JP6387969B2 - バリスタ用焼結体およびこれを用いた多層基板、ならびにそれらの製造方法 - Google Patents

バリスタ用焼結体およびこれを用いた多層基板、ならびにそれらの製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6387969B2
JP6387969B2 JP2015551577A JP2015551577A JP6387969B2 JP 6387969 B2 JP6387969 B2 JP 6387969B2 JP 2015551577 A JP2015551577 A JP 2015551577A JP 2015551577 A JP2015551577 A JP 2015551577A JP 6387969 B2 JP6387969 B2 JP 6387969B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
oxide
mol
varistor
terms
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2015551577A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2015083822A1 (ja
Inventor
岡本 直之
直之 岡本
伊藤 博之
博之 伊藤
年紀 木田
年紀 木田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Metals Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Metals Ltd filed Critical Hitachi Metals Ltd
Publication of JPWO2015083822A1 publication Critical patent/JPWO2015083822A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6387969B2 publication Critical patent/JP6387969B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01CRESISTORS
    • H01C7/00Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/10Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material voltage responsive, i.e. varistors
    • H01C7/105Varistor cores
    • H01C7/108Metal oxide
    • H01C7/112ZnO type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B18/00Layered products essentially comprising ceramics, e.g. refractory products
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/453Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zinc, tin, or bismuth oxides or solid solutions thereof with other oxides, e.g. zincates, stannates or bismuthates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/64Burning or sintering processes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01CRESISTORS
    • H01C1/00Details
    • H01C1/14Terminals or tapping points or electrodes specially adapted for resistors; Arrangements of terminals or tapping points or electrodes on resistors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01CRESISTORS
    • H01C17/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors
    • H01C17/06Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for coating resistive material on a base
    • H01C17/065Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for coating resistive material on a base by thick film techniques, e.g. serigraphy
    • H01C17/06506Precursor compositions therefor, e.g. pastes, inks, glass frits
    • H01C17/06513Precursor compositions therefor, e.g. pastes, inks, glass frits characterised by the resistive component
    • H01C17/06533Precursor compositions therefor, e.g. pastes, inks, glass frits characterised by the resistive component composed of oxides
    • H01C17/06546Oxides of zinc or cadmium
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01CRESISTORS
    • H01C17/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors
    • H01C17/30Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for baking
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0213Electrical arrangements not otherwise provided for
    • H05K1/0254High voltage adaptations; Electrical insulation details; Overvoltage or electrostatic discharge protection ; Arrangements for regulating voltages or for using plural voltages
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/20Properties of the layers or laminate having particular electrical or magnetic properties, e.g. piezoelectric
    • B32B2307/206Insulating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2457/00Electrical equipment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3205Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
    • C04B2235/3215Barium oxides or oxide-forming salts thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3224Rare earth oxide or oxide forming salts thereof, e.g. scandium oxide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3231Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3241Chromium oxides, chromates, or oxide-forming salts thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3262Manganese oxides, manganates, rhenium oxides or oxide-forming salts thereof, e.g. MnO
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3262Manganese oxides, manganates, rhenium oxides or oxide-forming salts thereof, e.g. MnO
    • C04B2235/3263Mn3O4
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/327Iron group oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3275Cobalt oxides, cobaltates or cobaltites or oxide forming salts thereof, e.g. bismuth cobaltate, zinc cobaltite
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/327Iron group oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3275Cobalt oxides, cobaltates or cobaltites or oxide forming salts thereof, e.g. bismuth cobaltate, zinc cobaltite
    • C04B2235/3277Co3O4
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3284Zinc oxides, zincates, cadmium oxides, cadmiates, mercury oxides, mercurates or oxide forming salts thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3298Bismuth oxides, bismuthates or oxide forming salts thereof, e.g. zinc bismuthate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3409Boron oxide, borates, boric acids, or oxide forming salts thereof, e.g. borax
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/656Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/72Products characterised by the absence or the low content of specific components, e.g. alkali metal free alumina ceramics
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/32Ceramic
    • C04B2237/34Oxidic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/50Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/62Forming laminates or joined articles comprising holes, channels or other types of openings
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/07Electric details
    • H05K2201/073High voltage adaptations
    • H05K2201/0738Use of voltage responsive materials, e.g. voltage switchable dielectric or varistor materials

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Thermistors And Varistors (AREA)

