JPH0722210A - 複合機能素子 - Google Patents

複合機能素子

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JPH0722210A
JPH0722210A JP5165383A JP16538393A JPH0722210A JP H0722210 A JPH0722210 A JP H0722210A JP 5165383 A JP5165383 A JP 5165383A JP 16538393 A JP16538393 A JP 16538393A JP H0722210 A JPH0722210 A JP H0722210A
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JP
Japan
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magnetic
varistor
porcelain
semiconductor
function element
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Pending
Application number
JP5165383A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuyoshi Nakamura
和敬 中村
Takehiro Konoike
健弘 鴻池
Kunisaburo Tomono
国三郎 伴野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0722210A publication Critical patent/JPH0722210A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 焼結時における層はがれや成分拡散による電
気的特性の悪化を回避しながら1つの素子でバリスタ特
性,コンデンサ特性,及び磁性特性を兼ね備えた複合機
能を得ることができ、ひいては部品点数を削減して部品
コストの低減,実装スペースの縮小に貢献できる複合機
能素子を提供する。 【構成】 バリスタ特性を有する半導体磁器2,3と、
磁性特性を有する磁性体磁器4とを積層し、該積層体を
一体焼結して焼結体5を形成して複合機能素子1を構成
する場合に、上記半導体磁器2,3及び磁性体磁器4の
双方にBiを添加する。また上記半導体磁器にZnOを
主成分し、上記磁性体磁器にFe−Ni−Zn系材料を
主成分する材料を採用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、1つの素子でトランジ
ェントノイズを吸収できるとともにEMC対策にも対応
でき、ひいては部品点数を削減して部品コストの低減,
実装スペースの縮小に貢献できるようにした複合機能素
子に関する。
【0002】
【従来の技術】各種のコンピュータ機器等に採用される
IC,LSI等の半導体デバイスにおいては、静電気等
のトランジェントノイズの侵入によって破壊や誤動作が
生じるのを防止することが重要な課題となっている。こ
のトランジェントノイズから機器を防御する方法とし
て、従来、セットや基板のグランドの設定や基板内の素
子の配列を工夫したり,ディスク型のバリスタやLCフ
ィルタを回路に付加するのが一般的である。なかでもバ
リスタは回路に加えることが比較的簡単であり、他の方
法に比べてノイズ吸収素子として適している。このバリ
スタを用いる場合、バリスタ電圧はできるだけ回路電圧
に近づける必要があることから、低電圧であることが要
求される。
【0003】また、上記コンピュータ機器の小型化,薄
型化が進むなかで、上記バリスタにおいても小型化及び
SMT(表面実装)化への対応が要請されている。この
ような要請に対応できるものとして、従来、焼結体内に
複数の内部電極を埋設した構造の積層型バリスタが提案
されている(例えば特公昭58−23921号公報参
照)。
【0004】一方、上記コンピュータ機器等では、この
機器からノイズを発生させたり,該機器にノイズを侵入
させたりしないように、回路基板の入出力部等にフィラ
イトチップやコンデンサチップを接続し、これによりE
MC対策を施すようにしている。
【0005】
【課題を解決するための手段】しかしながら、上記従来
の積層型バリスタやフェライト,コンデンサチップ等の
多数の部品を回路基板に付加すると、それだけ基板面積
