JPH01226111A - 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 本発明は電気機得、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＠低
抗体磁器Ｍｉ説物知関するものである。

従来の技術 従来、各種電気機２；、電子機器だおける異常高直圧の
吸収、ノイズの除去、火花消去、静電気対策Ｏために電
圧依存性非直線抵抗％住を有するＳｉＣバリスタや、Ｚ
ｎＯ系バリスタなどが使用されていた。このようなバリ
スタの覗圧−亀流特性は近似的に次式のように表すこと
ができる。

Ｉ＝（Ｖ／Ｃ）ａ ここで、工は電流、Ｖは１Ｅ圧、Ｃはバリスタ固有の定
数、αは直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６０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
タ直圧以下の比較的低い（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−δが６〜１０％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６×１０４桿度で、―δが１に前後の半導体コ
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、破壊したシしてコンデンサとし
ての機能２果たさなくなったりする。

そこで最近になって５ｒＴｉＯ，を主成分とし、バリス
タ特注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４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５ｒＴｉＯ，を主成分とするバリスタはＺｎＯ系
バリスタに比べ誘ｔ＝ｉが、約１０音と大きいが、電圧
非直線溶ａ（α）やサージ耐量が小さく、粒内抵抗が高
゛ハため、高＠彼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が大きいと共て
、サージ、耐量が大きく、粒内抵抗が低い電圧依存叶非
直線低抗１本磁器組成物を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段 り記の間頂点を解決するために本発明では、５ｒＴｉＯ
３，Ｆｅ２Ｏ３，ＣａＸＳｒ、ｘＴｉＯ，（２）ＳｒＴ
ｉＯ３，ＣａｘＳｒ１−ｘＴｉＯ３（０．００１≦ｘ≦
０．５）。

ＢａｙＳｒｌ−ｙ　Ｔｉｅ、　（２）ＳｒＴｉＯ３，Ｃ
ａｘＳｒ１−ｘＴｉＯ３（０．００１≦ｙ≦０．５）。

Ｍｇ、Ｓｒ、−ｚＴｉｅ、　（２）ＳｒＴｉＯ３，Ｃａ
ｘＳｒ１−ｘＴｉＯ３（０．０ＣＮ≦ｚ≦０．５）　Ｃ
以下第三成分と呼ぶ）のうち少なくとも１種類以上を８
０−０００〜９９−９９７　ｍ　ＯＩＹ；、　Ｎ　ｂ　
２０　ｓ　、　Ｔ　ａ　２Ｑ　５゜ｗｏ、　、　Ｄ７２
０．　、τ２０．　、　Ｌａ２Ｏ３，ＣｅＯ２，Ｓｍ２
０．。

Ｐｒ６０．、　、　Ｎｄ２Ｏ，（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〜ｓ、ｏｏＱ
ｍｏ６％ＴｈＮ２（以下第三成分と呼ぶ）を０．００１
　〜ｅｓ、ｏｏｏｍｏｌ１％含有してなるか、または上
記第一。

第二及び第三成分の上に、さらにム１２０．．５ｂ２０
．。

！３ａｏ　、　ＢｅＯ、ＰｂＯ、Ｂ２０．、　ＣｅＯ２
，０ｒ２０．　。

Ｆｅ２Ｏ３，ＣｄＯ、Ｋ２Ｏ、ＣａＯ、Ｃｏ２０．　、
　ＣｕＯ。

Ｃｕ２Ｏ、Ｌｉ□Ｏ、ＭｇＯ、ＭｎＯ２，ＭｏＯ３、Ｎ
ａ２Ｏ。

ＮｉＯ、Ｒｈ　Ｏ、５ｅａ２．　ＡＪ２０　、５ｉｎ２
．　ＳｉＣＩＳｒＯ、Ｔｌ２Ｏ，ＴｈＮ２．　Ｔｉｅ２
．　Ｖ２Ｏ５，Ｂｉ２Ｏ３゜ｆｆｏ、　、　ＺｎＯ、Ｚ
ｒＯ２，５ｎＯ２（以下第四成分と呼ぶ）のうち少なく
とも１種類以上を。、Ｏｏ１〜１０．０００　ｎｏ１％
含有してなる成圧依存性非直線低抗体＠器組成物を得る
ことにょシ間厘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シ、第三成分は
主に半導体化を促進する金４俊化、吻である。また、第
三成分は誘電−８及び粒内抵抗の改善に寄与するもので
あシ、第四成分は誘【勲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ｏｎ時点では窒化物であるが、梁元尭戎後に空気
中で熱処理することにより浚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浚素により
設化吻が形成され、放出された電子は酸素イオンに油浸
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ＴｈＮ　２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：（よる高抵抗化を抑制する作用をする。このだめ
粒子内部を低抵抗にすることができる。

実泡例 以下に本発明を実施例を挙げて具体的に説明する。

まず、５ｒＣＯ３，Ｆｅ２Ｏ３，ＣａＣ２）ＳｒＴｉＯ
３，ＣａｘＳｒ１−ｘＴｉＯ３（０．、ＢａＣ２）Ｓｒ
ＴｉＯ３，ＣａｘＳｒ１−ｘＴｉＯ３（０．、ＭｇＣ２
）ＳｒＴｉＯ３，ＣａｘＳｒ１−ｘＴｉＯ３（０．。

