が3層の積層セラミックバリスタを作製
し、内部電極層の銀,パラジウム合金組成、またBi2
3 とアルカリ土類酸化物の添加量の添加範囲を求め
た。
【0015】主成分のZnOとBi,Sr,Ba,Ca
酸化物以外の組成はMgO,CoO,MnO,NiO,
Sb2 3 ,Al2 3 として各々0.3,1.2,
0.6,0.1,1.5,0.005mol%を含むセ
ラミック組成粉体を有機バインダとをジルコニアボール
を用いてホットミルにて48時間混合後、ドクターブレ
ード法にて90μmのシートを作製した。このシート上
に所定パターンの内部電極ペーストを印刷、積層、圧
着、カット後300℃で10時間脱バインダを行った。
脱バインダ後2時間焼成を行った。外部電極の形成は、
銀,パラジウムの比率がAg/Pd=73/27の外部
電極ペーストを内部電極端面部に塗布した後750℃で
10分間焼成し形成した。
【0016】特性評価はサージ電流耐量(標準雷サージ
電流波形8×20μsec )を用いて行った。
【0017】表1に内部電極の銀,パラジウム合金組成
と各種焼成温度におけるサージ耐量の関係を示す。セラ
ミック組成は表2の組成番号7の組成を使用した。
【0018】
【表1】
【0019】焼成温度が1000℃以下になるとセラミ
ック自体の焼成が不完全になり、非直線を発現する粒界
の形成が不完全になる。このため内部電極の合金組成に
かかわらずサージ電流耐量が低下している。非直線性が
発現される粒界が完全に形成される焼成温度は1000
℃以上である。しかし、焼成温度が1000℃以上で
は、Ag/Pdの重量比が(85/15)以下になると
内部電極合金が溶融しサージ電流耐量は低下する。ま
た、Ag/Pdの重量比が(60/40)を超えるとセ
ラミックと内部電極層の収縮ミスマッチングによるデラ
ミネーションの発生によりサージ電流耐量は低下する。
【0020】
【表2】
【0021】
【0022】
【0023】
【0024】組成番号1〜5から、Bi2 3 量が0.
3mol%未満では均一な粒界層の形成が困難になりサ
ージ電流耐量が低下することがわかる。またBi2 3
量が0.3mol%以上になると内部電極層とセラミッ
クの界面に析出した過剰なBi2 3 による内部電極の
変質と変質による内部電極とセラミックの収縮ミスマッ
チングによる構造的内部欠陥によりサージ電流耐量が低
下することがわかる。
【0025】組成番号6〜13から、Bi2 3 ととも
にBaOを添加し、その合計添加量が0.33mol%
以上、0.50mol%以下の範囲であれば均一な粒界
層が形成され、Bi2 3 と内部電極金属との反応に起
因する内部構造欠陥の発生が防止され、良好なサージ電
流耐量が得られる。
【0026】しかし、BaOとBi2 3 のモル比(X
/Y)が0.67を超えると非直線性を発現する粒界の
形成が不完全になりサージ電流耐量が低下することがわ
かる。
【0027】組成番号14〜21から、Bi2 3 とと
もにSrOを添加し、その合計添加量が0.33mol
%以上、0.50mol%以下の範囲であれば均一な粒
界層が形成され、Bi2 3 と内部電極金属との反応に
起因する内部構造欠陥の発生が防止され、良好なサージ
電流耐量が得られる。しかし、SrOとBi2 3 のモ
ル比(X/Y)が0.67を超えると、非直線性を発現
する粒界の形成が不完全になりサージ電流耐量が低下す
ることがわかる。
【0028】組成番号22〜29から、Bi2 3 とと
もにCaOを添加し、その合計添加量が0.33mol
%以上、0.50mol%以下の範囲であれば均一な粒
界層が形成され、Bi2 3 と内部電極金属との反応に
起因する内部構造欠陥の発生が防止され、良好なサージ
電流耐量が得られる。しかし、CaOとBi2 3 のモ
ル比(X/Y)が0.67を超えると、非直線性を発現
する粒界の形成が不完全になりサージ電流耐量が低下す
ることがわかる。
【0029】組成番号30〜36から、Bi2 3 とと
もにBaO,SrO,CaOのアルカリ土類酸化物のう
ち少なくとも1種類以上を添加し、その合計添加量が
0.33mol%以上、0.50mol%以下の範囲で
あれば均一な粒界層が形成され、Bi2 3 と内部電極
金属との反応に起因する内部構造欠陥の発生が防止さ
れ、良好なサージ電流耐量が得られる。しかし、添加さ
れたアルカリ土類酸化物とBi2 3 のモル比(X/
Y)が0.67を超えると、非直線性を発現する粒界の
形成が不完全になりサージ電流耐量が低下することがわ
かる。
【0030】添加されたBi2 3 とアルカリ土類酸化
物の合計添加量の範囲0.33〜0.5mol%である
こと、アルカリ土類酸化物の添加モル量とBi2 3
ル量の比(X/Y)が0.67以下であることから、B
2 3 の添加量は0.2〜0.3mol%に規定され
る。
【0031】表3に外部電極と内部電極の種類によるサ
ージ電流耐量を示す。セラミックの組成は組成番号7番
の組成を使用した。
【0032】
【表3】
【0033】内部電極層がPtで外部電極が(Ag/P
d)の組み合せの場合、接続部が異種間金属接合となり
接続部のサージ電流耐量は低下する。
【0034】
【発明の効果】本発明によれば、内部電極に比較的安価
な銀,パラジウム合金が使用可能となったため、コスト
アップがなく、積層セラミックバリスタの単位体積当た
りのサージ電流耐量の向上が可能となり、積層セラミッ
クバリスタの大幅な小形化を図ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01C 7/02 - 7/22

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一端が外部電極接続部に露出した相対向
    する内部電極を有する積層セラミックバリスタにおい
    て、 1) 内部電極層が銀,パラジウム合金からなり、銀と
    パラジウムが重量比でAg/Pd=85/15〜60/
    40であること。 2) セラミックバリスタはZnOを主成分とする組成
    からなり、Bi2 3の含有量が0.2〜0.3mol
    %であること。またBaO,SrO,CaOの内少なく
    とも1種類を含み、かつBi2 3 との合計mol%が
    0.33〜0.5mol%であり、またBaO,Sr
    O,CaOの内少なくとも1種類を含む全モル数をx、
    Bi2 3 のモル数をyとするとき、x/y≦0.67
    であることを特徴とする積層セラミックバリスタ。
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CN1694187A (zh) * 2005-06-03 2005-11-09 河南金冠王码信息产业股份有限公司 纳米材料制备的多层片式ZnO压敏电阻器及其制造方法
CN100499941C (zh) * 2006-07-28 2009-06-10 王克政 基于金属基板的稀土厚膜电路稀土介质浆料及其制备工艺
CN116031033A (zh) * 2023-01-31 2023-04-28 厦门赛尔特电子有限公司 一种直流低残压型压敏电阻及其制备方法

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