JPH02126603A - 半導体磁器電子部品及びその製造方法 - Google Patents
半導体磁器電子部品及びその製造方法Info
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- JPH02126603A JPH02126603A JP63279502A JP27950288A JPH02126603A JP H02126603 A JPH02126603 A JP H02126603A JP 63279502 A JP63279502 A JP 63279502A JP 27950288 A JP27950288 A JP 27950288A JP H02126603 A JPH02126603 A JP H02126603A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はバリスタ、PTC,サーミスタ等の半導体磁器
表面部品、及び該電子部品の製造方法に関するものであ
る。
表面部品、及び該電子部品の製造方法に関するものであ
る。
〔従来の技術〕及び〔発明が解決しようとする課題〕
従来、半導体磁器電子部品の電気特性は、磁器表面に形
成される電極金属の種類や電極の形成方法により大きく
変化することが知られている。
成される電極金属の種類や電極の形成方法により大きく
変化することが知られている。
一般に、半導体磁器表面に金属電極を形成するに際して
は、オーム性電極であるIn、Ga共晶合金を含むAg
ペーストを半導体磁器に塗布し、400〜500℃の低
温で焼付は処理を行って(西ドイツ特許第166588
0号明細書)第1層を形成し、はんだ付は性確保のため
第1層の上にAgペーストを塗布し焼付けて第2層を形
成する方法が採用されている。
は、オーム性電極であるIn、Ga共晶合金を含むAg
ペーストを半導体磁器に塗布し、400〜500℃の低
温で焼付は処理を行って(西ドイツ特許第166588
0号明細書)第1層を形成し、はんだ付は性確保のため
第1層の上にAgペーストを塗布し焼付けて第2層を形
成する方法が採用されている。
しかしながら、このような電極形成方法で製造された半
導体磁器電子部品の電気特性は十分磁器の特性を引き出
すことが出来るものの、T1.極が、貴金属であるAg
とInやGaが混合された状態で形成されているため高
湿度や、塩水等のイオンを含む溶液の環境によりInや
Gaが選択的に腐食され、電気特性の劣下が見られる問
題点があった。またIn。
導体磁器電子部品の電気特性は十分磁器の特性を引き出
すことが出来るものの、T1.極が、貴金属であるAg
とInやGaが混合された状態で形成されているため高
湿度や、塩水等のイオンを含む溶液の環境によりInや
Gaが選択的に腐食され、電気特性の劣下が見られる問
題点があった。またIn。
Ga含有銀ペーストは、へg特有のシルバーマイグレー
ションを誘発しやすく、はんだ付は時にAgの電極喰れ
が発生する。
ションを誘発しやすく、はんだ付は時にAgの電極喰れ
が発生する。
さらに、別の電極形成方法として、半導体磁器に対しN
i無電解メツキ処理を行った後、300〜500℃の温
度条件で熱処理を行う方法や、半導体磁器にCu等を塗
布した後、半導体磁器がぶ元されず、かつCuが酸化さ
れない中性雰囲気中で焼付ける方法がある。
i無電解メツキ処理を行った後、300〜500℃の温
度条件で熱処理を行う方法や、半導体磁器にCu等を塗
布した後、半導体磁器がぶ元されず、かつCuが酸化さ
れない中性雰囲気中で焼付ける方法がある。
しかしながら、Ni無電解メツキ法ではメツキ液による
磁器の浸食が生じやすく、メツキイオンが残留して電気
特性を損う問題点もあり、更に、Cuを中性雰囲気中で
焼付けたものではCu電極膜厚が薄い場合、はんだ付は
時に電気特性の劣下が生じるという問題点があった。
磁器の浸食が生じやすく、メツキイオンが残留して電気
特性を損う問題点もあり、更に、Cuを中性雰囲気中で
焼付けたものではCu電極膜厚が薄い場合、はんだ付は
時に電気特性の劣下が生じるという問題点があった。
このように、従来の技術で得られた半導体磁器電子部品
は高湿度、塩水等のイオンを含む?8液により、あるい
は、はんだ付けにより電気特性が劣下したり、製造工程
において磁器がメツキ液により浸食される、などの問題
点があった。
は高湿度、塩水等のイオンを含む?8液により、あるい
は、はんだ付けにより電気特性が劣下したり、製造工程
において磁器がメツキ液により浸食される、などの問題
点があった。
本発明は、上述する従来の問題点を除去し、電極強度(
Ti極の接着強度)、電気的特性に優れ高湿度、塩水等
のイオン性溶液の環境や、はんだ付けにおいても特性劣
下の小さい半導体磁器電子部品および、該半導体磁器電
子部品を得るための製造方法を提供することを目的とす
るものである。
Ti極の接着強度)、電気的特性に優れ高湿度、塩水等
のイオン性溶液の環境や、はんだ付けにおいても特性劣
下の小さい半導体磁器電子部品および、該半導体磁器電
