JPH07192905A - Composite functional element - Google Patents

Composite functional element

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Publication number
JPH07192905A
JPH07192905A JP5331663A JP33166393A JPH07192905A JP H07192905 A JPH07192905 A JP H07192905A JP 5331663 A JP5331663 A JP 5331663A JP 33166393 A JP33166393 A JP 33166393A JP H07192905 A JPH07192905 A JP H07192905A
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JP
Japan
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varistor
printed
sheet
ferrite
semiconductor
Prior art date
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Pending
Application number
JP5331663A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuyoshi Nakamura
和敬 中村
Tomoaki Ushiro
外茂昭 後
Hiroshi Morii
博史 森井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
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Publication of JPH07192905A publication Critical patent/JPH07192905A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Soft Magnetic Materials (AREA)
  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)

Abstract

PURPOSE:To inhibit the mutual diffusion of a composition having an adverse effect on each electrical characteristic by forming the single body of Pt, Pd or Ag on the semiconductor porcelain side in the vicinity of the jointing section of a magnetic substance ceramic and a semiconductor ceramic or one layer or more of the alloy metallic layers of Pt, Pd or Ag such as an Ag-Pd alloy. CONSTITUTION:A metallic pattern 2a consisting of conductive paste is printed on a varistor sheet 1b, and a metallic pattern 2b is printed similarly on a varistor sheet 1c and a metallic pattern 2c on a varistor sheet 1d. A metallic pattern 2d composed of conductive paste is printed on a ferrite sheet 3b. These printed varistor sheets 1a, 1b, 1c, 1d and ferrite sheets 3a, 3b are laid over and contact- bonded. Accordingly, no layer peeling due to the difference of shrinkage factors and delamination is generated. The mutual diffusions of compositions having an adverse effect on each electrical characteristic can be inhibited.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明はバリスタ特性とコンデ
ンサ特性ならびに磁性特性を兼ね備えた複合機能素子に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multi-functional device having both varistor characteristics, capacitor characteristics and magnetic characteristics.

【0002】[0002]

【従来の技術】ICなどの半導体デバイスは、静電気等
のトランジェントノイズにより、破壊されたり、誤動作
を起こすことがある。これらのノイズの防御方法はセッ
トや基板のグランドの設定、または基板内素子配列やバ
リスタやLCフィルターのようなノイズ吸収素子を用い
ている。
2. Description of the Related Art A semiconductor device such as an IC may be destroyed or malfunction due to transient noise such as static electricity. As a method of preventing these noises, a set or a ground of the board is set, or an element array in the board or a noise absorbing element such as a varistor or an LC filter is used.

【0003】この中で、バリスタ等素子を用いる方法は
比較的に簡単であり、ノイズ対策としてよく行われる方
法である。これらノイズからの保護を目的とした場合、
バリスタ電圧はできるだけ回路電圧に近づける必要があ
り、低電圧化が望まれている。また、装置の小型化等に
より素子サイズが小さく、表面実装ができるチップ型の
部品が望まれている。
Of these, the method of using an element such as a varistor is relatively simple and is often performed as a measure against noise. For the purpose of protection from these noises,
The varistor voltage needs to be as close to the circuit voltage as possible, and it is desired to reduce the voltage. Further, a chip-type component having a small element size and capable of surface mounting is desired due to miniaturization of the device.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】これらのことに対処し
た電子部品が特公昭58−23921号公報に記載され
ている。しかし、特公昭58−23921号公報に記載
された電子部品は制限電圧が、従来のバリスタと変わら
ず、回路保護にはさらなる電圧抑制能力が要求される。
An electronic component which addresses these problems is disclosed in Japanese Patent Publication No. 58-23921. However, the electronic component described in Japanese Patent Publication No. 58-23921 has the same limiting voltage as that of the conventional varistor, and further voltage suppression capability is required for circuit protection.

