JP3396973B2 - 積層型バリスタの製造方法 - Google Patents
積層型バリスタの製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は積層型バリスタの製造方
法に関するものである。
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、チップ部品は半田付け時に半
田により、Ａｇ外部電極が、侵されてしまうため、Ａｇ
外部電極の上にＮｉメッキ等を施し、この上からさら
に、半田付け性向上のため半田メッキを施している。し
かし、ＺｎＯバリスタは、半導体であるため電解メッキ
を行うと、セラミック素子表面もメッキされてしまうの
で、これを防ぐために、セラミック素子表面にＳｉ，
Ｂ，Ｂｉ，Ｐｂ，Ｃａ等からなるガラスをディップし
て、高抵抗層を形成していた。
田により、Ａｇ外部電極が、侵されてしまうため、Ａｇ
外部電極の上にＮｉメッキ等を施し、この上からさら
に、半田付け性向上のため半田メッキを施している。し
かし、ＺｎＯバリスタは、半導体であるため電解メッキ
を行うと、セラミック素子表面もメッキされてしまうの
で、これを防ぐために、セラミック素子表面にＳｉ，
Ｂ，Ｂｉ，Ｐｂ，Ｃａ等からなるガラスをディップし
て、高抵抗層を形成していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ガラスによる
高抵抗層は選択的にセラミック素子表面だけに形成する
ことができず、また均一な厚さにすることが困難であっ
た。このため、メッキをするときメッキ流れをおこして
ショートしたり、水分等がセラミック素子内部に浸入し
てバリスタ特性を劣化させたりするという問題点を有し
ていた。
高抵抗層は選択的にセラミック素子表面だけに形成する
ことができず、また均一な厚さにすることが困難であっ
た。このため、メッキをするときメッキ流れをおこして
ショートしたり、水分等がセラミック素子内部に浸入し
てバリスタ特性を劣化させたりするという問題点を有し
ていた。
【０００４】そこで本発明は、緻密で均一な厚みを有
し、選択的にセラミック素子表面に高抵抗層を形成し、
耐メッキ性、耐湿性に優れたバリスタを提供することを
目的とするものである。
し、選択的にセラミック素子表面に高抵抗層を形成し、
耐メッキ性、耐湿性に優れたバリスタを提供することを
目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明はバリスタ素子の表面に電極を形成し、次に
バリスタ素子の表面にＸの酸化物（Ｘ＝Ｆｅ，Ｓｂ，Ｔ
ｉ，Ａｌのうち少なくとも一種類）を主成分とする混合
物を配し、その後焼成し、バリスタ素子表面の少なくと
も電極に覆われていない部分に主成分がＺｎ−Ｘ−Ｏ系
の物質である高抵抗層を形成するものである。
に、本発明はバリスタ素子の表面に電極を形成し、次に
バリスタ素子の表面にＸの酸化物（Ｘ＝Ｆｅ，Ｓｂ，Ｔ
ｉ，Ａｌのうち少なくとも一種類）を主成分とする混合
物を配し、その後焼成し、バリスタ素子表面の少なくと
も電極に覆われていない部分に主成分がＺｎ−Ｘ−Ｏ系
の物質である高抵抗層を形成するものである。
【０００６】
【作用】この構成により、バリスタ素子表面のＺｎＯ成
分がＸの酸化物と反応し、バリスタ素子表面に主成分が
Ｚｎ−Ｘ−Ｏ系の物質である高抵抗層が形成される。し
かし、バリスタ素子表面に設けられた電極とＸの酸化物
は反応しないので選択的に電極形成部分を除く、バリス
タ素子表面に、高抵抗層が形成され、前記電極上にメッ
キすることができる。前記高抵抗層は、酸、アルカリに
浸されないので、素子が酸、アルカリ溶液にエッチング
されるのを防ぎ、また、緻密で均一な厚みを有するの
で、メッキ流れや余分な水分などが浸入するのを防ぐこ
とができるので、耐湿性、耐メッキ性に優れたバリスタ
を得ることができる。
分がＸの酸化物と反応し、バリスタ素子表面に主成分が
Ｚｎ−Ｘ−Ｏ系の物質である高抵抗層が形成される。し
かし、バリスタ素子表面に設けられた電極とＸの酸化物
は反応しないので選択的に電極形成部分を除く、バリス
タ素子表面に、高抵抗層が形成され、前記電極上にメッ
キすることができる。前記高抵抗層は、酸、アルカリに
浸されないので、素子が酸、アルカリ溶液にエッチング
されるのを防ぎ、また、緻密で均一な厚みを有するの
で、メッキ流れや余分な水分などが浸入するのを防ぐこ
とができるので、耐湿性、耐メッキ性に優れたバリスタ
を得ることができる。
【０００７】さらに、積層型のバリスタの場合、外部電
極とバリスタ素子の間にも、高抵抗層が形成されるの
で、内部電極の遊端と、対向する外部電極の距離を短く
することができる。すなわち、内部電極の面積を大きく
