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JP2985384B2 - Stacked varistor - Google Patents
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JP2985384B2 - Stacked varistor - Google Patents

Stacked varistor

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JP2985384B2
JP2985384B2 JP3179127A JP17912791A JP2985384B2 JP 2985384 B2 JP2985384 B2 JP 2985384B2 JP 3179127 A JP3179127 A JP 3179127A JP 17912791 A JP17912791 A JP 17912791A JP 2985384 B2 JP2985384 B2 JP 2985384B2
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varistor
sintered body
raw material
zno
internal electrodes
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晃慶 中山
和敬 中村
康信 米田
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、焼結体内においてバリ
スタ特性部分を介して複数の内部電極が積層されている
積層型バリスタに関し、特に、内部電極間に挟まれたバ
リスタ特性部分である焼結体部分の密度と、外層の焼結
体部分の密度とを変化させることにより、低電圧化及び
信頼性の向上が図られた積層型バリスタに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laminated varistor in which a plurality of internal electrodes are laminated via a varistor characteristic portion in a sintered body, and more particularly to a varistor characteristic portion sandwiched between internal electrodes. The present invention relates to a multilayer varistor in which a voltage is reduced and reliability is improved by changing a density of a sintered body portion and a density of a sintered body portion of an outer layer.

【0002】[0002]

【従来の技術】バリスタは、サージ吸収素子や電圧安定
化素子として広く用いられているが、その電気的特性
は、下記の式(1)に示す実験式で表される。
2. Description of the Related Art A varistor is widely used as a surge absorbing element or a voltage stabilizing element, and its electrical characteristics are represented by the following equation (1).

【0003】[0003]

【数1】 (Equation 1)

【0004】式(1)において、Iはバリスタを流れる
電流、Vは印加電圧、Vi は素子にiAの電流が流れた
場合の端子間電圧であり、通常1mAの値をとり、バリ
スタ電圧V1mA と称されている。αは電圧非直線係数と
言われており、バリスタを電気回路に組み込んだ際の電
圧制御の程度を示すものであり、αが大きい程、電圧制
御性に優れている。近年、通信機等の電子機器分野で
は、小型化並びに集積化が急速に進んできており、これ
に伴って、バリスタにおいても、高密度実装をを実現す
るための超小型化或いは集積化に対応した低電圧化の要
求が強くなっている。このような要求に対応するものと
して、積層型バリスタが提案されている(特公昭58−
23921号公報)。
[0004] formula (1), I is the current through the varistor, V is the applied voltage, V i is the voltage between the terminals when the current iA flows through the device, a value of usually 1 mA, the varistor voltage V It is called 1mA . α is called a voltage nonlinear coefficient, and indicates the degree of voltage control when the varistor is incorporated in an electric circuit. The larger α is, the better the voltage controllability is. In recent years, in the field of electronic devices such as communication devices, miniaturization and integration have been rapidly progressing, and accordingly, varistors have also been responding to ultra-miniaturization or integration to realize high-density mounting. There is a growing demand for lower voltage. In response to such a demand, a multilayer varistor has been proposed (Japanese Patent Publication No. 58-58).
No. 23921).

【0005】上記積層型バリスタでは、半導体結晶粒子
を巨大に成長させることなく、電極間の粒界数を減少さ
せることができるため、動作電圧の低電圧化を容易に実
現することができる。他方、いまだ公知ではないが、上
記積層型バリスタを改良したものとして、内部電極間に
非接続型内部電極を配置した構造を有する積層型バリス
タが提案されている(特願平1−302496号)。こ
の改良された積層型バリスタでは、内部電極或いは非接
続型内部電極間に挟まれた結晶粒界数が2以下とされて
おり、電極と結晶との界面においてバリスタ特性を得て
いるため、バリスタ電圧のばらつきが低減されており、
かつバリスタ電圧を4〜16Vと低くして動作させつつ
大きなサージ耐量を得ることが可能とされている。
In the multilayer varistor, the number of grain boundaries between the electrodes can be reduced without causing the semiconductor crystal grains to grow in a huge manner, so that the operating voltage can be easily reduced. On the other hand, although not yet known, a multilayer varistor having a structure in which a non-connection type internal electrode is arranged between internal electrodes has been proposed as an improvement of the above-mentioned multilayer varistor (Japanese Patent Application No. 1-302496). . In this improved laminated varistor, the number of crystal boundaries interposed between the internal electrodes or the non-connected internal electrodes is set to 2 or less, and the varistor characteristics are obtained at the interface between the electrode and the crystal. Voltage variations are reduced,
In addition, it is possible to obtain a large surge withstand voltage while operating at a low varistor voltage of 4 to 16 V.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】特公昭58−2392
1号に開示された積層型バリスタでは、酸化亜鉛結晶粒
界においてバリスタ特性を得ており、特願平01−30
2496号に開示されている積層型バリスタでは、電極
と酸化亜鉛結晶との界面においてバリスタ特性を得てい
る。酸化亜鉛結晶1粒界当たりのバリスタ電圧は約2〜
3V(両極性)であり、他方、電極と酸化亜鉛結晶との
界面におけるバリスタ電圧は単極性であり約4Vであ
る。従って、4Vのバリスタ電圧を得ようとした場合、
上述した2種の積層型バリスタでは、電極間に挟まれる
酸化亜鉛結晶粒界の個数は0となることが望ましい。よ
って、電極間距離が20μmである場合、酸化亜鉛結晶
は少なくとも20μm以上に粒成長させることが望まし
い。なお、電極間の距離を狭くすると、酸化亜鉛結晶を
粒成長させる必要はないが、電極間距離が狭くなるほど
加工が困難となる。従って、上記のように酸化亜鉛結晶
を20μm以上に粒成長させることが必要となる。
Problems to be Solved by the Invention Japanese Patent Publication No. 58-2392
In the multilayer varistor disclosed in Japanese Patent Application Publication No. 01-30, the varistor characteristic is obtained at the zinc oxide crystal grain boundary.
In the multilayer varistor disclosed in No. 2496, varistor characteristics are obtained at the interface between the electrode and the zinc oxide crystal. The varistor voltage per zinc oxide crystal grain boundary is about 2
The varistor voltage at the interface between the electrode and the zinc oxide crystal is unipolar and is about 4V. Therefore, when trying to obtain a varistor voltage of 4V,
In the above two types of laminated varistors, the number of zinc oxide crystal grain boundaries sandwiched between the electrodes is desirably zero. Therefore, when the distance between the electrodes is 20 μm, it is desirable that the zinc oxide crystal be grown to at least 20 μm or more. In addition, when the distance between the electrodes is reduced, it is not necessary to grow zinc oxide crystals, but the processing becomes more difficult as the distance between the electrodes is reduced. Therefore, it is necessary to grow the zinc oxide crystal to a grain size of 20 μm or more as described above.

