JPH0636905A - スパッタ端末を有するバリスタ及びスパッタ端末をバリスタ等へ適用する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 多数の電気部品に対し、端末を高品質で同時
形成したバリスタを提供する。 【構成】 上面２０及び下面２１にスパッタされた金属
層３３，３４を有する多層セラミックバリスタ１９。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、総括的にはバリスタ及
びバリスタその他の電気部品に端末をスパッタリングす
る方法、具体的にはスパッタされた端末を有する多層セ
ラミックバリスタ及びスパッタされた端末を複数のバリ
スタ及び同様の部品に単一作業にて装着する方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】「バリスタ」または電圧依存型非線形抵
抗は、他の各手段の中でも、特にサージ吸収素子、アレ
スタ及び電圧安定化素子として使用されてきた。バリス
タには、通常、電圧依存型非線形性を有する単一層デイ
スク型セラミック本体が使用される。多層バリスタは、
１９８８年に市販されるようになった。このタイプのバ
リスタの調製方法及び一般的構成は、本願に参考文献と
して付記した米国特許第４，２９０，０４１号（発明者
ウツミ他）に詳述されている。この引例におけるバリ
スタは、電圧感応型粒界により分離される導電性粒子か
ら成る半導体ブロック状本体を含む。バリスタのセラミ
ック本体形成後、バリスタを「端末形成」させることが
必要である。即ち、導電性コーテイングをバリスタの露
出された電極部へ施さなければならない。これによっ
て、バリスタは印刷回路基板等へ容易に接続可能とな
る。

【０００３】一般的なバリスタ製造方法では、露出され
た電極を有するセラミック本体の各部へペーストを適用
することによって端末が形成される。ペーストは、低溶
融性ガラスフリット、及び銀または銀合金等の導電性物
質を含む。ペースト適用後、バリスタは加熱され、これ
により溶媒及び／またはバインダが除去されると共に銀
含有ガラスがセラミック本体へ融合される。端末形成さ
れたバリスタは、それ自体に半田付けされた電気リード
を有するか、或いは表面実装デバイスとして使用するこ
とができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この方法には
次のような欠点がある。まず、浸出抵抗を改善するため
にパラジウム、プラチナ、及び／または他の貴金属が添
加されると、端末形成化合物のコストが大幅に上昇して
しまう。添加物質のコストは、銀単独の場合の１０倍以
上となる。浸出抵抗改善が必要となったのは、ニッケル
メッキ端末形成が表面実装部品に対する工業規格として
規定されたことによる。第２に、たとえパラジウム及び
他の貴金属が端末形成化合物へ添加されても、結果とし
て得られる浸出抵抗はニッケルバリヤを含む端末の場合
ほど向上しない。コストを低減しつつ浸出抵抗を改善す
るため、メッキ作用によりニッケルバリヤ備えたバリス
タを実現するための試みがなされてきた。例えば、端末
形成済みであり銀端末で燃焼された複数のバリスタを、
セラミックコンデンサをメッキするため、周知技術にて
メッキバスケット内に配置可能である。バスケットは、
その後メッキ溶液中に浸積される。十分な金属が堆積さ
れた後、バスケットはメッキ溶液から取り出され、バリ
スタが洗浄される。

【０００５】このメッキ方法には、多くの欠点がある。
まず最初の問題は、バリスタが電圧感応性粒界によって
分離される導電性粒子から成る半導体であるという事実
に起因するものである。即ち、この電圧変化感度によっ
て、メッキ処理中に「クリーページ」がバリスタに生じ
る。クリーページとは、メッキが本体の端部（目的部
位）のみならず、本体全部を横切って端から端まで端部
からメッキまたは「クリープ」し始めることである。も
ちろん、クリーページが端から端へ到達するとショート
が発生し、バリスタは使用不能状態に陥る。この問題
は、メッキ不要領域にプラスチックバインダ等の絶縁化
合物を施することで除去可能である。しかし、このため
には処理ステップが増大すると共に製造コストが増大す
る。更に、メッキ溶液は通常酸性であるから、メッキ中
に接触してしまうとセラミック本体が徐々に侵食されて
しまう。

【０００６】本出願人は、当業界でスパッタリングとし
て知られる真空蒸着法により、バリスタにニッケルバリ
ヤを有する端末を形成することに初めて成功した。スパ
ッタリングコンデンサ端末は米国特許第４，５６１，９
５４号（Ｓｃｒａｎｔｏｍ他）に既に記載されていた
が、本発明者の知る限りでは、誰一人として、バリスタ
及びバリスタ上へのスパッタ端末形成に使用されるセラ
ミック物質のもつ比較的高い導電性特性を克服できなか
った。しかも、スパッタリングでは、ペーストまたはメ
ッキ作用に固有の問題及びコストを回避することもでき
る。

【０００７】スパッタリングは、堆積処理が施される全
部分を確実に堆積金属と緊密接合させつつ、金属物質の
超薄層を堆積できるという利点を有する。これにより、
バリスタの全端部のみが端末物質と接触する。従って、
スパッタリングによれば、バリスタメッキ法に比して、
欠点少なく遥かに低コストで所望の結果が得られる。し
かしながら、なお端末物質のスパッタリングに固有の問
題として、バリスタの全露出部に対し、金属物質の堆積
増大が生じる。従って、バリスタの側面、即ち端末が装
着される端部間の面がスパッタリング作用から完全に遮
蔽されない限り、バリスタの端部間に伸長するスパッタ
物質膜が形成され、これがバリスタをショートさせてし
まうことになる。

【０００８】バリスタへの端末形成手段としてスパッタ
リングを商業的に実現するためには、、数百または数千
個のバリスタを同時に処理できることが重要である。理
論的には、スパッタリングをプラスチックブロック等内
に埋設された複数のバリスタに同時に適用することは可
能であるが、バリスタの位置決め、ブロックの鋳造、ブ
ロックの表面部を除去してバリスタの端末形成用端部を
露出させること、そしてスパッタ適用後のブロック分
解、等が困難であるため、この方法は商業的には実用化
できない。

