JP4475249B2 - Varistor element - Google Patents
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Description
本発明は、バリスタ素子に関する。 The present invention relates to a varistor element.
この種のバリスタ素子として、電圧非直線特性を発現するバリスタ層と、該バリスタ層を挟むように配置される一対の内部電極とを有するバリスタ素体と、該バリスタ素体の両端部分にそれぞれ位置し且つ複数の内部電極のうち対応する内部電極にそれぞれ接続される一対の端子電極と、を備えるものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
近年、DSC(Digital Still Camera)、DVC(DigitalVideo Camera)、PDA(Personal Digital Assistant)、ノートパソコンあるいは携帯電話等の電子機器の小型化に伴い、バリスタ素子を始めとする電子素子の高密度実装に対する要求が厳しくなっている。この高密度実装に対する要求を満足するために、電子素子のパッケージをボールグリッドアレイパッケージ(以下、単にBGAパッケージという)とすることが考えられている。BGAパッケージには、その裏面にはんだバンプが格子状に多数並設されている。BGAパッケージは、各はんだバンプを実装基板の対応するパッドに重ねた状態でリフローすることにより実装基板に実装される。 In recent years, with the miniaturization of electronic devices such as DSC (Digital Still Camera), DVC (Digital Video Camera), PDA (Personal Digital Assistant), notebook personal computer or mobile phone, etc., for high-density mounting of electronic devices such as varistor devices. The demand is getting stricter. In order to satisfy this requirement for high-density mounting, it is considered that the electronic element package is a ball grid array package (hereinafter simply referred to as a BGA package). The BGA package has a large number of solder bumps arranged in parallel on the back surface thereof. The BGA package is mounted on the mounting substrate by reflowing each solder bump in a state of being superimposed on the corresponding pad of the mounting substrate.
ところで、バリスタ素子がBGAパッケージに対応させた構成とされた場合、はんだバ
ンプや端子電極が実装基板に対向する裏面側に位置するため、バリスタ素子の実装方向が
識別し難くなる。バリスタ素子は、その実装方向が誤った状態で実装された場合、正
常に機能しなくなってしまう。
By the way, when the varistor element is configured to correspond to the BGA package, the solder bumps and terminal electrodes are located on the back side facing the mounting substrate, so that it is difficult to identify the mounting direction of the varistor element. If the varistor element is mounted with its mounting direction being incorrect, it will not function properly.
本発明は、BGAパッケージに対応させた構成とする場合でも、適切且つ容易に実装することが可能なバリスタ素子を提供することを課題とする。 It is an object of the present invention to provide a varistor element that can be mounted appropriately and easily even when configured to correspond to a BGA package.
本発明に係るバリスタ素子は、互いに対向する第1及び第2の主面を有するバリスタ素体と、少なくともその一部同士が互いに対向するようにバリスタ素体内に配された第1及び第2の内部電極を有する内部電極対と、バリスタ素体内に配された内部導体と、内部電極対における第1の内部電極と内部導体とを電気的に接続するように第1の主面に形成された接続導体と、第2の内部電極と電気的に接続されるように第2の主面に形成された第1の端子電極と、内部導体と電気的に接続されるように第2の主面に形成された第2の端子電極とを備えることを特徴とする。 The varistor element according to the present invention includes a varistor element body having first and second main surfaces facing each other, and first and second varistor elements disposed in the varistor element body so that at least some of the varistor elements face each other. An internal electrode pair having an internal electrode, an internal conductor disposed in the varistor element body, and the first main surface of the internal electrode pair are formed on the first main surface so as to be electrically connected to each other. A connection terminal, a first terminal electrode formed on the second main surface to be electrically connected to the second internal electrode, and a second main surface to be electrically connected to the internal conductor And a second terminal electrode formed on the substrate.
本発明に係るバリスタ素子では、第1及び第2の端子電極が第2の主面に形成されているので、第2の主面を実装部品(例えば、電子部品や実装基板等)に対向させた状態でバリスタ素子を実装させることができ、BGAパッケージに対応させた構成が実現されることとなる。また、本発明に係るバリスタ素子では、接続導体が、内部電極対における第1の内部電極と内部導体とを電気的に接続するように第1の主面に形成されているので、接続導体に対応する位置にバリスタとして機能する領域が存在することとなる。従って、接続導体がバリスタ素子の実装方向を識別するためのマークとして機能することとなり、バリスタ素子を適切且つ容易に実装することができる。また、本発明によれば、バリスタ素子の実装方向を識別するためのマークを新たに設ける必要がなく、バリスタ素子の製造コストが嵩むことがなくなる。 In the varistor element according to the present invention, since the first and second terminal electrodes are formed on the second main surface, the second main surface is made to face a mounting component (for example, an electronic component or a mounting substrate). In this state, the varistor element can be mounted, and a configuration corresponding to the BGA package is realized. In the varistor element according to the present invention, the connection conductor is formed on the first main surface so as to electrically connect the first internal electrode and the internal conductor in the internal electrode pair. An area functioning as a varistor exists at the corresponding position. Therefore, the connection conductor functions as a mark for identifying the mounting direction of the varistor element, and the varistor element can be mounted appropriately and easily. Further, according to the present invention, it is not necessary to newly provide a mark for identifying the mounting direction of the varistor element, and the manufacturing cost of the varistor element is not increased.
また、バリスタ素体が、第1及び第2の主面に垂直な方向から見て、正方形状であることが好ましい。この場合、バリスタ素体の外形形状に基づいてバリスタ素子の実装方向を識別することが困難であるので、特に効果的である。 Moreover, it is preferable that the varistor element body has a square shape when viewed from a direction perpendicular to the first and second main surfaces. This is particularly effective because it is difficult to identify the mounting direction of the varistor element based on the outer shape of the varistor element body.