Description

本発明は、酸化亜鉛系バリスタ用焼結体および酸化亜鉛系バリスタ用焼結体を用いた多層基板、ならびに酸化亜鉛系バリスタ用焼結体の製造方法および酸化亜鉛系バリスタ用焼結体を用いた多層基板の製造方法に関する。
コンピュータおよび携帯電話などの電子機器には、それらに含まれる電子回路や素子を静電気およびノイズ等により生ずる異常高電圧から保護するためにバリスタ素子が組み込まれている。
バリスタ素子は、印加される電圧が低い場合は大きな電気抵抗値を示し、僅かな電流しか流れないが、印加される電圧が大きくなると顕著に電気抵抗が低下し、多くの電流が流れる非直線性抵抗を示すバリスタ(バリスタ材料)を用いている。このようなバリスタの中でも容易に所望の特性を得られることから、酸化亜鉛を主成分として、酸化亜鉛以外の酸化物等を添加した酸化亜鉛系バリスタ(酸化亜鉛系バリスタ材料)が多く用いられている。
酸化亜鉛系バリスタ材料、特に同材料を焼結して得た酸化亜鉛系バリスタ用焼結体を用いたバリスタ素子を電子回路に組み込むことにより、電子回路の一部分に静電気またはノイズ等による高電圧に起因した電流が流れても、電子回路の所望の部分および所望の素子に、このような大きな電流が流れるのを抑制することができる。
しかし、一方で、バリスタ素子の占有スペースはこれらの電子機器の小型化を阻害する要因となっている。
この問題を解決するため、バリスタ素子等のESD(静電気放電)保護デバイスをLTCC(低温同時焼成セラミックス)として多層基板内に電極と一体的に形成することが、例えば特許文献1に開示されている。
LTCCと接触して用いる電極には、電気抵抗の低い銀(Ag)を用いることが望ましい。しかし、銀は、例えば1000℃以上のような高温まで加熱されると酸化等により電極としての性能が低下してしまう。
このため、表面に銀より成る電極材料を形成した、バリスタ材料の混合原料シート(グリーンシート)等を含む積層体を850℃〜950℃程度の範囲の温度で焼成してバリスタ素子(ESD保護デバイス)を含む多層基板を形成する方法が特許文献2〜6に開示されている。
WO2009/136535号公報 特開2010−238882号公報 特開2007−5499号公報 特開平9−312203号公報 特開2012−114443号公報 特開2005−97070号公報
これらの従来のバリスタ材料(バリスタ用焼結体)の多くが、添加剤として例えばアンチモン(Sb)、およびイットリウム(Y)またはプラセオジム(Pr)のような希土類元素を用いることで、非直線性抵抗のような、所定のバリスタ特性を得ている。しかし、アンチモン(Sb)は毒性を有する元素である。また、希土類元素は、その産地が限定され、長期間に亘る安定的な供給に懸念があり、また価格が高くその変動も大きい。このため、アンチモン(Sb)および希土類元素を用いずに十分な特性を有する酸化亜鉛系バリスタ用焼結体およびこれを用いた多層基板が求められる。
また、製造方法についても以下のことが求められる。
上述のように、焼成温度を850℃〜950℃程度と1000℃よりも低い焼成温度で焼成してバリスタ用焼結体(以下、単に「焼結体」と言う場合がある)を得ることは知られていた。しかし、これらの従来の方法は、850℃〜950℃程度の温度範囲で焼成を行う前に、焼成後の焼結体内での組成を均一にするべく予め原料の相互の成分を拡散させておくための熱処理を行う必要があった。この熱処理は、例えば、所望の組成を有するバリスタ用焼結体を形成するために用いる酸化物等の原料のうちの2種類以上を混合した上で300℃以上に加熱するものである。
そして、この混合および熱処理を行った原料と、必要に応じて加える別の種類の原料とを用いて850℃〜950℃程度の温度範囲で焼成を行って焼結体を得ている。
熱処理と焼成の2回の加熱工程を含むことは、工程が複雑になるだけでなく、消費するエネルギーの増大にも繋がるため、熱処理工程省略の要求があった。
本発明は、アンチモン(Sb)および希土類元素を用いずに十分な特性を有する酸化亜鉛系バリスタ用焼結体およびこれを用いた多層基板を提供することを目的とする。
また、本発明は、アンチモン(Sb)や希土類元素を用いずに、焼成時の拡散が容易となる成分を主体とすることにより、事前に熱処理を行うことなく、1000℃より低い温度で焼成を行うことで十分な特性を有することができる、酸化亜鉛系バリスタの製造方法および酸化物系バリスタを含む多層基板の製造方法を提供することを目的とする。
本発明の態様1は、酸化亜鉛を主成分とし、酸化ビスマスをビスマス(Bi)換算で0.6〜3.0mol%、酸化コバルトをコバルト(Co)換算で0.2〜1.4mol%、酸化クロムをクロム(Cr)換算で0.1〜1.5mol%および酸化マンガンをマンガン(Mn)換算で0.1〜1.5mol%含み、アンチモン(Sb)と希土類元素と錫(Sn)の含有量が不純物レベル以下であることを特徴とするバリスタ用焼結体である。
本発明の態様2は、酸化ビスマスをビスマス(Bi)換算で0.6〜3.0mol%、酸化コバルトをコバルト(Co)換算で0.2〜1.4mol%、酸化クロムをクロム(Cr)換算で0.1〜1.5mol%および酸化マンガンをマンガン(Mn)換算で0.1〜1.5mol%含み、残部が酸化亜鉛と不可避的不純物であることを特徴とする態様1に記載のバリスタ用焼結体である。
本発明の態様3は、酸化スカンジウムをスカンジウム(Sc)換算で0.1〜2.0mol%、酸化バリウムをバリウム(Ba)換算で0.1〜2.0mol%および酸化ボロンをボロン(B)換算で0.1〜4.0mol%から成る群から選択される少なくとも1つを更に含むことを特徴とする態様1または2に記載のバリスタ用焼結体である。
本発明の態様4は、酸化スカンジウムをスカンジウム(Sc)換算で0.1〜2.0mol%、酸化バリウムをバリウム(Ba)換算で0.1〜2.0mol%および酸化ボロンをボロン(B)換算で0.1〜2.0mol%から成る群から選択される少なくとも1つを更に含むことを特徴とする態様3に記載のバリスタ用焼結体である。
本発明の態様5は、酸化ビスマスをビスマス(Bi)換算で0.6〜2.0mol%、酸化コバルトをコバルト(Co)換算で0.2〜1.0mol%、酸化クロムをクロム(Cr)換算で0.1〜1.0mol%および酸化マンガンをマンガン(Mn)換算で0.1〜1.0mol%含むことを特徴とする態様1〜4のいずれかに記載のバリスタ用焼結体である。
本発明の態様6は、順に、第1の絶縁層と、態様1〜5のいずれか1項に記載のバリスタ用焼結体であるバリスタ層と、第2の絶縁層とを備え、前記バリスタ層の一方の主面に配置された第1の内部電極と、前記バリスタ層の他方の主面に配置された第2の内部電極と、前記第1の絶縁層を貫通する第1の貫通電極および前記第2の絶縁層を貫通する第2の貫通電極とを有し、前記第1の貫通電極は前記第1の内部電極と電気的に接続され、前記第2の貫通電極は前記第2の内部電極と電気的に接続されていることを特徴とする多層基板である。
本発明の態様7は、順に積層されている、第1の絶縁層と、第2の絶縁層と、第3の絶縁層とを有し、前記第2の絶縁層が、その内部に態様1〜5のいずれか1項に記載のバリスタ用焼結体であるバリスタ層を備え、前記バリスタ層の一方の主面に配置された第1の内部電極と、前記バリスタ層の他方の主面に配置された第2の内部電極と、前記第1の絶縁層を貫通する第1の貫通電極および前記第2の絶縁層を貫通する第2の貫通電極とを有し、前記第1の貫通電極は前記第1の内部電極と電気的に接続され、前記第2の貫通電極は前記第2の内部電極と電気的に接続されていることを特徴とする多層基板である。
本発明の態様8は、順に、第1の絶縁層と、態様1〜5のいずれか1項に記載のバリスタ用焼結体であるバリスタ層と、第2の絶縁層とを備え、前記バリスタ層の一方の主面に配置された第1の内部電極と、前記バリスタ層の他方の主面に配置された第2の内部電極と、前記第1の絶縁層、前記バリスタ層および前記第2の絶縁層を貫通する第1および第2の貫通電極とを有し、前記第1の貫通電極は前記第1の内部電極と電気的に接続され、前記第2の貫通電極は前記第2の内部電極と電気的に接続されていることを特徴とする多層基板である。
本発明の態様9は、1)少なくとも、酸化亜鉛と、酸化ビスマスと、酸化コバルトと、酸化クロムと、酸化マンガンとを熱処理を施すことなく混合して、酸化亜鉛を主成分とし、酸化ビスマスをビスマス(Bi)換算で0.6〜3.0mol%、酸化コバルトをコバルト(Co)換算で0.2〜1.4mol%、酸化クロムをクロム(Cr)換算で0.1〜1.5mol%および酸化マンガンをマンガン(Mn)換算で0.1〜1.5mol%含み、アンチモン(Sb)と希土類元素と錫(Sn)の含有量が不純物レベル以下である混合原料を得る工程と、2)前記混合原料を850℃〜950℃で焼成する工程と、を含むことを特徴とする、バリスタ用焼結体の製造方法である。
本発明の態様10は、前記混合原料が、酸化スカンジウムをスカンジウム(Sc)換算で0.1〜2.0mol%、酸化バリウムをバリウム(Ba)換算で0.1〜2.0mol%および酸化ボロンをボロン(B)で0.1〜4.0mol%から成る群から選択される少なくとも1つを更に含むことを特徴とする態様9に記載のバリスタ用焼結体の製造方法である。
本発明の態様11は、1)少なくとも、酸化亜鉛と、酸化ビスマスと、酸化コバルトと、酸化クロムと、酸化マンガンとを熱処理を施すことなく混合して、酸化亜鉛を主成分とし、酸化ビスマスをビスマス(Bi)換算で0.6〜3.0mol%、酸化コバルトをコバルト(Co)換算で0.2〜1.4mol%、酸化クロムをクロム(Cr)換算で0.1〜1.5mol%および酸化マンガンをマンガン(Mn)換算で0.1〜1.5mol%含み、アンチモン(Sb)と希土類元素と錫(Sn)の含有量が不純物レベル以下である混合原料を得る工程と、2)絶縁材料から成る第1の絶縁シートの上に、第1の電極材を配置する工程と、3)前記第1の電極材の上に、前記混合原料を含む混合原料シートを形成する工程と、4)前記混合原料シートの上に、第2の電極材を配置する工程と、5)前記第2の電極材の上に、絶縁材料から成る第2の絶縁シートを形成する工程と、6)前記第1の絶縁シートと、前記混合原料シートと、前記第2の絶縁シートとを貫通し、前記第1の電極材と電気的に接続された第1の貫通電極を形成する工程と、7)前記第1の絶縁シートと、前記混合原料シートと、前記第2の絶縁シートとを貫通し、前記第2の電極材と電気的に接続された第2の貫通電極を形成する工程と、8)前記第1の絶縁シートと、前記混合原料シートと、前記第2の絶縁シートとを850℃〜950℃で焼成する工程と、を含むことを特徴とする多層基板の製造方法である。
本発明に係る酸化亜鉛系バリスタ用焼結体およびこれを用いた多層基板では、アンチモン(Sb)および希土類元素を用いることなく十分に優れたバリスタ特性を有することができる。
また、本発明に係る製造方法では、事前に熱処理を行うことなく、1000℃より低い温度で焼成を行うことで十分なバリスタ特性を有する、酸化亜鉛系バリスタ用焼結体および酸化亜鉛系バリスタ用焼結体を含む多層基板を製造することができる。
図1は、スラリー状の混合原料を用いてバリスタ用焼結体を得る方法を例示する模式斜視図である。 図2(a)は、多層基板100を示す斜視図であり、図2(b)は、図2(a)のXIVb-XIVb断面を示す断面図である。 図3(a)〜図3(d)は、積層体150の製造方法を示す斜視図である。 図4は積層体160を示す斜視図である。 図5は多層基板100の製造方法を示す図である。 図6(a)は多層基板200を示す斜視図であり、図6(b)は、図6(a)のXVIIIb-XVIIIb断面を示す断面図である。 図7は多層基板300を示す断面図である。 図8は多層基板の製造方法を示す図である。 図9は多層基板の製造方法を示す図である。 図10は多層基板の製造方法を示す図である。 図11は多層基板の別の製造方法を示す図である。 図12は、多層基板の別の製造方法を示す図である。 図13は、多層基板の別の製造方法を示す図である。 図14は、粒径測定結果を示すグラフである。 図15は、電極間に流れる電流を、電圧を掃引しながら測定した結果を示すグラフである。 図16(a)〜図16(d)は、多層基板500の製造方法を示す斜視図である。 図17(a)は、実施例5に係るサンプル9の断面図であり、図17(b)は実施例5に係るサンプル10の断面図である。
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語(例えば、「上」、「下」、「右」、「左」及びそれらの用語を含む別の用語)を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が制限されるものではない。また、複数の図面に表れる同一符号の部分は同一の部分又は部材を示す。
本発明者らは、アンチモン(Sb)および希土類元素を用いることなく、従来のアンチモン(Sb)および/または希土類元素を用いたバリスタ用焼結体と同等以上のバリスタ特性(バリスタ電圧、絶縁抵抗および/または非線形抵抗)を有するバリスタ用焼結体を得るべく鋭意検討した。その結果、酸化亜鉛系バリスタ用焼結体(酸化亜鉛を主成分(すなわち、酸化亜鉛を亜鉛(Zn)換算で80mol%以上含有する))において、酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化クロムおよび酸化マンガンという、従来から知られている成分の組成を本発明者らが見出した限定された範囲内とするとともに、錫(Sn)を含有させない(その含有量を不純物レベル以下にする)ことで、アンチモン(Sb)および希土類元素を含有していなくても優れたバリスタ特性を有するバリスタ用焼結体が得られることを見出し、本発明に至ったものである。
より詳細には、バリスタとして用いることができる本発明に係るバリスタ用焼結体は、酸化亜鉛を主成分とし、酸化ビスマスをビスマス(Bi)換算で0.6〜3.0mol%、酸化コバルトをコバルト(Co)換算で0.2〜1.4mol%、酸化クロムをクロム(Cr)換算で0.1〜1.5mol%および酸化マンガンをマンガン(Mn)換算で0.1〜1.5mol%含んでいる。
さらに、本発明に係るバリスタ用焼結体は、アンチモン(Sb)と希土類元素と錫(Sn)の含有量が不純物レベル以下である。アンチモン(Sb)と希土類元素と錫(Sn)については、例えばその含有量がゼロまたは0.01mol%以下といった少ない量である。
本発明のバリスタ用焼結体に係る製造方法では、焼成後に得られる焼結体(バリスタ材料)が、酸化亜鉛を主成分とし、酸化ビスマスをビスマス(Bi)換算で0.6〜3.0mol%、酸化コバルトをコバルト(Co)換算で0.2〜1.4mol%、酸化クロムをクロム(Cr)換算で0.1〜1.5mol%および酸化マンガンをマンガン(Mn)換算で0.1〜1.5mol%含む組成となるように、混合原料を得た後、この混合原料を850℃〜950℃で焼成する。
また、本発明のバリスタ用焼結体の製造方法に係る好ましい実施形態では、少なくとも、酸化亜鉛と、酸化ビスマスと、酸化コバルトと、酸化クロムと、酸化マンガンとを熱処理を施すことなく混合して、酸化亜鉛を主成分とし、酸化ビスマスをビスマス(Bi)換算で0.6〜3.0mol%、酸化コバルトをコバルト(Co)換算で0.2〜1.4mol%、酸化クロムをクロム(Cr)換算で0.1〜1.5mol%および酸化マンガンをマンガン(Mn)換算で0.1〜1.5mol%含み、アンチモン(Sb)と希土類元素と錫(Sn)の含有量が不純物レベル以下である混合原料を得た後、この混合原料を850℃〜950℃で焼成する。
すなわち、本発明のこの好ましい実施形態においては、混合原料を得る前に、用いる複数の種類の酸化物(原料粉末)のうちの2種以上(複数種類の酸化物のうちの一部の種類であって2種類以上)を予め混合し、300℃以上に加熱する熱処理(例えば、「仮焼き」と呼ばれるような熱処理)を行うことなく、得ようとするバリスタ用焼結体と実質的に同じ組成を有する混合原料を得る。そして、この好ましい実施形態に係る混合原料を850℃〜950℃で焼成する。
以下に、本発明に係るバリスタ用焼結体およびバリスタ用焼結体に係る製造方法の詳細を説明する。
1.バリスタ用焼結体