することができるので、サージ耐量の大きなバリスタを
得ることができる。
極とバリスタ素子の間にも、高抵抗層が形成されるの
で、内部電極の遊端と、対向する外部電極の距離を短く
することができる。すなわち、内部電極の面積を大きく
することができるので、サージ耐量の大きなバリスタを
得ることができる。
【０００８】なお外部電極のバリスタ素子側面に高抵抗
層が形成される理由は、現時点で明確になっていない
が、バリスタ素子の成分とＸの酸化物とが反応して液相
化し、界面から液相化した高抵抗成分が素子内に浸入す
るためであると思われる。
層が形成される理由は、現時点で明確になっていない
が、バリスタ素子の成分とＸの酸化物とが反応して液相
化し、界面から液相化した高抵抗成分が素子内に浸入す
るためであると思われる。
【０００９】
（実施例１）図１において、１はバリスタ素子で、その
内部にはＡｇ製の内部電極２が複数設けられている。こ
れらの内部電極２には、交互にバリスタ素子１の両端に
引き出され、その両端において、外部電極３と電気的に
接続されている。
内部にはＡｇ製の内部電極２が複数設けられている。こ
れらの内部電極２には、交互にバリスタ素子１の両端に
引き出され、その両端において、外部電極３と電気的に
接続されている。
【００１０】また、内部電極２間、及びその外側に積層
されたセラミックシート１ａは、ＺｎＯを主成分とし、
副成分としてＢｉ2Ｏ3，Ｃｏ2Ｏ3，ＭｎＯ2，Ｓｂ
2Ｏ3，Ｂ2Ｏ3等を含んでいる。
されたセラミックシート１ａは、ＺｎＯを主成分とし、
副成分としてＢｉ2Ｏ3，Ｃｏ2Ｏ3，ＭｎＯ2，Ｓｂ
2Ｏ3，Ｂ2Ｏ3等を含んでいる。
【００１１】図２は製造工程を示し、セラミックシート
１ａは図２において（５）で示すごとく原料の混合、粉
砕、スラリー化、シート成形により作製した。次にこの
セラミックシート１ａと、内部電極２とを積層（６）
し、それを切断（７）し、９３０℃で３０分間焼成
（８）後、シェーカーで１時間、バリスタ素子１の表面
の面取（９）をした。
１ａは図２において（５）で示すごとく原料の混合、粉
砕、スラリー化、シート成形により作製した。次にこの
セラミックシート１ａと、内部電極２とを積層（６）
し、それを切断（７）し、９３０℃で３０分間焼成
（８）後、シェーカーで１時間、バリスタ素子１の表面
の面取（９）をした。
【００１２】次に、バリスタ素子１の両端面にＡｇ電極
ペーストを塗布（１０）し、６００℃〜９６０℃でＡｇ
電極焼付（１１）し、その後、図３に示すごとくＦｅ2
Ｏ3を主成分とする混合物１５にバリスタ素子１を埋没
させ、空気中あるいは酸素雰囲気中で６００℃〜９６０
℃で５分〜１０時間、焼成した（図２の１２）。
ペーストを塗布（１０）し、６００℃〜９６０℃でＡｇ
電極焼付（１１）し、その後、図３に示すごとくＦｅ2
Ｏ3を主成分とする混合物１５にバリスタ素子１を埋没
させ、空気中あるいは酸素雰囲気中で６００℃〜９６０
℃で５分〜１０時間、焼成した（図２の１２）。
【００１３】この焼成により、バリスタ素子１の主成分
ＺｎＯと、Ｆｅ2Ｏ3が反応して、主にＺｎ−Ｆｅ−Ｏ系
の高抵抗層４ａが前記バリスタ素子１表面上に形成され
る。また、バリスタ素子１に副成分として、Ｂｉ2Ｏ3を
添加した場合、Ｂｉ2Ｏ3がＦｅ2Ｏ3と反応して、主にＺ
ｎ−Ｆｅ−Ｏ系の高抵抗層４ａと、この高抵抗層４ａの
上に、主にＢｉ−Ｆｅ−Ｏ系の高抵抗層４ｂとがバリス
タ素子１の表面上に形成される。
ＺｎＯと、Ｆｅ2Ｏ3が反応して、主にＺｎ−Ｆｅ−Ｏ系
の高抵抗層４ａが前記バリスタ素子１表面上に形成され
る。また、バリスタ素子１に副成分として、Ｂｉ2Ｏ3を
添加した場合、Ｂｉ2Ｏ3がＦｅ2Ｏ3と反応して、主にＺ
ｎ−Ｆｅ−Ｏ系の高抵抗層４ａと、この高抵抗層４ａの
上に、主にＢｉ−Ｆｅ−Ｏ系の高抵抗層４ｂとがバリス
タ素子１の表面上に形成される。
【００１４】また、バリスタ素子１の副成分としてＢ2
Ｏ3を添加した場合、Ｂ2Ｏ3がＦｅ2Ｏ3と反応して、主
にＺｎ−Ｆｅ−Ｏ系の高抵抗層４ａと、この上に、主に
Ｂ−Ｆｅ−Ｏ系の高抵抗層４ｂとがバリスタ素子１の表
面上に形成される。
Ｏ3を添加した場合、Ｂ2Ｏ3がＦｅ2Ｏ3と反応して、主
にＺｎ−Ｆｅ−Ｏ系の高抵抗層４ａと、この上に、主に
Ｂ−Ｆｅ−Ｏ系の高抵抗層４ｂとがバリスタ素子１の表
面上に形成される。
【００１５】さらに、バリスタ素子１に、副成分とし
て、Ｂｉ2Ｏ3とを添加した場合、Ｂｉ 2Ｏ3とＢ2Ｏ3とが
Ｆｅ2Ｏ3と反応して、主にＺｎ−Ｆｅ−Ｏ系の高抵抗層
４ａと、この上に、主にＢｉ−Ｆｅ−Ｏ系とＢ−Ｆｅ−
Ｏ系とからなる高抵抗層４ｂとがバリスタ素子１の表面
上に形成される。これら反応により生じた物質は、バリ
スタの特性への悪影響は生じず、バリスタとして極めて
特性の優れたものが得られる。ここで重要なことは、図
