(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
端部が交互に露出するように複数の内部電極を積層して形成され、前記内部電極の露出する端部に外部電極が設けられ、前記内部電極の露出しない側の端部と前記外部電極の間にマージン部が形成された積層形電圧非直線抵抗器の製造方法において、
絶縁組成材料グリーンシート上にバリスタ組成材料からなるスラリーをスクリーン印刷する工程と、
前記バリスタ組成材料からなるスラリーの外周部を囲むように、絶縁組成材料からなるスラリーをスクリーン印刷する工程と、
前記バリスタ組成材料からなるスラリー、および絶縁組成材料からなるスラリーの上に、内部電極となる金属ペーストを積層形電圧非直線抵抗器の一方の端部から露出するようにスクリーン印刷する工程を繰り返して、
内部電極の一対向面が交互にずれるように積層し、
さらに最外層に絶縁組成材料グリーンシートを重ねて圧着するとともに、焼結することにより、
積層されたバリスタ組成材料焼結体を絶縁組成材料焼結体で被覆したことを特徴とする積層形電圧非直線抵抗器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、積層形の電圧非直線抵抗器の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に電圧非直線抵抗器（以下、バリスタと称する）は、保護しようとする対象物の耐電圧よりもサージ電圧を低く抑えるために使用されるものである。中でも、積層形バリスタは小形化が容易で、表面実装が可能であるという利点があり、広く普及している。そのため、品質の向上が図られており、過酷な条件でも高い信頼性で使用できるものや、小形で高いバリスタ電圧性能を発揮するものなどが研究、開発されている。
【０００３】
ここで、図３及び図４を参照して、従来の積層形バリスタの構造を具体的に説明する。図３は積層形バリスタの外観を示す斜視図、図４は積層形バリスタの長手方向の断面図である。図４に示すように、積層形バリスタは複数の内部電極１１及び焼結体１２が積層された構造となっている。内部電極１１はその端部が交互に露出するように左右方向にずらして配置されている。また、焼結体１２は内部電極１１全体を被覆しており、その主成分は酸化亜鉛である。
【０００４】
更に積層形バリスタの外周には内部電極１１を電気的に並列に接続するための外部電極１３が形成されている。この外部電極１３は銀電極からなり、前記焼結体１２によって被覆されておらず、露出している。また、内部電極１１における外部電極１３と接触しない側の端部付近には、内部電極１１の絶縁を図ることを目的として、この端部から外部電極１３まで一定以上のマージン部１４が形成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の積層形バリスタにおいて、焼結体１２は導電性を備えているため、バリスタ表面において焼結体１２が露出している部分は導電性を有することになる。このような従来の積層形バリスタは次のような問題点を持っていた。すなわち、導電性を有する焼結体１２の表面に、ニッケルメッキ等を施すことは困難である。そのため、積層形バリスタを基板のランド等に固定させる場合に、フローはんだ付け方法のような生産性の高い方法を用いることができず、製造コストを高騰させる原因となっていた。また、焼結体１２の表面が導電性であるため、積層形バリスタ表面が劣化する。したがって、耐湿度特性が低下し、過酷な条件下での使用が問題となることがあった。
【０００６】
更に、上記の積層形バリスタにおいては、内部電極１１の絶縁を確実に行うため、十分な大きさのマージン部１４を必要としている。したがって、このマージン部１４の分だけバリスタの大形化を招いていた。特にバリスタの電圧特性を向上させる場合、内部電極１１の有効面積の拡大を図ることが不可欠だが、この有効面積の拡大に応じてマージン部１４も大きくなるので、バリスタの大形化が促進した。
【０００７】