【0005】また、各種装置からノイズが発生しないよ
うに、あるいは各種装置にノイズが侵入しないように、
各機器の入出力部にフェライトチップやコンデンサを取
り付け、電磁ノイズ対策を施しているが、これらの部品
を付加することは、多くの部品を必要とするため、基板
面積を大きくし、工程の複雑化を招き、コストアップに
つながるという問題がある。
Also, in order not to generate noise from various devices or to prevent noise from entering various devices,
Ferrite chips and capacitors are attached to the input / output parts of each device to prevent electromagnetic noise, but adding these parts requires many parts, increasing the board area and complicating the process. However, there is a problem in that it leads to cost increase.

【0006】そこで、バリスタ特性を有する半導体磁器
と磁性体磁器を接合して一体化することにより、上記し
た問題を解消した複合機能素子を提供することができ
る。しかしながら、この複合機能素子は一体焼結したと
き、それぞれの材料の相互拡散によりそれぞれの特性が
劣化するという問題がある。
Therefore, a semiconductor device having a varistor characteristic and a magnetic substance porcelain are joined and integrated to provide a multi-functional device which solves the above-mentioned problems. However, when this multi-functional element is integrally sintered, there is a problem that the respective characteristics are deteriorated due to the mutual diffusion of the respective materials.

【0007】この発明の目的は、半導体磁器と磁性体磁
器を接合することにより起こる、各材料の相互拡散を抑
制し、それぞれの電気特性を損なうことなく、フェライ
トチップとコンデンサを兼ねて一体化した、電磁ノイズ
対策用部品となる複合機能素子を提供することにある。
The object of the present invention is to suppress the mutual diffusion of each material caused by joining a semiconductor porcelain and a magnetic porcelain, and to integrate them as a ferrite chip and a capacitor without impairing their electrical characteristics. , To provide a multi-functional element as a component for electromagnetic noise suppression.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
バリスタ特性を有する半導体磁器と、磁性材料からなる
磁性体磁器を接合し、一体焼結して得られる複合機能素
子において、前記半導体磁器部と前記磁性体磁器部の接
合部付近で前記半導体磁器部側に金属層を1層以上設け
た複合機能素子である。
The invention according to claim 1 is
In a multifunctional device obtained by joining a semiconductor ceramic having varistor characteristics and a magnetic ceramic made of a magnetic material and integrally sintering the semiconductor ceramic portion, the semiconductor ceramic portion near the junction between the semiconductor ceramic portion and the magnetic ceramic portion. This is a multi-functional device having one or more metal layers on its side.

【0009】請求項2に係る発明は、金属層はPt、P
d、Agの単体かあるいはPt、Pd、Agの合金であ
る。
In the invention according to claim 2, the metal layer is Pt, P
It is a simple substance of d or Ag or an alloy of Pt, Pd, and Ag.

【0010】[0010]

【作用】磁性体磁器と半導体磁器の接合部付近の半導体
磁器側にPt、Pd、Agの単体あるいはAg−Pd合
金のようなPt、Pd、Agの合金金属層を1層以上設
けたことにより、それぞれの電気特性に悪影響を及ぼす
組成の相互拡散を抑制することができる。また、金属層
により、異なる材料の接合部に生じる応力を低減させる
ことができ、層はがれを抑制できる。
By providing one or more layers of Pt, Pd, Ag alloy metal layers such as Pt, Pd, Ag alone or Ag-Pd alloy on the semiconductor ceramic side near the junction between the magnetic ceramics and the semiconductor ceramics. It is possible to suppress the mutual diffusion of the composition, which adversely affects the respective electric characteristics. In addition, the metal layer can reduce stress generated in a joint portion of different materials, and can suppress layer peeling.

【0011】[0011]

【実施例】【Example】

[バリスタ材料の作成]原料として、純度99%以上の
ZnO,Bi23,CoCO3,MnO2およびSb25
を、それぞれ、98モル%、0.5モル%、0.5モル
%、0.5モル%、0.5モル%の割合いで秤量し、純
水を加えボールミルにより24時間混合して混合物スラ
リーを得た。次に得られたスラリーを濾過乾燥し、造粒
した後800℃の温度で2時間仮焼した。
[Preparation of Varistor Material] As raw materials, ZnO, Bi 2 O 3 , CoCO 3 , MnO 2 and Sb 2 O 5 having a purity of 99% or more are used.
Were weighed in proportions of 98 mol%, 0.5 mol%, 0.5 mol%, 0.5 mol% and 0.5 mol% respectively, and pure water was added thereto and mixed by a ball mill for 24 hours to obtain a mixture slurry. Got Next, the obtained slurry was filtered, dried, granulated, and then calcined at a temperature of 800 ° C. for 2 hours.

