JPH01283915A - 多層デバイスおよびその製造方法 - Google Patents
多層デバイスおよびその製造方法Info
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- JPH01283915A JPH01283915A JP1046730A JP4673089A JPH01283915A JP H01283915 A JPH01283915 A JP H01283915A JP 1046730 A JP1046730 A JP 1046730A JP 4673089 A JP4673089 A JP 4673089A JP H01283915 A JPH01283915 A JP H01283915A
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- varistor
- capacitor
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/40—Structural combinations of fixed capacitors with other electric elements, the structure mainly consisting of a capacitor, e.g. RC combinations
-
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- Y10T29/43—Electric condenser making
- Y10T29/435—Solid dielectric type
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Thermistors And Varistors (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
- Ceramic Capacitors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は保護デバイスに関する。更に詳細には、本発明
はセラミックコンデンサおよびセラミックデバイスに関
する。
はセラミックコンデンサおよびセラミックデバイスに関
する。
［従来の技術］
保護デバイスは電子情報処理回路と共に広範に使用され
、この回路をスプリアスな電圧サージおよび電圧過渡現
象から保護する。通常、コンデンサは電子情報処理回路
を高周波電圧過渡現象から保護するのに使用される。こ
のような高周波電圧過渡現象は信号処理または記憶４３
号にエラーを起こすことがある。ツェナーダイオードの
ような閾値デバイスは通常、電子情報処理回路を高振幅
、低周波電圧サージから保護するのに使用される。
、この回路をスプリアスな電圧サージおよび電圧過渡現
象から保護する。通常、コンデンサは電子情報処理回路
を高周波電圧過渡現象から保護するのに使用される。こ
のような高周波電圧過渡現象は信号処理または記憶４３
号にエラーを起こすことがある。ツェナーダイオードの
ような閾値デバイスは通常、電子情報処理回路を高振幅
、低周波電圧サージから保護するのに使用される。
このような高振幅、低周波電圧サージは別の方法で回路
に永久的な物理的損傷を与えることがある。
に永久的な物理的損傷を与えることがある。
従って、多くの回路は、適正な保護のために、コンデン
サとツェナーダイオードの両方を同時に必要とする。
サとツェナーダイオードの両方を同時に必要とする。
多層セラミックコンデンサは静電容量が高く、しかも、
サイズが比較的にコンパクトなので、保護デバイスとし
てポピユラーなものになりつつある。通常、セラミック
コンデンサは、二枚のセラミックコンデンサ組成物の層
の間に金属ペースト層をサンドイッチ状に挟み、次いで
、このユニットを焼結して金属（これはその後にコンデ
ンサ電極を構成する）および高誘電性セラミックコンデ
ンサ組成物の両方を安定化させることにより製造される
。次いで、別の金属電極を一方の端子電極に接合し、そ
して、残りの電極を反対側の端子電極に接合し、端子電