また、第1及び第2の端子電極が、n行n列(nは、2以上の偶数である)となるように二次元配列され、且つ、行方向及び列方向に交互になるように配列されていることが好ましい。 The first and second terminal electrodes are two-dimensionally arranged so as to be n rows and n columns (n is an even number of 2 or more), and are arranged alternately in the row direction and the column direction. It is preferable that
また、第1の内部電極と内部導体の一端とが共に第1の主面に引き出され、その第1の主面に引き出される各部分が接続導体に物理的且つ電気的にそれぞれ接続され、第2の内部電極が第2の主面に引き出され、その第2の主面に引き出される部分が第1の端子電極に物理的且つ電気的に接続され、内部導体の他端が第2の主面に引き出され、その第2の主面に引き出される部分が第2の端子電極に物理的且つ電気的に接続されていることが好ましい。 In addition, both the first internal electrode and one end of the internal conductor are drawn out to the first main surface, and each part drawn out to the first main surface is physically and electrically connected to the connection conductor, respectively. 2 internal electrodes are drawn out to the second main surface, a portion drawn out to the second main surface is physically and electrically connected to the first terminal electrode, and the other end of the internal conductor is connected to the second main surface. It is preferable that a portion drawn out to the surface and drawn to the second main surface is physically and electrically connected to the second terminal electrode.
また、バリスタ素体は、第1及び第2の内部電極並びに内部導体がそれぞれ形成されたバリスタ層が複数積層された積層体となっており、第1及び第2の主面が、バリスタ層の積層方向に沿う方向で且つ第1及び第2の内部電極並びに内部導体と交差する方向に拡がっていることが好ましい。 The varistor element body is a laminated body in which a plurality of varistor layers each formed with first and second internal electrodes and internal conductors are laminated, and the first and second main surfaces are formed of varistor layers. It is preferable to extend in the direction along the stacking direction and in the direction intersecting the first and second internal electrodes and the internal conductor.
また、本発明に係るバリスタ素子は、互いに対向する第1及び第2の主面を有するバリスタ素体と、少なくともその一部同士が互いに対向するようにバリスタ素体内に配された第1及び第2の内部電極を有する一対の内部電極対と、バリスタ素体内に配された一対の内部導体と、内部電極対における第1の内部電極と内部導体とを電気的に接続するように第1の主面に形成された接続導体と、第2の内部電極と電気的に接続されるように第2の主面に形成された第1の端子電極と、内部導体と電気的に接続されるように第2の主面に形成された第2の端子電極とを備え、第1及び第2の端子電極が、2行2列となるように二次元配列され、且つ、行方向及び列方向に交互になるように配列されていることを特徴とする。 The varistor element according to the present invention includes a varistor element body having first and second main surfaces facing each other, and first and first varistor elements disposed in the varistor element body so that at least some of the varistor elements face each other. A pair of internal electrodes having two internal electrodes, a pair of internal conductors arranged in the varistor body, and a first internal electrode and an internal conductor in the internal electrode pair so as to be electrically connected to each other. A connection conductor formed on the main surface, a first terminal electrode formed on the second main surface so as to be electrically connected to the second internal electrode, and an electric connection to the internal conductor And the second terminal electrode formed on the second main surface, the first and second terminal electrodes are two-dimensionally arranged in 2 rows and 2 columns, and in the row direction and the column direction It is characterized by being arranged alternately.
本発明によれば、BGAパッケージに対応させた構成とする場合でも、適切且つ容易に実装することが可能なバリスタ素子を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a varistor element that can be mounted appropriately and easily even when a configuration corresponding to a BGA package is adopted.
本発明の好適な実施形態について、図面を参照して説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。本実施形態は、本発明を積層型チップバリスタに適用した例である。 Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description, the same reference numerals are used for the same elements or elements having the same function, and a duplicate description is omitted. The present embodiment is an example in which the present invention is applied to a multilayer chip varistor.
(積層型チップバリスタの構成)
図1〜図6を参照して、本実施形態に係る積層型チップバリスタ1の構成について説明する。図1は、本実施形態に係る積層型チップバリスタを接続導体側から見たときの斜視図である。図2は、本実施形態に係る積層型チップバリスタを端子電極側から見たときの斜視図である。図3は、図1のIII−III線断面図である。図4は、図3のIV−IV線断面図である。図5は、図4のV−V線断面図である。
(Configuration of multilayer chip varistor)
With reference to FIGS. 1-6, the structure of the
積層型チップバリスタ1は、図1〜図5に示されるように、バリスタ素体11、複数(本実施形態においては、2つ)の接続導体41、複数(本実施形態においては、4つ)の端子電極50を備えている。
As shown in FIGS. 1 to 5, the
バリスタ素体11は、その縦断面形状が略方形の板状体である。バリスタ素体11は、互いに対向する第1の主面13及び第2の主面15を有している。本実施形態において、第1の主面13及び第2の主面15は、共に正方形状となっている。すなわち、バリスタ素体11は、第1の主面13及び第2の主面15に垂直な方向から見て、正方形状を呈している。なお、バリスタ素体11は、例えば、その縦幅を1mm程度、その横幅を1mm程度、その厚みを0.5mm程度とすることができる。
The
バリスタ素体11は、電圧非直線性(以下、「バリスタ特性」と称する)を発現する複数のバリスタ層が積層された積層体として構成されている。実際の積層型チップバリスタ1では、複数のバリスタ層同士の間の境界が視認できない程度に一体化されている。バリスタ層は、ZnO(酸化亜鉛)を主成分として含むと共に、副成分として希土類金属元素、Co、IIIb族元素(B、Al、Ga、In)、Si、Cr、Mo、アルカリ金属元素(K、Rb、Cs)及びアルカリ土類金属元素(Mg、Ca、Sr、Ba)等の金属単体やこれらの酸化物を含む素体からなる。本実施形態において、バリスタ層は、副成分としてPr、Co、Cr、Ca、Si、K、Al等を含んでいる。
The
本実施形態では、希土類金属元素としてPrを用いている。Prは、バリスタ特性を発現させるための材料となっている。Prを用いる理由は、電圧非直線性に優れ、また、量産時での特性のばらつきが少ないためである。 In the present embodiment, Pr is used as the rare earth metal element. Pr is a material for expressing varistor characteristics. The reason for using Pr is that voltage non-linearity is excellent and there is little variation in characteristics during mass production.