【0012】さらに、この仮焼物を粗粉砕した後、純水
を加え、ボールミルで微粉砕した。このスラリーを濾過
乾燥した後、有機バインダーと共に溶媒中に分散してス
ラリーを得た。得られたスラリーからドクターブレード
法により50μmの厚みのシートを作成した。このシー
トを打ち抜き、複数枚のグリーンシートを得た。
Further, the calcined product was coarsely crushed, pure water was added, and finely crushed with a ball mill. After filtering and drying this slurry, it was dispersed in a solvent together with an organic binder to obtain a slurry. A sheet having a thickness of 50 μm was prepared from the obtained slurry by the doctor blade method. This sheet was punched out to obtain a plurality of green sheets.

【0013】[フェライト材料の作成]原料として、純
度99%以上のFe23、NiO、ZnOをそれぞれ4
7モル%、30モル%、23モル%の割合で秤量し、純
水を加えボールミルにより24時間混合して混合物スラ
リーを得た。次に得られたスラリーを濾過乾燥し、造粒
した後1100℃の温度で2時間仮焼した。
[Preparation of Ferrite Material] Fe 2 O 3 , NiO, and ZnO each having a purity of 99% or more are used as raw materials.
7 mol%, 30 mol% and 23 mol% were weighed, pure water was added and mixed by a ball mill for 24 hours to obtain a mixture slurry. The resulting slurry was filtered, dried, granulated, and then calcined at a temperature of 1100 ° C. for 2 hours.

【0014】さらに、この仮焼物を粗粉砕した後、Bi
23を1.0wt%添加し純水を加えボールミルで24
時間混合粉砕した。このスラリーを濾過乾燥した後、有
機バインダーと共に溶媒中に分散してスラリーを得た。
得られたスラリーからドクターブレード法により50μ
mの厚みのシートを作成した。このシートを打ち抜き、
複数枚のグリーンシートを得た。
Further, after roughly calcining the calcined product, Bi
Add 2 wt% of O 3 and add pure water and add 24 with a ball mill.
Mixed and crushed for hours. After filtering and drying this slurry, it was dispersed in a solvent together with an organic binder to obtain a slurry.
50μ from the obtained slurry by the doctor blade method
A sheet having a thickness of m was prepared. Punch this sheet,
Multiple green sheets were obtained.

【0015】[内部電極印刷・積層・焼成]図1に示す
ように、上記した工程で得られたバリスタシート1a、
1b、1c、1dを準備するとともに、フェライトシー
ト3a、3bを準備した。そしてバリスタシート1bに
は導電性ペーストによる金属パターン2aを印刷し、バ
リスタシート1cには同様に金属パターン2bを、バリ
スタシート1dには同様に金属パターン2cを印刷し
た。
[Printing / Laminating / Firing Internal Electrodes] As shown in FIG. 1, the varistor sheet 1a obtained in the above steps,
1b, 1c, and 1d were prepared, and the ferrite sheets 3a and 3b were prepared. Then, the varistor sheet 1b was printed with a metal pattern 2a made of a conductive paste, the varistor sheet 1c was similarly printed with the metal pattern 2b, and the varistor sheet 1d was similarly printed with the metal pattern 2c.

【0016】またフェライトシート3bには導電性ペー
ストによる金属パターン2dを印刷した。なお、導電性
ペーストには銀とパラジウムが7:3割合からなるもの
を用いた。また、バリスタシート1a、フェライトシー
ト3aは金属パターンを形成していないダミーシートで
ある。導電性ペーストの印刷は、スクリーン印刷法によ
り印刷した。
A metal pattern 2d made of a conductive paste was printed on the ferrite sheet 3b. The conductive paste used was silver and palladium in a ratio of 7: 3. The varistor sheet 1a and the ferrite sheet 3a are dummy sheets on which no metal pattern is formed. The conductive paste was printed by a screen printing method.

