JPH11265807A - セラミックス複合積層部品 - Google Patents
セラミックス複合積層部品Info
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- JPH11265807A JPH11265807A JP10085059A JP8505998A JPH11265807A JP H11265807 A JPH11265807 A JP H11265807A JP 10085059 A JP10085059 A JP 10085059A JP 8505998 A JP8505998 A JP 8505998A JP H11265807 A JPH11265807 A JP H11265807A
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Abstract
ミックス複合積層部品、例えばバリスタ部とコンデンサ
部とを積層一体化したセラミックス複合積層部品におい
て、クラックやデラミネーションの発生を抑える。 【解決手段】 バリスタ層と誘電体層とを有し、このバ
リスタ層および誘電体層のうちのより低い方の比抵抗よ
りも高い比抵抗をもつバッファ層を有するセラミックス
複合積層部品であって、誘電体層は、酸化チタンを主成
分とするか、LaおよびTiを含む酸化物を主成分とし
て含有し、バッファ層は、バリスタ層を構成する酸化物
および/または誘電体層を構成する酸化物を主成分とし
て含有し、バリスタ層は、酸化亜鉛を含有し、前記誘電
体層は前記主成分に加えさらに硼珪酸ガラスを1〜8wt
%、酸化ジルコニウムをZrO2 換算で3〜10wt%含
有するセラミックス複合積層部品とした。
Description
品を積層したセラミックス複合積層部品に関する。
導体回路とその応用製品の急速な発展に伴い、パーソナ
ルコンピュータ、計測、家電、通信機、電力機器等にお
ける半導体素子、半導体回路の使用が普及し、これらの
機器の小型化、高性能化が急速に進展している。しか
し、このような進歩にもかかわらず、これらの機器やそ
の部品の耐電圧、耐サージ、耐ノイズ性能は十分なもの
とはいえなかった。このため、これらの機器や部品を異
常なサージやノイズから保護することや、回路電圧を安
定化することが極めて重要な課題になってきている。こ
れらの課題の解決のために、電圧非直線性が極めて大き
く、エネルギー耐量、サージ耐量が大きく、寿命特性に
優れ、しかも安価な電圧非直線性抵抗体素子(バリス
タ)の開発が要請されてきている。
チタン酸ストロンチウム(SrTiO3)、酸化亜鉛
(ZnO)等を主成分とするものである。中でも酸化亜
鉛を主成分とするバリスタ(以下、酸化亜鉛バリスタと
いう)は、一般に制限電圧が低く、電圧非直線係数が大
きいなどの特徴を有している。そのため、半導体素子の
ような過電流耐量の小さなもので構成される機器の過電
圧に対する保護に適している。
イズを吸収できるわけではない。酸化亜鉛バリスタは、
その特性の発現メカニズムゆえに、立ち上がりの速いノ
イズ、例えば10ns以下の短い波長のノイズに対しては
効果がなく、静電気対策部品として十分とはいえない。
従来、このような短い波長のノイズを吸収するためにコ
ンデンサと抵抗との組み合わせが使用されている。しか
し、コンデンサと抵抗との組み合わせには電圧制限能力
がないため、過電圧がかかりコンデンサや回路を破壊し
てしまうという問題がある。また、サージ吸収能力もな
いため、雷サージなどの大きなサージ電流に対しても無
効である。
に対応するために、従来、バリスタとコンデンサとを並
列接続して実装することが行われている。しかし、この
ように各素子を単体でプリント配線基板上に実装するた
めには、各素子ごとに電極の形成、リード線のハンダ付
け、樹脂封止が必要であり、また、リード線をプリント
配線基板の孔に差し込んでハンダ付けを行う必要もあ