を大きくなることから実装スペースが拡大し、しかも部
品点数が増えることからコストが上昇するという問題が
あり、この点での改善が要請されている。
【0006】本発明は上記従来の状況に鑑みてなされた
もので、1つの素子でトランジェントノイズを吸収でき
るとともにEMC対策にも対応でき、ひいては部品点数
を削減して部品コストの低減,実装スペースの縮小に貢
献できる複合機能素子を提供することを目的としてい
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】本件発明者らは、上述の
要請に応えるために検討したところ、バリスタ特性を発
現する半導体磁器シートと、磁性特性を発現する磁性体
磁器シートとを積層し、この積層体を一体焼結すること
によって複合機能を有する素子が得られるという観点か
ら、実験を行った。
【0008】ところが、上記異種材料の組成物からなる
両磁器シートを単に一体焼結しただけでは、各組成物の
収縮率の差による層はがれやデラミネーションが生じ易
く、しかも焼結時に各組成物の成分が反応して双方に拡
散し、その結果所望の電気的特性が得られないことが判
明した。本件発明者らは、このような焼結時における層
はがれや成分反応による拡散を防止するためにさらに検
討を重ねたところ、半導体磁器組成物と磁性体組成物の
双方にBiを添加することにより解消できることを見出
し、本発明を成したものである。
【0009】そこで本発明は、バリスタ特性を有する半
導体磁器と、磁性特性を有する磁性体磁器との双方にB
iを添加し、この両磁器の積層体を一体焼結したことを
特徴とする複合機能素子である。
【0010】ここで、上記半導体磁器にはZnOを主成
分としたセラミック材料を採用するのが望ましく、また
磁性体磁器には絶縁性の高いFe−Ni−Znを主成分
としたフェライト材料を採用するのが望ましい。
【0011】
【作用】本発明に係る複合機能素子によれば、半導体磁
器と磁性体磁器とにそれぞれBiを添加して両者を積層
し、これを一体焼結したので、焼結時における各組成物
の収縮率の差による層はがれやデラミネーションの発生
を回避でき、しかも両者の成分反応による拡散を抑制し
て電気的特性の悪化を防止できる。これにより、1つの
素子でバリスタ特性,磁性特性,及びコンデンサ特性を
備えた複合機能を得ることができ、ひいてはトランジェ
ントノイズから機器が破損するのを保護でき、かつEM
C対策にも対応できる。その結果、従来の多数の部品を
付加する場合に比べて実装スペースを小さくでき、しか
も部品点数を削減できる分だけコストを低減でき、上述
の要請に応えられる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例を図について説明す
る。図1ないし図3は本発明の一実施例による複合機能
素子を説明するための図である。図において、1は本実
施例の複合機能素子であり、これはバリスタ特性を有す
る第1,第2半導体磁器2,3と、磁性特性を有する磁
性体磁器4とを該磁性体磁器4をサンドイッチ状に挟ん
で積層し、この積層体を一体焼結して直方体状の焼結体
5を形成して構成されている。この焼結体5の左, 右端
面5a,5bには入出力部としての第1外部電極6が、
また前後側面5c,5dの中央部にはグランド部として
の第2外部電極7が形成されている。
【0013】上記第1半導体磁器2は、ZnOを主成分
とする複数のバリスタ層2aを積層し、このバリスタ層
2aの間に該バリスタ層2aを挟んで対向するよう内部
電極8,及びグランド電極9を埋設して構成されてい
る。上記内部電極8の一端面8aは焼結体5の右端面5
bに露出して上記第1外部電極6に電気的に接続されて
おり、他の端面は焼結体5内に封入されている。また上
記グランド電極9の前,後端面9a,9bは焼結体5の
前,後側面5c,5dにそれぞれ露出して上記第2外部
電極7に接続されており、他の端面は焼結体5内に封入
されている。
【0014】また上記第2半導体磁器3は、上記同様に
ZnOを主成分とする複数のバリスタ層3aを積層し、
このバリスタ層3aの間に該バリスタ層3aを挟んで対
向するよう内部電極10,及びグランド電極11を埋設
して構成されている。上記内部電極10の一端面10a
は焼結体5の左端面5aに露出して上記第1外部電極6
に接続されており、また上記グランド電極11の前,後
端面11a,11bはそれぞれ焼結体5の前,後側面5
c,5dに露出して上記第2外部電極7に接続されてお
り、他の各端面は焼結体5内に封入されている。