３に示すごとく個々のバリスタ素子１を全てＦｅ 2Ｏ3を
主成分とする混合物１５に埋没させておくことである。
そのために、まずアルミナのるつぼ１６の中に所定の厚
さでＦｅ2Ｏ3を主成分とする混合物１５を敷きつめ、そ
の上に、バリスタ素子１を隣接するものと接触しないよ
うに並べ、その状態でＦｅ2Ｏ3を主成分とする混合物１
５を充分に覆いかぶせた。この状態で焼成を行った後
に、バリスタ素子１表面と、外部電極３表面のＦｅ2Ｏ3
を主成分とする混合物１５を取り除いた。この除去は例
えば容器内にＳｉＣの玉石と純水とバリスタ素子１とを
入れて攪拌したり、エアーガンで複数のバリスタ素子１
を容器内で揺動させたりして行った。その後、外部電極
３表面に２Ａ，３０minで電解Ｎｉメッキ、その上に
０．６Ａ，３０minで半田メッキ（図２の１４）を行
い、バリスタを得た。
て、Ｂｉ2Ｏ3とを添加した場合、Ｂｉ 2Ｏ3とＢ2Ｏ3とが
Ｆｅ2Ｏ3と反応して、主にＺｎ−Ｆｅ−Ｏ系の高抵抗層
４ａと、この上に、主にＢｉ−Ｆｅ−Ｏ系とＢ−Ｆｅ−
Ｏ系とからなる高抵抗層４ｂとがバリスタ素子１の表面
上に形成される。これら反応により生じた物質は、バリ
スタの特性への悪影響は生じず、バリスタとして極めて
特性の優れたものが得られる。ここで重要なことは、図
３に示すごとく個々のバリスタ素子１を全てＦｅ 2Ｏ3を
主成分とする混合物１５に埋没させておくことである。
そのために、まずアルミナのるつぼ１６の中に所定の厚
さでＦｅ2Ｏ3を主成分とする混合物１５を敷きつめ、そ
の上に、バリスタ素子１を隣接するものと接触しないよ
うに並べ、その状態でＦｅ2Ｏ3を主成分とする混合物１
５を充分に覆いかぶせた。この状態で焼成を行った後
に、バリスタ素子１表面と、外部電極３表面のＦｅ2Ｏ3
を主成分とする混合物１５を取り除いた。この除去は例
えば容器内にＳｉＣの玉石と純水とバリスタ素子１とを
入れて攪拌したり、エアーガンで複数のバリスタ素子１
を容器内で揺動させたりして行った。その後、外部電極
３表面に２Ａ，３０minで電解Ｎｉメッキ、その上に
０．６Ａ，３０minで半田メッキ（図２の１４）を行
い、バリスタを得た。
【００１６】得られたバリスタの断面から、メッキの厚
みは、Ｎｉメッキが１．２μｍ、半田メッキは１．３μ
ｍであった。
みは、Ｎｉメッキが１．２μｍ、半田メッキは１．３μ
ｍであった。
【００１７】また、耐メッキ性を調べ（表１）に示し
た。
た。
【００１８】
【表１】
【００１９】（表１）に示すように、高抵抗層４ａ，４
ｂを有していないバリスタ素子１にメッキを行うと、外
部電極３の形成部分以外のバリスタ素子１の表面積の１
００％がメッキされてしまう。
ｂを有していないバリスタ素子１にメッキを行うと、外
部電極３の形成部分以外のバリスタ素子１の表面積の１
００％がメッキされてしまう。
【００２０】また、従来のように、バリスタ素子１の表
面にガラスによる高抵抗層を形成したものは、７〜８％
メッキされた。しかし、本実施例によるものは、バリス
タ素子１の外部電極３の形成部分以外は全くメッキされ
なかった。
面にガラスによる高抵抗層を形成したものは、７〜８％
メッキされた。しかし、本実施例によるものは、バリス
タ素子１の外部電極３の形成部分以外は全くメッキされ
なかった。
【００２１】また、本発明のバリスタは、メッキ時も、
メッキ液による、バリスタ素子１の腐食が起きないの
で、優れた特性を有するものである。
メッキ液による、バリスタ素子１の腐食が起きないの
で、優れた特性を有するものである。
【００２２】なお、本実施例においてはＦｅ2Ｏ3のみを
用いたが、Ｆｅ，Ｓｂ，Ｔｉ，Ａｌの酸化物のうち少な
くとも一種類以上をどのような組合せで用いても同様の
効果が得られる。
用いたが、Ｆｅ，Ｓｂ，Ｔｉ，Ａｌの酸化物のうち少な
くとも一種類以上をどのような組合せで用いても同様の
効果が得られる。
【００２３】（実施例２）実施例１と同様にして、外部
電極３塗布（１０）後のバリスタ素子１を、図３に示す
ごとく、Ｆｅ2Ｏ3を主成分とする混合物１５に、埋没さ
せ、この状態で、６００〜９６０℃で５分〜１０時間焼
成した。その後、外部電極３上に、さらにＡｇ電極ペー
ストを塗布し、６００〜９６０℃で１０〜６０分間Ａｇ
電極焼付を行い、次にメッキ（１４）を行ってバリスタ
を得た。
電極３塗布（１０）後のバリスタ素子１を、図３に示す
ごとく、Ｆｅ2Ｏ3を主成分とする混合物１５に、埋没さ
せ、この状態で、６００〜９６０℃で５分〜１０時間焼
成した。その後、外部電極３上に、さらにＡｇ電極ペー
ストを塗布し、６００〜９６０℃で１０〜６０分間Ａｇ
電極焼付を行い、次にメッキ（１４）を行ってバリスタ
を得た。
【００２４】また、実施例２においてＦｅ2Ｏ3を主成分
とする混合物１５にバリスタ素子１を埋没させて反応さ
