JPH01226108A - 電圧依存性非直線抵抗体磁器組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は電気機器、電子機器で発生する異常高電圧、ノ
イズ、静電気から半導体及び回路を保護するためのコン
デンサ特性とバリスタ特性を有する電圧依存性非直線抵
抗体磁器組成物に関するものである。

従来の技術 従来、各種電気機器、電子機器における異常高電圧の吸
収、ノイズの除去、火花消去、静電気対策のために電圧
依存性非直線抵抗特性を有するＳｉＣバリスタや、Ｚｎ
Ｏ系バリスタなどが使用されていた。このようなバリス
タの電圧−電流特性は近似的に次式のように表すことが
できる。

１−（Ｖ／Ｃ）″ ここで、■は電流、■は電圧、Ｃはバリスタ固有の定数
、αは電圧非直線指数である。

ＳｉＣバリスタのαは２〜７程度、ＺｎＯ系バリスタで
はαが５０にもおよぶものがある。このようなバリスタ
は比較的高い電圧の吸収には優れた性能を有しているが
、誘電率が低く、固有の静電容量が小さいため、バリス
タ電圧以下の比較的低い電圧の吸収に対してはほとんど
効果を示さず、また誘電損失ｔａｎδが５〜ｌＯ％と大
きい。

一方、これらの低電圧のノイズなどの除去には見かけの
誘電率が５Ｘ１０’程度で、ｔａｎδが１％前後の半導
体コンデンサが利用されている。

しかし、このような半導体コンデンサはサージなどによ
りある限度以上の電圧または電流が印加されると、破壊
したりしてコンデンサとしての機能を果たさなくなった
りする。

そこで、最近になって５ｒＴｉＯｉを主成分とし、バリ
スタ固有とコンデンサ特性の両方の機能を有するものが
開発され、マイクロコンピュータなどの電子機器におけ
るＩＣ，ＬＳＩなどの半導体素子の保護に使用されてい
る。

発明が解決しようとする課題 上記の５ｒＴｉＯｓを主成分とするバリスタはＺｎＯ系
バリスタに比べ誘電率が約１０倍と大きいが、電圧非直
線指数（α）やサージ耐量が小さく、粒内抵抗が高いた
め、高周波のノイズなどを十分に吸収できないといった
欠点を有していた。

そこで本発明では、誘電率が大きく、αが大きいと共に
、サージ耐量が大きく、粒内抵抗が低い電圧依存性非直
線抵抗体磁器組成物を提供することを目的とするもので
ある。

課題を解決するための手段 上記の問題点を解決するために本発明では、ＳｒｍＴｉ
Ｏ３，（Ｃａ、Ｓｒ＋−ｘ）ｂＴｉｏｓ（０，００１≦
ｘ≦０．５）。

（Ｂａ、Ｓｒ＋−ｙ）ｃＴｉｏｓ（０，００１≦ｙ≦０
．５）、（ＭｇｌｌＳｒ＋−５）４”１０ｓ（０，００
１≦Ｚ≦０．５）　（０，９５０≦ａ、ｂ、ｃ、ｄ＜１
．０００　）　　（以下第一成分と呼ぶ）のうち少なく
とも１種類以上を９０．　ＯＯＯ〜９９．９９８ｍｏＨ
１ＮｂｚＯｓ＋　Ｔａ１Ｏｓ＋　ＷＯ３１Ｄｙｚｏｓ＋
　ＹＪ３＋　Ｌａ１０３．　Ｃｅ０ｔ＋ＳｍｔＯｓｉ　
Ｐｒ＊Ｏ＋＋＋　ＮｄｔＯｓ　（以下第二成分と呼ぶ）
のうち少なくとも１種類以上を０．００１〜５．０００
ｍｏＨ１ＣｏｓＮｔ　　（以下第三成分と呼ぶ）を０．
００１〜５．０００ｍｏｌχ含有してなるが、または上
記第一成分をｓｏ、ｏｏｏ〜９９．９９８鶴Ｏ１χ、第
二成分及び第三成分をそれぞれ０．００１〜５．０００
ｍｏｌＫ、さらニＡｌｔＯｓ、　５ｂ２０ｚ、　Ｂａｄ
、　Ｂｅｄ、　ＰｂＯ，ＢｚＯ８＋　Ｃｅ０ｔ＋Ｃｒｚ
０３＋　Ｆｅｔｕ８．　ｃｄｏ、　Ｋ、ｏ、　ＣａＯ＋
　Ｃ０ｇ０ｉ＋　ＣｕＯ＋　Ｃｕｔｅ。

