JPH09148109A - 複合機能電子部品 - Google Patents
複合機能電子部品Info
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- JPH09148109A JPH09148109A JP7302583A JP30258395A JPH09148109A JP H09148109 A JPH09148109 A JP H09148109A JP 7302583 A JP7302583 A JP 7302583A JP 30258395 A JP30258395 A JP 30258395A JP H09148109 A JPH09148109 A JP H09148109A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は一つの素子でバリスタ、湿度センサ
の二つの機能を同時に有する素子またはコンデンサ、バ
リスタ、湿度センサの三つの機能を同時に有する複合機
能電子部品を得ることを目的とするものである。 【解決手段】 バリスタ特性またはバリスタ特性とコン
デンサ特性を有するセラミック層１と内部電極２よりな
る素子の表面付近をポーラスな構造にすることにより周
辺環境、特に湿度によって素子の静電容量、ｔａｎδ、
微小電流領域でのバリスタ電圧といった電気的特性を変
化させることができ、これにより湿度の検知特に湿度変
化に敏感に反応して湿度の変化を知ることができる。
の二つの機能を同時に有する素子またはコンデンサ、バ
リスタ、湿度センサの三つの機能を同時に有する複合機
能電子部品を得ることを目的とするものである。 【解決手段】 バリスタ特性またはバリスタ特性とコン
デンサ特性を有するセラミック層１と内部電極２よりな
る素子の表面付近をポーラスな構造にすることにより周
辺環境、特に湿度によって素子の静電容量、ｔａｎδ、
微小電流領域でのバリスタ電圧といった電気的特性を変
化させることができ、これにより湿度の検知特に湿度変
化に敏感に反応して湿度の変化を知ることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電子機器や電気機器
で使用される複合機能電子部品に関するものである。
で使用される複合機能電子部品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年電子機器や電気機器は小型化、多機
能化を実現するためにＩＣ，ＬＳＩなどの半導体素子が
広く用いられ、それに伴って電子機器や電気機器に使用
される一般電子部品には小型化、複合機能化、面実装対
応が求められている。
能化を実現するためにＩＣ，ＬＳＩなどの半導体素子が
広く用いられ、それに伴って電子機器や電気機器に使用
される一般電子部品には小型化、複合機能化、面実装対
応が求められている。
【０００３】これらの要望に応えるために、従来の電子
部品の構成からケースや樹脂塗装をなくして裸の素子の
みにして小型化を図る方法と、積層化することにより小
型化を図る方法または一つの素子に複数の機能を持たせ
ることにより従来複数の素子で構成していたものを一つ
の素子で構成し小型化することが検討されているが、構
成が複雑になったり信頼性が悪くなったりするため特に
一つの素子に複数の機能を持たせることは極めて困難で
あるとされている。
部品の構成からケースや樹脂塗装をなくして裸の素子の
みにして小型化を図る方法と、積層化することにより小
型化を図る方法または一つの素子に複数の機能を持たせ
ることにより従来複数の素子で構成していたものを一つ
の素子で構成し小型化することが検討されているが、構
成が複雑になったり信頼性が悪くなったりするため特に
一つの素子に複数の機能を持たせることは極めて困難で
あるとされている。
【０００４】近年バリスタ特性とコンデンサ特性の両方
の機能を一つの素子に持たせた素子が開発され電子機器
の小型化に寄与しているが、さらに多くの機能を合わせ