上述のように、本発明に係るバリスタ用焼結体(焼結体)は、酸化亜鉛を主成分とし、酸化ビスマスをビスマス(Bi)換算で0.6〜3.0mol%、酸化コバルトをコバルト(Co)換算で0.2〜1.4mol%、酸化クロムをクロム(Cr)換算で0.1〜1.5mol%および酸化マンガンをマンガン(Mn)換算で0.1〜1.5mol%含み、アンチモン(Sb)と希土類元素と錫(Sn)の含有量が不純物レベル以下である。
このように組成を狭い範囲に限定することにより、混合原料を850℃〜950℃で焼成しても、得られたバリスタ用焼結体は高い非線形定数を有する等、十分なバリスタ特性を示す。
そして、このように、1000℃未満の温度で焼成できることは、混合原料粉末を含んで成る混合原料シート層(グリーンシート層)の上に、電極となる銀(Ag)を配置した状態で、混合原料シートを焼成できることを意味している。このため、銀電極とバリスタ用焼結体(混合粉末を焼成して得たバリスタ層)を一体的に形成した多層基板を得ることができる。
1−1.組成
各元素について、このような狭い組成範囲とすべき理由を以下に示す。ただし、これらの理由は、現時点で得られている知見から発明者が合理的であると考えた理由を示すものであって、請求項により規定される、組成等の本発明の技術的範囲をさらに限定することを意図とするものではないことに留意されたい。
なお、本明細書における酸化物の含有量のモル比率は当該酸化物が含有する酸素原子を考慮せず、酸素と結びついている原子(金属元素の原子)のみを考慮して、モル比率を算出し求めたものである。また、前記金属元素は、ボロン、ケイ素などの半金属を含む。
(1)酸化亜鉛
酸化亜鉛は、本発明のバリスタ用焼結体(バリスタ層)のベースとなる材料であり、主成分である。すなわち、本発明のバリスタ用焼結体は、酸化亜鉛を亜鉛(Zn)換算で80mol%以上含む。
また、好ましくは、本発明のバリスタ用焼結体は、酸化亜鉛を亜鉛(Zn)換算で90mol%以上含んでいる。
(2)酸化ビスマス
本発明のバリスタ用焼結体は、酸化ビスマスをビスマス(Bi)換算で0.6〜3.0mol%、好ましくは0.6〜2.0mol%、最も好ましくは0.7〜1.5mol%含有している。
酸化ビスマス(ビスマス)は、焼成温度が、850℃〜950℃と比較的低温でも焼結体の緻密化を促進する。また、本発明の材料の微細構造をEDX(エネルギー分散型X線分光法)で観察した結果、酸化ビスマス(ビスマス)は酸化亜鉛の粒界に偏析しており、これにより高抵抗な半導体粒界を形成し、これが2重ショットキー障壁としてバリスタ特性を発現すると考える。酸化ビスマスの含有量がビスマス換算で0.6mol%より少ないと、この効果が充分得られず、3.0mol%を超えると、結晶粒成長しやすくなる
、または酸化ビスマスを主組成とする厚い絶縁層を形成してしまうという問題がある。好ましい範囲の0.6〜2.0mol%の範囲であれば、確実にこの効果を得ることができ、また、最も好ましい範囲の0.7〜1.5mol%であれば、この効果をより充分に得ることができる。
(2)酸化コバルト
本発明のバリスタ用焼結体は、酸化コバルトをコバルト(Co)換算で0.2〜1.4mol%、好ましくは0.2〜1.0mol%、最も好ましくは0.3〜0.8mol%含有している。
本発明のバリスタ用焼結体の微細構造をEDX(エネルギー分散型X線分光法)で観察した結果、酸化コバルト(コバルト)は粒界、粒内ともに均一に存在しており、粒界では電子を捕獲する機能を有し、この結果、バリスタ用焼結体の非線形定数を高くする効果をもたらす。酸化コバルトの含有量がコバルト換算で0.2mol%より少ないとこの効果が充分得られない。また、酸化コバルト(コバルト)は酸化亜鉛の結晶粒内にも均一に分散するため、1.4mol%を超えると、酸化亜鉛の電気特性を変えてしまうことと、結晶粒成長しやすくなるという問題がある。好ましい範囲の0.2〜1.0mol%の範囲であれば、確実にこの効果を得ることができ、また、最も好ましい範囲の0.3〜0.8mol%であれば、この効果をより充分に得ることができる。
(3)酸化クロム
本発明のバリスタ用焼結体は、酸化クロムをクロム(Cr)換算で0.1〜1.5mol%、好ましくは0.1〜1.0mol%、最も好ましくは0.2〜0.8mol%含有している。
本発明の材料の微細構造をEDX(エネルギー分散型X線分光法)で観察した結果、酸化クロム(クロム)は酸化亜鉛の粒界に偏析しており、これにより、焼結体の結晶粒成長を抑制するため、細かい結晶粒を焼結体全体に亘り均一に得ることができる。酸化クロムの含有量がクロム換算で0.1mol%より少ないとこの効果が充分得られず、1.5mol%を超えると酸化クロムの偏析が多くなって、結晶粒の大きさが不均一となるという問題がある。好ましい範囲の0.1〜1.0mol%の範囲であれば、確実にこの効果を得ることができ、また、最も好ましい範囲の0.2〜0.8mol%であれば、この効果をより充分に得ることができる。
(4)酸化マンガン
本発明のバリスタ用焼結体は、酸化マンガンをマンガン(Mn)換算で0.1〜1.5mol%、好ましくは0.1〜1.0mol%、最も好ましくは0.3〜0.8mol%含有している。
本発明の材料の微細構造をEDX(エネルギー分散型X線分光法)で観察した結果、酸化マンガン(マンガン)は酸化亜鉛の粒界に偏析しており、これにより、バリスタ用焼結体の結晶粒成長を抑制し、細かい結晶粒をバリスタ用焼結体全体に亘り均一に得ることができる。また、粒界で電子を捕獲する機能を有し、この結果バリスタ用焼結体の非線形定数を高くする効果をもたらす。酸化マンガンの含有量がマンガン換算で0.1mol%より少ないとこの効果が充分得られず、1.5mol%を超えると酸化マンガンの偏析が多くなって、結晶粒の大きさが不均一となるという問題がある。好ましい範囲の0.1〜1.0mol%の範囲であれば、確実にこの効果を得ることができ、また、最も好ましい範囲の0.3〜0.8mol%であれば、この効果をより充分に得ることができる。
(5)アンチモン(Sb)
多くの従来の酸化亜鉛系バリスタ用焼結体において、アンチモン(Sb)は良好なバリスタ特性を得るために積極的に添加されていた。これは、アンチモン(Sb)を用いることにより、他の添加剤の添加効果を良好に制御できるからである。しかしながら、アンチモン(Sb)は上述のように毒性を有するという問題を有している。
本発明にかかるバリスタ用焼結体はアンチモン(Sb)の含有量が不純物レベル以下である(すなわち、不純物レベル以下でしか含有していない)。本明細書において「不純物レベル以下」とは、ゼロまたは不純物レベルとして認識されている量あるいはそれよりも低い量しか含有していないことを意味する。不純物としてのアンチモン(Sb)の一般的な含有量は、例えば、金属換算で0.01mol%以下(モル比で100ppm以下)であり、好ましくは0.005mol%以下である。実用測定上は、例えばICP(誘導結合型プラズマ)湿式分析装置の検出限界(質量比で100ppm)以下であれば、0.01mol%以下の条件を満足する。
(6)希土類元素
多くの従来の酸化亜鉛系バリスタ用焼結体において、希土類元素はバリスタ特性向上のために意図的に添加されていた。
しかし、本発明に係るバリスタ用焼結体では、希土類元素の含有量が不純物レベル以下である。
不純物としての希土類元素の一般的な含有量(不純物レベル)は、例えば、金属換算で、希土類元素の各々について0.01mol%以下程度であり、希土類元素合計で0.05mol%以下程度である。好ましくは、希土類元素の各々について0.005mol%以下であり、希土類元素合計で0.025mol%以下である。実用測定上は、例えばICP(誘導結合型プラズマ)湿式分析装置の検出限界(質量比で100ppm)以下であれば、0.01mol%以下の条件を満足する。
なお、希土類元素が、如何なる元素を含むかについては、科学的および工業的な見地から複数の定義が存在する。
しかし、本発明においては、「希土類元素」は、イットリウム(Y)、ランタン(La)、セリウム(Ce)、プラセオジム(Pr)、ネオジム(Nd)、プロメチウム(Pm)、サマリウム(Sm)、ユウロピウム(Eu)、ガドリウム(Gd)、テルビウム(Tb)、ジスプロシウム(Dy)、ホルミウム(Ho)、エルビウム(Er)、ツリウム(Tm)、イッテルビウム(Yb)およびルテチウム(Lu)を意味する。
すなわち、本明細書における「希土類元素」にスカンジウム(Sc)は含まれない。
本発明に係るバリスタ用焼結体では、産地が限定され、長期間に亘る安定的な供給に懸念があり、また価格が高く、その変動も大きい希土類元素を用いる必要がない。
また、希土類元素の中でもプラセオジム(Pr)およびイットリウム(Y)は、焼成時に焼結体の緻密化を妨げるという問題がある。しかし、本発明では、このような問題を生じない。
(7)錫(Sn)
多くの従来の酸化亜鉛系バリスタ用焼結体において、錫(Sn)は例えば酸化錫の状態で意図的に添加され、積極的に用いられていた。これは、錫(Sn)を用いることにより、焼成時に液相を形成でき、得られる焼結体の緻密化が図れるからと考えられる。
しかし、本発明者らは、鋭意検討した結果、酸化亜鉛を主成分とし、酸化ビスマスをビスマス(Bi)換算で0.6〜3.0mol%、酸化コバルトをコバルト(Co)換算で0.2〜1.4mol%、酸化クロムをクロム(Cr)換算で0.1〜1.5mol%および酸化マンガンをマンガン(Mn)換算で0.1〜1.5mol%含む成分系においては、錫(Sn)を添加しなくても、850〜950℃内で充分に焼成でき、高いバリスタ特性が得られることを見出した。それどころか、この組成に錫が0.5mol%添加されていると、絶縁性は高いものの、非線形定数が2以下のバリスタ特性とは言えない特性まで悪化すること見出したものである。
このため、本発明に係るバリスタ用焼結体は、錫(Sn)の含有量が不純物レベル以下である。不純物としての錫(Sn)の一般的な含有量(不純物レベル)は、例えば、金属換算で、0.01mol%以下であり、好ましくは0.005mol%以下である。実用測定上は、例えばICP(誘導結合型プラズマ)湿式分析装置の検出限界(質量比で100ppm)以下であれば、0.01mol%以下の条件を満足する。
(8)その他の元素
本発明の好ましい実施形態の1つでは、本発明のバリスタ用焼結体は、ビスマス(Bi)換算で0.6〜3.0mol%の酸化ビスマスと、コバルト(Co)換算で0.2〜1.4mol%の酸化コバルトと、クロム(Cr)換算で0.1〜1.5mol%の酸化クロムと、マンガン(Mn)換算で0.1〜1.5mol%の酸化マンガンと、残部である酸化亜鉛および不可避的不純物とから成る。
このような、不可避的不純物のレベルとして、1種類の元素あたり0.03mol%以下であり、不可避的不純物全体で0.1mol%以下であることを例示できる。
なお、「不可避不純物」は、通常、製造工程およびハンドリング時等において意図せずに含有された不純物を意味する。しかし、たとえ、意図的に添加を行った場合であっても上述した「不純物レベル」以下の含有量であれば、添加による技術的効果を充分に得ることができるものではない。すなわち、本明細書においては、「不可避的不純物」とは、意図して添加したか、意図せずに含有するものかを問わず、含有量が上述の「不純物レベル」以下であることを意味する。従って、本発明では、上述のように、アンチモン(Sb)と希土類元素と錫(Sn)の含有量が不純物レベル以下であることからアンチモン(Sb)、希土類元素および錫(Sn)は、「不可避的不純物」に含まれる。
しかし、本発明はこれに限定されるものではない。本発明の別の好ましい実施形態においては、所望のバリスタ特性を得るためにアンチモン(Sb)、希土類元素、錫(Sn)以外の任意の元素を1種または2種以上含んでよい。
このような元素は、合計で例えば10mol%以下、好ましくは5mol%以下含まれてよい。この程度であれば、十分なバリスタ特性を確保することが可能である。
以下にこのように所望の特性を得るために添加する元素または化合物(添加剤)を例示する。
・酸化ボロン
本発明のバリスタ用焼結体は、例えば、Bのような酸化ボロンを含有してよい。この場合、酸化ボロンをボロン(B)換算で0.1〜4.0mol%、好ましくは0.1〜2.0mol%含有している。
酸化ボロン(ボロン)は、焼結性を向上させる効果を有する。酸化ボロンの含有量がボロン換算で0.1mol%より少ないとこの効果が充分得られず、4.0mol%を超えると他の添加剤とともにガラス成分を形成して偏析するという問題がある。また、好ましい範囲の0.1〜2.0mol%であれば、この効果をより充分に得ることができる。
・酸化スカンジウム
本発明のバリスタ用焼結体は、例えば、Scのような酸化スカンジウムを含有してよい。この場合、酸化スカンジウムをスカンジウム(Sc)換算で0.1〜2.0mol%、好ましくは0.4〜0.7mol%含有している。
酸化スカンジウム(スカンジウム)は、焼結性を向上させる効果を有する。酸化スカンジウムの含有量がスカンジウム換算で0.1mol%より少ないとこの効果が充分得られず、2.0mol%を超えると緻密化しにくくなり偏析が多くなるという問題がある。また、好ましい範囲の0.4〜0.7mol%であれば、この効果をより充分に得ることができる。
・酸化バリウム
本発明のバリスタ用焼結体は、例えば、BaOのような酸化バリウムを含有してよい。この場合、酸化バリウムをバリウム(Ba)換算で0.1〜2.0mol%、好ましくは0.2〜1.5mol%含有している。
酸化バリウム(バリウム)は、粒界に偏析することで好適な粒界を形成するのに寄与する。酸化バリウムの含有量がバリウム換算で0.1mol%より少ないとこの効果が充分得られず、2.0mol%を超えると焼結を阻害し酸化バリウムが偏析するという問題がある。また、好ましい範囲の0.2〜1.5mol%であれば、この効果をより充分に得ることができる。
・酸化ジルコニウム、酸化ケイ素および酸化タングステン
本発明のバリスタ用焼結体は、必要に応じて、更に、酸化ジルコニウム、酸化ケイ素および酸化タングステンから成る群から選択される1つ以上を含んでよい。
これらの酸化物は、非線形定数を向上させるという効果がある。
酸化ジルコニウムを含有する場合、酸化ジルコニウムをジルコニウム(Zr)換算で0.1〜2.0mol%(好ましくは、0.2〜1.5mol%)含有することにより上述の効果を得ることができる。
酸化ケイ素を含有する場合、酸化ケイ素をケイ素(Si)換算で0.1〜2.0mol%(好ましくは、0.2〜1.5mol%)含有することにより上述の効果を得ることができる。
酸化タングステンを含有する場合、酸化タングステンをタングステン(W)換算で0.1〜2.0mol%(好ましくは、0.2〜1.5mol%)含有することにより上述の効果を得ることができる。
1−2.特性
このような組成を有し、850℃〜950℃で焼成されて得た、本発明のバリスタ用焼結体が有する特性を例示する。
本発明のバリスタ用焼結体は、上述したように優れたバリスタ特性を有する。そこで、以下にバリスタ特性について詳述する。
主なバリスタ特性として、バリスタ電圧、絶縁抵抗および非線形抵抗が知られている。これらについて説明する。
・バリスタ電圧
バリスタ(バリスタ用焼結体)は印加する電圧に応じて、抵抗値が急変する特性を有する。すなわち、印加電圧が所定の大きさ以上になると、電気抵抗が急激に低下し、それまでほとんど流れなかった電流が急に流れ出すという性質を持っている。
バリスタ用焼結体に1mAの電流が流れたときのバリスタ端子間電圧(印加電圧)をバリスタ電圧という。バリスタ電圧はバリスタ(バリスタ材料)の粒径と電極間距離に依存するため、これらを制御することである程度の範囲で制御できる。また、ある程度のバリスタ電圧を得るためには後述する非線形定数が高いことが必要となる。
本発明に係るバリスタ用焼結体では、上述した組成範囲内(添加剤を用いる場合を含む)で適正な組成を選択することにより、200μmの電極間距離に対してバリスタ電圧を90〜550Vと幅広い範囲で制御できる。
・絶縁抵抗
絶縁抵抗値は、バリスタ電圧の10分の1電圧での抵抗値を意味する。
絶縁抵抗値が低いと多くの電流が流れ、リーク電流を生ずることとなる。このため、素子では、10MΩ以上の絶縁抵抗を有することが目安とされている。そして、この10MΩを確実に達成できるように、より高い抵抗値を有している場合、設計の自由度が高く好ましい。本発明に係るバリスタ用焼結体では、例えば10GΩと高い絶縁抵抗値を得ることができる。
・非線形定数
非線形定数は、下記の(1)式により求めることができる。