る。したがって、酸化亜鉛バリスタおよびコンデンサそ
れぞれの長所を活かし、かつ小型化、薄型化が可能な複
合機能素子が望まれていた。
1号公報では、バリスタとコンデンサとを一体化した構
造のノイズ吸収素子を提案している。このノイズ吸収素
子は、バリスタ用材料と電極とからなる第1の積層体
と、コンデンサ用材料と電極とからなる第2の積層体と
を一体に形成したものであり、バリスタおよびコンデン
サ両者の特徴を活かす構造となっている。同公報には、
バリスタ用材料としてZnOにBi2O3を少量添加した
ものやTiO2にSb2O3等の半導体元素を少量添加し
たものが開示され、コンデンサ用材料としてBaTiO
3が開示されている。しかし、同公報に開示されたバリ
スタ用材料とコンデンサ用材料との組み合わせでは、両
材料の熱収縮曲線が大きく異なることから、同時焼成の
際に著しい反りが生じて外観の点で製品化が不可能とな
ったり、密着性の悪さによって剥離が促進されたり、バ
リスタ用材料とコンデンサ用材料との界面付近に大きな
内部応力が発生してクラックやデラミネーションの原因
となったりする。
も、上記特開昭63−32911号公報と同様に、バリ
スタとコンデンサとを一体化した構造の多層デバイスが
記載されているが、この多層デバイスにおいてもバリス
タ材料とコンデンサ材料との熱膨張係数の違いによる大
きな内部応力の発生が問題となる。
以上のセラミックス部品を積層したセラミックス複合積
層部品、例えばバリスタ部とコンデンサ部とを積層一体
化したセラミックス複合積層部品において、クラックや
デラミネーションの発生を抑えることである。
または(2)のいずれかの構成により達成される。
(1) バリスタ層と誘電体層とを有し、 このバリスタ層および誘電体層のうちのより低い方の比
抵抗よりも高い比抵抗をもつバッファ層を有するセラミ
ックス複合積層部品であって、誘電体層は、酸化チタン
を主成分とするか、LaおよびTiを含む酸化物を主成
分として含有し、バッファ層は、バリスタ層を構成する
酸化物および/または誘電体層を構成する酸化物を主成
分として含有し、バリスタ層は、酸化亜鉛を含有し、前
記誘電体層は前記主成分に加えさらに硼珪酸ガラスを1
〜8wt%、酸化ジルコニウムをZrO2 換算で3〜10
wt%含有するセラミックス複合積層部品。 (2) 前記バッファ層は前記主成分に加えさらにL
i,Na,K,Rb,Cs,Cu,AgおよびTbの1
種または2種以上を0.01〜0.2wt%含有するセラ
ミックス複合積層部品。
層にガラスおよびZrO2 を添加することにより、収縮
開始温度を低温側にシフトすることができ、バリスタの
収縮温度曲線に合わせることができる。誘電体層にホウ
ケイ酸ガラスを1〜8wt%、ZrO2 を3〜10wt%添
加することにより、バリスタ材料を含有する層と誘電体
材料を含有する層界面でのクラック等の発生を大幅に低
減することができる。
材料を含有する層の間に、バリスタ層および誘電体層の
うちのより低い比抵抗より高い比抵抗を有するバッファ
層を設けることにより、特性劣化を防ぐことができる。
するバッファ層に拡散してドナーとして働く3価のBを
補償するために、アクセプターとして働く1価のLi,
Na,K,Rb,Cs,Cu,AgおよびTbの1種ま
たは2種以上をバッファ層に添加することにより、リー
ク電流、 tanδを低減することができ、バリスタ特性を
向上することができる。
品は、バリスタ層と誘電体層の間にバリスタ層の比抵抗
および誘電体層の比抵抗のうち、より低い方よりも比抵
抗の高いバッファ層を有するセラミックス複合積層部品
であって、誘電体層は、TiO2 またはL2Ti2O7 を
含有し、バッファ層は、バリスタ層を構成する酸化物お
よび/または誘電体層を構成する酸化物を含有し、バリ
スタ層は、ZnOを含有し、前記誘電体層はさらにホウ
ケイ酸ガラスを1〜8wt%、ZrO2 を3〜10wt%含
