JPH04306803A - 積層型バリスタ - Google Patents
積層型バリスタInfo
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- JPH04306803A JPH04306803A JP3099518A JP9951891A JPH04306803A JP H04306803 A JPH04306803 A JP H04306803A JP 3099518 A JP3099518 A JP 3099518A JP 9951891 A JP9951891 A JP 9951891A JP H04306803 A JPH04306803 A JP H04306803A
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Landscapes
- Thermistors And Varistors (AREA)
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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
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電圧非直線抵抗体とし
て機能する積層型バリスタに関し、特に焼結体の外表面
部分にガラス膜をコーティングした場合にも外部電極の
接合強度を向上でき、品質に対する信頼性を向上できる
ようにした構造に関する。
て機能する積層型バリスタに関し、特に焼結体の外表面
部分にガラス膜をコーティングした場合にも外部電極の
接合強度を向上でき、品質に対する信頼性を向上できる
ようにした構造に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、通信機等に採用される電子機器の
分野においては、小型化,IC化,集積化が急速に進ん
でおり、これに伴ってバリスタにおいても実装密度を向
上するための超小型化,あるいは低電圧化の要求が高ま
っている。このような要求に対応するものとして、従来
、積層型バリスタが提案されている(例えば、特公昭5
8−23921号公報参照) 。この積層型バリスタは
、半導体セラミックス層と内部電極とを交互に積層する
とともに、この積層体の両端面に上記内部電極の一端面
を露出させ、該両端面に上記内部電極の一端面に接続さ
れる外部電極を形成して構成されている。この積層型バ
リスタによれば、半導体セラミックスの結晶粒子を巨大
に成長させることなく内部電極間の粒界数を減少させる
ことができ、動作電圧の低電圧化に対応できる。また、
上記公報の積層型バリスタの改良型として、上記内部電
極間のセラミックス層に外部電極に接続されない非接続
内部電極を内蔵した構造のものが提案されている(特願
平1−302496 号参照) 。この積層型バリスタ
では、上記内部電極,及び非接続内部電極間に挟まれた
セラミックスの粒界数を2以下としたことから、上述の
従来公報に比べてバリスタ電圧のばらつきを低減でき、
さらにバリスタ電圧が低電圧でありながらサージ耐量を
向上できる。ところで、上記各積層型バリスタは、酸化
亜鉛を主成分とする半導体セラミックス層を高温焼成し
てなる焼結体から構成されていることから、半田付け時
のフラックスや還元性雰囲気等により上記焼結体の表面
が還元され易く、その結果漏れ電流が増大するという問
題がある。このような漏れ電流を低減するために、従来
、上記焼結体の表面にガラス膜をコーティングすること
が提案されている。これは、焼結体とガラス粉末とを耐
熱性容器内に収容し、この容器を回転させながら上記ガ
ラス粉末の軟化点以上の温度に加熱処理することによっ
て、上記ガラス粉末を焼結体の表面部分に付着させるも
のである。このガラス膜により湿度等に対する耐環境性
を向上でき、半田付け時のフラックスや還元性雰囲気等
による漏れ電流を抑制でき、さらにはサージ耐量を向上
できる。
分野においては、小型化,IC化,集積化が急速に進ん
でおり、これに伴ってバリスタにおいても実装密度を向
上するための超小型化,あるいは低電圧化の要求が高ま
っている。このような要求に対応するものとして、従来
、積層型バリスタが提案されている(例えば、特公昭5
8−23921号公報参照) 。この積層型バリスタは
、半導体セラミックス層と内部電極とを交互に積層する
とともに、この積層体の両端面に上記内部電極の一端面
を露出させ、該両端面に上記内部電極の一端面に接続さ
れる外部電極を形成して構成されている。この積層型バ
リスタによれば、半導体セラミックスの結晶粒子を巨大
に成長させることなく内部電極間の粒界数を減少させる
ことができ、動作電圧の低電圧化に対応できる。また、
上記公報の積層型バリスタの改良型として、上記内部電
極間のセラミックス層に外部電極に接続されない非接続
内部電極を内蔵した構造のものが提案されている(特願
平1−302496 号参照) 。この積層型バリスタ
では、上記内部電極,及び非接続内部電極間に挟まれた