子部品を得るための製造方法を提供することを目的とす
るものである。
本発明に係る半導体磁器電子部品は、半導体磁器表面を
還元して還元層を形成し、該還元層をその直下の層に比
べ低抵抗としたことを特徴とするものである。
還元して還元層を形成し、該還元層をその直下の層に比
べ低抵抗としたことを特徴とするものである。
また、本発明の半導体磁器電子部品の製造方法は、半導
体磁器表面にAg、 Cu、 Ni等の金属粉末を主成
分とする導電性ペーストを塗布し、これを還元性雰囲気
または中性雰囲気中で焼成することによって磁器表面に
還元層を形成することを特徴とするものである。
体磁器表面にAg、 Cu、 Ni等の金属粉末を主成
分とする導電性ペーストを塗布し、これを還元性雰囲気
または中性雰囲気中で焼成することによって磁器表面に
還元層を形成することを特徴とするものである。
さらに、本発明に係る半導体磁器電子部品の製造方法は
、半導体磁器表面にAg、 Cu、旧等の金属粉末とC
,B、 Si等の還元性物質の粉末とを互いに混合分散
させたxi性ペーストを塗布し、これを大気中で焼成す
ることを特徴とするものである。
、半導体磁器表面にAg、 Cu、旧等の金属粉末とC
,B、 Si等の還元性物質の粉末とを互いに混合分散
させたxi性ペーストを塗布し、これを大気中で焼成す
ることを特徴とするものである。
次に、本発明を実施例により具体的に説明する。
(実施例1)
半導体磁器として5rTiOsを主成分とする非直線抵
抗体を用いた。磁器は1480℃、中性雰囲気中(N2
)で焼成した後、840℃、4時間の大気焼成を行って
得られたものであるヶ 大気焼成時に磁器表面は酸化され、非直線性を示す酸化
層となるが、その酸化層の厚さは第1図に従う磁器であ
る。
抗体を用いた。磁器は1480℃、中性雰囲気中(N2
)で焼成した後、840℃、4時間の大気焼成を行って
得られたものであるヶ 大気焼成時に磁器表面は酸化され、非直線性を示す酸化
層となるが、その酸化層の厚さは第1図に従う磁器であ
る。
この図は、酸素の磁器中の拡散係数を示すものであって
磁器の結晶粒界、粒内において大きな相異があると思わ
れるが、電気特性から大まかに酸化層の厚さχは、χ#
5F石Tで求めることができる。
磁器の結晶粒界、粒内において大きな相異があると思わ
れるが、電気特性から大まかに酸化層の厚さχは、χ#
5F石Tで求めることができる。
ただし、Dはある温度での酸素の拡散係数、tは時間(
sec)である。
sec)である。
この半導体磁器の表面に、粒径0105μmのAg粉1
00部、 ZnOを主成分とするガラスフリット2部を
40部のビヒクルに分散させたペーストをスクリーン印
刷により塗布した。その後、焼成雰囲気の酸素濃度を変
えて800℃、10分間安定の条件でAg電極形成を行
い、非直線抵抗体として評価した。その結果を第1表に
示す。
00部、 ZnOを主成分とするガラスフリット2部を
40部のビヒクルに分散させたペーストをスクリーン印
刷により塗布した。その後、焼成雰囲気の酸素濃度を変
えて800℃、10分間安定の条件でAg電極形成を行
い、非直線抵抗体として評価した。その結果を第1表に
示す。
以下余白
第1表においてE+oは、磁器に10mAの電流を流す
のに必要な電圧値であり、電圧非直線性を示すαは次式 %式%) により求められるものである。但し、Elは磁器に1m
Aの電流を流すのに必要な電圧値である。
のに必要な電圧値であり、電圧非直線性を示すαは次式 %式%) により求められるものである。但し、Elは磁器に1m
Aの電流を流すのに必要な電圧値である。
また、「電極下素体1nGaによるEIO値」は、旦形
成したin +Tiを剥がした後、InGaを塗布して
測定したものである。
成したin +Tiを剥がした後、InGaを塗布して
測定したものである。
そして第1表には比較例として、r InGanGa分
散型Ag電極層Ag層わち、Agペースト中にInGa
を分散させたオーミック銀を下層とし、はんだ付は性確
保のためのAgFlを上層として形成した電極(焼付け
は550℃、10分間大気雰囲気中)、無電解Niによ
る電極(350℃、30分間熱処理)。
散型Ag電極層Ag層わち、Agペースト中にInGa
を分散させたオーミック銀を下層とし、はんだ付は性確
保のためのAgFlを上層として形成した電極(焼付け
は550℃、10分間大気雰囲気中)、無電解Niによ
る電極(350℃、30分間熱処理)。
オーム性電極であるInGaによる電極のそれぞれにつ
いて、E+oを測定した。なお、はんだ耐熱条件は、共
晶はんだを350±5℃、3秒間の条件ではんだ付けし
たものである。
いて、E+oを測定した。なお、はんだ耐熱条件は、共
晶はんだを350±5℃、3秒間の条件ではんだ付けし
たものである。
第1表かられかるように試料阻3〜7では「電極下素体
1nGaによるE+o(aJが、焼成前のTnGaに比
べて小さくなり、磁器表面が還元され導体層あるいは抵
抗層として作用しており、焼成雰囲気の酸素濃度が0.
