JPH02201901A - 積層セラミックバリスタの製造法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、積層方法を改良した積層セラミックバリスタ
の製造法に関するものである。

〔従来技術及びその問題点］ 酸化亜鉛を主成分とするセラミソクバリスクは、その抵
抗値が印加電圧によって著しく変化し、良好な電流−電
圧非直線性を示す。このため、従来より、各種電子機器
のサージ吸収用、電圧の安定化素子として幅広く使用さ
れてきた。

最近では、機器の小型化、及び低電圧化が進み、これに
対応して小型で、低バリスタ電圧、高サージ耐量の特性
を有する積層セラミックバリスタが注目され、種々検討
されている。

しかしながら従来の積層セラミックバリスタは、例えば
特開昭５４−１０６８９４号公報に記載されているよう
に、焼結後に焼結体を切断し、更に研磨して得られる素
子は、もれ電流の増加やαの低下がみられることから、
その製造は以下のような方法により行われている。すな
わち、焼結することにより電圧非直線性を示す組成から
なる仮焼粉末をドクターブレード法によりシート化し、
この生シートに白金、パラジウムなどの高融点金属から
なる内部電極をスクリーン印刷し、ついでこれを積層し
、熱圧着、後、所定形状に切断する。これを空気中で焼
結し、この焼結体の両端に外部電極を焼き付けて積層セ
ラミックバリスタを得てい名。

このように従来の積層セラミックバリスタは内部電極を
生シートの焼結と同時に形成するため、焼結時に生シー
トが収縮し内部電極との間にひずみを生じ、積層シート
間でデラミネーションが発生し、得られた素子は十分な
性能を果たすことができないことがあった。特に低バリ
スタ電圧を実現するためには、薄膜シートの成形が必須
となるが、このシート成形体の収縮が問題であった。ま
た内部電極材料としては、高い焼結温度で電極を焼付け
るため高価な金、白金、パラジウムといった高融点金属
を主成分とする必要があり積層セラミックバリスタの製
造コストを大幅に上げることになり、実用化の上で大き
な問題になっていた。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは以上の如き従来技術の問題点を解決するた
めに鋭意研究を行った結果、本発明に到った。

本発明は、積層セラミックバリスタの製造において、バ
リスタ特性を有するセラミック微粉末に、有機接着剤、
またはガラス粉末及び溶媒を加えてペースト状とし、こ
れを表裏両面に電極を形成した絶縁基板、ヒに塗布し、
これを積層後、熱処理を行うことにより基板同士を接着
することを特徴とする積層セラミックバリスタの製造法
に関する。

本発明に使用するバリスタ特性を有するセラミック微粉
末は、例えば特開昭６２−１９０８０１号公報に記載さ
れているような方法により製造されるものが好適に使用
される。すなわち酸化亜鉛の微粒子を７００〜１３００
°Ｃで焼成した後、焼結した酸化亜鉛を０．５〜５０μ
ｍの粒子径に粉砕し、その酸化亜鉛微粉末に、酸化マン
ガン等の添加物を０゜０００１〜１０ＩＩｌｏ１χ添加
し、６００〜１４００’Ｃで焼成した後、粉砕分級して
得られる。その粒径は必要とするバリスタ電圧に応じて
適宜選択することができ、通常的１２００°Ｃ度のもの
が好適に使用される。

有機接着剤としては、特に限定されないが、ポリイミド
樹脂、エポキシ樹脂、ゲイ素樹脂、フェノール樹脂等を
好適に挙げることができる。

ガラス粉末としては、電極材料同士を接着させるような
ガラス組成であればよく、具体例とじては、酸化ビスマ
ス、酸化ケイ素、酸化ホウ素からなるような組成のガラ
スフリットを挙げることができる。

またバリスタ特性を有するセラミック微粉末と、有機接
着剤、またはガラス粉末及び溶媒の使用割合は、特に限
定されないがセラミック微粉末１００重量部当たり１０
〜１００重量部使用される。

絶縁基板としては、ガラス基板、アルミナ基板、酸化ベ
リア基板等を好適に挙げることができる。

また基板上に形成する電極材料としては、金、白金、パ
ラジウム、銀、アルミニウム等の種々の金属を使用する
ことができるが、製造コストの面からは銀のような安価
な金属が好ましい。