セラミックスの粒界数を2以下としたことから、上述の
従来公報に比べてバリスタ電圧のばらつきを低減でき、
さらにバリスタ電圧が低電圧でありながらサージ耐量を
向上できる。ところで、上記各積層型バリスタは、酸化
亜鉛を主成分とする半導体セラミックス層を高温焼成し
てなる焼結体から構成されていることから、半田付け時
のフラックスや還元性雰囲気等により上記焼結体の表面
が還元され易く、その結果漏れ電流が増大するという問
題がある。このような漏れ電流を低減するために、従来
、上記焼結体の表面にガラス膜をコーティングすること
が提案されている。これは、焼結体とガラス粉末とを耐
熱性容器内に収容し、この容器を回転させながら上記ガ
ラス粉末の軟化点以上の温度に加熱処理することによっ
て、上記ガラス粉末を焼結体の表面部分に付着させるも
のである。このガラス膜により湿度等に対する耐環境性
を向上でき、半田付け時のフラックスや還元性雰囲気等
による漏れ電流を抑制でき、さらにはサージ耐量を向上
できる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の焼結体の表面部分にガラス膜をコーティングしてな
る積層型バリスタでは、該焼結体のガラス膜に外部電極
を焼き付けて形成する場合、外部電極の接合強度が低く
、場合によっては電極が剥離するおそれがあり、品質に
対する信頼性が低いという問題点がある。
来の焼結体の表面部分にガラス膜をコーティングしてな
る積層型バリスタでは、該焼結体のガラス膜に外部電極
を焼き付けて形成する場合、外部電極の接合強度が低く
、場合によっては電極が剥離するおそれがあり、品質に
対する信頼性が低いという問題点がある。
【0004】本発明は上記従来の状況に鑑みてなされた
もので、焼結体の表面部分にガラス膜をコーティングし
た場合にも外部電極の接合強度を向上でき、品質に対す
る信頼性を向上できる積層型バリスタを提供することを
目的としている。
もので、焼結体の表面部分にガラス膜をコーティングし
た場合にも外部電極の接合強度を向上でき、品質に対す
る信頼性を向上できる積層型バリスタを提供することを
目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】そこで本発明は、半導体
セラミックス層と内部電極とを、該内部電極の一端面の
みが上記セラミックス層の端縁に露出するよう交互に積
層し、該積層体の両端面に上記内部電極の一端面が接続
される外部電極を形成してなる積層型バリスタにおいて
、上記外部電極に0.1 〜10重量%の酸化亜鉛を含
む高融点金属材料を用いたことを特徴としている。ここ
で、上記酸化亜鉛の添加量を限定した理由は、この添加
量が0.1 重量%未満では接合強度の向上効果がそれ
ほど得られないからであり、また10重量%を越えると
焼結体との接合強度が逆に低下するからである。また、
上記高融点金属材料には、Ag,Pd,及びPtが採用
でき、これらから選ばれた少なくとも一種類以上の金属
に上記酸化亜鉛を添加することとなる。
セラミックス層と内部電極とを、該内部電極の一端面の
みが上記セラミックス層の端縁に露出するよう交互に積
層し、該積層体の両端面に上記内部電極の一端面が接続
される外部電極を形成してなる積層型バリスタにおいて
、上記外部電極に0.1 〜10重量%の酸化亜鉛を含
む高融点金属材料を用いたことを特徴としている。ここ
で、上記酸化亜鉛の添加量を限定した理由は、この添加
量が0.1 重量%未満では接合強度の向上効果がそれ
ほど得られないからであり、また10重量%を越えると
焼結体との接合強度が逆に低下するからである。また、
上記高融点金属材料には、Ag,Pd,及びPtが採用
でき、これらから選ばれた少なくとも一種類以上の金属
に上記酸化亜鉛を添加することとなる。
【0006】
【作用】本発明に係る積層型バリスタによれば、外部電
極に0.1 〜10重量%の酸化亜鉛を含む金属材料を
使用したので、焼結体の表面にガラス膜をコーティング
した場合は、上記外部電極を焼き付ける際にガラス膜の
一部が酸化亜鉛に吸収されることとなり、従ってガラス
膜を有する場合にも外部電極の接合強度を向上でき、ひ
いては品質に対する信頼性を向上できる。
極に0.1 〜10重量%の酸化亜鉛を含む金属材料を
使用したので、焼結体の表面にガラス膜をコーティング
した場合は、上記外部電極を焼き付ける際にガラス膜の
一部が酸化亜鉛に吸収されることとなり、従ってガラス
膜を有する場合にも外部電極の接合強度を向上でき、ひ
いては品質に対する信頼性を向上できる。
【0007】
【実施例】以下、本発明の実施例を図について説明する
。図1及び図2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る。このバリスタ1は直方体状
のもので、酸化亜鉛を主成分とする半導体セラミックス
層2と白金からなる内部電極3とを交互に積層し、該積
層体を一体焼成して焼結体4を形成して構成されている
。上記各内部電極3の一端面3aは焼結体4の左, 右
端面4a,4bに交互に導出されており、他の端面はセ