1%(vo1%)以下であれば各処理後のE、。変化率
が非常に小さく、特に酸素濃度が0.01%以下ではE
l。変化率は測定誤差範囲内となるものである。
1nGaによるE+o(aJが、焼成前のTnGaに比
べて小さくなり、磁器表面が還元され導体層あるいは抵
抗層として作用しており、焼成雰囲気の酸素濃度が0.
1%(vo1%)以下であれば各処理後のE、。変化率
が非常に小さく、特に酸素濃度が0.01%以下ではE
l。変化率は測定誤差範囲内となるものである。
これに対して、酸素濃度を1%以上にした場合には、は
んだ耐熱後のEl。変化率及び100V、 50サイク
ルのパルス電圧印加後のEl11変化率が大きく実用に
供しがたいこと、ならびに、従来のInGa分散型Ag
電極を用いたもの(試料隘8)は、湿度や塩水によるE
l。変化が大きく、またNi電極を用いたちのく試料阻
9)は、はんだ耐熱、塩水9高温、パルス電圧によるE
l11変化が大きいことがわかる。
んだ耐熱後のEl。変化率及び100V、 50サイク
ルのパルス電圧印加後のEl11変化率が大きく実用に
供しがたいこと、ならびに、従来のInGa分散型Ag
電極を用いたもの(試料隘8)は、湿度や塩水によるE
l。変化が大きく、またNi電極を用いたちのく試料阻
9)は、はんだ耐熱、塩水9高温、パルス電圧によるE
l11変化が大きいことがわかる。
(実施例2)
実施例1と同じ条件で得た半導体磁器の表面に粒径0.
2〜0.3umのCu粉100部、 ZnOを主成分と
するガラスフリフト3部を40部のビヒクルに分散させ
たペーストをスクリーン印刷により塗布した後、焼成雰
囲気の酸素濃度を変えて780±10℃、安定10分間
の条件でCu電極形成を行い、実施例1と同じ評価を行
った。その結果を第2表に示す。
2〜0.3umのCu粉100部、 ZnOを主成分と
するガラスフリフト3部を40部のビヒクルに分散させ
たペーストをスクリーン印刷により塗布した後、焼成雰
囲気の酸素濃度を変えて780±10℃、安定10分間
の条件でCu電極形成を行い、実施例1と同じ評価を行
った。その結果を第2表に示す。
以下余白
第2表から、0.1%以上の酸素濃度ではCu電極が酸
化し、そのE、。値は測定出来なかったが、0.01%
以下(試料阻23〜27)ではいずれも第1表に示した
焼成前の1nGaに比べ、焼成により磁器のE、。値は
小さくなり、Agの場合と同様に各処理後のEl。値の
変化が極めて小さくなっていることがわかる。
化し、そのE、。値は測定出来なかったが、0.01%
以下(試料阻23〜27)ではいずれも第1表に示した
焼成前の1nGaに比べ、焼成により磁器のE、。値は
小さくなり、Agの場合と同様に各処理後のEl。値の
変化が極めて小さくなっていることがわかる。
(実施例3)
実施例1.2と同じ条件で得た半導体磁器の表面に粒径
0.05.c+mのAg粉100部、 ZnOを主成分
とするガラスフリフト2部と粒径0.5μmのアモルフ
ァス80.1−1部とを40部のビヒクルに分散させた
ペーストをスクリーン印刷により塗布した後、大気中7
00℃±lO℃、安定5分間の条件でAg電極形成を行
い、非直線抵抗体として評価した。
0.05.c+mのAg粉100部、 ZnOを主成分
とするガラスフリフト2部と粒径0.5μmのアモルフ
ァス80.1−1部とを40部のビヒクルに分散させた
ペーストをスクリーン印刷により塗布した後、大気中7
00℃±lO℃、安定5分間の条件でAg電極形成を行
い、非直線抵抗体として評価した。
その結果を第3表に示す、なお、本発明によりBを添加
したもの(試料階32〜37)は、大気焼成のためB2
0.が一部Ag表面に浮いており、該焼成のままでは、
はんだ付は性を確保できないため、80℃の温水で2時
間洗浄して、 はんだ付は性を 確保し評価した。
したもの(試料階32〜37)は、大気焼成のためB2
0.が一部Ag表面に浮いており、該焼成のままでは、
はんだ付は性を確保できないため、80℃の温水で2時
間洗浄して、 はんだ付は性を 確保し評価した。
以下余白
第3表かられかるように、実施例1,2で示したと同様
に電極下の素体のInGaによるEl。値が焼付は処理
前に比べ低下し、磁器が還元されていることを示すもの
、即ち本発明に係るものでは、どのような処理や試験を
行ってもE、。値の変化率は小さい。
に電極下の素体のInGaによるEl。値が焼付は処理
前に比べ低下し、磁器が還元されていることを示すもの
、即ち本発明に係るものでは、どのような処理や試験を
行ってもE、。値の変化率は小さい。
(実施例4)
粒径0605μmのAg粉100部、 ZnOを主成分
