バリスタ

【目的】電極上に選択的にかつ均一にメッキすることができるバリスタを提供することを目的とするものである。
【構成】バリスタ素子１の両端面に第１の外部電極３ａを形成し、次に、このバリスタ素子１をＳｉＯ₂を主成分とする混合物１５に埋没させて焼成して、高抵抗層４ａ，４ｃを形成した後、第１の外部電極３ａ上に第２の外部電極３ｂを形成したものである。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はバリスタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、チップ部品は半田付け時に半田により、Ａｇ外部電極が、侵されてしまうため、Ａｇ外部電極の上にＮｉメッキ等を施し、この上からさらに、半田付け性向上のため半田メッキを施している。しかし、ＺｎＯバリスタは、半導体であるため電解メッキを行うと、セラミック素子表面もメッキされてしまうので、これを防ぐために、セラミック素子表面にＳｉ，Ｂ，Ｂｉ，Ｐｂ，Ｃａ等からなるガラスをディップして、高抵抗層を形成するか、あるいはＳｉ，Ｆｅ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｓｂの酸化物を主成分とする混合物をセラミック素子表面に配して焼成し、高抵抗層を形成していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ガラスによる高抵抗層は選択的にセラミック素子表面だけに形成することができなかった。また、セラミック素子をＳｉ，Ｆｅ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｓｂ等の酸化物を主成分とする混合物に配して焼成すると、セラミック素子表面に設けられた電極と、前記混合物は反応しないが、セラミック素子に含まれた成分、あるいは前記混合物の成分が液相化して電極上に混合物を付着させてしまっていた。このため、メッキをすると付着物のところにはメッキがされないので、不均一なメッキになってしまうので、電極上の付着物を除去するとセラミック素子表面上の高抵抗層の一部が一緒に削られてしまい、メッキ流れをおこしてしまうという問題点を有していた。
【０００４】そこで本発明は、電極上にメッキをする際、均一なメッキを行うことができるバリスタを提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するために、本発明はバリスタ素子の表面に第１の電極を形成し、次にバリスタ素子の表面に高抵抗層を形成後、前記第１の電極上に第２の電極を形成し、電極を二層構造としたものである。
【０００６】
【作用】この構成によると、電極上には付着物が存在しないと共に、バリスタ素子表面の電極に覆われていない部分には高抵抗層があるので、電極上のみに均一なメッキを行うことができる。また、電極上の付着物を除去する必要がないのでバリスタ素子表面の高抵抗層が削られてしまうためにひきおこされるメッキ流れの心配もない。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の一実施例について説明する。
【０００８】図１において、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には、交互にバリスタ素子１の両端に引き出され、その両端において、第１の外部電極３ａと電気的に接続され、この第１の外部電極３ａ上に第２の外部電極３ｂが形成されている。