ラミックス層2の内側に位置して焼結体4内に封入され
ている。また上記焼結体4の上,下面にはダミーとして
のセラミックス層7が配設されている。
。図1及び図2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る。このバリスタ1は直方体状
のもので、酸化亜鉛を主成分とする半導体セラミックス
層2と白金からなる内部電極3とを交互に積層し、該積
層体を一体焼成して焼結体4を形成して構成されている
。上記各内部電極3の一端面3aは焼結体4の左, 右
端面4a,4bに交互に導出されており、他の端面はセ
ラミックス層2の内側に位置して焼結体4内に封入され
ている。また上記焼結体4の上,下面にはダミーとして
のセラミックス層7が配設されている。
【0008】また、上記焼結体4の外表面部分にはガラ
ス膜6がコーティングされており、このガラス膜6は上
記焼結体4とガラス粉末とを耐熱性容器内に収容し、こ
の容器を回転しながら上記ガラス粉末の軟化点以上の温
度に加熱処理することによって形成されたものである。
ス膜6がコーティングされており、このガラス膜6は上
記焼結体4とガラス粉末とを耐熱性容器内に収容し、こ
の容器を回転しながら上記ガラス粉末の軟化点以上の温
度に加熱処理することによって形成されたものである。
【0009】さらに、上記焼結体4の左, 右端面には
Ag/Pdからなる外部電極5が形成されており、該外
部電極5は上記各内部電極3の一端面3aに電気的に接
続されている。そして、上記外部電極5には酸化亜鉛が
含有されており、該酸化亜鉛の添加量は0.1 〜10
重量%となっている。これにより外部電極5は上記ガラ
ス膜6のガラス成分の一部を吸収した状態で焼結体4に
接合されている。
Ag/Pdからなる外部電極5が形成されており、該外
部電極5は上記各内部電極3の一端面3aに電気的に接
続されている。そして、上記外部電極5には酸化亜鉛が
含有されており、該酸化亜鉛の添加量は0.1 〜10
重量%となっている。これにより外部電極5は上記ガラ
ス膜6のガラス成分の一部を吸収した状態で焼結体4に
接合されている。
【0010】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、主成分材料である酸化亜
鉛に対して、酸化プラセオジウム,酸化コバルト,酸化
マグネシウム,酸化クロム,炭酸カリウムを、それぞれ
プラセオジウム,コバルト,マグネシウム,クロム,カ
リウムに換算して0.5 wt%,2.0wt%,0.
1wt%,0.1wt%,0.1wt%の組成比率とな
るよう秤量して原料を作成する。次いで、上記原料をイ
オン交換水を用いて24時間混合し、この後ろ過して乾
燥させ、これを800 ℃で2時間仮焼成する。この仮
焼結体を再びボールミルで充分粉砕した後、これに有機
バインダを混合してドクターブレード法により厚さ20
μm 程度のグリーンシートを形成し、このグリーンシ
ートを矩形状に切断して多数のセラミックス層2を形成
する。次に、白金にビヒクルを混合してなる電極ペース
トを作成し、該ペーストを上記セラミックス層2の上面
に印刷して内部電極3を形成する。この場合、内部電極
3の一端面3aのみがセラミックス層2の外縁まで延び
、他の端面は内側に位置するようにする。次に、図2に
示すように、上記セラミックス層2と内部電極3とが交
互に重なり、かつ各内部電極3の一端面3aがセラミッ
クス層2の両外縁に交互に位置するよう積層し、さらに
これの上面,下面にセラミックス層7を重ねる。次いで
これの積層方向に2ton/cm2 の圧力を加えて積
層体を形成し、この積層体を空気中にて1200℃で2
時間焼成して焼結体4を得る。次に、外径50mmφ,
内径40mmφ, 深さ40mmのアルミナ磁器ポッ
ト内に、上記焼結体4を収容するとともに、所定量のガ
ラス粉末を添加する。そして上記ポットを20rpm
で回転させながら、上記ガラス粉末の融点以上の700
℃に加熱し、10分間熱処理を行う。するとガラス粉
末が焼結体4の表面部分に付着し、これにより焼結体4
の外表面部分に厚さ2μm 程度のガラス膜6が形成さ
れる。一方、酸化亜鉛粉末を400 メッシュのふるい
に通し、このふるいにかけた0.1〜10重量%の酸化
亜鉛粉末にAg/Pdを7:3の割合で配合して混合し
、これに50重量%のワニスを加えて外部電極用ペース
トを作成する。次に、このペーストを上記焼結体4の両
端面4a,4bに塗布し、この後800 ℃に加熱して
焼き付けて外部電極5を形成する。すると、この焼き付
け時にガラス膜6中のガラス成分の一部が外部電極5の
酸化亜鉛に吸収され、この状態で該外部電極5に内部電
極3の一端面3aが接続される。これにより本実施例の
積層型バリスタ1が製造される。
方法について説明する。まず、主成分材料である酸化亜
鉛に対して、酸化プラセオジウム,酸化コバルト,酸化
マグネシウム,酸化クロム,炭酸カリウムを、それぞれ
プラセオジウム,コバルト,マグネシウム,クロム,カ
リウムに換算して0.5 wt%,2.0wt%,0.