持ち電子機器の小型化、高機能化に有効な電子部品の開
発が求められている。
の機能を一つの素子に持たせた素子が開発され電子機器
の小型化に寄与しているが、さらに多くの機能を合わせ
持ち電子機器の小型化、高機能化に有効な電子部品の開
発が求められている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来、複数の機能を得
るためには機能の異なった複数種類の素子を必要とする
ため構成が複雑になったり処理回路が必要になったりし
て複雑かつ大型化するという問題点を有していた。
るためには機能の異なった複数種類の素子を必要とする
ため構成が複雑になったり処理回路が必要になったりし
て複雑かつ大型化するという問題点を有していた。
【０００６】本発明は前記従来の問題点を解決するもの
で、一つの素子で複数種類の機能を同時に持たせ、機器
の構成を簡略化し小型化が可能な優れた複合機能電子部
品を得ることを目的とするものである。
で、一つの素子で複数種類の機能を同時に持たせ、機器
の構成を簡略化し小型化が可能な優れた複合機能電子部
品を得ることを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の複合機能電子部品は、バリスタ特性を有する
セラミック磁器素子に湿度感知機能を持たせたものであ
る。
に本発明の複合機能電子部品は、バリスタ特性を有する
セラミック磁器素子に湿度感知機能を持たせたものであ
る。
【０００８】この構成により小型で優れた複合機能電子
部品が得られることになる。
部品が得られることになる。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、バリスタ特性を有するセラミック磁器素子に湿度感
知機能を持たせたものであり、構成を簡単にして小型化
が図れる作用を得んとするものである。
は、バリスタ特性を有するセラミック磁器素子に湿度感
知機能を持たせたものであり、構成を簡単にして小型化
が図れる作用を得んとするものである。
【００１０】請求項５に記載の発明は、バリスタ特性と
コンデンサ特性を有するセラミック磁器素子に湿度感知
機能を持たせたものであり、構成が簡単で小型化が図れ
るものとなる。
コンデンサ特性を有するセラミック磁器素子に湿度感知
機能を持たせたものであり、構成が簡単で小型化が図れ
るものとなる。
【００１１】以下、本発明の複合機能電子部品の実施の
形態の基本について説明する。半導体セラミックスから
なる電子部品は一般に素子の持つ固有の抵抗が低くポー
ラスであるため周辺環境の影響を受け易く比較的不安定
であるため一般的には半導体セラミックスの外周部分に
固有の抵抗が高くかつ緻密な物質の被膜を形成して周辺
環境の影響を受け難くしている。
形態の基本について説明する。半導体セラミックスから
なる電子部品は一般に素子の持つ固有の抵抗が低くポー
ラスであるため周辺環境の影響を受け易く比較的不安定
であるため一般的には半導体セラミックスの外周部分に
固有の抵抗が高くかつ緻密な物質の被膜を形成して周辺
環境の影響を受け難くしている。
【００１２】本発明はこのような周辺環境から受ける影
響を逆に利用して周辺環境の変化を検出しようとするも
のである。
響を逆に利用して周辺環境の変化を検出しようとするも
のである。
【００１３】本発明によれば、バリスタ特性またはバリ
スタ特性とコンデンサ特性を有するセラミック磁器素子
の素子表面付近をポーラスな構造にすることにより周辺
環境、特に湿度によって素子の電気的特性を変化させる
ことができる。
スタ特性とコンデンサ特性を有するセラミック磁器素子
の素子表面付近をポーラスな構造にすることにより周辺
環境、特に湿度によって素子の電気的特性を変化させる
ことができる。
【００１４】湿度による影響は素子の表面付近に限定さ
れる場合が多いため、局部的な変化で特性が変化する電
気特性により評価する必要がある。本発明者等はこのよ
うな目的には微小電流で短時間に測定でき、測定中に特
性が変化しない電気特性が適していることを突き止め