Ｌｉａｒ、　ＭｇＯ＋　Ｍｎ０ｚ＋　ＭＯＯ３１Ｎａｇ
（Ｌ　Ｎｉｐ、　ＲｈｚＯ３，５ｅＯｚ＋ＡｇｚＯ，５
ｉＯｚ＋　ＳｉＣ，ＳｒＯ，Ｔｌ＊０．　Ｔｈａｔ、　
Ｔｉ０ｚ、ＶｔＯｓ＋ＢｉｚＯｓ＋　ＷＯａ＋　ＺｎＯ
，Ｚｒ０ｚ＋　Ｓａｕｇ　　（以下第四成分と呼ぶ）の
うち少なくとも１種類以上を０．００１〜１０、０００
ｍｏｌχ含有してなる電圧依存性非直線抵抗体磁器組成
物を得ることにより問題を解決しようとするものである
。

作用 上記発明において、第一成分は主成分であり、第二成分
は主に半導体化を促進する金属酸化物である。また、第
三成分は誘電率及び粒内抵抗の改善に寄与するものであ
り、第四成分は誘電率、α、サージ耐量の改善に寄与す
るものである。特に、第三成分は素子全体に均一に分散
し、添加時点では窒化物であるが、還元焼成後に空気中
で熱処理することにより酸化物に変わり電子を放出する
。

すなわち、粒界部分では拡散してきた多量の酸素により
酸化物が形成され、放出された電子は酸素イオンに捕獲
され粒界は絶縁化される。一方、粒子内部は酸素の拡散
が起こりにくいため大部分のＣｏ　ｓ　Ｎ　ｚが窒化物
のままで存在し、仮に粒子内部まで酸素が拡散してきて
も窒化物の原子価が変わることによって電子を放出する
ため、酸化による高抵抗化を抑制する作用をする。この
ため粒子内部を低抵抗にすることができる。

実施例 以下に本発明を実施例を挙げて具体的に説明すまず、５
ｒＣＯａ＋　ＣａＣＯ３＋　ＢａＣＯ３＋　ＭｇＣＯ５
＋　Ｔｉ１ｔを下記の第１表に示す組成比になるように
秤量し、ボールミルなどで４０時間混合し、乾燥した後
、１０００℃で１５時間仮焼する。こうして得られた仮
焼物にＦｅｔＮと添加物を下記の第１表に示す組成比に
なるように秤量し、ボールミルなどで２４時間混合し、
乾燥した後、ポリビニルアルコールなどの有機バインダ
ーを１０ｗｔχ添加し”Ｃ造粒した後、１　　（ｔ／ｃ
ｄ）のプレス圧力で１０φＸｉ’（＠Ｍ）の円板状に成
形する９次いで、空気中で１０５０℃、１時間仮焼脱バ
インダーを行った後、ＮＩＨ２＝９　：　１の混合ガス
中で１４００℃、６時間焼成する。さらに、空気中で１
０８０℃、１４時間焼成し、このようにして得られた第
１図、第２図に示す焼結体ｌの両生面に外周を残すよう
にしてＡｇなどの導電性ペーストをスクリーン印刷など
により塗布し、６００℃、５分間焼成し、電極２．３を
形成する。次に、図示してはいないが半田などによりリ
ード線を取付け、エポキシなどの樹脂を塗装する。この
ようにして得られた素子の特性を下記の第２表に示す、
なお、第２表において、誘電率εはＩＫＨｚでの静電容
量から計算したものであり、粒内抵抗ＥＳＲは共振周波
数でのインピーダンスにより評価し、αは α−１／Ｌｏｇ（Ｖ＋。−Ａ／Ｖｌ□）（ただし、Ｖ　
１ｍＡ　＋　　Ｖ　ｌｅｍＡは１ｍＡ、　　１０ｍＡ（
７）電流を流した時に素子の両端にかかる電圧である。