有する。
示す。同図に示されるセラミックス複合積層部品は、バ
リスタ部2とコンデンサ部3と、これらの間にバッファ
層5とが積層された素子本体10と、この素子本体の外
面に形成された一対の端子電極41、42とを有する。
に挟まれたバリスタ層22が少なくとも1層存在する。
バリスタ層を挟む一対のバリスタ内部電極は、素子本体
の対向する側面にそれぞれ露出し、各側面に形成された
端子電極に接続されている。一方、コンデンサ部3に
は、コンデンサ内部電極31に挟まれた誘電体層32が
少なくとも1層存在する。誘電体層を挟む一対のコンデ
ンサ内部電極は、バリスタ内部電極と同様に素子本体の
前記対向する側面にそれぞれ露出し、前記各側面に形成
された端子電極に接続され、バリスタ部とコンデンサ部
とが電気的に並列に接続された状態となっている。
ファ層を挟んで隣り合うバリスタ内部電極とコンデンサ
内部電極とは、これらが同電位となるように配置し、両
部の界面に電界が加わらないようにする。
選択される元素の酸化物の少なくとも1種を副成分とし
て含有する。ランタニドとしては、La、Pr、Nd、
Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Y
bおよびLuが好ましい。ランタニドを2種以上用いる
ときの混合比は任意である。
の酸化物の含有量を、以下に述べるように化学量論組成
の酸化物に換算して表す。
は80wt%以上、より好ましくは85〜99wt%であ
る。酸化亜鉛が少なすぎると、高温高湿雰囲気中での負
荷寿命試験において劣化しやすくなる。
0.05〜8wt%である。含有量が少なすぎると電圧非
直線性が悪くなり、含有量が多すぎるとエネルギー耐量
が小さくなる。なお、ランタニド酸化物の含有量は、ラ
ンタニドをRとしたときR2O3 に換算して表す。ただ
し、Pr酸化物については、Pr6 O11に換算して表
す。
ンタニド酸化物とが含有される必要があるが、ランタニ
ド酸化物以外の副成分も必要に応じて添加することが好
ましい。酸化亜鉛を主成分とするバリスタ層に添加され
る副成分については、例えば、本願出願人による特開平
7−201531号公報等に開示されており、本発明に
おけるバリスタ層にも、従来から知られている好ましい
組成を使用することができる。
体例を説明する。副成分には、Co酸化物が含まれるこ
とが好ましい。Co酸化物のCo3 O4換算含有量は、
好ましくは0.1〜10wt%である。含有量が少なすぎ
ると電圧非直線性が悪くなり、含有量が多すぎるとエネ
ルギー耐量が小さくなる。
l、GaおよびInの各酸化物の少なくとも1種が含ま
れることが好ましい。これらの酸化物の総含有量は、そ
れぞれをB2 O3 、Al2 O3 、Ga2 O3 およびIn
2 O3 に換算して、好ましくは1×10-4〜1×10-1
wt%である。含有量が少なすぎると制限電圧が大きくな
りすぎ、含有量が多すぎるとリーク電流が多くなってし
まう。
よい。Pb酸化物は、エネルギー耐量を向上させる。P
b酸化物のPbO換算含有量は、好ましくは2wt%以
下、より好ましくは1wt%以下である。含有量が多すぎ
ると、エネルギー耐量がかえって低下してしまうことが
ある。
各酸化物の少なくとも1種および/またはBi酸化物が
含まれていてもよい。V、Ge、NbおよびTaの各酸
化物の総含有量は、それぞれをV2 O5 、GeO2 、N
b2 O5 およびTa2 O5 に換算して、好ましくは0.
2wt%以下であり、後者のBi2 O5 換算含有量は、好
ましくは0.5wt%以下である。これらの添加による効
果は電圧非直線係数の向上であるが、これらの含有量が
多すぎると電圧非直線係数がかえって低下してしまうこ
とがある。
少なくとも1種が含まれていてもよい。Cr酸化物のC
r2 O3 換算含有量は、0.01〜1wt%、Si酸化物
のSiO2 換算含有量は、好ましくは0.001〜0.