【０００９】本出願人は、バリスタへの端末スパッタリ
ング技術を幾つか使用してみた。その一つとして、「ク
ロース−パック方法」がある。この技術では、複数のバ
リスタを特殊形成された金属ジグまたはダイへ装着して
端末が形成される。ジグまたはダイがバリスタの側部を
緊密保護し、これによって金属堆積中にバリスタの側面
上にスパッタされた物質の膜が形成されることを防止す
る。特定の本体近傍の包囲セラミック体が該本体の側面
に対する「マスク」として実質上作用することになる。
従って、この方法では、大量のバリスタを単一操作で取
り扱えるよう、本体の製造及びダイの装荷が精密な寸法
で行われる必要がある。

【００１０】他の技術は、バリスタの他の部分を遮蔽し
つつ、セラミック本体上に端末をスパッタするというも
のである。該他の部分は、弾性ブロックまたはスラブ内
にバリスタを埋設することによって、スパッタ物質から
保護される。ブロックまたはスラブは、バリスタの端部
を露出させつつ、バリスタの側部と緊密に係合するよう
な大きさの孔部を有する。この技術は、本願に参考文献
として付記された米国特許第４，５６１，９５４号（発
明者 Ｓｃｒａｎｔｏｍ）（以下「スクラントム」とい
う）において、コンデンサに適用されるものとして詳述
されている。

【００１１】マスクの厚さがマスクの長さよりも若干小
さい場合、スクラントムによって「ランド」、即ち端部
に端末を製造可能である。この端末は、コンデンサの端
部をカバーするのみならず、コンデンサのサイドマージ
ンに沿って若干伸長する。

【００１２】スクラントムの技術は、バリスタの端部に
端末を形成するのに有用であるが、クロースパック法に
おいて付加バリスタを配置可能な領域の大部分を弾性マ
スクが占有してしまうので、一回に端末形成を施せるバ
リスタの数が制限されることとなる。

【００１３】更に、そうした弾性物質によって適切なシ
ールドが形成されるが、必然的に真空条件下で実行され
るスパッタリング作用中に、該弾性物質が「アウトガ
ス」する傾向がある。この「アウトガス」が、堆積され
たスパッタ物質とバリスタとの間の境界に、異質付加物
質または混在物の形成を引き起こす。付加物質または混
在物によって、スパッタされた物質と電極との電気接触
が劣化すると共に、セラミックとの接合性も悪くなる。
しかしながら、スパッタリング層をマスクへ予め適用す
ることで、気体放出作用を回避でき、またマスクを十分
に変形可能としてバリスタ全体を装荷プレートからプレ
ート内に補助形成された孔部内へ移動させることができ
る。

【００１４】このように、クロースパック法の高密度装
荷の利点と、弾性ブロック法の「ランド」形成性能と、
を組み合わせた商業的に実用可能な方法を開発する必要
がある。また、その技術が、バリスタに端末を形成する
だけでなく、コンデンサや抵抗等の他の電気部品に端末
を形成するためにも使用できることが望ましい。更に、
スクラントムに記載の弾性方法におけるような「ラン
ド」を、付加バリスタを配置可能なダイ中の有用空間を
占有することなく製造する技術が望まれる。これは、ク
ローズパック方法では達成できない。

【００１５】本発明の目的は、スパッタにより端末が形
成されるバリスタと、及びバリスタ及び他の電気部品に
改善されたスパッタ方法で端末を形成する方法と、を提
供することである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る発明は、電圧依存型非線形抵抗を有
するバリスタにおいて、本体と、本体の離隔領域を除い
て本体内部に配置された複数の電極と、離隔領域に配置
された複数のスパッタ端末と、を含むことを特徴とす
る。

【００１７】請求項７に係る発明は、電圧依存型非線形
抵抗を示し、複数の隔離された面を有するセラミック物
質と、対向端部を有する複数の内部電極であって、各電
極の一端は少なくとも一の隔離面へ伸長している内部電
極と、少なくとも一の隔離面に適用されたスパッタされ
た端末と、を含むことを特徴とする。

【００１８】請求項１４に係る発明は、電圧依存性を示
す複数のセラミック層と、セラミック層間に配置された
複数の内部電極であって、該内部電極は２個の端部を有
し、第１内部電極の一端は本体の第１外部位置へ向けて
伸長し、第１内部電極の対向端は本体内に配置され、第
２内部電極の一端は第１外部位置から離れた第２外部位
置へ伸長し、第２内部電極の対向端は本体内に存在し、
シャッタ端末は第１及び第２外部位置に配置されている
ことを特徴とする。

【００１９】請求項１６に係る発明は、方形または直角
形フレームを有する装荷装置内の電気部品に対して端末
をスパッタ形成する方法において、フレーム内に部品の
第１列を装荷するステップと、部品の第１列近傍に隔離
ストリップを装荷するステップと、隔離ストリップ近傍
の第２部品列を装荷するステップと、部品の露出面上に
端末をスパッタ形成するステップと、を含むことを特徴
とする。

【００２０】請求項１７に係る発明は、２個の対向列面
と、端末のスパッタ形成中にマスクされる２個の対向行
面と、そして露出される対向した２個の端面と、を有す
るブロック状電気部品に対して端末をスパッタ形成する
方法において、複数の部品を列で装荷するステップと、
列面近傍に配置された隔離ストリップによって列の列面
をマスクするステップと、列内の少なくとも一の部品の
行面を該一の部品近傍の部品によってマスクするステッ
プと、端面上に端末を形成するステップと、を含むこと
を特徴とする。

