JPH0344004A - 積層型バリスタ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電圧非直線性抵抗として機能する積層型バリ
スタに関し、特に内部電極の変質を防止してバリスタ特
性の悪化を回避しながら、制限電圧、もれ電流を低減で
きるとともに、内部電極を外部に導出する際の接続不良
を回避できるようにした構造に関する。

〔従来の技術〕

一般に、バリスタは、印加電圧に応して抵抗値が非直線
的に変化する抵抗体素子であり、このようなバリスタと
して、従来、第６図に示すような直力体状の積層型バリ
スタがある（例えば特公昭５８−２３９２１号公報参照
）。この積層型バリスタ】０は、Ｚｎ○を主成分とする
セラ短りス層１１と内部電極１２とを交互に積層して一
体焼結するとともに、該焼結体１３の左、右端面１３ａ
、１３ｂに外部電極１４を形成して構成されている。ま
た、上記各内部電極１２の一端面１２ａは、上記焼結体
１３の左、右端面１３ａ、１３ｂに交互に露出されて上
記外部電極１４に接続されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記従来の積層型バリスタ１０は、焼結
体１３として見れば、内部電極１２の一端面１２ａが外
部に露出した構造であるから、湿度の高い雰囲気中にお
いては上記内部電極１２の露出部分から変質し易く、そ
の結果バリスタ特性が悪化し、品質に対する信頼性に劣
るという問題点がある。また、上記従来の積層型バリス
タ１０においては、めっき処理により外部電極１４を形
成したり、あるいは該外部電極１４のはんだ付は性を向
上させる目的から、これの表面にめっき処理を施したり
する際に、めっき液が内部電極１２の露出部分から侵入
し易く、この点からも特性が悪化するという問題点があ
る。

ここで本件発明者らは、上述した高湿度雰囲気により、
あるいはめっき液の侵入により内部電極が変質するのを
防止するために、第５図に示すような積層型バリスタを
提案した（特願昭６３−２２５８４０号）。この積層型
バリスタ２０は、焼結体２１内に内部電極２２を、これ
の一端面２２ａが露出しないよう埋設し、この焼結体２
１の左、右端面２１ａ、２１ｂ部分に、六１等の金属を
固溶させてなる低抵抗値の導出層２３を形成し、該導出
層２３を介して上記内部電極２２の一端面２２ａを交互
に外部電極２４に接続してなるものである。

この積層型バリスタ２０によれば、内部電極２２を焼結
体２１内に封入して露出部分を完全になくしたので、湿
度の高い雰囲気中でも、また外部電極を形成する際のメ
ツキ液に浸した場合でも内部電極の変質を防止でき、そ
の結果特性の劣化を回避できる。

ところで、上記積層型バリスタ２０のように内部電極２
２を焼結体２１内に埋設する構造では、該内部電極２２
を外部電極２４に接続さセるために上記焼結体２１の左
、右端面２１２．２１ｂ部分に低抵抗値の導出層２３を
形成する必要がある。

この場合、上記焼結体２１の両端面２１ａ、２１ｂにＡ
Ａペーストを塗布し、これを熱処理することによって該
両端面２１ａ、２１ｂ部分にＡ／を固溶させ、これによ
り半導体化させるようにしている。ところが、半導体化
を効率よく行うために上記導出層２３の組成とバリスタ
本体側の組成とが異ならしめると、この熱処理を行う際
に互いの成分が拡散し、その結果制限電圧やもれ電流等
のバリスタ特性に悪影響を与えるおそれがあることが判
明した。また、上記焼結体２１に／１等を固溶させて導
出層２３と内部電極２２の一端面２２ａとを接続させる
場合、この導出層２３の厚さのコントロールが難しく、
内部電極２２との接触不良を起こす可能性があるという
懸念もある。

本発明の目的は、焼結体内に内部電極を埋設して高湿度
やめっき液の侵入による内部電極の変質を防止するよう
にした積層型バリスタにおける、熱処理時の組成の拡散
によるバリスタ特性の悪化を回避できるとともに、内部
電極を外部に導出する際の接続不良を防止できる積層型
バリスタを提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで本発明は、セラミクス層と内部電極とを交互に積
層して積層体を形成してなる積層型バリスタにおいて、
上記積層体の端面に内部電極の一端面を露出させ、該積
層体の端面にセラミクス組成物からなる低抵抗層を付与
するとともに、該低抵抗層と上記積層体の端面との間に
接続電極を介在させ、該接続電極及び低抵抗層を介して
上記内部電極の一端面を外部に導出したことを特徴とし
ている。

ここで、本発明における低抵抗層は、例えばセラミクス
層と同一組成からなるセラミクス粉末にＡｊ！、Ｒｕ、
Ｇａ、Ｇｄ、Ｙ等から選択された金属を混合し、これを
ベース１〜状に形成したものを上記積層体に塗布したり
、あるいはシート状に底形したものを圧着し、これを熱
処理することにより、上記金属をセラミクスに固溶させ
ることにより実現できる。

