(57)【要約】【課題】  バリスタ素子と外部電極との接着性がよく、外部電極表面のめっき付け性のよいバリスタの製造方法を提供する。【解決手段】  内部電極を内蔵したバリスタ素子を形成する工程と、前記バリスタ素子の表面に珪素化合物の溶液を付与する工程と、前記バリスタ素子の表面に前記内部電極と電気的に接続する外部電極を形成する工程と、前記外部電極上にめっき膜を形成する工程と、を備え、バリスタを製造する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部電極を内蔵したバリスタ素子を形成する工程と、
前記バリスタ素子の表面に珪素化合物の溶液を付与する工程と、
前記バリスタ素子の表面に前記内部電極と電気的に接続する外部電極を形成する工程と、
前記外部電極上にめっき膜を形成する工程と、を備えることを特徴とするバリスタの製造方法。
【請求項２】
前記珪素化合物の溶液は、シランカップリング剤と有機溶媒からなる溶液であることを特徴とする請求項１に記載のバリスタの製造方法。
【請求項３】
前記有機溶媒は、メタノール、エタノール、およびイソプロパノールのうち少なくとも１つを含有することを特徴とする請求項２に記載のバリスタの製造方法。
【請求項４】
前記珪素化合物の溶液は、シランカップリング剤を０．３〜２．５ｗｔ％含有することを特徴とする請求項２または３のいずれかに記載のバリスタの製造方法。
【請求項５】
前記バリスタは酸化亜鉛を主成分とする酸化亜鉛系バリスタであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のバリスタの製造方法。
【請求項６】
前記めっき膜はアルカリ性めっき浴を用いて形成することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のバリスタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バリスタ、特に酸化亜鉛を主成分として形成された酸化亜鉛系バリスタの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なバリスタは、セラミックグリーンシートと内部電極とを積層してなる積層体を焼成することによりバリスタ素子を形成し、バリスタ素子の両端面に外部電極を形成することにより製造する。
【０００３】
しかし、上述したようなバリスタの製造方法では、バリスタ素子の表面が平滑なためバリスタ素子と外部電極との接着性が十分でなく、外部電極がバリスタ素子から剥がれてしまうという問題があった。特に、外部電極上のめっき膜がバリスタ素子の表面に成長するのを防止するためにバリスタ素子の表面を平滑にした場合には、外部電極がさらに剥がれやすくなってしまった。
【０００４】
そこで、特許文献１に記載されるように、素子と電極の接着性を向上させるために、珪素化合物を添加した電極ペーストを用いて電極を形成するバリスタがある。
【０００５】
特許文献１のように、珪素化合物を含有させて電極を焼き付けると、珪素又は二酸化珪素が粒子として残り、これが素子と電極とを密着させる。そして、この微細な粒子は素子の特性に影響を与えない。
【特許文献１】特開平２−２１６８０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載されるように珪素化合物を含有した電極ペーストで電極を形成すると、電極表面に珪素成分が浮き出てしまい、浮き出た珪素成分によりめっき付け性が劣化してしまうという問題があった。
【０００７】
ここで酸性のめっき溶を用いると、電極表面の珪素成分をある程度溶解することができるが十分ではない。さらにバリスタが酸化亜鉛系である場合には、バリスタ素子をも溶解してしまうために酸性のめっき浴を用いることができない。そこで、酸化亜鉛系のバリスタで外部電極表面のめっき付け性の問題はより深刻化した。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、バリスタ素子と外部電極との接着性がよく、外部電極表面のめっき付け性のよいバリスタの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記問題点を解決するために、本発明におけるバリスタの製造方法は、内部電極を内蔵したバリスタ素子を形成する工程と、前記バリスタ素子の表面に珪素化合物の溶液を付与する工程と、前記バリスタ素子の表面に前記内部電極と電気的に接続する外部電極を形成する工程と、前記外部電極上にめっき膜を形成する工程と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
バリスタ素子の表面に珪素化合物を付与するので、珪素又は二酸化珪素が粒子としてバリスタ素子の表面に残る。そして、珪素または二酸化珪素の粒子がバリスタ素子と外部電極とを密着させるので、バリスタ素子と外部電極との接着性がよくなる。また、外部電極の表面に珪素成分が浮き出ることもなく、めっき付け性を劣化させない。