【００２１】請求項１９に係る発明は、ブロック形状
で、隔離端面及び該端面間に伸長した側面を有する電気
部品上に端末をスパッタ形成する方法において、バリス
タを緊密包囲するようにジグ内に複数の電気部品を装着
し、これによって端末のスパッタ形成中に側面上のスパ
ッタ物質の形成を回避するステップと、隔離した端面上
に端末をスパッタ形成するステップと、を含むことを特
徴とする。

【００２２】請求項２０に係る発明は、スパッタ物質が
装着される２個の隔離面と、スパッタ物質が形成されな
い残存面と、を諷するバリスタ上に端末をスパッタ形成
する方法において、バリスタの残存面をシールドするス
テップと、隔離面の少なくとも一上にスパッタ物質を適
用するステップと、を含むことを特徴とする。

【００２３】請求項２４に係る発明は、スパッタ処理中
に多数の電気部品を所定位置に保持する装置において、
２個の平行保持バー、可動バー及びストップバーを含
み、各部品を所望位置に保持するフレームを含み、スト
ップバーは、２個の対向端を含み、ストップバーの各端
部は各保持バーの一端に接続され、ストップバー及び保
持バーはフレームの３側型固定部を形成し、可動バーは
電気部品装荷中に移動する４側部を形成することを特徴
とする。

【００２４】請求項３１に係る発明は、２個の保持バ
ー、可動バー、及びストップバーを有するフレームを含
み、各保持バーは互いに平行であり、可動バーとストッ
プバーとは互いに平行であり、各保持バーの一端がスト
ップバーに接続され、これによってフレームの３側型固
定部が形成され、可動バーは、プレートが完全に装荷さ
れた時にストップバーに対して係止する第４可動側部を
形成する、装置内に電気部品を装荷する方法において、
フレームの３側型部の前方に、隔離ストリップを可動バ
ーに対して平行となるよう挿入するステップと、部品の
列をストリップの隣のフレーム内へ供給するステップ
と、ストリップ、部品列、及び可動バーを一緒にフレー
ム内へ押し入れるステップと、を含むことを特徴とす
る。

【００２５】

【作用】本発明の一態様では、高密度パッキングでのス
パッタリング中に電気部品をマスキングする方法を提供
する。更に、必要に応じ、本発明は、従来のマスキング
方法で必要であった付加バリスタ配置可能な大きな空間
を犠牲にすることなく、バリスタまたは他の部品上に
「ランド」を形成することが可能である。

【００２６】本発明の例示的形態では、スパッタ端末を
形成可能とするためにバリスタを容易にマスキングする
方法を提供している。この改善された方法は、クローズ
パック方法における部品を緊密間隔で配置できるという
利点と、従来のマスキング方法により得られる利点とを
組み合わせたものである。

【００２７】

【実施例】図４は、スパッタリング装置内へ組み込むた
めの固定具またはアセンブリの斜視図である。固定具
は、ボトムフレーム部１１及び上部フレーム部品１２を
含む。ボトムフレーム１１は、ベース部１３及び包囲側
壁部１４を含む。上部フレーム部品１２は、側壁部１５
及び内方リップ部１６を含む。フレームは、弾性物質か
ら成るマスク１７を包囲している。

【００２８】好適な弾性体は、登録商標ＳＩＬＡＳＴＩ
Ｃとして販売されているもので、ミシガン州所在のドー
コーニングコーポレーションオブミッドランドにより製
造されている。ＳＩＬＡＳＴＩＣは、シリコンラバーを
含む。本発明に使用するのに好適なグレードは、Ｊ Ｒ
ＴＶシリコンラバーである。他のシリコンラバー組成を
使用してもよい。

【００２９】図１ａ、２及び３に示したマスク１７は、
対向端部２０及び２１に端末形成されるバリスタ１９を
緊密に包含する大きさの複数の孔１８を含む。

【００３０】電気部品製造に従事する当業者であれば理
解できるように、バリスタ１９は、端面２０または２１
の一方または他方に電極を露出させるよう製造される。
端末は、全電極を接続する機能を果たす。各端末はま
た、リード等に対するアンカー点としても機能し、これ
によってバリスタを電気回路内へ導入可能となる。

【００３１】図１ａ及び２は、バリスタをマスク１７内
の孔１８内へ導入するための装置を示す。

【００３２】製造コスト節約のため、各マスクに数千の
孔を形成することが望ましい。マスクの多数の孔部を充
填する作用を容易化するため、マスク１７の孔部１８と
数及び位置が対応した複数の孔２３が形成されたロード
プレート２２が配設されている。ロードプレートの孔２
３は、バリスタ１９の断面よりも遥かに大きなテーパ状
またはじょうご状リード部２４を含み、該リード部２４
はガイド部２５とそして最終的には排出部２６と合流す
る。ガイド部２５の寸法は、バリスタの断面寸法よりも
若干大きく、排出部２６内へバリスタを案内する作用を
果たす。排出部は、バリスタの断面寸法と密に対応する
ような大きさに設定されている。

【００３３】実際には、ロードプレート２２は、バリス
タのバルクサプライ下方にプレートを配置することによ
って充填され、プレートは、水平面内で振動または往復
運動する。この動作期間中、バリスタは、振動動作によ
って種々の孔２３内へ導入される。バルクサプライ下方
における振動期間経過後、プレート２２は除去されて継
続的に振動される。期間経過後、各バリスタは、その内
部で一または他の端部２０または２１がロードプレート
の孔２３の少なくともガイド部２５内へ進行する位置へ
到達する。

【００３４】充填されたロードプレート２２は、その後
固定具内でマスク１７に重畳される。固定具には、マス
ク１７下方に配置されたバックアッププレート２７が設
けられている。固定具は、複数のプッシャーロッド２９
を有するプッシャーグリッド２８を含む。ロッド２９
は、ロードプレートの孔２３と共にレジスタに対して隔
離されている。プッシャーグリッド２８は、その後シフ
トダウンされ、ロードプレートからバリスタを取り外し
てマスク１７の孔１８内へ挿入する作用を果たす。