5wt%である。
よびCsの各酸化物の少なくとも1種が含まれていても
よい。これらをそれぞれK2 O、Rb2 OおよびCs2
Oに換算したときの総含有量は、好ましくは0.01〜
1wt%である。
a、SrおよびBaの各酸化物の少なくとも1種が含ま
れていてもよい。これらをそれぞれMgO、CaO、S
rOおよびBaOに換算したときの総含有量は、好まし
くは0.01〜4wt%である。
内部電極間に存在する数)は特に限定されず、要求され
るバリスタ特性に応じ適宜設定すればよいが、厚さは、
通常、一層当たり5〜200μm 、好ましくは10〜1
00μm であり、積層数は、通常、1〜30、好ましく
は10〜20である。
Tiを含む酸化物を主成分とする。具体的には、TiO
2 またはLa2 Ti2 O7 を中心とする組成の酸化物が
好ましい。主成分をLa2 O3 およびTiO2 に換算す
ると、TiO2の含有量は好ましくは1wt%以上、より
好ましくは20wt%以上であり、また、100wt%以
下、好ましくは80wt%以下、より好ましくは50wt%
以下である。なお、La2 Ti2 O7 中のTiO2 量は
28.17wt%、La2 O3 量は71.83wt%であ
る。主成分酸化物の含有量は、誘電体層全体の好ましく
は70wt%以上、より好ましくは90wt%以上、さらに
好ましくは97wt%以上である。
成分が含まれていてもよい。副成分としては、酸化マン
ガンが好ましい。酸化マンガンは、コンデンサ部の容量
の温度特性を向上させるために添加される。なお、本発
明の素子は、通常、−55〜125℃程度の温度範囲で
の使用が可能である。酸化マンガンのMnO換算含有量
は、好ましくは3wt%以下、より好ましくは0.1〜3
wt%である。
他に、ガラスが含まれる。このガラスは、誘電体層焼成
時の熱収縮曲線を低温側にシフトさせ、バリスタ層焼成
時の熱収縮曲線に近似させるために、ガラス粉末を誘電
体原料と混合して焼成した結果、誘電体層中に存在する
ものである。
の制御が可能な硼珪酸ガラスを用いる。硼珪酸ガラスと
しては、酸化亜鉛を含む硼珪酸亜鉛系ガラスが好まし
い。酸化亜鉛を含有するガラスを用いることにより、隣
接するバッファ層とのなじみが良好となる。ガラス中の
酸化亜鉛含有量は、ZnO換算で20〜70wt%である
ことが好ましい。
00℃である。
100としたとき1〜8wt%、好ましくは2〜6wt%で
ある。含有量が少なすぎるとガラス添加による効果が不
十分となり、含有量が多すぎると良好なコンデンサ特性
が得られにくくなる。この範囲内で硼珪酸ガラスを添加
することにより、誘電体層の熱収縮曲線をバリスタ層の
それに十分に近似させることが可能となる。
O2 換算で、前記主成分を100としたとき3〜10wt
%、好ましくは3〜6wt%含有する。酸化ジルコニウム
を前記範囲で含有することにより、バッファ層と誘電体
層界面でのクラックの発生等を防止することができる。
内部電極間に存在する数)は特に限定されず、要求され
るコンデンサ特性に応じ適宜設定すればよいが、厚さ
は、通常、一層当たり1〜20μm 、好ましくは5〜1
0μm であり、積層数は、通常、1〜50、好ましくは
10〜20である。
タ層および誘電体層と同時に焼成される。このため、内
部電極に用いる導電性材料は、Ag、Ag合金、Pd
等、従来の積層型チップコンデンサに用いられているも
のから適宜選択すればよい。Ag合金としては、例えば
Ag−Pd、Ag−Pt、Ag−Pd−Ptなどが好ま
しい。バリスタ内部電極とコンデンサ内部電極とには、
通常、同じ導電性材料を用いればよい。内部電極の厚さ
は、通常、1〜5μm とする。
料から適当なものを選択して用いればよいが、端子電極
は、通常、素子本体焼成後に形成するので低温での焼成
が可能である。このため、端子電極には低温で焼成する
必要のあるAg系導電性材料を用いることができる。
μm である。
場合、配線基板上にハンダ付けされるので、端子電極表
面には、ハンダ濡れ性やハンダくわれ性を改善するため
にめっき膜を設けることが好ましい。このようなめっき