非線形定数=log10(I1/I2)/log10(V1/V2) (1)

ここで、I1は1mAとし、V1はI1=1mAの電流が流れるときのバリスタ端子間電圧であり、I2は0.01mAとし、V2はI2=0.01mAの電流が流れるときのバリスタ端子間電圧である。
非線形定数が高いほど、異常電流に対して、応答制御が正確であり好ましいとされている。希土類元素を含有する酸化亜鉛系バリスタ用焼結体の多くが、その非線形定数が10以上であるため、10以上であることが1つの目安となる。本発明に係るバリスタ用焼結体では、例えば10以上、さらには15以上の非線形定数を得ることができる。
また、このような優れたバリスタ特性を得るためには、結晶粒の粒径を制御することも有効である。上述のように、本発明では、組成を適正に選択することにより、850℃〜950℃と比較的低い温度での焼成が可能となる。
このため、結晶粒の粒径を例えば、1μm〜30μmとすることができる。
なお、粒径は切片法により求めることができる。より具体的には、バリスタ用焼結体の研磨面を焼結温度よりも低い温度でサーマルエッチングすることにより、粒界を明瞭にした後、例えば倍率1000倍の顕微鏡写真を得る。次に、この顕微鏡写真上に長さ100μmの直線を引き、この直線と交差する粒界数を数え、直線長さ(100μm)を交差する粒界数で除して粒径値を求める。この作業を複数回行って平均値を計算し粒径とする。
2.バリスタ用焼結体の製造方法
次に上述したバリスタ用焼結体の製造方法を説明する。
(1)混合原料(混合粉末)の作製
まず、得ようとするバリスタ用焼結体と実質的に同じ組成を有する混合原料(混合粉末)を準備する。ここで「実質的に同じ組成」とは、焼成工程等において成分の一部が蒸発等により変化することを考慮し、得られたバリスタ用焼結体との間に若干の組成の違いがあることを許容するという意味である。
なお、混合原料(混合粉末)の組成という場合、混合を促進するため、または混合した混合粉末をスラリー状に保持するために用い、そのほとんどが焼成工程において蒸発してしまう、例えばエタノールおよびPVB(ポリビニルブチラール)等の分散媒ならびに、シート成型時の形状の維持のために用いる、例えばフタル酸ジオクチルのような可塑剤を含まない。
同様の趣旨から、混合原料(混合粉末)の組成という場合、混合原料をシート状等の所望の形状にするために用い、そのほとんどが焼成工程において蒸発してしまう、有機溶剤、可塑剤、バインダ、およびこれらより得たビヒクルを含まない。
混合原料は、例えば、酸化亜鉛、酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化クロムおよび酸化マンガンのような酸化物等の素原料(必要に応じて添加する上述の添加剤を含む)を、得ようとするバリスタ用焼結体の組成と実質的に同じなるように秤量後、これらの素原料を混合することで得ることができる。
混合には、湿式および乾式を問わず既知の各種の方法を用いてよい。
混合の方法として、ボールミルを用いることを例示できる。例えば、ボールミル容器中にエタノールのような分散媒と、ジルコニアボールのようなボールとともに秤量した素原料とを投入してボールミル混合を行って混合原料を得てよい。
従来、混合原料を得るために熱処理(仮焼き)が行われる場合が多い。
例えば、特許文献3には、混合原料を得る際に、用いる複数種類の素原料の一部である酸化ビスマスと酸化アンチモンと酸化銅を予め混合して350〜750℃の温度で仮焼した後、混合原料を得て焼成を行っている。特許文献4〜6も同様に、用いる複数種類の素原料の一部(2種類以上)を予め混合し、300℃以上の温度で熱処理することを開示している。
これらの熱処理は、焼成後の焼結体内で組成が均一になるように、予め素原料の一部を混合し、相互の成分を拡散させておくために行うものである。
しかし、本発明では、好ましくはこのような熱処理を行うことなく、混合原料を得る。これにより、製造工程がシンプルになり、より低いコストでバリスタ用焼結体を製造することが可能となる。
さらに、本発明者は、このように熱処理を行わずに混合原料を得て、この混合原料を用いて、850℃〜950℃で焼成を行うことで、熱処理を経た混合原料を用いて同じ条件で焼成を行った場合と比べて、得られたバリスタ用焼結体のバリスタ特性、とりわけ非線形定数を20%以上向上できることを見出した。
本発明では、アンチモン(Sb)、希土類元素および錫(Sn)の含有量が不純物レベル以下であること、すなわち、必須の成分が、主成分の酸化亜鉛と、酸化ビスマスと、酸化コバルトと、酸化クロムと、酸化マンガンであり、比較的焼成時の拡散が容易である成分が主体となることから、焼成前に熱処理を行う必要がなく、むしろ熱処理を行わない方が優れた特性が得られるという従来の常識を覆す結果に繋がったと考えられる。
なお、本明細書でいう「熱処理」とは、所望の組成を得るために用いる、複数種類の素原料(粉末原料)のうちの一部である2種類以上の素原料を混合して、例えば300℃以上に加熱することをいい、単一の酸化物等である、各々の素原料を得ることを目的に行う加熱処理、または得られた単一の素原料に対して脱水などの目的で行う加熱処理を含まない。
(2)バリスタ用焼結体および電極を有するバリスタ積層体の作製
得られた混合原料を用いて、乾式、湿式を問わず既知の任意の手段を用いて成型し、所定の条件で焼成をして焼結体を得てよい。
例えば、混合原料を乾燥した状態で使用し、成形体(圧粉体)を得て、この成形体を焼成することにより、焼結体を得てよい。
また、混合原料を、エタノール等の有機分散媒または無機分散媒に分散させたスラリー(スラリー状の混合原料、ペースト)得て、これを焼成して焼結体を得てもよい。
また、有機溶剤、可塑剤およびバインダを混合して得たビヒクル内に混合原料を攪拌混合した後、真空脱泡等を行いながら100℃以下程度に加熱し粘度調整を行って、シート形状等の任意の形状の混合原料成形体を得、これらを必要に応じて積層し、焼成して焼結体を得てもよい。
図1は、スラリー状の混合原料を用いて焼結体を得る方法を例示する模式斜視図である。図1(a)は、スラリーから混合原料シートを得る方法を示し、図1(b)は混合原料シートを所望の形状に打ち抜いた状態を示し、図1(c)は、打ち抜いた混合原料シートを積層し、電極材料を配置した状態を示す。なお、図1(a)〜(c)のように図の数字が同じで数字以降の符号(「(a)」等の部分)が異なる図が複数ある場合、これらを総称して「図1」のように図の番号で呼ぶことがある。
以下に図1に例示する方法を説明する。
混合原料に、分散媒と、必要に応じてPVBおよび/または可塑剤とを加えて、スラリー(混合原料スラリー)を得た後、図1(a)に示すように、このスラリーをPET等の樹脂フィルム8に塗布し、乾燥させることで、樹脂フィルム8上に混合原料シート2を得ることができる。
これを図1(a)の線Aに沿って打ち抜くことで、図1(b)に示すように、樹脂シート8上の混合原料シート2を所定の形状(図1(b)ではディスク形状)にすることができる。
この混合原料シート2を樹脂フィルム8から剥離し、図1(c)に示すように、複数(図1(c)では3つ)の混合原料シート2を積層し、混合原料シート積層体22を形成する。そして、混合原料シート積層体22の下面に第1の電極シート6A(例えば、銀(Ag)電極シート)を積層し、混合原料シート積層体22の上面に第2の電極シート6B(銀(Ag)電極シート)を積層する。
その後、第1の電極シート6A(電極シート6)と第2の電極シート6B(電極シート6)とが短絡しないように、プレスし、混合原料シート2同士の間、混合原料シート2と第1の電極シート6Aとの間、および混合原料シート2と第2の電極シート6Bの間を圧接(圧着)する。プレスは好ましくは100℃以下に加熱して行う。
そして、下面に第1の電極シート6Aが配置され、上面に第2の電極シート6Bが配置された混合原料シート積層体22を焼成する。
焼成は焼成温度850℃〜950℃で行う。
焼成は空気中で行ってもよく、必要に応じて酸素雰囲気下で行ってもよい。
このような焼成を行うことで、下面に第1の電極6A(例えば、銀電極)を有し、上面に第2の電極6B(例えば、銀電極)を有する、バリスタ積層体22(焼結体)を得ることができる。
なお、図1に示す実施形態では、混合原料シート2を複数枚積層したが、これに代えて1枚の混合原料シート2の下面に第1の電極シート6Aを上面に第2の電極シート6Bを形成し、焼成を行って焼結体を得てもよい。
3.多層基板およびその製造方法
(1)多層基板(バリスタ内蔵多層基板の基本構造)およびその製造方法
次に、上述したバリスタ焼結体の用途の一例である多層基板(バリスタ内蔵多層基板の基本構造)について説明する。
図2(a)は、本発明の多層基板の基本構造である多層基板100を示す斜視図であり、図2(b)は、図2(a)のXIVb-XIVb断面を示す断面図である。
多層基板100は、順に(図2(a)に示す実施形態では上から順に)第1の絶縁層10A(絶縁層10)と、第2の絶縁層10B(絶縁層10)と、第3の絶縁層10C(絶縁層)とが積層している。第2の絶縁層10Bの内部にバリスタ層2が配置されている。図2(b)に示す実施形態では、第2の絶縁体層10Bを貫通する貫通孔内部にバリスタ層2が配置されている。
バリスタ層2の上面と下面のそれぞれに内部電極6Cが配置されている。
バリスタ層2の上面に配置された内部電極6Cは、第1の絶縁層10Aを貫通する貫通電極6Dと接続され、電極6を形成している。この電極6により第1絶縁層10Aの上面(貫通電極6Dの第1絶縁層10Aの上面から露出した部分)とバリスタ層2とが電気的に接続できる。
同様に、バリスタ層2の下面に配置された内部電極6Cは、第3の絶縁層10Cを貫通する貫通電極6Dと接続され、電極6を形成している。この電極6により第3絶縁層10Cの下面(貫通電極6Dの第3絶縁層10Cの下面から露出した部分)とバリスタ層2とが電気的に接続できる。
2つの内部電極6Cは、互いに対向した対向電極となっており、その間にバリスタ層2が配置されている。この部分の構成により、ノイズ等により異常高電圧(高電流)が2つの内部電極6Cの間に発生するとバリスタ層2に電流が流れる。この基本構造を利用して後に説明する多層基板(インターポーザとしての応用例)などの構造を形成することにより、異常高電圧が発生した場合に半導体チップ等の保護対象のデバイスにはほとんど電流が流れず、これらデバイスを保護することができる。また高速通信モジュールやインターポーザ等に対して多層基板100のような部分的にバリスタ層を絶縁層中に内装した基本構造を適用することにより、電極で形成される電気配線がほぼ絶縁層中に配置されるため、絶縁層の優れた伝送特性を活かした多層基板の実現が可能となる。
次に、多層基板100の製造方法を説明する。
図3(a)〜図3(d)は、積層体150の製造方法を示す斜視図である。まず、積層体150を作製する。
図3(a)に示すように、焼成により絶縁層となる絶縁シート10を準備し、次に図3(b)に示すように、絶縁シート10に貫通孔14を形成する。絶縁シート10は、例えば絶縁シート用混合原料をバインダと混合してスラリー状にしたものを、シート成型機を用いてドクターブレード法により樹脂シート上に塗布し乾燥させた後、樹脂シートを剥がす、等の方法で作製すればよい。
絶縁シート10の貫通孔14に銀電極ペーストを充填し乾燥させることにより、焼成後に貫通電極6Dとなる電極ペースト層6Dを形成する。
次に図3(d)に示すように、絶縁シート10の表面に、スクリーン印刷法を用いて、銀電極ペーストを塗布した後、乾燥させる等の方法により、絶縁シート10の上面に、電極ペースト層6Dと接触するように、電極ペースト層6Cを形成する。
これにより積層体150を得ることができる。積層体150は2つ作製する。
次に、積層体160を形成する。図4は、積層体160を示す斜視図である。積層体160は、積層体150の電極ペースト層6Cの表面(少なくとも主面)をバリスタスラリー層2により覆ったものである。
2つの積層体150のうちの1つを用いて、以下に示す方法により積層体160を形成できる。
素原料をボールミル等で混合後、乾燥、解砕し、上述した所定の成分を有する混合原料(混合乾燥粉)を得る。混合原料を、エタノール等の有機分散媒(ビヒクル)または無機分散媒に分散させた混合原料スラリーを得る。
積層体150の電極ペースト層6Cの露出した表面のうち、少なくとも主面を例えばスクリーン印刷等の方法を用いて、得られた混合原料スラリーにより覆った後、乾燥させることにより絶縁シート2、貫通電極6D、電極ペースト層6C、およびバリスタスラリー層2を有する積層体160を得ることができる。
図5は、多層基板100の製造方法を示す図である。
図5を用いて複合積層体を得るためのプレス工程を説明する。
上から順に、バリスタスラリー層2が下面側となるように配置した積層体160(電極ペースト層6Cは不図示)と、積層体160のバリスタスラリー層2および積層体150の電極ペースト層6Cが収容可能な貫通孔14Aを有する絶縁シート10と、電極ペースト層6Cが上面側になるように配置した積層体150とを、図5に示すようにバリスタスラリー層2と貫通孔14Aと電極ペースト層6Cとを整列させて配置する
そして、積層体150および160それぞれの絶縁シート10を、貫通孔14Aを有する絶縁シート10と接触させることにより、積層体160の電極ペースト層6Cおよびバリスタスラリー層2と、積層体150の電極ペースト層6Cとが貫通孔14A内で積層される。
この状態でプレスすることで,複合積層体を得ることができる。
得られた複合積層体を850℃〜950℃間の温度で焼成する。これにより、多層基板100を得ることができる。
(2)多層基板(バリスタ内蔵多層基板の基本構造の変形例)およびその製造方法
図6(a)は、変形例に係る多層基板200を示す斜視図であり、図6(b)は、図6(a)のXVIIIb-XVIIIb断面を示す断面図である。
多層基板200は、多層基板100と同様の構成を有している。すなわち、多層基板200は、順に(図6(a)に示す実施形態では上から順に)第1の絶縁層10A(絶縁層10)と、第2の絶縁層10B(絶縁層10)と、第3の絶縁層10C(絶縁層10)を有する。第2の絶縁層10Bの内部にバリスタ層2が配置されている。図6(b)に示す実施形態では、第2の絶縁体層10Bを貫通する貫通孔内部にバリスタ層2が配置されている。
多層基板100では、バリスタ層2はバリスタスラリー層2を焼成して形成するが、多層基板200では、バリスタ層2を図1(a)に示した混合原料シート2を用いて形成する。混合原料シート2は、通常、バリスタスラリー層2と比べて剛性が高いため、プレス工程における変形が少ない。このため、得られるバリスタ層2内での厚みのばらつきが小さく、とりわけ中心部と端部との厚みの差が小さいという利点を有する。
なお、多層基板200の製造方法は、積層体160を形成する際に、電極ペースト層6Dの表面(少なくとも主面)をバリスタスラリー層2により覆うことに代えて、電極ペースト層6Dの表面(少なくとも主面)を覆うように混合原料シート2を配置する以外は、積層体100と同じ製造方法を用いてよい。
(3)多層基板(インターポーザとしての応用例)
次に、上述したバリスタ用焼結体の用途の一例である多層基板(インターポーザとしての応用例)について説明する。この多層基板は、本発明に係るバリスタ用焼結体の用途の一例に過ぎず、本発明に係るバリスタ用焼結体は、これ以外にも例えば磁気センサー基板、電流センサー基板、LED支持体、高周波通信回路用基板のような多くの用途で用いることができる。
図7は、本発明の1つの実施形態に係る多層基板(インターポーザ)300の断面図である。
多層基板300は、第1の絶縁層10A(絶縁層10)と、第1の絶縁層10Aの上に配置され、上述したバリスタ用焼結体(焼結体)より成るバリスタ層2と、バリスタ層2の上に配置された第2の絶縁層10B(絶縁層10)とを有している。すなわち、バリスタ層2は、第1の絶縁層10Aと第2の絶縁層10Bとにより挟持されている。絶縁層10A、10Bは任意の絶縁材料から形成されてよく、例えばガラスセラミック層であってよい。
第1の絶縁層10Aの主面のうちバリスタ層2と反対側の主面(図7では下面)に複数の第1の表面電極6A(表面電極6)が設けられている。第2の絶縁層10Bの主面のうちバリスタ層2と反対側の主面(図7では上面)に複数の第2の表面電極6B(表面電極6)が設けられている。
バリスタ層2の主面のうち、第1の絶縁層10A側の主面(図7では下面)に複数の第1の内部電極36A(内部電極36)が設けられている。一方、バリスタ層2の主面のうち、第2の絶縁層10B側の主面(図7では上面)に複数の第2の内部電極36B(内部電極36)が設けられている。
さらに、第1の絶縁層10A、バリスタ層2および第2の絶縁層10Bを貫く、複数の貫通電極26が設けられている。
そして、1つの第1の表面電極6Aと、1つの貫通電極26と、1つの第1の内部電極36Aおよび1つの第2の内部電極36Bの少なくとも一方と、1つの第2の表面電極6Bとが互いに電気的に接続されている(電気的に接続された、1つの第1の表面電極6Aと、1つの貫通電極26と、1つの第1の内部電極36Aおよび1つの第2の内部電極36Bの少なくとも一方(図7の実施形態では1つの第1の内部電極36Aおよび1つの第2の内部電極36Bの両方)と、1つの第2の表面電極6Bを総称して、「グループ電極」と呼ぶ)。
なお、図7に示す実施形態では、1つの第1の表面電極6Aと、1つの貫通電極26と、1つの第1の内部電極36Aと、1つの第2の内部電極36Bと、1つの第2の表面電極6Bとが互いに電気的に接続されているがこれに限定されるものではない。
例えば、詳細を後述する図5(h)i)およびii)に示される実施形態では、貫通電極26は、1つの第1の表面電極6Aと、1つの第1の内部電極36Aおよび1つの第2の内部電極36Bの少なくとも一方と、1つの第2の表面電極6Bと電気的に接続されている。
すなわち、貫通電極26は、1つの第1の表面電極6Aと、1つの第1の内部電極36Aおよび1つの第2の内部電極36Bの少なくとも一方と、1つの第2の表面電極6Bとに接続されていればよい。
また、第1の絶縁層10Aから露出した貫通電極26の端面を第1の表面電極6Aとして用いてもよく、また、第2の絶縁層10Bから露出した貫通電極26の端面を第2の表面電極6Bとして用いてもよい。
