JPH02220405A - 積層型バリスタの製造方法 - 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、電圧非直線性抵抗として機能する積層型バリ
スタの製造方法に関し、特に内部電極の変賀を防止して
バリスタ特性の悪化を回避でき、部品の信鯨性を向上で
きるようにした製造方法に関する。・ 〔従来の技術〕 一般に、バリスタは、印加電圧に応じて抵抗値が非直線
的に変化する抵抗体素子であり、このようなバリスタと
して、従来、第７図に示すような直方体状の積層型バリ
スタがある（特公昭５Ｂ−２３９２１号公報参照）、こ
の積層型バリスタ１０は、ＺｎＯを主成分とするセラミ
クス層１１と内部電極１２とを交互に積層して一体焼結
するとともに、該焼結体１３の左、右端面１３ａ、１３
ｂに外部電極１４を形成して構成されている。また、上
記各内部電極１２の一端面１２ａは、上記焼結体１３の
左、右１面１３ａ、１３ｂに交互に露出されて上記外部
電極１４に接続されている。

このような積層型バリスタ１を製造する場合、従来、Ｚ
ｎＯを主成分とするグリーンシートを切断して所定形状
のセラミクス層１１を形成し、これの上面に高融点貴金
属からなる内部電極１２を形成した後、両者が交互に位
置するように積層して積層体を形成し、しかる後これを
加熱焼成して焼結体１３を形成する０次に、この焼結体
１３の内部電極１２の一端面１２ａが露出した左、右端
面１３ａ、１３ｂに電解めっきにより外部電極１４を形
成する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記従来の積層型バリスタの製造方法は
、焼結体１３として見れば、内部電極１２の一端面１２
ａが外部に露出した構造であるから、湿度の高い雰囲気
中においては上記内部電極１２の露出部分が変質し易く
、まためっき処理により上記外部電極１４を形成する際
にめっき液が内部電極１２の露出部分から侵入し易く、
その結果バリスタ特性が悪化し、品質に対する信頼性に
劣るという問題点がある。

ここで、上記高湿度やめっき液の侵入による内部電極１
２の変質を防止するには、該内部電極１２の一端面１２
ａをセラミクス層１１内に封入して外部に露出させない
ようにすることが考えられるが、このようにすると内部
電極１２を外部電極１４に接続できないことから、その
ままでは採用できない。

本発明は上記従来の問題点を解決するためになされたも
ので、内部［極の変質を防止して、バリスタ特性の悪化
を回避でき、ひいては品質の信頼性を向上できる積層型
バリスタの製造方法を提供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで本願第１項の発明は、セラミクス層と内部電極と
を交互に、かつ該内部電極の一端面が上記セラミクス層
の外縁に交互に露出するよう積層して積層体を形成する
第１工程と、該積層体の上記内部電極の露出面に焼成時
に半導化するセラミクス導出層を形成する第２工程と、
該導出層が形成された積層体を一体焼成して、上記導出
層を半導体化する第３工程とからなることを特徴とする
積層型バリスタの製造方法である。また、第２項の発明
は、上記第１工程と、上記積層体を焼成して焼結体を形
成する第２工程と、この焼結体の上記内部電極の露出面
に焼成時に半導化するセラミクス導出層を形成する第３
工程と、これを焼成して、上記導出層を半導体化する第
４工程とからなることを特徴とする製造方法である。

ここで、本発明における導出層は、例えば上記セラミク
ス層と同一組成からなる絶縁性のセラミクス粉末にＡｊ
、Ｇａ、Ｇｄ、Ｙ等から選ばれた金属を添加混合し、こ
れをペースト状に形成したものを上記積層体や焼結体に
塗布したり、あるいはシート状に形成したものを接着し
た後、加熱焼成することにより半導体化させて実現する
のであるが、この半導体化とは、上記セラミクスに金属
を固溶させて抵抗値を減少させ、これにより上記内部電
極を外部に導出するという意味である。

〔作用〕

本願第１項の発明に係る積層型バリスタの製造方法によ
れば、積層体の内部電極が露出された端面にセラミクス
導出層を形成し、これを一体焼成して上記導出層を半導
体化したので、また、第２項の発明では、積層体を焼成
した焼結体の内部電極が露出された端面にセラミクス導
出層を形成し、これを耳び焼成して半導体化したので、
上記内部電極の露出面は上記導出層により完全に覆われ
ることとなる。従って湿度の高い雰囲気中においても内
部電極の変質を防止できるとともに、外部電極を形成す
る際のメツキ液の侵入を阻止でき、その結果バリスタ特
性の悪化を回避でき、品質の信頼性を向上できる。

また、本発明では、内部電極の一端面は導出層に接続さ
れているので、該導出層の外表面に外部電極を形成する
ことにより、上記内部電極を外部に導出できる。さらに
、上記導出層は、積層体。

又は焼結体の端面に、セラミクス組成物にＡｔ等を混合
してなるペーストを塗布したり、あるいはシート状のも
のを接着し、これを熱処理することにより実現でき、製
造が容易である。しかも第１項の製造方法の場合は、積
層体の焼成と同時に導出層を半導体化するから、製造コ
ストの上昇を抑制できる。さらにまた、本発明の導出層
は、これのセラミクス組成、及び厚さを任意に選定でき
るので、内部電極との電気的接続性等における特性のば
らつきを生じさせることはない。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図について説明する。

第１図ないし第４図は本願第１項の発明の一実施例によ
る積層型バリスタの製造方法を説明するための図である
。

第１工程 ■　まず、Ｚ　ｎ　Ｏ（９５，Ｏｓｏ　１％）、Ｃｏｏ
（１゜０−０１　％）　　、　　ＭｎＯ（１，Ｏｍｏｌ
　　％）、Ｓｂ＊０ｘ（２，Ｏｍｅｌ　％）　　、　　
Ｃｒ＊　　Ｏｓ　　　（１＋Ｏｍｏｌ　　％）　を混合
してなるセラミクス材料に、Ｂ＊Ｏ＊、ＳｉＯ！＋　　
ｐｂｏ、ＺｎＯからなるガラス粉末を１０ｗｔ％加えて
原料とし、これに有機バインダーを混合して、ドクター
ブレード法によりグリーンシートを形成する９次に、こ
のグリーンシートを所定の大きさの矩形状に切断してセ
ラミクス１１２を形成する。

■　上記各セラミクス層２の上面に、ｐｔにビヒクルを
混合してなるペーストを印刷して内部電極３を形成する
。この場合、この内部電極３の一端面３−が上記セラミ
クス層２の一端面に露出するようにするとともに、上記
内部電極３の他端面がセラミクス層２の内側に位置する
ようにする。

■　次に、第３図に示すように、セラミクス層２と内部
電極３とが交互に重なるように、かつ該内部電極３の一
端面３ａが交互にセラミクス層２の端面に位置するよう
に順次積層し、さらにこれの上、下面にダミーとしての
セラミクスシート７を重ね、これをプレスで加圧、圧着
して積層体４を形成する。

第２工程 ■　次に、第４ｒｇＪに示すように、上記積層体４の、
上記内部電極３の一端面３ａが露出された左。

右端面４ａ、４ｂに導出層６を形成する。この導出層６
は、上記■工程のセラミクス材料と同一組成からなるセ
ラミクス粉末にＡＩ粉末を５ｗｔ％添加し、これにビヒ
クルを混合してなるペーストを厚さ５０μ−になるよう
塗布して形成する。

ここで、上記導出層６を形成する金属としては、Ａｎの
他にＧａ、Ｇｄ、Ｙ等が採用でき、またセラミクス組成
物としては、ＺｎＯ系の他にＲｕＯ３等の低抵抗セラミ
クスが採用できる。

また、上記導出層６は、ペーストの塗布の他にグリーン
シートを接着、圧着する方法も採用できる。

第３工程 ■　上記導出層６が形成された積層体４を、空気中にて
１２００℃×３時間で加熱焼成し、一体焼結して焼結体
を得る。すると、この加熱焼成によりＺｎＯとＡＩとの
熱反応によって該ＺｎＯにＡ１．０．が固溶し、これに
より半導体化した低抵抗値の導出層６が形成され、該導
出層６と上記内部電極３の一端面３ａとが電気的に接続
されることとなる。

■　次に、上記焼結体の導出層６以外の部分にマスクを
被覆し、この状態で電解めっき処理を施して上記導出層
６の外表面に外部電極５を形成する。なお、上記外部電
極５は、上記焼結体４にＡｇを主体としてＰｄを添加し
てなるペーストを塗布した後焼き付けて形成してもよい
、これにより、本実施例の積層型バリスタｌが製造され
る。

このようにして製造された積層型バリスタ１は、第１図
及び第２図に示すように、バリスタ機能を発現するセラ
ミクス層２と内部電極３とが交互に重なり、かつ該内部
電極３の一端面３ａが積層体４の左、右端面４ａ、４ｂ
に交互に露出するとともに、この両端面４ａ、４ｂと外
部電極５との間に半導体化された導出＋１１６が形成さ
れた構造となっており、これにより咳内部電１ｊ３は導
出層６を介して上記外部電極５に電気的に接続されてい
る。

このように本実施例の製造方法によれば、内部電極３の
一端面３ａが露出した積層体４の左、右端面４ａ、４ｂ
にセラミクス導出層６を形成した後、これを一体焼成し
て上記導出層６を半導体化したので、該導出層６によっ
て内部ｔ８ｉ３の露出面は完全に隠すことができ、その
結果高湿度の雰囲気中で使用しても内部電極３が変質す
ることはなく、しかも焼結体を電解めっき液中に浸漬し
ても該めっき液が侵入することはないから、バリスタ特
性の悪化を防止でき、品質を向上できる。

また、上記導出層６と内部電極３とを電気的に接続し、
該導出層６を介して外部電極５に接続したので、上記内
部電極３を封入しながら外部に導出できる。しかもこの
導出層６は、セラミクス組成物にＡ１を添加してなるペ
ーストを塗布し、積層体４を焼成する際に同時に半導体
化できるから、製造コストを上昇させることはほとんど
ない、さらに、上記導出層６は、セラミクス組成物、Ａ
ｊの添加量、及び塗布厚を正確に制御できるから、電気
的特性のばらつきを少なくすることができる。

第５図及び第６図は、本実施例の効果を確認するために
行った耐湿試験の結果を示す特性図である。この試験で
は、本実施例の製造方法により作成した積層型バリスタ
を、温度６０℃１相対凛度９０％の雰囲気中に１０００
時間放置し、しかる後ｖ１．Ａ及びＶｅ、ｌａＡの変化
率を調べた。なお、比較のため、内部電極の端面を焼結
体の表面に露出させてなる従来の積層型バリスタについ
ても同様の試験を行った。

第５図はｖ＋ｍｓの変化率と経過時間との関係を示し、
第６図はＶｅ、ｌａＡの変化率と経過時間との関係を示
す０図中、曲線Ａ（実線）は本実施例試料、曲＆ＩＢ　
（破線）は従来試料を示す。

同図からも明らかなように、ＶＩｓＡの変化率では両者
（曲線Ａ、Ｂ）ともそれほど大きな差はないものの、Ｖ
ｅ、ｌａＡの変化率では、従来試料Ｂは一２５％変化し
ているのに対して、本実施例試料Ａは一９％の変化に改
善されており、耐湿性が向上していることがわかる。

また、本実施例試料に外部電極を形成するためのめっき
処理を施したが、これによる特性の劣化は全く認められ
なかった。

次に本願第２項の発明の一実施例による積層型バリスタ
の製造方法を説明する。

本実施例は、上述した第１項の発明の実施例による第１
図ないし第４図と基本的には同様であるから、同図を兼
用して説明し、また上記実施例方法と同様の工程は省略
する。

第１工程 上記■ないし■工程により積層体を形成する。

第２工程 ｉｉ　　次に、上記積層体を空気中にて１２００℃×３
時間で加熱焼成し、焼結体４を得る。

第３工程 ｉ　そして、上記焼結体４の、上記内部電極３の一端面
３ａが露出された左、右端面４ａ、４ｂに導出層６を形
成する。この導出層６は、上記セラミクス層２と同一組
成からなるセラミクス粉末にＡｊｔＲ末を５　ｗｔｊ４
添加し、これにビヒクルを混合してなるペーストを厚さ
５０μ−になるよう焼結体４に塗布し、これを再び空気
中にて１１００℃に加熱焼成して半導体化して形成する
。これにより抵抗値が減少した導出層６が形成され、該
導出層６と上記内部電極３の一端面３ａとが接続される
こととなる。

第４工程 ｉマ　次に、上記焼結体４の導出層６以外の部分にマス
クを被覆し、この状態で電解めっき処理を施して上記導
出層６の外表面に外部電極５を形成する。これにより、
本実施例の積層型バリスタｌが製造される。

このように本実施例の製造方法においても、内部電極３
の一端面３ａが露出した積層体を焼成して焼結体４を形
成し、該焼結体４の左、右端面４ａ、４ｂに導出層６を
形成した後、これを再度加熱焼成して半導体化したので
、該導出層６によって内部電８ｉ３の露出面を完全に隠
すことができ、その結果高湿度の雰囲気による！Ｒ１ｊ
ｔやめっき液による侵入を防止でき、バリスタ特性の悪
化を回避でき、上記実施例と同様の効果が得られる。

なお、上記実施例では、内部電極の一端面が焼粘体の左
、右端面に露出した場合を例にとって説明したが、本発
明の積層型バリスタは、例えば焼結体の上面の両端部に
内部電極の一端面を露出させてワイヤボンディングによ
る実装ができるようにした構造においても、上記内部電
極の露出部分に導出層を形成することにより、内部電極
の変質を防止でき、上記実施例と同様な効果が得られる
。

〔発明の効果〕

以上のように、本願第１項の発明に係る積層型バリスタ
の製造方法によれば、セラミクス層と内部電極とが交互
に積層された積層体の内部［極の露出面に導出層を形成
した後、これを一体焼成して導出層の半導体化と焼結体
とを同時に形成し、また第２項の発明では、上記積層体
を焼成して焼結体を形成した後、該焼結体の内部電極の
露出面に導出層を形成し、しかる後この焼結体を焼成し
て導出層を半導体化したので、内部電極の露出面を完全
に覆うことができ、高湿度やめっき液の侵入による内部
電極の変質を防止でき、バリスタ特性の悪化を回避でき
、ひいては品買の信鎖性を向上できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の一実施例による積層型バ
リスタの製造方法を説明するための図であり、第１図は
その積層型バリスタを示す断面図、第２図はその斜視図
、第３図はその製造工程を示す分解斜視図、第４図はそ
の断面図、第５図及び第６図はそれぞれ本実施例の効果
を示す特性図、第７図は従来の積層型バリスタを示す断
面図である。 図において、１は積層型バリスタ、２はセラミクス層、
３は内部電極、３ａは内部電極の一端面、４は積層体、
焼結体、４ａ、４ｂはその左、右端面、６は導出層であ
る。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）バリスタ機能を発現するセラミクス層と内部電極
   とを交互に、かつ該内部電極の一端面が上記セラミクス
   層の外縁に交互に露出するよう積層して積層体を形成す
   る第１工程と、該積層体の上記内部電極の露出面に焼成
   時に半導体化するセラミクス導出層を形成する第２工程
   と、該導出層が形成された積層体を一体焼成して、上記
   導出層を半導体化する第３工程とからなることを特徴と
   する積層型バリスタの製造方法。
2. （２）バリスタ機能を発現するセラミクス層と内部電極
   とを交互に、かつ該内部電極の一端面が上記セラミクス
   層の外縁に交互に露出するよう積層して積層体を形成す
   る第１工程と、該積層体を所定の焼成温度で焼成する第
   ２工程と、これにより成形された焼結体の上記内部電極
   の露出面に焼成時に半導体化するセラミクス導出層を形
   成する第３工程と、該導出層が形成された焼結体を焼成
   して、上記導出層を半導体化する第４工程とからなるこ
   とを特徴とする積層型バリスタの製造方法。