(57)【要約】【課題】小型化した場合でもサージ電流耐量が大きく、信頼性に優れた積層チップバリスタを提供することを目的とする。【解決手段】バリスタ粉体と有機材料とを含有するグリーンシートと、ＡｇまたはＡｇを主成分とする金属と有機材料よりなる導電体層とを前記グリーンシートとを交互に積層して積層チップバリスタグリーンチップを作製し、この積層チップバリスタグリーンチップを焼成炉内で焼成する積層チップバリスタの製造方法であり、バリスタ粉体は前記焼成工程で液状化する成分を含んでおり、焼成工程においてこの液状化する成分が前記導電体層を濡らすことによりグリーンシートと導電体層が一体に焼結する構成としたため、小型した場合でも、サージ電流耐量が大きく信頼性に優れた積層チップバリスタを提供することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともバリスタ粉体と、有機材料とを含有するグリーンシートを準備する工程と、ＡｇまたはＡｇを主成分とする金属と有機材料よりなる導電体層と前記グリーンシートとを交互に積層して積層チップバリスタグリーンチップを作製する積層工程と、前記積層チップバリスタグリーンチップを焼成炉内で焼成する焼成工程とを含み、前記バリスタ粉体は前記焼成工程で液状化する成分を含んでおり、前記焼成工程において前記液状化する成分が前記導電体層を濡らすことにより前記グリーンシートと前記導電体層が一体に焼結されることを特徴とする積層チップバリスタの製造方法。
【請求項２】
積層工程の後に、積層チップバリスタグリーンチップの相対する一対の両端面に外部電極となる導電体層を形成した後、焼成する請求項１に記載の積層チップバリスタの製造方法。
【請求項３】
焼成工程で液状化する成分はＢｉ化合物またはＢｉ化合物とＳｂ化合物である請求項１に記載の積層チップバリスタの製造方法。
【請求項４】
導電体層はセラミック粉体およびガラスフリットを含まないものを用いる請求項１に記載の積層チップ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、積層チップバリスタの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の積層チップバリスタの製造方法について説明する。
【０００３】
図２は、一般的な積層チップバリスタ２１の一部切欠斜視図であり、バリスタ材料よりなるセラミック層２２と内部電極２３とが交互に積層されて積層体を構成し、内部電極２３はその端面が積層体の対向する両端面に交互に露出するよう積層されており、積層体の両端面に形成された一対の外部電極２４に交互に接続されている。
【０００４】
このような積層チップバリスタは電子回路等に発生する静電気や雷サージなどの異常電圧から回路素子を保護する目的で用いられている。
【０００５】
本発明に関連する先行技術文献としては、例えば特許文献１をあげることができる。
【特許文献１】特開２０００−２７７３０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１には、Ｐｄからなる導電材料中にＡｌ2Ｏ3を添加した内部電極を有する積層型チップバリスタが記載されている。
【０００７】
積層チップバリスタを電子回路等に発生する静電気や雷サージなどの異常電圧から回路素子を保護する目的で使用する場合の重要な特性の一つとしてサージ電流耐量がある。
【０００８】
これは、所定の衝撃電流を印加した時に、バリスタ電圧の初期値に対する変化率が±１０％以内となる時の最大電流サージの値を示すものであり、積層型チップバリスタの電気的性能の目安となる値である。このサージ電流耐量が大きいバリスタほど、サージ等の異常電圧による破壊が生じ難く、回路素子を保護する性能が高く、信頼性が高いものであるということができる。
【０００９】
近年、電子機器の小型化、高性能化にともない、このような異常電圧の吸収に用いられる積層チップバリスタにおいても、小型化が求められているが、積層チップバリスタを小型化した場合、上記のサージ電流耐量も小さくならざるをえなかった。
【００１０】