グループ電極内の電気的接続は、好ましくは図7に示すように、貫通電極26が、1つの第1の表面電極6Aと、1つの第1の内部電極36Aおよび1つの第2の内部電極36Bの少なくとも一方と、1つの第2の表面電極6Bとに直接接続されることにより行われる。
第1の表面電極6A、貫通電極26、第1の内部電極36A、第2の内部電極36Bおよび第2の表面電極6Bは、好ましくは導電性に優れる銀または銀合金により形成されている。
このような多層基板300の上に、半導体チップ(素子)12を載置することができる。半導体チップ12の電極16と第2の表面電極6Bとは電気的に接続されている。図7に示す実施形態では、ワイヤ18を介して、半導体チップ12の電極16と第2の表面電極6Bとは電気的に接続されているが、これに限定されるものではなく、バンプまたははんだを用いる等の既知の任意の方法により電気的に接続してよい。
(4)多層基板(インターポーザとしての応用例)の製造方法
以下に多層基板300の製造方法を示す。
図8〜図10は、多層基板300の製造方法を示す図である。図9(f)ii)は図9(f)i)のB−B線断面を示す断面図であり、図10(h)ii)は図10(h)i)の点線Cで囲んだ部分の拡大図である。図8および図9(e)、(f)i)は斜視図であり、図9(f)ii)および図10は断面図である。
図8(a)に示すように、樹脂シート8の上に第1の絶縁シート(焼成されて絶縁層となるシート)10Aを、例えば、絶縁シート用混合原料をバインダと混合してスラリー状にしたものを、シート成型機を用いてドクターブレード法により樹脂シート8上に塗布した後、乾燥させる等の方法で配置する。
次に、図8(b)に示すように、第1の絶縁シート10Aの上面(例えば、上面の一部)にスクリーン印刷等により第1の内部電極36Aを形成する。
次に、図8(c)に示すように、第1の絶縁シート10Aの上面(第1の内部電極36Aが形成されていない部分)および第1の内部電極36Aを覆うように、混合原料シート2を形成する。
混合原料シート2は、上述した混合原料をバインダと混合してスラリー状にしたものを塗布した後、乾燥して形成してよい。
より具体的な混合原料シート2の形成方法の例を以下に説明する。
所定組成で秤量した素原料をボールミル等で混合後、乾燥、解砕し、100〜500μmのふるいを通し整粒した混合原料を得る。
エタノール等の有機溶剤と、可塑剤と、有機バインダとを混合して作成したビヒクルに、混合原料(整粒粉)を所定比率で投入し、プロペラ攪拌機などで混合する。均一になったところで真空脱泡しながら温度を上げて粘度調整して混合原料スラリーを作製する。
この混合原料スラリーを、スクリーン印刷等により、第1の絶縁シート10Aの上面および第1の内部電極36Aを覆うように塗布し、その後乾燥させることにより混合原料シート2を得ることができる。
次に、図8(d)に示すように、混合原料シート2の上に第2の内部電極36Bをスクリーン印刷等により形成する。
次に、図9(e)に示すように、混合原料シート2(第2の内部電極36Bが形成されていない部分)および第2の内部電極36Bを覆うように、スクリーン印刷等により第2の絶縁シート(焼成されて絶縁層となるシート)10Bを形成する。
次に図9(f)i)およびii)に示すようにレーザー加工等の既知の貫通手段を用いて、2種類の貫通孔14を形成する。1つは、第1の絶縁シート10Aと、第1の内部電極36Aと、混合原料シート2と、第2の絶縁シート10Bとを貫通する貫通孔14であり、もう1つは、第1の絶縁シート10Aと、混合原料シート2と、第2の内部電極36Bと、第2の絶縁シート10Bを貫通する貫通孔14である。
図10(g)に示すように、貫通孔14内に貫通電極26を形成する。
貫通電極26は、例えば、スクリーン印刷により、貫通孔内に銀(銀粒子)を供給することにより形成できる。
次に、樹脂シート8を剥離した後、焼成を行う。焼成の前にプレス装置等を用いて、圧接を行ってもよい。圧接は、75℃〜85℃に加熱してプレス圧50kgf/cm以上で実施することが好ましい。焼成は、850℃〜950℃の間の温度で行う。これにより、例えば銀等から成る、貫通電極26、第1の内部電極36Aおよび第2の内部電極36Bが損傷を受けるのを防止できる。
図10(h)i)に示すように、焼成後に第1の絶縁層10Aの下面に第1の表面電極6Aを形成し、第2の絶縁層10Bの上面に第2の表面電極6Bを形成する。第1の表面電極6Aおよび第2の表面電極6Bは、例えば、めっき電極パッドであってよい。
これにより、多層基板300を得ることができる。
なお、以上の製造方法は絶縁シート用スラリーや混合原料スラリーを順次塗布し乾燥する方法を用いたが、前述の多層基板(基本構造の変形例)の項で説明したように各々のシートを別々に形成した後、順次積層していく方法を用いてもよい。
図10(h)i)の点線Cで囲った部分の拡大図である図10(h)ii)を用いて、本発明に係る多層基板300の機能を説明する。図10(h)ii)では、説明のため多層基板300上に配置された半導体チップ12も示している。
図10(h)ii)には、2つのグループ電極が示されている。1つは、同図の左側に位置し、第1の表面電極6Aと、貫通電極26と、第1の内部電極36Aと、第2の表面電極6Bとから成るグループ電極である(これを便宜上「左グループ電極」と呼ぶ)。もう1つは、同図の右側に位置し、第1の表面電極6Aと、貫通電極26と、第2の内部電極36Bと、第2の表面電極6Bとから成るグループ電極である(これを便宜上「右グループ電極」と呼ぶ)。
右グループ電極の第2の表面電極6Bは半導体チップ12の電極16と電気的に接続されている。同様に、左グループ電極の表面電極6Bは半導体チップ12の別の電極16と電気的に接続されている。
これにより、通常の使用時、すなわちノイズ等による高電圧が生じていない状態では、点線D示すように、右グループ電極の第1の表面電極6Aから入った電流は、右グループの貫通電極(第2の貫通電極)26、右グループ電極の第2の表面電極6Bおよび半導体チップの電極16を介して、半導体チップ12の内部を通り、半導体チップ12の別の電極12から、左グループ電極の第2の表面電極6Bおよび左グループ電極の貫通電極(第1の貫通電極)26を通り、左グループ電極の第1の表面電極6Aから出て行く。これにより、半導体チップ12に電流が供給される。
しかし、ノイズ等により異常高電圧(高電流)が発生すると、この高電圧が印加されてバリスタ層2の電気抵抗が急激に低下することから、右グループ電極の第1の表面電極6Aに入った高電流は、矢印Eに沿って進む。すなわち、右グループ電極内を通る電流は、右グループ電極の第1の表面電極6Aおよび右グループ電極の貫通電極(第2の貫通電極)26を通った後、右グループ電極の第2の内部電極36Bから、バリスタ層2に入り、さらに左グループ電極の第1の内部電極36Aから左グループ電極内に入り、左グループ電極の貫通電極(第1の貫通電極)26を通った後、左グループ電極の第1の表面電極6Aから出て行く。
この結果、半導体チップ10にはほとんど電流が流れず、異常高電圧から半導体チップ12を保護することができる。
なお、図10(h)i)およびii)に示す実施形態では、第1の貫通電極(左グループ電極の貫通電極)26は、第1の内部電極36Aに電気的に接続されているが第2の内部電極36Bには電気的に接続されていない。また、第2の貫通電極(右グループ電極の貫通電極)26は、第2の内部電極36Bに電気的に接続されているが第1の内部電極26Bには電気的に接続されていない。
しかし、この実施形態に限定されるものではない。高電圧が印加された際にバリスタ層2を介して、第1の貫通電極26に電気的に接続された第1の内部電極36Aと、第2の貫通電極26に電気的に接続された第2の内部電極36Bとの間に電流が流れる限り他の構成を取り得る。
例えば、図7の実施形態に示すように、第1の貫通電極26(図7の左から2番目の貫通電極26)が第1の内部電極36Aおよび第2の内部電極36Bに電気的に接続され、第2の貫通電極26(図7の左から3番目の貫通電極)が、別の第1の内部電極36Aおよび第2の内部電極36Bに電気的に接続されていてもよい。
以下に多層基板(インターポーザとしての応用例)の別の製造方法を説明する。
図11〜図13は、多層基板400の別の製造方法を示す図である。図12(e)ii)は図12(e)i)のF−F線断面を示す断面図であり、図13(g)ii)は図13(g)i)の点線Gで囲んだ部分の拡大図である。図11および図12(e)i)は斜視図であり、図12(e)ii)、図12(f)および図13は断面図である。
図11(a)に示すように、樹脂シート8の上に第1の絶縁シート10Aを、例えば、絶縁シート用混合原料をバインダと混合してスラリー状にしたものを、シート成型機を用いてドクターブレード法により、樹脂シート8上に塗布した後、乾燥させる等の方法で配置する。
次に、図11(b)に示すように、第1の絶縁シート10Aの上面(例えば、上面の一部)にスクリーン印刷等により第1の内部電極36Aを形成する。
次に、図11(c)に示すように、第1の内部電極36Aの上面と略同じ面積で、かつ、第1の内部電極36Aから少しずらして(大部分が第1の内部電極36Aと重なるが、一部分が第1の内部電極36Aと重ならないように、一定の方向(図11(c)では右方向)にずらして)混合原料シート2を形成する。
混合原料シート2は、例えば、スラリー状にした混合原料をスクリーン印刷することにより形成してよい。
次に、図11(d)に示すように、混合原料シート2の上に第2の内部電極36Bをスクリーン印刷等により形成する。
次に、図12(e)i)、ii)に示すように、第1の絶縁シート10Aと対向し(第1の絶縁シート10Aと第2の絶縁シート10Bの互いに対向する面が同じ面積を有するように)、かつ第2の内部電極36Bを覆うように、第2の絶縁シート(焼成されて絶縁層となるシート)10Bを、スクリーン印刷等の方法で形成する。
なお、図12および図13に示すように、第1の絶縁シート10Aと第2の絶縁シート10Bとが対向する部分のうち、第1の内部電極36A、混合原料シート2および第2の内部電極36Bが形成されている部分以外については、空間4が形成されていてもよい。
図12(e)i)およびii)に示すようにレーザー加工等の既知の貫通手段を用いて、2種類の貫通孔14を形成する。1つは、第1の絶縁層1シート10Aと、第1の内部電極36Aと、混合原料シート2と、第2の絶縁シート10Bを貫通する貫通孔14であり、もう1つは、第1の絶縁シート10Aと、混合原料シート2と、第2の内部電極36Bと、第2の絶縁シート10Bを貫通する貫通孔14である。
次に、図12(f)に示すように、貫通孔14内に貫通電極26を形成する。
貫通電極26は、例えば、スクリーン印刷により、貫通孔内に銀(銀粒子)を供給することにより形成できる。
次に、樹脂シート8を剥離した後、焼成を行う。焼成の前にプレス装置等を用いて、圧接を行ってもよい。圧接は、75℃〜85℃に加熱してプレス圧50kgf/cm以上で実施することが好ましい。圧接の際に空間4の少なくとも一部が潰されてもよい(潰された部分には混合原料シート2が存在してよい)。
焼成は、850℃〜950℃の間の温度で行う。これにより、例えば銀等から成る、貫通電極26、第1の内部電極36Aおよび第2の内部電極36Bが損傷を受けるのを防止できる。
図13(g)i)に示すように、焼成後に第1の絶縁層10Aの下面に第1の表面電極6Aを形成し、第2の絶縁層10Bの上面に第2の表面電極6Bを形成する。第1の表面電極6Aおよび第2の表面電極6Bは、例えば、めっき電極パッドであってよい。
これにより、多層基板400を得ることができる。
なお、以上の製造方法も前述の多層基板(バリスタ内蔵多層基板の基本構造の変形例)の項で説明したように各々のシートを別々に形成した後、順次積層していく方法を用いてもよい。
図8(g)i)の点線Gで囲った部分の拡大図である図8(g)ii)においても、上述の図10(h)ii)と同様に、2つのグループ電極(左グループ電極と右グループ電極)が示されている。そして、通常の使用時、すなわちノイズ等による高電圧が生じていない状態では、点線Hで示すように、右グループ電極の第1の表面電極6Aから入った電流は、右グループ電極の第2の表面電極6Bおよび半導体チップの電極16を介して、半導体チップ12の内部を通り、半導体チップ12の別の電極12から、左グループ電極内に入り、左グループ電極の第1の表面電極6Aから出て行く。これにより、半導体チップ12に電流が供給される。
しかし、ノイズ等により異常高電圧(高電流)が発生すると、右グループ電極の第1の表面電極6Aに入った高電流は、矢印Iに沿って進む。すなわち、右グループ電極内を通る電流は、右グループ電極の第2の内部電極36Bから、バリスタ層2に入り、さらに左グループ電極の第1の内部電極36Aから左グループ電極内に入り、左グループ電極の第1の表面電極6Aから出て行く。
この結果、半導体チップ10にはほとんど電流が流れず、異常高電圧から半導体チップ12を保護することができる。
1.実施例1
表1に示す素原料を同表の組成と成るように秤量し、ボールミル容器中にエタノール、ジルコニアボールとともに投入して、100rpmで20時間ボールミル混合した。なお本実施例(以下に示す実施例2〜6も同じ)における組成は金属元素換算のmol%で示している。すなわち、それぞれの酸化物が含有する酸素原子を考慮せず、酸素と結びついている金属原子のみを考慮して、モル比率を算出し求めたものであり、表1では、Zn、Bi、Co、Mn、Crのそれぞれの金属元素のmol%を示している。
また、表1に示す全てのサンプル(乾燥後の混合原料)について、ICP(誘導結合型プラズマ)湿式分析を行った。その結果、アンチモン(Sb)、希土類元素および錫(Sn)は何れも検出限界以下(検出限界:質量比で100ppm)であった。このことは、質量比からモル比に換算することで得られるアンチモン(Sb)、希土類元素および錫(Sn)のそれぞれの含有量が0.01mol%未満であることを意味する。
Figure 0006387969
得られた混合原料を取り出して乾燥後、エタノール、PVBおよび可塑剤と混合してスラリー状の混合原料を作製した。このとき、スラリーに占めるPVBの含有率は10体積%とした。
このスラリー状の混合原料を用い、図1に示す方法でバリスタ積層体を得た、
具体的には、このスラリー状の混合原料をPETフィルム8上に厚さ0.07mmで塗布した後、乾燥させて混合原料シート2を得た。
同様に銀(Ag)粉末をエタノール、PVB(ポリビニルブチラール)および可塑剤と混合してスラリーを作製し、このスラリーをPETフィルム上に厚さ0.08mm厚みに塗布後、乾燥させて銀電極シート6を得た。
上記のスラリーを塗布したPETフィルム8を打ち抜いた後、PETフィルム8を剥離して、ディスク状の混合原料シート2(直径14mm×厚さ0.07mm)を得た。この混合原料シート2を3枚積層し、混合原料シート積層体22を得た。
混合原料シート積層体の両面それぞれに、銀電極シート6(直径6mm×厚さ0.05mm)を積層して電極とし、電極が短絡しないように注意して85℃でプレスして圧接した。
この両面に銀電極6を備えた、混合原料シート積層体22を、昇温速度200℃/時間で昇温し、900℃で2時間焼成してバリスタ積層体22を得た。
また、各々のサンプルの混合原料に対し、PVAを1質量%添加混合して造粒した造粒粉を1Ton/cmでプレス成型したものを、昇温速度200℃/時間で昇温、900℃で2時間焼成した。サンプル1に関しては、更に、厚さ0.2mmに研磨加工後、直径6mmの電極を両面に焼き付けた。
上記プレス成型体を鏡面研磨し、顕微鏡観察を行ったところ、緻密化していた。またそれぞれの結晶粒径(粒径)を測定した結果を図14に示す。
粒径の測定は、切片法により求めた。より具体的には、焼結体の研磨面を焼結温度よりも低い840℃でサーマルエッチングすることにより、粒界を明瞭にした後、倍率1000倍の顕微鏡写真を得た。この写真上に長さ100μmの直線を3本引いた。それぞれの直線について、交差する粒界数を数え、直線長さ(100μm)を交差する粒界数で除した粒径値を求めた。そして、これら3つの直線の粒径値の平均値を粒径とした。図14において、●印は粒径(上述の3つの粒径値の平均)示し、●印と接触している縦棒の上端は3つの粒径値の最大値を示し、下端は3つの粒径値の最小値を示す。すなわち、縦棒の長さにより、粒径のバラツキの大きさを示している。)
図14より、実施例に係るサンプル1が最も粒径が小さく且つ均一であることが判る。
バリスタ積層体22のサンプル1〜5に対して、アドバンテスト社製絶縁抵抗計R8340を用いて、電極間に流れる電流を、電圧を掃引しながら測定した結果を図15に示す。また、この測定結果からバリスタ特性(絶縁抵抗値、非線形定数、バリスタ電圧)を求めた。図15、表2には示していないが、プレス成型体のサンプル1はバリスタ積層体22のサンプル1とほぼ同様のバリスタ特性を示していた。
絶縁抵抗値は、バリスタ電圧の10分の1での抵抗値である。非線形定数は上述の(1)式により求めた。
結果を表2に示す。
Figure 0006387969
表2より、本発明に係る実施例であるサンプル1は、比較例であるサンプル2〜5と比べて、絶縁抵抗値、非線形定数およびバリスタ電圧の全てで顕著に優れていることが判る。
2.実施例2
表3に示す素原料を同表の組成と成るように秤量し、ボールミル容器中にエタノール、ジルコニアボールとともに投入して、100rpmで20時間ボールミル混合した。
また、表3に示す全てのサンプル(乾燥後の混合原料)について、ICP(誘導結合型プラズマ)湿式分析を行った。その結果、アンチモン(Sb)、希土類元素および錫(Sn)は何れも検出限界以下(検出限界:質量比で100ppm)であった。このことは、質量比からモル比に換算することで得られるアンチモン(Sb)、希土類元素および錫(Sn)のそれぞれの含有量が0.01mol%未満であることを意味する。