極から延びる金属電極を嵌合させ、そして、高い総静電
容量を２個の端子電極間に形成させる。
サイズが比較的にコンパクトなので、保護デバイスとし
てポピユラーなものになりつつある。通常、セラミック
コンデンサは、二枚のセラミックコンデンサ組成物の層
の間に金属ペースト層をサンドイッチ状に挟み、次いで
、このユニットを焼結して金属（これはその後にコンデ
ンサ電極を構成する）および高誘電性セラミックコンデ
ンサ組成物の両方を安定化させることにより製造される
。次いで、別の金属電極を一方の端子電極に接合し、そ
して、残りの電極を反対側の端子電極に接合し、端子電
極から延びる金属電極を嵌合させ、そして、高い総静電
容量を２個の端子電極間に形成させる。
ツェナーダイオードは、シリコンのようなバンドギャッ
プ材料が対向する端子電極間に３何されているようなデ
バイスである。端子電極間の印加電圧が閾値を越えた時
、デバイスの抵抗は急激に低下し、その結果、保護すべ
き回路から電流が分路する。
プ材料が対向する端子電極間に３何されているようなデ
バイスである。端子電極間の印加電圧が閾値を越えた時
、デバイスの抵抗は急激に低下し、その結果、保護すべ
き回路から電流が分路する。
ツェナーダイオードの代わりに使用し得る公知のデバイ
スはバリスタである。これは一般的に、ツェナーダイオ
ードと同じ外部電気特性を有するが、異なった動作原理
により動作するデバイスである。後で説明するように、
バリスタは、印加された外部電圧が閾値を若干越える時
に粒界を通して電子のトンネル効果により電流伝導が起
こるようなセラミックデバイスである。
スはバリスタである。これは一般的に、ツェナーダイオ
ードと同じ外部電気特性を有するが、異なった動作原理
により動作するデバイスである。後で説明するように、
バリスタは、印加された外部電圧が閾値を若干越える時
に粒界を通して電子のトンネル効果により電流伝導が起
こるようなセラミックデバイスである。
［発明が解決しようとする課題］
最近の一般的な傾向は、電子回路の著しい微小化であり
、全ての電子システムを１個のシリコンチップに包含さ
せることができる。多層セラミックコンデンサは他の同
等のコンデンサよりもコンパクトであるが、セラミック
コンデンサおよびツェナーダイオードを電子回路と並列
させると、保護すべき回路よりも嵩高になることが多い
。保護デバイスの小形化は電子回路の小形化の歩調と−
・致しないので、保護デバイスの一層の小形化が強く望
まれている。
、全ての電子システムを１個のシリコンチップに包含さ
せることができる。多層セラミックコンデンサは他の同
等のコンデンサよりもコンパクトであるが、セラミック
コンデンサおよびツェナーダイオードを電子回路と並列
させると、保護すべき回路よりも嵩高になることが多い
。保護デバイスの小形化は電子回路の小形化の歩調と−
・致しないので、保護デバイスの一層の小形化が強く望
まれている。
［課題を解決するための手段］
本発明によれば、多層セラミックコンデンサ技術を用い
てセラミックコンデンサおよびセラミックバリスタを１
個のモノリシックデバイスに結合させることにより大幅
な小形化が達成される。得られたデバイスは高周波およ
び高振幅電圧サージの双方に対する保護効果をもたらす
。
てセラミックコンデンサおよびセラミックバリスタを１
個のモノリシックデバイスに結合させることにより大幅
な小形化が達成される。得られたデバイスは高周波およ
び高振幅電圧サージの双方に対する保護効果をもたらす
。
特に、酸化亜鉛に対する酸化物添加剤の添加量を変化さ
せることにより、各種セラミックコンデンサ組成物の焼
結温度に匹敵する焼結温度を有する酸化亜鉛セラミック
を得ることができる。多層コンデンサ構造では、少なく
とも２個の電極間の空間にバリスタ組成物が入るが、構
造体の残りの金属電極間の空間にはセラミックコンデン
サ組成物が入る。次いで、この２種類の組成物は一作業
で焼結される。焼結前のバリスタとコンデンサ組成物と
の間のスプリアスな化学反応を防止するために、アセン
ブリー前にバリスタとコンデンサ組成物を別々に焼成す
ることが好ましい。焼結により、二種類のセラミック組