【0007】しかしながら、酸化亜鉛の結晶を大きく成
長させると、焼結体の密度が低下し、空孔が多数形成さ
れる。その結果、多数の空孔により対環境特性、特に耐
湿特性が劣化する。耐湿特性を高める方法としては、焼
結体表面をガラスでコーティングする技術が公知であ
る。しかしなから、この方法では、焼結体1個1個にガ
ラスペーストを塗布し、焼結体同士或いは焼結体とさや
とが融着しないように焼き付けねばならない。従って、
非常に手間がかかり、積層型バリスタのコストが増大す
ることになる。
However, when the zinc oxide crystal grows large, the density of the sintered body decreases, and a large number of pores are formed. As a result, the environmental resistance, particularly the moisture resistance, is degraded by the large number of holes. As a method for improving the moisture resistance, a technique of coating the surface of a sintered body with glass is known. However, in this method, a glass paste must be applied to each of the sintered bodies and baked so that the sintered bodies do not fuse with each other or between the sintered bodies and the pod. Therefore,
This is very time-consuming and increases the cost of the stacked varistor.

【0008】本発明の目的は、バリスタ電圧を低めるこ
とができるだけでなく、対環境特性に優れ、かつ安価な
積層型バリスタを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an inexpensive laminated varistor which can not only lower the varistor voltage but also has excellent environmental characteristics.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本願発明者らは、バリス
タ電圧を低下させるために酸化亜鉛結晶を粒成長させた
場合に生じる対環境特性の低下を防止する方法について
鋭意検討した結果、バリスタ特性を得る内部電極間に挟
まれた焼結体部分の結晶粒径と、内部電極間に挟まれな
い外層部分の焼結体の結晶粒径とを同一にする必要は必
ずしもないと考え、以下のようにして本発明を成すに至
った。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted intensive studies on a method for preventing a decrease in environmental characteristics when zinc oxide crystals are grown to reduce the varistor voltage. Considering that it is not necessary to make the crystal grain size of the sintered body portion sandwiched between the internal electrodes and the crystal grain size of the sintered body of the outer layer portion not sandwiched between the internal electrodes necessarily the same, Thus, the present invention has been accomplished.

【0010】ZnOを主成分とし、副成分として少なく
ともSbを含む原料からなる焼結体では、焼結体の粒界
にZn7 Sb2 12で表されるスピネル結晶が形成され
る。本願発明者らは、副成分として添加されるSbの添
加形態によりこのZn7 Sb 2 12が酸化亜鉛結晶の粒
成長を阻害したり、反対に粒成長を促進したり、または
酸化亜鉛結晶の粒成長とはほとんど無関係であったりす
ることを見出した。すなわち、SbをZn7 Sb2 12
の形態で添加した場合には、添加量が多いと酸化亜鉛結
晶の粒成長を阻害し、他方、Sb2 3 の形態でSbを
添加した場合には、添加量により酸化亜鉛結晶の粒子径
はほとんど変化しないか、或いはその添加量が多い場合
にはむしろ粒成長を促進する傾向の見られることを見出
した。従って、Sbの添加形態による酸化亜鉛結晶の粒
成長への影響の差異を利用すれば、内部電極間に挟まれ
たバリスタ特性部分として機能する焼結体部分の粒径を
大きくしてバリスタ電圧を低電圧化させ、他方におい
て、外層部分の粒成長を抑制することにより、緻密な焼
結体を得ることができると考え、本発明を成すに至っ
た。
[0010] ZnO as a main component and less as an auxiliary component
In a sintered body made of a raw material containing both Sb, the grain boundaries of the sintered body
To Zn7SbTwoO12A spinel crystal represented by
You. The inventors of the present application have proposed the addition of Sb added as a sub-component.
This Zn7Sb TwoO12Are grains of zinc oxide crystals
Inhibit growth, conversely promote grain growth, or
Almost independent of grain growth of zinc oxide crystals
I found that. That is, Sb is replaced with Zn7SbTwoO12
When added in the form of
Inhibits the grain growth of crystals,TwoOThreeSb in the form of
If added, the particle size of the zinc oxide crystals depends on the amount added.
Changes little or is added in large amounts
Found that they tended to promote grain growth
did. Therefore, zinc oxide crystal grains due to the addition form of Sb
By taking advantage of the difference in growth effects,
The particle size of the sintered body that functions as the
Increase the value to lower the varistor voltage, and
By suppressing grain growth in the outer layer
It is thought that a union can be obtained, and
Was.