膜としては、Sn膜やSn−Pb膜が好ましい。また、
SnやSn−Pbをめっきする際の端子電極のAgくわ
れを防止するために、これらのめっき膜の下地として、
端子電極表面にNiやCuのめっき膜を設けておくこと
が好ましい。
ようにバッファ層5が設けられる。このバッファ層は、
バリスタ層の比抵抗および誘電体層の比抵抗のうち、よ
り低い方よりも高い比抵抗を有し、好ましくはバリスタ
層および誘電体層の各比抵抗よりも高い比抵抗を有す
る。バッファ層を設ける理由は、以下のとおりである。
焼成すると、焼成時に両層の界面付近で元素の相互拡散
が生じる。具体的には、誘電体層からは主として副成
分、特にMnが拡散し、バリスタ層からも主として副成
分、特にCo、Cr、ランタニド(特にPr)が拡散す
る。この拡散により両層の界面付近、特にバリスタ層の
前記界面付近の比抵抗が低下し、これにより低比抵抗領
域が形成される。この低比抵抗領域は、本来のバリスタ
層よりも比抵抗が低いため、短絡が生じることになり、
漏洩電流の増大、電圧非直線係数の低下を招く。これに
対し、上記バッファ層を設ければ、元素の相互拡散が生
じても低比抵抗領域が形成されることはないので、素子
特性の劣化を防止できる。
が上記関係を満足するものであれば特に限定されず、マ
グネシア、ムライト、チタニア等の各種絶縁材を用いる
ことができる。しかし、バリスタ層および誘電体層に対
する密着性や熱収縮曲線の整合などを考慮し、好ましく
はバリスタ層を構成する酸化物および/または誘電体層
を構成する酸化物を主成分とするものを用いる。そし
て、一般にバリスタ層が誘電体層よりも比抵抗が低く、
また、上記元素拡散による比抵抗低下がバリスタ層のほ
うが大きいことから、より好ましくはバリスタ層構成酸
化物を主成分とする酸化物からバッファ層を構成する。
ファ層の仕込み組成(原料組成)は、焼成後に高比抵抗
が得られるようにバリスタ層の副成分含有量を適宜変更
したものとすればよい。具体的には、仕込み組成中にお
ける副成分、特にCo、Cr、ランタニド(特にPr)
について、酸化物換算の総含有量を、バリスタ層のそれ
の好ましくは1.2〜5倍、より好ましくは1.5〜3
倍とし、さらに好ましくは、これら各酸化物単独につい
てもこのような範囲で過剰とする。ただし、副成分構成
元素のうちAlは、ドナーとして働き比抵抗を下げるた
め、バッファ層には添加しない。過剰に添加された副成
分元素は、主として粒界に存在して焼成時の結晶粒成長
を抑えるとともに電位障壁となり、比抵抗を上昇させ
る。また、焼成により元素拡散が生じた後でも、バッフ
ァ層には十分な副成分が残存しているので、焼成後の比
抵抗をバリスタ層のそれよりも高くすることができる。
また、バッファ層にはAlが含まれないため、これによ
っても比抵抗が高くなる。
b,Cs,Cu,AgおよびTbの1種または2種以上
を、それぞれLi2O,Na2O,K2O,Rb2O,Cs
2O,Cu2O,Ag2OおよびTb2O3 換算で、前記主
成分を100としたとき好ましくは0.01〜0.2wt
%、より好ましくは0.01〜0.2wt%含有する。こ
れらの元素を含有させることにより、誘電体層に添加し
た硼珪酸ガラスによる弊害を抑制することができる。す
なわち、誘電体層からバッファ層に拡散したドナーとし
て作用する3価のBを、アクセプターとして補償させる
ことができる。これにより、硼珪酸ガラスの添加で劣化
する傾向にある電気的特性が補償される。
スタ層および誘電体層からの元素の拡散が互いの層に実
質的に影響を与えない程度の厚さとすればよいが、好ま
しくは1μm 以上、より好ましくは5μm 以上である。
バッファ層の厚さの上限は特にないが、バッファ層の厚
さは一般に100μm を超える必要はなく、通常、80
μm 以下で十分である。なお、バッファ層のうち、組成
系の異なる隣接層から元素が拡散してきた領域(以下、
元素拡散領域という)の厚さは、通常、1〜50μm 程
度となる。元素拡散領域は、EPMA(電子線プローブ
マイクロアナリシス)などにより確認することができ
る。
は、好ましくは1010〜1013Ω・cmである。バッファ