成物は固化し、そして、積層され、単一のモノリシック
デバイスを形成する。
せることにより、各種セラミックコンデンサ組成物の焼
結温度に匹敵する焼結温度を有する酸化亜鉛セラミック
を得ることができる。多層コンデンサ構造では、少なく
とも２個の電極間の空間にバリスタ組成物が入るが、構
造体の残りの金属電極間の空間にはセラミックコンデン
サ組成物が入る。次いで、この２種類の組成物は一作業
で焼結される。焼結前のバリスタとコンデンサ組成物と
の間のスプリアスな化学反応を防止するために、アセン
ブリー前にバリスタとコンデンサ組成物を別々に焼成す
ることが好ましい。焼結により、二種類のセラミック組
成物は固化し、そして、積層され、単一のモノリシック
デバイスを形成する。
［実施例］
以下、図面を参照しながら本発明を更に詳細に説明する
。
。
第１図はコンデンサ１２と並列にバリスタ１１の電気作
用をもたらす本発明の保護デバイス１０を概略的に示し
ている。この保護回路は例えば、保護デバイスに並列に
接続された集積回路チップ１３を電気的に保護するため
に使用できる。保護デバイスは端子１°５と１６との間
で保護作用を果たす。これにより、端子間の高周波電圧
過渡現象は被保護デバイス１３を通らずに、コンデンサ
１２を通して分路され、また、閾値を越えた低周波電圧
または直流電圧はバリスタ１１を通して分路される。
用をもたらす本発明の保護デバイス１０を概略的に示し
ている。この保護回路は例えば、保護デバイスに並列に
接続された集積回路チップ１３を電気的に保護するため
に使用できる。保護デバイスは端子１°５と１６との間
で保護作用を果たす。これにより、端子間の高周波電圧
過渡現象は被保護デバイス１３を通らずに、コンデンサ
１２を通して分路され、また、閾値を越えた低周波電圧
または直流電圧はバリスタ１１を通して分路される。
第２図はバリスタ１１の電流−電圧特性曲線を示す。低
動作電圧では、バリスタは電流を伝導せず、開回路とし
て作用する。しかし、閾値Ｖθを越える高電圧では、バ
リスタは次式により電流を伝導する。
動作電圧では、バリスタは電流を伝導せず、開回路とし
て作用する。しかし、閾値Ｖθを越える高電圧では、バ
リスタは次式により電流を伝導する。
Ｉ＝ＡＶ“
（式中、Ａは比例定数であり、αは非直線指数である。
）従って、高電圧ではバリスタは極めて導電性である。
知られているように、適当なドーパントを有する酸化亜
鉛セラミックは有用なバリスタ特性と、２．０〜５０の
範囲にわたる大きな非直線指数を有する。ＺｎＯセラミ
ック中の非直線電導は各粒界を通過する電子のトンネル
効果により生じる。
鉛セラミックは有用なバリスタ特性と、２．０〜５０の
範囲にわたる大きな非直線指数を有する。ＺｎＯセラミ
ック中の非直線電導は各粒界を通過する電子のトンネル
効果により生じる。
従って、厚さがｔのＺｎＯセラミックサンプル中では、
非直線電導を起こすのに必要な最小電圧Ｖ、７は次式で
求められる。
非直線電導を起こすのに必要な最小電圧Ｖ、７は次式で
求められる。
Ｖｔｙ ＝３．２５ ｔ／Ｇ （ボルト）（式中、Ｇは
セラミックサンプルの平均粒子厚さである。）酸化亜鉛
のセラミックミクロ構造の・−般的な粒径は１０μｍで
ある。従って、厚さが１〜２ミル（２５〜５０μｍ）の
場合、閾値電圧ＶＤは８〜１６ボルトになる。
セラミックサンプルの平均粒子厚さである。）酸化亜鉛
のセラミックミクロ構造の・−般的な粒径は１０μｍで
ある。従って、厚さが１〜２ミル（２５〜５０μｍ）の
場合、閾値電圧ＶＤは８〜１６ボルトになる。
第３図に示されているように、結合バリスタΦコンデン
サは本発明の一実施例により、セラミックコンデンサ組
成物２０とセラミックバリスタ組成物２１を一体的なデ
バイス中に包含することにより製造できる。セラミック
バリスタ組成物は電極２２と２３の間に含有され、また
、コンデンサ組成物は電極２３と２４の間に含有される
。電極２３は端子電極２６に接続され、電極２２および
２４は端子電極２７に接続されている。従って、このデ
バイスはコンデンサと並列にバリスタとして動作するこ
とができる。この場合、バリスタおよびコンデンサの両