混合原料を取り出して乾燥し、この乾燥後の混合原料(混合乾燥粉)と、エチルセルロース、芳香族炭化水素等の有機溶剤からなるビヒクルとを3本ロールミルで混合し、スクリーン印刷用スラリーを得た。混合に際し、乾燥後の混合原料とビヒクルの混合比が混合原料63質量%、ビヒクル37質量%となるように秤量した。ビヒクルは田中貴金属工業株式会社のTMC−108−Kを使用した。エチルセルロースを5〜15質量%、芳香族炭化水素等の有機溶剤を95〜85質量%含む。
表3に示すそれぞれの素原料を同表の組成と成るように秤量し、実施例1で示した混合原料シート2と同じ作製方法で、厚さ0.08mmの混合原料シートを得た。この混合原料シートを20mm×40mm程度の大きさに切り取り、図16(a)に示す混合原料シート2Aを得た。
図16(b)に示すように、銀電極ペーストをスクリーン印刷することにより、混合原料シート2Aの主面からはみ出ないように混合原料シート2Aの上に18mm×30mm第1の電極ペースト層6Eを形成した。
次に、図16(c)に示すように、スクリーン印刷により、上述のスクリーン印刷用スラリー(それぞれ混合原料シート2Aを形成するのに用いた素原料と同組成の対応したもの)を第1の電極ペースト層6Eの上の13mm×25mmの領域に塗布する。そして、塗布したスラリーを乾燥することでバリスタスラリー層2Bを得た。
次に、バリスタスラリー層2Bの主面上からはみ出ないように銀電極ペーストをスクリーン印刷することにより、バリスタスラリー層2Bの上に塗布し、直径6mm第2の電極ペースト層6Fを設けた。
第1の電極ペースト層6Eおよび第2の電極ペースト層6Fの厚みは焼結後の第1の電極層6Eおよび第2の電極層6Fの厚みが10μmとなる厚さとした。バリスタスラリー層2Bの厚みは焼結後にバリスタ層2Bの厚さが200μmとなるよう重ね塗りして厚さを合わせた。バリスタスラリー層2B、第1の電極ペースト層6Eおよび第2の電極ペースト層6Fの乾燥は60℃以上の温度で乾燥させた。
得られた積層体を昇温速度200℃/時間で昇温し、900℃で2時間焼成して、第1バリスタ層2A、第1の電極層6E、第2バリスタ層2Bおよび第2の電極層6Fを有する多層基板500を得た。
なお、この混合原料シート2Aは、第1の電極層6E、第2のバリスタ層および第2の電極層6Fの形状を保持するために用いるダミーシートである。ダミーシートとして、バリスタ層を用いることで、焼成時の拡散によって第2バリスタ層2Bの組成が変化し、所望の特性が得られなくなるのをより確実に防止できるため、より正確に第2バリスタ層の特性を測定できる。
得られた多層基板500のサンプル2−1〜2−60に対して実施例1と同じ方法によりバリスタ層2Bのバリスタ特性を測定した。ただしバリスタ特性の測定時に印加した電圧(バリスタ電圧)を第2のバリスタ層2Bの厚さで割ることにより規格化した値をバリスタ電圧とした。電流は測定電流値(A)を電極面積(cm)で割った値を用いた。
バリスタ特性を測定する場合の電極は電極層6Cと電極層6D対向電極として測定した。測定結果を表4に示す。
表4より、表3の組成の原料を用いた場合にも本発明の実施例のサンプルは絶縁抵抗値、非線形定数、およびバリスタ電圧のすべてに優れていることが判る。
Figure 0006387969
Figure 0006387969
3.実施例3
表5に示す素原料を同表の組成と成るように秤量し、実施例1と同じ方法により、両端に電極6を有するバリスタ積層体22(サンプル6〜8)を得た。
なお、表5に示す全てのサンプル(乾燥後の混合原料)について、実施例1と同様にICP(誘導結合型プラズマ)湿式分析を行った。その結果、アンチモン(Sb)、希土類元素および錫(Sn)は何れも検出限界以下(検出限界:質量比で100ppm)であった。このことは、質量比からモル比に換算することで得られるアンチモン(Sb)、希土類元素および錫(Sn)のそれぞれの含有量が0.01mol%未満であることを意味する。
Figure 0006387969
それぞれのサンプルのバリスタ積層体22に対して、実施例1と同じ方法によりバリスタ特性を測定した。測定結果を表6に示す。
Figure 0006387969
表6より、サンプル6〜8は、各々の添加剤を変えることにより、バリスタ電圧は幅広い範囲で制御可能であること、およびいずれのサンプルも優れた絶縁抵抗値と非線形定数を有し、高いバリスタ特性が得られることが判る。
4.実施例4
表7に示す素原料を同表の組成と成るように秤量し、実施例2と同じ方法で、多層基板500を得た。
表7に示す全てのサンプル(乾燥後の混合原料)について、ICP(誘導結合型プラズマ)湿式分析を行った。その結果、アンチモン(Sb)、希土類元素および錫(Sn)は何れも検出限界以下(検出限界:質量比で100ppm)であった。このことは、質量比からモル比に換算することで得られるアンチモン(Sb)、希土類元素および錫(Sn)のそれぞれの含有量が0.01mol%未満であることを意味する。
得られた多層基板500のサンプル4−1〜4−14に対して実施例1と同じ方法によりバリスタ層2Bのバリスタ特性を測定した。ただしバリスタ特性の測定時に印加した電圧(バリスタ電圧)をバリスタ積層体の厚さで割ることにより規格化した値をバリスタ電圧とした。電流は測定電流値(A)を電極面積(cm)で割った値を用いた。
バリスタ特性を測定する場合の電極は電極層6Cと電極層6D対向電極として測定した。測定結果を表8に示す。
表8より、表7の組成の原料を用いた場合にも本発明の実施例のサンプルは絶縁抵抗値、非線形定数、およびバリスタ電圧のすべてに優れていることが判る。
Figure 0006387969
Figure 0006387969
5.実施例5
図17(a)は、実施例5に係るサンプル9の断面図であり、図17(b)は実施例5に係るサンプル10の断面図である。
サンプル9は、多層基板内(より詳細には、2つの絶縁層10の間)に電極6と一体的に形成されたパリスタ層2を有する実施例サンプル(多層基板)である。一方、サンプル10は、サンプル9と特性を比較するために作製した、実施例サンプルであり、絶縁層10を有しない。
実施例1に記載したのと同じ方法および同じ素原料を用いて、表1に示すサンプル1と同じ混合原料を得た。
この混合原料(乾燥後)について、ICP(誘導結合型プラズマ)湿式分析を行った。その結果、アンチモン(Sb)、希土類元素および錫(Sn)は何れも検出限界以下(検出限界:質量比で100ppm)であった。このことは、質量比からモル比に換算することで得られるアンチモン(Sb)、希土類元素および錫(Sn)のそれぞれの含有量が0.01mol%未満であることを意味する。
得られた混合原料を用いて、実施例1と同じ方法で、直径14mm×厚さ0.2mmのディスク状の混合原料シート2を得た。
また、絶縁層10用の絶縁材料として、アルカリ土類酸化物、SiOおよびAlを主成分とする日立金属株式会社製LTCC材料DN1B(「エレクトロニクス用セラミックスの製造プロセスと応用技術<大全集>」技術情報協会2007年発行p633参照)を用いた。
この絶縁材料をエタノール、PVBおよび可塑剤と混合してスラリー状の絶縁層用混合原料を作製した。このとき、スラリーに占めるPVBの含有率は10体積%とした。
このスラリー状の絶縁層用混合原料をPETフィルム上に塗布した後、乾燥させて、直径14mm×厚さ0.05mmの絶縁シート10を得た。
さらに、実施例1と同じ方法により、5mm×5mm×厚さ0.02mmの銀電極シート6を得た。
得られた、混合原料シート2と絶縁シート10と銀電極シート6を図17(a)に示すよう積層した。すなわち、混合原料シート2の2つの主面それぞれに、混合原料シート2の一部分を覆う銀電極シート6と、銀電極シート6および混合原料シート2を覆う絶縁シート10とが配置された積層体を得た。
そして、この積層体を85℃でプレスし、各層を圧接した後、この圧接した積層体を昇温速度200℃/時間で昇温し、900℃で2時間焼成して、多層基板(LTCC内蔵バリスタ積層体)であるサンプル9を得た。
なお、サンプル9はバリスタ特性を測定できるように、サンプル9の2つの絶縁層10はそれぞれ、貫通孔および該貫通孔に配置され、電極6と電気的に接続している貫通電極(図17(a)には図示していない)を有している。
サンプル10を得るために、混合原料シート2と銀電極シート6を図17(b)に示すよう積層した。すなわち、混合原料シート2の2つの主面それぞれに、混合原料シート2の一部分を覆う銀電極シート6が配置された積層体を得た。そして、サンプル9と同じ条件で圧接と焼成を行い、サンプル(バリスタ積層体)10を得た。
次に、サンプル9とサンプル10の両方について、実施例1と同じ方法によりバリスタ特性を測定した。
ただし、サンプル9とサンプル10では、実際に得られたバリスタ層2の厚さに多少の違いを生じる可能性が考えられたため、バリスタ特性測定後にサンプル9とサンプル10の断面を観察し、それぞれのバリスタ層2の厚さ(2つの電極6間の距離と同じ)を測定した。
そして、バリスタ特性の測定時に印加した電圧(バリスタ電圧)をバリスタ層2の厚さで割ることにより規格化した値をバリスタ電圧とした。測定結果を表9に示す。
Figure 0006387969
表9から、サンプル9とサンプル10のどちらも十分なバリスタ特性を有することが分かる。
すなわち、バリスタ層2の両面に絶縁層10を有しないサンプル10のみならず、バリスタ層2の両面に絶縁層10を有する多層基板(LTCC内蔵バリスタ積層体)であるサンプル9も優れたバリスタ特性を有すること確認した。
6.実施例6
(1)多層基板100
表10に示す素原料を同表の組成と成るように秤量し、ボールミル容器中にエタノール、ジルコニアボールとともに投入して、100rpmで20時間ボールミル混合した。
また、表10に示す全てのサンプル(乾燥後の混合原料)について、ICP(誘導結合型プラズマ)湿式分析を行った。その結果、アンチモン(Sb)、希土類元素および錫(Sn)は何れも検出限界以下(検出限界:質量比で100ppm)であった。このことは、質量比からモル比に換算することで得られるアンチモン(Sb)、希土類元素および錫(Sn)のそれぞれの含有量が0.01mol%未満であることを意味する。
混合原料を取り出して乾燥し、この乾燥後の混合原料(混合乾燥粉)と、エチルセルロース、芳香族炭化水素等の有機溶剤からなるビヒクルとを3本ロールミルで混合し、スラリーを得た。混合に際し、乾燥後の混合原料とビヒクルの混合比が乾混合原料63質量%、ビヒクル37質量%となるように秤量した。ビヒクルは田中貴金属工業株式会社のTMC−108−Kを使用した。エチルセルロースを5〜15質量%、芳香族炭化水素等の有機溶剤を95〜85質量%含む。
実施例5に示したのと同じ方法で作製した厚み0.08mmの絶縁シート10を20mm×40mm程度の大きさに切断した。切断後の絶縁シート10に直径0.5mmの金属棒を押し付け、貫通孔14を形成した。
絶縁シート10の貫通孔14に銀電極ペーストを充填し乾燥させることにより 、焼成後に貫通電極6Fとなる電極ペースト層6Fを形成した。
図3(c)に示すように、絶縁シート10の表面に、銀電極ペーストをスクリーン印刷により塗布し、60℃以上の温度で乾燥させることにより、絶縁シート10の上面に、電極ペースト層6Fと接触するように、直径6mmの電極ペースト層6Eを形成し積層体450を得た。各サンプルについて積層体450を2つずつ作製した。電極ペースト層6Eの厚さは、焼結後の電極層6Eの厚さが10μmとなるように調整した。
2つの積層体450のうちの1つについて、スクリーン印刷法を用いて、上述のスラリーにより、電極ペースト層6Eの主面を完全に覆った。その後、60℃以上の温度で乾燥させて積層体460を得た。積層体460において、バリスタスラリー層2の直径は14mmであった。バリスタスラリー層2の厚さは、焼結後のバリスタ層2の厚さが0.05mmとなるように、スクリーン印刷によりスラリーを複数回塗布(重ね塗り)した。
別の絶縁シート10に直径14mmの貫通孔14Aを設けた。
図5に示すように積層体160、貫通孔14Aを設けた絶縁シート10および積層体150を配置した。積層体150の電極ペースト層6Eの円中心と積層体160の電極ペースト層6Eの円中心とが、位置精度0.5mmで、積層体160の電極ペースト層6Eおよびバリスタスラリー層2と、積層体150の電極ペースト層6Eとが貫通孔14A内で積層するように、積層体150および160、それぞれの絶縁層10を、貫通孔14Aを有する絶縁層10と接触(積層)させた。そして85℃でプレスして複合積層体を得た。
得られた、複合積層体を昇温速度200℃/時間で昇温し、900℃で2時間焼成して多層基板100を得た。
得られた多層基板100のサンプル6−1〜6−7に対して実施例1と同じ方法によりバリスタ層2のバリスタ特性を測定した。ただし、バリスタ特性の測定時に印加した電圧(バリスタ電圧)を焼結後のバリスタ層の厚さで割ることにより規格化した値をバリスタ電圧とした。電流は測定電流値(A)を電極面積(cm)で割った値を用いた。
バリスタ特性を測定する場合の電極は、貫通電極6Fの絶縁層10Aの上面から露出している部分および貫通電極6Fの絶縁層10Cの下面から露出している部分それぞれに導電性ペーストを塗布して測定端子とした。測定結果を表11に示す。
表11より、表10の組成の原料を用いた場合にも本発明の実施例のサンプルは絶縁抵抗値、非線形定数およびバリスタ電圧のすべてに優れていることが判る。
Figure 0006387969
Figure 0006387969
(1)多層基板200
表12に示す素原料を同表の組成と成るように秤量し、ボールミル容器中にエタノール、ジルコニアボールとともに投入して、100rpmで20時間ボールミル混合した。
また、表12に示す全てのサンプル(乾燥後の混合原料)について、ICP(誘導結合型プラズマ)湿式分析を行った。その結果、アンチモン(Sb)、希土類元素および錫(Sn)は何れも検出限界以下(検出限界:質量比で100ppm)であった。このことは、質量比からモル比に換算することで得られるアンチモン(Sb)、希土類元素および錫(Sn)のそれぞれの含有量が0.01mol%未満であることを意味する。
実施例1と同じ方法により混合原料シート2を作製した。
実施例5に示したのと同じ方法で作製した厚み0.08mmの絶縁シート10を20mm×40mm程度の大きさに切断した。切断後の絶縁シート10に直径0.5mmの金属棒を押し付け、貫通孔14を形成した。
貫通孔14に、絶縁シート10の貫通孔14に銀電極ペーストを充填し乾燥させることにより、焼成後に貫通電極6Fとなる電極ペースト層6Fを形成した。
図3(c)に示すように、絶縁シート10の表面に、銀電極ペーストをスクリーン印刷により塗布し、60℃以上の温度で乾燥させることにより、絶縁シート10の上面に、電極ペースト層6Fと接触するように、直径6mmの電極ペースト層6Eを形成し、積層体150を得た。各サンプルについて積層体150を2つずつ作製した。電極ペースト層6Eの厚さは、焼結後の電極層6Eの厚さが10μmとなるように調整した。なお、サンプル6−7については、絶縁シート10に代えて900℃で焼結緻密化する鉛、アルミニウム、ホウ素およびセラミックス材料を含有するデュポン株式会社のGREEN TAPE 951PTを絶縁シートとして用いた。
2つの積層体150のうちの1つについて、直径14mmに打ち抜いた混合原料シート2を用いて、電極ペースト層6Eの主面を完全に覆った。その後、60℃以上の温度で乾燥させて積層体160を得た。
別の絶縁シート10(サンプル6−7については、デュポン株式会社のGREEN TAPE 951PT)に直径14mmの貫通孔14Aを設けた。
図5に示すように積層体160(絶縁シート10の2つの主面のうち、混合原料シート2が配置された側が下面となるように配置)、貫通孔14Aを設けた絶縁シート10および積層体150を配置した。積層体150の電極ペースト層6Eの円中心と積層体160の電極ペースト層6Eの円中心とが、位置精度0.5mmで、積層体160の電極ペースト層6Eおよび混合原料シート2と、積層体150の電極ペースト層6Eとが貫通孔14A内で積層するように、積層体150および160、それぞれの絶縁層10を、貫通孔14Aを有する絶縁層10と接触(積層)させた。そして85℃でプレスして複合積層体を得た。
得られた、複合積層体を昇温速度200℃/時間で昇温し、900℃で2時間焼成して多層基板200を得た。
得られた多層基板200のサンプル6−8〜6−14に対して実施例1と同じ方法によりバリスタ層のバリスタ特性を測定した。ただし、バリスタ特性の測定時に印加した電圧(バリスタ電圧)を焼結後のバリスタ層の厚さで割ることにより規格化した値をバリスタ電圧とした。電流は測定電流値(A)を電極面積(cm)で割った値を用いた。
バリスタ特性を測定する場合の電極は、貫通電極6Fの絶縁層10Aの上面から露出している部分と、貫通電極6Fの絶縁層10Cの下面から露出している部分それぞれに導電性ペーストを塗布して測定端子とした。測定結果を表11に示す。
表13より、表12の組成の原料を用いた場合にも本発明の実施例のサンプルは絶縁抵抗値、非線形定数およびバリスタ電圧のすべてに優れていることが判る。
Figure 0006387969
Figure 0006387969
本出願は、出願日が2013年12月6日である、日本国特許出願、特願第2013−253230号、および出願日が2017年4月11日である、日本国特許出願、特願第2014−082000号を基礎出願とする優先権主張と伴う。特願第2013−253230号および特願第2014−082000号は参照することにより本明細書に取り込まれる。
2:バリスタ層(焼成前は混合原料シートまたはスラリー層)
2A:第1のバリスタ層(焼成前は混合原料シートまたはスラリー層)
2B:第2のバリスタ層(焼成前は混合原料シートまたはスラリー層)
6:電極
6A:第1の表面電極
6B:第2の表面電極
6C:第1の電極層
6D:第2の電極層
6E:表面電極
6F:貫通電極
8:樹脂シート
10:絶縁層
10A:第1の絶縁層
10B:第2の絶縁層
10C:第3の絶縁層
12:半導体チップ
14:貫通孔
16:電極
18:ワイヤ
22:バリスタシート積層体(焼成前は混合原料シート積層体)
26:貫通電極
36A:第1の内部電極
36B:第2の内部電極
100、300、400、500:多層基板
450、460:積層体