層の元素拡散領域以外の比抵抗は、さらに高い。これに
対し、バリスタ層の比抵抗は、通常、108 〜1012Ω
・cm程度、誘電体層の比抵抗は、通常、1011〜1013
Ω・cm程度である。
デンサ等の従来の積層型チップ部品と同様にして製造す
ることができる。以下、本発明の素子を製造するための
好ましい方法を説明する。
造する。グリーンチップの製造には、従来の積層型チッ
プ部品と同様にシート法や印刷法を用いればよい。シー
ト法を用いる場合、まず、バリスタ材料、誘電体材料お
よび内部電極材料、さらに、必要に応じバッファ層材料
の各原料粉末を用意する。なお、誘電体材料の原料粉末
には、出発原料の仮焼物を用いる。各原料粉末をそれぞ
れ有機ビヒクルと混練してペーストを調製し、内部電極
用ペーストを除く各ペーストをそれぞれシート状に成形
して、グリーンシートとする。次いで、内部電極と隣接
する層となるグリーンシートに内部電極用ペーストを印
刷した後、所定の構造となるようにグリーンシートを積
層し、圧着する。得られた積層体を所定寸法に切断し、
グリーンチップとする。次いで、グリーンチップを焼成
して素子本体とした後、素子本体の内部電極露出面に端
子電極用ペーストを印刷ないし転写して焼成し、さら
に、必要に応じて端子電極表面にめっき膜を形成し、素
子を得る。
酸化物の混合物を用いることができるが、その他、焼成
により複合酸化物や酸化物となる各種化合物、例えば、
炭酸塩、シュウ酸塩、硝酸塩、水酸化物、有機金属化合
物等から適宜選択し、混合して用いることもできる。誘
電体層の出発原料についても、同様である。誘電体層の
ガラス原料には、ガラス粉末を用いる。これらの原料粉
末の好ましい平均粒径は、バリスタ層の主成分のもので
は0.1〜5μm 程度であり、その副成分のものでは
0.1〜3μm 程度であり、誘電体層のものでは0.1
〜3μm 程度であり、誘電体層のガラス粉末のものでは
1〜10μm 程度である。なお、バリスタ層の副成分原
料は、溶液添加してもよい。バッファ層の原料粉末に
は、バッファ層の組成に応じてバリスタ層原料や誘電体
層原料と同様なものを用いればよい。
に溶解したものである。有機ビヒクルに用いるバインダ
は特に限定されず、エチルセルロース等の通常の各種バ
インダから適宜選択すればよい。また、用いる有機溶剤
も特に限定されず、印刷法やシート法など、利用する方
法に応じて、テルピネオール、ブチルカルビトール、ア
セトン、トルエン等の各種有機溶剤から適宜選択すれば
よい。
て1100〜1300℃で1〜4時間程度行うことが好
ましい。
組成、誘電体層組成および内部電極組成に応じた最適な
ものとすればよい。焼成は、昇温工程、温度保持工程お
よび降温工程からなる。焼成条件は、以下の範囲から選
択することが好ましい。昇温速度および降温速度は、5
0〜400℃で、0.5〜2時間程度、特に1時間前後
とすることが好ましい。焼成温度、すなわち温度保持工
程における保持温度は、好ましくは900〜1400
℃、より好ましくは1100〜1300℃である。焼成
時間、すなわち温度保持工程の持続時間は、好ましくは
1〜8時間、より好ましくは2〜6時間である。焼成雰
囲気は、空気や酸素等の酸化性雰囲気、窒素等の非酸化
性雰囲気のいずれであってもよいが、好ましくは、空気
よりも酸素濃度の高い雰囲気とする。具体的には、焼成
の全工程で、好ましくは少なくとも700℃以上の温度
域、より好ましくは少なくとも500℃以上の温度域に
おける酸素濃度を空気中の酸素濃度よりも高くする。こ
のときの酸素濃度は高いほど好ましく、酸素100%雰
囲気であることが最も好ましい。なお、より低温域にお
いても同様な高酸素濃度雰囲気としてよいが、低コスト
化のためには、より低温域の雰囲気は空気とすることが
好ましい。
が施される。脱バインダ処理は、空気中で行うことが好
ましい。脱バインダ処理は、上記昇温工程に組み込んで
もよい。具体的には、上記昇温工程の一部において、昇
温を停止するか、昇温速度を低下させることにより、脱
バインダを行うことができる。
研磨などにより研磨処理が施されることが好ましい。こ