デバイスとも端子電極２６と２７の間に接続される。
サは本発明の一実施例により、セラミックコンデンサ組
成物２０とセラミックバリスタ組成物２１を一体的なデ
バイス中に包含することにより製造できる。セラミック
バリスタ組成物は電極２２と２３の間に含有され、また
、コンデンサ組成物は電極２３と２４の間に含有される
。電極２３は端子電極２６に接続され、電極２２および
２４は端子電極２７に接続されている。従って、このデ
バイスはコンデンサと並列にバリスタとして動作するこ
とができる。この場合、バリスタおよびコンデンサの両
デバイスとも端子電極２６と２７の間に接続される。
第３図のデバイスは本発明により、公知の多層セラミッ
クコンデンサ組立技術を用いて製造される。セラミック
コンデンサ組成物２０は、粉末状の適当な焼成誘電体を
、ポリマー、可塑剤および離型剤を含有する打機材料中
で混合し、′スリップ”状に製造される。次いで、例え
ば、金属懸濁液をシルクスクリーン印刷することにより
電極２３および２４を取付る。知られているように、焼
成は誘電体粉末を化学的に安定化させる。焼成は一般的
に適当な加熱により行われる。
クコンデンサ組立技術を用いて製造される。セラミック
コンデンサ組成物２０は、粉末状の適当な焼成誘電体を
、ポリマー、可塑剤および離型剤を含有する打機材料中
で混合し、′スリップ”状に製造される。次いで、例え
ば、金属懸濁液をシルクスクリーン印刷することにより
電極２３および２４を取付る。知られているように、焼
成は誘電体粉末を化学的に安定化させる。焼成は一般的
に適当な加熱により行われる。
バリスタ部分も同じように製造される。すなわち、酸化
亜鉛セラミック粉末を焼成し、適当な有機材料と混合し
、スリップに形成し、次いで、電極２２で被覆する。二
種類の非焼結セラミックスリップ２０および２１を加圧
丁で積重させ、この積重体を加熱することにより焼結し
、二種類のスリップを単一の一体構造に形成する。多層
セラミックコンデンサ構造の常用の製造方法は例えば、
ゴートン アンド ブリーチ サイエンス パブリッシ
ャース社から１９８５年に出版された、ジェー・エムφ
バーパートの“セラミック誘電体およびコンデンサ”に
開示されている。公知の通り、電極は白金またはパラジ
ウム・銀合金のような、焼結温度に耐えることのできる
高融点材料であることが好ましい。焼結により、両方の
セラミックとも構造的に団結し、−緒に積層される。そ
の後、端子電極２６および２７が取り付けられる。
亜鉛セラミック粉末を焼成し、適当な有機材料と混合し
、スリップに形成し、次いで、電極２２で被覆する。二
種類の非焼結セラミックスリップ２０および２１を加圧
丁で積重させ、この積重体を加熱することにより焼結し
、二種類のスリップを単一の一体構造に形成する。多層
セラミックコンデンサ構造の常用の製造方法は例えば、
ゴートン アンド ブリーチ サイエンス パブリッシ
ャース社から１９８５年に出版された、ジェー・エムφ
バーパートの“セラミック誘電体およびコンデンサ”に
開示されている。公知の通り、電極は白金またはパラジ
ウム・銀合金のような、焼結温度に耐えることのできる
高融点材料であることが好ましい。焼結により、両方の
セラミックとも構造的に団結し、−緒に積層される。そ
の後、端子電極２６および２７が取り付けられる。
（１）？６結前に焼成すれば、コンデンサとバリスタ組
成物との間の化学反応が避けられ、また、（２）酸化亜
鉛中に適当な添加剤を加えれば、コンデンサ組成物の焼
結温度に匹敵する最適な焼結温度を有するように、バリ
スタ組成物を特別仕様に作製することができることが発
見されたので、バリスタおよびコンデンサ組成物を同時
に焼結することができる。
成物との間の化学反応が避けられ、また、（２）酸化亜
鉛中に適当な添加剤を加えれば、コンデンサ組成物の焼
結温度に匹敵する最適な焼結温度を有するように、バリ
スタ組成物を特別仕様に作製することができることが発
見されたので、バリスタおよびコンデンサ組成物を同時
に焼結することができる。
バリスタ組成物２１の場合、様々な添加量の酸化物添加
剤を存する酸化亜鉛は、添加剤のタイプおよび濃度によ
るが、９５０〜１３５０℃の範囲内の焼結温度をもたら