本実施形態では、アルカリ土類金属元素として、Caを用いている。Caは、ZnO系バリスタ材料の焼結性を制御し、耐湿性を向上させるための材料となっている。Caを用いる理由は、電圧非直線性を改善するためである。 In the present embodiment, Ca is used as the alkaline earth metal element. Ca is a material for controlling the sinterability of the ZnO-based varistor material and improving the moisture resistance. The reason for using Ca is to improve voltage nonlinearity.
バリスタ層におけるZnOの含有量は、特に限定されないが、バリスタ層を構成する全体の材料を100質量%とした場合に、通常、99.8質量%〜69.0質量%である。バリスタ層の厚みは、例えば5μm〜60μm程度とすることができる。 Although content of ZnO in a varistor layer is not specifically limited, When the whole material which comprises a varistor layer is 100 mass%, it is 99.8 mass%-69.0 mass% normally. The thickness of the varistor layer can be, for example, about 5 μm to 60 μm.
バリスタ素体11には、複数(本実施形態においては、4層)の導体層20A〜20Dが配されている。導体層20Aと導体層20Bとの間には、少なくとも一層のバリスタ層が介在するように配されており、導体層20Cと導体層20Dとの間には、少なくとも一層のバリスタ層が介在するように配されている。
The
導体層20A及び導体層20Cは、図3〜図5に示されるように、第1の内部電極21及び内部導体25をそれぞれ1つずつ含んでいる。導体層20A及び導体層20Cにおいては、第1の内部電極21及び内部導体25が、それぞれバリスタ層の積層方向(以下、単に「積層方向」と称する)に平行な側面から所定の間隔を有すると共に、互いに電気的に絶縁されるように所定の間隔を有して配置されている。
As shown in FIGS. 3 to 5, each of the conductor layer 20 </ b> A and the conductor layer 20 </ b> C includes one first
一方、導体層20B及び導体層20Dは、図3〜図5に示されるように、第2の内部電極23及び内部導体25をそれぞれ1つずつ含んでいる。導体層20B及び導体層20Dにおいては、第2の内部電極23及び内部導体27が、それぞれ積層方向に平行な側面から所定の間隔を有すると共に、互いに電気的に絶縁されるように所定の間隔を有して配置されている。
On the other hand, each of the
なお、導体層20Aの第1の内部電極21、導体層20Bの第2の内部電極23及び導体層20C,20Dの各内部導体25は、積層方向から見たときに重なり合うように、バリスタ層上に配置されている。また、導体層20A,20Bの各内部導体25、導体層20Cの第1の内部電極21及び導体層20Dの第2の内部電極23は、積層方向から見たときに重なり合うように、バリスタ層上に配置されている。従って、後述する内部電極対31と内部導体対32とが、バリスタ素体11内において積層方向に並んで位置すると共に積層方向に対して略垂直方向に並んで位置している。
The first
各第1の内部電極21は、略矩形状を呈している。各第1の内部電極21は、その一端が第1の主面13に臨むように第1の主面13に引き出されている。導体層20Aにおける第1の内部電極21は、バリスタ層を挟んで、少なくともその一部が導体層20Bにおける第2の内部電極23と対向しており、導体層20Cにおける第1の内部電極21は、バリスタ層を挟んで、少なくともその一部が導体層20Dにおける第2の内部電極23と対向している。
Each first
各第2の内部電極23は、略矩形状を呈している。各第2の内部電極23は、その一端が第2の主面15に臨むように第2の主面15に引き出されている。導体層20Bにおける第2の内部電極23は、バリスタ層を挟んで、少なくともその一部が導体層20Aにおける第1の内部電極21と対向しており、導体層20Dにおける第2の内部電極23は、バリスタ層を挟んで、少なくともその一部が導体層20Cにおける第1の内部電極21と対向している。
Each second
第1のバリスタ導体21と第2の内部電極23とは、上述したように、少なくともその一部同士が互いに対向するようにバリスタ素体11内に配されている。これにより、積層型チップバリスタ1では、少なくともその一部同士が互いに対向するようにバリスタ素体11内に配された第1及び第2の内部電極21,23を含む内部電極対31が、複数(本実施形態においては、2つ)備えられることとなる。従って、バリスタ層における第1の内部電極21と第2の内部電極23とが重なる領域が、バリスタ特性を発現する領域として機能する。
As described above, the
各内部導体25は、略矩形状を呈している。各内部導体25は、その一端が第1の主面13に臨むように第1の主面13に引き出されており、その他端が第2の主面15に臨むように該第2の主面15に引き出されている。本実施形態においては、導体層20A,20Bにおける各内部導体25同士が互いに対向するようにバリスタ素体11内に配され、導体層20C,20Dにおける各内部導体25同士が互いに対向するようにバリスタ素体11内に配されている。これにより、積層型チップバリスタ1では、バリスタ素体11内に配された一対の内部導体25(内部導体対32)が、複数(本実施形態においては、2つ)備えられることとなる。
Each
第1及び第2の内部電極21,23並びに内部導体25は、導電材を含んでいる。第1及び第2の内部電極21,23並びに内部導体25に含まれる導電材としては、特に限定されないが、Pd又はAg−Pd合金からなることが好ましい。第1及び第2の内部電極21,23並びに内部導体25の厚みは、それぞれ例えば0.5μm〜5μm程度とすることができる。
The first and second
ここで、第1の主面13及び第2の主面15は、積層方向に沿う方向(本実施形態では、平行な方向)で且つ第1及び第2の内部電極21,23並びに内部導体25と交差する方向(本実施形態では、直交する方向)に拡がっている。なお、積層方向は、第1の内部電極21と第2の内部電極23との対向方向(内部導体25同士の対向方向)と平行な方向であり、第1及び第2の内部電極21,23並びに内部導体25と直交する方向である。
Here, the first