の研磨処理により、素子本体の反り、素子本体端部の曲
がりや膨れなどを修正することができ、素子本体を所定
の寸法とすることができる。
極組成に応じ適宜決定すればよいが、通常、焼成雰囲気
は空気中とし、焼成温度は500〜1000℃とし、焼
成時間は10〜60分間程度とすることが好ましい。
する場合、めっきの前に、端子電極表面を除く素子本体
表面に保護膜を形成しておくことが好ましい。この保護
膜は、素子本体をめっき液から保護するためのものであ
る。保護膜の構成は特に限定されないが、例えばガラス
膜を用いることができる。このガラス膜は、ガラス粉末
と有機ビヒクルとを含むペーストを塗布し、これを焼成
することにより形成することができる。なお、めっき膜
を形成した後、素子表面の保護膜を除去する必要はな
い。
サンプルを、以下の手順で作製した。
に、純水と分散剤とを入れ、さらに、下記出発原料を投
入した。
より混合を行った。得られた混合物を蒸発皿に移し、乾
燥機で乾燥した後、粉砕し、粉砕物に有機ビヒクルを添
加した後、16時間混合粉砕してペーストとした。この
ペーストをドクターブレード法により膜状化し、バリス
タ層グリーンシートを得た。
リーンシート製造と同様にして、バッファ層グリーンシ
ートを得た。
材料を作製し、同様にしてグリーンシートを得た。Cu
O添加量を表1に示す。
料を用意した。
し、1200℃で2時間仮焼した。得られた仮焼物にガ
ラス粉末を添加し、混合粉砕した。ガラス粉末の添加量
を表1に示す。ガラス粉末には、 ZnO :59.70wt%、 B2O3 :21.72wt%、 SiO2 : 9.64wt%、 CaO : 8.94wt% を含有するものを用いた。次に、有機ビヒクルを添加
し、さらに16時間混合粉砕し、ペーストとした。この
ペーストをドクターブレード法により膜状化し、誘電体
層グリーンシートを得た。
末と共にZrO2 を添加した材料を作成し、同様にして
グリーンシートを得た。ZrO2 添加量を表1に示す。
内部電極用ペーストを印刷した後、バッファ層グリンシ
ートを含む各グリーンシートをそれぞれ組み合わせて積
層して圧着し、積層体を得た。グリーンシートは、両側
に内部電極が存在するバリスタ層の数が1となり、かつ
両側に内部電極が存在する誘電体層の数が10となるよ
うに積層した。
グリーンチップを焼成し、素子本体を得た。素子本体の
焼成温度(安定部温度)は、表1に示す各温度とした。
焼成の際には、昇温工程における600℃までの昇温は
空気中で行い、それ以降の昇温と、温度保持工程のすべ
てと、降温工程における600℃までの降温とは酸素雰
囲気中で行い、600℃以下での降温は空気中で行っ
た。焼成時間(温度保持工程の持続時間)は4時間とし
た。なお、昇温工程において600℃の温度に2時間保
持することにより、脱バインダを行った。
バッファ層の厚さは100μm、誘電体層の厚さは7μ
m、内部電極の厚さは2〜3μm であった。また、バッ
ファ層の元素拡散領域の厚さは10μmであった。
ールと共にバレル研磨した。
両側面に、端子電極(Ag)をパロマ法で形成した。次
に、端子電極表面を除く素子本体表面に、ガラス保護膜
を形成した。次いで、Niめっきとハンダめっきとをこ
の順で行うことにより端子電極表面にめっき膜を形成
し、積層型複合機能素子とした。
定した。
1mAでの電圧非直線係数α1 および1〜10mAでの電圧
非直線係数α10とを、ケスレー237により測定した。
α1 およびα10は、下記式により求めた。
g(V1 /V0.1 )} α10={log(I10/I1 )/(log(V10/
V1 )}
10mA(=I10)、1mA(=I1 )、0.1mA(=I
0.1 )におけるバリスタ電圧を示す。
8302に定められた方法で試験を行い、サージ耐量を
求めた。このサージ耐量は、8/20μs インパルス電
流を印加したときに、バリスタ電圧の変化率が±10%
以内に収まる最大の電流波高値である。
8302に定められた方法で試験を行い、エネルギー耐
量を求めた。このエネルギー耐量は、2ms方形波インパ
ルス電流を印加したときに、バリスタ電圧の変化率が±