す。様々な酸化亜鉛組成物例は、エム・マツ才力の応用
物理学会誌、第１０巻、７３６〜７４６頁（１９７１）
に開示されている。これら酸化亜鉛組成物の特性を下記
の表１に要約して示す。
剤を存する酸化亜鉛は、添加剤のタイプおよび濃度によ
るが、９５０〜１３５０℃の範囲内の焼結温度をもたら
す。様々な酸化亜鉛組成物例は、エム・マツ才力の応用
物理学会誌、第１０巻、７３６〜７４６頁（１９７１）
に開示されている。これら酸化亜鉛組成物の特性を下記
の表１に要約して示す。
及１
バリスタおよびコンデンサ組成物の最適焼結温度の差が
約１０％以内であれば、適正なバリスタおよびコンデン
サ特性をもたらす信頼性の高い一体構造を作製できるこ
とが発見された。酸化亜鉛の含有率が少なくとも９７モ
ル％であるバリスタ組成物の場合、各種の添加剤は、望
ましいコンデンサ組成物の焼結温度に匹敵させることの
できる各種焼結温度を与える。チタン酸バリウム系の市
販のコンデンサ誘電体は１１５０〜１３５０℃の範囲内
の焼結温度を何する。例えば、ワイ・エノモトおよびニ
ー拳ヤマギの“セラミック プリテン”、第６０巻、５
６６〜５７０頁（１９８１）に開示されているように、
Ｄｙ２Ｏ３がドープされたチタン酸バリウムは１３５０
℃の最適焼結温度ヲ有スル。ニス・エル・シュワルツ、
ティー・アール・シュラウド、ダブリュ・ニー・シュル
ツ工、エル舎イー・クロスらが“ジャーナル オブアメ
リカン ケミカル ソサエティー”、第６７巻、３１１
〜３１５頁（１９８４）に開示されているように、Ｐｂ
ＣＭｇ１／／ａ Ｎｂ２／ａ ）Ｏａの分子式を有す
るコンデンサ組成物の焼結温度は１２５０℃である。エ
ム・ヨネザワの“セラミックプリテン”、第６２巻、１
３７５〜１３７９頁（１９８３）にはＰｂ （Ｆｅｚ／
／２Ｎｂい）０．７１１Ｐｂ （Ｆ ｅ２７ａ Ｗ１／
ａ ） Ｏａの分子式を有するセラミックコンデンサ組
成物が開示されており、この組成物の最適焼結温度は９
５０〜１０５０℃である。従って、下記の表２に示され
たドープト酸化亜鉛バリスタ材料は下記の表２に示され
たコンデンサ材料と併用することができる。
約１０％以内であれば、適正なバリスタおよびコンデン
サ特性をもたらす信頼性の高い一体構造を作製できるこ
とが発見された。酸化亜鉛の含有率が少なくとも９７モ
ル％であるバリスタ組成物の場合、各種の添加剤は、望
ましいコンデンサ組成物の焼結温度に匹敵させることの
できる各種焼結温度を与える。チタン酸バリウム系の市
販のコンデンサ誘電体は１１５０〜１３５０℃の範囲内
の焼結温度を何する。例えば、ワイ・エノモトおよびニ
ー拳ヤマギの“セラミック プリテン”、第６０巻、５
６６〜５７０頁（１９８１）に開示されているように、
Ｄｙ２Ｏ３がドープされたチタン酸バリウムは１３５０
℃の最適焼結温度ヲ有スル。ニス・エル・シュワルツ、
ティー・アール・シュラウド、ダブリュ・ニー・シュル
ツ工、エル舎イー・クロスらが“ジャーナル オブアメ
リカン ケミカル ソサエティー”、第６７巻、３１１
〜３１５頁（１９８４）に開示されているように、Ｐｂ
ＣＭｇ１／／ａ Ｎｂ２／ａ ）Ｏａの分子式を有す
るコンデンサ組成物の焼結温度は１２５０℃である。エ
ム・ヨネザワの“セラミックプリテン”、第６２巻、１
３７５〜１３７９頁（１９８３）にはＰｂ （Ｆｅｚ／
／２Ｎｂい）０．７１１Ｐｂ （Ｆ ｅ２７ａ Ｗ１／
ａ ） Ｏａの分子式を有するセラミックコンデンサ組
成物が開示されており、この組成物の最適焼結温度は９
５０〜１０５０℃である。従って、下記の表２に示され
たドープト酸化亜鉛バリスタ材料は下記の表２に示され
たコンデンサ材料と併用することができる。
（以下余白）
表２に示されたセラミック材料の誘電率は全て１０，０
００以上である。
００以上である。
第４図は、複数の電極３０が端子電極３１から延び、そ
して、端子電極３３から延びる複数の電極３２と嵌合さ
れる、本発明の好ましい実施例を示している。一つの電
極３２と二つの電極３０の間に包含されているのはセラ
ミックバリスタ組成物３５であり、残りの嵌合電極３０
と３２の間にはセラミックコンデンサ組成物３６が存在
する。