た。具体的には、静電容量、ｔａｎδ、微小電流領域で
のバリスタ電圧などが最適であった。また湿度による影
響をより敏感に検知するためには、素子の気孔率が大き
く関係し気孔率は大きい方が感度が良くなる。
れる場合が多いため、局部的な変化で特性が変化する電
気特性により評価する必要がある。本発明者等はこのよ
うな目的には微小電流で短時間に測定でき、測定中に特
性が変化しない電気特性が適していることを突き止め
た。具体的には、静電容量、ｔａｎδ、微小電流領域で
のバリスタ電圧などが最適であった。また湿度による影
響をより敏感に検知するためには、素子の気孔率が大き
く関係し気孔率は大きい方が感度が良くなる。
【００１５】このようにして本発明による素子は、通常
バリスタ電圧以下の駆動回路電圧では湿度センサまたは
コンデンサ及び湿度センサとして働き、バリスタ電圧以
上の高電圧が印加された場合にはバリスタとして働き、
湿度センサ、バリスタの二つの機能を同時に有したり、
またコンデンサ、湿度センサ、バリスタの三つの機能を
同時に有することができる。
バリスタ電圧以下の駆動回路電圧では湿度センサまたは
コンデンサ及び湿度センサとして働き、バリスタ電圧以
上の高電圧が印加された場合にはバリスタとして働き、
湿度センサ、バリスタの二つの機能を同時に有したり、
またコンデンサ、湿度センサ、バリスタの三つの機能を
同時に有することができる。
【００１６】特に、湿度センサとしては前記静電容量、
ｔａｎδ、微小電流領域でのバリスタ電圧の変化が周辺
環境の湿度変化と優れた相関性を示し、これらの特性の
変化により湿度の変化を検知することができる。またこ
の種の湿度センサは定状状態の湿度の検知よりも動的な
湿度変化の検知に優れ、応答性が極めて良好である。
ｔａｎδ、微小電流領域でのバリスタ電圧の変化が周辺
環境の湿度変化と優れた相関性を示し、これらの特性の
変化により湿度の変化を検知することができる。またこ
の種の湿度センサは定状状態の湿度の検知よりも動的な
湿度変化の検知に優れ、応答性が極めて良好である。
【００１７】以下、具体的な実施の形態について説明す
る。 （実施の形態１）まず、ＺｎＯ（９６．０モル％），Ｂ
ｉ2Ｏ3（０．５モル％），Ｓｂ2Ｏ3（０．５モル％），
Ｃｏ2Ｏ3（１．０モル％）及びＭｎＣＯ3（０．５モル
％）を秤量し、ボールミルなどにより２０ｈ混合、粉砕
し平均粒径が１．０μｍ以下になるようにする。こうし
て得られた粉末にブチラール系樹脂などの有機バインダ
ーと有機溶剤を混合してスラリー状とし、ドクター・ブ
レード法などのシート成形法により厚さ１０μｍ程度の
グリーンシートを得、所定の大きさに切断する。
る。 （実施の形態１）まず、ＺｎＯ（９６．０モル％），Ｂ
ｉ2Ｏ3（０．５モル％），Ｓｂ2Ｏ3（０．５モル％），
Ｃｏ2Ｏ3（１．０モル％）及びＭｎＣＯ3（０．５モル
％）を秤量し、ボールミルなどにより２０ｈ混合、粉砕
し平均粒径が１．０μｍ以下になるようにする。こうし
て得られた粉末にブチラール系樹脂などの有機バインダ
ーと有機溶剤を混合してスラリー状とし、ドクター・ブ
レード法などのシート成形法により厚さ１０μｍ程度の
グリーンシートを得、所定の大きさに切断する。
【００１８】次に、前記グリーンシートを所定の枚数積
層して最下層の無効層を形成し、その上にＰｔなどから
なる内部電極をスクリーン印刷などにより形成し、前記
グリーンシートと内部電極を交互に所定枚数積層する。
その際、内部電極は交互に対向して相異なる端縁に至る
ように印刷する。そして、最後に前記グリーンシートを
所定枚数積層して最上層の無効層を形成し、加熱しなが
ら加圧、圧着し、所定の形状に切断する。次に空気中で
６００℃で２ｈ脱脂仮焼し、空気中で１０５０℃で３時
間焼成する。
層して最下層の無効層を形成し、その上にＰｔなどから
なる内部電極をスクリーン印刷などにより形成し、前記
グリーンシートと内部電極を交互に所定枚数積層する。
その際、内部電極は交互に対向して相異なる端縁に至る