【００３５】図１ａにおいて、プッシャーグリッド２８
は、各バリスタの下部端２１が弾性マスク１７内へ一部
導入させるための下降部を有する形態として、示されて
いる。

【００３６】図２において、グリッド２８は最下端位置
までシフトされ、これによってバリスタ１９はマスク１
７内へ進められ、この結果、各バリスタの上端２０及び
下端２１は、マスク１７の上面３０及び下面３１とほぼ
同一面状になるよう位置決めされる。マスク１７の弾性
及び変形性により、バリスタはマスクの摩擦によって記
された位置へ保持される。

【００３７】更に、マスクのフレキシビリテイによっ
て、各バリスタは、バリスタの下端２１と孔１８の最上
端との位置合わせが若干不完全であっても、この位置へ
強制的に導かれる。このような若干の位置ずれが起こる
場合には、バリスタに対する下方への圧力はマスクを変
形させるのに十分であり、これによって下方に移動する
バリスタはマスク内の若干位置ズレした孔内へ強制的に
導入される。

【００３８】充填されたマスクは、図４に最もよく示さ
れるように、固定具内に取り付けられる。

【００３９】この取付位置において、マスクのサイドマ
ージンは、ベースプレート１１の側壁１４の内面と当接
する。その後、上部フレーム部材１２はベースプレート
１１に対してクランプされ、これによりフレーム１２の
側壁１５が側壁１４上のマスク１７のサイドマージンと
当接し、フレームのリップ１６はそのエッジ部近傍のマ
スクの頂面３０と重なる。

【００４０】以下の詳細説明より明かなように、スパッ
タリング処理を行う際、部品を真空条件下でスパッタす
る必要がある。従って、使用される弾性物質が真空条件
下で漸進的に「アウトガス」する傾向があるため、失敗
率が高くなる恐れが生じる。

【００４１】「アウトガス」が生じると、スパッタ金属
が露出電極層へ接合するという所望の結果は得られな
い。それに付随して、多数のガラス性混在物により、金
属の電極への接合性も劣化し、良好な接触が行われる電
極数が予測不能となる。

【００４２】「アウトガス」作用の問題は、マスク１７
を装荷前にスパッタリングに供し、マスクの表面３０及
び３１上に薄型金属膜を堆積させることによって解決さ
れる。金属膜の厚さは１／１０ミクロン以下であり、こ
の膜がアウトガス作用を防止する作用を果たす。その後
更にスパッタリングステップを実施可能であり、これに
よって純粋金属層がバリスタの露出端部及び前堆積膜双
方を被覆することとなる。これは、図１ｂに番号３２を
付して例示した。

【００４３】マスクの上面３０及び下面３１双方に対し
て前スパッタリングが施されることが理解される。スパ
ッタコーテイングが各面３０の内のいずれかに対して行
われた後、マスクは固定具から取り外されて反転され
る。この結果、次のスパッタリング作用時に、マスク反
転により露出された面３１及びバリスタ端２１が被覆さ
れる。

【００４４】マスクの両面及びバリスタがスパッタされ
た後、各バリスタは、グリッド２８に類似したプッシャ
グリッドアセンブリによって孔から取り外される。グリ
ッドアセンブリは、マスクの位置合わせされた孔内へ入
るプッシャロッドを含み、孔１８から仕上げられたバリ
スタを移動させる。

【００４５】バリスタ除去後、マスクは再充填され、先
の前スパッタリングステップなしに再使用される。理由
は、マスクが金属コーテイングを含むからである。この
コーテイングは、初期の前スパッタされたコーテイング
及びバリスタに端末形成するために行われたスパッタリ
ング処理によりマスク面に堆積されたオーバスパッタリ
ングから成る。マスクは、マスク表面上のコーテイング
または堆積物によってマスクが過度に剛性または耐変形
性をもつようになるまで再使用され、その後マスクの表
面から金属堆積物を化学的に除去し、マスクに対して更
に前スパッタリングステップを施し、その後このサイク
ルを繰り返すことが必要である。

【００４６】図５に、上面２０及び下面２１を有する処
理されたバリスタ１９を示す。該両面２０及び２１に対
して金属層３３及び３４がそれぞれ形成される。任意の
従来処理方法を用いて、リード部材が端末３３、３４に
ハンダ付けされる。

【００４７】図７に、図５のバリスタと類似したバリス
タを示す。図７のバリスタが図５のバリスタと相違する
ところは、端末部３３０及び３４０がバリスタ１９０の
端部２００、２１０を被覆するのみならず、バリスタの
サイドマージンに沿って若干伸長している点である。こ
れらの構造的特徴は、「ランド」と呼ばれる。図７の実
施例は、バリスタ１９０をマスク１７０内へ装荷し、こ
れによって上面及び下面（図６には上面のみを示す）を
マスク１７０の上部及び下部マージンを若干超えて突出
させることで製造される。この条件は、バリスタの長さ
よりもわずかに小さい厚さのマスクを使用し、マスク１
７０の下面とロードプレート２７との間に若干圧縮可能
な層を導入することによって達成される。このような状
況下で、プッシャーロッド２９がバリスタ１９０の下端
をマスク１７０の本体を介して押圧し、これによってそ
れらは圧縮可能層内へ若干入り込む。バリスタの両端
は、マスク１７０の上面及び下面をそれぞれ若干上方及
び下方へ超えて突出する。このようにして、マスキング
法により、次の方法では得られない特徴であるランドの
製造が可能となる。

【００４８】バリスタにスパッタ端末を形成をする他の
方法は、クロースパック方法である。この技術では、ス
パッタ端末は、複数のバリスタを特別に形成された金属
ジグまたはダイ内へ装着することによって形成される。
該ジグまたはダイは、各バリスタの側を緊密に保護し、
これによって金属蒸着中に各バリスタの側面上にスパッ
タされた物質の膜が形成されることが防止される。実際
には、特定本体近傍の包囲セラミック本体によって該本
体の側面に対するマスクが得られる。この方法では、本
体の製造及びダイのローデイングが、単一操作で大量の
バリスタを扱うことができるような精密寸法で行われる
ことが必要となる。しかし、もし各部品のサイズ及び高
体積の標準化によってそれが問題とはならないのであれ
ば、その方法は、ジグ又はダイの中の有効な空間の全て
を使って、部品をスパッタリングする効率を最大にす
る。部品の間にマスクがないからである。