して、端子電極３３から延びる複数の電極３２と嵌合さ
れる、本発明の好ましい実施例を示している。一つの電
極３２と二つの電極３０の間に包含されているのはセラ
ミックバリスタ組成物３５であり、残りの嵌合電極３０
と３２の間にはセラミックコンデンサ組成物３６が存在
する。
第４図の構造は第３図の構造と同一の一般的方法により
製造される。適当な組成物の各種の未焼結セラミックス
リップを電極材料で被覆し、加圧ドで積重させ、そして
、焼結させて、図示されているような積層された多層構
造を形成する。その後、端子電極３１および３３を取り
付ける。
製造される。適当な組成物の各種の未焼結セラミックス
リップを電極材料で被覆し、加圧ドで積重させ、そして
、焼結させて、図示されているような積層された多層構
造を形成する。その後、端子電極３１および３３を取り
付ける。
第４図のような実施例は、多数のコンデンサ層が、デバ
イスの嵩を比例的に増加させることなく、デバイスキャ
パシタンスを著しく増大させるので好ましい。複数のバ
リスタ層の使用により、−層大きなバリスタ電流容量、
および、方程式（２）の拘束に一致する設計可能性が得
られる。複数のバリスタ層は、並列接続される同等の複
数のバリスタを与えることが指摘される。図示された層
の実際の数は単なる例証のためのものであり、好ましい
実施例を限定するものではない。
イスの嵩を比例的に増加させることなく、デバイスキャ
パシタンスを著しく増大させるので好ましい。複数のバ
リスタ層の使用により、−層大きなバリスタ電流容量、
および、方程式（２）の拘束に一致する設計可能性が得
られる。複数のバリスタ層は、並列接続される同等の複
数のバリスタを与えることが指摘される。図示された層
の実際の数は単なる例証のためのものであり、好ましい
実施例を限定するものではない。
実施例４の製造された装置の一実施例では、セラミック
組成物は２５℃で２７０００〜３２０００の誘電率を有
する、Ｐ ｂ （Ｆ ｅ１／２Ｎ ｂｔ／ａ ）０３６
７％およびＰ ｂ （Ｆ ｅ２／／３Ｗｔ／ａ ） Ｏ
ａ ３３％からなる固溶体であった。７％のコバルトド
ーパントを導入し、誘電正接を低下させた。バリスタ組
成物３５の場合、酸化亜鉛粉末を２％Ｓｂ。
組成物は２５℃で２７０００〜３２０００の誘電率を有
する、Ｐ ｂ （Ｆ ｅ１／２Ｎ ｂｔ／ａ ）０３６
７％およびＰ ｂ （Ｆ ｅ２／／３Ｗｔ／ａ ） Ｏ
ａ ３３％からなる固溶体であった。７％のコバルトド
ーパントを導入し、誘電正接を低下させた。バリスタ組
成物３５の場合、酸化亜鉛粉末を２％Ｓｂ。
１％Ｃｒ５１％Ｂｉｔ ０．５％ＣＯおよび０．５％Ｍ
ｎでドープした。両組酸物のセラミックスリップはアク
リル系有機バインダーの粉末スラＩＪ−をテープキャス
ティングすることにより製造し、−緒に積層し、そして
、酸素雰囲気中で１０５０℃で２時間焼結させた。酸化
亜鉛４層とコンデンサ組成物８層を使用した。各層の厚
さは約３８μｍであった。モノリシックデバイスは１ｋ
Ｈｚ〜Ｉ Ｍ Ｈｚの周波数範囲で、約１μＦの大きな
キャパシタンス値と０．０８の適度に低い誘電正接を有
していた。バリスタ組成物の非直線指数の算出値は約１
１．４であった。
ｎでドープした。両組酸物のセラミックスリップはアク
リル系有機バインダーの粉末スラＩＪ−をテープキャス
ティングすることにより製造し、−緒に積層し、そして
、酸素雰囲気中で１０５０℃で２時間焼結させた。酸化
亜鉛４層とコンデンサ組成物８層を使用した。各層の厚
さは約３８μｍであった。モノリシックデバイスは１ｋ
Ｈｚ〜Ｉ Ｍ Ｈｚの周波数範囲で、約１μＦの大きな
キャパシタンス値と０．０８の適度に低い誘電正接を有
していた。バリスタ組成物の非直線指数の算出値は約１
１．４であった。
本発明を例証するために様々な実施例を開示し、説明し
てきた。特に、表２は酸化亜鉛組成物と各種コンデンサ
組成物の例証的な実用的組合せの極一部のリストである
。従って、説明するまでもな（、添加剤と酸化亜鉛のそ
の他の多くの組合せを使用し、その焼結温度を随意に調
節することができる。また、公知の多くのセラミックコ
ンデンサ組成物を本明細書に全て開示するには数が大過