Claims (11)

  1. 酸化亜鉛を主成分とし、
    酸化ビスマスをビスマス(Bi)換算で0.6〜3.0mol%、酸化コバルトをコバルト(Co)換算で0.2〜1.4mol%、酸化クロムをクロム(Cr)換算で0.1〜1.5mol%および酸化マンガンをマンガン(Mn)換算で0.1〜1.5mol%含み、
    アンチモン(Sb)と希土類元素と錫(Sn)の含有量が不純物レベル以下であることを特徴とするバリスタ用焼結体。
  2. 酸化ビスマスをビスマス(Bi)換算で0.6〜3.0mol%、酸化コバルトをコバルト(Co)換算で0.2〜1.4mol%、酸化クロムをクロム(Cr)換算で0.1〜1.5mol%および酸化マンガンをマンガン(Mn)換算で0.1〜1.5mol%含み、残部が酸化亜鉛と不可避的不純物であることを特徴とする請求項1に記載のバリスタ用焼結体。
  3. 酸化スカンジウムをスカンジウム(Sc)換算で0.1〜2.0mol%、酸化バリウムをバリウム(Ba)換算で0.1〜2.0mol%および酸化ボロンをボロン(B)換算で0.1〜4.0mol%から成る群から選択される少なくとも1つを更に含むことを特徴とする請求項1または2に記載のバリスタ用焼結体。
  4. 酸化スカンジウムをスカンジウム(Sc)換算で0.1〜2.0mol%、酸化バリウムをバリウム(Ba)換算で0.1〜2.0mol%および酸化ボロンをボロン(B)換算で0.1〜2.0mol%から成る群から選択される少なくとも1つを更に含むことを特徴とする請求項3に記載のバリスタ用焼結体。
  5. 酸化ビスマスをビスマス(Bi)換算で0.6〜2.0mol%、酸化コバルトをコバルト(Co)換算で0.2〜1.0mol%、酸化クロムをクロム(Cr)換算で0.1〜1.0mol%および酸化マンガンをマンガン(Mn)換算で0.1〜1.0mol%含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のバリスタ用焼結体。
  6. 順に、第1の絶縁層と、請求項1〜5のいずれか1項に記載のバリスタ用焼結体であるバリスタ層と、第2の絶縁層とを備え、
    前記バリスタ層の一方の主面に配置された第1の内部電極と、前記バリスタ層の他方の主面に配置された第2の内部電極と、前記第1の絶縁層を貫通する第1の貫通電極および前記第2の絶縁層を貫通する第2の貫通電極とを有し、
    前記第1の貫通電極は前記第1の内部電極と電気的に接続され、前記第2の貫通電極は前記第2の内部電極と電気的に接続されていることを特徴とする多層基板。
  7. 順に積層されている、第1の絶縁層と、第2の絶縁層と、第3の絶縁層とを有し、
    前記第2の絶縁層が、その内部に請求項1〜5のいずれか1項に記載のバリスタ用焼結体であるバリスタ層を備え、
    前記バリスタ層の一方の主面に配置された第1の内部電極と、前記バリスタ層の他方の主面に配置された第2の内部電極と、前記第1の絶縁層を貫通する第1の貫通電極および前記第2の絶縁層を貫通する第2の貫通電極とを有し、
    前記第1の貫通電極は前記第1の内部電極と電気的に接続され、前記第2の貫通電極は前記第2の内部電極と電気的に接続されていることを特徴とする多層基板。
  8. 順に、第1の絶縁層と、請求項1〜3のいずれか1項に記載のバリスタ用焼結体であるバリスタ層と、第2の絶縁層とを備え、
    前記バリスタ層の一方の主面に配置された第1の内部電極と、前記バリスタ層の他方の主面に配置された第2の内部電極と、前記第1の絶縁層、前記バリスタ層および前記第2の絶縁層を貫通する第1および第2の貫通電極とを有し、
    前記第1の貫通電極は前記第1の内部電極と電気的に接続され、前記第2の貫通電極は前記第2の内部電極と電気的に接続されていることを特徴とする多層基板。
  9. 1)少なくとも、酸化亜鉛と、酸化ビスマスと、酸化コバルトと、酸化クロムと、酸化マンガンとを熱処理を施すことなく混合して、酸化亜鉛を主成分とし、酸化ビスマスをビスマス(Bi)換算で0.6〜3.0mol%、酸化コバルトをコバルト(Co)換算で0.2〜1.4mol%、酸化クロムをクロム(Cr)換算で0.1〜1.5mol%および酸化マンガンをマンガン(Mn)換算で0.1〜1.5mol%含み、アンチモン(Sb)と希土類元素と錫(Sn)の含有量が不純物レベル以下である混合原料を得る工程と、
    2)前記混合原料を850℃〜950℃で焼成する工程と、
    を含むことを特徴とする、バリスタ用焼結体の製造方法。
  10. 前記混合原料が、酸化スカンジウムをスカンジウム(Sc)換算で0.1〜2.0mol%、酸化バリウムをバリウム(Ba)換算で0.1〜2.0mol%および酸化ボロンをボロン(B)で0.1〜4.0mol%から成る群から選択される少なくとも1つを更に含むことを特徴とする請求項9に記載のバリスタ用焼結体の製造方法。
  11. 1)少なくとも、酸化亜鉛と、酸化ビスマスと、酸化コバルトと、酸化クロムと、酸化マンガンとを熱処理を施すことなく混合して、酸化亜鉛を主成分とし、酸化ビスマスをビスマス(Bi)換算で0.6〜3.0mol%、酸化コバルトをコバルト(Co)換算で0.2〜1.4mol%、酸化クロムをクロム(Cr)換算で0.1〜1.5mol%および酸化マンガンをマンガン(Mn)換算で0.1〜1.5mol%含み、アンチモン(Sb)と希土類元素と錫(Sn)の含有量が不純物レベル以下である混合原料を得る工程と、
    2)絶縁材料から成る第1の絶縁シートの上に、第1の電極材を配置する工程と、
    3)前記第1の電極材の上に、前記混合原料を含む混合原料シートを形成する工程と、
    4)前記混合原料シートの上に、第2の電極材を配置する工程と、
    5)前記第2の電極材の上に、絶縁材料から成る第2の絶縁シートを形成する工程と、
    6)前記第1の絶縁シートと、前記混合原料シートと、前記第2の絶縁シートとを貫通し、前記第1の電極材と電気的に接続された第1の貫通電極を形成する工程と、
    7)前記第1の絶縁シートと、前記混合原料シートと、前記第2の絶縁シートとを貫通し、前記第2の電極材と電気的に接続された第2の貫通電極を形成する工程と、
    8)前記第1の絶縁シートと、前記混合原料シートと、前記第2の絶縁シートとを850℃〜950℃で焼成する工程と、
    を含むことを特徴とする多層基板の製造方法。
JP2015551577A 2013-12-06 2014-12-05 バリスタ用焼結体およびこれを用いた多層基板、ならびにそれらの製造方法 Expired - Fee Related JP6387969B2 (ja)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013253230 2013-12-06
JP2013253230 2013-12-06
JP2014082000 2014-04-11
JP2014082000 2014-04-11
PCT/JP2014/082250 WO2015083822A1 (ja) 2013-12-06 2014-12-05 バリスタ用焼結体およびこれを用いた多層基板、ならびにそれらの製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2015083822A1 JPWO2015083822A1 (ja) 2017-03-16
JP6387969B2 true JP6387969B2 (ja) 2018-09-12