各接続導体41は、図3及び図5にも示されるように、バリスタ素体11内において積層方向に並んで配置された内部電極対31と内部電極対32とのうち、内部電極対31に含まれる第1の内部電極21及び内部電極対32に含まれる各内部導体25の第1の主面13に引き出される各部分を覆うように、第1の主面13上にそれぞれ形成されている。第1の内部電極21及び各内部導体25の第1の主面13に引き出される各部分は、対応する接続導体41に物理的且つ電気的に接続されている。これにより、各接続導体41は、積層方向に並んで位置する第1の内部電極21及び各内部導体25を電気的に接続することとなる。
As shown in FIGS. 3 and 5, each
接続導体41は、略方形状(本実施形態では、略長方形状)を呈している。接続導体41では、例えば、その長辺の長さを0.8mm程度、その短辺の長さを0.4mm程度、その厚みを2μm程度とすることができる。接続導体41は、積層方向と略平行方向に延在している。
The
接続導体41は、Ptを含んでいる。接続導体41は、後述するように、導電性ペーストが焼き付けられることにより形成されている。導電性ペーストには、Pt粒子を主成分とする金属粉末に、ガラスフリット、有機バインダ及び有機溶剤を混合したものが用いられている。
The
各端子電極50は、図2及び図4に示されるように、第2の主面15上に、n行n列(パラメータnは、2以上の偶数とする)に二次元配列されている。本実施形態では、各端子電極50が2行2列となるように二次元配列されている。端子電極50は、略方形状(本実施形態においては、略正方形状)を呈している。端子電極50では、例えば、その各一辺の長さを0.4mm程度、その厚みを2μm程度とすることができる。
As shown in FIGS. 2 and 4, the
端子電極50は、Ptを含んでいる。端子電極50は、後述するように導電性ペーストが焼き付けられることにより形成されている。導電性ペーストには、Pt粒子を主成分とする金属粉末に、ガラスフリット、有機バインダ及び有機溶剤を混合したものが用いられている。各端子電極50には、はんだバンプ53が形成されている。
The
端子電極50は、本実施形態において、2つの第1の端子電極51と2つの第2の端子電極とを有している。
In the present embodiment, the
各第1の端子電極51は、図3及び図5にも示されているように、対応する第2の内部電極23の第2の主面15に引き出される部分を覆うように、第2の主面15上にそれぞれ形成されている。第2の内部電極23の第2の主面15に引き出される部分は、対応する第1の端子電極51に物理的且つ電気的に接続されている。これにより、第1の端子電極51は、対応する第2の内部電極23とそれぞれ電気的に接続されることとなる。
As shown in FIGS. 3 and 5, each first
一方、各第2の端子電極52は、図3及び図5にも示されるように、対応する内部導体対32に含まれる各内部導体25の第2の主面15に引き出される部分を覆うように、第2の主面15上にそれぞれ形成されている。内部導体25の第2の主面15に引き出される部分は、対応する第2の端子電極52に物理的且つ電気的に接続されている。これにより、第2の端子電極52は、対応する内部導体対32に含まれる各内部導体25とそれぞれ電気的に接続されることとなる。
On the other hand, as shown in FIGS. 3 and 5, each second
ここで、上述したように、内部電極対31と内部導体対32とが、バリスタ素体11内において積層方向に並んで位置すると共に積層方向に対して略垂直方向に並んで位置している。そのため、内部電極対31に含まれる第2の内部電極23と電気的に接続される第1の端子電極51及び内部導体対32に含まれる各内部導体25と電気的に接続される第2の端子電極52についても、積層方向に並んで位置すると共に積層方向に対して略垂直方向に並んで位置するように第2の主面15上に形成されている。すなわち、第1及び第2の端子電極51,52が、行方向及び列方向に交互になるように配列されている。
Here, as described above, the
上述した構成を有する積層型チップバリスタ1においては、図6に示されるように、第1の端子電極51と第2の端子電極52とを接続するバリスタBが、二組含まれることとなる。各バリスタBは、第1の内部電極21と、第2の内部電極23と、バリスタ層における第1及び第2の内部電極21,23が重なる領域とにより構成されている。なお、接続導体41が積層方向と略平行方向に延在しており、バリスタBと電気的に接続されている第1及び第2の端子電極51,52が積層方向に並置されているため、各バリスタBは、接続導体41の長辺方向に並置されることとなる一対の第1及び第2の端子電極51,52の間に存在することとなる。
In the
(積層型チップバリスタの製造過程)
次に、図7及び図8を参照して、上述した構成を有する積層型チップバリスタ1の製造過程について説明する。図7は、本実施形態に係る積層型チップバリスタの製造過程を説明するためのフローチャートである。図8は、本実施形態に係る積層型チップバリスタの製造過程を説明するための図である。なお、図7では、ステップをSと略記している。
(Manufacturing process of multilayer chip varistor)
Next, a manufacturing process of the
まず、バリスタ層を構成する主成分であるZnOと、Pr、Co、Cr、Ca、Si、K及びAlの金属又はこれらの酸化物等の微量添加物とを所定の割合となるように各々秤量した後、各成分を混合してバリスタ材料を調整する(ステップ101)。その後、このバリスタ材料に有機バインダ、有機溶剤、有機可塑剤等を加えて、ボールミル等を用いて20時間程度混合・粉砕を行って、スラリーを得る。 First, ZnO, which is the main component constituting the varistor layer, and Pr, Co, Cr, Ca, Si, K and Al metals or trace additives such as oxides thereof are weighed so as to have a predetermined ratio. After that, the varistor material is adjusted by mixing each component (step 101). Thereafter, an organic binder, an organic solvent, an organic plasticizer, and the like are added to the varistor material, and mixed and pulverized for about 20 hours using a ball mill or the like to obtain a slurry.