ぎて冗長となる。本発明にもとることなく、当業者なら
ば、その他の様々な実施例および変更をなし得る。
てきた。特に、表２は酸化亜鉛組成物と各種コンデンサ
組成物の例証的な実用的組合せの極一部のリストである
。従って、説明するまでもな（、添加剤と酸化亜鉛のそ
の他の多くの組合せを使用し、その焼結温度を随意に調
節することができる。また、公知の多くのセラミックコ
ンデンサ組成物を本明細書に全て開示するには数が大過
ぎて冗長となる。本発明にもとることなく、当業者なら
ば、その他の様々な実施例および変更をなし得る。
［発明の効果コ
以上説明したように、本発明によれば、高周波および高
振幅電圧サージの双方に対する保護効果を与える小形の
モノリシックバリスタ・コンデンサ保護デバイスが得ら
れる。
振幅電圧サージの双方に対する保護効果を与える小形の
モノリシックバリスタ・コンデンサ保護デバイスが得ら
れる。
第１図は集積回路用の保護デバイスとして使用される本
発明により製造される結合バリスタ・コンデンサの回路
図である。 第２図は第１図のバリスタの電流−電圧特性図である。 第３図は本発明の一実施例による結合バリスタ・コンデ
ンサの断面を示す概要図である。 第４図は本発明の別の実施例による結合バリスタ・コン
デンサの断面を示す概要図である。 出願人：アメリカン テレフォン アンドテレグラフ
カムパニー
発明により製造される結合バリスタ・コンデンサの回路
図である。 第２図は第１図のバリスタの電流−電圧特性図である。 第３図は本発明の一実施例による結合バリスタ・コンデ
ンサの断面を示す概要図である。 第４図は本発明の別の実施例による結合バリスタ・コン
デンサの断面を示す概要図である。 出願人：アメリカン テレフォン アンドテレグラフ
カムパニー
Claims (15)
- （１）少なくとも二つの第２の電極に嵌合された少なく
とも一つの第１の電極として配列された複数の金属電極
間に未焼結セラミック組成物を形成し、第１の端子電極
を第１の電極の第１の端部に固着し、第２の端子電極を
第２の金属電極の第２の端部に固着する工程からなる多
層電子デバイスの製造方法であって、 第１の電極のうちの少なくとも一つと第２の電極のうち
の少なくとも一つとの間の未焼結セラミック組成物がコ
ンデンサ組成物であり；少なくとも一つの第１電極と少
なくとも一つの第２電極との間の未焼結セラミック組成
物がバリスタ組成物であり；そして、バリスタ組成物と
コンデンサ組成物が同時に焼結され、これによりコンデ
ンサとバリスタが結合されたデバイスを形成することを
特徴とする多層電子デバイスの製造方法。 - （２）バリスタ組成物が少なくとも９７モル％の酸化亜
鉛からなることを特徴とする請求項１記載の多層電子デ
バイスの製造方法。 - （３）バリスタ組成物の最適焼結温度がコンデンサ組成
物の最適焼結温度の約１０％以内であることを特徴とす
る請求項２記載の多層電子デバイスの製造方法。 - （４）バリスタ組成物およびコンデンサ組成物の各々の
最適焼結温度が９５０℃〜１３５０℃の範囲内であるこ
とを特徴とする請求項３記載の多層電子デバイスの製造
方法。 - （５）バリスタ組成物が一つの第１電極と二つの第２電
極との間に形成され、かつ、コンデンサ組成物が複数の
第１電極と複数の第２電極との間に形成されることを特
徴とする請求項４記載の多層電子デバイスの製造方法。 - （６）バリスタ組成物が複数の層として形成され、コン
デンサ組成物が複数の層として形成され、これらの層は
積重され、そして、各々隣接する一対の層間に一つの電
極が存在するように金属電極が配列されることを特徴と
する請求項４記載の多層電子デバイスの製造方法。 - （７）バリスタ組成物は、Ｂｉ＿２Ｏ＿３，Ｓｂ＿２Ｏ
＿３，ＣｏＯ，ＭｎＯおよびＣｒ＿２Ｏ＿３からなる群
から選択される少なくとも一つの添加剤を含有する酸化
亜鉛からなることを特徴とする請求項４記載の多層電子
デバイスの製造方法。 - （８）コンデンサ組成物はＢａＴｉＯ＿３，Ｐｂ（Ｍｇ
＿１＿／＿３Ｎｂ＿２＿／＿３）Ｏ＿３およびＰｂ（Ｆ
ｅ＿１＿／＿２Ｎｂ＿１＿／＿２）Ｏ＿３・Ｐｂ（Ｆｅ
＿２＿／＿３Ｗ＿１＿／＿３）Ｏ＿３からなる群から選