【0017】さらに、これらの印刷されたバリスタシー
ト1a、1b、1c、1dとフェライトシート3a、3
bを図1に示すような順序で重ね、2t/cm2の圧力にて
圧着した。こうしてできた圧着体を所定の大きさにカッ
トし、950℃で2時間焼成し複合機能素体を得た。図
2は複合機能素体4の積層断面図である。
Further, these printed varistor sheets 1a, 1b, 1c, 1d and ferrite sheets 3a, 3 are used.
b were stacked in the order shown in FIG. 1 and pressure-bonded at a pressure of 2 t / cm 2 . The pressure-bonded body thus formed was cut into a predetermined size and fired at 950 ° C. for 2 hours to obtain a composite functional element body. FIG. 2 is a laminated sectional view of the composite functional element body 4.

【0018】さらに得られた素体4に図3に示すよう
に、銀ペーストを塗布し、800℃で10分間熱処理し
て、外部電極5およびアース電極6を形成した。金属パ
ターン2cはAg−Pdペースト以外に表1に示すよう
にAg、Pt等を用いたものも作成し、下記の特性試験
の試料とした。また、図4に示すように金属層を2層配
置したものも測定試料として用意した。以上の方法によ
って得られた素子の外観は、収縮率の差による層はがれ
やデラミネーションはみられなかった。
Further, as shown in FIG. 3, a silver paste was applied to the obtained element body 4 and heat-treated at 800 ° C. for 10 minutes to form an external electrode 5 and an earth electrode 6. As the metal pattern 2c, other than Ag-Pd paste, those using Ag, Pt, etc. as shown in Table 1 were also prepared and used as samples for the following characteristic test. Further, a sample having two metal layers arranged as shown in FIG. 4 was also prepared as a measurement sample. In the appearance of the device obtained by the above method, no layer peeling or delamination due to the difference in shrinkage was observed.

【0019】[0019]

【表1】 [Table 1]

【0020】こうして得られた試料に付いて、バリスタ
電圧、非直線係数、静電容量、誘電損失、インダクタン
ス、インピーダンスを評価した。その試験方法を下記に
説明する。バリスタ電圧は直流電流1mAに対して得られ
る電圧を測定した。非直線係数(α)は直流電流1mAに
対して得られる電圧(V1mA)と直流電流10mAに対し
て得られる電圧(V10mA)から次式により得た。α=1
/log(V10mA/V1mA)の式から計算で得た。
The samples thus obtained were evaluated for varistor voltage, nonlinear coefficient, capacitance, dielectric loss, inductance and impedance. The test method will be described below. As the varistor voltage, the voltage obtained for a direct current of 1 mA was measured. The non-linear coefficient (α) was obtained from the following formula from the voltage (V 1mA ) obtained for a direct current of 1 mA and the voltage (V 10 mA ) obtained for a direct current of 10 mA. α = 1
/ Log ( V10mA / V1mA ).

【0021】次に、15Vの直流電圧を2分間印加して
25℃での絶縁抵抗を測定し、静電容量および誘電損失
を自動ブリッジ式測定器を用いて周波数1MHz、1Vrm
s、25℃にて測定した。インダクタンスは周波数1MH
z、1Vrms、25℃にて測定した。インピーダンスは周
波数100Mhzの抵抗値である。これらの特性結果を表
2に記す。
Next, a DC voltage of 15 V was applied for 2 minutes to measure the insulation resistance at 25 ° C., and the capacitance and dielectric loss were measured at a frequency of 1 MHz and 1 Vrm using an automatic bridge type measuring instrument.
s, measured at 25 ° C. Inductance is frequency 1MH
It was measured at z, 1 Vrms, and 25 ° C. Impedance is a resistance value at a frequency of 100 Mhz. The results of these characteristics are shown in Table 2.

