JP4571164B2 - 電気的過大応力に対する保護のために使用されるセラミック材料、及びそれを使用する低キャパシタンス多層チップバリスタ - Google Patents
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前記ナノ粒子は1000ナノメートルより小さい粒子サイズを有し、Pt、Pd、Au、Ag、Ni、Cu等を備える金属導電性粒子、あるいはSiC、ZnO、TiO2、SnO2、SrTiO3、BaTiO3等を備える半導電性粒子を備える。
半導電性粒子または導電性粒子のサイズは0.1μmより大きいサブミクロンまたはミクロンである。半導電性粒子がSiC、ZnO、TiO2、SnO2、SrTiO3、BaTiO3等または前述された半導電性粒子の粒子を備える一方、導電性粒子は、Pt、Pd、Au、Ag、Ni、Cu等を備える。
次に、多層チッププロセスを使用して、2層または2層以上のスタガード内部電極を印刷する。前記内部電極はPt、Pd、Au、Ag、Ni等を備える金属を備える。上部カバー層と下部カバー層で積層し、切断した後に、700から1200℃で焼結が行われる。前記成分の2つの端部は焼結され、外部電極となるために銀のプラスターを付着される。その結果、静電気とサージを抑制する低キャパシタンス多層チップバリスタが完成される。加えて、外部電極の材料はAg、Cu、Ag−Pd合金等を備える。
粒子サイズが0.1から20μmの範囲のSiC粉末及び粒子サイズが0.01から2μmの範囲のナノメタルPtが、ゾルゲルプロセスにより作られ、前記混合溶液を十分に攪拌したナノシリケートガラスから成るゲル状の溶液に添加される。このようにしてSiC粉末は、ガラス成分を含有する有機膜層を均一に取り囲んだ。異なる溶液の8個のサンプルは、以下の表1に示されるようなSiC粉末、ナノ−Pt及びガラスの重量比率に従って取得される。
表1
粒子サイズが0.1から20μmの範囲のZnO粉末、Bi2O3、CoO等の酸化物、及び粒子サイズが0.01から2μmの範囲のナノメタルPdが、ゾルゲルプロセスから作られ、前述の混合溶液を十分に攪拌したナノシリケートガラスから成る前記ゲル状の溶液に添加される。このようにして、SiC粉末はガラス成分を含む有機膜の層を均一に取り囲んだ。ZnO、Bi2O3、CoO、ナノメタルPt粒子及びナノガラスの重量比率は、表3に示される。
表3
表5
粒子サイズが2から7μmの範囲のSiC粉末、及び粒子サイズが0.03から0.5μmの範囲のナノメタルPtが、ゾルゲルプロセスから作られ、前述の混合溶液を十分に攪拌したナノシリケートガラスから成る前記ゲル状の溶液に添加される。このようにして、SiC粉末はガラス成分を含む有機膜の層を均一に取り囲んだ。第1の好適な実施例と同じ方法で、多層チップバリスタが完成する。前記多層チップバリスタの電気特性が測定され、表6に示される。
表6
実施例1で作られた多層チップバリスタシートが850から1000℃で焼結され、異なる焼結条件の影響が表7に示される。焼結温度が高くなると、絶縁破壊電圧は低くなるが、キャパシタンスは上昇し、漏れ電流は減少することを示す。同様に、焼結時間が増えると、絶縁破壊電圧は低くなる。
表7
第1の好適な実施例と同じ方法により作られる多層チップバリスタシートの内部電極の重複する面積を変更すると、表8に示されるように0.02pFのバリスタが完成する。従って、内部電極の重複する面積のサイズはキャパシタンスを大幅に調整するために使用できる。
表8
11 セラミック体
12 内部電極
13 外部電極
14 半導電性粒子または導電性粒子
15 無機ガラス膜
16 サブミクロンまたはナノメートルの半導電性粒子または導電性粒子
Claims (6)
- 電気的過大応力から保護する、多孔性を有するセラミック材料であって、
前記材料は、過渡的サージ電圧と静電ショックを抑制するために正の電極と負の電極との間に適用され、
前記材料は、3〜50重量パーセントの無機ガラスと、粒子サイズが0.1ミクロンより大きい、50〜97重量パーセントの半導電性粒子または導電性粒子を備え、
前記無機ガラスは、層状の無機ガラス膜として前記半導電性粒子または導電性粒子の表面を覆っており、
前記無機ガラスは、1ミクロンより小さいサブミクロン又はナノメートルの半導電性粒子又は導電性粒子を含有し、該半導電性粒子又は導電性粒子の含有量は、前記無機ガラス中、20重量パーセント未満であることを特徴とする、
多孔性を有するセラミック材料。 - 前記無機ガラスが、シリケートガラス、アルミノけい酸塩ガラス、ホウ酸塩ガラス、リン酸塩ガラス、鉛酸塩ガラス及び他の無機酸塩ガラスの1つまたは複数を備える、請求項1に記載の多孔性を有するセラミック材料。
- 前記半導電性粒子が、ZnO、TiO2、SnO2、Si、Ge、SiC、Si−Ge合金、InSb、GaAs、InP、GaP、ZnS、ZnSe、ZnTe、SrTiO3及びBaTiO3の内の1つから選択され、導電性粒子がPt、Pd、W、Au、Al、Ag、Ni、Cu及びその合金の内の1つまたは複数から選択される、請求項1に記載の多孔性を有するセラミック材料。
- 低キャパシタンス多層チップバリスタであって、
前記バリスタは、多孔性を有するセラミック体と、前記セラミック体の2つの端部に配置される外部電極と、その中に配置される内部電極とを備え、
前記セラミック体は、3〜50重量パーセントの無機ガラスと、粒子サイズが0.1ミクロンより大きい、50〜97重量パーセントの半導電性粒子または導電性粒子を備え、
前記無機ガラスは、層状の無機ガラス膜として前記半導電性粒子または導電性粒子の表面を覆っており、
前記無機ガラスは、1ミクロンより小さいサブミクロン又はナノメートルの半導電性粒子又は導電性粒子を含有し、該半導電性粒子又は導電性粒子の含有量は、前記無機ガラス中、20重量パーセント未満であることを特徴とする、
低キャパシタンス多層チップバリスタ。 - 前記無機ガラスが、シリケートガラス、アルミノけい酸塩ガラス、ホウ酸塩ガラス、リン酸塩ガラス、鉛酸塩ガラス及び他の無機酸塩ガラスの1つまたは複数を備える、請求項4に記載の低キャパシタンス多層チップバリスタ。
- 前記半導電性粒子がZnO、TiO2、SnO2、Si、Ge、SiC、Si−Ge合金、InSb、GaAs、InP、GaP、ZnS、ZnSe、ZnTe、SrTiO3及びBaTiO3の内の1つから選択され、導電性粒子がPt、Pd、W、Au、Al、Ag、Ni、Cu及びその合金の内の1つまたは複数から選択される、請求項4に記載の低キャパシタンス多層チップバリスタ。
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