1wt%,0.1wt%,0.1wt%の組成比率とな
るよう秤量して原料を作成する。次いで、上記原料をイ
オン交換水を用いて24時間混合し、この後ろ過して乾
燥させ、これを800 ℃で2時間仮焼成する。この仮
焼結体を再びボールミルで充分粉砕した後、これに有機
バインダを混合してドクターブレード法により厚さ20
μm 程度のグリーンシートを形成し、このグリーンシ
ートを矩形状に切断して多数のセラミックス層2を形成
する。次に、白金にビヒクルを混合してなる電極ペース
トを作成し、該ペーストを上記セラミックス層2の上面
に印刷して内部電極3を形成する。この場合、内部電極
3の一端面3aのみがセラミックス層2の外縁まで延び
、他の端面は内側に位置するようにする。次に、図2に
示すように、上記セラミックス層2と内部電極3とが交
互に重なり、かつ各内部電極3の一端面3aがセラミッ
クス層2の両外縁に交互に位置するよう積層し、さらに
これの上面,下面にセラミックス層7を重ねる。次いで
これの積層方向に2ton/cm2 の圧力を加えて積
層体を形成し、この積層体を空気中にて1200℃で2
時間焼成して焼結体4を得る。次に、外径50mmφ,
内径40mmφ, 深さ40mmのアルミナ磁器ポッ
ト内に、上記焼結体4を収容するとともに、所定量のガ
ラス粉末を添加する。そして上記ポットを20rpm
で回転させながら、上記ガラス粉末の融点以上の700
℃に加熱し、10分間熱処理を行う。するとガラス粉
末が焼結体4の表面部分に付着し、これにより焼結体4
の外表面部分に厚さ2μm 程度のガラス膜6が形成さ
れる。一方、酸化亜鉛粉末を400 メッシュのふるい
に通し、このふるいにかけた0.1〜10重量%の酸化
亜鉛粉末にAg/Pdを7:3の割合で配合して混合し
、これに50重量%のワニスを加えて外部電極用ペース
トを作成する。次に、このペーストを上記焼結体4の両
端面4a,4bに塗布し、この後800 ℃に加熱して
焼き付けて外部電極5を形成する。すると、この焼き付
け時にガラス膜6中のガラス成分の一部が外部電極5の
酸化亜鉛に吸収され、この状態で該外部電極5に内部電
極3の一端面3aが接続される。これにより本実施例の
積層型バリスタ1が製造される。
【0011】このように本実施例によれば、外部電極5
に0.1 〜10重量%の酸化亜鉛を含むAg/Pd金
属を使用したので、ガラス膜6中のガラス成分の一部は
上記外部電極5の酸化亜鉛に吸収され、この状態で接合
し、内部電極3との導通が得られる。その結果、外部電
極5の接合強度を向上でき、外部電極5の剥離を防止し
て品質に対する信頼性を向上できる。また、本実施例で
は、焼結体4の表面部分はガラス膜6で覆われているこ
とから、湿度等に対する耐環境性を向上でき、半田付け
時のフラックスや還元性雰囲気等による漏れ電流を抑制
できる。
に0.1 〜10重量%の酸化亜鉛を含むAg/Pd金
属を使用したので、ガラス膜6中のガラス成分の一部は
上記外部電極5の酸化亜鉛に吸収され、この状態で接合
し、内部電極3との導通が得られる。その結果、外部電
極5の接合強度を向上でき、外部電極5の剥離を防止し
て品質に対する信頼性を向上できる。また、本実施例で
は、焼結体4の表面部分はガラス膜6で覆われているこ
とから、湿度等に対する耐環境性を向上でき、半田付け
時のフラックスや還元性雰囲気等による漏れ電流を抑制
できる。
【0012】
【表1】
【0013】表1は、上記製造方法により得られた積層
型バリスタ1 の接合強度を測定した実験結果を示す。 この実験では、Ag,Ag/Pd,Pt からなる各金
属材料に、酸化亜鉛を0.01〜20wt%の範囲で変
化させて添加した場合の接合強度Kg/mm2を測定し
た。また、比較するために酸化亜鉛を添加していない従
来の積層型バリスタにもついても同様の測定を行った。 表からも明らかなように、従来試料の場合は、いずれも
接合強度が0.9 〜1.1Kg/mm2 と低く剥離
し易い状態となっている。また、酸化亜鉛の添加量を0
.01wt%とした比較試料の場合は、従来試料より強
度が若干向上しているものの不充分である。これに対し
て酸化亜鉛の添加量を0.1 〜10wt%の範囲内と
した本実施例試料の場合は、接合強度が3.7 〜5.