このスラリーを、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ラ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(ステップ103)。 This slurry is applied on a film made of, for example, polyethylene terephthalate by a known method such as a doctor blade method, and then dried to form a film having a thickness of about 30 μm. The film thus obtained is peeled from the film to obtain a green sheet (step 103).
続いて、第1の内部電極21に対応する導体部分と、内部導体25に対応する導体部分とが形成されたグリーンシートを複数(後述する分割チップ数に対応する数)形成する(ステップ105)。同様にして、第2の内部電極23に対応する導体部分と、内部導体25に対応する導体部分とが形成されたグリーンシートを複数(後述する分割チップ数に対応する数)形成する(ステップ105)。第1及び第2の内部電極21,23並びに内部導体25に対応する導体部分は、Pd粒子を主成分とする金属粉末、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グリーンシート上に印刷し、乾燥させることにより形成される。
Subsequently, a plurality of green sheets (a number corresponding to the number of divided chips to be described later) in which a conductor portion corresponding to the first
続いて、導体部分が形成された各グリーンシートと、導体部分が形成されていないグリーンシートとを所定の順序にて積層し、シート積層体を形成する(ステップ107)。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LS1(図8参照)を得る(ステップ109)。得られたグリーン体LS1では、第1の内部電極21に対応する導体部分EL1及び内部導体25に対応する導体部分EL3が形成されたグリーンシートGS11,GS12と、第2の内部電極23に対応する導体部分EL2及び内部導体25に対応する導体部分EL3が形成されたグリーンシートGS21,GS22と、導体部分EL1〜EL3が形成されていないグリーンシートGS3とが、順次積層されている。導体部分EL1〜EL3が形成されていないグリーンシートGS3は、必要に応じてそれぞれの箇所において複数枚ずつ積層してもよい。
Subsequently, the green sheets on which the conductor portions are formed and the green sheets on which the conductor portions are not formed are laminated in a predetermined order to form a sheet laminate (step 107). The sheet laminate obtained in this way is cut into chips, for example, to obtain a plurality of divided green bodies LS1 (see FIG. 8) (step 109). The obtained green body LS1 corresponds to the green sheets GS11, GS12 on which the conductor portion EL1 corresponding to the first
なお、グリーンシートGS11に形成された導体部分EL1、グリーンシートGS21に形成された導体部分EL2及びグリーンシートGS12,GS22にそれぞれ形成された導体部分EL3は、グリーンシートの積層方向から見たときに重なり合うように配置されている。同様に、グリーンシートGS11,GS21にそれぞれ形成された導体部分EL3、グリーンシートGS12に形成された導体部分EL1及びグリーンシートGS22にそれぞれ形成された導体部分EL2は、グリーンシートの積層方向から見たときに重なり合うように配置されている。 The conductor portion EL1 formed on the green sheet GS11, the conductor portion EL2 formed on the green sheet GS21, and the conductor portion EL3 formed on each of the green sheets GS12 and GS22 overlap when viewed from the stacking direction of the green sheets. Are arranged as follows. Similarly, the conductor part EL3 formed on each of the green sheets GS11 and GS21, the conductor part EL1 formed on the green sheet GS12, and the conductor part EL2 formed on each of the green sheets GS22 are viewed from the green sheet stacking direction. It is arranged to overlap.