10%以内に収まる最大のエネルギー値である。
た方法で試験を行い、静電気耐量を求めた。
定した。測定条件は、電圧1V 、周波数1kHz 、温度2
5℃とした。
ートと上記内部電極用ペーストとを用いて、酸化亜鉛バ
リスタを作製した。バリスタ層の厚さは、表1に示す各
素子と同一とした。これらのバリスタは、1250℃で
焼成した。これらのバリスタについて、表1に示す各素
子と同様にバリスタ特性を測定した。結果を表2に示
す。
ンシートと上記内部電極用ペーストとを用いて、積層型
チップコンデンサを作製した。誘電体層の厚さおよび積
層数は、表1に示す各素子と同一とした。このコンデン
サは、1300℃で焼成した。このコンデンサについ
て、表1に示す各素子と同様にコンデンサ特性を測定し
た。結果を表3に示す。
スタ特性、およびコンデンサ特性を示す表1と、単機能
のバリスタの特性を示す表2および単機能のコンデンサ
の特性を示す表3との比較から、本発明のセラミックス
複合積層部品では、バリスタ特性およびコンデンサ特性
の双方が、それぞれ単機能素子と同等であることがわか
る。
に示す波形の電圧を印加し、出力波形を測定した。結果
を図3に示す。また、比較のために、上記酸化亜鉛のバ
リスタにも同じ波形の電圧を印加して出力電圧を測定し
た。結果を図4に示す。図4に示すように、酸化亜鉛バ
リスタでは、10ns間でのノイズを吸収できないのに対
し、図3に示されるように、本発明の素子では10ns以
下のノイズを吸収している。
ラックの有無を各ロット15個ずつ確認した。結果を表
1に示す。
クス複合積層部品を作成し、また、この素子のコンデン
サ部と同様な構成を有する積層型チップコンデンサを作
成し、これらについて特性比較を行ったところ、表1の
素子と表3のコンデンサの関係同様に同等のコンデンサ
特性が得られた。
ート、および誘電体層グリーンシートの熱収縮曲線を示
す。図5から誘電体層にガラスを添加することにより、
誘電体層の熱収縮曲線をバリスタ層のそれに近似させる
ことが可能なことがわかる。
のセラミックス部品を積層したセラミックス複合積層部
品、例えばバリスタ部とコンデンサ部とを積層一体化し
たセラミックス複合積層部品において、クラックやデラ
ミネーションの発生を抑えることが可能となった。
示す断面図である。
電圧波形図である。
電圧波形に対する出力波形の図である。
印加し、得られた出力電圧の波形を示した図である。
および誘電体層グリーンシートの熱収縮曲線を示した図
である。
Claims (2)
- 【請求項1】 バリスタ層と誘電体層とを有し、 このバリスタ層および誘電体層のうちのより低い方の比
抵抗よりも高い比抵抗をもつバッファ層を有するセラミ
ックス複合積層部品であって、 誘電体層は、酸化チタンを主成分とするか、Laおよび
Tiを含む酸化物を主成分として含有し、 バッファ層は、バリスタ層を構成する酸化物および/ま
たは誘電体層を構成する酸化物を主成分として含有し、 バリスタ層は、酸化亜鉛を含有し、 前記誘電体層は前記主成分に加えさらに硼珪酸ガラスを
1〜8wt%、酸化ジルコニウムをZrO2 換算で3〜1
0wt%含有するセラミックス複合積層部品。 - 【請求項2】 前記バッファ層は前記主成分に加えさら
にLi,Na,K,Rb,Cs,Cu,AgおよびTb
の1種または2種以上を0.01〜0.2wt%含有する
セラミックス複合積層部品。
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JP2003101436A (ja) * | 2001-09-21 | 2003-04-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 高周波デバイス |
JP2003101434A (ja) * | 2001-09-21 | 2003-04-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 高周波デバイス |
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