）で評価した。また、サージ耐量はパルス性の電流を印
加した後のＶｌｓ＆の変化が±１０％以内である時の最
大のパルス性電流値により評価している。

（以　下　余　白） また、第一成分のＳｒ、ＴｉＯ３，（ＣａｘＳｒ＋−ｘ
）ｂＴｉＯｚ（０，００１≦ｘ≦０．５）、　　（Ｂａ
、Ｓｒ＋−ｙ）ｃＴｉｏｓ（０，００１≦ｙ≦０．５）
、　　（ＭｇｇＳｒ＋−＊）ｔＴｉｏｉ（０，００１≦
２≦０．５）　　（０，９５０≦ａ、　　ｂ、　　ｃ、
　ｄ＜１．０００　）のＸ、　ｙ、　　Ｚの範囲を規定
したのは、０．００１未満では効果を示さず、０．５を
越えると粒成長及び半導体化が抑制され特性が劣化する
ためである。また、ａ、　　ｂ、　　ｃ、　　ｄの範囲
を規定したのは、１．０では格子欠陥が発生しにくいた
め半導体化が促進されず、０．９５より小さくなるとＴ
ｉが過剰となりすぎてＴｉＯ□の結晶が生成し、組織が
不均一になり、特性が劣化するためである。さらに、第
二成分は０．００１ｍｏｌχ未満では効果を示さず、５
．００　（１＋ｏｌχを越えると粒界に偏析して粒界の
高抵抗化を抑制し、粒界に第二相を形成するため特性が
劣化することになる。

そして、第三成分は０．００１ｍｏｌχ未満では効果を
示さず、５．０００ｍｏｌχを越えると粒界に第二相を
形成するため特性が劣化することになる。また、第四成
分は０．００１　ｉ＊ｏｌＸ未満では効果を示さず、ｓ
、　ｏ　ｏ　ｏ■ｏｌχを越えると粒界に第二相を形成
し粒成長が抑制され、粒界の抵抗は高くなるが粒界の幅
が厚くなるため、静電容量が小さ（なると共にバリスタ
電圧が高くなりサージに対して弱くなることになる。

なお、本実施例では一部の添加物の組み合わせについて
のみ示したが、請求の範囲内であればその他の添加物の
組み合わせについても同様の効果があることを確認した
。

発明の効果 以上に示したように本発明によれば、誘電率ε、電圧非
直線指数αが太き（、粒内抵抗が小さいため、高周波の
ノイズを吸収すると共に、サージ電流が印加された後の
発熱が少ないため、素子の劣化が小さ（、サージ耐量が
大きくなるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による素子を示す平面図、第２図は本発
明による素子を示す断面図である。 ｌ・・・・・・焼結体、２．３・・・・・・電極。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はか１名ノ 九見体 電、擾