【0011】すなわち、本発明は、ZnOを主成分と
し、副成分として少なくともSbを含む原料を用いて得
られた焼結体と、焼結体内に配置された複数の内部電極
とを備える積層型バリスタにおいて、下記の構成を備え
ることを特徴とする。前記内部電極間に挟まれていない
外層の焼結体部分が、ZnOを主成分とし、副成分とし
て少なくともSb2 3 を含む混合粉末を仮焼、粉砕し
て得られた原料を用いて構成されており、他方、前記内
部電極間に挟まれた焼結体部分がZnOを主成分とし、
副成分として少なくともZn7 Sb2 12を含む混合粉
末を仮焼、粉砕して得られた原料を用いて構成されてい
ることを特徴とする。
That is, the present invention provides a laminated type including a sintered body obtained by using a raw material containing ZnO as a main component and at least Sb as a subcomponent, and a plurality of internal electrodes arranged in the sintered body. The varistor has the following configuration. The sintered body portion of the outer layer not sandwiched between the internal electrodes is composed of a raw material obtained by calcining and pulverizing a mixed powder containing ZnO as a main component and at least Sb 2 O 3 as a subcomponent. On the other hand, the sintered body portion sandwiched between the internal electrodes contains ZnO as a main component,
It is characterized by being constituted by using a raw material obtained by calcining and pulverizing a mixed powder containing at least Zn 7 Sb 2 O 12 as an accessory component.

【0012】また、本願の第2発明は、ZnOを主成分
とし、副成分として少なくともSbを含む原料を用いて
得られた焼結体と、前記焼結体内に配置された複数の内
部電極と前記内部電極間に配置されており外部と電気的
に接続されないように形成された少なくとも1枚の非接
続型内部電極とを備える積層型バリスタにおいて、下記
の構成を備える。すなわち、第2発明では、内部電極及
び非接続型内部電極に挟まれていない外層の焼結体部分
がZnOを主成分とし、副成分として少なくともSb2
3 を含む混合粉末を仮焼、粉砕して得られた原料を用
いて構成されており、他方、内部電極及び/または非接
続型内部電極間に挟まれた焼結体部分が、ZnOを主成
分とし、副成分として少なくともZn7 Sb2 12を含
む混合粉末を仮焼、粉砕して得られた原料を用いて構成
されている。
The second invention of the present application is directed to a sintered body obtained by using a raw material containing ZnO as a main component and at least Sb as a subcomponent, and a plurality of internal electrodes arranged in the sintered body. A multilayer varistor including at least one non-connection type internal electrode disposed between the internal electrodes and formed so as not to be electrically connected to the outside has the following configuration. That is, in the second invention, the sintered body portion of the outer layer not sandwiched between the internal electrode and the non-connection type internal electrode has ZnO as a main component and at least Sb 2 as a subcomponent.
It is constituted by using a raw material obtained by calcining and pulverizing a mixed powder containing O 3 , while a sintered body portion sandwiched between internal electrodes and / or non-connected internal electrodes is made of ZnO. It is composed of a raw material obtained by calcining and pulverizing a mixed powder containing at least Zn 7 Sb 2 O 12 as a main component and as a sub-component.

【0013】なお、本願の第1,第2発明において、S
2 3及びZn7 Sb2 12は、Sbに換算して同じ
比率となるように、Sb2 3 に換算した値で0.01
〜0.5モル%添加することが望ましい。Sb2 3
びZn7 Sb2 12の添加量を、Sbに換算して同じ比
率となるように添加するのは、Sbがその濃度勾配に沿
って拡散し易い性質を有するからである。すなわち、バ
リスタ特性部の焼結体部分と、外層の焼結体部分のSb
濃度が異なると、Sbが濃度の低い方に拡散し、目的と
する結晶粒径分布を実現することができないからであ
る。
In the first and second aspects of the present invention, S
b 2 O 3 and Zn 7 Sb 2 O 12 are converted to Sb 2 O 3 by 0.01 so as to have the same ratio as Sb.
It is desirable to add about 0.5 mol%. Sb 2 O 3 and Zn 7 Sb 2 O 12 are added in the same amount in terms of Sb because Sb is easily diffused along its concentration gradient. That is, Sb of the sintered body portion of the varistor characteristic portion and Sb of the sintered body portion of the outer layer
If the concentration is different, Sb diffuses to the lower concentration, and the target crystal grain size distribution cannot be realized.