また、上記接続電極を形成する方法としては、例えば内
部電極と同一材料のＰｔ等からなるペーストを積層体に
塗布したり、あるいは上記シート状の低抵抗層に塗布し
、これを内部電極と接続電極とが当接するように積層体
に圧着する方法が採用できる。

〔作用〕

本発明に係る積層型バリスタによれば、積層体の端面に
セラ埼りス組成物からなる低抵抗層を付与したので、つ
まり露出させた内部電極の一端面を上記低抵抗層で完全
に覆うことができるから、湿度の高い雰囲気中において
も内部電極の変質を防止できるとともに、めっき処理を
行う際のめっき液の侵入を阻止でき、品質の信頼性を向
上できる。

また本発明では、上記積層体の端面と低抵抗層との間に
接続電極を介在させたので、熱処理時における両者の組
成が異なっても該電極が相互の拡散を阻止することとな
り、その結果もれ電流等のバリスタ特性への悪影響を回
避できる。さらに上記内部電極の一端面は接続電極に、
該接続電極は低抵抗層に面接触しているので、それぞれ
を電気的に確実に接続でき、Ａ１を固溶させる場合の導
出層の厚さをコントロールする必要がなく、接続不良を
防止でき、さらには上記低抵抗層の外表面に外部電極を
形成することにより、上記内部電極を外部に導出できる
。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図について説明する。

第１図ないし第４図は本発明の一実施例による積層型バ
リスタを説明するための図である。

図において、１は本実施例の積層型バリスタであり、こ
のバリスタ１は直方体状のもので、その基本的構成は、
Ｚｎ○を主成分とするセラミクス層２と、Ｐｔからなる
内部電極３とを交互に積層し、これを一体焼威してなる
焼結体４の左、右端面４ａ、４ｂにＡ　ｇ／Ｐ　ｄから
なる外部電極５を被覆形成した構成となっている。また
、上記各内部電極３の一端面３ａは互い違いに上記焼結
体４の左、右端面４ａ、４ｂに露出しており、他端面３
ｂは焼結体４の左、右端面４ａ、４ｂから少し離れて位
置している。

そして、上記焼結体４の左、右端面４ａ、４ｂと外部電
極５との間にはセラミクス組成物からなる低抵抗層６が
付与されており、該抵抗層６は上記焼結体４の両端面４
ａ、４ｂを覆っている。さらに、上記低抵抗層６と焼結
体４の両端面４ａ４ｂとの間にはｐｔベーストからなる
接続電極７が介在されており、該接続電極７は上記内部
電極３の一端面３ａ、及び上記低抵抗層６に電気的に接
続されている。これにより、上記内部電極３は接続電極
７及び低抵抗層６を介して外部電極５に接続されている
。

次に本実施例の積層型バリスタ１の製造方法について説
明する。

■　まず、Ｚ　ｎ　Ｏ（９５，０ｍｏｆｆ％）、ＣａＯ
（１゜Ｏｍｏ６％）、Ｍｎ　Ｏ（１，０ｍｏｌ！％）、
Ｓ　ｂｚ　０３　（２，０ｍｏｂ％）、Ｃｒ２０３（１
，０ｍｏ！！、％）を混合してなるセラごクス材料に、
Ｂ２Ｏ３，３ｉ０２．Ｐｂ０゜Ｚｎ○からなるガラス粉
末を１．０ｉｙｔ％加えて原料とし、これに有機バイン
ダーを混合して、ドクターブレード法によりグリーンシ
ートを形成する。次に、このグリーンシートを矩形状に
切断して、多数の上記セラミクス層２を形成する。

■　上記各セラミクス層２の上面に、ｐｔにビヒクルを
混合してなるペーストを印刷して内部電極３を形成する
。この場合、該内部電極３の一端面３ａが上記セラミク
ス層２の一端面に露出するようにするとともに、他端面
３ｂがセラ多りス層２の内側に位置するようにする。

■　次に、第４図に示すように、内部電極３とセラミク
ス層２とが交互に重なるように、かつ内部電極３の一端
面３ａが交互に位置するように順次積層し、さらにこの
積層体の上、下面にダミーとしてのセラ２クス層８を重
ね、これをプレスで加圧、圧着して積層体を形成する。

するとこれにより、各内部電極３の一端面３ａのみが積
層体の左、右端面に露出することになる。

■　次に、Ｚｎ○（６８ｍｏ　１％）、ＲｕＯ２（３０
ｍｏｊ！％）、Ｂ２０３　（２ｍｏ７！％）を混合して
なるセラミクス材料に有機バインダーを添加してグリー
ンシートを形成し、これを上記積層体の端面を覆う大き
さに切断して低抵抗層６を形成する。そして、この低抵
抗層６の一主面にｐｔからなるペーストを印刷して接続
電極７を形成する。

■　続いて、上記積層体の左、右端面に、上記低抵抗層
６をこれの接続電極７が対向するよう圧着する。そして
、上記積層体を空気中にて１１００°Ｃで加熱焼成し、
焼結体４を得る。すると、Ｚｎ○にＲｕＯ２が混合し、
これにより抵抗値が減少した低抵抗層６が形成され、こ
れにより内部電極３の一端面３ａと接続電極７．低抵抗
層６とは電気的に接続され、構造的にも一体化される。