本発明はこのような背景のもとになされたものであり、素子を小型化した場合であっても十分なサージ電流耐量を確保できる積層チップバリスタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的を達成するために本発明は、少なくともバリスタ粉体と有機材料とを含有するグリーンシートと、ＡｇまたはＡｇを主成分とする金属と有機材料よりなる導電体層とを交互に積層して積層チップバリスタグリーンチップを作製し、この積層チップバリスタグリーンチップを焼成炉内で焼成する積層セラミック電子部品の製造方法であり、バリスタ粉体は焼成工程で液状化する成分を含んでおり、焼成工程においてこの液状化する成分が導電体層を濡らすことによりグリーンシートと導電体層が一体に焼結されることを特徴とする積層チップバリスタの製造方法であり、小型であってもサージ電流耐量が大きく信頼性に優れた積層チップバリスタを提供することができる。
【００１２】
さらに、本発明は、積層後の積層チップバリスタグリーンチップの一対の両端面に外部電極となる導電体層を形成した後、一体同時焼成することにより、内部電極と外部電極の結合についても強化することができるため、更に小型であってもサージ電流耐量が大きく、信頼性に優れた積層チップバリスタを提供することができる。
【００１３】
また、液状化する成分としてＢｉ化合物またはＢｉ化合物とＳｂ化合物を用いることにより、バリスタ材料よりなる積層チップバリスタの電気特性を損なうことなく、グリーンシートと導電体層とを強固に一体焼結できるため、更にサージ電流耐量が大きく信頼性に優れた積層チップバリスタを提供することができる。
【００１４】
また、導電体層としてセラミック粉体およびガラスフリットを含まないものを用いることにより、内部電極の等価直列抵抗を下げることができるとともに、内部電極の連続性が向上し、内部電極自体の面積を増加させることができるため、更にサージ電流耐量が大きく信頼性に優れた積層チップバリスタを提供することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、バリスタ粉体と有機材料とを含有するグリーンシートと、ＡｇまたはＡｇを主成分とする金属と有機材料よりなる導電体層とを交互に積層して積層チップバリスタグリーンチップを作製し、この積層チップバリスタグリーンチップを焼成炉内で焼成する積層チップバリスタの製造方法であり、バリスタ粉体は焼成工程で液状化する成分を含んでおり、焼成工程においてこの液状化する成分が導電体層を濡らすことによりグリーンシートと導電体層が一体に焼結する構成としたため、小型化した場合でも、サージ電流耐量が大きく信頼性に優れた積層チップバリスタを提供することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の積層チップバリスタの製造方法について一実施の形態および図面を用いて説明する。
【００１７】
図１は、本発明の積層チップバリスタの製造方法にて作製した積層チップバリスタ１１の一部切欠斜視図であり、バリスタ材料よりなるセラミック層１２と内部電極１３とが交互に積層されて積層体を構成し、内部電極１３はその端面が積層体の対向する両端面に交互に露出するよう積層されており、積層体の両端面に形成された一対の外部電極１４に交互に接続されている。
【００１８】
次に、本発明に係る積層チップバリスタの製造方法について詳細に説明する。
【００１９】
まず、ＺｎＯを主成分とし、ＢｉやＳｂの酸化物などの添加物よりなるバリスタ粉末と、有機材料としてポリビニルブチラール樹脂と、溶剤、可塑剤、分散剤等を混合してセラミックスラリーを作製し、ドクターブレード法などの方法を用いて焼成によりセラミック層１２となるグリーンシートを作製する。
【００２０】
一方、Ａｇよりなる金属粉末と、有機材料として溶剤、樹脂、可塑剤等よりなるビヒクルとを混合して電極ペーストを作製し、この電極ペーストをスクリーン印刷法によりグリーンシート上に塗布して内部電極１３となる導電体層を形成する。
【００２１】
ここで、電極ペーストに含まれるのは金属粉末と、焼成により飛散するビヒクルなどの有機材料のみであり、電極ペースト中には通常導電体層とグリーンシートの一体焼結を促進するために用いられるガラスフリットやセラミック粉体は含まないことが重要である。
【００２２】
即ち、電極ペースト中にセラミック粉体やガラスフリットを含む場合、焼成後においても内部電極中にこれらのセラミック粉体やガラスフリットが残留し、その結果内部電極の等価直列抵抗が増加したり、内部電極が途切れてその有効面積が減少するという不具合が生じることになるためである。
【００２３】
等価直列抵抗が増加した場合、抵抗成分により発熱するため、サージ電流耐量が低下する。また内部電極の有効面積が減少した場合も、サージ電流の吸収に用いられるバリスタ層の面積が減少してしまうため、やはりサージ電流耐量が低下することになる。