ように印刷する。そして、最後に前記グリーンシートを
所定枚数積層して最上層の無効層を形成し、加熱しなが
ら加圧、圧着し、所定の形状に切断する。次に空気中で
６００℃で２ｈ脱脂仮焼し、空気中で１０５０℃で３時
間焼成する。
【００１９】その後、前記内部電極を交互に異なる端縁
まで設けた両端面にＡｇ−Ｐｄなどからなる外部電極ペ
ーストを塗布し、空気中で７００℃で１０分焼成する。
まで設けた両端面にＡｇ−Ｐｄなどからなる外部電極ペ
ーストを塗布し、空気中で７００℃で１０分焼成する。
【００２０】このようにして得られた積層セラミック電
子部品の内部構造は表面付近が内部に比べてポーラスで
あった。また得られた初期特性および湿度変化の測定結
果を（表１）の試料番号１〜５に示す。また図１は本実
施の形態１の積層セラミック電子部品の構成を示す断面
図である。図１において、１はセラミック層、２は内部
電極、３は外部電極である。
子部品の内部構造は表面付近が内部に比べてポーラスで
あった。また得られた初期特性および湿度変化の測定結
果を（表１）の試料番号１〜５に示す。また図１は本実
施の形態１の積層セラミック電子部品の構成を示す断面
図である。図１において、１はセラミック層、２は内部
電極、３は外部電極である。
【００２１】
【表１】
【００２２】（実施の形態２）まず、ＳｒＴｉＯ3（９
２．０モル％），ＣａＣＯ3（５モル％），Ｎｂ2Ｏ
3（０．５モル％），Ａｌ2Ｏ3（０．５モル％），Ｍｎ
ＣＯ3（０．５モル％），Ｃｒ2Ｏ3（０．５モル％），
ＳｉＯ2（１．０モル％）からなる成分を秤量しボール
ミルなどにより２０ｈ混合、粉砕し、乾燥した後空気中
で９００℃で２時間仮焼し、再びボールミルなどにより
４０時間粉砕、乾燥した後、例えばＰＶＡなどからなる
有機バインダーを１０ｗｔ％添加し造粒した後、外径１
０φ、厚み０．５ｔの円板状に成形する。次に空気中で
６００℃で２時間脱脂仮焼し、Ｎ2：Ｈ2＝１０：１から
なる雰囲気中で１１５０℃で２０時間焼成し還元焼成体
を得る。その後、焼結体の両平面にＡｇなどからなる電
極ペーストを例えばスクリーン印刷などにより塗布し、
空気中で８００℃で１０分焼成する。さらに前記電極上
に例えば電解法でＮｉメッキさらに半田メッキを施す。
２．０モル％），ＣａＣＯ3（５モル％），Ｎｂ2Ｏ
3（０．５モル％），Ａｌ2Ｏ3（０．５モル％），Ｍｎ
ＣＯ3（０．５モル％），Ｃｒ2Ｏ3（０．５モル％），
ＳｉＯ2（１．０モル％）からなる成分を秤量しボール
ミルなどにより２０ｈ混合、粉砕し、乾燥した後空気中
で９００℃で２時間仮焼し、再びボールミルなどにより
４０時間粉砕、乾燥した後、例えばＰＶＡなどからなる
有機バインダーを１０ｗｔ％添加し造粒した後、外径１
０φ、厚み０．５ｔの円板状に成形する。次に空気中で
６００℃で２時間脱脂仮焼し、Ｎ2：Ｈ2＝１０：１から
なる雰囲気中で１１５０℃で２０時間焼成し還元焼成体
を得る。その後、焼結体の両平面にＡｇなどからなる電
極ペーストを例えばスクリーン印刷などにより塗布し、
空気中で８００℃で１０分焼成する。さらに前記電極上
に例えば電解法でＮｉメッキさらに半田メッキを施す。
【００２３】このようにして得られたセラミック電子部
品の内部構造は表面付近が内部に比べてポーラスであっ
た。また得られた初期特性および湿度変化の測定結果を
（表１）の試料番号６〜１０に示す。
品の内部構造は表面付近が内部に比べてポーラスであっ
た。また得られた初期特性および湿度変化の測定結果を
（表１）の試料番号６〜１０に示す。
【００２４】また図２は本実施の形態２の断面図であ
る。図２において４はセラミック層、５はＡｇ電極、６
はメッキにより形成された被膜である。
る。図２において４はセラミック層、５はＡｇ電極、６
はメッキにより形成された被膜である。
【００２５】また、上記実施例ではセラミック磁器素子
の主成分及び添加物の種類及び添加量については一部の
組合せについてのみ示したが、主成分についてはＴｉＯ
2，ＺｎＯ，ＳｒＴｉＯ3，ＢａＴｉＯ3，ＣａＴｉＯ3，
