JPH11265805A - 積層バリスタおよびその製造方法 - Google Patents
積層バリスタおよびその製造方法Info
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Abstract
壊耐量を向上して信頼性を向上させるとともに、低温焼
結が可能な積層バリスタおよびその製造方法を提供す
る。 【解決手段】 ZnOを主成分とし、副成分として少な
くともBiの酸化物を含有する半導体セラミック4と、
Ptを主成分とし、かつ、不純物としてPdを含有する
内部電極5とを交互に重ねた積層焼結体7と、内部電極
5と電気的に接続する外部電極8とからなる積層バリス
タ1であって、前記Pdの含有量を前記内部電極の主成
分であるPtの0.1重量%以下とすることを特徴とす
る。
Description
に、ZnOを主成分とし、副成分としてBiの酸化物を
含有する半導体セラミックと、Ptを主成分とする内部
電極とを有する積層バリスタおよびその製造方法に関す
る。
の分野においては、小型化、および、駆動電圧の低電圧
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、実装密度の向上を図るための超小型化、および、
低電圧化の要求が強くなっている。このような要求に対
応するものとして、従来より、特開平5−283208
号公報に示すような積層バリスタが提案されている。
し、少なくともBiの酸化物を副成分として含有する半
導体セラミックと、Ptを主成分とする内部電極層とを
交互に重ねて積層体を形成し、1000℃以上の温度で
共焼結させるとともに、積層体の両端面に各内部電極の
一端面が接続される外部電極を形成した構成である。こ
の積層バリスタでは、半導体セラミックの結晶粒径を内
部電極の距離に近くなるまで成長させているため、その
電圧非直線性は、主に、半導体セラミックと内部電極の
界面で得られるようになっている。
Ptからなる内部電極を用いた積層バリスタでは、電圧
非直線性や静電気放電に対する破壊耐量が不規則に変動
し、電気特性が不安定となるという問題があった。
説明する。内部電極を形成する内部電極ペーストは、P
t金属粉と、有機Ptと、有機ビヒクルと、溶媒とから
なる。なお、有機Ptは、焼成時のデラミネーションを
抑制するためのものである。これらの内部電極材料に
は、通常、Pdが不純物元素として含まれており、その
含有量は、Pt金属粉と有機Pt中にPdが1重量%以
上含まれている。
Oを主成分とし、副成分としてBiの酸化物を含む積層
型バリスタを作成すると、1000℃以上の温度で半導
体セラミック中のBiの酸化物と、内部電極中のPdと
が反応して、Pd−Bi−O系の高抵抗物質を形成す
る。このPd−Bi−O系の高抵抗物質が半導体セラミ
ックと内部電極との間に形成され、電圧非直線性や静電
気放電に対する破壊耐量が低下する原因となっている。
は、理論上よい特性が得られることになっている。しか
しながら、内部電極中のPtの焼結温度は1200℃で
あり、低温焼成ができないという問題点がある。
電気放電に対する破壊耐量を向上して信頼性を向上させ
るとともに、低温焼結が可能な積層バリスタおよびその
製造方法を提供することにある。
目的に鑑みてなされたものである。第1の発明の積層バ
リスタは、ZnOを主成分とし、副成分として少なくと
もBiの酸化物を含有する半導体セラミックと、Ptを
主成分とし、かつ、不純物としてPdを含有する内部電
極とを交互に重ねた積層焼結体と、前記内部電極と電気
的に接続する外部電極とからなる積層バリスタであっ
て、前記Pdの含有量を前記内部電極の主成分であるP
tの0.1重量%以下とすることを特徴とする。
法は、ZnOを主成分とし、少なくともBiの酸化物を
副成分として含有するセラミックグリーンシートを作製
する工程と、 Ptを主成分とする内部電極ペースト中
のPd含有量を調整する工程と、前記セラミックグリー
ンシート上にPdの含有量が0.1重量%以下の前記内
部電極ペーストを印刷して内部電極を形成する工程と、
前記内部電極を形成した前記セラミックグリーンシート
を、前記セラミックグリーンシートと前記内部電極とを
積み重ねて積層体とする工程と、前記積層体を焼成して
積層焼結体とする工程と、前記積層焼結体に外部電極を
形成する工程とからなることを特徴とする。
って、Biの酸化物とPdとの反応を抑制して、電圧非
直線性や静電気放電に対する破壊耐量を改善することが
できる。また、内部電極中のPd量を一定とすることに
よって、内部電極ペーストの焼結温度を1000℃程度