【0015】上記磁性体磁器4は、Fe−Ni−Znを
主成分とする一対の磁性体層4aの間にフェライト電極
12を埋設して構成されている。このフェライト電極1
2の長手方向の両端面12a,12bはそれぞれ焼結体
5の左, 右端面5a,5bに露出して上記第1外部電極
6に接続されており、他の端面は焼結体5内に封入され
ている。
【0016】そして上第1,第2半導体磁器2,3及び
磁性体磁器5には所定量のBiが添加されており、これ
により焼結時における各組成物の収縮率の差による層は
がれやデラミネーションの発生が回避されており、かつ
両者の成分反応による拡散が回避された複合機能素子1
が形成されている。
【0017】次に、本実施例の複合機能素子1の一製造
方法について説明する。まず、バリスタ機能を発現する
半導体磁器を作成する。純度99%以上のZnOを主成
分とし、これにBi2 3 ,CoCO3 ,MnO2 ,及
びSb2 2 をそれぞれ98mol %,1.5mol %,
0.5mol %,0.5mol %及び0.5mol %の割合で
秤量し、これに純水を加えてボールミルで24時間混合
してスラリーを形成する。このスラリーをろ過,乾燥さ
せて造粒した後、800℃の温度で2時間仮焼成する。
【0018】次に、上記仮焼成体をパルベライザーによ
り粗粉砕した後、これに純水を加えてボールミルで微粉
砕する。次いで、この微粉末をろ過,乾燥させた後、有
機バインダーとともに溶媒中に分散させてスラリーを形
成する。この後、このスラリーからドクターブレード法
により厚さ50μm のセラミックグリーンシートを形成
し、このグリーンシートを所定の大きさ,形状(矩形)
に打ち抜いて複数枚の第1,第2バリスタ層2a,3a
を形成する。
【0019】また、磁性特性を発現する磁性体磁器を作
成する。これは純度99%以上のFe2 3 ,NiO,
ZnOをそれぞれ47mol %,30mol %,23mol %
の割合で秤量し、これに純水を加えてボールミルで24
時間混合してスラリーを形成する。このスラリーをろ
過,乾燥させて造粒した後、1200℃の温度で2時間
仮焼成する。
【0020】次に、上記仮焼成体を粗粉砕した後、これ
にBi2 3 を5.0wt%添加し、さらに純水を加えて
ボールミルで24時間混合粉砕する。次いで、これをを
ろ過,乾燥させた後、有機バインダーとともに溶媒中に
分散させてスラリーを形成する。この後、このスラリー
からドクターブレード法により厚さ50μm のフェライ
トシートを形成し、このシートを所定の大きさ,形状
(矩形)に打ち抜いて複数枚の磁性体層4aを形成す
る。
【0021】さらにAg−Pd(7:3)合金を主体と
した導電性ペーストを作成する。このペーストを、図3
に示すように、上記第1,第2バリスタ層2a,3aの
上面にスクリーン印刷して内部電極8,10及びグラン
ド電極9,11を形成する。また上記導電性ペーストを
磁性体層4aの上面に同じくスクリーン印刷して電極1
2を形成する。
【0022】そして、図3に示すように、内部電極8と
グランド電極9とが第1バリスタ層2aを挟んで対向す
るよう重ね、これの上部に電極が印刷されていない第1
バリスタ層2aを複数枚重ねて第1半導体磁器2を形成
する。同様に、内部電極10とグランド電極11とが第
2バリスタ層3aを挟んで対向するよう重ね、これの上
部,下部に電極が印刷されていない第2バリスタ層3a
を複数枚重ねて第2半導体磁器3を形成する。また上記
電極12が形成された磁性体層4aの上面に電極が印刷
されていない磁性体層4aを重ねて磁性体磁器4を形成
する。
【0023】次いで、上記第1,第2半導体磁器2,3
の間に磁性体磁器4を配置して積層し、これの積層方向
に2t/cm2 の圧力を加えて圧着し、積層体を形成す
る。この積層体を所定寸法にカットした後、これを10
00℃で2時間焼成して焼結体5を得る。この場合、上
記半導体磁器2,3及び磁性体磁器4には所定量のBi
が添加されていることから、上記焼結時における収縮率
の差による層はがれやデラミネーションの発生を回避で
き、かつ異種組成物の成分反応による拡散を抑制でき
る。しかも上記Biが各磁器の接着剤として働くことか
ら一体に接合した焼結体5を形成することができる。
【0024】そして最後に、上記焼結体5の左, 右端面
5a,5b及び前後側面5c,5dの中央部にAgペー
ストを塗布し、これを800℃で10分間熱処理を施し
て第1,第2外部電極6,7を形成する。これにより本
実施例の複合機能素子1が製造される。
【0025】
【表1】
【0026】表1は、上記方法により製造された複合機