続いて、グリーン体LS1に、180℃〜400℃、0.5時間〜24時間程度の加熱処理を実施して脱バインダを行った後、さらに、850℃〜1400℃、0.5時間〜8時間程度の焼成を行い(ステップ111)、バリスタ素体11を得る。この焼成によって、グリーン体LS1における各グリーンシートGS11,GS12,GS21,GS22,GS3がバリスタ層となり、導体部分EL1が第1の内部電極21となり、導体部分EL2が第2の内部電極23となり、導体部分EL3が内部導体25となる。
Subsequently, the green body LS1 is subjected to heat treatment at 180 ° C. to 400 ° C. for about 0.5 hours to 24 hours to remove the binder, and then further, 850 ° C. to 1400 ° C., for 0.5 hours to 8 hours. Baking is performed for about an hour (step 111), and the
続いて、バリスタ素体11の外表面に、接続導体41及び端子電極50(第1及び第2の端子電極51,52)を形成する(ステップ113)。ここでは、バリスタ素体11の第1の主面13上に、対応する第1の内部電極21に接するように導電性ペーストをスクリーン印刷工法にて印刷した後、乾燥させることによって、接続導体41に対応する導体部分を形成する。また、バリスタ素体11の第2の主面15上に、対応する内部電極対31に含まれる第2の内部電極23に接するように導電性ペーストをスクリーン印刷工法にて印刷した後、乾燥させることによって、第1の端子電極51を形成する。さらに、バリスタ素体11の第2の主面15上に、対応する内部導体対32に含まれる各内部導体25に接するように導電性ペーストをスクリーン印刷工法にて印刷した後、乾燥させることによって、第2の端子電極52を形成する。
Subsequently, the
そして、形成した導体部分(導電性ペースト)を500℃〜850℃で焼き付けて、接続導体41及び端子電極50(第1及び第2の端子電極51,52)が形成されたバリスタ素体11を得る。接続導体41及び端子電極50(第1及び第2の端子電極51,52)形成用の導電性ペーストについても、上述の第1及び第2の内部電極21,23並びに内部導体25形成用の導電性ペーストと同様に、Pt粒子を主成分とする金属粉末に、ガラスフリット、有機バインダ及び有機溶剤を混合したものを用いることができる。接続導体41及び端子電極50(第1及び第2の端子電極51,52)形成用の導電性ペーストに用いられるガラスフリットは、B、Bi、Si、Sr、Ba、Pr、Zn等を少なくとも1種以上含んでいると好ましい。
Then, the formed conductor portion (conductive paste) is baked at 500 ° C. to 850 ° C., and the
上述した過程を経ることにより、積層型チップバリスタ1が得られる。なお、焼成後に、バリスタ素体11の表面からアルカリ金属(例えば、Li、Na等)を拡散させてもよい。はんだバンプ53については、公知の形成方法を用いることで形成することができる。
Through the process described above, the
なお、シート積層体の形成方法については、本願出願人によって既に出願された特願2005−201963号の明細書に記載された集合基板の製造方法を用いてもよい。この場合、シート積層体(集合基板)を複数のグリーン体LS1に分割して焼成することなく、接続導体41及び端子電極50(第1及び第2の端子電極51,52)形成用の導電性ペーストを付与することができる。
In addition, about the formation method of a sheet | seat laminated body, you may use the manufacturing method of the aggregate substrate described in the specification of Japanese Patent Application No. 2005-201963 already applied by the present applicant. In this case, the conductive material for forming the
以上のように、本実施形態においては、複数の第1及び第2の端子電極51,52がバリスタ素体11の第2の主面15上に形成されている。そのため、第2の主面15を実装部品(例えば、電子部品や実装基板等)に対向させた状態で積層型チップバリスタ1を実装させることができ、BGAパッケージに対応させた構成が実現されることとなる。また、本実施形態においては、接続導体41が、バリスタ素子11内において積層方向に並んで配置された内部電極対31と内部導体対32とのうち、内部電極対31に含まれる第1の内部電極21と内部導体対32に含まれる各内部導体25とを電気的に接続するように第1の主面13に形成されている。そのため、バリスタ素体11には、接続導体41に対応する位置にバリスタBとして機能する領域が存在することとなる、従って、接続導体41が積層型チップバリスタ1の実装方向を識別するためのマークとして機能することとなり、積層型チップバリスタ1を適切且つ容易に実装することが可能となる。
As described above, in the present embodiment, the plurality of first and second
また、本実施形態においては、バリスタ素体11が、第1及び第2の主面13,15に垂直な方向から見て、正方形状となっている。この場合、バリスタ素体11の外形形状に基づいて積層型チップバリスタ1の実装方向を識別することが困難であるため、マークとして機能する接続導体41が第1の主面13に形成されていると特に効果的である。
In the present embodiment, the
また、本実施形態においては、接続導体41がマークとして機能するから、積層型チップバリスタ1の実装方向を識別するためのマークをバリスタ素体11に新たに設ける必要がなく、積層型チップバリスタ1の製造コストが嵩むことがなくなる。
In the present embodiment, since the
また、本実施形態においては、バリスタ素体11がPr及びCaを含むと共に、接続導体41及び端子電極50(第1及び第2の端子電極51,52)形成用の導電性ペーストがPtを含んでおり、接続導体41及び端子電極50(第1及び第2の端子電極51,52)形成用の導電性ペーストをバリスタ素体11上に塗布し、焼き付けることにより、接続導体41及び端子電極50(第1及び第2の端子電極51,52)を形成している。そのため、バリスタ素体11と接続導体41及び端子電極50(第1及び第2の端子電極51,52)との接合強度を向上させることができる。
In the present embodiment, the
バリスタ素体11と接続導体41及び端子電極50(第1及び第2の端子電極51,52)との接合強度が向上するという効果は、導電性ペーストの焼き付け時におこる、次のような事象に起因するものと考えられる。バリスタ素体11に導電性ペーストを焼き付ける際に、バリスタ素体11に含まれるPr及びCaがバリスタ素体11の表面付近、すなわちバリスタ素体11と導電性ペーストとの界面近傍に移動する。そして、バリスタ素体11と導電性ペーストとの界面近傍に移動したPr及びCaと導電性ペーストに含まれるPtとが相互拡散する。Pr及びCaとPtとが相互拡散するとき、バリスタ素体11と接続導体41及び端子電極50(第1及び第2の端子電極51,52)との界面近傍(界面も含む)に、PrとPtとの化合物及びCaとPtとの化合物が形成されることがある。これらの化合物によりアンカー効果が生じ、バリスタ素体11と接続導体41及び端子電極50(第1及び第2の端子電極51,52)との接合強度が向上する。
The effect of improving the bonding strength between the
Ptを含む端子電極50(第1及び第2の端子電極51,52)は、主として積層型チップバリスタ1をはんだリフローにより外部基板等に実装する際に好適であり、耐はんだ喰われ性及びはんだ付け性を向上させることができる。
The terminal electrode 50 (first and second
(変形例)
続いて、図9〜図12を参照して、本実施形態の変形例に係る積層型チップバリスタ1の構成を説明する。図9は、本実施形態の変形例に係る積層型チップバリスタを示す斜視図である。図10は、図9のX−X線断面図である。図11は、図10のXI−XI線断面図である。図12は、図11のXII−XII線断面図である。
(Modification)
Next, the configuration of the