しかもこの場合、上記バリスタ層２と低抵抗層６とは接
続電極７によって区分けされているから、両者の拡散が
阻止される。

ここで、上記低抵抗層６は、」二記■工程で形成された
積層体を加熱焼成して焼結体を形成した後、該焼結体４
に低抵抗層６を付与し、しかる後加熱処理して形成する
こともできる。

■　最後に、上記焼結体４の左、右端面４ａ４ｂを除く
外表面にマスクを被覆し、この状態で電解めっき処理を
施して上記低抵抗層６の外表面に外部電極５を形成する
。なお、上記外部電極５は、上記焼結体４にＡｇを主体
としてＰｄを添加してなるペーストを塗布した後、焼き
付けて形成してもよい。これにより、本実施例の積層型
バリスタ１が製造される。

次に本実施例の作用効果について説明する。

本実施例の積層型バリスタ１によれば、焼結体４の左、
右端面４ａ、４ｂに露出した内部電極３の一端面３ａを
低抵抗層６で完全に覆ったので、高湿度の雰囲気中で使
用しても内部電極３が変質することはなく、また焼結体
４を電解めっき液中に浸漬しても該めっき液が侵入する
ことはないから、バリスタ特性の悪化を防止でき、品質
を向上できる。

また、本実施例では、焼結体４の左、右端面４ａ、４ｂ
と低抵抗層６との間に接続電極７を介在させ、内部電極
３の一端面３ａを接続電極７．及び低抵抗層６を介して
外部電極５に接続したので、接続不良を防上でき、かつ
内部電極３を封入しながら外部に導出できる。さらに、
上記接続電極７により、加熱焼成時の拡散を阻止−どき
、その結果もれ電流の増大等のバリスタ特性への悪影響
を回避でき、制限電圧の低い保護機能に優れたバリスタ
が得られる。

表は、本実施例の効果を確認するために行った試験の結
果を示す。この試験では、本実施例の製造方法により作
成した積層型バリスタの、■１ｍＡ制限電圧、電圧型流
、及び耐湿性を調べた。な１ お、上記制限電圧はＩＡで、もれ電流は６ｖで測定し、
耐湿試験の条件は温度６０°Ｃ１相対温度９０％の雰囲
気中に１０００時間放置し、しかる後Ｖ。、１−の変化
率を調べた。また、比較するため、焼結体の端面に内部
電極を露出させ、この状態で外部電極を形成してなる第
６図に示す構造の積層型バリスタ（従来例）、焼結体内
に内部電極を埋設し、両端面にＡｎを固溶させて導出層
を形成してなる第５図に示す構造の積層型バリスタ（比
較例１）、及び本実施例構造で接続電極がない積層型バ
リスタ（比較例２）についても同様の試験を行った。

同表からも明らかなように、制限電圧では比較例１が２
９Ｖと他に比べて高く、もれ電流では比較例２が１．２
０μＡと他に比べて大きい、また耐湿性では従来例が一
２３％と大きく変化しており、いずれの例においてもす
べての特性を満足することはできない。これに対して本
実施例の積層型バリスタは、制限電圧２４ｖ、もれ電流
０，１３μＡ、耐湿性−６％といずれにおいても満足で
きる特性が得られていることがわかる。この制限電圧が
低いのは低抵２ 抗層の組成を工夫して抵抗値を小さくしたこと、またも
れ電流が少ないのは接続電極を設けて低抵抗層中のＲｕ
等がバリスタ層内へ拡散するのを制限したことによるた
めと考えられる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明に係る積層型バリスタによれば、積
層体の内部電極が露出した端面に低抵抗層を付与し、か
つ該低抵抗層と一ヒ記端面との間に接続電極を介在させ
たので、内部電極の変質を防止しながら、制限電圧を低
くすることができるとともに、内部電極を外部に導出す
る際の接続不良を回避できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の一実施例による積層型バ
リスタを説明するための図であり、第１図はその断面図
、第２図はその焼結体の一端面を示す側面図、第３図は
その斜視図、第４図はその製造工程を示す分解斜視図、
第５図は本発明の成立過程を説明するための積層型バリ
スタの断面図、第６図は従来の積層型バリスタを示す断
面図である。 図において、１は積層型バリスタ、２はセラミクス層、
３は内部電極、３ａは−・端面、４は焼結体（積層体）
、４ａ、４ｂは左、右端面、６は低抵抗層、７は接続電
極である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）セラミクス層と内部電極とを交互に積層して積層
   体を形成してなり、電圧非直線性抵抗として機能する積
   層型バリスタにおいて、上記積層体の端面に内部電極の
   一端面を露出させ、該積層体の端面にセラミクス組成物
   からなる低抵抗層を付与するとともに、該低抵抗層と上
   記積層体の端面との間に接続電極を介在させ、該接続電
   極及び低抵抗層を介して上記内部電極の一端面を外部に
   導出したことを特徴とする積層型バリスタ。