【0014】次に、Sb2 3 及びZn7 Sb2 12
添加量を、Sb2 3 に換算して0.01〜0.5モル
%とすることが望ましい理由を説明する。まず、Sb2
3 を添加した場合には、図1に示すように、その添加
量とは無関係に、酸化亜鉛結晶は5μm以上に粒成長し
ない。他方、図1から明らかなように、Zn7 Sb2
12を添加した場合には、その添加量が多い程酸化亜鉛結
晶の粒成長が抑制されるが、添加量が少ない場合には粒
成長が促進され大きな結晶が得られる。粒成長は、Zn
7 Sb2 12の添加量がSb2 3 に換算して0.1モ
ル%の時に最も促進され、0.01〜0.5モル%の範
囲で10μm以上の結晶が得られる。そこで、Zn7
2 12をSb2 3 に換算し、0.01〜0.5モル
%の範囲で添加した原料をバリスタ特性部に、Sb2
3を0.01〜0.5モル%の範囲で添加した原料を外
層部に用いれば、バリスタ特性部の結晶粒径は10μm
以上に、外層部の結晶粒径は5μm以下となる。その結
果、バリスタ特性部におけるバリスタ電圧が低められ、
かつ外層の焼結体部分が空孔の少ない緻密な焼結体によ
り構成される。このとき、バリスタ特性部と外層部のS
b含有量は同じ比率であるため、Sbは相互に拡散しな
い。従って、酸化亜鉛結晶の粒径分布は上記の設計通り
とすることができる。
Next, the reason why the addition amount of Sb 2 O 3 and Zn 7 Sb 2 O 12 is desirably 0.01 to 0.5 mol% in terms of Sb 2 O 3 will be described. First, Sb 2
When O 3 is added, as shown in FIG. 1, the zinc oxide crystals do not grow to 5 μm or more, regardless of the amount of addition. On the other hand, as is clear from FIG. 1, Zn 7 Sb 2 O
When 12 is added, the larger the amount of addition, the more the grain growth of zinc oxide crystals is suppressed. However, when the amount of addition is small, the grain growth is promoted and a large crystal is obtained. The grain growth is Zn
Most promoted when the added amount of 7 Sb 2 O 12 is 0.1 mol% in terms of Sb 2 O 3 , crystals of 10 μm or more are obtained in the range of 0.01 to 0.5 mol%. Therefore, Zn 7 S
b 2 O 12 was converted to Sb 2 O 3 , and the raw material added in the range of 0.01 to 0.5 mol% was added to the varistor characteristic portion as Sb 2 O 3.
If the raw material to which 3 is added in the range of 0.01 to 0.5 mol% is used for the outer layer, the crystal grain size of the varistor characteristic portion is 10 μm.
As described above, the crystal grain size of the outer layer portion is 5 μm or less. As a result, the varistor voltage in the varistor characteristic part is lowered,
Further, the sintered body portion of the outer layer is formed of a dense sintered body having few pores. At this time, S in the varistor characteristic portion and the outer layer portion
Since the b content is the same ratio, Sb does not diffuse into each other. Therefore, the particle size distribution of the zinc oxide crystals can be as designed above.

【0015】[0015]

【作用】内部電極及び/または非接続型内部電極に挟ま
れた焼結体部分が、主成分であるZnOに対し、Sbが
Zn7 Sb2 12の形態で添加された混合粉末を仮焼、
粉砕した原料から構成されているため、バリスタ電圧が
低電圧化される。他方、内部電極及び/または非接続型
内部電極に挟まれない外層の焼結体部分は、ZnOを主
成分とし、SbをSb2 3 の形態で添加した材料を仮
焼、粉砕して得られた原料で構成されているため、外層
の焼結体部分が緻密化され、従って対環境特性が高めら
れている。
The sintered body portion sandwiched between the internal electrodes and / or the non-connection type internal electrodes is a calcined mixed powder in which Sb is added in the form of Zn 7 Sb 2 O 12 to ZnO as a main component. ,
Since the varistor is composed of the crushed raw material, the varistor voltage is reduced. On the other hand, the sintered body portion of the outer layer not sandwiched between the internal electrode and / or the non-connection type internal electrode is obtained by calcining and pulverizing a material containing ZnO as a main component and adding Sb in the form of Sb 2 O 3. As a result, the sintered portion of the outer layer is densified, and the environmental characteristics are improved.

【0016】[0016]

【実施例の説明】以下、本発明の非限定的な実施例を説
明することにより、本発明を明らかにする。実施例1 ZnO(96.9モル%),CoO(1.0モル%),
MnO(1.0モル%),Sb2 3 (0.1モル
%),及びCr2 3 (1.0モル%)をカッコ内のモ
ル比率で混合してなるセラミックス材料に、B2 3
SiO2 ,PbO及びZnOからなるガラス粉末10重
量%を加え、それに水を加えてボールミルにより粉砕
し、スラリーを得た。このようにして得られたスラリー
を脱水し、乾燥した後、780℃の温度で2時間仮焼
し、次に、ボールミルにより粉砕して、原料Aを作製し
た。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be clarified by describing non-limiting embodiments of the present invention. Example 1 ZnO (96.9 mol%), CoO (1.0 mol%),
MnO (1.0 mol%), Sb 2 O 3 (0.1 mol%), and Cr 2 O 3 (1.0 mol%) in mixing the ceramic material formed in a molar ratio in parenthesis, B 2 O 3 ,
10% by weight of a glass powder composed of SiO 2 , PbO and ZnO was added, water was added, and the mixture was pulverized by a ball mill to obtain a slurry. The slurry thus obtained was dehydrated, dried, calcined at a temperature of 780 ° C. for 2 hours, and then pulverized by a ball mill to prepare a raw material A.