変形例に係る積層型チップバリスタ1では、図9〜図12に示されるように、各接続導体41が、バリスタ素子11内において積層方向に略垂直方向(すなわち、バリスタ層の略平行方向)に並んで配置された内部電極対31と内部導体対32とのうち、内部電極対31に含まれる第1の内部電極21と内部導体対32に含まれる各内部導体25とを電気的に接続するように第1の主面13に形成されている。また、接続導体41は、積層方向に対して略垂直方向に延在している。そのため、図13に示されるように、接続導体41の長辺方向に並置されることとなる一対の第1及び第2の端子電極51,52の間に、各バリスタBが存在することとなる。
In the
以上、本発明の好適な実施形態及び変形例について詳細に説明したが、本発明は上記した実施形態及び変形例に限定されるものではない。例えば、内部電極対及び内部導体対の数は、それぞれ2つずつに限られない。すなわち、内部電極対31と内部導体対32とで一組となれば、それぞれ1つずつでもよく、3つずつ以上であってもよい。
As mentioned above, although preferred embodiment and the modification of this invention were demonstrated in detail, this invention is not limited to above-described embodiment and modification. For example, the number of internal electrode pairs and internal conductor pairs is not limited to two each. That is, as long as the
また、内部導体25によって接続導体41と第2端子電極52とが電気的に接続されていればよいため、本実施形態及び変形例のように一つの内部導体25を含む内部導体対32の他に、1つの内部導体25によって接続導体41と第2端子電極52とを電気的に接続してもよく、3つ以上の内部導体25によって接続導体41と第2の端子電極52とを電気的に接続してもよい。
Further, since the
また、2つ以上の内部電極対31によって接続導体41と第1の端子電極51とを電気的に接続してもよい。すなわち、本実施形態及び変形例に係る積層型チップバリスタ1では各バリスタBが一つの第1の内部電極21と第2の内部電極23とによってバリスタ層を挟んだ構成とされているが、これに限られず、各バリスタBが複数の第1の内部電極21と複数の第2の内部電極23とによってバリスタ層を挟んだ構成であってもよい。
Further, the
また、内部電極対31同士及び内部導体対32同士が、バリスタ素体11内において積層方向又は積層方向に対して略垂直方向に並んで位置するようにしてもよい。すなわち、第1の端子電極51同士及び第2の端子電極52同士が行方向又は列方向に隣り合うようになっていてもよい。
Further, the internal electrode pairs 31 and the internal conductor pairs 32 may be positioned side by side in the stacking direction or in a direction substantially perpendicular to the stacking direction in the
1…積層型チップバリスタ、11…バリスタ素体、13…第1の主面、15…第2の主面、21…第1の内部電極、23…第2の内部電極、25…内部導体、31…内部電極対、32…内部導体対、41…接続導体、50…端子電極、51…第1の端子電極、52…第2の端子電極、53…はんだパンプ、B…バリスタ。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
少なくともその一部同士が互いに対向するように前記バリスタ素体内に配され、前記第1及び第2の主面の対向方向に延びる第1及び第2の内部電極と、
前記バリスタ素体内に配され、前記第1及び第2の主面の対向方向に延びる内部導体と、
前記第1の主面に形成された接続導体と、
前記第2の主面に形成された第1及び第2の端子電極とを備え、
前記第1の内部電極の一端と前記内部導体の一端とが共に前記第1の主面に引き出され、該第1の主面に引き出される各部分が前記接続導体に物理的且つ電気的にそれぞれ接続され、
前記第2の内部電極が前記第2の主面に引き出され、該第2の主面に引き出される部分が前記第1の端子電極に物理的且つ電気的に接続され、
前記内部導体の他端が前記第2の主面に引き出され、該第2の主面に引き出される部分が前記第2の端子電極に物理的且つ電気的に接続され、
前記第1の内部電極の前記第2主面側の端部は、前記バリスタ素体内に位置しており、前記第1及び第2の端子電極並びに前記接続導体と接続されておらず、
前記第2の内部電極の前記第1主面側の端部は、前記バリスタ素体内に位置しており、前記第1及び第2の端子電極並びに前記接続導体と接続されていないことを特徴とするバリスタ素子。 A varistor element body having first and second principal surfaces facing each other;
At least a part each other disposed on the varistor element body so as to face each other, first and second internal electrodes extending in the opposing direction of the first and second main surfaces,
An inner conductor disposed in the varistor element and extending in the opposing direction of the first and second main surfaces ;
A connection conductor formed prior Symbol first main surface,
And first and second terminal electrodes formed on the fore Symbol second major surface,
One end of the first internal electrode and one end of the internal conductor are both drawn out to the first main surface, and each part drawn out to the first main surface is physically and electrically connected to the connection conductor, respectively. Connected,
The second internal electrode is drawn out to the second main surface, and a portion drawn out to the second main surface is physically and electrically connected to the first terminal electrode;
The other end of the inner conductor is drawn out to the second main surface, and a portion drawn out to the second main surface is physically and electrically connected to the second terminal electrode;
The end portion on the second main surface side of the first internal electrode is located in the varistor element body and is not connected to the first and second terminal electrodes and the connection conductor,
An end of the second internal electrode on the first main surface side is located in the varistor element body and is not connected to the first and second terminal electrodes and the connection conductor. Varistor element.