以上のように、従来の積層形バリスタにおいては、焼結体の露出するバリスタ表面が導電性であるため、フローはんだ付け方法を適用できず、製造コストが高かった。と同時に、バリスタ表面が劣化し、耐湿度特性が低下するため、過酷な使用条件下での信頼性が弱かった。更にマージン部を形成する必要から、小形化を維持しつつ高い電圧特性を発揮することができなかった。
【０００８】
本発明の積層形電圧非直線抵抗器の製造方法は、以上のような問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、製造コストを低減し、過酷な使用条件下でも優れた信頼性を確保すると共に、小形で且つ高い電圧特性を発揮できる積層形電圧非直線抵抗器を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するために、本発明は、端部が交互に露出するように複数の内部電極を積層して形成され、前記内部電極の露出する端部に外部電極が設けられ、前記内部電極の露出しない側の端部と前記外部電極の間にマージン部が形成された積層形電圧非直線抵抗器の製造方法において、絶縁組成材料グリーンシート上にバリスタ組成材料からなるスラリーをスクリーン印刷する工程と、前記バリスタ組成材料からなるスラリーの外周部を囲むように、絶縁組成材料からなるスラリーをスクリーン印刷する工程と、前記バリスタ組成材料からなるスラリー、および絶縁組成材料からなるスラリーの上に、内部電極となる金属ペーストを積層形電圧非直線抵抗器の一方の端部から露出するようにスクリーン印刷する工程を繰り返して、内部電極の一対向面が交互にずれるように積層し、さらに最外層に絶縁組成材料グリーンシートを重ねて圧着するとともに、焼結することにより、積層されたバリスタ組成材料焼結体を絶縁組成材料焼結体で被覆したことを特徴とする。
【００１０】
【作用】
以上の構成を有する本発明においては、バリスタ組成材料焼結体が絶縁組成材料焼結体に被覆されるため、従来のように積層形電圧非直線抵抗器の表面に、導電性を有するバリスタ組成層が露出することがない。したがって、フローはんだ付け方法のような生産性の高い方法を用いることができ、且つ積層形電圧非直線抵抗器の表面が劣化しないので、耐湿度特性の低下を防止することができる。また、本発明におけるマージン部には絶縁組成材料焼結体が形成されるので、従来のマージン部より小さく設定しても確実に内部電極を絶縁することができる。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明の一実施例について、図１及び図２を参照して具体的に説明する。図１は本実施例によって製造された積層形バリスタの長手方向の断面図、図２は図１のＡ−Ａ矢視図である。
【００１２】
すなわち、本実施例によって製造された積層形バリスタは、絶縁組成材料焼結体１間に、複数の内部電極２及びバリスタ組成材料焼結体３が複数層積層された構造となっている。このうち内部電極２は、その端部が交互に露出するように左右方向にずらして配置されており、バリスタ組成材料焼結体３に形成されている。また、内部電極２の露出する端部には外部電極４が設けられている。一方、内部電極２の露出しない側の端部と外部電極４との間にマージン部５，６が形成されている。このマージン部５，６は焼結後に絶縁性を発揮するよう絶縁組成材料からなっている。
【００１３】
以下、本実施例が製造されるプロセスについて具体的に説明する。まず、焼結後に絶縁性を発揮する絶縁組成材料からなるもので、例えば鉛系ペロブスカイト誘電体粉末を有機バインダと共に溶媒中で分散させて絶縁組成材料からなるスラリーを得る。そして、このスラリーをドクターブレード法により１０μｍ〜３ｍｍ程度の均一なシート状に延ばすことにより絶縁組成材料グリーンシートを形成する。
【００１４】
次に、焼結後にバリスタ機能を発揮するバリスタ組成材料からなるもので、例えば酸化亜鉛を主成分とし、添加物として酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化マンガン、酸化ニッケル、酸化クロム、酸化マグネシウム、酸化鉛、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化アンチモン、酸化バリウム、酸化ケイ素、酸化ホウ素などの中から２〜３種類以上を含んだ原料に純水を加えてボールミルで混合し、これを乾燥後、６００〜９５０℃で仮焼して、粉砕した粉体に有機バインダを混合させて得られたバリスタ組成材料からなるスラリーを、前記絶縁組成材料グリーンシート上にスクリーン印刷する。