せた後、外部電極３上についたＦｅ2Ｏ3の反応物は実施
例１と同様に除去してから、さらに外部電極３の上にＡ
ｇを塗布して焼付てもよい。
とする混合物１５にバリスタ素子１を埋没させて反応さ
せた後、外部電極３上についたＦｅ2Ｏ3の反応物は実施
例１と同様に除去してから、さらに外部電極３の上にＡ
ｇを塗布して焼付てもよい。
【００２５】実施例１と同様に、実施例２においても、
バリスタ素子１の主成分ＺｎＯとＦｅ2Ｏ3とが反応し
て、主にＺｎ−Ｆｅ−Ｏ系の高抵抗層４ａが前記バリス
タ素子１表面上に形成される。また、バリスタ素子１に
副成分として、Ｂｉ2Ｏ3を添加した場合、Ｂｉ2Ｏ3がＦ
ｅ2Ｏ3と反応して、主にＺｎ−Ｆｅ−Ｏ系の高抵抗層４
ａと、この高抵抗層４ａの上に、主にＢｉ−Ｆｅ−Ｏ系
の高抵抗層４ｂとがバリスタ素子１の表面上に形成され
る。
バリスタ素子１の主成分ＺｎＯとＦｅ2Ｏ3とが反応し
て、主にＺｎ−Ｆｅ−Ｏ系の高抵抗層４ａが前記バリス
タ素子１表面上に形成される。また、バリスタ素子１に
副成分として、Ｂｉ2Ｏ3を添加した場合、Ｂｉ2Ｏ3がＦ
ｅ2Ｏ3と反応して、主にＺｎ−Ｆｅ−Ｏ系の高抵抗層４
ａと、この高抵抗層４ａの上に、主にＢｉ−Ｆｅ−Ｏ系
の高抵抗層４ｂとがバリスタ素子１の表面上に形成され
る。
【００２６】また、バリスタ素子１の副成分としてＢ2
Ｏ3を添加した場合、Ｂ2Ｏ3がＦｅ2Ｏ3と反応して、主
にＺｎ−Ｆｅ−Ｏ系の高抵抗層４ａと、この上に、主に
Ｂ−Ｆｅ−Ｏ系の高抵抗層４ｂとがバリスタ素子１の表
面上に形成される。
Ｏ3を添加した場合、Ｂ2Ｏ3がＦｅ2Ｏ3と反応して、主
にＺｎ−Ｆｅ−Ｏ系の高抵抗層４ａと、この上に、主に
Ｂ−Ｆｅ−Ｏ系の高抵抗層４ｂとがバリスタ素子１の表
面上に形成される。
【００２７】さらに、バリスタ素子１に、副成分とし
て、Ｂｉ2Ｏ3とＢ2Ｏ3を添加した場合、Ｂｉ2Ｏ3とＢ2
Ｏ3とがＦｅ2Ｏ3と反応して、主にＺｎ−Ｆｅ−Ｏ系の
高抵抗層４ａと、この上に、主にＢｉ−Ｆｅ−Ｏ系とＢ
ｉ−Ｆｅ−Ｏ系とからなる高抵抗層４ｂとがバリスタ素
子１の表面上に形成される。これら反応により生じた物
質は、バリスタの特性への悪影響は生じず、バリスタと
して、極めて優れた特性を有するものが得られる。
て、Ｂｉ2Ｏ3とＢ2Ｏ3を添加した場合、Ｂｉ2Ｏ3とＢ2
Ｏ3とがＦｅ2Ｏ3と反応して、主にＺｎ−Ｆｅ−Ｏ系の
高抵抗層４ａと、この上に、主にＢｉ−Ｆｅ−Ｏ系とＢ
ｉ−Ｆｅ−Ｏ系とからなる高抵抗層４ｂとがバリスタ素
子１の表面上に形成される。これら反応により生じた物
質は、バリスタの特性への悪影響は生じず、バリスタと
して、極めて優れた特性を有するものが得られる。
【００２８】なお、本実施例においても、Ｆｅ2Ｏ3のみ
の例を示したが、Ｆｅ2Ｏ3だけでなく、Ｆｅ，Ｔｉ，Ａ
ｌの酸化物を用いてもよいし、これらの中から少なくと
も一種類以上を、どのように組合せて用いたとしても同
様の効果が得られる。
の例を示したが、Ｆｅ2Ｏ3だけでなく、Ｆｅ，Ｔｉ，Ａ
ｌの酸化物を用いてもよいし、これらの中から少なくと
も一種類以上を、どのように組合せて用いたとしても同
様の効果が得られる。
【００２９】（実施例３）実施例１と同様にして、面取
（９）後、図３に示すごとく、Ｆｅ2Ｏ3を主成分とする
混合物１５にバリスタ素子１を埋没させ、この状態で６
００℃〜９６０℃で５分〜１０時間、加熱する。加熱
後、外部電極３を塗布（１０）し、６００℃〜９６０
℃、１０〜６０分でＡｇ電極焼付、メッキ（１４）を行
う。
（９）後、図３に示すごとく、Ｆｅ2Ｏ3を主成分とする
混合物１５にバリスタ素子１を埋没させ、この状態で６
００℃〜９６０℃で５分〜１０時間、加熱する。加熱
後、外部電極３を塗布（１０）し、６００℃〜９６０
℃、１０〜６０分でＡｇ電極焼付、メッキ（１４）を行
う。
【００３０】実施例１と同様に、実施例３においても、
バリスタ素子１の主成分ＺｎＯとＦｅ2Ｏ3とが反応し
て、主にＺｎ−Ｆｅ−Ｏ系の高抵抗層４ａが前記バリス
タ素子１表面上に形成される。また、バリスタ素子１に
副成分として、Ｂｉ2Ｏ3を添加した場合、Ｂｉ2Ｏ3がＦ
ｅ2Ｏ3と反応して、主にＺｎ−Ｆｅ−Ｏ系の高抵抗層４
ａと、この高抵抗層４ａの上に、主にＢｉ−Ｆｅ−Ｏ系
の高抵抗層４ｂとがバリスタ素子１の表面上に形成され
る。
バリスタ素子１の主成分ＺｎＯとＦｅ2Ｏ3とが反応し
て、主にＺｎ−Ｆｅ−Ｏ系の高抵抗層４ａが前記バリス
タ素子１表面上に形成される。また、バリスタ素子１に
副成分として、Ｂｉ2Ｏ3を添加した場合、Ｂｉ2Ｏ3がＦ
ｅ2Ｏ3と反応して、主にＺｎ−Ｆｅ−Ｏ系の高抵抗層４
ａと、この高抵抗層４ａの上に、主にＢｉ−Ｆｅ−Ｏ系
の高抵抗層４ｂとがバリスタ素子１の表面上に形成され
る。
【００３１】また、バリスタ素子１の副成分としてＢ2