前記第1及び前記第2の主面が、前記バリスタ層の積層方向に沿う方向で且つ前記第1及び第2の内部電極並びに前記内部導体と交差する方向に拡がっていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載されたバリスタ素子。 The varistor element body is a laminated body in which a plurality of varistor layers each formed with the first and second internal electrodes and the internal conductor are laminated,
The first and second main surfaces extend in a direction along a stacking direction of the varistor layer and in a direction intersecting the first and second internal electrodes and the internal conductor. Item 4. A varistor element according to any one of Items 1 to 3 .
少なくともその一部同士が互いに対向するように前記バリスタ素体内に配され、前記第1及び第2の主面の対向方向に延びる第1〜第4の内部電極と、
前記バリスタ素体内に配され、前記第1及び第2の主面の対向方向に延びる第1及び第2の内部導体と、
前記第1の主面に形成された第1及び第2の接続導体と、
前記第2の主面に形成された第1〜第4の端子電極とを備え、
前記第1の内部電極の一端と前記第1の内部導体の一端とが共に前記第1の主面に引き出され、該第1の主面に引き出される各部分が前記第1の接続導体に物理的且つ電気的にそれぞれ接続され、
前記第2の内部電極が前記第2の主面に引き出され、該第2の主面に引き出される部分が前記第1の端子電極に物理的且つ電気的に接続され、
前記第1の内部導体の他端が前記第2の主面に引き出され、該第2の主面に引き出される部分が前記第2の端子電極に物理的且つ電気的に接続され、
前記第1の内部電極の前記第2主面側の端部は、前記バリスタ素体内に位置しており、前記第1〜第4の端子電極並びに前記第1及び第2の接続導体と接続されておらず、
前記第2の内部電極の前記第1主面側の端部は、前記バリスタ素体内に位置しており、前記第1〜第4の端子電極並びに前記第1及び第2の接続導体と接続されておらず、
前記第3の内部電極の一端と前記第2の内部導体の一端とが共に前記第1の主面に引き出され、該第1の主面に引き出される各部分が前記第2の接続導体に物理的且つ電気的にそれぞれ接続され、
前記第4の内部電極が前記第2の主面に引き出され、該第2の主面に引き出される部分が前記第3の端子電極に物理的且つ電気的に接続され、
前記第2の内部導体の他端が前記第2の主面に引き出され、該第2の主面に引き出される部分が前記第4の端子電極に物理的且つ電気的に接続され、
前記第3の内部電極の前記第2主面側の端部は、前記バリスタ素体内に位置しており、前記第1〜第4の端子電極並びに前記第1及び第2の接続導体と接続されておらず、
前記第4の内部電極の前記第1主面側の端部は、前記バリスタ素体内に位置しており、前記第1〜第4の端子電極並びに前記第1及び第2の接続導体と接続されておらず、
前記第1〜4の端子電極が、2行2列となるように二次元配列され、且つ、行方向及び列方向に交互になるように配列されていることを特徴とするバリスタ素子。 A varistor element body having first and second principal surfaces facing each other;
At least a part each other disposed on the varistor element body so as to face each other, the first to fourth internal electrodes extending in the opposing direction of the first and second main surfaces,
First and second inner conductors disposed in the varistor element and extending in the opposing direction of the first and second main surfaces ;
First and second connection conductor formed prior Symbol first main surface,
And a first to fourth terminal electrodes formed before Symbol second major surface,
One end of the first internal electrode and one end of the first internal conductor are both drawn out to the first main surface, and each portion drawn out to the first main surface is physically connected to the first connection conductor. Connected electrically and electrically,
The second internal electrode is drawn out to the second main surface, and a portion drawn out to the second main surface is physically and electrically connected to the first terminal electrode;
The other end of the first inner conductor is drawn out to the second main surface, and the portion drawn out to the second main surface is physically and electrically connected to the second terminal electrode;
An end of the first internal electrode on the second main surface side is located in the varistor element body and is connected to the first to fourth terminal electrodes and the first and second connection conductors. Not
An end of the second internal electrode on the first main surface side is located in the varistor element body and is connected to the first to fourth terminal electrodes and the first and second connection conductors. Not
One end of the third internal electrode and one end of the second internal conductor are both drawn out to the first main surface, and each part drawn out to the first main surface is physically connected to the second connection conductor. Connected electrically and electrically,
The fourth internal electrode is drawn out to the second main surface, and a portion drawn out to the second main surface is physically and electrically connected to the third terminal electrode;
The other end of the second inner conductor is drawn out to the second main surface, and a portion drawn out to the second main surface is physically and electrically connected to the fourth terminal electrode;
An end of the third internal electrode on the second main surface side is located in the varistor element body and is connected to the first to fourth terminal electrodes and the first and second connection conductors. Not
The end portion on the first main surface side of the fourth internal electrode is located in the varistor element body, and is connected to the first to fourth terminal electrodes and the first and second connection conductors. Not
The varistor element, wherein the first to fourth terminal electrodes are two-dimensionally arranged in 2 rows and 2 columns and alternately arranged in a row direction and a column direction.
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