【００１１】
また、本発明におけるバリスタの製造方法は、前記珪素化合物の溶液がシランカップリング剤と有機溶媒からなる溶液であることを特徴とする。
【００１２】
バリスタ素子の表面に珪素化合物を液体、特にシランカップリング剤と有機溶媒からなる溶液を付与することで、バリスタ素子の表面に珪素化合物を均一に付着させることができる。
【００１３】
また、本発明におけるバリスタの製造方法は、メタノール、エタノール、およびイソプロパノールのうち少なくとも１つを含有することを特徴とする。
【００１４】
メタノール、エタノール、およびイソプロパノールを有機溶媒として使用することにより、バリスタ素子に影響を与えない珪素化合物の溶液を作製することができる。
【００１５】
また、本発明におけるバリスタの製造方法は、前記珪素化合物の溶液が、シランカップリング剤を０．３〜２．５ｗｔ％含有することを特徴とする。
【００１６】
珪素化合物の溶液中におけるシランカップリング剤の含有率を０．３〜２．５ｗｔ％とすることで、素体と外部電極との接着性の向上を確実に実現することができる。
【００１７】
また、本発明におけるバリスタの製造方法は、前記バリスタが酸化亜鉛を主成分とする酸化亜鉛系バリスタであることを特徴とする。
【００１８】
本発明は酸性のめっき浴を用いることのできない酸化亜鉛系バリスタの製造方法において、めっき付け性をよくする効果をよりあげることができる。
【００１９】
また、本発明におけるバリスタの製造方法は、前記めっき膜はアルカリ性めっき浴を用いて形成することを特徴とする。
【００２０】
本発明はめっき膜をアルカリ性めっき浴を用いて形成する場合に、めっき付け性をよくする効果をよりあげることができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上より、本発明におけるバリスタの製造方法によれば、素体と外部電極との接着性がよく、外部電極表面のめっき付け性のよいバリスタを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明におけるバリスタの製造方法を説明する。
【実施例】
【００２３】
図１は本発明のバリスタの断面図である。１はバリスタ素子で、その内部にはＡｇ製の内部電極２が複数設けられている。これらの内部電極２は、交互にバリスタ素子１の端面に引き出され、その端面において外部電極３と電気的に接続されている。
【００２４】
まず、酸化亜鉛を主成分としたバリスタ原料をボールミルで混合、粉砕し、バインダ、可塑剤および有機溶剤を加えてセラミックスラリーを作製する。そして、セラミックスラリーをドクターブレード法によりシート状に成形し、グリーンシートを得る。
【００２５】
次にグリーンシートにＰｔペーストをスクリーン印刷で所定のパターンに印刷して内部電極を形成する。その後、内部電極が交互に引き出されるように、内部電極を形成したグリーンシートを積層し、上下に内部電極を形成していないグリーンシートを積層して圧着することにより積層体を作製する。そして、積層体をカットし、脱脂後に１１６０〜１２００℃の範囲で８時間焼成して、バリスタ素子を得る。
【００２６】
そして、バリスタ素子をバレル研磨し、バリスタ素子の表面を平滑とする。研磨処理は、例えば１ｍｍ径の研磨粒で１８０分、０．３ｍｍ径の研磨粒で６０分行う。
【００２７】
なお、バリスタ素子の表面は０．１μｍ以下の表面粗さとすることが望ましい。バリスタ素子の表面を平滑にすることで、後述するめっき膜がバリスタ素体の不必要な表面部分に集中するのを防げ、半田リフロー時にフラックスがバリスタ素子の表面部分に付着し固化するのを防ぐことができる。
【００２８】
その後、図２に示すように、バリスタ素子１を常温にて珪素化合物の溶液５に５分間浸漬させ、３０分以上乾燥させる。この場合、珪素化合物の溶液５としては、一般式ＲＳｉＸ３に示されるシランカップリング剤と有機溶媒との溶液が使用される。なお、前記一般式においてＸはメトキシ基、エトキシ基、セロソルブ基等の加水分解性基を意味し、Ｒはビニル基、エポキシ基、メタクリル基、アミノ基等の有機官能基を意味する。かかるシランカップリング剤としては、例えば、γ―（メタクロキシプロピル）トリメトキシシラン、ビニルトリス（β―メトキシエトキシ）シラン、ビニルトリエトキシシラン、γ―アミノプロピルトリエトキシシラン、γ―アミノプロピルメチルジメトキシシラン等がある。また、シランカップリング剤を希釈する有機溶媒としてはメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコールを使用することができる。このように、シランカップリング剤を有機溶媒溶液の状態で使用することにより、バリスタ素子の表面に均一かつ迅速に付加することができる。
【００２９】