Family

ID=53273568

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015551577A Expired - Fee Related JP6387969B2 (ja) 2013-12-06 2014-12-05 バリスタ用焼結体およびこれを用いた多層基板、ならびにそれらの製造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9741477B2 (ja)
JP (1) JP6387969B2 (ja)
CN (1) CN105706188B (ja)
WO (1) WO2015083822A1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016104990A1 (de) 2016-03-17 2017-09-21 Epcos Ag Keramikmaterial, Varistor und Verfahren zum Herstellen des Keramikmaterials und des Varistors
JP2021522673A (ja) * 2018-04-17 2021-08-30 エイブイエックス コーポレイション 高温用途のためのバリスタ
DE102018116222A1 (de) * 2018-07-04 2020-01-09 Tdk Electronics Ag Keramikmaterial, Varistor und Verfahren zur Herstellung des Keramikmaterials und des Varistors

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5338334A (en) * 1992-01-16 1994-08-16 Institute Of Gas Technology Process for preparing submicron/nanosize ceramic powders from precursors incorporated within a polymeric foam
JPH07211518A (ja) * 1994-01-19 1995-08-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電圧非直線性抵抗器の製造方法
JPH09312203A (ja) 1996-05-23 1997-12-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 酸化亜鉛系磁器組成物とその製造方法及び酸化亜鉛系バリスタ
JPH1032104A (ja) * 1996-07-12 1998-02-03 Ooizumi Seisakusho:Kk 電圧非直線抵抗体
JPH1197217A (ja) * 1997-09-17 1999-04-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd 低電圧用電圧非直線性抵抗器の製造方法
JP2000243608A (ja) * 1999-02-18 2000-09-08 Atsushi Iga 酸化亜鉛バリスタとその製造方法
JP2001093705A (ja) * 1999-09-21 2001-04-06 Toshiba Corp 非直線抵抗体およびその製造方法
JP2003109806A (ja) * 2001-09-28 2003-04-11 Toshiba Corp 非直線抵抗体及びその製造方法
JP3823876B2 (ja) * 2002-05-16 2006-09-20 Tdk株式会社 電圧依存性非直線抵抗体
JP2005097070A (ja) 2003-09-24 2005-04-14 Atsushi Iga 酸化亜鉛系焼結体と酸化亜鉛バリスタ
WO2006106717A1 (ja) * 2005-04-01 2006-10-12 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. バリスタおよびそれを用いた電子部品モジュール
JP4690123B2 (ja) 2005-06-22 2011-06-01 コーア株式会社 酸化亜鉛積層型バリスタの製造方法
JP2008100856A (ja) * 2006-10-17 2008-05-01 Koa Corp 酸化亜鉛積層チップバリスタの製造方法
JP5163097B2 (ja) * 2007-12-20 2013-03-13 Tdk株式会社 バリスタ
JP5163228B2 (ja) * 2008-03-28 2013-03-13 Tdk株式会社 バリスタ
KR101199681B1 (ko) 2008-05-08 2012-11-08 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 Esd 보호 기능 내장 기판
EP2144256B1 (en) * 2008-07-09 2011-03-16 Kabushiki Kaisha Toshiba Current/voltage nonlinear resistor
JP2010238882A (ja) 2009-03-31 2010-10-21 Tdk Corp バリスタ材料、バリスタ素体及び複合積層型電子部品
TW201221501A (en) 2010-11-26 2012-06-01 Sfi Electronics Technology Inc Process for producing ZnO varistor particularly having internal electrode composed of pure silver and sintered at a lower sintering temperature
CN102584206A (zh) * 2012-01-19 2012-07-18 深圳顺络电子股份有限公司 一种氧化锌压敏电阻生料

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2015083822A1 (ja) 2017-03-16
CN105706188A (zh) 2016-06-22
CN105706188B (zh) 2018-11-09
WO2015083822A1 (ja) 2015-06-11
US9741477B2 (en) 2017-08-22
US20160379738A1 (en) 2016-12-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101350241B (zh) 可变电阻
CN103370754B (zh) 带变阻器功能的层叠型半导体陶瓷电容器及其制造方法
US10262796B2 (en) Dielectric composition and electronic component
KR100960522B1 (ko) 전압 비직선성 저항체 자기 조성물, 전자 부품 및 적층 칩배리스터
JP6387969B2 (ja) バリスタ用焼結体およびこれを用いた多層基板、ならびにそれらの製造方法
JP2008305844A (ja) 積層セラミックコンデンサ及びその製造方法
JP5830715B2 (ja) 積層バリスタ及びその製造方法
JP2004146675A (ja) 電圧非直線性抵抗体磁器組成物、電子部品および積層チップバリスタ
JP2013197447A (ja) 積層バリスタの製造方法
JP2016225404A (ja) 酸化亜鉛系バリスタ用焼結体およびこれを用いた多層基板、ならびにそれらの製造方法
JP4184172B2 (ja) 電圧非直線性抵抗体磁器組成物、電子部品及び積層チップバリスタ
JP6777070B2 (ja) バリスタ内蔵多層基板およびその製造方法
JP2016225406A (ja) 酸化亜鉛系バリスタ用焼結体およびこれを用いた多層基板、ならびにそれらの製造方法
KR100670690B1 (ko) 전압 비선형성 저항체 자기 조성물, 전자 부품 및 적층 칩배리스터
CN112759384A (zh) 陶瓷组成物、陶瓷烧结体及叠层型陶瓷电子元件
JP2007005500A (ja) 酸化亜鉛積層型バリスタ及びその製造方法
WO2012093575A1 (ja) 積層型半導体セラミックコンデンサの製造方法、及び積層型半導体セラミックコンデンサ
JP2016225405A (ja) 酸化亜鉛系バリスタ用焼結体およびこれを用いた多層基板、ならびにそれらの製造方法
CN112408975B (zh) 陶瓷组成物、陶瓷烧结体、叠层型陶瓷电子元件及其制法
JP2016146380A (ja) 電圧非直線性抵抗体組成物とこれを用いたバリスタおよび積層バリスタ
JP2004288667A (ja) 電圧非直線性抵抗体磁器組成物、電子部品および積層チップバリスタ
CN113443908A (zh) 陶瓷组成物、陶瓷烧结体及叠层型陶瓷电子元件
JP2016146379A (ja) 電圧非直線性抵抗体組成物とこれを用いたバリスタおよび積層バリスタ

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20171031

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180717

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180730

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6387969

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees