JPH04280603A - 積層バリスタ - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体磁器層を介して
複数の内部電極が積層された積層バリスタに関し、特に
、チップ型ノイズフィルタとして好適に用いられる積層
バリスタに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、バリスタは、異常電圧を吸収する
ためのノイズ吸収素子として広く用いられてきている。 近年、電子部品のチップ化が進むに連れて、バリスタに
おいても高密度実装を果たすために素子の超小型化が求
めらており、また回路の集積化に伴って低電圧化の要求
も強くなってきている。

【０００３】上記のような要求に対応するものとして、
積層バリスタが提案されている（特公昭５８−２３９２
１号公報等）。図２及び図３を参照して、従来の積層バ
リスタの一例を説明する。まず、図２に示すように、バ
リスタ特性を示す材料を主体とする矩形のセラミックグ
リーンシート１，２の上面に、電極ペースト３，４を印
刷する。次に、電極ペースト３，４が印刷されたセラミ
ックグリーンシート１，２を交互に複数枚積層し、さら
に、上方及び下方にセラミックグリーンシート５，６及
びセラミックグリーンシート７，８を積層し、積層体を
得る。得られた積層体を厚み方向に圧着した後焼結する
ことにより、図３に示されている焼結体１０を得る。焼
結体１０内では、上記電極ペーストに基づく内部電極３
，４が半導体磁器層を介して重なり合うように配置され
ている。

【０００４】なお、本明細書においては、内部電極用電
極ペーストと焼成後に形成される内部電極とは、同一の
参照番号を付して説明することとする。焼結体１０の両
端面に外部電極１１，１２を付与することにより、積層
バリスタ１３が得られる。上記積層バリスタ１３では、
複数の内部電極３，４が半導体磁器層を介して重なり合
うように積層されているが、この構造において５０Ａ〜
１００Ａ程度のサージ耐量を得るには、内部電極３，４
の数を合計で１０〜２０程度としなければならない。

【０００５】他方、内部電極３，４の積層数が増加する
と静電容量が増大し、信号ライン用ノイズフィルタとし
て用いることができなくなる。そこで、従来の積層バリ
スタでは、静電容量を低めるためには、内部電極を塗布
したセラミックグリーンシート１，２の積層数、すなわ
ち内部電極の積層数を低減していた。例えば、数１０ｐ
Ｆの静電容量を実現するために、内部電極間で挟まれる
半導体磁器層の数を一層、すなわち内部電極３，４を合
計で二層としていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように内部電極３，４の積層数を少なくすればする程、
焼結体１０内に位置している内部電極３，４の端縁にお
ける電流集中が強くなり、サージ耐量が大幅に低下せざ
るを得なかった。その結果、積層バリスタ１３をノイズ
フィルタとして使用することが困難になっていた。

【０００７】よって、本発明の目的は、内部電極間に挟
まれる半導体磁器層の数すなわち積層数を増加させるこ
となくサージ耐量を高め得る構造を備えた積層バリスタ
を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、焼結体内にお
いてバリスタ特性を有する半導体磁器層を介して複数の
内部電極が積層された積層バリスタにおいて、下記の構
成を備えることを特徴とする。すなわち、本発明では、
焼結体内に位置する内部電極端縁部分のうち、少なくと
も、焼結体内に延ばされた内部電極先端部分の端縁が絶
縁被膜で覆われていることを特徴とする。

【０００９】

【作用】サージ耐量を低下させる要因の一つである電流
集中が内部電極端縁部分において発生するものであるこ
とに鑑み、本発明では、該内部電極の端縁が絶縁被膜で
覆われている。すなわち、内部電極の少なくとも先端部
分端縁を絶縁被膜で覆うことにより、電流集中が防止さ
れ、それによってサージ耐量が大幅に高められる。

【００１０】

【実施例の説明】図１、図４及び図５を参照して、本発
明の一実施例の積層バリスタを説明する。本実施例の積
層バリスタを得るにあたっては、まず、図４に示す矩形
のセラミックグリーンシート２１，２２の上面に、内部
電極を構成するための電極ペースト２３，２４を印刷す
る。セラミックグリーンシート２１，２２としては、バ
リスタ特性を有する半導体セラミック材料粉末を主体と
し、これに有機バインダ及びビヒクル等を添加したもの
が用いられる。このようなバリスタ特性を有する半導体
セラミックスとしては、ＺｎＯを主体とし、これに適宜
の半導体化剤を添加したものが用いられる。また、電極
ペースト２３，２４としては、Ａｇ，Ｐｄのような金属
またはＡｇ−Ｐｄのような合金の粉末に、有機ビヒクル
を混合してなる材料を用いることができ、スクリーン印
刷法等の公知の方法により印刷される。

【００１１】本実施例の積層バリスタの作製にあたって
は、上記電極ペースト２３，２４を印刷した後に、セラ
ミックグリーンシート２１，２２内に位置している電極
ペースト２３，２４の端縁部分を被覆するように絶縁ペ
ースト２５，２６が印刷される。絶縁ペースト２５，２
６としては、ガラス粉末に有機ビヒクル及びバインダを
塗布し、混練したものが用いられるが、ガラス粉末に代
えて、後述の焼成工程に耐え得るものである限り、他の
絶縁性材料を用いることもできる。

【００１２】次に、セラミックグリーンシート２１，２
２を積層し、上方及び下方に適宜の枚数のセラミックグ
リーンシート２７，２８及び２９，３０を積層し、厚み
方向に圧着して積層体を得る。得られた積層体を所定の
温度で焼成することにより、図１に示す焼結体３１が得
られる。この焼結体３１内には、上記電極ペースト２３
，２４に基づく内部電極２３，２４が形成されている。 なお、焼結体３１内に位置する内部電極２３，２４の先
端部分には、上記絶縁ペースト２５，２６が焼き付けら
れて絶縁被膜２５，２６が形成されている。すなわち、
焼結体３１内に位置する内部電極２３，２４の端縁が絶
縁被膜２５，２６で覆われている。

【００１３】なお、本明細書において、絶縁ペースト２
５，２６を焼き付けることにより形成された絶縁被膜に
ついては、絶縁ペーストと同一の参照番号を付与して説
明することにする。最後に、焼結体３１の両端面３１ａ
，３１ｂに、外部電極３２，３３を付与することにより
、本実施例の積層バリスタ３４を得る。外部電極３２，
３３は、従来より積層バリスタを得るのに用いられてい
る公知・慣用の方法により形成することができる。 図５に、得られた積層バリスタ３４の外観を示す。

【００１４】本実施例の積層バリスタ３４では、絶縁被
膜２５，２６により、焼結体３１内の内部電極２３，２
４の端縁が覆われているため、後述の実験例から明らか
なようにサージ耐量が効果的に高められる。なお、上記
実施例では、二層の内部電極２３，２４が形成された積
層バリスタ３４を説明したが、図６に示すように、内部
電極２３，２４を、それぞれ、複数層配置し、すなわち
合計で３以上の内部電極を焼結体３１内に形成してもよ
い。この場合においても、焼結体３１内に配置される内
部電極２３，２４の端縁が絶縁被膜２５，２６で覆われ
ているため、上記実施例と同様にサージ耐量が大幅に高
められる。

【００１５】また、図４に示したように、絶縁ペースト
２５，２６は、セラミックグリーンシート２１，２２内
に位置する内部電極２３，２４の端縁のすべての部分に
渡って塗布されていたが、絶縁ペーストの塗布される端
縁部分すなわち絶縁被膜で覆われる内部電極端縁部分は
図４に示した実施例のパターンのものに限定されない。 すなわち、図７に示すように、焼結体３１内に延びる内
部電極２３の先端部分の端縁２３ａを少なくとも被覆す
るように絶縁被膜２５が形成されておりさえすれば、サ
ージ耐量を大幅に高めることができる。

【００１６】次に、具体的な実験例につき説明する。Ｚ
ｎＯ粉末を９７．８モル％、ＣｏＯ粉末を０．５モル％
、ＭｎＯ粉末を０．５モル％、Ｓｂ２　Ｏ３　粉末を０
．７モル％及びＢｉ２　Ｏ３　粉末を０．５モル％の割
合で含有するように各粉末を秤量し、原料とした。なお
、使用した各酸化物粉末としては、いずれも純度９９．
９％以上のものを使用した。用意した原料を純水を用い
ボールミルで２４時間混合した。混合後、混合物を濾過
し、乾燥し、８００℃の温度で２時間仮焼した。

【００１７】次に、仮焼された原料を粉砕し、ポリビニ
ルブチラール樹脂と共にアルコール中に分散させ、スラ
リーを得た。得られたスラリーを用い、ドクターブレー
ド法によりセラミックグリーンシートを成形した。次に
、得られたセラミックグリーンシートを所定の大きさの
矩形形状に打抜き、図４に示したセラミックグリーンシ
ート２１，２２を用意した。セラミックグリーンシート
２１，２２の上面に、Ａｇ−Ｐｄ合金及び有機ビヒクル
からなる電極ペースト２３，２４を印刷し、乾燥した。 次に、電極ペースト２３，２４の乾燥後に、絶縁ペース
ト２５，２６を図４に示したように印刷し、しかる後セ
ラミックグリーンシート２１，２２及び電極ペーストの
印刷されていないセラミックグリーンシート２７〜３０
を図４に示すように積層し、厚み方向に圧着して積層体
を得た。

【００１８】次に、得られた積層体を９５０℃の温度で
２時間焼成した。しかる後、得られた焼結体の両端面に
Ａｇを主体とする外部電極ペーストを塗布し、７００℃
の温度で焼き付けることにより、図１に示した外部電極
３２，３３を形成した。上記のようにして得られた実施
例の積層バリスタに、５分間隔で２回、８／２０μ秒の
衝撃電流を印加し、バリスタ電圧（Ｖ１ｍＡ　）が１０
％以上変化しない限界電流値（サージ耐量）を調べた。

【００１９】また、比較のために、絶縁ペーストによる
絶縁被膜が形成されていないことを除いては、上記実施
例とまったく同様にして製作された積層バリスタを比較
例１として用意し、上記実施例と同様にサージ耐量を調
べた。さらに、比較例１と同一材料を用いて、但し、内
部電極総数を１０枚とした構造の積層バリスタを作製し
比較例２とし、そのサージ耐量を実施例の積層バリスタ
と同様に測定した。

【００２０】実施例及び比較例１，２の各積層バリスタ
の特性を表１に示す。

【００２１】

【表１】

【００２２】表１から明らかなように、実施例の積層バ
リスタでは、同一内部電極数の比較例１の積層バリスタ
に比べて、サージ耐量が１．５倍程度高められることが
わかる。また、内部電極の総数が１０枚とされた比較例
２の積層バリスタに比べて、静電容量が大幅に低められ
ており、かつサージ耐量も大幅に高められていることが
わかる。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、少なくとも、焼結体内
に延ばされた内部電極先端部分の端縁が絶縁被膜で覆わ
れているため、内部電極で挟まれている半導体磁器層の
積層数ひいては内部電極数を増加させることなく、サー
ジ耐量を大幅に高めることが可能となる。よって、小型
でありながら大きなサージ耐量を有する積層バリスタを
提供することができる。本発明の積層バリスタは、超小
型化が要求されているチップ型ノイズフィルタとして好
適に用いられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の積層バリスタを示す断面図
である。

【図２】従来の積層バリスタを得るのに用いられるセラ
ミックグリーンシート及びその上に印刷された電極ペー
ストの印刷形状を説明するための分解斜視図である。

【図３】従来の積層バリスタの一例を示す断面図である
。

【図４】本発明の一実施例の積層バリスタを得るのに用
いられるセラミックグリーンシート並びにその上に印刷
された電極ペースト及び絶縁ペーストの形状を示す分解
斜視図である。

【図５】実施例の積層バリスタの外観を示す斜視図であ
る。

【図６】本発明の他の実施例を示す断面図である。

【図７】絶縁被膜が形成される端縁部分の他の例を説明
するための平面断面図である。

【符号の説明】

２３，２４…内部電極 ２５，２６…絶縁被膜 ３１…焼結体 ３４…積層バリスタ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　焼結体内においてバリスタ特性を有す
   る半導体磁器層を介して複数の内部電極が積層された積
   層バリスタにおいて、前記内部電極の焼結体内に位置す
   る端縁部分のうち、少なくも、焼結体内に延ばされた内
   部電極先端部分の端縁が絶縁被膜で覆われていることを
   特徴とする積層バリスタ。