【０００９】また、内部電極２間、及びその外側に積層されたセラミックシート１ａは、ＺｎＯを主成分とし、副成分としてＢｉ₂Ｏ₃，Ｃｏ₂Ｏ₃，ＭｎＯ₂，Ｓｂ₂Ｏ₃，Ｂ₂Ｏ₃等を含んでいる。
【００１０】図２は製造工程を示し、セラミックシート１ａは図２において（５）で示すごとく原料の場合、粉砕、スラリー化、シート成形により作製した。次にこのセラミックシート１ａと、内部電極２とを積層（６）し、それを切断（７）し、９３０℃で３０分間焼成（８）後、シェーカーで１時間、セラミック素子１の表面の面取（９）をした。
【００１１】次に、セラミック素子１の両端面にＡｇ電極ペーストを塗布（１０）し、６００℃～９６０℃でＡｇ電極焼付（１１）して第１の外部電極３ａを形成し、その後、図３に示すごとくＳｉＯ₂を主成分とする混合物１５にバリスタ素子１を埋没させ、空気中あるいは酸素雰囲気中で６００℃～９６０℃で５分～１０時間、焼成した（図２の１２）。
【００１２】この焼成により、バリスタ素子１の主成分ＺｎＯと、ＳｉＯ₂が反応して、主にＺｎ₂ＳｉＯ₄からなる高抵抗層４ａがバリスタ素子１表面上に形成される。また、バリスタ素子１に副成分として、Ｂｉ₂Ｏ₃を添加した場合、Ｂｉ₂Ｏ₃がＳｉＯ₂と反応して、主にＺｎ₂ＳｉＯ₄からなる高抵抗層４ａと、この高抵抗層４ａの上に、主にＢｉ₄（ＳｉＯ₄）₃からなる高抵抗層４ｂとがバリスタ素子１の表面上に形成される。
【００１３】また、バリスタ素子１の副成分としてＢ₂Ｏ₃を添加した場合、Ｂ₂Ｏ₃がＳｉＯ₂と反応して、主にＺｎ₂ＳｉＯ₄からなる高抵抗層４ａと、この上に、主にＢ₄（ＳｉＯ₄）₃からなる高抵抗層４ｂとがバリスタ素子１の表面上に形成される。
【００１４】さらに、バリスタ素子１に、副成分として、Ｂｉ₂Ｏ₃とＢ₂Ｏ₃とを添加した場合、Ｂｉ₂Ｏ₃とＢ₂Ｏ₃とがＳｉＯ₂と反応して、主にＺｎ₂ＳｉＯ₄からなる高抵抗層４ａと、この上に、主にＢｉ₄（ＳｉＯ₄）₃とＢ₄（ＳｉＯ₄）₃とからなる高抵抗層４ｂとがバリスタ素子１の表面上に形成される。これらの反応により生じた物質は、バリスタの特性への悪影響は生じず、バリスタとして極めて特性の優れたものが得られる。ここで重要なことは、図３に示すごとく個々のバリスタ素子１を全てＳｉＯ₂を主成分とする混合物１５に埋没させておくことである。そのために、まずアルミナのるつぼ１６の中に所定の厚さでＳｉＯ₂を主成分とする混合物１５を敷きつめ、その上に、バリスタ素子１を隣接するもバリスタ素子１と接触しないように並べ、その状態でＳｉＯ₂を主成分とする混合物１５を充分に覆いかぶせた。この状態で焼成を行った後に、バリスタ素子１表面と、第１の外部電極３ａの表面のＳｉＯ₂を主成分とする混合物１５を取り除いた（１３）。この除去は、例えば容器内にＳｉＣの玉石と純水とバリスタ素子１とを入れて攪拌したり、エアーガンで複数のバリスタ素子１を容器内で揺動させたりして行った。次に、第１の外部電極３ａ上に第２の外部電極３ｂとなるＡｇ電極ペーストを塗布（１０）し、７５０～８５０℃で１０～６０分間Ａｇ焼付（１１）を行った。その後、第２の外部電極３ｂ表面に２Ａ，３０ｍｉｎで電解Ｎｉメッキ、その上に０．６Ａ，３０ｍｉｎで半田メッキ（１４）を行いバリスタを得た。
【００１５】得られたバリスタの断面から、メッキの厚みは、Ｎｉメッキが１．２μｍ、半田メッキは１．３μｍであった。
【００１６】また、メッキの付着を調べ（表１）に示した。
【００１７】
【表１】