ＴｉＯ２を下記の第１表に示す組成化になるように秤量
し、ボールミルなどで４０４間混合成、乾燥した後、１
０００℃で１５侍間坂・尭する。こうして得られた仮焼
物’７ＣＭｏ２Ｎと悉加吻を下肥の瀉１表に示す組成化
になるように秤量し、ボールミルなどで２４時間混合し
、乾栗した後、ポリビニルアルコールなどの有機バイン
ダーをＩＱｗｔ％添加して造粒した後、１　（ｔ／、ｆ
ｆｌ　）のプレス圧力で１０φＸ１（Ｉｆｆ）　　の円
板状に成形する。次いで、空気中で１０６０℃、１時間
坂尭［悦バインダーを行った後、Ｎ２：Ｈ２＝９：１の
混合ガス中で１４００℃、６寺Ｉ司尭成する。さらに、
空気中で１０８０℃、１４時間暁成し、このようにして
得られた第１図、第２図に示す暁詰体１の両平面に外周
を残すようにしてムｇなどの導電性ペーストをスクリー
ン印刷などによシ塗布し、６００　’Ｃ１６分間・暁成
し、電血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、
指と塗装する。このようにして得られた素子の特性を以
下の第２表に示す。

なお、第２表において誘電率ε）ま１に庵での静氾容軟
から計…したものであり、粒内抵抗ＸＳＲは埃呈周波数
でのインピーダンスにより評：１１ｉＬ、αはａ　＝　
１　／　Ｌｏｇ　（ｖｊｏｍＡ　／　ｖ＋ｍｈ　）（た
だし、ｖｌｍＡ　Ｉ　■１０ｍＡは１ｍム、１０ｍムの
電流を流した時に素子の両端にかかる電圧である）で評
１凸した。また、サージ１廿量はパルス性の電流を印加
した後のｖｉｍｌの変化が±１０％以内である時の最大
のパルス性電流［直により評価している。

（以下余白） また、第一成分の５ｒＴｉＯ３，Ｆｅ２Ｏ３，ＣａｘＳ
ｒ、−ｘＴｉＯ。

（２）ＳｒＴｉＯ３，ＣａｘＳｒ１−ｘＴｉＯ３（０．
００１≦ｘ≦ｏ、ｓ　＞　、　ＢａｙＳｒ、−ｙＴｉｅ
。

（２）ＳｒＴｉＯ３，ＣａｘＳｒ１−ｘＴｉＯ３（０．
００１≦ｙ≦０．５　）、Ｍｇ２Ｓｒ、−２Ｔｉｅ。

（２）ＳｒＴｉＯ３，ＣａｘＳｒ１−ｘＴｉＯ３（０．
００１≦ｚ≦０．６）のＸ、、７．２（７）、＠ｉｌ’
ｉ硯定したのは、０．００１未満では効果？示さず、０
．６を戎えると粒成喝及び半導本化が抑制され特注が劣
化するためである。さらに、第二成分ばｏ、ｏｏｌ　ｍ
ｏｌ！％末繭では効果を示さず、６．０００ｍｏｌ％を
越えると粒界に偏析して粒界の高抵抗化？抑制し、粒界
に第二用を形１戊するため特性が劣化することになる。

そして、第二成分は０．００１ｍｏｌ％未満では効果を
示さず、ｓ、ｏｏｏｍｏ／％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Ｖ５
Ａ成分は０．００１　ｎｏｄ％未膚で・、−ｉ効果を示
さず、ｓ、ｏ　ｏ　ｏ　ｎｏ／に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
７位界の１嘔が厚くなるため、静心容量が小さくなると
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、本実危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ｂｌ］
物の組み合わ亡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、姓圧非
直線指数ａが大きく、粒内抵抗が小さいため、高周１皮
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Ａため、素子の劣化が小さく、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
明による素子を示を断面図である。 １・・・・・・焼皓体、２．３・・・・・電圧。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名焼結
体 ？電極

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＳｒＴｉＯ＿３，Ｃａ＿ｘＳｒ＿１＿−＿ｘＴｉ
   Ｏ＿３（０．００１≦ｘ≦０．５），Ｂａ＿ｙＳｒ＿１
   ＿−＿ｙＴｉＯ＿３（０．００１≦ｙ≦０．５），Ｍｇ
   ＿ｚＳｒ＿１＿−＿ｚＴｉＯ＿３（０．００１≦ｚ≦０
   ．５）のうち少なくとも１種類以上を９０．０００〜９
   ９．９９８ｍｏｌ％，Ｎｂ＿２Ｏ＿５，Ｔａ＿２Ｏ＿５
   ，ＷＯ＿３，Ｄｙ＿２Ｏ＿３，Ｙ＿２Ｏ＿３，Ｌａ＿２
   Ｏ＿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％，ＴｈＮ＿２を０．００
   １〜６．０００ｍｏｌ％含有してなる電圧依存性非直線
   抵抗体磁器組成物。
2. （２）ＳｒＴｉＯ＿３，Ｃａ＿ｘＳｒ＿１＿−＿ｘＴｉ
   Ｏ＿３（０．００１≦ｘ≦０．５），Ｂａ＿ｙＳｒ＿１
   ＿−＿ｙＴｉＯ＿３（０．００１≦ｙ≦０．５），Ｍｇ
   ＿ｚＳｒ＿１＿−＿ｚＴｉＯ＿３（０．００１≦ｚ≦０
   ．６）のうち少なくとも１種類以上を８０．０００〜９
   ９．９９７ｍｏｌ％，Ｎｂ＿２Ｏ＿５，Ｔａ＿２Ｏ＿５
   ，ＷＯ＿３，Ｄｙ＿２Ｏ＿３，Ｙ＿２Ｏ＿３，Ｌａ＿２
   Ｏ＿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％、ＴｈＮ＿２を０．００
   １〜５．０００ｍｏｌ％，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＿２
   Ｏ，ＳｉＯ＿２，ＳｉＣ，ＳｒＯ，Ｔｌ＿２Ｏ，ＴｈＯ
   ＿２，ＴｉＯ＿２，Ｖ＿２Ｏ＿５，Ｂｉ＿２Ｏ＿３，Ｗ
   Ｏ＿３，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本磁器組成物。