【００４９】本発明の一態様によれば、クロースパック
方法の高製造効率を組み合わせる好適な方法が得られ
る。更に、もし望まれるのであれば、好適な方法は、追
加バリスタを処理するためのダイ内における有用領域の
損失を回避しつつ、前述した弾性マスキング方法と同様
のランド形成を行うことができる。後述するように、本
発明方法は、バリスタのみならず、他の電気部品に対す
る端末形成にも使用可能である。しかし、簡略化のた
め、本発明方法は、バリスタに対する端末のスパッタリ
ングを例にとって説明する。

【００５０】図１０に示すように、本発明の好適な方法
は、可動フレーム４２を含むバリスタローデイング装置
４０を提供する。フレーム４２、ボトムプレート７３及
びローデイング完了後に固定される閉止バー７５（図１
１）は、スパッタリング処理中にバリスタ４４を保持す
る作用を果たす。前述の方法同様、フレーム４２は方形
または直角形状である。しかしながら、前述の方法とは
異なり、フレーム４２の寸法がローデイングシーケンス
中に変化する。

【００５１】図１１は、フレーム４２が、２個の保持バ
ー４６、４８、可動バー６４及び閉止バー７５から構成
されることを示す。保持バー４６、４８は互いに平行で
ある。摺動バー６４及び閉止バー７５もまた、互いに平
行である。各保持バー４６、４８の一端がストップバー
５２に接続されている。プレートが完全装荷されてフレ
ーム４２の３側型「固定」部が形成された時に、可動バ
ー６４がこの部分で係止する。閉止バー７５は、フレー
ム４２の「第４側」である。フレーム４２の２個の保持
バー４６、４８はローデイング及びスパッタリング処理
中は固定状態に置かれ、他方可動バー６４はローデイン
グシーケンス中、プッシュバー５０の各プッシュ毎に増
分的に移動する。

【００５２】図１０に示すように、バリスタ４４のロー
は所定長さにわたってフレーム４２内部へ装荷される。
各ローはローデイング処理中に、ストップバー５２及び
プッシュバー５０と平行になり、且つ保持バー４６、４
８によってその端部５４、５６が閉止されるように指向
される。ストップバー５２は、次に説明するようにフレ
ーム４２内へ装荷可能な全てのローを閉止する作用を果
たす。

【００５３】図８に示すように、バリスタ４４はフレー
ム４２に対してトラバースするようにパックされ、これ
によって端末が形成される端部５８のみが露出される。
バリスタ４４はブロック形状であり、「コラム面」に沿
ってその近傍バリスタ４４に対する「マスク」として機
能する。スペーシングストリップ６０は、バリスタ４４
の「ロー面」をマスクする。図８の実施例において、本
発明方法によれば、バリスタ４４の各ローがスペーシン
グストリップ６０によって近接ローから分離される。

【００５４】次に作用を説明する。バリスタ４４は次の
ような方法でスパッタリングを受けるため、フレーム４
２内に装荷される（図１０）。まず、フレーム４２上方
に配置されたスペーシングローダ６２がフレーム４２の
「開放部」の前部へ直角形状スペーシングストリップ６
０を挿入する。これにより、ストリップ６０はフレーム
４２内に配置されプッシュバー５０と平行な摺動バー６
４に対して係止する。ストリップ６０の各端は、初期に
は各保持バー４６、４８内のフィードインスロット６
６、６８内に保持される。その後、ストリップ６０は保
持バー４６、４８（図９）内の溝７０内に保持される。
このようにして、最初は、ストリップ６０が摺動バー６
４に対して係止することとなる。

【００５５】フレーム４２上に配置されたバリスタフィ
ーダ（不図示）は、バリスタ４４のローをストリップ６
０の次のフレーム４２内へ送る。ロー位置決め装置７２
は、バリスタローを互いに緊密にパックし（右から左
へ）、これによってロー内に「ギャップ」はなくなる。
次に、プッシュバー５０がバリスタ４４、ストリップ６
０及び摺動バー６４のローを「単一」ユニットとして増
分距離（即ち、一ロー幅）をフレーム４２内へ押し入れ
る。このようにして、ローデイング処理中、バリスタ４
４のローは、平行保持バー４６、４８、プッシュバー５
０及び摺動バー６４によってその端部で共にユニットと
して保持される。各バリスタ４４のローがフレーム４２
内へ押入れられた後、プッシュバー５０はフレームから
出るように移動し、スペースローダ６２は、挿入された
ばかりのバリスタ４４のローの次の他のストリップ６０
を挿入する。

【００５６】その後、全フレーム４２がバリスタ４４で
満たされるまで、即ち摺動バー６４がストップバー５２
と当接してそれ以上進めなくなるまで、処理が繰り返さ
れる。一旦フレーム４２が充填されると、閉止バー７５
及びリテーナ７４が固定される（図１１）。結果として
得られるアセンブリは、その後バリスタ４４の端末をス
パッタリングするために適切なワークスペースへ搬送さ
れる。

【００５７】一の実施例において、スペーシングストリ
ップ６０は直角形状であり、バリスタ４４の端部−端部
寸法またはバリスタ４４の長さに等しい幅を有する。ス
ペーシングストリップ６０が剛性プラスチックで形成さ
れた時に、良好な結果が得られた。しかしながら、同様
またはそれ以上の剛性をもつ他の物質例えば金属等も、
適切である。他の実施例では、スペーシングストリップ
は省略され、これによって真正のクロースパック構成が
達成される。