【0017】一方、ZnOとSb2 3 を7:1のモル
比率となるように混合し、これを1200℃の温度で熱
処理してZn7 Sb2 12を合成した。次に、ZnO
(96.9モル%),CoO(1.0モル%),MnO
(1.0モル%),Zn7 Sb 2 12(0.1モル%
(Sb2 3換算)),及びCr2 3 (1.0モル
%)をカッコ内のモル比率で混合してなるセラミックス
材料に、B2 3 ,SiO2 ,PbO及びZnOからな
るガラス粉末10重量%を加え、それに水を加えてボー
ルミルにより粉砕し、スラリーを得た。このようにして
得られたスラリーを脱水し乾燥した後、780℃の温度
で2時間仮焼し、次に、ボールミルにより粉砕して、原
料Bを作製した。
On the other hand, ZnO and SbTwoOThreeTo 7: 1 mole
Mix at a temperature of 1200 ° C.
Treated with Zn7SbTwoO12Was synthesized. Next, ZnO
(96.9 mol%), CoO (1.0 mol%), MnO
(1.0 mol%), Zn7Sb TwoO12(0.1 mol%
(SbTwoOThreeConversion)), and CrTwoOThree(1.0 mol
%) In a molar ratio in parentheses
For material, BTwoO3,SiOTwo, PbO and ZnO
10% by weight of glass powder, and water
And a slurry was obtained. Like this
After dehydrating and drying the obtained slurry, the temperature of 780 ° C.
For 2 hours, then pulverize with a ball mill
Material B was prepared.

【0018】2種類の仮焼原料A,Bに、それぞれ有機
バインダを加え、さらに溶媒としてエチルアルコールを
加えてスラリー状とした。これらのスラリーを用いて、
リバース・ロール・コータにより膜厚20μmのグリー
ンシートをそれぞれ得た。得られた2種類のグリーンシ
ートを所定の大きさ及び形状となるように打抜き、図2
に示すセラミックグリーンシート1〜6を得た。ここ
で、グリーンシート1と6は原料Aから、グリーンシー
ト2〜5は原料Bからなる。
An organic binder was added to each of the two types of calcined raw materials A and B, and ethyl alcohol was further added as a solvent to form a slurry. Using these slurries,
Green sheets each having a thickness of 20 μm were obtained by a reverse roll coater. The obtained two types of green sheets were punched into a predetermined size and shape, and FIG.
The ceramic green sheets 1 to 6 shown in FIG. Here, green sheets 1 and 6 are made of raw material A, and green sheets 2 to 5 are made of raw material B.

【0019】セラミックグリーンシート2〜5の上面に
は、Ag:Pd=7:3の重量比となるようにAg及び
Pdを含有する導電ペーストを塗布し、内部電極7〜1
0を形成した。セラミックグリーンシート1〜6の上下
に、グリーンシート1または6と同一のセラミックグリ
ーンシートを各10枚積層し、2トン/cm2 の圧力を
加えて圧着した。このようにして得られた成形体を10
00℃の温度で2時間焼成し、焼結体11を得た。次
に、上記焼結体11の側面11a,11bに、Ag及び
PdをAg:Pd=7:3の重量比で含有する導電ペー
ストを印刷し、800℃の温度で10分焼き付けること
により外部電極12a,12bを形成した。外部電極が
形成された状態を図3に示す。
On the upper surfaces of the ceramic green sheets 2 to 5, a conductive paste containing Ag and Pd is applied so as to have a weight ratio of Ag: Pd = 7: 3.
0 was formed. Ten ceramic green sheets identical to the green sheets 1 or 6 were laminated on the upper and lower sides of the ceramic green sheets 1 to 6, respectively, and pressed under a pressure of 2 ton / cm 2 . The molded body obtained in this way is
It was fired at a temperature of 00 ° C. for 2 hours to obtain a sintered body 11. Next, a conductive paste containing Ag and Pd in a weight ratio of Ag: Pd = 7: 3 is printed on the side surfaces 11a and 11b of the sintered body 11 and baked at a temperature of 800 ° C. for 10 minutes to form an external electrode. 12a and 12b were formed. FIG. 3 shows a state in which the external electrodes are formed.

【0020】実施例2 実施例1で用いたのと同一の原料A及び原料Bを用意
し、実施例1と同様にして、それぞれ、原料A及び原料
Bからなる膜厚20μmのグリーンシートを得た。次
に、得られた2種類のセラミックグリーンシートを所定
の大きさ及び形状となるように打ち抜いて、図4に示す
セラミックグリーンシート13〜21を得た。図4にお
いて、セラミックグリーンシート13,21は原料Aか
ら、セラミックグリーンシート14〜20は原料Bから
なる。
Example 2 The same raw material A and raw material B as used in Example 1 were prepared, and a green sheet having a thickness of 20 μm composed of raw material A and raw material B was obtained in the same manner as in Example 1. Was. Next, the obtained two types of ceramic green sheets were punched out into predetermined sizes and shapes to obtain ceramic green sheets 13 to 21 shown in FIG. In FIG. 4, the ceramic green sheets 13 and 21 are made of a raw material A, and the ceramic green sheets 14 to 20 are made of a raw material B.