【００１５】
そして、内部電極２は、金、白金、パラジウム、銀、ロジウム又はこれらのうちの２以上の合金からなる金属ペーストを、前記スクリーン印刷されたバリスタ組成材料からなるスラリー上にスクリーン印刷することによって構成する。更に内部電極２の端部に形成されるマージン部５，６は、前記絶縁組成材料からなるスラリーをスクリーン印刷して構成する。このバリスタ組成材料からなるスラリーをスクリーン印刷する工程、バリスタ組成材料からなるスラリーの外周部を囲むように絶縁組成材料からなるスラリーをスクリーン印刷する工程、バリスタ組成材料からなるスラリー、および絶縁組成材料からなるスラリーの上に、内部電極となる金属ペーストを積層形電圧非直線抵抗器の一方の端部から露出するようにスクリーン印刷する工程を繰り返して、内部電極２の一対向面が交互にずれるように積層し、最外層に前記絶縁組成材料グリーンシートを再び重ねて圧着し、更に所定の大きさに切断し、９００〜１２５０℃で０．５〜８時間焼結し、前記内部電極２の導出部両端面に、外部電極材を塗布し、４５０〜８５０℃にて焼き付け外部電極４を形成してなるものである。
【００１６】
以上のように構成してなる積層形電圧非直線抵抗器によれば、バリスタ組成材料焼結体３が絶縁組成材料焼結体１で覆われているため、従来のように積層形電圧非直線抵抗器表面に導電性を有するバリスタ組成材料焼結体３が露出することがなく、フローはんだ付け対応が可能となる。しかもバリスタ表面が劣化しないので、耐湿度特性が低下することがなく、過酷な条件下で使用しても優れた信頼性を確保することが可能となる。
【００１７】また、マージン部５，６には絶縁組成材料焼結体が形成されているため、従来構造でのマージン部より小さく設定しても確実に内部電極２を絶縁することができる。したがって、内部電極２の有効面積を広くとることができ、従来と同一の大きさの場合は、その分だけ高いバリスタ電圧特性を得ることができ、また、従来と同一バリスタ電圧を得る場合は、より小形化が可能となる。
【００１８】
次に、本発明による実施例と従来例との耐湿度特性比較について述べる。すなわち、図１及び図２を例示して説明した実施例Ａと、図３及び図４にて説明した従来例Ｂとの、湿度９０〜９８％ＲＨ以下での１６ＶＤＣを印加し、３０℃から６５℃まで２〜４時間かけて上昇させ、６５℃で４〜８時間保持し、再び２〜４時間かけて３０℃まで下げる動作を１回とし１０００時間経過後のバリスタ電圧ΔＶ１０ｍＡが１０％以上劣化した発生率を調べた結果、従来例Ｂの発生率は３％であったのに対して、実施例Ａの発生率は０．０１％と、本発明における優れた耐湿度効果が実証された。試料は実施例Ａ及び従来例Ｂとも１００００個である。
【００１９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、バリスタ組成層を絶縁組成材料を焼結してなる絶縁層とマージン部に形成される絶縁組成材料焼結体に被覆されるという極めて簡単な構成により、バリスタ表面全てに絶縁性を確保できるため、フローはんだ付けを可能にして製造コストの削減を図り、耐湿度特性の低下を抑えて信頼性の安定化を図ることができ、しかもマージン部を小さくできるので、小形で高バリスタ電圧特性を発揮する積層形電圧非直線抵抗器を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による積層形バリスタの長手方向の断面図。
【図２】本実施例の図１のＡ−Ａ矢視図であり、断面図。
【図３】従来の積層形バリスタの外観を示す斜視図。
【図４】従来の積層形バリスタの長手方向の断面図。
【符号の説明】
１  絶縁組成材料焼結体
２  内部電極
３  バリスタ組成材料焼結体
４  外部電極
５  マージン部
６  マージン部
【図１】
0003606467.tif 000002
【図２】
0003606467.tif 000003
【図３】
0003606467.tif 000004
【図４】
0003606467.tif 000005