【００５８】更に他の実施例では、スペーシングストリ
ップ６０は、バリスタ４４の長さよりも若干小さい幅を
有する。この実施例では、バリスタの端面を超えて伸長
する端末が形成でき、これによっていわゆる「ランド」
が形成される（図１２）。このように、端部はスペーシ
ング物質をわずかに超えて突出させることがオプション
として可能であり、或いはスペーシング物質と面一とす
ることができる。

【００５９】一の好適なスパッタリング処理を以下に述
べる。ローデイングに先立ち、各バリスタが従来のフレ
オンタイプ還元化合物を用いてクリーンされ、８１０℃
で約１時間にわたってエッチングされる。上述したロー
ドされ前コーテイングされた固定具は、スパッタリング
装置のターゲット下方の同じものを通過させることによ
ってスパッタコーテイングされる。オプションとして、
しかし好適には、ニューヨーク州オレンジバーグ所在の
マテリアルズ リサーチ コーポレーションにより製造
されたＳＥＲＩＥＳ ９００ ＳＰＵＴＴＥＲＩＮＧ
ＤＥＶＩＣＥとして知られるようなシステム等のインラ
イン スパッタリングシステムを使用することが可能で
ある。

【００６０】インラインスパッタリングシステムは、異
なる構成のターゲット領域下方で固定具を漸進的に導入
できる点で好適であり、これによって第１スパッタ堆積
物質層は露出面上に直接形成され、その後第２層が形成
される。また、必要に応じてその後に第３層を形成する
こともできる。望ましくは、薄型クロミウム層（０．０
１から０．１μｍ）を接合のために適用することができ
る。その後、薄型層ニッケルまたはニッケルバナジウム
層（０．１から２μｍ）及び最終銀またはすず層（１か
ら１５μｍ）が形成される。ニッケル層により、電気接
続がバリスタの各端末へ半田付けされた時に銀層の浸出
に対してバリヤが形成される。

【００６１】スパッタリング処理を完了するために、ア
センブリは５０×１０^-5ｔｏｒｒ未満の圧力へポンプさ
れた真空ロードロック内に配置され、その後主スパッタ
リング室内へ導入される。

【００６２】スパッタリングは、４．２キロワットのパ
ワーレベル、そしてターゲット領域に対して毎秒約ｍｍ
の走査速度で実施される。スパッタリングは、１０×１
０^-5ｔｏｒｒの圧力でアルゴンガス環境下で行われるこ
とが望ましい。クロミウム基板が高接合層として使用さ
れる場合には、厚さは０．０４から０．０８μｍである
ことが好適である。厚さ０．４から１．０μｍのニッケ
ルコーテイングが最適であることが見いだされた。銀ま
たはパラジウムオーバコーテイングが使用される場合に
は、１ミクロンの厚さのコーテイングで十分であること
が見いだされた。

【００６３】バリスタ４４の第１端のスパッタリングが
行われた後、分離プレート７３がフレーム４２及びリテ
ーナ７４へネジ固定され、アセンブリ全体がフリップオ
ーバされる。トッププレートはその後取り外され、対向
端がスパッタされる。

【００６４】マスク方法が使用されるとき、マスク１７
の表面の前コーテイングはクロミウムターゲット物質を
使用することによって適用することができる。この場
合、コーテイング厚は本質的条件ではないが、初期には
約０．１５μｍの範囲である。前述したごとく、初期ク
ロミウム前スパッタコーテイングは、バリスタ処理中に
オーバスパッタされ、これによって一連のバリスタスパ
ッタリングサイクルに対して使用された後の厚さは著し
く増大する。

【００６５】以上、多層型のバリスタの有効端末を形成
する方法を開示した。これによって、複数のバリスタが
同時且つ効果的に処理される。例示的且つ非制限的に、
４インチ×４インチのマスクが、弾性フレーム内での１
３００個を超える「１２０６スタイル」のバリスタ、プ
ラスチックラインフレーム内の５７００個のバリスタ、
そしてプラスチックスペーサを使用しない場合には７４
００個のバリスタに対して使用できる。

【００６６】上記説明より、当業者であれば、種々の異
なる方法によってバリスタに効果的に端末形成する方法
が開示されたことが理解されよう。各方法は、それぞれ
利点を有し、最後の方法はそれまでの各方法の幾つかの
利点を一の作用で組み合わせるものである。

【００６７】本発明の各方法は、バリスタのみならず、
他の各種電気部品に対してもスパッタにより端末を形成
するために使用可能であることが明かである。最後に、
当業者であれば、本発明の開示内容を理解したなら、上
記各処理の多くの変更を容易に実施可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１ａはマスク内へのバリスタのローデイング
処理の初期段階におけるローデイング機構及びマスクの
一部を示す部分断面図であり、図１ｂは図１ａに示した
装置の一部の拡大断面図である。

【図２】バリスタがマスク部材内の位置内へ挿入された
後に、アセンブリ部品を装荷する位置を示した図１と同
様の断面図である。

【図３】スパッタリング装置内へ導入されるジグまたは
フレーム内に挿入されるマスクの部分断面図である。

【図４】その一部が内部を示すために破断して示され
た、スパッタリング内へ挿入可能状態にある充填された
ジグまたはフレームアセンブリの縮小斜視図である。

【図５】スパッタ端末形成されたバリスタの側面図であ
る。

【図６】本発明の一実施例に係るマスク内に取り付けら
れたバリスタの部分断面図である。

【図７】図６に示した実施例に従って形成された端末形
成されたバリスタを示す図である。

【図８】フレーム内でスペーシングストリップと交互に
非亜地されたバリスタのローの好適な構成を示す部分斜
視図である。スペーシングストリップは、バリスタのロ
ー面をマスクしている。近接バリスタは、そのロー内の
近接バリスタのコラム面をマスクする。