【0021】セラミックグリーンシート14,16,1
8,20の上面には、Ag:Pd=7:3の重量比とな
るようにAg及びPdを含有する導電ペーストを塗布
し、内部電極22,24,26,28を形成した。ま
た、セラミックグリーンシート15,17,19の上面
には、Ag:Pd=7:3の重量比となるようにAg及
びPdを含有する導電ペーストを塗布し、非接続型内部
電極23,25,27を形成した。セラミックグリーン
シート13〜21の上下に、グリーンシート13または
21と同一のセラミックグリーンシートを各10枚積層
し、2トン/cm2 の圧力を加えて圧着した。
Ceramic green sheets 14, 16, 1
A conductive paste containing Ag and Pd was applied to the upper surfaces of 8, 20 so as to have a weight ratio of Ag: Pd = 7: 3 to form internal electrodes 22, 24, 26, 28. On the upper surfaces of the ceramic green sheets 15, 17, and 19, a conductive paste containing Ag and Pd is applied so as to have a weight ratio of Ag: Pd = 7: 3, and the non-connection type internal electrodes 23, 25, and 27 was formed. Ten ceramic green sheets identical to the green sheets 13 or 21 were laminated on the upper and lower sides of the ceramic green sheets 13 to 21, respectively, and pressed under a pressure of 2 ton / cm 2 .

【0022】このようにした得られた成形体を1000
℃の温度で2時間焼成し、焼結体2gを得た。次に、上
記焼結体29の側面29a,29bにAg及びPdをA
g:Pd=7:3の重量比で含有する導電ペーストを印
刷し、800℃の温度で10分焼付けることにより外部
電極30a,30bを形成した。外部電極が形成された
状態を図5に示す。
The thus obtained molded body was subjected to 1000
Calcination was performed at a temperature of 2 ° C. for 2 hours to obtain 2 g of a sintered body. Next, Ag and Pd are applied to the side surfaces 29a and 29b of the sintered body 29, respectively.
The external electrodes 30a and 30b were formed by printing a conductive paste containing g: Pd at a weight ratio of 7: 3 and baking at a temperature of 800 ° C. for 10 minutes. FIG. 5 shows a state where the external electrodes are formed.

【0023】実施例3 ZnO((97.0−x)モル%),CoO(1.0モ
ル%),MnO(1.0モル%),Sb2 3 (xモル
%),及びCr2 3 (1.0モル%)を上記のモル比
率で混合してなるセラミックス材料に、B2 3 ,Si
2 ,PbO及びZnOからなるガラス粉末10重量%
を加え、それに水を加えてボールミルにより粉砕し、ス
ラリーを得た。このようにして得られたスラリーを脱水
し、乾燥した後、780℃の温度で2時間仮焼し、次
に、ボールミルにより粉砕して原料Aを作製した。
Example 3 ZnO ((97.0-x) mol%), CoO (1.0 mol%), MnO (1.0 mol%), Sb 2 O 3 (x mol%), and Cr 2 B 2 O 3 and Si are added to a ceramic material obtained by mixing O 3 (1.0 mol%) in the above molar ratio.
Glass powder composed of O 2 , PbO and ZnO 10% by weight
Was added thereto, and water was added thereto, and the mixture was pulverized by a ball mill to obtain a slurry. The slurry thus obtained was dehydrated, dried, calcined at a temperature of 780 ° C. for 2 hours, and then pulverized by a ball mill to prepare a raw material A.

【0024】一方、ZnOとSb2 3 を7:1のモル
比率となるように混合し、これを1200℃の温度で熱
処理してZn7 Sb2 12を合成した。次に、ZnO
((97.0−x)モル%),CoO(1.0モル
%),MnO(1.0モル%),Zn7 Sb2 12(x
モル%(Sb2 3 換算)),及びCr2 3 (1.0
モル%)を上記のモル比率で混合してなるセラミックス
材料に、B2 3 ,SiO2 ,PbO及びZnOからな
るガラス粉末10重量%を加え、それに水を加えてボー
ルミルにより粉砕し、スラリーを得た。このようにして
得られたスラリーを脱水し、乾燥した後、780℃の温
度で2時間仮焼し、次に、ボールミルにより粉砕して、
原料Bを作製した。
On the other hand, ZnO and Sb 2 O 3 were mixed in a molar ratio of 7: 1, and this was heat-treated at a temperature of 1200 ° C. to synthesize Zn 7 Sb 2 O 12 . Next, ZnO
((97.0-x) mol%), CoO (1.0 mol%), MnO (1.0 mol%), Zn 7 Sb 2 O 12 (x
Mol% (in terms of Sb 2 O 3 )) and Cr 2 O 3 (1.0
Mol%) in the above molar ratio, a glass powder composed of B 2 O 3 , SiO 2 , PbO and ZnO is added at 10% by weight, water is added thereto, and the mixture is pulverized by a ball mill. Obtained. The slurry thus obtained was dehydrated, dried, calcined at a temperature of 780 ° C. for 2 hours, and then pulverized by a ball mill.
Raw material B was produced.