Ｏ3を添加した場合、Ｂ2Ｏ3がＦｅ2Ｏ3と反応して、主
にＺｎ−Ｆｅ−Ｏ系の高抵抗層４ａと、この上に、主に
Ｂ−Ｆｅ−Ｏ系の高抵抗層４ｂとがバリスタ素子１の表
面上に形成される。
Ｏ3を添加した場合、Ｂ2Ｏ3がＦｅ2Ｏ3と反応して、主
にＺｎ−Ｆｅ−Ｏ系の高抵抗層４ａと、この上に、主に
Ｂ−Ｆｅ−Ｏ系の高抵抗層４ｂとがバリスタ素子１の表
面上に形成される。
【００３２】さらに、バリスタ素子１に、副成分とし
て、Ｂｉ2Ｏ3とを添加した場合、Ｂｉ 2Ｏ3とＢ2Ｏ3とが
Ｆｅ2Ｏ3と反応して、主にＺｎ−Ｆｅ−Ｏ系の高抵抗層
４ａと、この上に、主にＢｉ−Ｆｅ−Ｏ系とＢ−Ｆｅ−
Ｏ系とからなる高抵抗層４ｂとがバリスタ素子１の表面
上に形成される。これら反応により生じた物質は、バリ
スタの特性への悪影響は生じず、バリスタとして、極め
て優れた特性を有するものが得られる。
て、Ｂｉ2Ｏ3とを添加した場合、Ｂｉ 2Ｏ3とＢ2Ｏ3とが
Ｆｅ2Ｏ3と反応して、主にＺｎ−Ｆｅ−Ｏ系の高抵抗層
４ａと、この上に、主にＢｉ−Ｆｅ−Ｏ系とＢ−Ｆｅ−
Ｏ系とからなる高抵抗層４ｂとがバリスタ素子１の表面
上に形成される。これら反応により生じた物質は、バリ
スタの特性への悪影響は生じず、バリスタとして、極め
て優れた特性を有するものが得られる。
【００３３】なお、本実施例においても、Ｆｅ2Ｏ3のみ
の場合について示したが、Ｆｅ，Ｓｂ，Ｔｉ，Ａｌの酸
化物のうちの少なくとも一種類以上を、どのような組合
せで用いたとしても同様の効果が得られる。
の場合について示したが、Ｆｅ，Ｓｂ，Ｔｉ，Ａｌの酸
化物のうちの少なくとも一種類以上を、どのような組合
せで用いたとしても同様の効果が得られる。
【００３４】（実施例４）実施例１と同様にして、セラ
ミック素子１を得た後、Ｆｅの有機化合物を含む液体
に、セラミック素子１を浸漬させ、その後、空気中ある
いは酸素雰囲気中で、６００〜９６０℃で５分〜１０時
間焼成して高抵抗層４ａ，４ｂを形成した。このように
バリスタ素子１を上記液体に浸漬することにより、この
液体が、バリスタ素子の表面に入り込み、接触面積が広
くなり、反応性が良くなると共に均一な厚さの膜が得ら
れる。
ミック素子１を得た後、Ｆｅの有機化合物を含む液体
に、セラミック素子１を浸漬させ、その後、空気中ある
いは酸素雰囲気中で、６００〜９６０℃で５分〜１０時
間焼成して高抵抗層４ａ，４ｂを形成した。このように
バリスタ素子１を上記液体に浸漬することにより、この
液体が、バリスタ素子の表面に入り込み、接触面積が広
くなり、反応性が良くなると共に均一な厚さの膜が得ら
れる。
【００３５】本実施例においても、実施例１と同様にバ
リスタ素子１の主成分ＺｎＯとＦｅ 2Ｏ3が反応して、主
にＺｎ−Ｆｅ−Ｏ系の高抵抗層４ａが前記バリスタ素子
１表面上に形成される。また、バリスタ素子１に副成分
として、Ｂｉ2Ｏ3を添加した場合、Ｂｉ2Ｏ3がＦｅ2Ｏ3
と反応して、主にＺｎ−Ｆｅ−Ｏ系の高抵抗層４ａと、
この高抵抗層４ａの上に、主にＢｉ−Ｆｅ−Ｏ系の高抵
抗層４ｂとがバリスタ素子１の表面上に形成される。
リスタ素子１の主成分ＺｎＯとＦｅ 2Ｏ3が反応して、主
にＺｎ−Ｆｅ−Ｏ系の高抵抗層４ａが前記バリスタ素子
１表面上に形成される。また、バリスタ素子１に副成分
として、Ｂｉ2Ｏ3を添加した場合、Ｂｉ2Ｏ3がＦｅ2Ｏ3
と反応して、主にＺｎ−Ｆｅ−Ｏ系の高抵抗層４ａと、
この高抵抗層４ａの上に、主にＢｉ−Ｆｅ−Ｏ系の高抵
抗層４ｂとがバリスタ素子１の表面上に形成される。
【００３６】また、バリスタ素子１の副成分としてＢ2
Ｏ3を添加した場合、Ｂ2Ｏ3がＦｅ2Ｏ3と反応して、主
にＺｎ−Ｆｅ−Ｏ系の高抵抗層４ａと、この上に、主に
Ｂ−Ｆｅ−Ｏ系の高抵抗層４ｂとがバリスタ素子１の表
面上に形成される。
Ｏ3を添加した場合、Ｂ2Ｏ3がＦｅ2Ｏ3と反応して、主
にＺｎ−Ｆｅ−Ｏ系の高抵抗層４ａと、この上に、主に
Ｂ−Ｆｅ−Ｏ系の高抵抗層４ｂとがバリスタ素子１の表
面上に形成される。
【００３７】さらに、バリスタ素子１に、副成分とし
て、Ｂｉ2Ｏ3とＢ2Ｏ3とを添加した場合、Ｂｉ2Ｏ3とＢ
2Ｏ3とがＦｅ2Ｏ3と反応して、主にＺｎ−Ｆｅ−Ｏ系の
高抵抗層４ａと、この上に、主にＢｉ−Ｆｅ−Ｏ系とＢ
−Ｆｅ−Ｏ系とからなる高抵抗層４ｂとがバリスタ素子
１の表面上に形成される。これら反応により生じた物質
は、バリスタの特性への悪影響は生じず、バリスタとし
て、極めて優れた特性を有するものが得られる。
て、Ｂｉ2Ｏ3とＢ2Ｏ3とを添加した場合、Ｂｉ2Ｏ3とＢ
2Ｏ3とがＦｅ2Ｏ3と反応して、主にＺｎ−Ｆｅ−Ｏ系の
高抵抗層４ａと、この上に、主にＢｉ−Ｆｅ−Ｏ系とＢ
−Ｆｅ−Ｏ系とからなる高抵抗層４ｂとがバリスタ素子
１の表面上に形成される。これら反応により生じた物質