【図９】保持バーの部分拡大断面図である。

【図１０】スパッタリング処理中にその場所でバリスタ
を保持するためのフレームを含むローデイング装置の平
面図である。

【図１１】フレーム、プレート及びリテーナを示した完
全装荷プレート（不図示のプレートの中央部にバリスタ
が存在）の平面図である。

【図１２】スパッタされた端部及び２側型ランドを有す
るスパッタされたバリスタの斜視図である。

【符号の説明】

１１，１２ フレーム部 １３ ベース部 １４ 包囲側壁部 １７ マスク １９ バリスタ ２２ 装荷プレート １８，２３ 孔部 ３３，３４ 金属層

Claims (36)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電圧依存型非線形抵抗を有するバリスタ
   において、 本体と、 本体の離隔領域を除いて本体内部に配置された複数の電
   極と、 離隔領域に配置された複数のスパッタ端末と、 を含むことを特徴とするバリスタ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のバリスタにおいて、ス
   パッタ端末の素材はニッケルを含有することを特徴とす
   るバリスタ。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のバリスタにおいて、ス
   パッタされた端末の素材は、クロム、ニッケル、パラジ
   ウム、銀、すず、バナジウム、及びこれらの組み合わせ
   から成る群から選択されることを特徴とするバリスタ。
4. 【請求項４】 請求項１に記載のバリスタにおいて、更
   に、複数のセラミック層と、該セラミック層近傍に配置
   された電極層と、を含み、各スパッタされた端末は少な
   くとも一の電極層の一端に接続されていることを特徴と
   するバリスタ。
5. 【請求項５】 請求項４に記載のバリスタにおいて、ス
   パッタされた端末の素材は、クロム、ニッケル、パラジ
   ウム、銀、すず、バナジウム、及びこれらの組み合わ
   せ、から成る群から選択されることを特徴とするバリス
   タ。
6. 【請求項６】 請求項１に記載のバリスタにおいて、ス
   パッタされた端末の素材は、厚さ約０．０１ − ０．
   １ミクロンのクロム層、厚さ約０．１−２ミクロンのニ
   ッケルまたはニッケルバナジウム層、厚さ約１−１５ミ
   クロンの銀またはすず層、及びこれらの組み合わせ、か
   ら成る群から選択されることを特徴とするバリスタ。
7. 【請求項７】 電圧依存型非線形抵抗を示し、複数の隔
   離された面を有するセラミック物質と、 対向端部を有する複数の内部電極であって、各電極の一
   端は少なくとも一の隔離面へ伸長している内部電極と、 少なくとも一の隔離面に適用されたスパッタされた端末
   と、 を含むことを特徴とするバリスタ。
8. 【請求項８】 請求項７に記載のバリスタにおいて、ス
   パッタされた端末の素材は、ニッケルバリヤを含むこと
   を特徴とするバリスタ。
9. 【請求項９】 請求項７に記載のバリスタにおいて、ス
   パッタされた端末の素材は、クロム、ニッケル、パラジ
   ウム、銀、すず、バナジウム、およびこれらの組み合わ
   せから成る群から選択されることを特徴とするバリス
   タ。
10. 【請求項１０】 請求項７に記載のバリスタにおいて、
    バリスタはブロック状に形成され、互いに平行で近接し
    た複数のセラミック層及び電極層を含み、隔離面は端面
    を含むことを特徴とするバリスタ。
11. 【請求項１１】 請求項７に記載のバリスタにおいて、
    スパッタされた端末の素材は、クロム、ニッケル、パラ
    ジウム、銀、すず、バナジウム、及びこれらの組み合わ
    せから成る群から選択されることを特徴とするバリス
    タ。
12. 【請求項１２】 請求項７に記載のバリスタにおいて、
    スパッタされた端末の素材は、厚さ約０．０１−０．１
    ミクロンのクロム層、厚さ約０．１−２ミクロンのニッ
    ケルまたはニッケルバナジウム層、厚さ約１−１５ミク
    ロンの銀またはすず層、から成る群から選択されること
    を特徴とするバリスタ。
13. 【請求項１３】 請求項１０に記載のバリスタにおい
    て、スパッタされた端末の少なくとも一は、少なくとも
    一の端面を超えて少なくとも一方向へ突出したランドを
    含むことを特徴とするバリスタ。
14. 【請求項１４】 電圧依存性を示す複数のセラミック層
    と、 セラミック層間に配置された複数の内部電極であって、
    該内部電極は２個の端部を有し、第１内部電極の一端は
    本体の第１外部位置へ向けて伸長し、第１内部電極の対
    向端は本体内に配置され、第２内部電極の一端は第１外
    部位置から離れた第２外部位置へ伸長し、第２内部電極
    の対向端は本体内に存在し、 シャッタ端末は第１及び第２外部位置に配置されている
    ことを特徴とするバリスタ体。
15. 【請求項１５】 請求項１３に記載のバリスタにおい
    て、内部電極及びセラミック物質は、平行で交互の近接
    層を形成することを特徴とするバリスタ。
16. 【請求項１６】 方形または直角形フレームを有する装
    荷装置内の電気部品に対して端末をスパッタ形成する方
    法において、 フレーム内に部品の第１列を装荷するステップと、 部品の第１列近傍に隔離ストリップを装荷するステップ
    と、 隔離ストリップ近傍の第２部品列を装荷するステップ
    と、 部品の露出面上に端末をスパッタ形成するステップと、 を含むことを特徴とする端末スパッタ形成方法。
17. 【請求項１７】 ２個の対向列面と、端末のスパッタ形
    成中にマスクされる２個の対向行面と、そして露出され
    る対向した２個の端面と、を有するブロック状電気部品
    に対して端末をスパッタ形成する方法において、 複数の部品を列で装荷するステップと、 列面近傍に配置された隔離ストリップによって列の列面
    をマスクするステップと、 列内の少なくとも一の部品の行面を該一の部品近傍の部
    品によってマスクするステップと、 端面上に端末を形成するステップと、 を含むことを特徴とする端末スパッタ形成方法。
