[发明专利]氧化锌多层片式压敏电阻的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及在各种电气·电子机器中用于保护半导体元件等免于受到甩负荷冲击(ロ—ドダンプサ—ジ)、点火冲击、雷电冲击、静电放电(ESD)、开关冲击等时的压敏电阻元件、特别是涉及可表面实装的小型的氧化锌多层片式压敏电阻的制造方法。

背景技术

在便携式电话等的电气·电子机器中，伴随近年急剧的高频化、大容量化，为了保护电路免于受到各种冲击和脉冲性噪声、静电放电(ESD)等而确保动作的稳定性并与噪声规定相对应，对作为更高性能的过电压保护元件的压敏电阻的需要正在增加。另外，从机器小型化出发，大多使用比带引线的圆片形压敏电阻更小型的可表面实装的氧化锌多层片式压敏电阻。

通常，氧化锌压敏电阻以氧化锌(ZnO)作为主成分，添加促进氧化锌晶粒生长的氧化铋(Bi₂O₃)和抑制晶粒生长的氧化锑(Sb₂O₃)。或者作为烧结助剂添加各种玻璃等。

压敏电阻的基本添加物根据其添加量的组合大大改变了压敏电阻的电特性。也就是说，根据添加的原料的混合比例，烧结时会发生晶粒生长的不均衡、所谓晶界能级的双肖脱基势垒(グブルシヨツトキ—障壁)的波动，其结果发现，作为压敏电阻基本特性的外加电压时的漏电电流、表示非线性的α值、压敏电阻电压、限制电压、特别是外加大的冲击时的脉冲耐量有大的差异。

作为压敏电阻烧结体所希望的形态如下述那样。

晶粒(ZnO晶粒)是均匀的。

晶粒(ZnO晶粒)之间的空隙小。

形成晶界能级(肖脱基势垒)，其波动小。

晶粒(ZnO晶粒)的比电阻小。

专利文献1中公开了预先将3摩尔％以上的氧化锌(ZnO)、0.025摩尔％以上的氧化铋(Bi₂O₃)、0.025摩尔％以上的氧化锑(Sb₂O₃)混合，在700℃以上焙烧，将作为主原料的氧化锌(ZnO)加入到该焙烧原料中，进行正式烧成，形成压敏电阻。该文献记载了通过由焙烧形成黄绿石相，压敏电阻电压的波动减小，另外限制电压特性也优良。

但是，ZnO的晶粒生长具有方向性，因晶粒沿C轴方向长大，导致晶粒的不均匀性，这成为特性劣化的原因，可以认为，即使如专利文献1那样，将由焙烧形成的非常少量的黄绿石相添加到以氧化锌(ZnO)作为主体的其余的原料中，也不能充分控制全部的ZnO的晶粒生长。另外，专利文献1以圆片形压敏电阻作为前提，这由于与多层片式相比，作为一对电极间的压敏电阻元件的有效部分格外大，可以认为，根据专利文献1特性可以得到改善。作为本发明的对象的多层片式型压敏电阻的场合，由于是叠层多层薄片材的结构，因晶粒的粒子状态对特性具有显著影响，所以可以认为，由专利文献1的构成不能得到充分的效果。

【专利文献1】特开平3-211705号公报

发明内容

本发明是鉴于上述的情况而完成的，本发明的目的在于，可以提供叠层多层薄片材结构的氧化锌多层片式压敏电阻的限制电压特性和脉冲耐量特性都优良的氧化锌多层片式压敏电阻的制造方法。

本发明的氧化锌多层片式压敏电阻的制造方法的特征在于，按照氧化锌(ZnO)为100摩尔％和以与其相对的另外加入量计、氧化铋(Bi₂O₃)为0.1～1.5摩尔％、氧化锑(Sb₂O₃)为0.01～2.0摩尔％、氧化钴(CoO)和氧化锰(MnO₂)中的1种以上为0.1～1.5摩尔％、氧化铬(Cr₂O₃)为0.01～2摩尔％、硼酸(H₃BO₃)为0.01～2摩尔％、另外氧化铝(Al₂O₃)的浓度为10～1000ppm那样准备这些原料，在这些原料中，对含有全部量的氧化铋(Bi₂O₃)和氧化锑(Sb₂O₃)及0.1～1.0摩尔％的氧化锌(ZnO)的焙烧原料在700～1000℃的温度范围内进行热处理，加入该焙烧原料和其它原料，形成坯料片材，在该坯料片材上形成导电材料糊图案，将该坯料片材叠层、切断，形成坯料芯片后，烧成。藉此，可以制造限制电压特性和脉冲耐量特性都优良的氧化锌多层片式压敏电阻。

附图说明

图1是氧化锌多层片式压敏电阻的剖面图。