【００２４】
次いで、この導電体層を形成したグリーンシートを１７枚積層した後、その上段と下段に電極ペーストを塗布していないグリーンシート（図示せず）を１枚または複数枚積層して上下の保護層を形成し、積層体グリーンブロック（図示せず）を作製した。
【００２５】
次いで、この積層体グリーンブロックを長さ１．８８ｍｍ×幅０．９５×厚み０．９５ｍｍの寸法に切断して、焼成により積層チップバリスタ１１となる略直方体形状の積層チップバリスタグリーンチップ（図示せず）を作製した。このとき積層チップバリスタグリーンチップの両端面は導電体層の一方の端部がグリーンシートを挟んで一層おきに交互に相対向する異なる端面に露出した構造とした。
【００２６】
その後、グリーンシートに導電体層を形成するのに用いたのと同じ電極ペーストを用いて、前記積層チップバリスタグリーンチップの一対の両端面に外部電極１４となる導電体層を形成した。
【００２７】
次いで、この積層チップバリスタグリーンチップをバッチ式焼成炉に投入し、脱バインダーを行った後、８００℃〜９５０℃の温度で焼成し、長さ１．６ｍｍ×幅０．８×厚み０．８ｍｍ積層チップバリスタを得た。
【００２８】
同様に本一実施の形態との比較のため、従来の方法に基づき、Ａｇとともに酸化亜鉛を主成分とするセラミック粉体をＡｇに対して５．０重量％含む電極ペースト（比較例１）、及びホウケイ酸鉛ガラスを主成分とするガラスフリットを２．０重量％含む電極ペースト（比較例２）を作製し、各々を本一実施の形態と同様に積層、焼成して比較例の積層チップバリスタを作製した。
【００２９】
この本一実施の形態による実施例の積層チップバリスタと、比較例１、比較例２の積層チップバリスタのおのおのに対して、サージ電流耐量試験を実施した結果を（表１）に示す。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
サージ電流耐量試験の評価に用いる電流波形は波頭長が８μ秒で波尾長が２０μ秒のサージ電流耐量評価に用いられる標準的衝撃電流波形とし、５分間隔で２回印加し、バリスタ電圧（１1mA）が±１０％以上変化しない限界電流値をサージ電流耐量として評価した。
【００３２】
（表１）から明らかなように、実施例の積層チップバリスタは、ガラスフリットやセラミック粉体を用いて導電体層とグリーンシートの一体化を図っている比較例１や比較例２と異なり、焼成時に液状化する成分を用いて、導電体層を濡らすことにより導電体層とグリーンシートの一体化を図っているため、内部電極の等価直列抵抗や内部電極の有効面積が減少するということがない。このため、実施例による積層チップバリスタのサージ電流耐量は、比較例１及び比較例２の積層チップバリスタのサージ電流耐量に比べて１．５倍以上に高められており、本発明によりサージ電流耐量が大きいという性能に優れた積層チップバリスタを提供することができるということが明白である。
【００３３】
等価直列抵抗の数値については（表１）には示していないが、実施例による積層チップバリスタの等価直列抵抗は比較例１及び２に比べて３０％〜５０％低い値であることが確認されている。
【００３４】
なお、本実施例においては、電極ペーストの金属粉末をＡｇとした例を示したが、これにとらわれるものではなく、Ａｇを主成分としＰｄやＰｔなどの金属よりなる金属粉末を使用しても本発明の効果が得られるものである。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明にかかる積層チップバリスタの製造方法は、バリスタ粉体は焼成工程で液状化する成分を含んでおり、焼成工程においてこの液状化する成分が導電体層を濡らすことによりグリーンシートと導電体層が一体に焼結する構成としたため、小型化した場合でもサージ電流耐量が大きく信頼性に優れた積層チップバリスタを提供することができ、特に、小型化、高信頼性が要求される積層チップバリスタに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施の形態における積層チップバリスタの一部切欠斜視図
【図２】従来の積層チップバリスタの一部切欠斜視図
【符号の説明】
【００３７】
１１  積層チップバリスタ
１２  セラミック層
１３  内部電極
１４  外部電極
【図１】
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【図２】
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