そして、粘着プレートにバリスタ素体を立てて、バリスタ素子の端部にＡｇペーストを塗布する。Ａｇペーストが乾燥した後、バリスタ素体を立てた粘着プレートよりも粘着力の高い粘着プレートをバリスタ素子の端部に押し付け、バリスタ素体を移動させることにより、バリスタ素体の反対側の端部にもＡｇペーストを塗布する。その後、０．２ｍｍ径のピアノ線を用いて、粘着プレートからバリスタ素子を掻き落とす。そして、８００℃で焼付け処理することにより、内部電極と電気的に接続する外部電極を形成する。
【００３０】
最後に、１ｍｍ径の研磨粒でバレル研磨を１０分間施し、アルカリ性のめっき浴にて外部電極の表面にＮｉめっき膜およびＳｎめっき膜を形成する。
【００３１】
これにより、本発明のバリスタを得ることができる。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
表１は上記により得られたバリスタの効果を確認するために、本発明のバリスタの外部電極の剥れ発生数と、Ｎｉめっき膜表面の欠陥の有無を調査した結果を示す。なお、比較のために、従来の表面に珪素化合物を付与しないバリスタ（比較例１）および電極ペーストに珪素化合物を含有させて焼き付けるバリスタ（比較例２）についても調査をした。
【００３４】
外部電極の剥れ発生数は、外部電極焼き付け後に５００個のバリスタについて外部電極の欠陥をチェックした。また、Ｎｉめっき付け性については、めっき付けに何らかの欠陥があれば×とした。
【００３５】
また、サージ耐量については、１ｍＡの電流を流した時のバリスタ電圧（Ｖ１ｍＡ）を測った後、１０Ａの電流を流し、その後に再び１ｍＡの電流を流した時のバリスタ電圧（Ｖ１ｍＡ）を測り、その変化率（ΔＶ１ｍＡ）をチェックした。そして、ΔＶ１ｍＡ＝±１０％以内を外れた場合を×とした。
【００３６】
表１により、本発明のバリスタは外部電極剥れ発生を抑制でき、Ｎｉめっき付け性もよいことがわかる。なお、サージ耐量も問題なく、外部電極と内部電極の接続性もよい。
【００３７】
このように、外部電極剥れ発生を抑制できたのは、外部電極形成前に珪素化合物の溶液をバリスタ素体の表面に付加したためである。すなわち、珪素又は二酸化珪素が粒子としてバリスタ素体の表面に残り、これがバリスタ素体と外部電極とを密着させたのである。また、Ｎｉめっき付け性がよいのは、外部電極の表面に珪素成分が浮きでないためである。
【００３８】
これに対して、従来例１はバリスタ素体の表面が平滑であるため、バリスタ素体と外部電極との接着性が悪く、外部電極の剥れが発生している。また、従来例２は外部電極中の珪素成分が、外部電極の表面に浮き出てしまうので、めっき付け性が劣化している。
【００３９】
【表２】
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【００４０】
表２は、本発明のバリスタの製造方法において、珪素化合物の溶液中のシランカップリング剤の含有率を０．２〜３．０ｗｔ％の範囲で変化させて評価を行った結果である。外部電極の剥れ発生率、Ｎｉめっき付け性、およびサージ耐量については表１と同様に調査した。また、焼結体のくっつき発生率については、バリスタ素体の表面に珪素化合物を付加した後、バリスタ素体同士のくっつき発生率について１０００個のバリスタについて調査した。
【００４１】
表２から、珪素化合物の溶液中のシランカップリング剤の含有率は０．３〜２．５ｗｔ％の範囲が好ましいことがわかる。すなわち、珪素化合物の溶液中のシランカップリング剤が０．２ｗｔ％以下であると、外部電極の剥れが非常にわずかではあるが発生する。これは、シランカップリング剤の含有率が低いため、バリスタ素体と外部電極を十分に密着させることができないからである。これに対し、３．０ｗｔ％以上では、焼結体のくっつき発生率が非常にわずかではあるが発生する。これは、シランカップリング剤の含有率が高く粘性が強いため、バリスタ素体同士が付着しやすくなり、乾燥後もくっつきとして残る場合があるためである。
【００４２】
なお、本発明は上記実施例に限られるものではなく、本発明の技術思想の範囲で多彩な変更および修正が可能である。例えば、上記実施例では内部電極としてＰｔペーストを用いたが、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｇ―Ｐｔ、Ａｇ―Ｐｄを用いることができる。また、珪素化合物についても、バリスタ素体に均一に付着させることができれば、シリコン樹脂や珪素を含む金属アルコキシド等を用いることができる。さらに、珪素化合物の溶液はバリスタ素体の表面に付与すればよく、塗布または噴霧する方法でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係るバリスタの概略断面図である。
【図２】バリスタ素体を珪素化合物の溶液に浸漬させる工程を示す概念図である。
【符号の説明】
【００４４】
１    バリスタ素子
２    内部電極
３    外部電極
５    珪素化合物の溶液
【図１】
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【図２】
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