は、バリスタの特性への悪影響は生じず、バリスタとし
て、極めて優れた特性を有するものが得られる。
【００３８】また、本実施例においても、Ｆｅ2Ｏ3のみ
の場合を示したが、Ｆｅ，Ｓｂ，Ｔｉ，Ａｌの酸化物の
うち少なくとも一種類以上をどのような組合せで用いた
としても、同様の効果を得ることができる。
の場合を示したが、Ｆｅ，Ｓｂ，Ｔｉ，Ａｌの酸化物の
うち少なくとも一種類以上をどのような組合せで用いた
としても、同様の効果を得ることができる。
【００３９】なお実施例１〜４においてＦｅ，Ｓｂ，Ｔ
ｉ，Ａｌの酸化物のうち少なくとも一種類を主成分とす
る混合物１５にバリスタ素子１を埋没させる場合、図４
のように埋め込むだけでも高抵抗層は形成されるが、反
応性を考えた場合、図３のようにアルミナのるつぼ１６
中で反応させ、さらにおもしなどをして、圧力をかけて
Ｆｅ，Ｓｂ，Ｔｉ，Ａｌの酸化物のうち少なくとも一種
類を主成分とする混合物１５とバリスタ素子１との密着
性を上げた方がよい。また、ニッケル製あるいは磁器製
等のバリスタ素子１と反応しない材料でできた容器内に
ニッケルあるいはジルコニア等のバリスタ素子１と反応
しない玉石と、バリスタ素子１とＦｅ，Ｓｂ，Ｔｉ，Ａ
ｌの酸化物のうち少なくとも一種類を主成分とする混合
物１５とを入れ、回転させながら攪拌して反応を行う
と、より均一に反応させることができると思われる。
ｉ，Ａｌの酸化物のうち少なくとも一種類を主成分とす
る混合物１５にバリスタ素子１を埋没させる場合、図４
のように埋め込むだけでも高抵抗層は形成されるが、反
応性を考えた場合、図３のようにアルミナのるつぼ１６
中で反応させ、さらにおもしなどをして、圧力をかけて
Ｆｅ，Ｓｂ，Ｔｉ，Ａｌの酸化物のうち少なくとも一種
類を主成分とする混合物１５とバリスタ素子１との密着
性を上げた方がよい。また、ニッケル製あるいは磁器製
等のバリスタ素子１と反応しない材料でできた容器内に
ニッケルあるいはジルコニア等のバリスタ素子１と反応
しない玉石と、バリスタ素子１とＦｅ，Ｓｂ，Ｔｉ，Ａ
ｌの酸化物のうち少なくとも一種類を主成分とする混合
物１５とを入れ、回転させながら攪拌して反応を行う
と、より均一に反応させることができると思われる。
【００４０】また、液体に浸漬したバリスタ素子１を実
施例１〜３と同様に、混合物１５に埋没させて、高抵抗
層４ａ，４ｂを形成するとさらに均一な厚さを有する緻
密なものが形成できる。
施例１〜３と同様に、混合物１５に埋没させて、高抵抗
層４ａ，４ｂを形成するとさらに均一な厚さを有する緻
密なものが形成できる。
【００４１】さらに、玉石は、バリスタ素子１よりも小
さいものを用いることが好ましい。また混合物１５はＦ
ｅ，Ｓｂ，Ｔｉ，Ａｌの酸化物のうち少なくとも一種類
を主成分とする粉体であるが、バリスタ素子１との反応
性を良くするために、粒径を２μｍ以下にすることが望
ましい。そして、混合物１５に用いる粉体として、マン
ガン、ジルコニア等の酸化物が望ましい。
さいものを用いることが好ましい。また混合物１５はＦ
ｅ，Ｓｂ，Ｔｉ，Ａｌの酸化物のうち少なくとも一種類
を主成分とする粉体であるが、バリスタ素子１との反応
性を良くするために、粒径を２μｍ以下にすることが望
ましい。そして、混合物１５に用いる粉体として、マン
ガン、ジルコニア等の酸化物が望ましい。
【００４２】本実験は内部電極、外部電極にＡｇを用い
たため、９６０℃以下での焼成という制約をうけたが、
Ａｇを用いていなければ６００〜１３００℃で焼成、高
抵抗層形成を行ってもよい。
たため、９６０℃以下での焼成という制約をうけたが、
Ａｇを用いていなければ６００〜１３００℃で焼成、高
抵抗層形成を行ってもよい。
【００４３】そして昇温を一気に行うことにより、バリ
スタ素子１の成分が蒸発して、ポアになるのを防ぐこと
ができる。これに対して降温は、特に５００〜８００℃
の間は、５０℃／ｈで降温させることが望ましい。これ
により、バリスタ素子１の内部に酸素が十分に供給さ
れ、低電流領域でのバリスタ特性が向上する。
スタ素子１の成分が蒸発して、ポアになるのを防ぐこと
ができる。これに対して降温は、特に５００〜８００℃
の間は、５０℃／ｈで降温させることが望ましい。これ
により、バリスタ素子１の内部に酸素が十分に供給さ
れ、低電流領域でのバリスタ特性が向上する。
【００４４】また、本発明のバリスタと従来のバリスタ
の湿中負荷試験を行い、その結果を図５に示した。
の湿中負荷試験を行い、その結果を図５に示した。
【００４５】図５を見るとわかるように、従来のバリス
タは１００時間を過ぎると
タは１００時間を過ぎると
【００４６】
【外１】
【００４７】が大きく変化するが、本発明のバリスタ
は、ほとんど変化していない。このように、本発明のバ
リスタは従来のものと比較すると非常に耐湿性に優れて