【００１８】（表１）によると、本実施例のバリスタは、均一にかつ完全にメッキを行うことができることがわかる。
【００１９】また高抵抗層４ａ，４ｂ形成の際に第１の外部電極３ａ上に付着した付着物は、第１の外部電極３ａを完全に覆ってしまわず、第２の外部電極３ｂと導通が取れる程度でなければならない。
【００２０】さらに、玉石は、バリスタ素子１よりも小さいものを用いることが好ましい。また混合物１５はＳｉＯ₂を主成分とする粉体であるが、バリスタ素子１との反応性を良くするために、粒径を２μｍ以下にすることが望ましい。そして、ＳｉＯ₂以外に混合物１５に用いる粉体として、マンガン、鉄、ニッケル、アンチモン、アルミニウム、ジルコニア等の酸化物が望ましい。
【００２１】そして、その混合比や加熱温度、その時間を調整することにより高抵抗層４ａ，４ｂの膜厚を制御できる。
【００２２】また、本実施例においては、第１の外部電極３ａ、第２の外部電極３ｂとしてＡｇを用いたために、焼成温度の制限をうけているが、Ａｇ以外のものを用いた場合は１３００℃以下であれば焼成できる。
【００２３】さらに、第１の外部電極３ａと第２の外部電極３ｂは、同じ材料で形成したが、異なる材料で形成してもよい。
【００２４】ただし、第２の外部電極３ｂを薄くしすぎると、第１の外部電極３ａ上に付着した付着物と、第１の外部電極３ａとの凹凸をカバーできなくなるので、第２の外部電極３ｂは、この付着物をカバーし、均一な表面を有するように第１の外部電極３ａより厚く形成することが望ましい。
【００２５】なお本実施例においてＳｉＯ₂を主成分とする混合物１５にバリスタ素子１を埋没させる場合、図４R>４のように埋め込むだけでも高抵抗層４ａ，４ｂは形成されるが、反応性を考えた場合、図３のようにアルミナのるつぼ１６中で反応させ、さらにおもしなどをして、圧力をかけてＳｉＯ₂を主成分とする混合物１５とバリスタ素子１との密着性を上げた方がよい。また、ニッケル製あるいは磁器製等のバリスタ素子１と反応しない材料でできた容器内にニッケルあるいはジルコニア等のバリスタ素子１と反応しない玉石と、バリスタ素子１とＳｉＯ₂を主成分とする混合物１５とを入れ、回転させながら攪拌して反応を行うと、より均一に反応させることができると思われる。
【００２６】また、第１の外部電極３ａが内部電極２と異なる材料の場合、収縮率を考慮しなかったり、また同じ材料であっても厚みが薄い場合内部電極２側に引きこまれてしまう恐れがあるので注意しなければならない。
【００２７】さらに、図１に示した積層型のバリスタの場合、第１の外部電極３ａと内部電極２を除いたバリスタ素子１の間にも、高抵抗層４ｃが形成されるので、内部電極２の遊端２ａと、対向する第１の外部電極３ａの距離を短くすることができる。すなわち、内部電極２の面積を大きくすることができるので、サージ耐量の大きなバリスタを得ることができる。
【００２８】なお外部電極３ａの内面側にも高抵抗層４ｃが形成される理由は現時点で十分判明していないが、バリスタ素子１の成分とＳｉＯ₂とが、反応して液相化し、界面から液相化した高抵抗成分がバリスタ素子１内に浸入するためであると思われる。
【００２９】
【発明の効果】以上のように、本発明はバリスタ素子表面に二層構造の電極を形成し、この電極で覆われていない部分以外に高抵抗層を形成したものであり、高抵抗層を形成する際、下層の電極上に付着物が付着したとしても、上層の電極でこれをカバーし、均一な表面を形成するので、電極上にのみ選択的にかつ均一にメッキを行うことができるとともに、従来のように付着物の除去によるメッキ流れを起こしたりしないものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例におけるバリスタの断面図
【図２】本発明の一実施例におけるバリスタの製造工程図
【図３】本発明の一実施例における焼成工程の説明図
【図４】本発明の一実施例における焼成工程の説明図
【図５】本発明の一実施例におけるバリスタの耐湿性を表す特性曲線図
【符号の説明】
１バリスタ素子
３ａ第１の外部電極
３ｂ第２の外部電極
４ａ高抵抗層
４ｂ高抵抗層
４ｃ高抵抗層

【特許請求の範囲】
【請求項１】バリスタ素子と、このバリスタ素子の両端面に設けた電極と、前記バリスタ素子の少なくとも電極に覆われていない部分に設けた高抵抗層とを備え、前記電極は二層構造であるバリスタ。
【請求項２】電極は、下層の厚みより上層の厚みの方が大きい請求項１記載のバリスタ。
【請求項３】電極の、下層と上層とを異なる材料で形成した請求項１記載のバリスタ。

【図１】

【図３】

【図４】

【図２】

【図５】

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