2Kg/mm2 と大幅に向上していることがわかる。 一方、酸化亜鉛の添加量を20wt%とした比較試料の
場合は、逆に強度が低下しており、この結果からも酸化
亜鉛の添加量は0.1 〜10wt%の範囲内が望まし
い。
型バリスタ1 の接合強度を測定した実験結果を示す。 この実験では、Ag,Ag/Pd,Pt からなる各金
属材料に、酸化亜鉛を0.01〜20wt%の範囲で変
化させて添加した場合の接合強度Kg/mm2を測定し
た。また、比較するために酸化亜鉛を添加していない従
来の積層型バリスタにもついても同様の測定を行った。 表からも明らかなように、従来試料の場合は、いずれも
接合強度が0.9 〜1.1Kg/mm2 と低く剥離
し易い状態となっている。また、酸化亜鉛の添加量を0
.01wt%とした比較試料の場合は、従来試料より強
度が若干向上しているものの不充分である。これに対し
て酸化亜鉛の添加量を0.1 〜10wt%の範囲内と
した本実施例試料の場合は、接合強度が3.7 〜5.
2Kg/mm2 と大幅に向上していることがわかる。 一方、酸化亜鉛の添加量を20wt%とした比較試料の
場合は、逆に強度が低下しており、この結果からも酸化
亜鉛の添加量は0.1 〜10wt%の範囲内が望まし
い。
【0014】なお、上記実施例では、半導体セラミック
ス層と内部電極との積層体を例にとって説明したが、本
発明は上記内部電極間に外部電極に接続されない非接続
内部電極を配設してなる構造のものにも適用できる。
ス層と内部電極との積層体を例にとって説明したが、本
発明は上記内部電極間に外部電極に接続されない非接続
内部電極を配設してなる構造のものにも適用できる。
【0015】
【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、外部電極に0.1 〜10重量%の酸化亜
鉛を添加したので、外部電極の接合強度を向上でき、品
質に対する信頼性を向上できる効果がある。
タによれば、外部電極に0.1 〜10重量%の酸化亜
鉛を添加したので、外部電極の接合強度を向上でき、品
質に対する信頼性を向上できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による積層型バリスタを説明
するための断面図である。
するための断面図である。
【図2】上記実施例の積層型バリスタの製造方法を説明
するための分解斜視図である。
するための分解斜視図である。
1 積層型バリスタ
2 半導体セラミックス層
3 内部電極
3a 内部電極の一端面
4 焼結体(積層体)
5 外部電極
Claims (1)
- 【請求項1】 半導体セラミックス層と内部電極とを
、該内部電極の一端面のみが上記セラミックス層の端縁
に露出するよう交互に積層し、該積層体の両端面に上記
内部電極の一端面が接続される外部電極を形成してなる
積層型バリスタにおいて、上記外部電極が、酸化亜鉛を
0.1 〜10重量%含有してなる高融点金属材料から
構成されていることを特徴とする積層型バリスタ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3099518A JPH04306803A (ja) | 1991-04-03 | 1991-04-03 | 積層型バリスタ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3099518A JPH04306803A (ja) | 1991-04-03 | 1991-04-03 | 積層型バリスタ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04306803A true JPH04306803A (ja) | 1992-10-29 |
Family
ID=14249471
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3099518A Withdrawn JPH04306803A (ja) | 1991-04-03 | 1991-04-03 | 積層型バリスタ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04306803A (ja) |
-
1991
- 1991-04-03 JP JP3099518A patent/JPH04306803A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980711 |