ＭｇＴｉＯ3のいずれを用いても同様の効果が得られる
ことを確認した。また、添加物の種類と添加量について
はバリスタまたはバリスタとコンデンサの機能を持たせ
ることのできるものであればどのようなものであっても
かまわない。さらに、セラミック磁器素子の気孔率を５
％以上と規定したのは、５％未満であれば湿度の検知能
力及び検出精度が悪くなるためである。
の主成分及び添加物の種類及び添加量については一部の
組合せについてのみ示したが、主成分についてはＴｉＯ
2，ＺｎＯ，ＳｒＴｉＯ3，ＢａＴｉＯ3，ＣａＴｉＯ3，
ＭｇＴｉＯ3のいずれを用いても同様の効果が得られる
ことを確認した。また、添加物の種類と添加量について
はバリスタまたはバリスタとコンデンサの機能を持たせ
ることのできるものであればどのようなものであっても
かまわない。さらに、セラミック磁器素子の気孔率を５
％以上と規定したのは、５％未満であれば湿度の検知能
力及び検出精度が悪くなるためである。
【００２６】以上に示したように本発明によれば、バリ
スタ特性またはバリスタ特性とコンデンサ特性を同時に
有するセラミック磁器素子の素子表面付近をポーラスな
構造にすることにより周辺環境、特に湿度によって素子
の静電容量、ｔａｎδ、微小電流領域でのバリスタ電圧
といった電気的特性を変化させることができ、これによ
り湿度の検知特に湿度変化に敏感に反応して湿度の変化
を知ることができる。
スタ特性またはバリスタ特性とコンデンサ特性を同時に
有するセラミック磁器素子の素子表面付近をポーラスな
構造にすることにより周辺環境、特に湿度によって素子
の静電容量、ｔａｎδ、微小電流領域でのバリスタ電圧
といった電気的特性を変化させることができ、これによ
り湿度の検知特に湿度変化に敏感に反応して湿度の変化
を知ることができる。
【００２７】
【発明の効果】以上に示したように本発明によれば、バ
リスタ特性またはバリスタ特性とコンデンサ特性を同時
に有するセラミック磁器素子の素子表面付近をポーラス
な構造にすることにより周辺環境、特に湿度によって素
子の静電容量、ｔａｎδ、微小電流領域でのバリスタ電
圧といった電気的特性を変化させることができ、これに
より湿度の検知特に湿度変化に敏感に反応して湿度の変
化を知ることができる。
リスタ特性またはバリスタ特性とコンデンサ特性を同時
に有するセラミック磁器素子の素子表面付近をポーラス
な構造にすることにより周辺環境、特に湿度によって素
子の静電容量、ｔａｎδ、微小電流領域でのバリスタ電
圧といった電気的特性を変化させることができ、これに
より湿度の検知特に湿度変化に敏感に反応して湿度の変
化を知ることができる。
【００２８】従って、一つの素子でコンデンサ、バリス
タ、湿度センサの３種類の機能を同時に持たせることが
でき、機器の構成を簡略化し小型化が可能な優れた複合
機能電子部品を得ることができ、その実用上の効果は極
めて大きい。
タ、湿度センサの３種類の機能を同時に持たせることが
でき、機器の構成を簡略化し小型化が可能な優れた複合
機能電子部品を得ることができ、その実用上の効果は極
めて大きい。
【図１】本発明の第１の実施の形態における複合機能電
子部品の断面図
子部品の断面図
【図２】本発明の第２の実施の形態における複合機能電
子部品の断面図
子部品の断面図
１ セラミック層 ２ 内部電極 ３ 外部電極 ４ セラミック層 ５ Ａｇ電極 ６ メッキ層
Claims (8)
- 【請求項１】 バリスタ特性を有するセラミック磁器素
子に湿度感知機能を持たせたことを特徴とする複合機能
電子部品。 - 【請求項２】 セラミック磁器素子はＴｉＯ2，Ｚｎ
Ｏ，ＳｒＴｉＯ3，ＢａＴｉＯ3，ＣａＴｉＯ3，ＭｇＴ
ｉＯ3のうち一つまたは複数種類を主成分とする請求項
１記載の複合機能電子部品。 - 【請求項３】 セラミック磁器素子は表面付近がポーラ
スな構造である請求項１記載の複合機能電子部品。 - 【請求項４】 セラミック磁器素子は気孔率が５％以上
である請求項１記載の複合機能電子部品。 - 【請求項５】 バリスタ特性とコンデンサ特性を有する