いることがわかる。
は、ほとんど変化していない。このように、本発明のバ
リスタは従来のものと比較すると非常に耐湿性に優れて
いることがわかる。
【００４８】また、（表２）に、サージ耐量に対する必
要な無効層厚みを示している。
要な無効層厚みを示している。
【００４９】
【表２】
【００５０】（表２）によると、従来のバリスタは、も
れ電流を防ぐため、サージ耐量が５００Ａのバリスタで
は、無効層の厚みを有効層一層の厚みの２倍に、また２
００Ａのバリスタでは、無効層の厚みを有効層一層の厚
みと同じに最低限しなければならなかった。しかし、本
発明のバリスタは、サージ耐量が１０００Ａのバリスタ
でも、無効層の厚みを有効層一層の厚みの０．２倍にし
ても、外部電極３とバリスタ素子１の間に高抵抗層４
ａ，４ｂが介在しているので、もれ電流を防ぐことがで
きる。
れ電流を防ぐため、サージ耐量が５００Ａのバリスタで
は、無効層の厚みを有効層一層の厚みの２倍に、また２
００Ａのバリスタでは、無効層の厚みを有効層一層の厚
みと同じに最低限しなければならなかった。しかし、本
発明のバリスタは、サージ耐量が１０００Ａのバリスタ
でも、無効層の厚みを有効層一層の厚みの０．２倍にし
ても、外部電極３とバリスタ素子１の間に高抵抗層４
ａ，４ｂが介在しているので、もれ電流を防ぐことがで
きる。
【００５１】さらに、図１に示した積層型のバリスタの
場合、外部電極３とバリスタ素子１の間にも、高抵抗層
３ａが形成されるので、内部電極２の遊端２ａと、対向
する外部電極３の距離を短くすることができる。すなわ
ち、内部電極２の面積を大きくすることができるので、
サージ耐量の大きなバリスタを得ることができる。
場合、外部電極３とバリスタ素子１の間にも、高抵抗層
３ａが形成されるので、内部電極２の遊端２ａと、対向
する外部電極３の距離を短くすることができる。すなわ
ち、内部電極２の面積を大きくすることができるので、
サージ耐量の大きなバリスタを得ることができる。
【００５２】なお外部電極３の内面側にも高抵抗層３ａ
が形成される理由は現時点で十分判明していないが、バ
リスタ素子の成分とＦｅ，Ｓｂ，Ｔｉ，Ａｌの酸化物の
うち少なくとも一種類とが、反応して液相化し、界面か
ら液相化した高抵抗成分が素子内に浸入するためである
と思われる。
が形成される理由は現時点で十分判明していないが、バ
リスタ素子の成分とＦｅ，Ｓｂ，Ｔｉ，Ａｌの酸化物の
うち少なくとも一種類とが、反応して液相化し、界面か
ら液相化した高抵抗成分が素子内に浸入するためである
と思われる。
【００５３】
【発明の効果】以上のように、本発明はバリスタ素子表
面の電極に覆われていない部分に、主成分がＺｎ−Ｘ−
Ｏ系（Ｘ＝Ｆｅ，Ｓｂ，Ｔｉ，Ａｌのうち少なくとも一
種類以上）である高抵抗層を形成するものである。
面の電極に覆われていない部分に、主成分がＺｎ−Ｘ−
Ｏ系（Ｘ＝Ｆｅ，Ｓｂ，Ｔｉ，Ａｌのうち少なくとも一
種類以上）である高抵抗層を形成するものである。
【００５４】この高抵抗層は、緻密で均一な厚さを有す
るので不要な水分などがバリスタ素子内に浸入して、バ
リスタ特性を劣化させることがない。また、メッキ時
も、メッキ流れを起こしショート不良が発生するのを防
ぐことができる。さらに、無効層の厚みを従来よりも薄
くすることができるので、小型化を図ることができる。
このように、本発明の高抵抗層は耐薬品性、耐湿性に優
れているので、優れた特性を有するバリスタを得ること
ができる。
るので不要な水分などがバリスタ素子内に浸入して、バ
リスタ特性を劣化させることがない。また、メッキ時
も、メッキ流れを起こしショート不良が発生するのを防
ぐことができる。さらに、無効層の厚みを従来よりも薄
くすることができるので、小型化を図ることができる。
このように、本発明の高抵抗層は耐薬品性、耐湿性に優
れているので、優れた特性を有するバリスタを得ること
ができる。
【００５５】さらに、積層型のバリスタの場合、外部電
極とバリスタ素子の間にも、高抵抗層が形成されるの
で、内部電極の遊端と、対向する外部電極の距離を短く
することができる。すなわち、内部電極の面積を大きく
することができるので、サージ耐量の大きなバリスタを
得ることができる。
極とバリスタ素子の間にも、高抵抗層が形成されるの
で、内部電極の遊端と、対向する外部電極の距離を短く
することができる。すなわち、内部電極の面積を大きく
することができるので、サージ耐量の大きなバリスタを
得ることができる。
【図１】本発明の一実施例におけるバリスタの断面図
【図２】本発明の一実施例におけるバリスタの製造工程
図
図
【図３】本発明の一実施例における焼成工程の説明図
【図４】本発明の一実施例における焼成工程の説明図
【図５】本発明の一実施例におけるバリスタの耐湿性を
示す特性曲線図