能素子1のバリスタ特性,容量特性,及びインダクタン
ス特性を評価した試験結果を示す。同表からも明らかな
ように、バリスタ電圧V1mA は26.5V,非直線係数
は35.8と満足できるバリスタ特性が得られている。
また絶縁抵抗値は895MΩ,静電容量は987pF,
誘電損失は2.2%,インダクタンス値は85nH,さ
らに直流抵抗値は52mΩと容量特性,インダクタンス
特性とも満足できる値が得られていることがわかる。ま
た上記複合素子1の外観を観察したところ、収縮率の差
による層はがれやデラミネーションは全く見られなかっ
た。また、図4は、上記複合機能素子1の挿入損失を測
定した特性図であり、同図からも所望の周波数特性が得
られていることがわかる。
【0027】このように本実施例によれば、第1,第2
半導体磁器2,3及び磁性体磁器4にBiを添加して一
体焼結したので、層はがれや電気的特性の悪化を回避し
ながら1つの素子でバリスタ特性,磁性特性,及びコン
デンサ特性を備えた複合機能を得ることができる。従っ
て、これをコンピュータ機器等に採用することによって
トランジェントノイズから機器を保護できるとともに、
EMC対策にも対応でき、ひいては実装スペースの縮
小,部品コストの低減に貢献できる。
【0028】なお、上記実施例では、第1,第2半導体
磁器2,3で磁性体磁器4をサンドイッチ状に挟んで積
層体を形成した場合を例にとって説明したが、本発明は
これに限られるものではなく、複合機能素子の用途に応
じて積層数,組み合わせを適宜選定すればよい。
【0029】
【発明の効果】以上のように、本発明に係る複合機能素
子によれば、バリスタ特性を有する半導体磁器と、磁性
特性を有する磁性体磁器との双方にBiを添加して一体
焼結したので、焼結時における層はがれや成分拡散によ
る電気的特性の悪化を回避しながら1つの素子でバリス
タ特性,コンデンサ特性,及び磁性特性を兼ね備えた複
合機能を得ることができ、ひいては部品点数を削減して
部品コストの低減,実装スペースの縮小に貢献できる効
果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による複合機能素子を説明す
るための断面図である。
【図2】上記実施例の複合機能素子を示す斜視図であ
る。
【図3】上記実施例の複合機能素子の製造方法を説明す
るための分解斜視図である。
【図4】上記実施例の複合機能素子の挿入損失を示す特
性図である。
【符号の説明】
1 複合機能素子 2,3 半導体磁器 4 磁性体磁器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バリスタ特性を有する半導体磁器と、磁
    性特性を有する磁性体磁器とを積層し、該積層体を一体
    焼結してなる複合機能素子であって、上記半導体磁器及
    び磁性体磁器の双方にBiを含有させたことを特徴とす
    る複合機能素子。
  2. 【請求項2】 請求項1において、上記半導体磁器がZ
    nO系材料を主成分し、上記磁性体磁器がFe−Ni−
    Zn系材料を主成分としていることを特徴とする複合機
    能素子。
JP5165383A 1993-07-05 1993-07-05 複合機能素子 Pending JPH0722210A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006216636A (ja) * 2005-02-02 2006-08-17 Tdk Corp 複合積層型電子部品
JP2006245258A (ja) * 2005-03-03 2006-09-14 Tdk Corp 複合積層型電子部品
JP2007201143A (ja) * 2006-01-26 2007-08-09 Tdk Corp 接合中間層および複合積層型電子部品
WO2018105912A1 (ko) * 2016-12-06 2018-06-14 주식회사 모다이노칩 복합 보호 소자 및 이를 구비하는 전자기기
US12330276B2 (en) 2022-07-29 2025-06-17 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Extraction tool

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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20020702