とするガラスフリット2部と粒径0.5μmのアモルフ
ァス8005部とを40部のビヒクルに分散させたペー
ストを5rTi03及びPbTi0iを主成分とする正
の温度特性を持つ抵抗体磁器に塗布し、大気中で600
℃、10分間の焼付けを行って室温での抵抗値を調べた
。
とするガラスフリット2部と粒径0.5μmのアモルフ
ァス8005部とを40部のビヒクルに分散させたペー
ストを5rTi03及びPbTi0iを主成分とする正
の温度特性を持つ抵抗体磁器に塗布し、大気中で600
℃、10分間の焼付けを行って室温での抵抗値を調べた
。
その結果、InGa値で200Ωであるのに対し、Bを
添加したものは21±2Ωであり、はぼ同等の電気特性
が得られた。
添加したものは21±2Ωであり、はぼ同等の電気特性
が得られた。
以上述べたように、本発明は、半導体磁器表面を1元し
て還元層を形成し、該還元層をその直下の層に比べ低抵
抗とすると共に、該還元層表面にAg等の金i電極を形
成したことにより、電極の接着強度及び電気的特性が良
好であり、この電気特性が高湿度、塩水、高温のいずれ
によって劣化しにくい信頼性の高い半導体磁器電子部品
を得ることができる効果がある。また、ZnO系バリス
タやPTCサーミスタでは中性雰囲気で電極形成すると
その磁器表面が極端に還元され電気特性が悪くなるので
、実施例3.4で示したように電極導電ペースト中に還
元性物質を混入し、これを大気中で焼成して電極形成部
分だけを還元するだけで十分である。
て還元層を形成し、該還元層をその直下の層に比べ低抵
抗とすると共に、該還元層表面にAg等の金i電極を形
成したことにより、電極の接着強度及び電気的特性が良
好であり、この電気特性が高湿度、塩水、高温のいずれ
によって劣化しにくい信頼性の高い半導体磁器電子部品
を得ることができる効果がある。また、ZnO系バリス
タやPTCサーミスタでは中性雰囲気で電極形成すると
その磁器表面が極端に還元され電気特性が悪くなるので
、実施例3.4で示したように電極導電ペースト中に還
元性物質を混入し、これを大気中で焼成して電極形成部
分だけを還元するだけで十分である。
第1図は本発明の実施例に係るもので、磁器表面の酸化
層の厚さを間接的に示すグラフである。
層の厚さを間接的に示すグラフである。
Claims (4)
- (1)半導体磁器表面を還元して還元層を形成し、該還
元層をその直下の層に比べ低抵抗としたことを特徴とす
る半導体磁器電子部品。 - (2)前記半導体磁器表面の還元層表面にAG,Cu,
Ni等の金属電極を形成したことを特徴とする請求項1
記載の半導体磁器電子部品。 - (3)半導体磁器表面にAg,Cu,Ni等の金属粉末
を主成分とする導電性ペーストを塗布し、これを還元性
雰囲気または中性雰囲気中で焼成することによって磁器
表面に還元層を形成することを特徴とする半導体磁器電
子部品の製造方法。 - (4)半導体磁器表面にAg,Cu,Ni等の金属粉末
とC,B,Si等の還元性物質の粉末とを互いに混合分
散させた導電性ペーストを塗布し、これを大気中で焼成
することを特徴とする半導体磁器電子部品の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63279502A JP3016560B2 (ja) | 1988-11-07 | 1988-11-07 | 電圧非直線抵抗体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63279502A JP3016560B2 (ja) | 1988-11-07 | 1988-11-07 | 電圧非直線抵抗体の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02126603A true JPH02126603A (ja) | 1990-05-15 |
JP3016560B2 JP3016560B2 (ja) | 2000-03-06 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1988
- 1988-11-07 JP JP63279502A patent/JP3016560B2/ja not_active Expired - Lifetime
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JP3016560B2 (ja) | 2000-03-06 |
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