に抑えることができ、かつ、内部電極ペーストの製造ロ
ット間の電気特性を安定させることができる。
す。なお、図1は本発明の積層バリスタの概略断面図、
図2は本発明の積層バリスタにおける積層体の分解斜視
図を示す。まず、出発原料として、ZnO,Bi2O3,
Co2O3,MnO,Sb2O3を用意する。次に、ZnO
が96.5mol%、Bi2O3が1.0mol%、Co2O3が
1.0mol%、MnOが1.0mol%、Sb2O3が0.5
mol%となるように秤量し、B2O3,SiO2,ZnOか
らなるガラス粉末を1.0重量%添加した。
ールミルによって12時間湿式混合して混合物とした。
そして、得られた混合物を700℃で2時間仮焼した
後、再度ボールミルによって12時間粉砕し、得られた
粉砕物にブチラール系の有機バインダーを加えてスラリ
ー化した。このスラリーをドクターブレードにより20
μmの厚みにシート化し、所定の大きさに打ち抜き、セ
ラミックグリーンシートとした。
ル、および溶媒を加えて内部電極ペーストを作製し、図
2に示すように、この内部電極ペーストをセラミックグ
リーンシート3上にスクリーン印刷して内部電極5とし
た。なお、内部電極ペースト中のPd含有量は、内部電
極ペーストのみを500℃で熱処理し、有機成分を燃焼
させた後、Ptに対する相対含有量として定量分析して
いる。
電極5とが交互に重なり、かつ、各内部電極5の一端面
がセラミックグリーンシート3の両外縁に交互に位置す
るように積層し、さらに、この上面および下面に外装用
セラミックグリーンシート3aを重ねた後、積層方向に
2ton/cm2の圧力を加えて圧着し、積層体7を得た。次
に、この積層体7を大気中1200℃で3時間焼成し、
半導体セラミック4と内部電極5とからなる積層焼結体
を得た。
電極5の導出面にAgペーストを塗布し、600℃で1
0分間焼き付けて外部電極8を形成し、積層バリスタ1
とした。
内部電極に含まれる不純物であるPd含有量を変化さ
せ、それぞれにおいて、バリスタ電圧(V1mA)、電圧
非直線係数(α)、絶縁抵抗(IR)、静電気耐量を測
定し、その結果を表1に示した。なお、表中の※印は本
発明の範囲外である。また、IRはバリスタ電圧の50
%の電圧を印加したときの抵抗値、静電気耐量はIEC
801−2に基づく静電気パルスを1秒間隔で10回印
加した後のバリスタ電圧の変化率が±10%以内となる
最大帯電電圧値である。
量が0.1重量%以下の場合には、静電気耐量が大幅に
上昇することが確認できる。
て、内部電極中のPd含有量を0.1重量%以下に限定
したのは、試料番号5または試料番号6に示すように、
内部電極中のPd含有量が0.1重量%より多い場合に
は、バリスタ電圧(V1mA)が上昇し、電圧非直線係数
が小さくなるとともに、静電気耐量が大幅に低くなるた
め、好ましくないからである。
法を用いれば、内部電極内の不純物であるPdの主成分
に対する含有量を0.1重量%以下として、半導体セラ
ミックと内部電極との界面に、Biの酸化物とPdが反
応することによって生じる高抵抗物質が形成されないよ
うにするため、特に、静電気放電に対する破壊耐量が向
上する。また、内部電極内のPdの含有量を一定とする
ため、内部電極ペーストの焼結温度を1000℃程度に
抑えることができ、かつ、特性安定性に優れた積層バリ
スタとすることができる。
視図。
Claims (2)
- 【請求項1】 ZnOを主成分とし、副成分として少な
くともBiの酸化物を含有する半導体セラミックと、P
tを主成分とし、かつ、不純物としてPdを含有する内
部電極とを交互に重ねた積層焼結体と、前記内部電極と
電気的に接続する外部電極とからなる積層バリスタであ
って、 前記Pdの含有量を前記内部電極の主成分であるPtの
0.1重量%以下とすることを特徴とする積層バリス
タ。 - 【請求項2】 ZnOを主成分とし、少なくともBiの
酸化物を副成分として含有するセラミックグリーンシー
トを作製する工程と、 Ptを主成分とする内部電極ペースト中のPd含有量を
調整する工程と、 前記セラミックグリーンシート上にPdの含有量が0.
1重量%以下の前記内部電極ペーストを印刷して内部電
極を形成する工程と、 前記内部電極を形成した前記セラミックグリーンシート
を、前記セラミックグリーンシートと前記内部電極とを
積み重ねて積層体とする工程と、 前記積層体を焼成して積層焼結体とする工程と、 前記積層焼結体に外部電極を形成する工程と、からなる
ことを特徴とする積層バリスタの製造方法。
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