セラミック磁器素子に湿度感知機能を持たせた複合機能
電子部品。 - 【請求項６】 セラミック磁器素子はＴｉＯ2，ＳｒＴ
ｉＯ3，ＢａＴｉＯ3，ＣａＴｉＯ3，ＭｇＴｉＯ3のうち
一つまたは複数種類を主成分とする請求項５記載の複合
機能電子部品。 - 【請求項７】 セラミック磁器素子は表面付近がポーラ
スな構造である請求項５記載の複合機能電子部品。 - 【請求項８】 セラミック磁器素子は気孔率が５％以上
である請求項５記載の複合機能電子部品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7302583A JPH09148109A (ja) | 1995-11-21 | 1995-11-21 | 複合機能電子部品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7302583A JPH09148109A (ja) | 1995-11-21 | 1995-11-21 | 複合機能電子部品 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09148109A true JPH09148109A (ja) | 1997-06-06 |
Family
ID=17910733
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7302583A Pending JPH09148109A (ja) | 1995-11-21 | 1995-11-21 | 複合機能電子部品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09148109A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110506312A (zh) * | 2017-04-20 | 2019-11-26 | Tdk电子股份有限公司 | 多层器件和用于制造多层器件的方法 |
| JP2020150012A (ja) * | 2019-03-11 | 2020-09-17 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 積層バリスタ |
-
1995
- 1995-11-21 JP JP7302583A patent/JPH09148109A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110506312A (zh) * | 2017-04-20 | 2019-11-26 | Tdk电子股份有限公司 | 多层器件和用于制造多层器件的方法 |
| JP2020517116A (ja) * | 2017-04-20 | 2020-06-11 | ティーディーケイ・エレクトロニクス・アクチェンゲゼルシャフトＴｄｋ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ａｇ | 多層デバイス及び多層デバイスを製造するための方法 |
| CN110506312B (zh) * | 2017-04-20 | 2021-12-28 | Tdk电子股份有限公司 | 多层器件和用于制造多层器件的方法 |
| US11532437B2 (en) | 2017-04-20 | 2022-12-20 | Tdk Electronics Ag | Multilayer device and method for producing a multilayer device |
| JP2020150012A (ja) * | 2019-03-11 | 2020-09-17 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 積層バリスタ |
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