【0025】2種類の仮焼原料A,Bに、それぞれ有機
バインダを加え、さらに溶媒としてエチルアルコールを
加えてスラリー状にした。これらのスラリーを用いて、
リバース・ロール・コータにより膜厚20μmのグリー
ンシートをそれぞれ得た。次に、得られた2種類のセラ
ミックグリーンシートを所定の大きさ及び形状となるよ
うに打抜き、図2に示したセラミックグリーンシート1
〜6を得た。次に、上記セラミックグリーンシート1〜
6を用い、実施例1と全く同様にして、図3に示した積
層型バリスタを作製した。
An organic binder was added to each of the two types of calcined raw materials A and B, and ethyl alcohol was further added as a solvent to form a slurry. Using these slurries,
Green sheets each having a thickness of 20 μm were obtained by a reverse roll coater. Next, the obtained two types of ceramic green sheets were punched into a predetermined size and shape, and the ceramic green sheets 1 shown in FIG.
~ 6. Next, the above ceramic green sheets 1
6, the laminated varistor shown in FIG. 3 was produced in exactly the same manner as in Example 1.

【0026】実施例1〜3の評価 実施例1で作製した積層型バリスタ及び相当の従来型の
バリスタのバリスタ電圧と、相対湿度95%、60℃の
環境下でバリスタ電圧の50%直流電圧を1000時間
連続印加した後のバリスタ電圧の変化率ΔV1mA を表1
に示す。
Evaluation of Examples 1 to 3 The varistor voltage of the laminated varistor manufactured in Example 1 and a corresponding conventional varistor and the DC voltage of 50% of the varistor voltage in an environment of a relative humidity of 95% and 60 ° C. Table 1 shows the varistor voltage change rate ΔV 1 mA after continuous application for 1000 hours.
Shown in

【0027】[0027]

【表1】 [Table 1]

【0028】実施例2で作製した積層型バリスタ及び相
当の従来型のバリスタのバリスタ電圧と、相対湿度95
%、60℃の環境下でバリスタ電圧の50%直流電圧を
1000時間連続印加した後のバリスタ電圧の変化率Δ
1mA を表2に示す。
The varistor voltage of the laminated varistor manufactured in Example 2 and the corresponding varistor of the related art were set to a relative humidity of 95.
%, The change rate of the varistor voltage after continuously applying a DC voltage of 50% of the varistor voltage for 1000 hours in an environment of 60 ° C.
Table 2 shows V1mA .

【0029】[0029]

【表2】 [Table 2]

【0030】実施例3の積層バリスタを得るにあたり、
Zn7 Sb2 12及びSb2 3 の含有量を変化させて
種々の積層バリスタを得た。得られた各積層バリスタの
バリスタ特性部の平均粒径、外層部の平均粒径、バリス
タ電圧及び電圧非直線係数を表3に示す。表3におい
て、*を付したSb2 3 =0モル%及び0.7モル%
の例は、Sb2 3 及びSb2 3 に換算したZn7
2 12の添加量が望ましい範囲外のものである。
In obtaining the laminated varistor of the third embodiment,
Various laminated varistors were obtained by changing the contents of Zn 7 Sb 2 O 12 and Sb 2 O 3 . Table 3 shows the average particle size of the varistor characteristic portion, the average particle size of the outer layer portion, the varistor voltage, and the voltage nonlinear coefficient of each of the obtained laminated varistors. In Table 3, Sb 2 O 3 marked with * = 0 mol% and 0.7 mol%
Are examples of Sb 2 O 3 and Zn 7 S converted to Sb 2 O 3.
The amount of b 2 O 12 added is outside the desired range.

【0031】[0031]

【表3】 [Table 3]

【0032】[0032]

【発明の効果】本発明の積層型バリスタでは、内部電極
及び/または非接続型内部電極間に挟まれない外層の焼
結体部分が、ZnOを主成分とし、SbをSb2 3
形態で副成分として添加してなる混合粉末を用いて構成
されているため、外層の焼結体部分が緻密化され、従っ
て対環境特性、特に耐湿性が高められる。また、バリス
タ特性部、すなわち内部電極及び/または非接続型内部
電極に挟まれた焼結体部分は、ZnOを主成分とし、副
成分としてのSbがZn7 Sb2 12の形態で添加され
た混合粉末を用いて構成されているため、バリスタ電圧
も効果的に低められる。
According to the multilayer varistor of the present invention, the sintered portion of the outer layer which is not sandwiched between the internal electrode and / or the non-connection type internal electrode has ZnO as a main component and Sb in the form of Sb 2 O 3 . Therefore, the sintered body portion of the outer layer is densified, and therefore, the environmental resistance, particularly, the moisture resistance is enhanced. The varistor characteristic portion, that is, the sintered body portion sandwiched between the internal electrode and / or the non-connection type internal electrode has ZnO as a main component and Sb as a subcomponent added in the form of Zn 7 Sb 2 O 12. The varistor voltage is also effectively reduced because of the use of the mixed powder.