18. 【請求項１８】 請求項１７に記載の方法において、列
    面は、隔離ストリップ幅よりも長く、これによって列面
    の露出部に沿ってランドを形成可能であることを特徴と
    する端末スパッタ形成方法。
19. 【請求項１９】 ブロック形状で、隔離端面及び該端面
    間に伸長した側面を有する電気部品上に端末をスパッタ
    形成する方法において、 バリスタを緊密包囲するようにジグ内に複数の電気部品
    を装着し、これによって端末のスパッタ形成中に側面上
    のスパッタ物質の形成を回避するステップと、 隔離した端面上に端末をスパッタ形成するステップと、 を含むことを特徴とする端末スパッタ形成方法。
20. 【請求項２０】 スパッタ物質が装着される２個の隔離
    面と、スパッタ物質が形成されない残存面と、を諷する
    バリスタ上に端末をスパッタ形成する方法において、 バリスタの残存面をシールドするステップと、 隔離面の少なくとも一上にスパッタ物質を適用するステ
    ップと、 を含むことを特徴とする端末スパッタ形成方法。
21. 【請求項２１】 請求項２０に記載の方法において、前
    記シールデイングステップは、孔部を有するマスク内に
    バリスタを埋設するステップを含み、マスクは、残存面
    上にスパッタ物質が形成されるのを防止するようにバリ
    スタを密着包囲することを特徴とする端末スパッタ形成
    方法。
22. 【請求項２２】 請求項２１に記載の方法において、各
    バリスタはマスクの上下面をそれぞれわずかに超えて突
    出し、これによって端末ランドが形成されることを特徴
    とする端末スパッタ形成方法。
23. 【請求項２３】 請求項２０に記載の方法において、シ
    ールデイングステップは、残存面上にスパッタ物質が形
    成されるのを防止するためにバリスタを密接包囲するジ
    グ内にバリスタをパッキングするステップを含み、ジグ
    または包囲バリスタはバリスタの残存部をシールドする
    ことを特徴とする端末スパッタ形成方法。
24. 【請求項２４】 スパッタ処理中に多数の電気部品を所
    定位置に保持する装置において、 ２個の平行保持バー、可動バー及びストップバーを含
    み、各部品を所望位置に保持するフレームを含み、 ストップバーは、２個の対向端を含み、ストップバーの
    各端部は各保持バーの一端に接続され、ストップバー及
    び保持バーはフレームの３側型固定部を形成し、可動バ
    ーは電気部品装荷中に移動する４側部を形成することを
    特徴とする電気部品保持装置。
25. 【請求項２５】 請求項２４に記載の装置において、更
    に、部品をフレーム内へ押し入れるプッシュバーを含む
    ことを特徴とする電気部品保持装置。
26. 【請求項２６】 請求項２４に記載の装置において、更
    に、可動バー近傍の部品列を位置決めすると共に近接部
    品間にギャップが生じないように該列全体をパックする
    列位置決め装置を含むことを特徴とする電気部品保持装
    置。
27. 【請求項２７】 請求項２４に記載の装置において、可
    動バーは、各部品列が可動バー近傍に位置決めされた
    後、フレームの３側部内へ増分的に移動することを特徴
    とする電気部品保持装置。
28. 【請求項２８】 請求項２４に記載の装置において、部
    品の近接列間に隔離ストリップを装荷するための隔離ロ
    ーダを含むことを特徴とする電気部品保持装置。
29. 【請求項２９】 請求項２４に記載の装置において、保
    持面を形成すると共に、ローダの搬送中に部品を所定位
    置に保持する底部プレートを含むことを特徴とする電気
    部品保持装置。
30. 【請求項３０】 請求項２４に記載の装置において、２
    端を有する閉止バーを含み、該閉止バーは、各部品装荷
    後に、各保持バーの一端に固定されることを特徴とする
    電気部品保持装置。
31. 【請求項３１】 ２個の保持バー、可動バー、及びスト
    ップバーを有するフレームを含み、 各保持バーは互いに平行であり、 可動バーとストップバーとは互いに平行であり、 各保持バーの一端がストップバーに接続され、これによ
    ってフレームの３側型固定部が形成され、 可動バーは、プレートが完全に装荷された時にストップ
    バーに対して係止する第４可動側部を形成する、 装置内に電気部品を装荷する方法において、 フレームの３側型部の前方に、隔離ストリップを可動バ
    ーに対して平行となるよう挿入するステップと、 部品の列をストリップの隣のフレーム内へ供給するステ
    ップと、 ストリップ、部品列、及び可動バーを一緒にフレーム内
    へ押し入れるステップと、 を含むことを特徴とする電気部品装荷方法。
32. 【請求項３２】 請求項３１に記載の方法において、更
    に、 プッシュバー、平行保持バー及び可動バーを用いて、各
    部品の列全体を保持するステップを含むことを特徴とす
    る電気部品装荷方法。
33. 【請求項３３】 請求項３１に記載の方法において、更
    に、 ストリップ、部品列、及び可動バーを一緒にフレーム内
    へ押し入れた後、部品列に隣接した他のストリップを挿
    入するステップを含むことを特徴とする電気部品装荷方
    法。
34. 【請求項３４】 請求項３１に記載の方法において、更
    に、 部品列をストリップに隣接したフレーム内へ供給する前
    に、各部品列全体を緊密パックするステップを含むこと
    を特徴とする電気部品装荷方法。
35. 【請求項３５】 請求項３２に記載の方法において、更
    に、 プッシュバーを往復移動させ、各部品を受け入れると共
    にフレーム内へ押し入れるステップを含むことを特徴と
    する電気部品装荷方法。
36. 【請求項３６】 請求項３１に記載の方法において、更
    に、 少なくとも一の部品列でフレームを充填し、これによっ
    て摺動バーがストップバーと当接してそれ以上進まない
    ようにするステップを含むことを特徴とする電気部品装
    荷方法。