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｓｒ＿ａＴｉＯ＿３，（Ｃａ＿ｘＳｒ＿１＿−＿
   ｘ）＿ｂＴｉＯ＿３（０．００１≦ｘ≦０．５），（Ｂ
   ａ＿ｙＳｒ＿１＿−＿ｙ）＿ｃＴｉＯ＿３（０．００１
   ≦ｙ≦０．５），（Ｍｇ＿２Ｓｒ＿１＿−＿ｚ）＿ｄＴ
   ｉＯ＿３（０．００１≦ｚ≦０．５）〔０．９５０≦ａ
   ，ｂ，ｃ，ｄ＜１．０００〕のうち少なくとも１種類以
   上を９０．０００〜９９．９９８ｍｏｌ％、Ｎｂ＿２Ｏ
   ＿５，Ｔａ＿２Ｏ＿５，ＷＯ＿３，Ｄｙ＿２Ｏ＿３，Ｙ
   ＿２Ｏ＿３，Ｌａ＿２Ｏ＿３，ＣｅＯ＿２，Ｓｍ＿２Ｏ
   ＿３，Ｐｒ＿６Ｏ＿１＿１，Ｎｄ＿２Ｏ＿３のうち少な
   くとも１種類以上を０．００１〜５．０００ｍｏｌ％、
   Ｃｏ＿３Ｎ＿２を０．００１〜５．０００ｍｏｌ％含有
   してなる電圧依存性非直線抵抗体磁器組成物。
2. （２）Ｓｒ＿ａＴｉＯ＿３，（Ｃａ＿ｘＳｒ＿１＿−＿
   ｘ）＿ｂＴｉＯ＿３（０．００１≦ｘ≦０．５），（Ｂ
   ａ＿ｙＳｒ＿１＿−＿ｙ）＿ｃＴｉＯ＿３（０．００１
   ≦ｙ≦０．５），（Ｍｇ＿ｚＳｒ＿１＿−＿ｚ）＿ｄＴ
   ｉＯ＿３（０．００１≦ｚ≦０．５）〔０．９５０≦ａ
   ，ｂ，ｃ，ｄ＜１．０００〕のうち少なくとも１種類以
   上を８０．０００〜９９．９９７ｍｏｌ％、Ｎｂ＿２Ｏ
   ＿５，Ｔａ＿２Ｏ＿５，ＷＯ＿３，Ｄｙ＿２Ｏ＿３，Ｙ
   ＿２Ｏ＿３Ｌａ＿２Ｏ＿３，ＣｅＯ＿２，Ｓｍ＿２Ｏ＿
   ３，Ｐｒ＿６Ｏ＿１＿１，Ｎｄ＿２Ｏ＿３のうち少なく
   とも１種類以上を０．００１〜５．０００ｍｏｌ％、Ｃ
   ｏ＿３Ｎ＿２を０．００１〜５．０００ｍｏｌ％、Ａｌ
   ＿２Ｏ＿３，Ｓｂ＿２Ｏ＿３，ＢａＯ，ＢｅＯ，ＰｂＯ
   ，Ｂ＿２Ｏ＿３，ＣｅＯ＿２，Ｃｒ＿２Ｏ＿３，Ｆｅ＿
   ２Ｏ＿３，ＣｄＯ，Ｋ＿２Ｏ，ＣａＯ，Ｃｏ＿２Ｏ＿３
   ，ＣｕＯ，Ｃｕ＿２Ｏ，Ｌｉ＿２Ｏ，ＭｇＯ，ＭｎＯ＿
   ２，ＭｏＯ＿３，Ｎａ＿２Ｏ，ＮｉＯ，Ｒｈ＿２Ｏ＿３
   ，ＳｅＯ＿２，Ａｇ＿２Ｏ，ＳｉＯ＿２，ＳｉＣ，Ｓｒ
   Ｏ，Ｔｌ＿２Ｏ，ＴｈＯ＿２，ＴｉＯ＿２，Ｖ＿２Ｏ＿
   ５，Ｂｉ＿２Ｏ＿３，ＷＯ＿２，ＺｎＯ，ＺｒＯ＿２，
   ＳｎＯ＿２のうち少なくとも１種類以上を０．００１〜
   １０．０００ｍｏｌ％含有してなる電圧依存性非直線抵
   抗体磁器組成物。