さらに詳細には、以下のような方法により製造すること
ができる。まず、バリスタ特性を有するセラミック微粉
末を調製し、これに有機接着剤、またはガラス粉末と溶
媒を加えペースト状とし、これを、表裏両面に電極を形
成した絶縁基板上にスクリーン印刷のような印刷法、ス
プレー法、浸漬法等により塗布し、ついで積層し、３５
０〜６００°Ｃ程度の温度で熱処理を行うことにより基
板同士を接着し積層体を得る。ついで積層体の端面に銀
ペースト等の外部電極材料を塗布し、５００〜６００°
Ｃ程度の温度で熱処理することにより容易に積層セラミ
ックバリスタを製造できる。

〔実施例〕

以下、添付図面である第１図〜第３図に示す一実施例を
用いて本発明の積層セラミックバリスタの製造法を詳述
する。

図において、１は絶縁基板、２は絶縁基板上の両端面に
形成した内部電極である。３はバリスタ特性を有するセ
ラミック微粉末に有機接着剤、またはガラス粉末と溶媒
を加え、ペースト状にした後に熱処理を行うことによっ
て得られるセラミックバリスタ層である。４は積層化し
た時、内部電極２の一端部と接続している外部電極であ
る。

実施例１ 粒子径０．０５〜１μｍの酸化亜鉛粉末をペレットに成
形後、１２００°Ｃで２時間焼成を行った後、粉砕、分
級し、粒子径１〜２０！Ｊｍの粒子を得た。

この酸化亜鉛粉末に、酸化ビスマス、酸化マンガン、酸
化コバルト、酸化アンチモン、酸化アルミニウムをそれ
ぞれ、０．０００１〜１０ｍｏｌＸ添加、混合し、これ
を８００〜１４００°Ｃで焼成した後、軽く粉砕して、
２〜２０μｍの粒径となるように分級し、バリスタ特性
を有するセラミック微粉末を得た。

このセラミック微粉末１００重量部に対してガラスフリ
ット５０重量部、エチルセルロース５重量部、ブチルカ
ルピトール４０重量部をそれぞれ加えて混合しペースト
状とした。

一方、ガラス基板の表裏両面にスクリーン印刷により銀
ペーストを塗布後、５００°Ｃで焼付けを行い、第１図
のような内部電極２を形成したガラス基板１上に上記の
ペースト状のバリスタ特性を有するセラミック微粉末を
スクリーン印刷により塗布し、これらを第３図のように
必要枚数、重ね合わせた。

次に、この重ね合わせた積層体を３５０〜６００°Ｃの
温度で熱処理した後、第３図に示すように積層体の端面
に銀ペーストを塗布し、外部電極４を形成した。そして
、これを大気中で、５００°Ｃの温度で熱処理して積層
枚数が３枚の積層セラミックバリスタを得た。このセラ
ミック微粉末の１層の厚みは２０μｍであった。

このようにして製造した積層セラミックバリスタのバリ
スタ電圧（１ｍＡの電流が流れる電圧値、ＶｌｍＡ）は
、ＩＯＶであり、またこのときの非直線係数は２０であ
った。

実施例２ バリスタ特性を有するセラミック微粉末１００重量部に
対してポリイミド樹脂５０重量部を加えたペーストを使
用した以外は実施例１と同様な方法により積層枚数が３
枚の積層セラミックバリスタを製造した。

この積層セラミックバリスタのバリスタ電圧は、１０Ｖ
であり、またこのときの非直線係数は２０であった。

〔発明の効果〕

本発明によると、バリスタ特性を示すセラミック微粉末
を使用し、低い熱処理温度で積層セラミックバリスタを
製造するため、従来の製造法におけるような内部電極と
生シートとを同時に焼成することによるひずみが生じる
ことがなく、十分な性能を有する素子を得ることができ
、特に薄膜シートの場合のような低バリスタ電圧を有す
る積層セラ゛ミックバリスクを好適に製造することがで
きる。また内部電極材料として銀のような低融点材料が
使用可能であり、低コスト化に大いに貢献できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る絶縁基板上に内部電極を塗布した
ものの平面図、第２図は上記絶縁基板の断面図、第３図
は上記絶縁基板とバリスタ特性を有するセラミック微粉
末を積層化し、その端面に外部電極を塗布したときの積
層セラミックバリスタの断面図である。 １；絶縁基板、２：内部電極、３：バリスタ特性を有す
るセラミック微粉末、４：外部電極特許出願人　　宇部
興産株式会社 第　２ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　積層セラミックバリスタの製造において、バリスタ特
   性を有するセラミック微粉末に、有機接着剤、またはガ
   ラス粉末及び溶媒を加え、ペースト状とし、これを表裏
   両面に電極を形成した絶縁基板上に塗布し、これを積層
   後、熱処理を行うことにより基板同士を接着することを
   特徴とする積層セラミックバリスタの製造法。