【0033】従って、本発明によりバリスタ電圧が低
く、かつ対環境特性に優れた積層型バリスタを提供する
ことが可能となり、従来法のように焼結体表面にガラス
をコーティングするといった煩雑な作業を省略すること
が可能となる。よって、上記のような低バリスタ電圧及
び優れた信頼性を示す積層型バリスタを安価に提供する
ことができる。
Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a laminated varistor having a low varistor voltage and excellent environmental characteristics, and perform a complicated operation such as coating a glass on a sintered body surface as in the conventional method. It can be omitted. Therefore, a laminated varistor exhibiting the above-described low varistor voltage and excellent reliability can be provided at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】ZnO結晶の粒径と、Sb2 3 またはZn7
Sb2 12の添加率との関係を示す図である。
FIG. 1 shows the particle diameter of ZnO crystal and Sb 2 O 3 or Zn 7
Is a diagram showing the relationship between the mixing ratio of Sb 2 O 12.

【図2】実施例1で用意されたセラミックグリーンシー
ト及びその上に形成される電極パターンを説明するため
の分解斜視図である。
FIG. 2 is an exploded perspective view illustrating a ceramic green sheet prepared in Example 1 and an electrode pattern formed thereon.

【図3】実施例1で作製された積層型バリスタを示す断
面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the multilayer varistor manufactured in Example 1.

【図4】実施例2で用意されたセラミックグリーンシー
ト及びその上に形成される電極パターンの形状を説明す
るための分解斜視図である。
FIG. 4 is an exploded perspective view illustrating a shape of a ceramic green sheet prepared in Example 2 and an electrode pattern formed thereon.

【図5】実施例2で作製された積層型バリスタを示す断
面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a multilayer varistor manufactured in Example 2.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1〜6,13〜21…セラミックグリーンシート 7〜10,22,24,26,28…内部電極 23,25,27…非接続型内部電極 11,29…焼結体 1 to 6, 13 to 21 Ceramic green sheet 7 to 10, 22, 24, 26, 28 Internal electrode 23, 25, 27 Non-connection type internal electrode 11, 29 Sintered body

フロントページの続き (72)発明者 坂部 行雄 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株 式会社村田製作所内 (56)参考文献 特開 平3−30401(JP,A) 特開 平3−83846(JP,A) 特開 平3−161901(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01C 7/02 - 7/22 Continuation of the front page (72) Inventor Yukio Sakabe 2-26-10 Tenjin, Nagaokakyo-shi, Kyoto Murata Manufacturing Co., Ltd. (56) References JP-A-3-30401 (JP, A) JP-A-3-83846 (JP, A) JP-A-3-161901 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) H01C 7/02-7/22

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ZnOを主成分とし、副成分として少な
くともSbを含む原料を用いて得られた焼結体と、前記
焼結体内に配置された複数の内部電極とを備える積層型
バリスタにおいて、 前記内部電極間に挟まれていない外層の焼結体部分が、
ZnOを主成分とし、副成分として少なくともSb2
3 を含む混合粉末を仮焼、粉砕して得られた原料を用い
て構成されており、 前記内部電極間に挟まれた焼結体部分がZnOを主成分
とし、副成分として少なくともZn7 Sb2 12を含む
混合粉末を仮焼、粉砕して得られた原料を用いて構成さ
れていることを特徴とする積層型バリスタ。
1. A multilayer varistor comprising: a sintered body obtained by using a raw material containing ZnO as a main component and at least Sb as an auxiliary component; and a plurality of internal electrodes arranged in the sintered body. The outer layer sintered body portion not sandwiched between the internal electrodes,
ZnO as a main component and at least Sb 2 O as a sub component
3 is constituted by using a raw material obtained by calcining and pulverizing a mixed powder containing 3 in which a sintered body portion sandwiched between the internal electrodes has ZnO as a main component and at least Zn 7 Sb as a subcomponent. calcining a mixed powder containing 2 O 12, the multilayer varistor, characterized in that it is constructed using the raw material obtained by grinding.
【請求項2】 ZnOを主成分とし、副成分として少な
くともSbを含む原料を用いて得られた焼結体と、前記
焼結体内に配置された複数の内部電極と、前記内部電極
間に配置されており、外部と電気的に接続されないよう
に配置された少なくとも1枚の非接続型内部電極とを備
える積層型バリスタにおいて、 前記内部電極及び非接続型内部電極に挟まれていない外
層の焼結体部分が、ZnOを主成分とし、副成分として
少なくともSb2 3 を含む混合粉末を仮焼、粉砕して
得られた原料を用いて構成されており、 前記内部電極及び/または非接続型内部電極間に挟まれ
た焼結体部分が、ZnOを主成分とし、副成分として少
なくともZn7 Sb2 12を含む混合粉末を仮焼、粉砕
して得られた原料を用いて構成されていることを特徴と
する積層型バリスタ。
2. A sintered body obtained by using a raw material containing ZnO as a main component and at least Sb as a sub-component, a plurality of internal electrodes disposed in the sintered body, and a plurality of internal electrodes disposed between the internal electrodes. And a laminated varistor comprising at least one non-connection type internal electrode arranged so as not to be electrically connected to the outside, wherein the firing of an outer layer not sandwiched between the internal electrode and the non-connection type internal electrode is performed. The bound portion is formed using a raw material obtained by calcining and pulverizing a mixed powder containing ZnO as a main component and at least Sb 2 O 3 as a subcomponent, and the internal electrode and / or the non-connected The sintered body portion sandwiched between the mold internal electrodes is formed using a raw material obtained by calcining and pulverizing a mixed powder containing ZnO as a main component and at least Zn 7 Sb 2 O 12 as a sub-component. Is characterized by Multilayer varistor.
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