초록
소성온도에 따른 ZnO계 적층형 세라믹 칩 바리스터(약칭 MLV)의 미세구조와 전기적 특성의 변화를 조사하였다. 소성온도 1100$^{\circ}$C에서 Ag/Pd(7:3) 내부전극층의 두께가 불균일하게 변화하면서 부분적인 공극이 발생하기 시작하고, 1150$^{\circ}$C에서는 상당한 전극 패턴의 소멸과 박리가 관찰되었다. 950$^{\circ}$C로 소성한 MLV의 경우 누설전류의 열화가 특히 컸는데 이는 미반응의 pyrochlore상이 잔류하여 액상과 천이원소의 균일한 분포가 일어나지 않았기 때문이라 사료된다. 1100$^{\circ}$C 이상의 온도로 소성한 경우에는 바리스터 특성 및 그 재현성의 저하가 관찰되었는데, 이는 내부전극의 소멸, 전극물질과 소체의 반응, 그리고 $Bi_2O_3$의 휘발에 기인한 것으로 보인다. 한편, 950∼1100$^{\circ}$C의 전 소성온도 범위에 걸쳐 온도가 증가할수록 정전용량과 누설전류는 증가하고 항복전압과 피크전류는 감소하였으나, 비선형계수와 클램핑 비는 각각 ∼30 및 1.4로 거의 일정한 값을 유지하였다. 특히 1000∼1050$^{\circ}$C 소성체의 경우 칩 바리스터에 적합한 바리스터 특성이 재현성 있게 나타났다. 결과적으로 Ag/Pd(7:3) 합금은 1050$^{\circ}$C의 동시 소성 온도이하에서는 $Bi_2O_3$를 함유한 대부분의 ZnO계 MLV의 내부전극으로 충분히 사용가능한 것으로 판단된다.
Microstructure and the electrical porperties of a ZnO-based multilayered chip-type varistor(abbreviated as MLV) with Ag/Pd(7:3) inner electrode have been studied as a function of firing of temperature. At 1100$^{\circ}$C, inner electrode layers began to show nonuniform thickness and small voids, which resulted in significant disappearance of the electrode pattern and delamination at 1100$^{\circ}$C. MLVs fired at 950$^{\circ}$C showed large degradation in leakage current, probably due to incomplete redistribution of liquid and transition metal elements in pyrochlore phase decomposition. Those fired at 1100$^{\circ}$C and above, on the other hand, revealed poor varistor characteristics and their reproductibility, which are though to stem from the deformation of inner electrode pattern, the reaction between electrode materials and ZnO-based ceramics, and the volatilization of $Bi_2O_3$. Throughout the firing temperature range of 950∼1100$^{\circ}$C, capacitance and leakage current increased while breakdown voltage and peak current decreased with the increase of firing temperature, but nonlinear coefficient and clamping ratio kept almost constant at ∼30 and 1.4, respectively. In particular, those fired between 1000$^{\circ}$C and 1050$^{\circ}$C showed stable varistor characteristics with high reproducibility. It seems that Ag/Pd(7:3) alloy is one of the electrode materials applicable to most ZnO-based MLVs incorporating with $Bi_2O_3$ when cofired up to 1050$^{\circ}$C.