【0022】[0022]

【表2】 [Table 2]

【0023】以上のようにバリスタ特性を有する半導体
磁器と磁性体磁器の接合部付近の半導体磁器側に金属層
を形成したことにより、誘電損失が減少し、インダクタ
ンスが上昇した。特性の向上原因は、双方の元素の拡
散、特にフェライトからのNiやFe元素の拡散が金属
層により抑制されたことによるものである。金属層はA
g、Pt、Pd単体か、Ag−Pdのような合金でもよ
い。
As described above, by forming the metal layer on the semiconductor porcelain side near the junction between the semiconductor porcelain having the varistor characteristics and the magnetic porcelain, the dielectric loss is reduced and the inductance is increased. The reason for the improvement in the characteristics is that the diffusion of both elements, particularly the diffusion of Ni or Fe elements from ferrite was suppressed by the metal layer. The metal layer is A
It may be a single substance of g, Pt, Pd, or an alloy such as Ag-Pd.

【0024】[0024]

【発明の効果】この発明により、バリスタ特性を有する
半導体磁器とフェライトからなる磁性体磁器を複合させ
ても、金属層によりそれぞれの組成物の相互拡散が抑え
られ、それぞれが有する電気特性を損なうこと無く複合
機能を有する素子ができる。また、このような金属層は
それぞれの組成物の焼結時の応力を緩和する効果も有
し、層はがれやデラミネーションを防止できる。
According to the present invention, even when a semiconductor porcelain having varistor characteristics and a magnetic porcelain made of ferrite are compounded, mutual diffusion of each composition is suppressed by the metal layer, and the electrical characteristics of each composition are impaired. It is possible to form an element having a composite function. Further, such a metal layer also has an effect of relieving stress during sintering of each composition, and can prevent layer peeling and delamination.

【0025】また、バリスタ特性を有する半導体磁器と
フェライトからなる磁性体磁器を複合させることによ
り、トランジェントノイズ等の保護をふくめ電磁ノイズ
対策用の小型な素子が得られる。さらに、一体焼結化す
ることにより、工程の簡素化が図れ、より小型で安価な
素子が得られる。
By combining a semiconductor porcelain having varistor characteristics with a magnetic porcelain made of ferrite, a small element for protection against electromagnetic noise including transient noise can be obtained. Furthermore, by integrally sintering, the process can be simplified, and a smaller and cheaper element can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の複合機能素子の分解斜視図である。FIG. 1 is an exploded perspective view of a composite function element of the present invention.

【図2】この発明の複合機能素子の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a multifunctional device according to the present invention.

【図3】この発明の複合機能素体の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of a composite functional element body of the present invention.

【図4】この発明の複合機能素子の他の例の分解斜視図
である。
FIG. 4 is an exploded perspective view of another example of the composite function element of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a、1b、1c、1d バリスタシート 2a、2b、2c、2d 金属パターン 3a、3b フェライトシート 4 複合機能素体 5 外部電極 6 アース電極 1a, 1b, 1c, 1d Varistor sheet 2a, 2b, 2c, 2d Metal pattern 3a, 3b Ferrite sheet 4 Complex functional element 5 External electrode 6 Earth electrode

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 バリスタ特性を有する半導体磁器と、磁
性材料からなる磁性体磁器を接合し、一体焼結して得ら
れる複合機能素子において、前記半導体磁器部と前記磁
性体磁器部の接合部付近で前記半導体磁器部側に金属層
を1層以上設けたことを特徴とする複合機能素子。
1. A composite function element obtained by joining a semiconductor porcelain having varistor characteristics and a magnetic porcelain made of a magnetic material and integrally sintering the porcelain, and in the vicinity of a joint between the semiconductor porcelain and the magnetic porcelain. 2. A multi-function device characterized in that one or more metal layers are provided on the semiconductor porcelain side.
【請求項2】 前記金属層はPt、Pd、Agの単体か
あるいはPt、Pd、Agの合金であることを特徴とす
る請求項1記載の複合機能素子。
2. The multi-function device according to claim 1, wherein the metal layer is Pt, Pd, or Ag alone or an alloy of Pt, Pd, and Ag.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005203723A (en) * 2003-10-24 2005-07-28 Kyocera Corp Glass ceramic substrate and method for manufacturing the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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