JPH0132643B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はセラミツクバリスタなどのエレクトロ
セラミツク上に電極を形成する方法に係るもので
あり、セラミツクスの特性をほとんど変えること
なく、より優れた接着強度をもつた電極の形成方
法を提供するものである。

一般にセラミツクス材料への電極形成には、電
極金属のセラミツクス材料へのメツキ、焼き付け
の他に、電気、アーク、ガスなどを用いた金属溶
射法が一般によく用いられている。この金属溶射
法の特長は、溶射によるセラミツクスの特性変化
が少ないこと、また廉価であることが挙げられ
る。その反面、セラミツクスと電極との結合は、
そのほとんどがミクロ的な機械結合となつている
ため、その接着強度をいかに向上させるかが問題
となつていた。

第１図に従来の代表例を示した。第１図は円板
状のセラミツクス１の両面に金属溶射によつてア
ルミニウムなどの電極２，２′を形成したものの
断面を示したものである。ここで、金属溶射前の
セラミツクス１の表面は、溶射金属がセラミツク
ス１に喰い込みやすいように、予め適当な荒さ
（例えば＃240〜＃320）になるようにラツピング
あるいはサンドブラストなどで仕上げられてい
る。そのため溶融金属はそのセラミツクス１のミ
クロ的凹凸部に対して喰い込み、セラミツクス１
と電極２，２′との間の電気的導電性を得ると同
時に、機械的接合による接着力が得られるわけで
ある。

しかしながら、金属溶射の場合、溶融金属がセ
ラミツクス１の表面の凹凸部に十分入り切れない
場合があり、丁度、ラツピング断面のミクロ的ノ
コギリ歯状の凹凸部の主として凸部先端に溶融金
属が接着し、その接着面積が十分でないだけでな
く、また凸部の先端は機械的にも強度が十分でな
いため、これがセラミツクス１と電極２，２′間
の接着強度を低下させる原因となつていた。その
ため、熱衝撃を大きく受けるセラミツクス１、あ
るいは他の外部電気端子が取り付けられる電極
２，２′など大きな接着強度が要望される分野に
おいては問題があつた。

本発明は以上のような従来の問題を解決し、接
着強度のより強い金属溶射による電極形成方法を
提供しようとするものである。

以下、本発明の実施例について説明する。ま
ず、セラミツクスの一例としてZnOを主原料と
し、それにBi₂O₃、Sb₂O₃、MnOなどを添加物と
して、1000〜1300℃で焼成したセラミツクバリス
タを取り上げる。

第２図は板状をなした前記バリスタの断面を示
したもので、３はバリスタ、４ならびに４′はバ
リスタ３の表面を所定の荒さにラツピングあるい
はサンドブラストにより仕上げた後に、その端部
表面の全面に、アルミニウム蒸着膜を施した部分
である。このアルミニウム蒸着膜４，４′は前記
バリスタ３を150〜200℃で予熱した上で真空中に
て行なわれ、アルミニウム蒸着膜４，４′の厚み
は１ミクロン前後である。このようにすることに
よつてアルミニウムの蒸気は、バリスタ３の表面
の凹凸部にしつかりと入り込み、アルミニウム蒸
着膜４，４′とバリスタ３との接着面積は従来に
比べて格段に増加し、バリスタ３とアルミニウム
蒸着膜４，４′との結合は極めて優れたものとな
る。しかしながら、この方法のみの場合、電極厚
みが十分とれない問題があるため、しかる後に、
その表面に通常のアルミニウム金属溶射を施す。
この実施例が第３図である。５，５′がアルミニ
ウム蒸着膜４，４′上に施されたアルミニウム金
属溶射による電極である。この時、蒸着膜４，
４′と溶射によつて形成された電極５，５′との結
合は、同種の金属材料であることなどから極めて
強いものである。この電極５，５′の厚みは30〜
50ミクロン程度で、十分な厚みも得られる。

したがつて、従来の電極２，２′がセラミツク
ス１の表面における凹凸部の凸部先端のみに接着
されていたのに対して、本発明では電極５，５′
は予めバリスタ３の表面の凹凸部全面に強固に接
合されたアルミニウム蒸着膜４，４′の先部先端
に溶射電極５，５′が接着されているため、この
溶射電極５，５′はあたかもバリスタ３の表面の
凹凸部全面に接着されたのと同等の機能を有し、
溶射電極５，５′とバリスタ３間の接着強度は格
段に向上するものである。

通常、電極の接着強度を評価する方法の一つと
して、試料に熱衝撃を加えて、その後に電極面に
接着テープを貼り付け、さらに接着テープを瞬時
にはがした時の電極面のはがれ強度を測定する方
法がよく採用される。本発明品についてもこれと
同様な試験を実施した。この試験は20℃180℃
の熱衝撃１サイクルで実施し、面積50％以上のは
がれを生じるものを不良品としたが、従来品では
試料数５個の全部が不良品とされたのに対し、本
発明品では試料数の５個の全部に前記条件ではが
れは全く見られず、さらに２回の熱衝撃印加にお
いても電極のはがれは試料５個のどれにも全く見
られなかつた。

また、本発明の場合、アルミニウム蒸着電極を
ラツピング表面の全面に施しているため、セラミ
ツクバリスタとして電極面積が増加すると同時
に、電極部エツジにおける電界強度が低減するた
め、より大きなサージ電流を吸収できるという効
果をももつものである。

なお、前記の実施例ではセラミツクバリスタに
ついてのみ説明したが、本発明の電極形成方法
は、その他のセラミツクスにも適用できることは
もちろんである。

以上のように本発明の電極形成方法によれば、
アルミニウムの金属溶射を行なう前に前処理とし
てセラミツクス表面にアルミニウムの蒸着を行な
うことによつて、セラミツクスと電極の強度を著
しく向上させることができ、熱衝撃を受けたり、
外部応力の加えられる分野への展開も可能とな
り、信頼性に富んだものとすることができるなど
の利点をもち、工業的価値の大なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のセラミツクスへ電極を形成した
状態の断面図、第２図、第３図は本発明の電極形
成方法の一実施例における各工程を示したものの
断面図である。 ３……バリスタ（セラミツクス）、４，４′……
アルミニウム蒸着膜、５，５′……金属溶射によ
る電極。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ セラミツクスの端部表面の全面にアルミニウ
   ム蒸着を行ない、しかる後にその表面にアルミニ
   ウムの金属溶射を行なうことを特徴とする電極形
   成方法。