示す特性曲線図
１ バリスタ素子
２ 内部電極
２ａ 遊端
３ 外部電極
３ａ 高抵抗層
４ａ 高抵抗層
４ｂ 高抵抗層
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平５−121211（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−7401（ＪＰ，Ａ)
特開 昭52−13691（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01C 7/02 - 7/22
Claims (5)
- 【請求項１】 ＺｎＯを主成分とするセラミックシート
と内部電極とを積層し焼成してバリスタ素子を得る第１
の工程と、次に、前記バリスタ素子の両端面に外部電極
を形成する第２の工程と、次に、前記外部電極を形成し
た前記バリスタ素子の表面にＸの酸化物（Ｘ＝Ｆｅ，Ｓ
ｂ，Ｔｉ，Ａｌのうち少なくとも一種類）を主成分とす
る混合物を配して焼成し前記バリスタ素子の表面に高抵
抗層を形成する第３の工程と、次に、前記外部電極の表
面にメッキする第４の工程とを有する積層型バリスタの
製造方法。 - 【請求項２】 第３の工程において、外部電極を形成し
たバリスタ素子をＸの酸化物（Ｘ＝Ｆｅ，Ｓｂ，Ｔｉ，
Ａｌのうち少なくとも一種類）を主成分とする混合物に
埋没させ圧力をかけて焼成する請求項1に記載の積層型
バリスタの製造方法。 - 【請求項３】 第３の工程において、外部電極を形成し
たバリスタ素子をＸの酸化物（Ｘ＝Ｆｅ，Ｓｂ，Ｔｉ，
Ａｌのうち少なくとも一種類）を主成分とする混合物と
玉石とを容器に入れ回転させながら焼成する請求項１に
記載の積層型バリスタの製造方法。 - 【請求項４】 外部電極の表面にメッキする第４の工程
の前に、前記外部電極の上に第２の外部電極を形成する
工程を有する請求項１に記載の積層形バリスタの製造方
法。 - 【請求項５】 外部電極の表面にメッキする第４の工程
の前に、前記外部電極の表面に付着したＸの酸化物を主
成分とする混合物を除去する工程を有する請求項１に記
載の積層型バリスタの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26523794A JP3396973B2 (ja) | 1994-10-28 | 1994-10-28 | 積層型バリスタの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26523794A JP3396973B2 (ja) | 1994-10-28 | 1994-10-28 | 積層型バリスタの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08124720A JPH08124720A (ja) | 1996-05-17 |
| JP3396973B2 true JP3396973B2 (ja) | 2003-04-14 |
Family
ID=17414433
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26523794A Expired - Fee Related JP3396973B2 (ja) | 1994-10-28 | 1994-10-28 | 積層型バリスタの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3396973B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1288971B1 (en) * | 2001-08-29 | 2012-06-20 | Panasonic Corporation | Method of manufacturing zinc oxide varistor |
| US20030043012A1 (en) | 2001-08-30 | 2003-03-06 | Kaori Shiraishi | Zinc oxide varistor and method of manufacturing same |
| JP4492187B2 (ja) * | 2004-04-02 | 2010-06-30 | 株式会社村田製作所 | 積層型正特性サーミスタ |
-
1994
- 1994-10-28 JP JP26523794A patent/JP3396973B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08124720A (ja) | 1996-05-17 |
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