択されることを特徴とする請求項７記載の多層電子デバ
イスの製造方法。 - （９）複数の第２の電極に嵌合された複数の第１の電極
として配列された複数の金属電極間のセラミックコンデ
ンサ組成物の層、第１の金属電極の一端に接続された第
１の端子電極および第２の金属電極の一端に接続された
、第１の端子電極に対向する第２の端子電極からなる多
層デバイスであって； 第１の端子電極に接続された少なくとも一つの第１電極
と、第２の端子電極に接続された少なくとも一つの第２
電極との間にセラミックバリスタ組成物が包含され、こ
れにより第１および第２端子電極が、バリスタと並列な
コンデンサにより電気的に結合されることを特徴とする
多層デバイス。 - （１０）セラミックバリスタ組成物は主に酸化亜鉛から
なり、そして、コンデンサ組成物は ＢａＴｉＯ＿３，Ｐｂ（Ｍｇ＿１＿／＿３Ｎｂ＿２＿／
＿３）Ｏ＿３およびＰｂ（Ｆｅ＿１＿／＿２Ｎｂ＿１＿
／＿２）Ｏ＿３とＰｂ（Ｆｅ＿２＿／＿３Ｗ＿１＿／＿
３）Ｏ＿３との固溶体からなる群から選択されることを
特徴とする請求項９記載の多層デバイス。 - （１１）セラミックバリスタ組成物の非直線指数αが４
〜５０の範囲内であり、セラミックコンデンサ組成物の
誘電率が１０，０００以上であることを特徴とする請求
項１０記載の多層デバイス。 - （１２）特定の第１および第２電極の間に未焼結バリス
タ組成物を包含させ、残りの第１および第２電極の間に
未焼結コンデンサ組成物を包含させ、そして、このバリ
スタ組成物およびセラミック組成物を同時に焼結するこ
とにより、セラミックバリスタ組成物およびセラミック
コンデンサ組成物が形成されることを特徴とする請求項
９記載の多層デバイス。 - （１３）少なくとも二つの第２の電極に嵌合された少な
くとも一つの第１の電極として配列された複数の金属電
極間に未焼結セラミック組成物を形成し、第１の端子電
極を第１の電極の第１の端部に固着し、第２の端子電極
を第２の金属電極の第２の端部に固着する工程からなる
方法により製造される電子デバイスであって、 第１の電極のうちの少なくとも一つと第２の電極のうち
の少なくとも一つとの間の未焼結セラミック組成物がコ
ンデンサ組成物であり；少なくとも一つの第１電極と少
なくとも一つの第２電極との間の未焼結セラミック組成
物がバリスタ組成物であり；そして、バリスタ組成物と
コンデンサ組成物が同時に焼結され、これによりコンデ
ンサとバリスタが結合されたデバイスを形成することを
特徴とする電子デバイス。 - （１４）バリスタ組成物が少なくとも９７モル％の酸化
亜鉛からなることを特徴とする請求項１３記載の電子デ
バイス。 - （１５）バリスタ組成物の最適焼結温度がコンデンサ組
成物の最適焼結温度の約１０％以内であることを特徴と
する請求項１４記載の電子デバイス。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| US173857 | 1988-03-28 | ||
| US07/173,857 US4811164A (en) | 1988-03-28 | 1988-03-28 | Monolithic capacitor-varistor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01283915A true JPH01283915A (ja) | 1989-11-15 |
Family
ID=22633817
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP1046730A Pending JPH01283915A (ja) | 1988-03-28 | 1989-03-01 | 多層デバイスおよびその製造方法 |
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|---|---|
| US (1) | US4811164A (ja) |
| JP (1) | JPH01283915A (ja) |
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